MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ Agronomická fakulta Ústav výživy zvířat a pícninářství
Porovnání systémů normování potřeby sacharidů pro skot Bakalářská práce
Brno 2006
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Veselý, CSc.
Vypracovala: Ivana Bubancová
Zadání bakalářské práce
Souhrn
Bakalářská práce pojednává o dvou systémech porovnání potřeby sacharidů pro skot. Prvním systémem je Česká norma potřeby živin pro přežvýkavce. Používanými jednotkami jsou jednotky NEL (netto energie laktace) a NEV (netto energie výkrmu). Jednotky NEL a NEV vychází z fyziologického třídění energie a jejího rozdílného využití pro jednotlivé druhy produkce. Jako druhý jsem sledovala Cornellský systém, který pojímá výživu a trávení přežvýkavců v celé své dynamice, nikoli jen jako řešení rovnice požadavků normy živin a jejich naplnění. Využívá se zde detergentních analýz krmiv.
Summary
The bachelor thesis discusses two systems of
standardization requirement
carbohydrates for the cattle. The first system was Česká norma potřeby živin pro přežvýkavce. It includes the NEL (netto energy of lactation) and the NEV (netto energy of fattening). The NEL and the NEV, both are based on physiologic classification of the energy and their different utilization individual kinds of the production. The second system was CNCPS(Cornell Net Carbohydrate and Protein System), which is engaged in the nutrition and the digestion of the ruminant. It studies not only quadratic needs standard nutriments, but it is engaged in general dynamism of the feeds, it means that this system studies the feeds digestion in the rumen and in the small intestine. CNCPS used to detergent analyses feeds.
Poděkování
Ráda bych poděkovala vedoucímu své bakalářské práce panu doc. Ing. Pavlu Veselému, SCc. za pomoc při zpracování bakalářské práce. A také všem, kteří mi byli nápomocni při řešení této práce.
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma …………………………………………………………………………………………. vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity v Brně a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Brně, dne ………………
6
Obsah
Zadání bakalářské práce.........................................................................................................2 Souhrn....................................................................................................................................3 Summary................................................................................................................................3 Poděkování.............................................................................................................................4 Prohlášení...............................................................................................................................5 Obsah .....................................................................................................................................6 Seznam tabulek a grafů..........................................................................................................8 1. Úvod...................................................................................................................................9 2. Specifika přežvýkavců - energie u přežvýkavců .............................................................10 2.1. Krytí energie u skotu.................................................................................................10 2.1.1. Bachorová fermentace na krytí energie .................................................................10 2.1.2. Využitelnost sacharidů v bachoru......................................................................12 2.2. Mikroorganizmy v bachoru ......................................................................................12 3. Sacharidy .........................................................................................................................14 3.1.1. Monosacharidy.......................................................................................................15 3.1.2. Oligosacharidy .......................................................................................................15 3.1.3. Polysacharidy.........................................................................................................16 3.2. Škrob.........................................................................................................................16 3.2.1. Degradace škrobu v bachoru..............................................................................17 3.3. Celulóza ....................................................................................................................18 3.4. Hemicelulózy ............................................................................................................19 3.5. Pektiny ......................................................................................................................19 3.6. Lignin........................................................................................................................19 3.7. Vláknina....................................................................................................................20 4. Úpravy krmiv ...................................................................................................................21 4.1. Úprava a konzervace jadrných krmiv .......................................................................21 4.2. Siláže a siláže ze zavadlé píce ..................................................................................21 4.3. Produkce sena ...........................................................................................................22 5. Česká norma potřeby živin pro přežvýkavce...................................................................23 5.1.Metabolismus energie u přežvýkavců........................................................................23 5.2. Energetické hodnocení krmiv ...................................................................................23 5.3. Biologické třídění energie krmiv ..............................................................................24 5.4. NEL...........................................................................................................................26 5.5. NEV ..........................................................................................................................26 6. Cornellský systém výživy...............................................................................................27 6.1. O co se jedná.............................................................................................................27 6.2. Historie v České republice........................................................................................27 6.3. Současnost v České republice...................................................................................28 6.4. Modelové předpovědi ...............................................................................................28 6.5. Vláknina v Cornellském systému .............................................................................28 6.6. Nestrukturální sacharidy ...........................................................................................29 6.6.1. Frakce sacharidů ................................................................................................29 6.6.2. Štěpení sacharidů krmiva...................................................................................30
7
6.6.3. Fermentace jednotlivých frakcí sacharidů .........................................................31 6.7. Optimální krmná dávka ............................................................................................32 6.8. Vliv na motoriku předžaludků ..................................................................................32 6.9. Struktura krmiv v bachoru podle Cornellského systému..........................................33 7. Závěr ................................................................................................................................34 8. Použitá literatura ..............................................................................................................36
8
Seznam tabulek a grafů
Tab. 1: Degradovatelnost škrobu u různých krmiv ..................................................... 18 Tab. 2: Požadavky na silážování kukuřice a obilí ....................................................... 22 Tab. 3: Požadavky na zavadání píce na poli ................................................................ 22 Tab. 4: Složení sacharidových frakcí, jejich degradace v bachoru a trávení ve střevech ...................................................................................................................................... 32
Graf 1: Obsah škrobu v obilném zrně (g/kg sušiny) .................................................... 17
9
1. Úvod
S rozvojem poznání metabolismu přežvýkavců dochází k zpřesňování požadavků na přívod energie a živin a mění se kritéria hodnocení krmiv. Užitkovost hospodářských zvířat závisí na množství přijaté energie a živin nad požadavky záchovy. Dostatečný příjem kvalitních živin odpovídajících požadavkům zvířat je zárukou nejen vysoké užitkovosti naplňující genetický potenciál zvířete a snížení ekonomických nákladů, ale i zajištění dobrého zdravotního stavu zvířete. Nově získané poznatky z fyziologie výživy přežvýkavců přispěly k vyvinutí nových systémů hodnocení energie a dusíkatých látek krmiv pro přežvýkavce. Každý systém hodnocení krmiv přitom zahrnuje dvě hlavní oblasti: - stanovení nutriční hodnoty krmiv - stanovení požadavků zvířat na příjem energie a živin.
V bakalářské práci shrnuji základní charakteristiky dvou norem potřeby sacharidů pro skot používaných v České republice. První normou je Česká norma potřeby živin pro přežvýkavce, druhou je Cornellský systém výživy (CNCPS - Cornell Net Carbohydrate and Protein System) který je normou potřeby živin pro přežvýkavce v USA. Nejdříve se zaměřuji na specifika získávání energie u přežvýkavců, která spočívají v rozkladu sacharidů v bachoru mikroorganismy a trávením sacharidů v tenkém střevě. Další část práce se zabývá charakteristikou a rozdělením sacharidů a jejich funkcí v metabolismu přežvýkavců. V neposlední řadě jsem shrnula důvody a způsoby úprav krmiv a jejich vliv na stravitelnost sacharidů.
10
2. Specifika získávání energie u přežvýkavců
2.1. Krytí energie u skotu Nejvýznamnějším zdrojem dostupné energie pro přežvýkavce jsou zrna obilovin, jejichž hlavní energetickou složkou je škrob. Důležitým procesem pro využití škrobu z krmiva je jeho degradace v bachoru, kde je jeho větší část, přijatá krmnou dávkou, degradována. Primárně se dodává energie z těkavých mastných kyselin, které vznikají v bachoru fermentativním trávením sacharidů. Sekundárním zdrojem energie jsou mastné kyseliny, které se mobilizují z tukových tkání. Dalším zdrojem energie může být tuk v krmné dávce, který se dodává krmením přísad s vysokým obsahem energie, jako jsou v bachoru inertní tuk, lůj a olejnatá semena (CHALUPA a SNIFFEN, 1996). Nezbytnou živinou je tuk ve výživě telat. Nenasycené esenciální mastné kyseliny (linolová, linolenová a arachidonová) tele nedovede syntetizovat, a proto je nutné odebraný mléčný tuk v krmných směsích nahradit kombinací tuků tuhých a tekutých, které jsou postradatelné v lidské výživě. Překrmování tukem může vést u dospělého skotu ke ketózám.
2.1.1. Bachorová fermentace na krytí energie V bachoru se vytváří jednotlivé vrstvy, které se skládají z tekuté části, vláknité části a plynné části. Ve vláknité části probíhá největší aktivita rozkladu živin. Zároveň způsobuje dráždění stěny bachoru, a tak má přímý vliv na příjem živin a přežvykování. Ve výživě přežvýkavců je nutné vycházet ze speciálního způsobu přeměny krmiv na živočišné produkty. Jejich trávicí ústrojí je svojí strukturou (bachor, čepec, kniha a vlastní žaludek - slez) a funkcemi specializováno především na využití celulózy, která tvoří podstatu objemných krmiv. V předžaludcích dochází působením mikrobiálních enzymů ke štěpení celulózy a dále zde probíhá hydrolýza degradovatelných dusíkatých látek, tvorba
11
bílkovin a syntéza vitaminů (komplex vitamínů B a vitamín K). Důležitost správné funkce předžaludků vyplývá ze skutečnosti, že 80 - 90 % energie a dusíkatých látek, které organismus potřebuje, je výsledkem bachorové fermentace. Při využívání živin jsou přežvýkavci závislí nejen na jejich obsahu v krmné dávce, ale hlavně na průběhu procesů jejich fermentace v předžaludcích. Symbióza mezi makroorganismem přežvýkavce a bachorovými mikroorganismy umožňuje získávání energie z rostlinných polysacharidů, nestravitelných pro ostatní živočišné druhy. Bachorová fermentace představuje soubor fyzikálních a mikrobiálních aktivit, které přeměňují komponenty krmné dávky na produkty, jež jsou buď využívány v organismu přežvýkavců (těkavé mastné kyseliny, mikrobiální protein, vitamíny) nebo nejsou pro něj potřebné (metan, plynný vodík), respektive mohou být pro organismus přežvýkavce i toxické (dusitany, vyšší koncentrace amoniaku). V bachorové fermentační komoře potom díky jeho motorici, pravidelnému příjmu krmiva, vody a pufračních látek (slin, solí), anaerobnímu prostředí, stabilní hodnotě pH (6,2 - 7,3) a průběžnému odvodu vytvořených substrátů sliznicí (stěnou) bachoru a odchodu zpracované hmoty do slezu existují optimální podmínky k fermentaci přijatých složek krmné dávky. Průběh fermentačních pochodů v bachoru má komplexní, interaktivní podobu. Jeho rozsah je limitován úrovní časovaného přísunu potřebného, vzájemně vyváženého, množství substrátů (zejména sacharidů a dusíkatých látek krmiva) a je ovlivňován stupněm štěpení a intenzitou dalšího využití dusíkatých sloučenin, dostupností sacharidů, uhlíkatých skeletů aminokyselin a peptidů pro bachorové mikroorganismy a přítomností metanogenních bakterií, zajišťujících pokles koncentrace vzniklých redukčních sloučenin. Koncovými produkty bachorové fermentace, které mají vlastní nutriční význam pro hostitele jsou těkavé mastné kyseliny a mikrobiální buňky (obvykle označované za mikrobiální protein). Zatímco těkavé mastné kyseliny jsou většinou resorbovány přes stěnu bachoru, představují pomnožené mikrobiální buňky, po své pasáži do tenkého střeva, hlavní zdroj k zásobení hostitelského organismu aminokyselinami. Bachorová fermentace umožňuje zabezpečení 80 - 90 % celkové potřeby energie přežvýkavce. Významnou funkcí bachorových procesů je částečná detoxikace škodlivých sloučenin. Ukazatelem průběhu trávení v čepcobachoru je obsah těkavých mastných kyselin. Procentické zastoupení kyseliny octové stoupá, je-li v krmné dávce zastoupena ve větší míře vláknina (zvýšení tučnosti mléka). Dodají-li převážnou část potřebné energie jadrná krmiva, zvyšuje se zastoupení kyseliny propionové (zvýšení přírůstku skotu ve výkrmu).
12
2.1.2. Využitelnost sacharidů v bachoru
Existuje několik faktorů, které ovlivňují dostupnost živin pro bachor. Nejdůležitějším je stáří rostlin. Stárnutí rostlin je provázeno zvětšováním podílu buněčných stěn a jejich lignifikací, při níž dochází k relativnímu úbytku rozpustných, daleko rychleji degradovatelných sacharidů. S procesem lignifikace je spojena i nižší využitelnost buněčných stěn. V procesu stárnutí rostlin hrají největší roli teplo a světlo jako nejdůležitější podmínky životního prostředí. Vysoká teplota zvyšuje lignifikaci buněčných stěn. V teplém prostředí rostliny rychleji dozrávají, stárnou a jejich buněčná stěna je daleko méně rozpustná v bachoru. Světlo naopak zvyšuje stravitelnost. Je to dáno efektem fotosyntézy, při které jsou vytvářeny rozpustné sacharidy. Druhým faktorem, který ovlivňuje využitelnost sacharidů v bachoru, je úprava krmiv. Druhová skladba a způsob zpracování krmiv má značný vliv na jejich využitelnost a rychlost fermentace. Jednoduché cukry jsou velmi rychle degradovatelné. Po necelých 30 minutách jsou beze zbytku rozloženy. Rovněž pektiny jsou v bachoru rychle degradovány na rozdíl od suchého kukuřičného zrna, jehož škrob je tvořen převážně silně hydrofobní amylózou. Podstatně rychleji než suché kukuřičné zrno jsou degradovány škroby z ječmene, pšenice a ovsa pro vysoký obsah hydrofilního amylopektinu.
2.2. Mikroorganizmy v bachoru Veškeré procesy probíhající v bachoru jsou odvislé od společenství mikroorganismů, které se dokonale přizpůsobilo tomuto prostředí. Nejvíce jsou v bachorovém ekosystému zastoupeny bakterie, ale významnou metabolickou roli sehrávají také nálevníci a bachorové houby. Populace mikroorganismů zajišťujících bachorovou fermentaci je tvořena mikrokoloniemi,
přichycenými
na
částečkách
potravy,
dále
jejich
populacemi,
přichycenými na buňky bachorového epitelu a populacemi, nacházejícími se volně v bachorové tekutině.
13
Bachorové bakterie (asi 60 druhů, z toho pouze přibližně 10 plně funkčně významných) jsou rozdělovány podle převládajícího působení na druhy celulolytické, hemicelulolytické, pektinolytické, amylolytické, metanogenní, rozpustné sacharidy utilizující, kyseliny utilizující, urealytické, proteolytické, amoniak produkující a lipidy utilizující. Bachoroví nálevníci (15 druhů) se také podílejí na štěpení celulózy, hemicelulózy, pektinu, škrobu, rozpustných sacharidů a lipidů a mají i proteolytickou aktivitu. Jako zdroj bílkovin aktivně tráví bachorové bakterie. Nemají ureázovou aktivitu (na rozdíl od bakterií pro ně není vhodným substrátem amoniak). Bachorové houby (3 druhy) tvoří významný (až 8%) podíl bachorové mikrobiální biomasy. Jejich hlavní význam v bachorové fermentaci spočívá v degradaci celulózy. (SKŘIVÁNEK, 1999). Na rozdíl od celulolytických bakterií pronikají houby svými kořínky, na které jsou vázány celulázy, do rostlinných pletiv a rozrušují je zevnitř. Oplývají však i proteolytickou aktivitou. Jeden mililitr bachorové tekutiny obsahuje řádově 100 milionů až 10 miliard mikroorganismů, jejichž těla v sušině obsahují 62 % proteinu, 21 % sacharidů, 13 % tuků a 4 % popelovin. Pro maximální množení mikroorganismů v bachoru potřebujeme zdroj energie a zdroj dusíku. Zdrojem energie jsou těkavé mastné kyseliny, které vznikají v procesu fermentace sacharidů. Zdrojem dusíku je amoniak, uvolněný z proteinu přijatého krmiva a neproteinových dusíkatých látek v bachoru. Nejdůležitějším faktorem pro optimální rozvoj bachorových mikroorganismů je synchronizace dosažitelnosti amoniaku a těkavých mastných kyselin. Mikroorganismy bachoru nemají žádnou kapacitu skladovat energii ani dusík. Pouze pokud jsou tyto obě složky dostupné, mohou je využít k tvorbě mikrobiálního proteinu.
14
3. Sacharidy
Rozhodujícím zdrojem energie pro skot jsou fotosyntézou vzniklé sacharidy, které tvoří 70 až 80 % sušiny krmné dávky. Sacharidy obsažené v rostlinných krmivech jsou uloženy v buněčných stěnách (tzv. hrubá vláknina). Hrubá vláknina je tvořena především celulózou, hemicelulózou, ligninem a malým množstvím kutinu. Dále sacharidy obsahuje buněčná protoplasma. Jsou to především škrob a rozpustné sacharidy (cukry). Sacharidy (též glycidy) jsou organické látky patřící do skupiny polyhydroxyderivátů, karbonylovou skupinu obsahujících sloučenin, tedy aldehydů nebo ketonů. Mnohé ze sacharidů jsou významné přírodní látky, řada dalších byla připravena synteticky. Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve vodě a mají více či méně sladkou chuť. Makromolekulární polysacharidy jsou většinou bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně rozpustné (škrob) nebo zcela nerozpustné (celulóza). Základní stavební jednotkou všech sacharidů jsou tzv. cukerné jednotky, kterými jsou monosacharidy, které jsou samy o sobě nejjednoduššími cukry vůbec. Od sacharidů mohou být syntetizovány jak uměle v laboratoři, tak přirozeně v přírodě, další deriváty. Významné jsou zejména sloučeniny, vzniklé substitucí hydroxylové skupiny při přeměně lineární formy sacharidu na cyklickou, nazývané glykosidy. Vazba, vytvořená tímto procesem, se nazývá glykosidická vazba. Spojí-li se tímto způsobem dvě molekuly monosacharidů, vznikne molekula tvořená dvěma cukernými jednotkami, která je nejmenším oligosacharidem (disacharid). Cukerné jednotky se tímto způsobem mohou řetězit v podstatě v neomezeném počtu. Počet cukerných jednotek je přitom jedním z hledisek klasifikace sacharidů. V rostlinách se nacházejí sacharidy především ve formě polymerů, tj. jako oligosacharidy (sacharóza, laktóza, maltóza, celobióza, rafinóza) a polysacharidy, z nichž z hlediska krmivářského jsou nejvýznamnější škrob, celulóza, hemicelulóza, pektiny a lignin, který se nachází v rostlinách společně s celulózou.
15
3.1.1. Monosacharidy Monosacharidy jsou tvořeny právě jednou cukernou jednotkou. Podle počtu uhlíků v řetězci je dělíme na triosy, tetrosy, pentosy, hexosy atd.. Monosacharidy jsou přímé produkty fotosyntézy a je v nich nahromaděna energie slunečního záření, často mívají sladkou chuť.
aldosy - monosacharidy obsahující v lineární formě karbonylovou skupinu na
koncovém uhlíku. Jsou to tedy polyhydroxyaldehydy
(např. glukosa, galaktóza).
ketosy - monosacharidy obsahující v lineární formě karbonylovou skupinu
na
jiném
než
koncovém
uhlíku.
Jsou
to
tedy
polyhydroxyketony (např. fruktosa).
3.1.2. Oligosacharidy Oligosacharidy jsou tvořeny dvěma až deseti cukernými jednotkami.
disacharidy
-
jsou
tvořeny
dvěma
cukernými
jednotkami
třemi
cukernými
jednotkami
(např. sacharosa, maltosa, laktosa)
trisacharidy
-
(např. rafinosa)
jsou
tvořeny
16
3.1.3. Polysacharidy Polysacharidy jsou tvořeny více než deseti cukernými jednotkami.
nízkomolekulární polysacharidy - jsou tvořeny nejvýše několika desítkami
cukerných
jednotek.
vysokomolekulárních polysacharidů
Vznikají
většinou
z
částečnou hydrolýzou (např.
rozpustný škrob).
vysokomolekulární polysacharidy - jsou přírodní polymery složené z mnoha desítek až stovek cukerných jednotek. V živých organismech slouží například jako zásobárna energie (např. škrob, amylopektin, glykogen),
nebo
mají
strukturní
funkci
(např.
celulóza,
hemicelulóza, chitin).
Hranice mezi oligosacharidy a polysacharidy je běžně akceptována. Je však arbitrárně zvolená a nemá vlastně žádný fyzikálně chemický ani biochemický význam.
3.2. Škrob Jako škrob se označuje organická makromolekulární látka složená z amylózy (asi 20 %) a amylopektinu (asi 80 %), tvořených několika tisíci molekulami glukózy. Obecný vzorec (C6H10O5)n, základní stavební jednotka D-glukopyranosa. Amylóza je tvořená lineárním řetězcem glukózových molekul, vzájemně spojených vazbami alfa-1,4. Molekuly amylózy vytvářejí krystalické hydrofobní struktury. To způsobuje jejich sníženou degradovatelnost v prostředí bachoru, která může být ovlivněna způsobem zpracování. Zralá kukuřice obsahuje všechen škrob ve formě amylózy. Bez zpracování proto většina této amylózy odchází z bachoru do spodních částí trávícího traktu, kde je následně štěpena enzymaticky. Další složkou tvořící škrob je amylopektin. Je to podobný řetězec molekul glukózy jako amylóza, má však větvení v pozici 1,6. Právě proto je amylopektin více hydrofilní, lépe rozpustný a v důsledku tohoto i více a rychleji fermentovatelný. Vysoký obsah amylopektinu najdeme v obilkách ječmene, pšenice a ovsa.
17
Škrob je konečný produkt fotosyntézy v rostlinách. Patří mezi fyziologicky a hospodářsky nejdůležitější polysacharidy. Je zásobní látkou v některých rostlinách. Malé zastoupení škrobu bývá v zelené píci a v silážích trav. Obiloviny obsahují poměrně velké množství škrobu, přičemž nejvyšší obsah je v zrnu kukuřice. Zahříváním škrobu se tvoří škrobový maz. Jeho hydrolýzou vzniká škrobový sirup, škrobový cukr a glukóza. Pražením škrobu se tvoří dextrin. Silážováním se degradovatelnost škrobu v bachoru zvyšuje. Pro kvalitní krmnou dávku potřebujeme přesně určovat množství škrobu v krmivu, protože je to složka, jež nejvíce podporuje růst bakterií, které štěpí nestrukturní sacharidy a podílí se na vzniku bachorových acidóz.
škrob (g/kg)
Graf 1: Obsah škrobu v obilném zrně (g/kg sušiny)
750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 Pšenice neošetřena
Pšenice ošetřena louhováním
Ječmen neošetřen
Ječmen ošetřen louhováním
Oves
Kukuřice
3.2.1. Degradace škrobu v bachoru
Důležitým procesem pro využití škrobu z krmiva je jeho degradace v bachoru , kde je jeho větší část, přijatá krmnou dávkou degradována. Škrob se v bachoru rozkládá různou rychlostí. Rychlost degradace škrobu v bachoru je podmíněna souborem faktorů, jako je složení krmné dávky, příjem a druh krmiva, jeho způsob zpracování a jiné. Škrob ze zrna pšenice, ječmene a ovsa je rychleji degradován než škrob z kukuřice.
18
Tab. 1: Degradovatelnost škrobu u různých krmiv Degradovatelnost škrobu %
Obsah škrobu Krmivo
(g/kg sušiny) 2 hod. 4 hod. 6 hod. 16 hod.
24 hod.
Pšenice neošetřena
599
25,67
58,56
72,02
83,37
96,35
Pšenice ošetřena louhováním
594
16,96
37,63
45,79
86,13
96,35
Ječmen neošetřen
609
26
44,15
63,58
84,14
96,13
Ječmen ošetřen louhováním
595
14,16
38,93
48,81
83,16
97,15
Oves
482
34,28
76,95
80,32
95,31
98,89
Kukuřice
700
21,62
34,32
40,62
79,37
97,48
Nižší degradace škrobu v bachoru zvyšuje jeho množství, jež je k dispozici pro trávení v tenkém střevě. Škrob, uniklý degradaci v bachoru, postupuje do tenkého střeva, kde dochází k jeho enzymatickému rozkladu vlastními enzymy až na glukózu. Když porovnáme z energetického hlediska využití škrobu v tenkém střevě a v bachoru, je vyšší v tenkém střevě. Z hlediska efektivního využití krmné dávky je proto výhodná postupná degradace škrobu v bachoru. Protože je však objem škrobu v bachoru limitován, je nutné soustředit pozornost na koncentraci živin v krmivech, a tím i v krmné dávce. Zvyšováním koncentrace živin se může dosáhnout zabezpečení optimální potřeby energie přijaté z krmiva.
3.3. Celulóza Je polysacharid sestávající z beta-glukózy. Celulóza tvoří primární strukturu rostlinných buněčných stěn. Její elementární složení odpovídá vzorci (C6H10O5)n. Ze stanovení molekulové hmotnosti vyplývá, že jde o makromolekulární látku s vysokým polymeračním stupněm. Při hydrolytickém štěpení celulózy vznikají různé štěpné produkty (cellopentosa, cellotetrosa, cellotriosa, cellobiosa) až po glukózu. Člověk ani většina savců nedokáže celulózu trávit. Přežvýkavci nebo termiti dokáží štěpit celulózu za pomoci symbiotických mikroorganismů.
19
Štěpení celulózy je jedním z nejdůležitějších pochodů v bachoru přežvýkavců. Intenzita jejího trávení je v prvé řadě závislá na obsahu inkrustujujících látek v buněčné stěně, z nichž je nevýznamnější lignin.
3.4. Hemicelulózy Hemicelulózy jsou stavební polysacharidy rostlin a součást vlákniny. Mají složitou strukturu a obsahují řadu cukerných složek, hlavně pentózy. Jejich štěpení je snazší než štěpení celulózy.
3.5. Pektiny Polymer kyseliny polygalakturonové zčásti esterifikovaný metanolem. V největším množství je obsažen v řepě a cukrovarských řízcích, méně v jeteli a vojtěšce. Pektiny zvyšují viskozitu bachorové tekutiny.
3.6. Lignin Po chemické stránce nepatří mezi polysacharidy. Ve stěnách rostlinných buněk je podpůrnou částí. S dozráváním rostlin vyplní lignin prostory mezi celulózou a hemicelulózou. Obsah ligninu (stoupá se stářím buněk) bývá v negativní korelaci se stravitelností celulózy a je považován za faktor limitující stravitelnost organických živin. Lignin sám je nestravitelný a navíc chrání přidružené sacharidy před trávením. Čím je vyšší obsah ligninu v rostlinách, tím je nižší stravitelnost celulózy a hemicelulóz, ale i sacharidů obsažených v protoplazmě buněk.
20
3.7. Vláknina Vláknina je nehomogenní směs makromolekul, většinou strukturních polysacharidů a nestravitelných bílkovin. U monogastrů, má vláknina v zažívacím traktu zcela odlišnou funkci než u polygastrů. Polygastři dokáží vlákninu trávit pomocí mikroorganismů v bachoru a tak ji využívat jako významný zdroj energie Mimořádný význam ve výživě skotu má hrubá vláknina, neboť v zelených i konzervovaných objemných krmivech její množství značně kolísá, což je vyvoláno vývojovým stadiem pícnin při jejich sklizni (se stoupajícím stářím rostlin obsah vlákniny vzrůstá). Obsah hrubé vlákniny v krmné dávce ovlivňuje její stravitelnost, příjem krmiva, tučnost mléka. Vysokým i nízkým obsahem je stravitelnost ovlivněna negativně. Optimální obsah hrubé vlákniny v krmné dávce zvířat je mezi 15 a 18 % ze sušiny krmné dávky. Při obsahu hrubé vlákniny pod 13 % ze sušiny může dojít k fyziologickým poruchám trávení a významnému poklesu tučnosti mléka.
21
4. Úpravy krmiv
Za úpravy krmiv jsou považovány technologické postupy, kterými zvyšujeme výživnou hodnotu krmiva a stravitelnost živin. Dále jimi zlepšujeme chutnost a přijatelnost krmiv, nebo odstraňujeme škodlivé účinky a nepříznivé vlastnosti některých krmiv.
4.1. Úprava a konzervace jadrných krmiv Jadrná krmiva se upravují především proto, aby je zvířata lépe využila a aby s nimi byla snazší manipulace. Často se různé způsoby úprav kombinují. Mezi fyzikální metody patří úpravy mechanické (drcení, mletí, mačkání, lisování, tvarování, vlhčení, mísení), termické (sušení, extruze), hydrotermické (působení páry a tlaku) a mikronizační (mikrovlnné či vysokofrekvenční záření a magnetizace). Mění se hlavně struktura krmiv a je ovlivněna jejich stravitelnost a využitelnost. Biologickými úpravami (nakličování, hydroponie, drožďování, výběr vhodné kombinace krmiv, zchutňování přídavkem jiného krmiva, přídavek biologického či enzymatického konzervantu) se zvyšuje výživná hodnota, stravitelnost, využitelnost a skladovatelnost krmiv podle druhu úpravy. Chemické úpravy jsou prováděny především za účelem prodloužení skladovatelnosti (zamezení dýchání mikroorganismů, využití inhibičního účinku především kyseliny propionové na růst plísní, vytvořením kyselého prostředí), i využitelnosti (okyselení, porušení buněčné struktury obalů zrn, zvýšení teploty).
4.2. Siláže a siláže ze zavadlé píce Silážování a silážování zavadlé píce jsou způsoby konzervace založené na rychlém vytvoření kyselého anaerobního prostředí v píci. Cílem je uchování píce s co nejnižšími ztrátami hmoty a její původní krmné a biologické hodnoty. Chceme-li vyprodukovat
22
kvalitní siláže, je třeba vytvořit pro proces kvašení optimální podmínky. Chceme-li kvalitní siláže dlouhodobě uchovat, musíme je dokonale izolovat od vzduchu a vody. Výslednou kvalitu siláží ovlivňuje odhad vhodné silážní zralosti píce, obsah sušiny, vlastní zpracování silážované hmoty, druh i množství aditiv.
Tab. 2: Požadavky na silážování kukuřice a obilí Sušina (%) Řezanka (mm)
Druh píce
Doba sklizně
Kukuřice
mléčně vosková zralost zrn
25 - 30
15 - 20
celé rostliny
vosková zralost zrn
30 - 35
10 - 15
Kukuřice LKS, CCM
vosková zralost zrn
> 45
< 10
Obilí GPS
mléčně vosková zralost zrn
> 35
< 10
Tab. 3: Požadavky na zavadání píce na poli Druh píce
Trávy
Doba sklizně na začátku metání,
20 - 30
30 - 40
po posekání
30 - 35
20 - 30
nechat zavadnout
35 - 45
10 - 20
25 - 30
30 - 40
po posekání
30 - 40
20 - 30
nechat zavadnout
40 - 50
10 - 20
Vojtěška, butonizace, začátek květu, jetel
Sušina (%) Řezanka (mm)
4.3. Produkce sena Cílem výroby sena je získání výživného a dieteticky vhodného krmiva. Je nutné mít na zřeteli, že dobré seno lze vyrobit jen z kvalitní píce (s vysokým obsahem živin a minimálním obsahem antinutričních látek), posečené v optimální zralosti. Jedním z nejdůležitějších faktorů, které ovlivňují výslednou kvalitu sena a ztráty vzniklé při jeho výrobě, je rychlost snižování obsahu vody.
23
5. Česká norma potřeby živin pro přežvýkavce
5.1.Metabolismus energie u přežvýkavců Přijatá energie krmiva se v těle zvířat přeměňuje na energii chemickou, tepelnou a mechanickou. Přeměny energie v živém organismu jsou společným rysem metabolických přeměn živin. Schopnost krmiva uhradit požadavky zvířete na energii, je důležitým ukazatelem nutriční hodnoty. Heterotrofní organismy uvolňují energii ze strávených živin v intermediárním metabolismu. Energie je uvolňována pro tvorbu produkce nebo pro záchovu. Přes vysokou účinnost pochodů přeměny energie danou účinností biochemických pochodů spjatých s jednotlivými druhy produkce, je skutečná účinnost nižší. Energie nevyužitá v pochodech syntézy produkce se uvolňuje jako teplo a je součástí tepelného přírůstku. Teplo zvíře ztrácí vedením, sáláním a nepřímo odpařováním vody. Uvolněné teplo je možno stanovit metodami přímé a nepřímé kalorimetrie. Na podkladě stanovení respiračního kvocientu (poměru CO2 ku O2) a znalosti bilance dusíku je možno vypočítat množství uvolněného tepla a druh oxidované živiny. Vedle přeměny přijaté energie na energii chemickou, uloženu v produkci, je energie použita pro požadavky záchovy (práce svalů, pohyb rozpuštěných látek proti koncentračnímu spádu, syntéza hormonů a enzymů).
5.2. Energetické hodnocení krmiv Z hlediska zabezpečení potřeby energie se ve většině evropských zemí dnes používají systémy respektující skutečnost, že účinnost využití energie je při úhradě potřeby pro záchovu, pro produkci mléka a pro produkci přírůstku živé hmotnosti rozdílná. Energie je nejefektivněji využívána pro záchovu, stejně, nebo mírně hůře při tvorbě mléka. S nejmenší účinností se ukládá v přírůstku. Potřebu energie u přežvýkavců ze 60 - 70 % zajišťují těkavé mastné kyseliny (produkty bakteriální fermentace) a dalších 20 % se získá pozdějším odbouráním mikrobiální hmoty
24
vytvořené v bachoru. Celkově tedy potřebu energie přežvýkavce z 80 až 90 % kryje činnost mikroorganismů a pouze 10 - 20 % energie pochází ze živin krmiv, které unikly fermentaci v předžaludku a jsou přímo využity v tenkém střevě. Zjišťované rozdíly mezi skutečnou a vypočítanou užitkovostí a nové poznatky o metabolismu energie u přežvýkavců vedly v České republice k vytvoření jednotek NEL a NEV, vycházejících z fyziologického třídění energie a jejího rozdílného využití pro jednotlivé druhy produkce. Tento systém respektuje rozdílné využití metabolizovatelné energie pro různé druhy produkce, zohledňuje koncentraci energie v krmné dávce a umožňuje provádět korekci na úroveň výživy.
5.3. Biologické třídění energie krmiv Přijatou energii krmiv je možno na podkladě jejího trávení a využití rozdělit do těchto skupin: Brutto energie (BE), též spalné teplo krmiva, je množství chemické energie krmiva, změřené po změně na energii tepelnou spálením v kalorimetru. Stravitelná energie (SE) se získá po odečtení energie obsažené ve výkalech od BE. Metabolizovatelná energie (ME) je množství energie, které zbude po odečtení ztrát energie moče a plynů od SE. Netto energie (NE) je část ME uložená v produkci, záchově a práci.
Postup stanovování obsahu energie kalorimetricky je velmi pracný a v praxi nepoužitelný. Na podkladě experimentů byly odvozeny regresní rovnice závislosti hodnoty brutto energie na obsahu organické hmoty a dusíkatých látek u objemných krmiv a v závislosti na obsahu jednotlivých živin u jadrných krmiv. V případě metabolizovatelné energie byly odvozeny regresní rovnice v závislosti na obsahu stravitelné organické hmoty a dusíkatých látek (objemná píce) nebo stravitelných živin (jadrná krmiva). U objemné píce byly odvozeny rovnice pro jednotlivé skupiny krmiv (objemná krmiva, kukuřice, řepa, skrojky).
25
Objemná krmiva BE = 0,00588 * NL + 0,01918 * OH ME = 0,00137 * NL + 0,1504 * SOH
Kukuřice BE = (0,00588 * NL + 0,01918 * OH) - 0,15 ME = 0,01549 * SOH
Cukrovka a krmná řepa BE = 0,01826 * OH ME = 0,01486 * SOH
Skrojky cukrovky: BE = 0,01163 * NL + 0,01655 * OH ME = 0,01426 * SOH
Jadrná krmiva: BE = 0,0239 * NL + 0,0379 * T + 0,0200 * VL + 0,0174 * BNLV ME = 0,01588 * SNL + 0,03765 * ST + 0,01380 * SVL + 0,1518 * SBNLV
Použité jednotky: živiny - g/kg sušiny hodnota obsahu energie - MJ/kg sušiny
Použité symboly: OH - organická hmota SOH - stravitelná organická hmota NL - dusíkaté látky T, ST - tuk, stravitelný tuk VL, SVL - vláknina, stravitelná vláknina BNLV, SBNLV - bezdusíkaté látky výtažkové, stravitelné bezdusíkaté látky výtažkové
26
5.4. NEL Jednotky energetického hodnocení krmiv pro dojnice NEL vycházejí z netto energie laktace. Potřeba energie pro dojnice je tabelována a přihlíží k způsobu ustájení, hmotnosti zvířat, užitkovosti, březosti, dokončení růstu, změně hmotnosti a úrovni výživy. Z důvodu stejného vlivu koncentrace energie jak na účinnost využití energie pro záchovu tak pro produkci byly požadavky záchovy dojnic rovněž vyjádřeny v jednotce NEL. Požadavky na tvorbu mléka jsou dány obsahem brutto energie mléka (3,1 MJ NEL). Záchovné požadavky jsou dány hodnotu 0,293 * H0,75. Korekce na úroveň výživy se zavádí buď do hodnocení krmiv, nebo se provádí korekce obsahu energie v krmné dávce. Jednotka NEL se také používá i pro odchovávaný skot do výše přírůstku 1 kg.
5.5. NEV NEV - jednotka netto energie přírůstku je specializovanou jednotkou používanou pro intenzivně rostoucí skot s přírůstkem nad 1 kg. Z důvodu zjednodušení je zde vyjádřeno společné využití energie pro záchovu a přírůstek. Normy požadavků na přívod energie jsou tabelovány a odstupňovány podle metabolické velikosti těla (H0,75) a zadržení energie v těle, která je závislá na plemeni, intenzitě přírůstku a živé hmotnosti. S rostoucí živou hmotností a vyšší intenzitou růstu se zvyšuje energetická hodnota přírůstku a rostou požadavky na přívod energie.
27
6. Cornellský systém výživy
6.1. O co se jedná Z Cornellské univerzity přišly nové metody v hodnocení krmiv, které jsou postupně přejímány odborníky na celém světě. Již kolem roku 1967 byly publikovány první výzkumné výsledky hodnocení vlákniny v krmivech podle dr. Van Soesta. Další výzkum prováděný na této univerzitě přinesl zpřesnění pohledu na trávicí procesy u přežvýkavců. Vznikla tak nová ucelená metodika rozborů krmiv podle frakcí rozpustnosti energie a dusíkatých látek v bachoru a jejich následného využití v trávícím traktu přežvýkavců. Pomocí tohoto pojetí výživy je možno velice přesně sestavit, nebo upravit krmné dávky.
Komplexní metoda Cornellského systému spočívá na třech základních krocích:
přesné odebrání vzorku krmiva
precisní rozbor podle Cornellského systému detergenční analýzy
sestavení krmné dávky podle počítačového programu
6.2. Historie v České republice Cornellský systém výživy se u nás rozšířil ve své americké podobě, především zásluhou doc. Van Sauna (Pensylvánská univerzita,USA), který přináší od roku 2001 do naší republiky zásadní informace o tomto systému. V následujících letech představil doc. Van Saun počítačový program SPARTAN a NRC 2001 a vysvětlil jejich praktické použití při sestavování krmných dávek. V USA je program SRARTAN velmi rozšířený a uplatňuje se při řešení všech běžných výživářských zadání. Může být použitý i k vyhledávání příčin a pro nápravu výživářských problémů.
28
6.3. Současnost v České republice Pro praktické uplatnění Cornellského systému výživy v České republice chyběly hodnoty laboratorních analýz krmiv. Podstatnou část analýz, které se u nás běžně provádí nelze pro tento systém použít. Laboratoře ale již přichází s nabídkou pro kompletní analýzu krmiv nutnou pro další použití Cornellského systému normování potřeby krmiv. Při správném používání Cornellského systému lze očekávat zvýšení užitkovosti, obsahových složek mléka, zlepšení zdravotního stavu, zlepšení reprodukčních ukazatelů, snížení nákladů na jednotku produkce, s výsledným zlepšením ekonomiky skotu.
6.4. Modelové předpovědi
požadavky na záchovu a produkci masa a mléka
předpověď příjmu glycidů a bílkovin a jejich následné degradace v bachoru, a mikrobiální růst
předpověď trávení ve střevech a vylučování
předpověď metabolismem pohlcovaná energie, bílkovin a aminokyselin předpoklady na požadavky krmení jednotlivce a stáda
6.5. Vláknina v Cornellském systému Vláknité složky jsou stanovovány jako vláknina rozpustná v kyselém detergentu (ADF) a vláknina rozpustná v detergentu neutrálním (NDF). ADF (acido-detergentní vláknina) charakterizuje obsah ligninu, celulózy a popele v buněčné stěně. V podstatě se jedná o modifikaci hrubé vlákniny. Její hodnota se dá použít jako velmi hrubý odhad stravitelnosti organické hmoty. NDF (neutro-detergentní vláknina) její hodnota zahrnuje všechny složky buněčné stěny, tedy hemicelulózu, celulózu, lignin a popel. Stanovení NDF je základní charakteristikou vlákniny v krmivu. NDF je limitujícím faktorem mechanického nasycení,
29
tedy i příjmu sušiny a energie. Není-li NDF v krmné dávce v potřebném množství, lze předpokládat omezenou spotřebu krmiva. Čím vyšší je obsah NDF v krmné dávce, tím nižší je spotřeba krmiva. Američtí výživáři doporučují, aby minimálně 75 % z veškeré NDF v krmné dávce bylo dodáno pící. Má to být míra bezpečnosti pro zajištění odpovídajícího množství účinné vlákniny.
6.6. Nestrukturální sacharidy Nestrukturální sacharidy (NFC), které se vypočítávají podobně jako u nás uváděné bezdusíkaté látky výtažkové, zahrnují zejména organické kyseliny, cukry, škroby a rozpustnou vlákninu, tvořenou fruktany, pektinem a beta-glukany. Výsledným produktem jejich metabolismu je hlavně kyselina propionová. Z NFC, které unikly bachorové fermentaci a byly tráveny ve střevě, vzniká hlavně glukóza. Propionát a glukóza poskytují energii pro záchovu krávy, přírůstek tělesné hmotnosti a pro produkci mléčného cukru. Odpovídající hladina NFC v bachoru v kombinaci s optimálním množstvím dusíku působí příznivě na počet bachorových bakterií a produkci bakteriálního proteinu. Vysoká úroveň NFC může naopak snížit stravitelnost vlákniny, zmenšit spotřebu sušiny, snížit tučnost mléka, snížit produkci kyseliny octové a vyvolat nechutenství. Za optimální úroveň NFC je považováno 40 % ze sušiny krmné dávky. Jako minimum je uváděno 35 % a jako maximum pak 45 %. Nejrychlejší rozklad NFC je u pšenice, dále následuje ječmen, oves a kukuřice.
6.6.1. Frakce sacharidů
Cornellský systém rozděluje mikroorganismy degradující sacharidy do dvou skupin. První zahrnuje bakterie, které tráví vlákninu, a druhá ty, které fermentují cukry a škroby. Zavedení nového systému výživy přežvýkavců si vyžádalo změnu v systému oddělení jednotlivých frakcí sacharidů.
30
Nový systém předpokládá, že se jen menší část dusíkaté a sacharidové složky v bachoru spotřebuje na syntézu mikrobiálního proteinu. Pokud však má syntéza probíhat s co nejmenšími ztrátami, je nezbytné v každé chvíli poskytnout mikrobům a nebo zvířeti dostatečné množství dusíkaté složky a energie. K tomu musí napomáhat sestavení krmné dávky tak, aby se využilo rychlosti odbourávání anebo trávení. Podle tohoto systému oddělujeme pomalu fermentovatelné sacharidy buněčných stěn od daleko více a rychleji fermentovatelných sacharidů obsahu buněk, stejně jako velice pomalu rozložitelnou celulózu od nestravitelné součásti buněčných stěn. Rozdíl mezi NDF a ADF udává obsah hemicelulózy, která je daleko rychleji fermentovatelnou sučástí buněčných stěn v porovnání s celulózou. Skupina nestrukturních sacharidů (NFC) je tvořena jednoduchými cukry, organickými kyselinami (NSC) a dále vlákninou rozložitelnou v neutrálním detergentu, která představuje pektiny, fruktany a beta-glukany.
6.6.2. Štěpení sacharidů krmiva
V neutrálním detergentu jsou rozpustné frakce A a B1. Frakce A se skládá z cukrů, silážních organických kyselin, pektinů a glukanů, zatímco frakce B1 obsahuje škrob. Jelikož je degradace frakce A v bachoru 200 až 300 %/h, do tenkého střeva se dostane méně než 5 %. Degradace v bachoru frakce B1 je 20 až 40 %/h. Mění se to v závislosti na zdroji škrobu a metodách zpracování a skladování. Rychlost fermentace škrobu v obilovinách je nejvyšší u pšenice, následně pak u ječmene, kukuřice a čiroku. Rychlost fermentace škrobu se zvyšuje jemným mletím, extruzí a fermentací obilovin s vysokou vlhkostí. V bachoru se fermentuje mezi 75 až 90%/h škrobu krmiva. Škrob, který odejde z bachoru, je ze 75 % stravitelný ve střevech. V neutrálním detergentu nejsou rozpustitelné celulóza a lignin. Podle CHALUPY a SNIFFENA (1996) "Cornell" model dělí vlákninu na využitelnou frakci B2 a nevyužitelnou frakci C na bázi ligninu a vlákniny. Nevyužitelná vláknina je lignin. Bachorová degradace frakce B2 je 2 až 10 %/h. V bachoru je fermentováno mezi 30 až 70 % využitelné vlákniny. Využitelná NDF, která unikne z bachoru, má nízkou stravitelnost ve střevech (20 %). Nevyužitelná vláknina není fermentována v bachoru, ani se netráví ve
31
střevech. Model předpokládá, že 25 až 50 % vlákniny krmiva se fermentuje v bachoru. Protože frakce C je definována jako lignin, má poměr ligninu v NDF větší vliv na bachorovou fermentaci vlákniny krmiva než na rychlost degradace využitelné vlákniny v bachoru.
Tab. 4: Složení sacharidových frakcí, jejich degradace v bachoru a trávení ve střevech Složení
Frakce
A
organické kyseliny
degradovatelnost
Trávení ve
v bachoru (%h)
střevech (%)
200 - 350
málo přechází do střev
cukry
100
B1
škrob, pektiny, beta glukany
20 - 40
75
B2
využitelná vláknina, hemicelulóza, celulóza
2 - 10
20
C
lignin, vláknina spojená s ligninem
0
0
6.6.3. Fermentace jednotlivých frakcí sacharidů
Metodou dle dr. Van Soesta můžeme separovat cukry a škroby od rozpustné vlákniny. Škrob je důležitou sacharidovou frakcí, která musí být velice přesně měřena. Pouze organické kyseliny, cukry a škroby mohou být tráveny enzymy skotu. Všechny složky nestrukturních sacharidů, kromě organických kyselin, mohou být využity mikroorganismy bachoru. Kukuřičné a travní siláže obsahují 6 až 12 % organických kyselin v sušině. Je to složka, kterou v tomto schématu řadíme mezi rychle rozpustné sacharidy, ale která prakticky vůbec nepřispívá k výživě bachorových mikroorganismů. Cukry, škroby a fruktany mohou být potencionálně fermentovány na kyselinu mléčnou, která je schopná významně ovlivnit pH bachoru. Cukry a škroby, které jsou v bachoru fermentovány převážně na kyselinu propionovou, jsou prekurzory pro tvorbu glukózy, jejíž množství rámcově určuje produkci mléka. Pokud je však překrmíme, může v bachoru dojít k nárůstu bakterií produkujících kyselinu mléčnou a ke vzniku bachorové acidózy. Zvláštností pektinu a beta-glutanu je jejich rychlá fermentace, podobně jako
32
cukrů a škrobu. Pro svoji strukturu však nemohou být přeměněny na kyselinu mléčnou, a tím se nemohou významně podílen na snížení pH bachorového obsahu.
6.7. Optimální krmná dávka Krmnou dávkou naplňujeme živinové potřeby zvířat a zajišťujeme jejich mechanické nasycení. O tom, kolik krmiva dokáží zvířata zkonzumovat, rozhoduje největší měrou zastoupení NDF v krmné dávce. Při optimálním zastoupením NDF v krmivu mohou zvířata přijímat až 4 % sušiny z živé hmotnosti, při vysokém podílu NDF pouze 2 % i méně. Při sestavování krmných dávek se kloníme k nižším doporučeným hodnotám obsahu NFC při vyšší degradovatelnosti škrobu v bachoru (jemné obilné šroty), naopak vyšší hodnoty NFC si můžeme dovolit za předpokladu nižší stravitelnosti škrobu v bachoru a vyšším podílu fermentovatelné vlákniny. Zastoupení vysoce degradovatelných škrobů a cukrů v krmné dávce vysoko nad 30 % dává potenciální příčinu vzniku acidóz bachoru.
6.8. Vliv na motoriku předžaludků Úlohou sacharidů je i udržení správné motoriky bachoru za pomoci efektivní NDF (eNDF). Efektivní NDF je částí buněčných stěn, která stimuluje bachorovou aktivitu a pohyb. Její efekt je ovlivněn velikostí částic, stupněm lignifikace, hydratace buněčných stěn a zastoupením v jednotlivých skupinách krmiv. Stimulace pohybů bachoru a přežvykování má podstatný vliv na udržení optimálních hodnot pH bachorového obsahu. Hodnota pH bachorového obsahu stoupá téměř lineárně se vzrůstajícím zastoupením efektivní NDF v krmivu do hodnoty 22 až 24 %. I velikost částí NDF má vliv na efekt jejího působení. Jemně šrotované kukuřičné zrno se nijak nepodílí na stimulaci bachoru, na rozdíl od větších částic objemných krmiv. Se vzrůstající velikostí částic jednotlivých krmiv vzrůstá i jejich efektivita mechanické stimulace bachoru. Pro zajištění dobré motoriky bachoru a přežvykování by měla směsná krmná dávka obsahovat
33
nejméně 21 % eNDF nebo 75 % NDF z pícnin. Při posuzování zastoupení eNDF v krmné dávce nesmíme opomenout ani možnost snížení velikosti částic krmiva při jeho přípravě. Je třeba vzít v úvahu i velikost částic nepřijatých zbytků po krmení. Vybírání jemnějších (jadrných) součástí krmné dávky bývá příčinou vzniku bachorových acidóz.
6.9. Struktura krmiv v bachoru podle Cornellského systému Jednoduchou metodou pro posuzování velikosti částic krmiv je používání sít. Podle velikosti částic lze strukturu krmiv v bachoru rozdělit na tři díly. Na formování vláknité matrace v bachoru se podílejí velké částice krmiva (> 1,9 cm). V krmné dávce by mělo být zastoupení velkých částic 6 až 10 %. Ve střední části zůstávají středně velké částice (1,9 - 0,8 cm), které jsou v bachoru zachyceny vláknitou matrací, nebo rozpuštěné v tekuté vrstvě. Jejich podíl v krmné dávce by měl činit 30 až 50 %. Třetí část tvoří velice malé částice (< 0,8 cm), které jsou v bachoru rychle fermentované a přispívají často ke vzniku bachorových acidóz, nebo odcházejí spolu s tekutinou do dalších částí trávicího traktu a nepřinášejí do bachoru žádnou energii. Jejich maximální množství by nemělo přesáhnout hodnoty 40 až 60 % podílu krmné dávky. Nedílnou součástí tohoto systému je sledování a hodnocení struktury objemných i jadrných krmiv. Správnost podílů jednotlivých velikostních frakcí jak objemné, tak jadrné složky krmné dávky bývá určující pro její využití.
34
7. Závěr
Ve své bakalářské práci jsem porovnávala dva systémy hodnocení potřeby energie pro skot. Pro určení a správné použití každé normy výživy přežvýkavců je nutné nejprve porozumět fyziologickým pochodům těle přežvýkavců, především pak funkci bachoru. Díky činnosti mikroorganismů v bachoru (bakterie, nálevníci, bachorové houby) jsou přežvýkavci schopni využívat celulózu, která je pro ně důležitým zdrojem energie. 80 - 90 % energie kterou organismus potřebuje, je výsledkem bachorové fermentace. Další důležitou částí výživy skotu je úprava krmiv. Vhodnou úpravou krmiva zvyšujeme jeho výživnou hodnotu, stravitelnost živin, zlepšujeme chutnost a přijatelnost krmiv, nebo odstraňujeme škodlivé účinky a nepříznivé vlastnosti některých krmiv.
Prvním sledovaným systémem hodnocení potřeby energie byla česká norma potřeby živin. Systémem NEL a NEV vychází z fyziologického třídění energie a její rozdílné utilizace pro jednotlivé druhy produkce. Hodnocení potřeby energie NEL a NEV bylo tabelováno. Norma zohledňuje způsob ustájení, hmotnost zvířat, užitkovost, březost, dokončení růstu, změny hmotnosti a úroveň výživy při sestavování normy NEL, nebo přihlíží k plemenné příslušnosti, intenzitě přírůstku a živé hmotnosti při sestavování normy NEV. Oproti české normě Cornellský systém pojímá výživu a trávení přežvýkavců v celé své dynamice, nikoli jen jako řešení rovnice požadavků normy živin a jejich naplnění. Využívání výsledků detergentních analýz krmiv dává podstatně věrnější obraz o jejich chování v trávicím traktu přežvýkavců, a tím i možnost přesného vybilancování potřeby živin. První pokusy se stanovením krmných dávek v tomto systému s využitím programu SPARTAN nepřinesly proti klasické metodě patřičný efekt. Teprve po nahrazení průměrných tabulkových hodnot přesnějšími hodnotami určenými pro Cornellský systém došlo k značnému zpřesnění výpočtu krmných dávek. Při využívání klasických analýz mohou být podobná krmiva velmi rozdílně degradovatelná v bachoru a následně i rozdílně využitelná pro zvířata. Metodika rozborů krmiv podle frakcí rozpustnosti energie a dusíkatých látek v bachoru a jejich následného
35
využití v trávícím traktu přežvýkavců udává přesnější stav poměru živin v krmné dávce a jejich následném zpracování.
V dnešní době záleží jen na chovateli, který systém pro stanovení krmných dávek zvolí pro dosažení optimální užitkovosti zvířat.
36
8. Použitá literatura
A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets: III. Cattle requirements and diet adequacy [online]. © 1992. [20.4.2006]. Dostupné z:
.
Cornellský systém výživy [online]. © 12.2.2006. [7.4.2006]. Dostupné z: .
DOLEŽAL, Petr; at al.. Výživa zvířat a nauka o krmivech (cvičení). Mendelova zeměděská a lesnická universita v Brně, 2004. 292 s. ISBN 80-7157-786-3.
CHALUPA, Wiliam, SNIFFEN, Charles J.. Balancing Rations for Milk Components [online]. © 1996. [7.4.2006]. Dostupné z: .
KOHN, R. A.. Comparison of Diet Formulation Models [online]. © 2.7.1999. [7.4.2006]. Dostupné z: .
KOUKAL, Pavel. Dynamika funkce bachoru. Farmář, 2003, č. 4, s. 39-41. ISSN 1210-9789.
KOUKAL, Pavel, KUBEKOVÁ, Katarína. Cornellský systém výživy dojnic v praxi. Cesta k lepšímu využití krmiv a ovlivnění mléčných složek. Krmivářství, 2005, roč. 9, č. 1, s. P7-P8. ISSN 1212-9992.
KOUKAL, Pavel. Výživa přežvýkavců - trávení sacharidů. Farmář, 2003, č. 01, s. 40-42. ISSN 1210-9789.
Livestock nutrition [online]. © 5.3.2006. [20.4.2006]. Dostupné z: .
37
Potravní zdroje heterotrofů [online]. [7.4.2006]. Dostupné z: .
RASMUSSEN, Caroline, CZYMMEK, Karl, TYLUKI, Tom, ALBRECHT, Greg. Help in managing cows, crops and nutrients is a click away [online]. © 1999. [15.4.2006]. Dostupné z: .
SKŘIVÁNEK, Miloslav. Procesy trávení v předžaludcích - morfologické a fyziologické aspekty. © 1.1.2000. [3.4.2006]. Dostupné z: .
SOMMER, Alexander. Štruktúra krmív vo výžive dojníc. Krmivářství, 2003, roč. 7, s. 22-24. ISSN 1212-9992.
TOMÁNKOVÁ, Olga. Degradace škrobu krmiva v bachoru přežvýkavců a metody stanovení. Náš chov, 2004, č. 10, s. P12-P13. ISSN 1210-9789.
URBAN, František; at al.. Chov dojeného skotu. Reprodukce, odchov, management, technologie, výživa. NATURAL s.r.o., v nakladatelství Apros - Praha, 1997. 289 s. ISBN 80-901100-7-X.
VENCL, Bohuslav; at al.. Nové systémy hodnocení krmiv pro skot. The New Systems of Feed Evaluation for Cattle. Sborník č. 148. Akademie zemědělských věd ČSFR, Praha, 1991. 134 s. ISBN 80-7002-022-9.
Welcome to Cornell Net Carbohydrate and Protein System - Model Purpose [online]. © 2004. [15.4.2006]. Dostupné z: .
38
Základní klasifikace sacharidů [online]. © 1.4.2006. [15.4.2006]. Dostupné z: .
ZEMAN, Ladislav, CESPEDES, Nestor Augusto Gutierrez, MARQUEZ, Juan Jose Castro. Hodnocení potřeby živin pro skot z pohledu krmiváře. Náš chov, 2004, č. 11, s. P12-P15. ISSN 1210-9789.
