За последние три десятилетия методы производства свинины радикально трансформировались. В современном свиноводстве ключевые задачи сводятся к повышению действенности использования кормов, одновременно сводя к минимуму затраты на производство и ущерб для окружающей среды. В связи с экологическим аспектом особенно актуальна проблема выбросов азота и фосфора, достигающих критически высоких отметок в регионах, где активно развивается свиноводство. Эта серьезная экологическая проблема, влияющая на благополучие экосистем и здоровье людей, заставила свиноводов и специалистов по питанию во всем мире пересмотреть свои программы питания и кормления. Одним из главных путей решения является сокращение вывода питательных веществ из организма животных, что достижимо, если обеспечить каждую особь тем уровнем питательных элементов, который ей действительно необходим в данный момент, учитывая индивидуальные потребности и стадию роста.
Традиционно, для установления потребностей в питательных веществах у свиней, содержащихся большими группами и получающих один и тот же корм на протяжении всего производственного цикла, используют упрощенные методы, основанные на усредненных показателях. Например, у свиней на откорме аппетит растет быстрее, чем их реальная потребность в питательных веществах, что приводит к снижению оптимальной концентрации питательных веществ в рационе по мере взросления. Таких животных часто кормят тремя различными типами корма, применяемыми на трех отдельных этапах кормления. Число этапов кормления можно увеличить, чтобы избежать избытка питательных веществ в рационе. Однако, идеальным решением была бы возможность ежедневно корректировать рационы с целью более точного соответствия потребностям свиней в питательных веществах, тем самым повышая эффективность их использования.
Потенциал точного кормления
Точное кормление является перспективным методом, позволяющим как сократить затраты на кормление, так и уменьшить воздействие свиноводческих систем на окружающую среду. Оно предоставляет производителям свинины ощутимые и немедленные преимущества, такие как снижение потребления лизина на 25%, уменьшение затрат на кормление на 8%, сокращение выбросов азота и фосфора почти на 40%, а также уменьшение выбросов парниковых газов на 6%.
К сожалению, эффективность преобразования питательных веществ корма в продукты животноводства у домашних животных остается сравнительно низкой. Например, белок (азот), который является одним из наиболее дефицитных и дорогостоящих компонентов кормов для скота, усваивается растущими свиньями с эффективностью, варьирующейся от 15% до 33%. Аналогичные тенденции наблюдаются и при преобразовании пищевого белка в мясной белок у крупного рогатого скота и бройлеров, где показатели эффективности составляют от 10% до 20% и от 30% до 40%, соответственно. Белок, содержащийся в корме, который не перерабатывается в продукты животного происхождения, выводится из организма животного и может привести к серьезным экологическим проблемам, таким как загрязнение водоносных горизонтов нитратами и загрязнение поверхностных вод, вызывающее цветение водорослей.
Эффективность преобразования азота и фосфора в организме животных может варьироваться от 10% до 40% в зависимости от вида животного, особенностей рациона питания и применяемых методов управления фермой. В среднем, преобразование азота в животный белок более эффективно у животных с однокамерным желудком. Важно отметить, что различия в эффективности использования азота могут проявляться как на уровне отдельных видов животных, так и между различными системами производства. Контроль условий содержания и состав корма для животных — ключевые факторы, позволяющие снизить выделение азота.
Эффективность производства (особенно эффективность использования питательных веществ) и оказываемое воздействие на окружающую среду тесно взаимосвязаны. Питательные вещества, которые не усваиваются организмом животного или не включаются в состав продуктов животноводства, выводятся с мочой и калом, а также могут выделяться в виде парниковых газов (например, метана). Следовательно, сокращение потребления питательных веществ без снижения продуктивности — наиболее эффективный способ сократить потери и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. Например, сокращение потребления белка на 1% может снизить выделение азота примерно на 1,5%.
Точное кормление на практике
Точное кормление предполагает использование методов кормления, при которых рацион животных формируется с учетом производственных целей (например, для достижения максимальной или контролируемой продуктивности), включая воздействие на окружающую среду и вопросы благополучия животных. В рамках данной статьи под термином “точное кормление” понимается практика кормления отдельных животных, учитывающая изменения в потребностях в питательных веществах, происходящие с течением времени, а также различия в потребностях в питательных веществах. Она подразумевает три ключевых этапа:
1) автоматизированный сбор данных
2) обработка данных в соответствии с заранее разработанной стратегией управления
3) действия, связанные с практическим управлением системой.
Применение точного кормления на индивидуальном уровне возможно только в тех случаях, когда измерения, обработка данных и действия по управлению могут быть эффективно применены к отдельному животному.
Для реализации точного кормления необходимо систематически собирать данные о параметрах животных, корма и окружающей среды. Эти параметры должны измеряться точно, регулярно и по возможности непрерывно.
Собранные данные необходимо обрабатывать в соответствии с целями производства на ферме. На основе этих данных эмпирическая модель рассчитывает ожидаемую массу тела, потребление корма и прирост массы тела на следующий день, а механистическая модель использует эти переменные для вычисления оптимальной концентрации лизина, которая должна быть обеспечена каждой свинье в стаде для удовлетворения её потребностей. Потребности в других аминокислотах и питательных веществах считаются пропорциональными потребности в лизине.
Собранная и обработанная информация используется для эффективного управления производственной системой. В контексте точного кормления, автоматические кормушки используются для своевременного предоставления отдельным свиньям требуемого количества корма определенного состава. Пластиковые бирки-пуговицы, вставляемые в ухо животного, содержат пассивные транспондеры (RFID), которые используются для идентификации свиней. Для организации точного кормления требуется как минимум два типа корма (A и B), составленных с учетом потребностей животных с разной интенсивностью роста. Корм A (с высокой концентрацией питательных веществ) предназначен для свиней с высокой потребностью в питательных веществах в начале периода откорма, а корм B (с низкой концентрацией питательных веществ) предназначен для животных с меньшими потребностями в конце периода откорма.
Смешивание кормов A и B в различных пропорциях позволяет кормушкам обеспечивать каждой свинье оптимальный рацион. Кормушки состоят из объемного желоба, в который шнековые конвейеры доставляют и смешивают объемы двух кормов, хранящихся в отдельных контейнерах. Устройство идентифицирует животное, когда его голова помещается в кормушку, после чего корма смешиваются и доставляются по запросу животного в соответствии с расчетной оптимальной концентрацией лизина. Порция состоит из определенного количества корма, доставляемого при каждом запросе животного. Между выдачей порций устанавливается временная задержка, чтобы свинья успела съесть предыдущую порцию корма. Размер порции постепенно увеличивается и варьируется. Рацион включает в себя все порции, полученные животным при каждом посещении кормушки. Как правило, свинья полностью съедает корм, покидая кормушку пустой или с небольшим количеством остатков, что гарантирует получение животным именно того количества корма, которое было для него рассчитано. Плотность корма необходимо измерять каждую неделю, чтобы правильно пересчитать объем корма в его вес.
Сравнение традиционной трёхфазной системы кормления с системой ежедневной корректировки рациона показало, что потребление белка можно сократить на 7%, а выделение азота — на 12%. Сочетание контроля изменений, связанных с индивидуальными особенностями животных и контролем временных изменений, приводит к еще большему сокращению потребления питательных веществ.
Исследования показали, что такой подход может снизить стоимость кормления максимум на 3%. В то время как составление индивидуального рациона на ежедневной основе может контролировать колебания по времени и отдельным животным, что приводит к снижению затрат на 8–10%
Перспективы на будущее
Для дальнейшего развития технологий точного кормления необходимо углубить понимание метаболических процессов в организме животных. Современные системы точного кормления опираются на математические модели и концепции питания, разработанные на основе усредненных показателей. При индивидуальном кормлении, такие модели могут быть неточными или даже ошибочными. Важно разделять потребности популяции животных и потребности отдельного животного. Отдельные свиньи способны регулировать свой рост и состав тела в зависимости от доступности аминокислот. Помимо этого, животные могут по-разному реагировать на одинаковое количество аминокислот из-за различий в эффективности их усвоения. Эти аспекты не принимаются во внимание в современных моделях питания, которые предполагают постоянную эффективность использования аминокислот животными.
Также предполагается, что аминокислотный состав белков тела постоянен, хотя исследования доказывают его изменчивость. Аналогичные выводы были сделаны в отношении эффективности усвоения кальция и фосфора. Для дальнейшего повышения эффективности животноводства необходимы знания о метаболических процессах, влияющих на различия между животными в способности усваивать питательные вещества. В дальнейшем планируется учитывать генетическую предрасположенность свиней к эффективному использованию питательных веществ, а также учитывать взаимодействие между различными режимами кормления, составом рациона, динамикой пищеварения и метаболизма и доступностью питательных веществ. Благодаря этим усовершенствованиям, можно еще больше снизить воздействие свиноводства на окружающую среду и уменьшить затраты на кормление на 12%.
Точное кормление — это значительный прогресс в области питания свиней и перспективный метод для производства качественной и безопасной свинины с минимальным воздействием на окружающую среду и с соблюдением высоких стандартов благополучия животных. Уменьшение количества загрязняющих веществ способствует улучшению здоровья населения, уменьшению неприятных запахов, сокращению объемов вредных отходов и снижению рисков загрязнения воды, воздуха (выбросами аммиака и парниковых газов) и почвы. Автоматизированное управление кормлением и мониторинг состояния животных позволяет выявлять заболевания на ранней стадии, применять индивидуальный подход к лечению и повышать продуктивность стада, сокращая использование антибиотиков.
