Роль надежных НИР-лабораторий в современном молочном животноводстве
Своевременно полученные результаты исследования фуражного корма важны для максимально быстрого изменения общего смешанного рациона (TMR) в случае серьезного нарушения обмена веществ у животных. Питательный состав фуражного корма и качество ферментации варьируются в зависимости от времени уборки урожая, фенологического состояния, типа силоса, места хранения и т.д. Так, регулярный контроль качества различных фуражных кормов (кукурузного, люцернового, травяного силоса,силоса из зеленой массы злаковых растений, смешанного силоса из бобовых, сена из травы и люцерны) – важный факторстабильного производства молока, дающий возможность быстро и адекватно реагировать на изменения качества фуража.Существует также множество последующих разработок в области кормления молочного стада, заслуживающих того, чтобы быть использованными на наших молочных фермах. В последнее время контроль рациона TMR– другой аспект оценки качества корма и сбалансированного поступления питательных веществ. Кроме того, «классические» лаборатории не способны вовремя предоставить важную информацию, касающуюсяпроцессов, связанных с расщеплением НДК в рубце, неперевариваемостью крахмала или усвояемостью белка! Такие данные могут помочь нам уберечь наших коров от (например) повышенного уровня мочевины в крови, бессимптомного ацедоза рубца, кетоза. Каждый фермер знает, насколько важно быстро принять меры в таких ситуациях, и какие негативные последствие может повлечь длительное расстройство обмена веществ в молочном стаде.
NIR-спектроскопия – метод, использующийближнююИК-областьэлектромагнитногоспектра (от 780 нмдо 2500 нм).ОткрытиеближнегоИК-излучениябылоописаноГершелемв 1800 году, новпервыеего началиприменятьвпромышленныхцеляхв 1950-х гг., а использованиеNIR-лабораторий для химического анализа образцов кормов началось в 1980-х. Насегодняшнийденьэтосамыйраспространенныйибыстрыйспособопределитьхимическийсоставкормаипроверитьего качество. Содержание питательных веществ в образце обычно определяется стандартным «мокрым» химическим методом, в ходе которого каждый параметр изучается отдельно (используя разные лабораторные тесты). Такой тип анализа требует много времени, кроме того, его точность сильно зависит от технических возможностей лаборатории и компетентности сотрудника, проводящего исследование.
«Сухой» NIR-анализ фуражных кормов компании BLGGнамного быстрее традиционных «мокрых» методов благодаря уникальной базе данных, разработанной в Нидерландах. ЛабораторияBLGGAgroXpertusбыла основана в 1928 году голландскими фермерами. Сегодня это одна из ведущих в Европе независимых лабораторий с 80-летним опытом работы в области кормления жвачных животных, изучения образцов кормов и аналитических исследований. Использование NIR-технологий началось 20 лет назад. Сегодня лаборатории BLGG расположены в Бельгии, Германии, Дании, России, Швеции, Испании, Кении, Марокко и Венгрии.Основной вид деятельности европейской сети лабораторий – NIR-анализ травяных, кукурузных, люцерновых силосов, силосов из зеленой массы злаковых растений и сена. Европейская база данных и специальный метод классификации основаны на множестве данных. Колоссальное значение этой специальной базы данных заключается в том, что она содержит результаты «мокрых» химических анализов, показатели усвояемости и перевариваемости, полученные в результате лабораторных опытов, собранных за восемь десятилетий из разных регионов девяти стран, включая низменные и горные области, а также регионы с мокрым и сухим климатом. База данных ежегодно пополняется 200 тыс. образцами, собранными в девяти странах. Так, самые актуальные аналитические методы, быстрые и надежные результаты с широким набором параметров (20-30 отдельных параметров для одного образца фуража) сейчас доступны фермерам, производителям кормов и дистрибуторам в этих независимых NIR-лабораториях.
Новый метод не только дешевле, его результаты отличаются точностью и надежностью. В этой системе подготовка образцов осуществляется путем сушки и измельчения. А поскольку сушка и измельчение производятся согласно установленной форме и стандартизированной методологии, надежность результатов намного выше, чем результаты, полученные в ходе исследования свежих образцов с помощью NIRоборудования. Сушка и измельчение немного замедляют процесс (результаты доступны через 48 часов в Венгрии), но при этом существенно повышают точность результатов анализа. Последующиеисследованияпроизводятсяоченьбыстро.Сканирование спектра образца занимает менее 30 секунд, то есть оператор NIRоборудования может исследовать до 100 образцов в час. Результаты автоматически добавляются в базу данных в Нидерландах, так что необходимость отправлять образцы в Вагенинген отпадает. Классификация результатов также производится особым способом – она основана на математическом методе (3D метод, формирующий данные на основе 500 результатов анализов, ближайших к образцу). Результаты анализа возвращаются в лабораторию из Вагенингена в течение 2 часов.
BLGGAgroXpertus разработало математические модели, способные преобразовывать данные NIR лабораторий в надежную информацию. В отличие от многих коммерческих моделей, используемых вNIR-лабораториях и доступных на мировом рынке, BLGGAgroXpertus использует модель, работающую на основе местной классификации. В мировой классификации, с одной стороны, используется фиксированная модель расчета. Для этого вся доступная информация используется для каждого расчета для определения значения параметров неизвестного образца. Региональная классификация, с другой стороны, использует расчетную модель, которая сфокусирована на спектре конкретного образца. Посредством автоматического поиска, спектр образца соединяется со спектрами нескольких сходных образцов. Для хорошей региональной классификации необходимы сотни похожих NIRспектров. Исходные спектры помещаются в расчетную модель вместе с соответствующими исходными аналитическими данными для определения разных параметров неизвестного образца. Такой подход отличается высокой точностью результатов даже в случае, если связь между NIRспектром и аналитическими данными не линейная.
Рисунок 1:Сравнение мировой (слева) и региональной (справа) классификации.
Награфикевидно, что региональнаяклассификация позволяет получить более точные результаты.
Система, объединяющая сеть лабораторий, также следит за тем, каким образом производится формирование базы данных, а если один из результатов анализа не соответствует «норме», образец отправляется в Вагенинген, а затем подвергается «мокрому» химическому анализу в течение одной недели. Той же процедуре подвергаются отдельные образцы кормов, не соответствующие «норме» в силу сезонности, возрастной группы или каких-либо региональных воздействий. BLGGAgroXpertusорганизуеткруговыетесты(внутри-лабораторная классификация), а также утверждает статус подчиненных лабораторий.
Система предлагает клиентам пакеты «NIR-услуг» («Стандартный» и «Профи» пакеты), содержащие параметры, соответствующие исследуемому образцу. Параметры, исследуемые в рамках пакета «Профи» зависят от образца, но обычно включают: сухая масса, общий белок, сырой жир, грубое волокно, минеральные вещества, НДК, КДК, КДЛ, сахар, крахмал, неперевариваемый крахмал, усвояемые органические вещества, безволоконные углеводы, усвояемость НДК в рубце, поддающаяся расщеплению НДК, безазотная НДК, pH, уксусная кислота, молочная кислота, total-NH3, растворимый общий белок, хлор, нитрат, локальная энергия и метаболизируемый белок.Доступен также ICPанализ и анализ содержания кальция(Ca), фосфора(P), натрия (Na), калия (K), магния (Mg), марганца (Mn), цинка (Zn), железа (Fe), серы (S). Баланс катионов и анионов – еще один залог высоких надоев, его исследование также возможно в рамках пакета.
В Венгрии в 1988 году был введен специальный метод для измерения такого показателя, как «Оценка переработки кукурузного силоса» (Corn Silage Processing Score/CSPS). Его авторами стали Феррейра и Мертенс. Просеивающая машина Ro-Tap Sieve Shaker (Мэдисон, Висконсин, США) способна точно определить содержание крахмала в дробленых (и потенциально легкоусвояемых) зернах. Изменение содержания усвояемого крахмала и чистой энергии стало возможным благодаря исследованиям, проводимым с цельными зернами в силосе.
При оптимальных условиях в переработанном кукурузном зерне содержится более 70% крахмала (размер образца <4,75 мм). Лабораторное оборудование способно измерить физически эффективное содержание НДК. Когда ее концентрация превышает 23% сухой массы рациона TMR (а диапазон нарезки более 2 см колеблется между 2-8%), пережевывание будет интенсивным, а рубцовая жидкость будет накапливаться за счет щелочной слюны, поддерживая уровень pH выше 6.
Таким образом, сочетание NIR технологий с другими важными практическими и передовыми методами, новое поколение «сухих» NIR-лабораторий может существенно облегчить жизнь современныхмолочных ферм в любой стране.
Автор: Сильвия Орос, Консультант по вопросам питания коров и силосования Директор лаборатории по исследованию кормов в LivestockPerformanceTestingLtd., Венгрия
На правах рекламы
Цитаты дня
