Постановлением Правительства Российской Федерации от 3 сентября 2021 г. № 1489 предусмотрено формирование современной научно-технологической базы производства высококачественных объемистых кормов, отвечающих потребностям интенсивного развития животноводства и повышения его доходности и эффективности. С этой целью объем заготовки объемистых кормов 1 и 2 классов качества, произведенных по новым и (или) улучшенным технологиям, намечается повысить до 85% в общем количестве заготовленных кормов. В настоящее время только половина из заготовленных объемистых кормов соответствует 1 и 2 классам качества [1].
К сожалению, после упразднения Центрального института агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) и Главного управления кормов в Минсельхозе главный вопрос кормопроизводства — заготовка кормов высокого качества — оказался, по существу, без контроля, учета и статистики.
Обнадеживает, что в целях реализации поставленных задач подпрограмма предусматривает развитие государственной информационной системы, в задачу которой, помимо прочего, входит создание базы отраслевых знаний (возможно, и данных о качестве кормов по областям страны).
Одним из элементов реализации намеченной подпрограммы является принцип стандартизации и унификации научных и научно-технических результатов и продукции [1]. В этом отношении представляет существенный интерес анализ накопленных проблем в области стандартизации и оценки качества кормов.
Анахронизмом является то, что схема химического анализа кормов, разработанная в 1860 г. В. Геннебергом и Ф. Штоманом (Веенде, Голландия), применяется в нашей стране почти без изменений и по настоящее время. Прорывные новации в области оценки питательности кормов и рационов отмечаются в XIX–XX вв. (О. Кельнер в Германии, К. Блекстер в Великобритании, К. Неринг и сотрудники в ГДР, Н.И. Денисов в СССР и многие другие). Разобщенность в исследованиях привела к созданию множества национальных систем оценки качества кормов, которые во многом отличаются друг от друга. Дискуссии о преимуществах и недостатках тех или иных систем возникали нередко спустя долгие годы после их внедрения. Так, комплексная система оценки кормов ГДР [2] пришла на смену классической системе «крахмальных эквивалентов» О. Кельнера в 1971 г., спустя полстолетия ее повсеместного использования. Установлено, что по системе крахмальных эквивалентов грубые корма как источник энергии сильно недооценивались (сено — в среднем на 20%, солома — на 80%), а концентраты — переоценивались (в среднем на 10%) [3; 4]. Таким образом, в большинстве стран, применявших систему крахмального эквивалента или овсяной кормовой единицы, в течение длительного времени практиковалась недооценка грубых и переоценка концентрированных кормов, что наносило хозяйствам существенный экономический ущерб. Поэтому система оценки качества кормов и рационов — категория не только зоотехническая, но и экономическая.
В настоящее время существует множество способов определения энергетической питательности кормов, что усложняет взаимопонимание ученых и практиков разных стран и интеграцию научных достижений в сельскохозяйственное производство. Из-за различий в методах исследований результаты опытов, полученные в разных странах, практически несопоставимы или интерпретируются произвольно.
Немецкие ученые [5] провели сравнительный анализ нескольких наиболее распространенных систем: 1. крахмальных эквивалентов — КЭ; 2. энергетических кормовых единиц — ЭКЕ (Росток, ГДР); 3. обменной энергии — ОЭ (Англия); 4. чистой энергии для лактации — ЧЭлакт. (Голландия); 5. чистой энергии для лактации — ЧЭлакт. (Франция); 6. чистой энергии для лактации ЧЭлакт. (ФРГ); 7. чистой энергии для поддержания жизни — ЧЭподд. (США); 8. чистой энергии для стельности — ЧЭстельн. (США); 9. чистой энергии для лактации — ЧЭлакт. (США). В качестве эталона для сравнения кормов и систем авторы приняли энергетическую питательность 1 кг ячменя, а именно, по вариантам систем: 1. 817 КЭ/кг; 2. 695 ЭКЕкрс/кг; 3. 13,37 МДж ОЭ; 4. 11,26 Ккал ЧЭлакт./кг; 5. 1,148 Мкал ЧЭлакт./кг; 6. 8,55 МДж ЧЭлакт./кг;
7. 1,96 Мкал/кг ЧЭподд.; 8. 1,31 Мкал/кг ЧЭстельн.; 9. 1,91 Мкал/кг ЧЭлакт. Перечень показывает большое разнообразие единиц измерения: крахмальный эквивалент, энергетическая кормовая единица, обменная энергия, чистая энергия в калориях или джоулях.
В таблице 1 представлена энергетическая питательность некоторых объемистых кормов относительно энергии ячменя (стандарт в скандинавских странах).
1. Относительное содержание энергии в объемистых кормах
по разным системам оценки их питательности
|
Корма |
Варианты систем |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
Злаки до цветения |
85,7 |
92,2 |
87,7 |
91,1 |
89,0 |
84,0 |
86,7 |
82,4 |
89,0 |
|
Злаки после цветения |
70,4 |
81,0 |
75,3 |
73,9 |
73,6 |
70,2 |
67,8 |
55,7 |
73,3 |
|
Силос злаковый |
73,3 |
84,7 |
77,6 |
73,6 |
76,5 |
73,8 |
70,4 |
63,3 |
73,2 |
|
Силаж злаковый |
69,0 |
84,0 |
77,7 |
75,0 |
76,0 |
73,3 |
67,8 |
55,7 |
68,1 |
|
Сено злаковое |
61,3 |
78,6 |
73,7 |
71,7 |
73,3 |
68,7 |
62,8 |
45,0 |
68,1 |
|
Силос кукурузный |
72,7 |
82,3 |
77,0 |
76,2 |
71,9 |
72,2 |
71,9 |
62,6 |
77,0 |
|
Солома пшеницы |
17,5 |
48,5 |
45,2 |
39,4 |
37,9 |
56,4 |
50,5 |
7,6 |
52,9 |
|
Свекла кормовая |
77,6 |
97,8 |
99,7 |
96,3 |
84,1 |
98,1 |
91,8 |
91,6 |
93,7 |
|
Среднее |
66,0 |
81,1 |
76,7 |
74,7 |
72,8 |
74,6 |
71,2 |
58,3 |
74,4 |
Сопоставление данных, представленных в таблице 1, свидетельствует о существенном различии между системами оценки энергетической питательности кормов. Для большей наглядности в последней строке таблицы 1 нами приведено среднее арифметическое из величин относительной ценности всех восьми кормов и графически представлено на рис. 1.
Рис. 1. Относительное содержание энергии в среднем по группе кормов
при оценке по разным системам
Наибольшее отклонение отмечается по системам: 1. крахмального эквивалента (а следовательно, и овсяной кормовой единицы); 2. энергетических кормовых единиц (Росток, ГДР); 8. чистой энергии для стельности (США). Относительное содержание энергии по остальным системам колеблется также в значительных пределах (71,2–76,7%). Очевидно, что стандартизация и унификация системы оценки энергетической питательности кормов — проблема актуальная, имеющая международное значение. Поэтому разработка и круговые испытания единого (унифицированного) способа определения энергетической питательности кормов позволит общаться с зарубежными специалистами по кормопроизводству и животноводству «на одном языке» и усилит интеграцию научных достижений в сельскохозяйственное производство.
Унификация способа определения энергетической питательности кормов сопряжена со стандартизацией многих сопутствующих процедур: способов отбора проб кормов, методов их анализа, перечня показателей качества кормов и рационов (рис. 2).
Рис. 2. Современная схема зоотехнического анализа основных кормов
Принципы стандартизации предусматривают единство правил и методов исследований, а также правил отбора проб для проведения испытаний.
Объективная оценка качества и питательности кормов зависит в первую очередь от правильности отбора проб в местах их хранения. Большинство инструкций по пробоотбору разноречивы как по количеству первичных (разовых, точечных) проб, так и по их месторасположению в кормохранилище.
В 80-х годах прошлого столетия ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса и Центральный институт агрохимического обслуживания сельского хозяйства (ЦИНАО) провели фундаментальные исследования по разработке стандартизованных методов отбора проб объемистых кормов, которые завершились изданием ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения. Методы отбора проб» [6].
В начале XXI века стандарты России были подвергнуты ревизии с требованием максимальной их гармонизации с международными стандартами ИСО. Были дезавуированы все отраслевые стандарты, стандарты предприятий и многие ГОСТ. В соответствии с приказом Росстандарта от 23 ноября 2011 г. № 587-ст с 1 января 2013 г. применение ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения. Методы отбора проб» на территории РФ отменено и введен в действие ГОСТ Р ИСО 6497-2011 «Корма для животных. Отбор проб» [7].
Поскольку стандарт ИСО 6497 устанавливал отбор проб промышленного изготовления, то сельскохозяйственное производство России было бездумно лишено стандарта на отбор проб объемистых кормов. И только после длительного согласования легитимность ГОСТ 27262-87 «Корма растительного происхождения. Методы отбора проб» была восстановлена без ограничения срока действия (протокол № 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации). Это лишний раз подчеркивает, что гармонизация не означает замену отечественных стандартов на международные и что нельзя слепо перенимать документы даже такой признанной организации, как ИСО, а необходимо адаптировать их с учетом национальных разработок.
Отказ от стандартов СССР нанес серьезный ущерб производству. Так, после аннулирования ГОСТ 23513-79 «Брикеты и гранулы кормовые. Технические условия» [8], во ВНИИ кормов посыпались письма: как оценивать качество компактированных кормов (сенных и соломенных брикетов и гранул). В частности, как определять плотность брикетов и гранул, от которой зависит количество и качество их потребления (поедаемость, крошимость зубов, намины ротовой полости у животных).
Запросы производства были услышаны, и легитимность ГОСТ 23513 была восстановлена без ограничения срока действия (ИУС 2-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации). Однако, учитывая, что со времени издания ГОСТ 23513 прошло более 40 лет, внесены изменения в технику и технологию производства компактированных кормов, целесообразен пересмотр стандарта, в том числе в части усовершенствования применявшихся ранее методов определения плотности брикетов и гранул. В частности, необходима конкретизация конструкции тубуса и применение современных типов и сортов низковязких масел.
В проект ГОСТ Р 56383-2015 [9] был предложен производственный метод оценки режима высокотемпературной сушки по обгоревшим концам травяной резки. Степень обугливания концов кормовых частиц определяется с помощью лупы и линейки [4]. Если концы частиц травяной резки обуглились до 0,5 мм — нормальный режим сушки, 0,5–1,0 мм — травяная резка пересушена, более
1,0 мм — сильно пересушена. Массовая доля таких обгоревших частиц не должна превышать 25%.
Однако по ряду причин, в первую очередь из-за отсутствия метрологической экспертизы, данный производственный метод не включен в ГОСТ Р 56383-2015. В перспективе было бы целесообразно заинтересованным лицам определить внутри- и межлабораторную погрешность данного метода.
Высокий уровень стандартов ИСО требует от пользователей высокой квалификации и аналитической дисциплины. Так, если определение калорийности кормов, изложенное в методическом пособии «Зоотехнический анализ кормов» [10], доступно студентам и аспирантам, то для освоения межгосударственного стандарта ГОСТ ISO 9831:1998 «Корма для животных, продукция животноводства, экскременты или моча. Определение валовой энергии. Метод сжигания в калориметрической бомбе» [11] необходимы основы математических и физических знаний.
Усложнение системы часто приводит к ее отрицанию. Так, уточненные и тщательно разработанные комплексная система оценки кормов [2] и стандарты ГДР (TGL) не нашли применения в объединенной ФРГ. Точно так же не получила признания в России прогрессивная технология применения вариабельных норм потребности крупного рогатого скота в сухом веществе, обменной энергии, сыром и переваримом протеине при разных уровнях продуктивности и качестве кормов [12].
В оценке протеиновой питательности корма до сих пор используется понятие «переваримый протеин», хотя этот показатель не отражает ни качества протеина корма, ни процессов расщепления азотистых веществ в рубце, ни синтеза бактериального белка. По современной схеме зоотехнического анализа [13], определяющими компонентами протеиновой питательности являются: транзитный белок, нераспадаемый в рубце и усвояемый в кишечнике (НРБ); распадаемый в рубце сырой протеин (РРП); баланс азота в рубце (БNР).
На протяжении вековой истории ВНИИ кормов являлся методическим центром по разработке методик оценки качества растительной продукции. В содружестве с ЦИНАО проводились исследования и издавались стандарты на методы анализа кормов.
Традиционное стремление к рационализации, упрощению методик анализа кормов приводит в конечном итоге к неточности исследований. Так, в целях экономии средств и времени из ГОСТ 13496.2-91 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения сырой клетчатки» удалили завершающую процедуру озоления фракции сырой клетчатки. В результате такой «рационализации» уровень сырой клетчатки в кормах неоправданно завышался на 0,5–2,0%. И только в 2009 г. введение в действие ГОСТ Р 52839 «Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной филь-трации» [14] позволяет устранить этот недостаток. Однако, как показывает практика, лаборанты, привыкшие к упрощенной методике, продолжают определять необеззоленную («грязную») фракцию, но выдают ее потребителю как истинную сырую клетчатку. В результате это приводит к снижению энергетической питательности корма, его классности и к дисбалансу рационов животных. Неоправданно высока цена «человеческого фактора» (несоблюдение классических методик анализа кормов) для животноводства.
В связи с вариабельностью состава и неточностью определения фракции сырой клетчатки, в настоящее время широкое распространение получил детергентный анализ по Ван Соесту (табл. 2).
2. Схема детергентного анализа углеводного состава кормов
|
Корм |
Неструктурные углеводы (НСУ) |
Сахара, пектины (ВРУ — водорастворимые углеводы) |
|
|
Крахмал, гликоген (ЛГУ — легкогидролизуемые углеводы) |
|||
|
Структурные углеводы (НДК — нейтрально-детергентная клетчатка) |
Гемицеллюлоза |
||
|
Лигноцеллюлоза (КДК — кислотно-детергентная клетчатка) |
Целлюлоза |
||
|
Кислотно-детергентный лигнин (КДЛ) |
|||
С внедрением детергентного анализа исследование фракционного состава структурных углеводов становится рутинным. Остается только оснастить отечественные лаборатории специальными приборами и реактивами для определения НДК и КДК, а пороговые значения их содержания внести в стандарты на корма.
В настоящее время разработаны международные и на их основе межгосударственные стандарты на методы анализа кормов на НДК, КДК и КДЛ [15; 16]. В новых стандартах на объемистые корма предусмотрены нормативы содержания НДК и КДК по классам качества. ГОСТ Р 55452-2021 «Сено и сенаж. Технические условия» утвержден и уже введен в действие.
Для зоотехника наряду с большей специфичностью и точностью важную роль играют стоимость и быстрота определения качества. В последнее время большая надежда в лабораторной практике возлагается на спектроскопию в ближней инфракрасной области (ИКС), так как она при грамотном применении быстро выдает результаты, доступна по цене и имеет то преимущество, что она не требует гидролиза пробы и затрат химикалий, позволяет выполнять анализы на большое количество показателей. Анализаторами, работающими по этому принципу, оснащены практически все проектно-изыскательские станции химизации сельского хозяйства (бывшие зональные агрохимические лаборатории). Учитывая это, в 1995–97 гг. во ВНИИ кормов совместно с ВНИИ комбикормовой промышленности разработаны ИКС-методы определения содержания сухого вещества, сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира [17], минеральных веществ [18] и обменной энергии [19].
Однако во ВНИИ кормов метод не прижился, а актуальные работы в области инфракрасной спектроскопии были, к сожалению, прекращены. В то же время, на западе метод инфракрасной спектроскопии при оценке качества кормов является базовым. С его помощью оперативно определяют более 20 показателей [20]. ВНИИ кормов необходимо вернуться к использованию ИКС-метода при массовом анализе кормов. Решающим, однако, является требование, чтобы калибровка проводилась на достаточно большом числе соответствующих контрольных проб и тщательно осуществлялась проверка достоверности метода. Работа требует наличия обслуживающего персонала определенной квалификации и навыков.
Калибровочные кривые для инфракрасной спектроскопии требуют постоянного совершенствования по мере накопления базы данных. ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» за почти вековой период накопил огромную базу данных о химическом составе, переваримости и питательности кормов. Однако этот массив не систематизирован и не использован для составления кормовых таблиц.
Первая попытка составить кормовые таблицы была выполнена нами в справочной книге «Корма» [21]. Большую работу, сродни научному подвигу, совершила кандидат сельскохозяйственных наук Ф. В. Воронкова, которая составила таблицы аминокислотного состава кормовых культур, кормов в зависимости от технологии их заготовки и приготовления, химуса и кала из опытов по зоотехнической оценке кормов и кормлению сельскохозяйственных животных [22].
Пандемия коронавируса не обошла стороной и работы в области стандартизации. Акционерное общество «Всероссийский институт сертификации» (АО «ВНИИС», гендиректор Е.А. Матвеев), коммерческий подрядчик Росстандарта, по ряду причин прекратил свою деятельность по руководству разработкой национальных стандартов России. В результате подготовленные в соответствии с ПНС (Программой национальной стандартизации на 2020 г.) проекты ГОСТ России оказались невостребованными. Так, окончательная редакция проекта ГОСТ Р «Корма гидропонные. Технические условия», тщательно подготовленная ВНИИ кормов и ТК-130 по запросу ВАСХНИЛ и предприятий по производству гидропонной зелени, не была рассмотрена и утверждена в установленном порядке Росстандартом.
Зоотехническая оценка, включающая в себя определение переваримости кормов для животных — работа трудоемкая, затратная и малопроизводительная. Экспресс-метод определения переваримости кормов in vitro (вне животного организма) существенно ускорил прогресс в этой области.
В далекие 60-е годы прошлого столетия наличие в виварии оперированных животных с фистулой рубца по Басову позволило быстро наладить серийное определение in vitro-переваримости сухого вещества кормов с использованием сначала отфильтрованной жидкости рубца, а затем протеолитического фермента пепсина по методике Тиллея и Терри. Сопоставление полученных данных с результатами опытов по переваримости на валухах показало полную идентичность цифрового материала (r = 0,98). Изобретение в ГДР (В. Лампетер) аппарата «Искусственный рубец» позволило внедрить серийный метод определения переваримости кормов. Дальнейший прогресс в сфере in vitro-переваримости сухого вещества кормов был достигнут с внедрением метода Джонса и Хейворда, смысл которого заключается в замене «рубцовой жидкости» раствором фермента целловиридина в «искусственной слюне» — буферном растворе минеральных солей, имитирующем слюну овцы. Позже модифицированная методика (замена целловиридина на более сильный фермент целлокандин) была стандартизована [23].
К сожалению, участь непродуманного, неоправданного решения Росстандарта постигла и ГОСТ 24230-80 «Корма растительные. Метод определения переваримости in vitro». И только спустя десятилетие легитимность стандарта была восстановлена, а ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 06.06.1991 № 816.
Наличие оперированных животных с фистулой рубца по Басову существенно облегчает внедрение метода определения переваримости сухого (органического) вещества кормов in vitro. К сожалению, в наших условиях наличие оперированных животных с фистулой рубца по Басову кажется делом многотрудным и канительным. Однако, если обратиться к зарубежному опыту, это дело рутинное. Так, например, в Швейцарии никого не удивляет, что коровы с фистулами рубца спокойно передвигаются по пастбищу (рис. 3).
Рис. 3. Фистулированная корова на альпийском пастбище
(фото: https://yandex.ru/images/search?cbir_id=1961630%2F6ZxWS8thBkN4gyNAYNO4wQ2697& pos=1&rpt=imageview&img_url=https%3A%2F%2Fmtdata.ru%2Fu15%2Fphoto4690%2F20448080249-0%2Foriginal.jpg&cbird=5&cbir_page=similar&url=https%3A%2F%2Favatars.mds.yandex.net%2Fget-images-cbir%2F1961630%2F6ZxWS8thBkN4gyNAYNO4wQ2697%2Forig)
Во-первых, это способ спасти животное от тимпании. Во-вторых, с помощью фистулы специалисты по кормлению животных контролируют, как идет пищеварение, берут пробы на анализ, добавляют ферменты и так далее. Швейцарский метод полностью подтвердил свою безопасность при сохранении жизни животных [24]. Необходимо и в дальнейшем работать над совершенствованием балансовых опытов с целью изучения обмена веществ различных кормов и кормовых добавок для повышения эффективности их использования животными.
Дискуссии о преимуществах и недостатках систем оценки качества кормов продолжаются и будут продолжаться. Бесспорно лишь одно: надежнее всего определять эффективность корма по конечному результату — производству животноводческой продукции. Однако получить оптимальный конечный результат можно только на основе научных знаний. Не случайно во многих странах с развитым молочным скотоводством ведутся интенсивные исследования по изучению обмена веществ у животных, периодически обновляются нормы питания, вводятся новые показатели и на этой основе корректируются подходы к оценке питательности кормов и рационов [13].
