Физиологическое обоснование использования разных форм соединений селена, йода и цинка в кормлении цыплят-бройлеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Физиологическое обоснование использования разных форм соединений селена, йода и цинка в кормлении цыплят-бройлеров

03.00.13 - Физиология

06.02.02. - Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Шацких Елена Викторовна

Боровск - 2009

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие промышленного птицеводства требует не только выведения новых высокопродуктивных кроссов птицы, в частности цыплят-бройлеров, но и ставит на повестку дня разработку новых технологий выращивания и, в первую очередь, постоянное совершенствование их нормированного питания по основным питательным веществам, витаминам, макро- и микроэлементам.

Особое значение имеет совершенствование условий кормления цыплят-бройлеров в наиболее уязвимый период выращивания - ранний постэмбриональный период онтогенеза (первые 1-5 дней жизни), который с технологической точки зрения носит название предстартового периода. От создания оптимальных комфортных условий кормления и содержания птицы в этот период во многом в дальнейшем зависят их продуктивные качества (Л. Тучемский, С. Карбулов, С. Салгереев, 2004; В. Галкин, 2007). В это время цыплятам требуются специальные корма, кормовые добавки: легкорастворимые в воде и легкогидролизуемые в желудочно-кишечном тракте, стимулирующие развитие внутренних органов и иммунитет птицы (В.И. Фисинин, И.А. Егоров, Т.М. Околелова, Ш.А. Имангулов, 2000).

Создание долгосрочного прогнозирования продуктивности, основанного на знании физиологических процессов, протекающих в организме птицы, при условии применения в рационе раннего постэмбрионального онтогенеза различных форм микроэлементов является одним из способов решения проблемы оптимизации условий кормления цыплят. Научные разработки последних лет в области физиологии питания сельскохозяйственной птицы направлены на возможность заменить традиционные неорганические формы микроэлементов на органические аналоги (В.И. Фисинин, Т.Г. Папазян, 2003; В. Л. Владимиров, Д.В. Дейнека, А.А. Шапошников, 2004; С.Ф. Суханова, 2005; Л.В. Чупина, В.А. Реймер, З.Н. Алексеева и др., 2008), подобная практика касается микроэлементов селена, йода и цинка, обязательно нормируемых в рационах сельскохозяйственной птицы. Эти микроэлементы функционально связанны между собой. Взаимосвязь между селеном и йодом обусловлена тем, что селен входит в состав фермента йодтирониндейодиназы, обеспечивающего трансформацию тироксина в трийодтиронин. Взаимосвязь цинка с йодом определяется тем, что цинк является компонентом ядерного рецептора трийодтиронина, что указывает на необходимость данного микроэлемента для реализации биологического эффекта тиреоидных гормонов, а взаимосвязь селена с цинком выражается в том, что при соединении селена с цинк-фингерными белками они проявляют свою активность в процессах репарации ДНК.

В условиях использования новых высокопродуктивных кроссов цыплят-бройлеров, при нестабильном кормовом фоне с учётом зональных особенностей химического состава кормов, разработка способов использования различных форм соединений селена, йода и цинка в ранний постэмбриональный период онтогенеза и изучение их влияния на обмен веществ имеет теоретическое и практическое значение.

Цель и задачи исследований. Целью исследований была - разработка теоретических основ и создание практических способов повышения продуктивности, неспецифической резистентности и сохранности, улучшения качества получаемой продукции цыплят-бройлеров на основе включения в их рационы разных форм соединений селена, йода и цинка.

Для реализации указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить физиологическое состояние цыплят-бройлеров с использованием морфобиохимических, гормональных, иммунологических, радиометрических, гистологических исследований, определить переваримость и использование основных питательных веществ корма, качественные и количественные показатели мясной продуктивности, сохранность, экономическую эффективность выращивания бройлеров в производственных условиях - при использовании традиционных неорганических форм соединений селена, йода, цинка.

2. Исследовать особенности развития птицы при применении органической и совместно органической и минеральной форм соединений селена в рационе цыплят-бройлеров раннего постэмбрионального периода развития.

3. Определить характер физиологических изменений цыплят-бройлеров при включении в рацион раннего постэмбрионального периода развития органической и совместно органической и минеральной форм соединений йода.

4. Установить влияние различных форм соединений селена, йода на состояние иммунной системы цыплят-бройлеров по оценке степени пролиферативного ответа и интенсивности синтеза ДНК в лимфоцитах и на генотоксические эффекты в спленоцитах; установить влияние разных форм соединений йода на синтез гуморальных белковых продуктов.

5. Выявить изменения в физиологическом состоянии цыплят-бройлеров под воздействием в ранний постэмбриональный период выращивания комбинированного использования различных форм соединений селена и йода.

6. Провести оценку физиологического состояния птицы при скармливании в ранний постэмбриональный период развития органической и совместно органической и минеральной форм соединений цинка.

Научная новизна. Впервые проведены и выявлены морфологические, биохимические, радиометрические, иммунологические изменения у цыплят-бройлеров, дана оценка критериев физиологического состояния, обосновано применение различных форм соединений селена, йода, цинка и комбинированного использования различных форм соединений селена и йода в ранний постэмбриональный период онтогенеза. Нами экспериментально обоснованы оптимальные соотношения разных форм соединений микроэлементов в предстартовом рационе бройлеров. Установлено и экспериментально доказано влияние различных форм соединений селена и йода, вводимых в предстартовый рацион, на процессы синтеза в лимфоцитах, повышение иммунологической резистентности, на генотоксические эффекты в спленоцитах. Впервые выявлено влияния различных форм соединений селена, йода и их комбинированного использования, и различных форм соединений цинка, в условиях кормления цыплят-бройлеров в ранний постэмбриональный период, на структурно-функциональное состояние органов, переваримость и использование питательных веществ корма, интенсивность роста и сохранность птицы. Получены и систематизированы сведения, характеризующие перспективу и потенциальные возможности применения различных форм соединений селена, йода, цинка в предстартовый период кормления, для повышения уровня количественных и качественных показателей продуктивности цыплят-бройлеров.

Практическая значимость работы. Физиолого-биохимические изменения в организме цыплят-бройлеров, сформировавшиеся под влиянием использования различных форм соединений селена, йода, цинка и совместного применения различных форм соединений селена и йода в ранний постэмбриональный период обусловливают метаболическую направленность процессов и повышение неспецифической резистентности в их организме, что обеспечивает увеличение продуктивности и сохранности цыплят в период применения, сохраняя это преимущество до конца выращивания. Выявленные закономерности у цыплят-бройлеров под действием различных форм соединений селена, йода, комбинированного применения различных форм соединений селена и йода, и различных форм соединений цинка, используемых в ранний постэмбриональный период онтогенеза, расширяют наши представления о ряде положений возрастной физиологии, физиологии питания и морфологии птицы, что позволило разработать эффективные способы корректировки предстартовых рационов кормления птицы с использованием различных форм соединений селена, йода, цинка и их комбинаций в условиях птицефабрик.

Материалы исследований легли в основу следующих разработок: патент на изобретение РФ № 2334405 «Способ повышения сохранности и продуктивности бройлеров» от 27.09.2008; патент на изобретение РФ № 2343713 «Способ кормления бройлеров в условиях йоддефицита» от 20.01.2009; патент на изобретение РФ № 2351151 «Способ повышения резистентности организма бройлеров» от 10.04.2009; патент на изобретение РФ № 2363237 «Способ выращивания бройлеров мясного кросса» от 10.08.2009; практических рекомендаций «Использование органических форм микроэлементов селена, йода, цинка в кормлении цыплят-бройлеров».

Результаты диссертационной работы внедрены в технологию кормления птицы на ГУП СО «Птицефабрика» Среднеуральская» Свердловской области.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Морфофизиологические изменения в органах и сформировавшаяся направленность биохимических процессов в организме при совместном использовании в кормлении цыплят-бройлеров в предстартовый период неорганической (Селенит натрия) и органической (Сел-Плекс) форм соединений селена сопровождаются повышением интенсивности роста и сохранности птицы.

2. Применение органической формы селена, в виде Сел-Плекса, в рационе цыплят-бройлеров в ранний постэмбриональный период, не даёт однозначной ответной реакции, по сравнению с селенитом натрия.

3. Введение в предстартовый рацион в качестве источника йода органической формы (Йодказеин), как отдельно, так и в комбинации с неорганической формой (йодистый калий) оказывает направленное воздействие на морфофизиологические функции организма и обеспечивает в течение всего периода откорма бройлеров увеличение интенсивности прироста массы тела, сохранности птицы и формирование мясной продукции более высокого качества.

4. Совместное использование органических форм соединений селена (Сел-Плекс) и йода (Йодказеин) в предстартовый период положительно влияет на процессы метаболизма в организме, что способствует достижению более высокой продуктивности до конца откорма птицы.

5. Скармливание органической (Биоплекс Цинк) и совместной (сернокислый цинк семиводный и Биоплекс Цинк) форм соединений цинка обладает стимулирующим эффектом в отношении формирования морфофизиологических функций организма цыплят, проявляясь как в предстартовый, так и последующие периоды в полноценном развитии количественных и качественных свойств продуктивности.

Апробация работы. Материалы работы доложены: на Первом Российском научном Форуме «Демидовские чтения» 2-3 марта 2006 г., г. Екатеринбург; на Международной научно-практической конференции «Достижения птицеводов в реализацию национального проекта развития АПК» 2006 г., г. Курган; на Международной научно-практической конференции «Продовольственная безопасность в системе народосбережения» 7-8 декабря 2006 г., г. Екатеринбург; на X Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Энтузиазм и творчество молодых ученых в развитии фундаментальной и прикладной науки» 13-15 ноября 2006 г., г. Троицк, 2006; на Международной научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта «Развитие АПК»» г. Москва 2007; на 9-й Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» в октябре 2007 года с получением Диплома и бронзовой медали «За разработку рекомендаций кормления цыплят-бройлеров в ранний постэмбриональный предстартовый период»; на Международной научно-практической конференции «Разработка и испытание здоровьесберегающих технологий получения продукции животноводства» 27 марта 2008 г., г. Троицк на IV Международном симпозиуме «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии» 6-8 мая 2008 г., г. Санкт-Петербург; на Межведомственном координационном совещании по птицеводству 12-14 мая 2008 г., г. Сергиев Посад; на V Международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» 30 июня - 2 июля 2008 г., г. Новосибирск; на IX Украинской конференции по птицеводству с международным участием «Актуальные проблемы современного птицеводства» 15-18 сентября 2008 г., г. Алушта; на 10-й Юбилейной Российской агропромышленной выставке 10-14 октября 2008 с получением Диплома и серебряной медали «За разработку способов использования органических форм микроэлементов в предстартовый период кормления цыплят-бройлеров»; на круглом столе специалистов зооветеринарной службы и технологов цеха переработки ГУП СО «Птицефабрика «Среднеуральская» 19 ноября 2008 г., г. Среднеуральск Свердловской области; на научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарно-зоотехнической науки и практики» 20-21 ноября 2008 г., г. Екатеринбург; на Международной научно-практической конференции, посвящённой 65-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии «Использование инновационных технологий для решения проблем АПК в современных условиях» 27-29 января 2009 г., г. Волгоград; на заседании отделения физиологического общества г. Екатеринбурга 24 июня 2009 г.

Публикации. Основные положения работы опубликованы в 40 научных статьях, тезисах, материалах конференций, в т.ч. 17 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 4 патентах РФ и практических рекомендациях.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 381 странице текста компьютерного набора, состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, предложений производству, приложения. Работа иллюстрирована 53 таблицами, 105 рисунками, 4 схемами. Список литературы включает 467 источников, в том числе 101 иностранный.

Собственные исследования

Материалы и методы

Диссертационная работа выполнена в 2003-2009 годах в рамках комплексной программы «Характеристика гомеостаза по морфофизиологическим показателям в ранний постэмбриональный период в условиях технологического цикла на модели птиц» (№ гос. регистрации 01.2.00.810248).

Проведено мониторинговое исследование, 4 серии научно-хозяйственных (2080 голов) и на их фоне 4-физиологических (39 голов) опытов на цыплятах-бройлерах кроссов «Смена-4» и «Смена-7» в производственных условиях ГУПСО «Птицефабрика «Среднеуральская» Свердловской области. Получили и исследовали от бройлеров 726 проб крови, 84 пробы помёта, 200 проб мяса. Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

Перед проведением серий экспериментов по изучению эффективности применения различных форм соединений микроэлементов в предстартовый период кормления цыплят-бройлеров, на специализированных птицефабриках по выращиванию бройлеров было проведено мониторинговое исследование использования органических и минеральных препаратов микроэлементов. Для выполнения работы были выбраны ведущие птицефабрики Свердловской области ГУП СО « Птицефабрика «Среднеуральская», ГУП СО «Птицефабрика «Рефтинская», ГУП СО «Птицефабрика «Первоуральская».

Научно-исследовательская работа была разделена на 4 серии опытов.

В первой серии опытов изучали морфофизиологическое состояние и продуктивность цыплят-бройлеров при введении в рацион раннего постэмбрионального периода разных форм соединений селена. Материалом для исследований служили цыплята-бройлеры кросса «Смена-4», которых по принципу аналогов распределили по группам - контрольную и три опытные по 160 голов в каждой. Птица в группах была разделена по полу - 80 голов петушков и 80 курочек.

продуктивность бройлер селен цинк

Исследуемые дозы препаратов включали в рацион бройлеров в ранний постэмбриональный период онтогенеза (с суточного до 5-дневного возраста), который с технологической точки зрения носит название предстартового периода.

С 6-го по 42-й день жизни цыплята всех групп получали общий рацион, предусмотренный схемой кормления птицефабрики, включающий 0,2 мг элемента селена в виде селенита натрия на кг комбикорма. Цыплята контрольной группы в предстартовый период получали основной рацион, источником селена в котором являлась неорганическая форма, в виде селенита натрия в дозе 0,2 мг/кг в пересчёте на элемент. Бройлеры второй и третьей группы в первые 5 дней жизни потребляли в качестве источника селена органическую форму - препарат Сел-Плекс, соответственно, 0,2 и 0,3 мг/кг в пересчёте на элемент. Цыплята четвёртой группы получали в ранний постэмбриональный период совместно неорганическую и органическую форму селена (комбинационную форму), в виде селенита натрия - 0,1мг/кг и Сел-Плекса - 0,1 мг/кг.

В эксперименте использовали - Селенит натрия ТУ 6-09-17-209-88 квалификации «Ч» и «Сел-Плекс» фирмы «Биотехнологический центр Оллтек» Ирландия, НД № 13-5-2/1062. Действующим веществом препарата является селенометионин (основная форма), селеноцистеин и другие селеноаминокислоты. Содержание селена в Сел-Плексе - 1000 мг в 1 кг препарата.

В ходе первой серии опытов у птицы определяли морфологические, биохимические, иммунологические показатели крови в 6-, 14-, 38-дневном возрасте. Изучали генотоксические эффекты в препаратах селезенки цыплят в возрасте 6 дней. Исследовали гисто-морфологическую структуру органов иммунной системы (тимуса, фабрициевой бурсы, селезёнки) и печени на 14-й и 38-й день опыта. Проводили оценку состояния иммунной системы цыплят-бройлеров по степени пролиферативного ответа и интенсивности синтетических процессов в лимфоцитах периферической крови в условиях стимулированной (конканавалином А) культуры в 6-дневном возрасте. Определяли биологическую полноценность протеина мяса птицы после убоя в конце откорма. Учитывали динамику роста цыплят и их сохранность в течение всего технологического цикла выращивания.

Во второй серии опытов изучали влияние на морфофизиологическое состояние и продуктивные показатели цыплят-бройлеров разных форм соединений йода при введении их в рацион птицы раннего постэмбрионального периода. Часть исследований этого эксперимента проведена в совместной работе с аспиранткой кафедры птицеводства и мелкого животноводства Уральской государственной сельскохозяйственной академии О.С. Цыгановой.

Материалом исследований служили цыплята-бройлеры кросса «Смена-4». Для проведения эксперимента по принципу пар-аналогов было сформировано три группы: одна контрольная и две опытные по 160 голов в каждой (80 петушков и 80 голов курочек). Йодсодержащие препараты включали в рацион бройлеров с суточного до 5-дневного возраста.

С 6-го по 42-й день жизни цыплята всех групп получали общий рацион, предусмотренный схемой кормления птицефабрики, включающий 0,7 мг элемента йода в виде йодистого калия на кг комбикорма. Контрольная группа потребляла в предстартовый период кормления йод в виде неорганической формы - йодистый калий, из расчёта 0,7 мг/кг комбикорма в пересчёте на элемент. Бройлерам второй опытной группы в рацион раннего постэмбрионального периода онтогенеза включали йод в органической форме, в виде Йодказеина, в дозе - 0,7 мг/кг комбикорма в пересчёте на элемент. Третья группа цыплят получала в составе предстартового рациона комбинацию неорганической и органической форм йода, соответственно, в виде йодистого калия - 0,35 мг/кг и Йодказеина - 0,35 мг/кг комбикорма в пересчёте на элемент. Использовали: йодистый калий, соответствующий требованиям ГОСТ 4232-74 квалификации «ч» производства ООО «Торговый дом РЕАХИМ» и «Йодказеин» - продукт производства НПП «Медбиофарм» ТУ - 9229-001-4836077-02.

На протяжении опытов у птицы исследовали морфологические, биохимические, иммунологические показатели крови в 6-, 12-, 38-дневном возрасте. Изучали генотоксические эффекты в препаратах селезенки цыплят в возрасте 6 дней. Исследовали гисто-морфологическую структуру щитовидной железы в суточном, 12 и 38-дневном возрасте, органов иммунной системы (тимуса, фабрициевой бурсы, селезёнки), печени и почек на 12 и 38 день опыта. Изучали процессы синтеза в лимфоцитах периферической крови в отношении образования гуморальных белковых продуктов в возрасте 6 дней. Проводили оценку состояния иммунной системы цыплят-бройлеров по степени пролиферативного ответа и интенсивности синтетических процессов в лимфоцитах периферической крови в условиях стимулированной культуры в 6-дневном возрасте. Изучали экскрецию йода с помётом в суточном, 12- и 38-дневном возрасте. Определяли химический состав мяса и биологическую полноценность белка мяса птицы после убоя в конце откорма. Учитывали динамику роста цыплят и их сохранность в течение всего технологического цикла выращивания.

В ходе третьей серии опытов устанавливали влияние на морфофизиологическое состояние и продуктивность цыплят-бройлеров комбинированного использования различных форм соединений селена и йода в ранний постэмбриональный период онтогенеза. Материалом исследований были цыплята-бройлеры кросса «Смена-7». Для проведения эксперимента по принципу пар-аналогов было сформировано три группы: одна контрольная и две опытные по 160 голов в каждой (80 петушков и 80 голов курочек).

Разные селено- и йодсодержащие препараты включали в рацион бройлеров с суточного до 5-дневного возраста. С 6-го по 40-й день жизни цыплята всех групп получали общий рацион, предусмотренный схемой кормления птицефабрики, включающий неорганические формы микроэлементов селена и йода, соответственно, в виде селенита натрия - 0,2 мг/кг и йодистого калия - 0,7 мг/кг комбикорма. Птица контрольной группы в составе предстартового рациона получала неорганические формы селена и йода в виде селенита натрия и йодистого калия, соответственно 0,2 и 0,7 мг/кг комбикорма. Цыплятам второй группы в ранний постэмбриональный период онтогенеза включали в рацион органические формы микроэлементов селена и йода, в виде Сел-Плекса и Йодказеина, из расчёта 0,2 и 0,7 мг/кг комбикорма, соответственно. Бройлеры третьей группы получали в первые 5 дней жизни разные формы соединений селена и йода: 0,1 мг/кг селена в виде селенита натрия + 0,1 мг/кг селена в виде Сел-Плекса + 0,35 мг/кг йода в виде йодистого калия + 0,35 мг/кг йода в виде Йодказеина.

В ходе третьей серии опытов у цыплят-бройлеров исследовали морфологические, биохимические, показатели крови в 6, 14, 38-дневном возрасте. Исследовали гисто-морфологическую структуру органов иммунной системы (тимуса, фабриевой бурсы, селезёнки) и печени в возрасте 14 и 38 дней. Определяли химический состав мяса и биологическую полноценность белка мяса птицы после убоя в конце откорма. Учитывали динамику роста цыплят и их сохранность в течение всего технологического цикла выращивания.

В четвёртой серии опытов изучали морфофизиологическое состояние и продуктивность цыплят-бройлеров при использовании разных форм соединений цинка в ранний постэмбриональный период онтогенеза. Материал исследования - цыплята-бройлеры кросса «Смена-7». Для проведения эксперимента по принципу пар-аналогов было сформировано три группы: одна контрольная и две опытные по 160 голов в каждой (80 петушков и 80 голов курочек). Цинксодержащие препараты включали в рацион бройлеров с суточного до 5-дневного возраста. С 6-го по 40-й день жизни цыплята всех групп получали общий рацион, предусмотренный схемой кормления птицефабрики, включающий неорганическую форму цинка, в виде сернокислого цинка семиводного - 70 мг цинка/кг комбикорма. Цыплята контрольной группы потребляли предстартовый рацион с добавкой цинка в виде сернокислой соли - 70 мг элемента /кг комбикорма. Птица второй опытной группы использовала в качестве источника цинка в первые 5 дней жизни Биоплекс Цинк - 70 мг/кг в пересчёте на элемент. В предстартовый рацион бройлеров третьей группы вводили совместно неорганическую и органическую форму цинка (комбинационную форму), в виде, соответственно, сернокислого цинка семиводного - 35 мг/кг и Биоплекса Цинка - 35 мг/кг. В эксперименте использовали цинк сернокислый семиводный, соответствующий требованиям ГОСТ 4174-77 квалификация «Ч» и органическую форму цинка - Биоплекс Цинк (Bioplex Zink - кормовую добавку, продукт производства компании «Alltech, Ltd/Оллтек, Лтд», Ирландия. Действующим веществом подкормки служили органические хелатные соединения цинка и протеинов - протеинаты цинка.

В период проведения исследований определяли морфологические, биохимические, показатели крови птицы в 6-, 14-, 38-дневном возрасте. Исследовали гисто-морфологическую структуру печени и селезенки в возрасте 14 и 38 дней. Определяли химический состав мяса и биологическую полноценность белка мяса птицы после убоя в конце откорма. Учитывали динамику роста цыплят и их сохранность в течение всего технологического цикла выращивания.

На фоне научно-хозяйственных опытов с целью определения переваримости и использования основных питательных веществ рациона, были проведены физиологические (балансовые) опыты, при этом руководствовались «Методикой проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы» (ВНИТИП,2004). В ходе первой серии научно-хозяйственных опытов балансовый опыт был проведён с 38-дневного возраста, а на фоне 2, 3, 4 серий опытов - с 30-дневного возраста, в течение 3 дней. Рационы для птицы составляли согласно «Рекомендациям по кормлению сельскохозяйственной птицы» (ВНИТИП,2003). В ходе опытов условия содержания для всех групп цыплят были одинаковые, с соблюдением оптимальных зоогигиенических параметров микроклимата.

Для изучения влияния скармливания различных форм соединений микроэлементов селена, йода, цинка на морфологические, биохимические показатели крови забор крови проводили методом декапитации у 6 цыплят (3 петушков и 3 курочек) из каждой группы. В крови определяли количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина, скорость оседания эритроцитов (СОЭ), процентное соотношение различных форм лейкоцитов по общепринятым методам. Количественное определение Т-лимфоцитов проводили с помощью антител, полученных иммунизацией кроликов тимоцитами кур. Содержание В-лимфоцитов определяли подсчетом мононуклеаров, несущих мембранные маркеры (поверхностные иммуноглобулины и рецепторы к С3 компоненту комплемента) (Д.К. Новиков, В.И. Новикова, 1996). Фагоцитарную активность лейкоцитов определяли по методике В.С. Гостева с использованием культуры золотистого стафилококка (штамм № 209). Циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) в крови находили путём фотометрирования после осаждения 4 % раствором полиэтиленгликоля. Концентрацию общего белка, альбуминов, глобулинов, глюкозы, холестерина, триглицеридов, креатинина, азота мочевины, мочевой кислоты, АсАТ, АлАТ, амилазы, глютамилтрансферазы, кальция, фосфора, железа, калия, натрия, хлора определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Architect CI 8200 фирмы Abbott (США) с помощью диагностических наборов фирмы Abbott (США). Концентрацию тироксина (СТ4), трийодтиронина (СТ3), антител к териоглобулину (АТТГ), антител к териопероксидазе (АТ-ТПО) устанавливали с использованием хемилюминесцентного метода на автоматическом анализаторе Advia Kentavr фирмы Bauer (Германия) с использованием диагностических наборов фирмы Bauer.

Для проведения гистологических исследований были взяты образцы органов от 5 голов из каждой группы. Материал фиксировали в 10-% растворе нейтрального формалина, изучение общих структурных изменений в органах проводили на парафиновых срезах, препараты окрашивали гематоксилином и эозином. Все гистологические исследования документировались фотографированием на микроскопе Micros (Австрия).

Радиометрические исследования крови и селезёнки включали: оценку состояния иммунной системы цыплят-бройлеров по степени пролиферативного ответа и интенсивности синтеза ДНК в лимфоцитах крови цыплят-бройлеров (метод РБТЛ - реакция бласттрансформации лимфоцитов); анализ синтеза гуморальных белковых продуктов в клетках периферической крови (метод РБТЛ); изучение генотоксических эффектов в клетках селезёнки цыплят-бройлеров (метод анализа полиморфизма длин случайно амплифицированных фрагментов (RAPD-анализ). Пробы крови и селезёнки для анализов брали от 5 голов из каждой группы.

В помёте определяли количество йода церий-арсенитовым методом (метод Кольтгоффа-Ценделла).

Концентрацию селена в кормах определяли флюориметрическим методом в соответствии с методикой - МУК 4.1.033-95 «Определение селена в продуктах питания», содержание цинка согласно ГОСТ 30692-2000 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырьё. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия», количество йода с использованием методики - МУК 4.1.1106-02 «Определение массовой доли йода в пищевых продуктах и сырье титриметрическим методом», селен и цинк в воде анализировали по ГОСТ Р 51309-99 «Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии», концентрацию йода в воде в соответствии с методикой - МУК 4.1.1090-02 «Методы контроля. Химические факторы. Определение йода в воде. Методические указания».

Анализ корма и помета проводили согласно методикам: общий азот - по методу Кьельдаля, ГОСТ Р. 51417-99 (%); массовая доля сырого жира - ГОСТ 13496.15-97 (%); массовая доля сырой клетчатки - ГОСТ 13496.2-97 (%); сырая зола - ГОСТ 26226-95 (%); кальций - ГОСТ 26570-95 (%); фосфор - ГОСТ 26657-97 (%).

Химический анализ мяса (от 5 тушек каждой группы) осуществляли по общепринятым методикам.

Биологическую полноценность мяса бройлеров определяли по качественно - белковому показателю (КБП), или коэффициенту биологической ценности белка мяса, представляющему собой отношение аминокислот триптофана к оксипролину, аминокислоты в мышцах определяли фотометрическим способом. Энергетическую ценность мяса определяли расчётным методом (А.Н. Тишенков, С.Е. Ким, Т.А. Столляр, Э.Ли, 1978).

В ходе опытов еженедельно определяли живую массу птицы путем индивидуального взвешивания, сохранность птицы по отдельным периодам выращивания и за весь период в целом.

Экономическую эффективность выращивания цыплят-бройлеров устанавливали с учётом стоимости препаратов и дополнительно полученной продукции.

Полученный экспериментальный материал статистически обработан с применением t критерия Стьюдента.

Выражаю глубокую признательность за консультационную помощь при подготовке диссертации д.б.н., профессору, академику РАСХН Б.Д. Кальницкому. Приношу большую благодарность за всестороннюю научно-методическую помощь в выполнении работы д.в.н., профессору Л.И. Дроздовой, к.б.н., доценту И.А.Лебедевой, д.б.н., профессору В.В. Котомцеву, д.м.н., профессору О.Г. Макееву, д.б.н. Л.В. Харитонову, д.б.н. В.А. Галочкину.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Мониторинговые исследования

Современный регламент промышленной технологии ведения птицеводства не всегда учитывает особенности постнатального развития птицы. Это особенно сказывается на ранних этапах онтогенеза. Проведение работы в этом направлении было вызвано тем, что ранний постэмбриональный период является периодом становления пищеварительной (переход с липидного питания на углеводный), иммунной, гормональной систем и направленности метаболических процессов в организме. При формировании этих процессов немало важную роль играют микроэлементы, в частности селен, йод, цинк. Для подтверждения правильности выбора направления тематики были проведёны мониторинговые исследования на ведущих птицефабриках бройлерного направления Свердловской области (Рефтинской, Среднеуральской, Первоуральской), в ходе которых с ведущими зооветспециалистами обсуждались: состав полнорационных комбикормов, способы их приготовления и технологии скармливания; рекомендуемые и используемые формы микроэлементов; продуктивность цыплят-бройлеров и оценка её соответствия потенциально возможной для данного кросса; сохранность цыплят-бройлеров по периодам технологического цикла выращивания. Проводился анализ используемых технологий кормления.

Результаты мониторинговых исследований показали, что существует проблема выбора балансирования рационов цыплят-бройлеров высокопродуктивных кроссов по микроэлементам при использовании органических или минеральных форм, в том числе селена, йода и цинка.

Физиологическое обоснование использования различных форм соединений селена в ранний постэмбриональный период онтогенеза цыплят-бройлеров для коррекции метаболизма и повышения их продуктивности

Содержание селена в корме, воде. В условиях ГУПСО «Птицефабрика «Среднеуральская» Свердловской области содержание селена в основных кормах соответствует оптимальным значениям и колеблется от 0,24±0,02 мг/кг в ячмене до 0,30±0,03 мг/кг в пшенице. В воде содержание микроэлемента составляет менее 0,005 мг/ дм³. Дефицитными по селену принято считать те корма, в которых его уровень ниже 0,1 мг/кг (К.М. Солцев,1990). Однако, учитывая, что абсорбция селена в целом в виде селеноаминокислот и неорганических соединений из различных кормовых компонентов сильно варьирует от 15 до 70% (Н.А. Голубкина, Т.Т. Папазян, 2006), рационы для птиц по данному микроэлементу обязательно балансируются путём включения гарантированных добавок без учёта содержания микроэлемента в кормах.

Морфологические, иммунологические, биохимические показатели крови цыплят-бройлеров. Введение цыплятам в состав предстартового рациона органической формы соединения селена в виде Сел-Плекса как отдельно, так и в виде комбинации с селенитом натрия способствовало улучшению окислительно-восстановительных процессов в их организме. Морфологические показатели цыплят подопытных групп находились в пределах физиологической нормы, что подтверждает состояние их здоровья. Вместе с тем в крови бройлеров четвёртой группы, в предстартовый рацион которых вводилась комбинация неорганической и органической форм селена, отмечено на протяжении всего периода выращивания увеличение количества эритроцитов (2,3-6%), гемоглобина (5,7-9,6%) (p<0,05), что свидетельствует об улучшении снабжения организма кислородом и более интенсивном течении окислительно-восстановительных процессов. Изменение количественного и качественного состава лейкоцитов крови цыплят под действием органической и комбинационной форм селена происходило в основном за счёт лимфоцитов и псевдоэозинофилов. В группе птиц, получавших совместно неорганическую и органическую форму селена, достоверно, в пределах физиологической нормы, увеличивалось количество моноцитов в 1,7 раза (p<0,05), данное обстоятельство может свидетельствовать об активизации «моноцитарно-фагоцитарной системы» (МФС) и, следовательно, повышении защитных свойств организма птиц этой группы.

Соединения селена, обладающие одновременно антиоксидантными и адаптогенными свойствами, участвуют в регуляции иммуногенеза через процессы перекисного окисления липидов, которые постоянно протекают в клетках. В наших опытах комбинационная форма селена, введённая в предстартовый рацион цыплят, повышала фагоцитарную активность на 0,85-3,68%, количество Т-лимфоцитов на 0,49 - 1,6%, В-лимфоцитов на 0,18-0,4%. Хотя эти изменения были незначительными, в сравнении с контрольной группой, но носили однонаправленный характер: вероятно комбинационная форма селена, вводимая в рацион птиц в ранний постэмбриональный период, стимулирует фагоцитоз, клеточный и гуморальный иммунитет цыплят, что способствовало их выживанию и лучшей сохранности.

Сравнительный анализ биохимических показателей крови цыплят-бройлеров под действием различных форм соединений селена в предстартовый период показал, что использование комбинационной формы селена в виде селенита натрия и Сел-Плекса приводит к повышению, по отношению к контролю, общего белка - на 3,2-4,7%. В отношении этого вопроса в литературе отсутствует согласованность. Некоторые исследователи утверждают об увеличении количества общего белка и белковых фракций в крови птиц (И.М. Трахтенберг и др., 1994; О.А. Глазунова, 2005; С.А. Шевченко, 2006; Г.А. Трифонов, К.А. Кулешов, 2008) при воздействии на них селенсодержащими соединениями, другие, напротив отмечают снижение этих показателей под влиянием селеновых добавок (L. Friberg et al.,1979; R. Hardiman et al., 1987; Н.А. Уразаев, 1990; Т.И. Бокова, 2004). Повышение количества общего белка в сыворотке крови бройлеров в конце откорма (38 дней) при включении в предстартовый рацион комбинационной формы селена сопровождалось достоверным увеличением азота мочевины на 0,3 ммоль/л (р<0,001), по отношению к контролю, что отражает ход естественной биодеградации азотсодержащих молекул (нуклеиновых кислот, белков). Уровень мочевой кислоты, являющейся основным конечным продуктом белкового обмена птиц (А.И. Кононский, 1992), у цыплят четвёртой группы оставался на протяжении всего эксперимента в пределах физиологической нормы. Оптимальным, по данным И. Курова (2007) принято считать содержание мочевой кислоты в сыворотке крови не выше - 360 мкмоль/л. В контрольной (использование селенита натрия) и опытных группах, получавших органический источник селена в ранний постэмбриональный период, данный метаболит в 14- и 38-дневном возрасте был несколько выше оптимальных значений, что может свидетельствовать о напряженности белкового обмена в организме птиц.

Использование органической формы селена (0,2 и 0,3 мг/кг в пересчёте на элемент) в предстартовый период достоверно повышало уровень альбуминов в возрасте 14 дней, по сравнению с контролем, соответственно на 8,1% (р<0,05) и 4,8%. Под действием комбинационной формы в предстартовый период отмечалось повышение содержания альбуминов в начале исследования (6дней) и в конце выращивания птицы (38 дней), в среднем за период опыта превышение над контролем составило 5,4%. Увеличение уровня альбуминов в сыворотке крови (в пределах физиологической нормы) характеризует усиление белковообразующей функции печени (С.Ю. Зайцев, Ю.В. Конопатов, 2005). Кроме того альбумины выполняют в организме транспортную функцию (В.К. Кухта,1986) и повышение их количества можно рассматривать как фактор стимуляции метаболических процессов.

Оценка активности трансаминаз в сыворотке крови экспериментальной птицы показала, что все группы имеют высокие значения АсАТ уже в первые дни жизни (6 дней), активность АлАТ повышается только к концу откорма (38 дней), что согласуется с наблюдениями Н.И. Чернышева, И.Г. Панина, Н.И.Шумского (2007). В 14-дневном возрасте у цыплят-бройлеров, получавшей комбинационную форму селена, по сравнению с контролем и другими опытными группами, отмечается снижение активности АсАТ, в среднем на 32,8 МЕ/л, что может свидетельствовать о меньшем клеточном повреждении в организме птицы. Поскольку из литературных данных известно (Д.Мейер, Д.Харви,2007), что этот фермент в преобладающем количестве синтезируется в клетках печени, то можно предполагать о снижении процессов апоптоза в этом органе, что подтверждается морфогистологической картиной, показывающей уменьшение повреждения гепатоцитов. К концу откорма уровень АсАТ у цыплят, получавших совместно неорганический и органический селен, достоверно повысился на 39,7% по сравнению с контролем и на 31,2%, по отношению к другим опытным группам, но при этом он соответствовал уровню в начале периода исследований.

Исследование триглицеридов в сыворотке крови выявило их повышение у цыплят, получавших в ранний постэмбриональный период развития органический селен (0,3 мг/кг корма), и у бройлеров, предстартовый рацион которых включал комбинационную форму селена, в среднем за период опыта, на 40,0 и 31,5%, соответственно, по отношению к контролю, что может служить дополнительным источником для построения липидного слоя мембран клеток.

Вариации концентрации кальция в крови цыплят исследуемых групп были незначительными и находились в пределах физиологической нормы. Однако на протяжении всего периода опыта у цыплят, в предстартовый рацион которых вводили комбинационную форму селена, отмечалась тенденция увеличения данного макроэлемента в сыворотке крови, по отношению к контролю, в среднем - на 2,8%.

Комбинационная форма селена, включаемая в предстартовый рацион, на протяжении всего периода выращивания бройлеров способствовала стабильному повышению концентрации гормонов щитовидной железы в сыворотке крови (табл.): уровень тироксина был выше, чем в контроле, в среднем, на 17,4%; трийодтиронина - на 8,7%. По-видимому, совместное использование разных селенсодержащих препаратов в предстартовом рационе оптимально для обеспечения организма селеном, оказывающим стимулирующее влияние на секреторную функцию щитовидной железы, что подтверждается работами H.R. Larsen, M.J.Berry (1995), P.M. Cammack, B.A. Zwehlen, M.J. Christensen (1995), D. Salvatore, H.Tu, J. W. Harney, (1996), H.R. Larsen (1997), P. Zagrodzki, F. Nikol, J. Smith et al., (1998), B. Contempre (1998). Связано это, по всей вероятности, с тем, что селен, в составе фермента глютатионпероксидазы, участвует в защите тиреоидной ткани от повреждающего действия свободных радикалов. Кроме того, тироциты содержат тиоредоксинредуктазу, еще один селенсодержащий фермент, необходимый для синтеза дезоксирибонуклеотидов, потенциальный регулятор оксидантного статуса, способный защитить клетку от опасного воздействия продуктов метаболизма окислителей, возникающих при синтезе гормонов щитовидной железы (В.А. Галочкин, 2001).

В опытных группах, получавших только органический селен (0,2 и 0,3 мг/кг в пересчёте на элемент) в ранний постэмбриональный период, концентрация гормонов щитовидной железы находилась на одном уровне с контрольными значениями, а в конце откорма отмечено достоверное (p<0,05) снижение концентрации тироксина на 40,4 и 41,6%, соответственно, во второй (Сел-Плекс - 0,2 мг/кг в пересчёте на элемент) и третьей (Сел-Плекс - 0,3 мг/кг в пересчёте на элемент) группах.

Таблица - Содержание гормонов щитовидной железы у цыплят-бройлеров при использовании различных форм соединений селена в предстартовый период (M±m), n=6

Оценка генотоксических эффектов различных форм соединений селена. Включение в предстартовый рацион цыплят комбинации органической и неорганической форм селена приводит к значительному увеличению устойчивости генома к действию повреждающих факторов, о чём свидетельствует нарастание ядерного показателя ДНК спленоцитов, превышающее контрольное значение на 22,8% (рис. 2). У цыплят, рацион которых содержал органическую форму селена, наблюдается наибольший уровень повреждений ДНК, в частности доли щелочно-лабильных сайтов, тиминовых димеров и т.д. (снижение показателя «ядра» по отношению к контрольной группе составляло 10,9-8,5%, соответственно, при включении в рацион раннего постэмбрионального периода - 0,2 мг/кг и 0,3 мг/кг Сел-Плекса). Контрольная группа бройлеров, получавших селенит натрия в предстартовом рационе, занимает промежуточное положение по устойчивости генома к действию повреждающих факторов (показатель ядра - 86189,4±2680,9 Бк/мкг ДНК). По-видимому, неорганическая и органическая формы селена, выступают в качестве синергистов в отношении элиминации мутагенов.

Состояние иммунной системы цыплят-бройлеров по степени пролиферативного ответа и интенсивности синтеза ДНК в лимфоцитах в условиях стимулированной культуры. Введение в рацион цыплят-бройлеров комбинации неорганической (селенит натрия) и органической (Сел-Плекс) форм селена в условиях стимулированной культуры сопровождается наиболее ранним, выраженным и продолжительным иммунным ответом, что свидетельствует об активации синтетических процессов и пролиферативного ответа клеток иммунологической реактивности в ответ на действие типового митогена конканавалина А (рис. 3). Применение в отдельности органического и неорганического селена также сопровождалось увеличением числа трансформирующихся клеток, но было разделено по времени. При использовании органической формы селена иммунный ответ на антигенную стимуляцию был ранним, но не продолжительным, а при применении неорганического селена - отдаленным (запаздывающим). Более высокая реакция иммунной системы цыплят-бройлеров на антигенную стимуляцию при включении в рацион раннего постэмбрионального периода комбинации неорганической и органической формы селена, по видимому, связана с интенсификацией процессов антиоксидантной защиты и, как следствие, повышение резистентности организма птицы не только к инфекционным агентам, но и к повреждающим факторам.

Морфологическое состояние органов. Морфологическое исследование фабрициевой бурсы показало, что введение в рацион цыплят раннего постэмбрионального периода селена в органической и неорганической форме, приводит к тому, что фабрициева бурса подвергается более поздней инволюции, т.е к концу откорма (38 дней) она ещё сохраняет лимфоидные структуры в небольшом количестве с дифференцировкой коркового и мозгового вещества и поддерживает иммунологическую реактивность организма цыплят-бройлеров на нормальном уровне. В то же время у цыплят контрольной и опытных групп, получавших органический селен в ранний постэмбриональный период, отмечаются выраженные инволютивные изменения с замещением лимфоидных элементов метаплазированным кишечным эпителием, разрастанием соединительно-тканных структур, образованием кистозных полостей, характерных для данного возраста птицы при содержании её в условиях интенсивной промышленной технологии.

При морфологическом исследовании тимуса цыплят-бройлеров подопытных групп было выявлено отличие гистоструктуры органа у птиц, получавших неорганическую и органическую форму селена, по сравнению с другими группами. Так, к 38-му дню в тимусе не наблюдалось явных патологических изменений: в мозговом веществе определялось лишь очаговое полнокровие венозных синусов и дистрофия отдельных тимоцитов. При этом, у цыплят опытных групп, получавших органический селен, в этом возрасте в тимусе корковое вещество долек было резко истончено. В мозговом веществе отмечались множественные участки оголения стромы. Определялось резко выраженное полнокровие синусоидальных и трабекулярных сосудов. Значительное количество тимоцитов было в состоянии вакуольной дистрофии.

Морфогистологическая оценка печени показала уменьшение повреждения гепатоцитов, в группе, получавшей в первые 5 дней жизни комбинационную форму селена. Так, в 14-дневном возрасте у цыплят этой группы отсутствовали признаки дистрофии клеток печени, не определялось полнокровия центральных вен и вен портальных трактов. Лимфоплазмоцитарная инфильтрация в портальных трактах была умеренно-выраженной. При этом у цыплят контрольной и опытной группы, получавшей органический селен (0,3 мг/кг корма), уже в 14-дневном возрасте наблюдаются очаги некроза паренхимы органа, очаговая лимфоидная инфильтрация портальных трактов. Определялось полнокровие центральных вен и вен портальных трактов. Гепатоциты были с признаками умеренно-выраженной белковой дистрофии. К концу опыта (38 дней) у цыплят, получавших органический селен (0,2 и 0,3 мг/кг корма), в печени наблюдали крупнокапельную жировую дистрофию, множественные микронекрозы в паренхиме с перифокальной клеточной реакцией.

Таким образом, введение в предстартовый рацион цыплят-бройлеров совместно неорганической и органической формы селена оказывает стимулирующее влияние на активность клеточных и тканевых структур иммунокомпетентных органов цыплят-бройлеров, подверженных возрастной инволюции и вызывает меньшие изменения в печени, свидетельствующие о нормализации процессов метаболизма в органе. Мы предполагаем, что эти положительные изменения в органах связаны с повышением участия селена в механизме антиоксидантно-антирадикальной системы защиты клеточных структур, в первую очередь биомембран.

Переваримость и использование питательных веществ рациона. Результаты балансового опыта свидетельствовали о том, что использование органического селена в дозе 0,2 мг/кг корма в предстартовый период повышало, по сравнению с контрольной группой, переваримость протеина и жира, соответственно, на 0,8 и 1,03%. Применение органического селена в дозе 0,3 мг/кг увеличивало переваримость протеина, жира, клетчатки, золы на 0,83; 1,28; 11,3; 10,57 %, соответственно. Включение в предстартовый рацион комбинации неорганического и органического селена способствовало повышению, по сравнению с контрольными значениями, использования азота на 0,2%; переваримости протеина, жира, клетчатки, золы на 1,2; 2,28; 6,72; 5,05%, соответственно.

Полученные данные балансового опыта говорят о том, что при поступлении с кормом в ранний постэмбриональный период селена в органической и комбинационной форме в организме бройлеров, видимо, создаётся среда для стимуляции пищеварительных желез, которые играют важную роль в пищеварительном тракте и, в конечном итоге, положительно влияют на переваримость и использование питательных веществ рациона.

Биологическая полноценность мяса. Биологическую полноценность белка мяса бройлеров устанавливали по соотношению аминокислот триптофана к оксипролину. Триптофан характеризует отложение в мышечной ткани хорошо усвояемых саркоплазматических белков, а оксипролин обусловливает отложение трудноперевариваемых неполноценных коллагеноподобных белков стромы (Н.Г. Григорьев, Б.Д. Кальницкий и др., 1970). Результаты исследования мяса бройлеров показали, что самый высокий коэффициент биологической полноценности белка мяса - 9,1, был в группе, получавшей в ранний постэмбриональный период органический селен (0,2 мг/кг корма), это на 24,7 % больше, чем в контрольной группе (неорганическая форма селена) и опытной группе, в предстартовый рацион которой вводили Сел-Плекс в дозе 0,3 мг/кг корма и на 19,7% выше, чем в группе, получавшей комбинационную форму селена.

Динамика роста, сохранность, экономическая эффективность выращивания цыплят-бройлеров. Анализируя динамику живой массы бройлеров, следует сказать, что как у петушков, так и у курочек из всех групп, получавших в предстартовый период разные формы селена, лучше всего проявила комбинационная форма, при этом в конце откорма наблюдалось повышение живой массы петушков на 0,3%, курочек - на 1,6%, сохранности петушков-бройлеров - на 5 %, по сравнению с контролем. У курочек сохранность была ниже на 1,25%. В итоге при выращивании бройлеров четвёртой группы был получен дополнительный доход на 1 посаженную голову в размере 2,2 рублей. При включении в предстартовый рацион только органического источника селена (0,2 и 0,3 мг/кг корма) живая масса петушков была ниже контрольных сверстников, соответственно, на 2,9 и 2,3%, у курочек - на 1,5 и 4,1%, сохранность петушков превышала контрольное значение на 1,25 и 2,5%, а у курочек снижалась - на 5,0 и 3,75%, соответственно.