Нивелирование негативных последствий теплового стресса на предприятии

По мере того, как климат становится насущной проблемой в мировом сельском хозяйстве, все чаще встает вопрос о тепловом стрессе даже в северных регионах. Тепловой стресс возникает в результате сочетания уровней температуры и влажности, которые превышают термонейтральную зону комфорта животного.

NRC (2007) определил индекс температуры и влажности (ТВИ), он коррелирует с ректальной температурой и иллюстрирует пороговые значения, выше которых животные будут страдать от теплового стресса.

Однако большая часть ранних исследований теплового стресса проводилась в США, где животные, вероятно, уже адаптировались к более высоким температурам. Следовательно, животные из традиционно более прохладного климата могут страдать от физиологических последствий теплового стресса при более низком ТВИ, чем животные из регионов с более высокими средними температурами и влажностью.

Биологические последствия

Тепловой стресс возникает в результате комбинированного воздействия повышенной температуры окружающей среды и влажности, что снижает способность коровы рассеивать тепло тела. Коровы достаточно хорошо справляются с кратковременными повышениями температуры и влажности, если после этого они относительно быстро возвращаются к более низким уровням. Тепловой стресс в основном влияет на продуктивность из-за снижения потребления корма, что связано со снижением руминации и буферной емкости слюны. Эти эффекты являются кумулятивными и приводят к увеличению отрицательного энергетического баланса и возможности развития субклинического ацидоза рубца (SARA). 

Коровы изначально полагаются на неиспарительные методы охлаждения, такие как конвекция. Однако в более жаркой и влажной среде эти методы менее эффективны, а это означает, что корова должна использовать другие способы охлаждения, такие как учащенное дыхание. Но даже эти методы становятся менее эффективными по мере увеличения влажности. Кроме того, животные со слюнотечением теряют слюну, в состав которой входит HCO3, один из основных буферов рубца.

Тепловой стресс в основном влияет на надои и процентное содержание жира в молоке, но также снижает потребление корма, репродуктивную функцию и зачастую живую массу. Если перед осеменением возникает тепловой стресс, это может быть связано со снижением фертильности крупного рогатого скота, которое может сохраняться и после понижения температуры. Высокопродуктивные животные восприимчивее из-за более высокой молочной продуктивности и потребления сухого вещества (DMI). В современной молочной промышленности наблюдается тенденция к увеличению размеров ферм с большим количеством коров, дающих больше молока, что повышает риски негативных последствий теплового стресса.

Пораженные животные будут пытаться отдать тепло, максимально увеличивая площадь поверхности тела, которая подвергается воздействию воздуха. В результате они предпочитают стоять, а не лежать, что влияет на здоровье как копыт, так и вымени.

Стратегии менеджмента

Для решения проблем теплового стресса можно внедрить изменения в системы содержания и кормления. Генетическая селекция для более эффективной терморегуляции и более эффективной потери тепла также упоминается как потенциальный механизм снижения воздействия теплового стресса.

Стратегии изменения содержания

Проверенные методы борьбы с тепловым стрессом не являются ни новыми, ни научными. Основные принципы — обеспечение достаточного затенения, а также охлаждение и хорошая вентиляция (поток воздуха). Что касается тени снаружи, West (2003) рекомендует обеспечить 4-6 м² на голову.

Охлаждение часто достигается путем распыления на животных мелкодисперсного тумана или более сильных струй воды. Оба эти варианта требуют оптимальной направленной вентиляции, чтобы быть эффективными, и это может быть обеспечено как естественной, так и принудительной (вентиляторы) вентиляцией. Уменьшение заполненности секций также является еще одним простым методом, который можно использовать.

Кормовые стратегии

Основной целью управления кормлением во время теплового стресса является поддержание здоровой функции рубца при одновременном обеспечении оптимального уровня питательных веществ для ограничения отрицательного энергетического баланса. Это в основном зависит от обеспечения животных легкоусвояемыми кормами при сохранении безопасного соотношения грубых кормов и концентратов. Поскольку потребление СВ падает во время теплового стресса, часто необходимо увеличивать энергетическую и питательную ценность корма. Однако не поддавайтесь искушению просто добавлять больше энергии в виде концентратов (крахмала), чтобы избежать дальнейшего нарушения функции рубца.

Защищенный жир является полезным ингредиентом, который можно использовать для повышения энергетической ценности корма без выделения дополнительного метаболического тепла. Однако жиры должны составлять не более 7–8% всего рациона. Кормление в более прохладные периоды дня и ночью часто может помочь компенсировать снижение потребления СВ в течение дня. Это также помогает сохранить срок хранения силосов и сенажей, который сокращается при более высоких ТВИ.

Следует использовать только высококачественные корма, а также учитывать усвояемость протеина. Кроме того, нужно обратить внимание на управление силосными траншеями, чистотой среза и кормами на кормовом столе. Ровный срез при выемке корма из траншеи, возможно, более частое кормление небольшими порциями для предотвращения порчи могут помочь стимулировать потребление СВ.

Кормление источниками белка и азота, которые стимулируют микробную активность без ненужного повышения уровня азота мочевины в крови или молоке, также может помочь повысить общую усвояемость протеина.

Потребность в определенных минералах (калий, натрий и магний), теряемых в результате потоотделения, одышки и слюнотечения, возрастает во время теплового стресса и должна удовлетворяться с помощью рациона.

Баланс катионов-анионов в рационе должен тщательно контролироваться. Некоторые кормовые добавки, такие как живые культуры дрожжей, буферы, жирорастворимые витамины (A, D, E), никотиновая кислота и селен, могут улучшать функцию рубца, иммунный ответ и стимулировать использование энергии и эффективность конверсии корма. Было показано, что живые дрожжи оказывают благотворное влияние на потребление СВ, а также на последующую выработку молока в периоды теплового стресса.

Селен

Селен играет решающую роль в обмене веществ. Большинство селенопротеинов действуют как часть антиоксидантных ферментов, таких как глутатионпероксидаза, и защищают ткани организма от вредного воздействия активных форм кислорода (АФК), также известных как свободные радикалы.

Считается, что эти белки участвуют в коммуникации между клетками и в начале процесса производства белка. Селен входит в состав ферментов, участвующих в функционировании щитовидной железы. Эти ферменты влияют на базальную метаболическую скорость и важны для выживания при холодовом стрессе.

Отмечается, что тепловой стресс вызывает выработку АФК, что приводит к повреждению ДНК, белков и липидов. Селен участвует в защите этих тканей, а также помогает в работе других антиоксидантов, таких как витамины Е и С. Исследование на лактирующих молочных коровах показало более низкие уровни побочного продукта окисления липидов, когда коров кормили селеном в форме селеновых дрожжей Сел-Плекс (Alltech Inc.), по сравнению с теми, кто получал селенит натрия, что указывает на потенциальное улучшение антиоксидантного статуса животных, получавших Сел-Плекс (Рис. 1).

Рис. 1. Вещества, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой плазмы (TBARS), в период теплового стресса молочных коров, которые потребляли рационы: без дополнительного Se (CTRL); с селенитом Na, 0,31 и 0,50 мг общего Se кг-1 СВ (SS) или с Сел-Плекс (SY) 0,31 и 0,50 мг общего Se кг-1СВ

Перевод по вертикали в рисунке: нмоль эквивалент MDA\мл

Протеин в рационах

Одним из важных компонентов рациона является протеин. Избыток протеина может увеличить потребность коровы в энергии, что нежелательно, когда потребление СВ уже снижено. Кроме того, избыток белка может привести к повышению уровня азота мочевины в крови, что, как известно, негативно влияет на воспроизводство.

Использование белковых ингредиентов, позволяющих снизить общий уровень сырого протеина в рационе за счет увеличения производства микробного белка, может быть хорошей стратегией, помогающей животным справиться с тепловым стрессом.

Одним из эффективных решений является Оптиген (Alltech Inc.) – специальный источник небелкового азота (NPN), разработанный для удовлетворения потребностей в азоте микрофлоры рубца. Он повышает активность микробов рубца, что приводит к увеличению образования микробного белка, а также к оптимальной усвояемости рациона.

Изменение рациона с помощью Оптигена также позволяет увеличить использование фуража (кормов собственного производства), снизить факторы риска ацидоза и улучшить функцию рубца.

Оптиген дает возможность более эффективно использовать протеин рациона и, таким образом, может снизить риск перекорма белком, что приводит к распределению большего количества энергии на поддержание физического состояния и производство молока. В производственных исследованиях на севере Италии Оптиген был включен в рацион лактирующих молочных коров во время теплового стресса. Наблюдались улучшения молочной продуктивности, выше становилось процентное содержание казеина при общей рентабельности инвестиций 3:1.

Био-Хром при тепловом стрессе

Во время теплового стресса у коров увеличивается потребность в энергии для поддержания жизнедеятельности, что приводит к снижению производства молока. Это вызывает негативный энергетический баланс, а также ослабление иммунитета, увеличение заболеваемости и выведение хрома из организма.  

Хром является важным микроэлементом, необходимым для нормального обмена углеводов и жиров, и его дефицит может привести к нарушению реакции клеток на инсулин. Введение хрома, особенно в форме Био-Хрома, помогает стимулировать активность инсулина, повышает потребление глюкозы клетками, улучшает обмен веществ и воспроизводство, а также повышает устойчивость к стрессу. Присутствие Био-Хрома в рационе улучшает поступление глюкозы в клетки и предотвращает проблемы, связанные с дефицитом хрома.

Био-Хром от компании Alltech содержит хром, встроенный в молекулу метионина дрожжевого белка, что обеспечивает его эффективное всасывание и метаболизм в организме. Это способствует повышению потребления сухого вещества, увеличению молочной продуктивности, улучшению иммунитета и воспроизводства, а также снижению риска различных заболеваний, таких как мастит, метрит, кетоз и ожирение печени.

Вода

Вода – наиболее часто недооцениваемое питательное вещество, которое, вероятно, является самым важным. Потребность в воде может значительно возрасти во время теплового стресса, поэтому крайне важно обеспечить достаточное количество чистой воды. В периоды теплового стресса еще более важно предусмотреть необходимый фронт поения и содержать поилки в чистоте.

Также важно следить за тем, чтобы поилки наполнялись с достаточной скоростью. Все, что снижает вкусовые качества воды, также представляет опасность.

Другие риски при повышении температуры

Как и животные, растения также подвергаются стрессу при более высоких температурах, что может увеличить риск образования микотоксинов как на самом растении в поле, так и во время хранения сырья и кормов. Контаминации микотоксинами полностью избежать вряд ли удастся, поэтому следует внедрить программу менеджмента, снижающую риски.

Оценка факторов риска производства и работа по их контролю, а также анализ кормов на наличие микотоксинов помогут свести к минимуму негативное влияние микотоксинов.

Кроме того, использование проверенного быстродействующего адсорбента широкого спектра действия, такого как Микосорб A+, еще больше снизит вероятность любого негативного воздействия на животное.

Заключение

Поскольку изменение климата продолжает развиваться, тепловой стресс, вероятно, станет все более распространенной проблемой, даже в умеренном климате. Необходимо заранее всесторонне готовиться к летнему сезону и позаботиться о кормлении и содержании животных во избежание существенных экономических потерь.

Автор статьи: д-р Хелен Уоррен, технический менеджер по жвачным животным, Alltech.

Оригинал статьи опубликован в журнале International Dairy Topics.