Józef Krzyżewski
Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk w Jastrzębcu
Jednym z najtrudniejszych zagadnień w hodowli bydła mlecznego, zwłaszcza krów wysokowydajnych, jest optymalizacja żywienia. Optymalna dawka pokarmowa, zwłaszcza dla wysokowydajnych krów, niezależnie od systemu utrzymania i żywienia (tradycyjny, TMR, PMR), oprócz pełnego pokrycia zapotrzebowania zwierząt na energię, białko, składniki mineralne i witaminy, powinna posiadać także odpowiednią strukturę fizyczną. Struktura ta jest uzależniona od składu komponentowego (rodzaju skarmianych pasz) dawki pokarmowej.
Optymalna struktura fizyczna diety decyduje o prawidłowym funkcjonowaniu żwacza, a tym samym o zdrowiu krów, ich wydajności, składzie chemicznym i jakości mleka. Każdy hodowca musi mieć na względzie fakt, że wymagania krowy jako przeżuwacza powinny być bezwzględnie przestrzegane. Żywienie krowy to nic innego jak zapewnienie optymalnych warunków do rozwoju i funkcjonowania podstawowych grup drobnoustrojów, tj. bakterii i pierwotniaków w żwaczu. Drobnoustroje te dzięki wydzielanym enzymom prowadzą rozkład paszy do najprostszych składników, z których budują swoje ciało, by następnie po obumarciu stać się pokarmem dla przeżuwacza. W przeciętnych warunkach drobnoustroje rozkładają minimum 95% cukrów rozpuszczalnych w wodzie zawartych w całej dawce pokarmowej, do 90% białka ogólnego, 10-40% tłuszczu surowego oraz 30-60% celulozy. Warto podkreślić, że tylko drobnoustroje żyjące w żwaczu posiadają zdolność rozkładu włókna surowego na składniki energetyczne dostępne zwierzęciu. W wyniku życiowej działalności drobnoustrojów znajdujących się w żwaczu powstają produkty uboczne procesów fermentacyjnych, przede wszystkim kwasy tłuszczowe, zwłaszcza tzw. lotne (octowy, masłowy, propionowy), które są źródłem energii dla przeżuwacza; pokrywają one co najmniej 60-75% zapotrzebowania krowy na energię. Drobnoustroje po obumarciu są także istotnym źródłem białka dla krowy, pokrywają bowiem 50-90% zapotrzebowania na ten składnik. Białko bakteryjne charakteryzuje się dobrym składem aminokwasowym i jest trawione w ok. 80%. Aby drobnoustroje mogły działać efektywnie, muszą mieć zapewniony swobodny dostęp do wszystkich cząstek paszy znajdujących się w żwaczu, a więc pobrana pasza musi posiadać odpowiednią strukturę fizyczną, tworząc dla bakterii i pierwotniaków rodzaj specyficznego „rusztowania” o konsystencji luźno-gąbczastej. Warunek ten będzie spełniony tylko wówczas, gdy w suchej masie całej dawki pokarmowej będzie znajdowała się odpowiednia koncentracja włókna surowego, tj. w granicach 18-22%. Włókno surowe to składniki komórek, które nie są trawione przez enzymy wydzielane przez zwierzęta a tylko przez enzymy bakteryjne. Ze względu na to, że w paszy są również inne składniki, które nie są trawione przez enzymy wydzielane przez zwierzęta (dla ścisłości warto podać, że w skład włókna surowego wchodzi: celuloza, hemiceluloza, pektyny, lignina i gumy). Są to składniki włókna strukturalnego, zwanego też włóknem długim, jeśli występują w cząstkach paszy o długości co najmniej około 4 cm. Należy bardzo wyraźnie podkreślić, że sama koncentracja włókna surowego w suchej masie dawki nie stanowi wystarczającej informacji, bowiem ważny jest udział frakcji włókna, tj. NDF i ADF oraz fizyczna postać cząstek paszy, w których to włókno występuje. Dla uzyskania pełnego obrazu warto podać, że wymienione frakcje włókna, mimo iż składają się w znacznej części z jednakowych substancji chemicznych, zachowują się odmiennie w procesie fermentacji w żwaczu. Włókno detergentowo-obojętne (NDF) składa się z celulozy, hemicelulozy i ligniny. Jego zawartość w dawce pokarmowej jest ściśle związana z ilością pobieranej suchej masy paszy, z wyjątkiem bardzo młodej zielonki lub niektórych produktów ubocznych przemysłu rolno-spożywczego (wysłodki buraczane, wywar, itp.). Włókno detergentowo kwaśne (ADF) składa się z celulozy i ligniny, a więc z tych składników, które nie ulegają rozpuszczeniu przy oznaczaniu ich zawartości w środowisku kwaśnym. Zawartość ligniny z uwagi na jej minimalną strawność może być wskaźnikiem strawności danej paszy. Według zaleceń żywieniowców amerykańskich w dawce pokarmowej dla krów wysokomlecznych powinny być zachowane następujące proporcje węglowodanów strukturalnych w suchej masie dawki pokarmowej:
■ Włókna strukturalnego o długości cząstek paszy ok. 4 cm – 15-20%,
■ NDF – 25-30%,
■ ADF – 16-19%,
■ Węglowodanów niestrukturalnych, ulegających łatwo fermentacji w żwaczu (skrobia, cukry proste) – 35-40%.
Podstawowym warunkiem prawidłowego funkcjonowania żwacza jest ilość tzw. włókna efektywnego, o długości cząstek ok. 4 cm, które jest zawarte m.in. w wysokiej jakości sianokiszonkach, sporządzonych z roślin motylkowatych i traw. Dobowa dawka włókna surowego powinna wynosić 2-2,5 kg, z czego 20% powinno stanowić włókno strukturalne. Przy niewłaściwej strukturze dawki i nadmiarze łatwofermentujących węglowodanów dochodzi do kwasicy, która wpływa negatywnie na stan zdrowia krów, wydajność mleka oraz przyczynia się do zwiększenia częstotliwości występowania zapalenia racic i stanów zapalnych gruczołu mlekowego (mastitis).
Jeśli krowa pobierze paszę zbyt rozdrobnioną (np. ziarno zbóż zmielone na drobną mąkę) wówczas w żwaczu uformuje się ogromnych rozmiarów kluska, do wnętrza której drobnoustroje nie mają dostępu. Oznacza to zahamowanie trawienia i początek procesu chorobowego, ponieważ niewłaściwa struktura fizyczna dawki sprzyja występowaniu kwasicy, najczęściej w postaci subklinicznej, która z reguły nie jest diagnozowana. Jest to groźna choroba, która prowadzi do zmniejszenia apetytu krowy a w konsekwencji do zmniejszenia wydajności mleka o wyraźnie obniżonej zawartości tłuszczu, a w dłuższym okresie czasu, trwającym 2-3 miesiące, wywołuje groźną chorobę racic (ochwat). Zewnętrznym symptomem podklinicznej kwasicy jest rzadki, pienisty i mocno cuchnący kał koloru jasnego, z widocznymi cząstkami paszy, który jest wydalany gwałtownie (wybuchowo). Ochwat towarzyszący kwasicy jest w ok. 70% powodem występowania kulawizn u krów. Obecność w diecie cząstek paszy o odpowiednich rozmiarach decyduje o długości okresu przeżuwania i ilości śliny dostającej się do żwacza. W przypadku pobrania przez krowę paszy zbyt rozdrobnionej skraca się czas przeżuwania, pokarm jest słabo ośliniony i tym samym do żwacza dostaje się niewielka ilość śliny, która dzięki odczynowi alkalicznemu neutralizuje nadmiar kwasów powstających w wyniku fermentacji w żwaczu. Stan taki jest początkiem kwasicy. Procesowi przeżuwania towarzyszy jednocześnie mieszanie treści pokarmowej w żwaczu. Krowa przeżuwa do momentu osiągnięcia dostatecznie drobnych cząstek paszy, charakteryzujących się dużą „zbiorczą” powierzchnią, na której może rozwijać swoją działalność ogromna liczba bakterii i pierwotniaków, prowadzących w aktywny sposób proces trawienia. Dzięki wydzielaniu się dużej ilości śliny o właściwościach buforujących (50-180 l/dobę), kwasowość żwacza (pH), mimo ogromnej ilości produkowanych kwasów (równoważnik ok. 50 litrów 6%-ego octu/dobę), może utrzymywać się w optymalnym przedziale (pH 6,2-6,4), sprzyjającym rozwojowi drobnoustrojów celulolitycznych, które prowadzą rozkład włókna i tym samym zwiększają strawność i wykorzystanie całej substancji organicznej. Długość okresu przeżuwania jest ściśle związana z ilością węglowodanów strukturalnych zawartych we włóknie surowym. Ponadto, dzięki procesowi przeżuwania z powierzchni cząstek paszy usuwana jest zewnętrzna warstwa, ułatwiając drobnoustrojom dostęp do stałej treści żwacza. Cząstki paszy roślinnej na całej powierzchni (z wyjątkiem miejsc cięcia) pokryte są tkanką nabłonkową (kutykulą), która chroni roślinę przed nadmierną utratą wody i wnikaniem do jej tkanek drobnoustrojów chorobotwórczych. Ta chroniąca roślinę tkanka w procesie przeżuwania zostaje zniszczona, co umożliwia drobnoustrojom żwacza dostęp do zawartości komórek. Jeśli podamy krowie paszę zbyt drobną, dochodzi do zahamowania procesu przeżuwania, zmniejszenia ilości wydzielanej śliny, ograniczenia tym samym pojemności buforowej żwacza i w konsekwencji do zmniejszenia aktywności drobnoustrojów. W ten sposób zostaje „otwarta brama” do wystąpienia kwasicy żwacza. Schorzenie to najczęściej występuje w postaci subklinicznej i z tych względów jest groźne, ponieważ krowy nie produkują oczekiwanej ilości mleka, nie występuje charakterystyczny wierzchołek krzywej laktacji w okresie szczytowym i pogarsza się kondycja krów wskutek zmniejszenia ilości pobieranej paszy. Skraca się również bardzo wyraźnie łączny czas przeżuwania; krowa normalnie żywiona odpoczywa w pozycji leżącej przez 8 godzin na dobę i w tym czasie przeżuwa. Charakterystycznym przejawem utajonej kwasicy jest zmniejszenie zawartości tłuszczu w mleku i odwrócenie stosunku zawartości tłuszczu do zawartości białka (zjawisko tzw. inwersji – zawartość białka jest wyższa niż tłuszczu). Jeśli stan taki utrzymuje się przez dłuższy okres czasu, dochodzi do zmian w racicach (pękają) a w kale pojawiają się charakterystyczne bąbelki. Z czasem schorzenie to przybiera postać kliniczną, która często kończy się upadkami zwierząt.
Kwasowość żwacza decyduje o jego motoryce
Jeśli pH treści żwacza utrzymuje się w granicach 6,2-6,4, wówczas jego skurcze przebiegają regularnie, dzięki czemu może ulatniać się nadmiar powstających w wyniku fermentacji gazów i przesuwać treść pokarmowa do dalszych odcinków przewodu pokarmowego. Powstaje więc istotne pytanie, z jakiego rodzaju pasz objętościowych powinna składać się dawka pokarmowa, aby jej struktura była optymalna? Wprowadzenie do dawki zbyt drobnych cząstek paszy, nawet jeśli zawierają one włókno, nie pozwala na uzyskanie spodziewanego efektu, mimo poprawy proporcji powstających kwasów na korzyść kwasu octowego, co przyczynia się do wzrostu zawartości tłuszczu w mleku, lecz nie zwiększa się motoryka żwacza i nie wydłuża się czas przeżuwania. Nie są odprowadzane gazy ze żwacza, a ilość wydzielanej śliny jest zbyt mała. Zła struktura fizyczna dawki może wynikać z nadmiaru pasz treściwych, zbyt drobnego pocięcia pasz objętościowych, nadmiernego udziału w dawce pasz niestrukturalnych (młóto, wysłodki buraczane itp.), niedokładnego wymieszania TMR-u. Niewłaściwe mieszanie w wozie paszowym może przyczynić się do zmniejszenia cząstek paszy przez dodatkowe, zbyt drobne pocięcie. Dlatego bardzo ważną sprawą jest dostosowanie liczby noży w wozie paszowym, aby pasza była starannie wymieszana i jednocześnie nie była zbyt drobno pocięta. Należy zauważyć, że o niewłaściwej strukturze dawki nie zawsze decyduje niedobór włókna surowego. Z tych względów analiza chemiczna dawki na zawartość tzw. włókna detergentowo obojętnego (NDF) mówi niewiele o prawidłowości struktury fizycznej dawki. Dopiero rozdzielenie całej dawki na frakcje o określonej średnicy cząstek i ustalenie stosunku ilościowego między tymi frakcjami, w połączeniu z informacją dotyczącą zawartości włókna, daje niezbędną podstawę do oceny struktury fizycznej dawki. Przy żywieniu krów TMR–em powodem niewłaściwej struktury fizycznej dawki może być nadmierne rozdrobnienie w wozie paszowym lub niedostateczne wymieszanie, co ułatwia krowom selektywne wybieranie smaczniejszych cząstek paszy, które pochodzą z paszy treściwej. Aby tego uniknąć należy:
■ zwiększyć częstotliwość podawania krowom paszy (co najmniej 2 razy lub częściej),
■ pasze objętościowe (siano, słoma, kiszonka z traw w belach) powinny być pocięte na sieczkę o długości 4-8 cm, co ułatwia ich zmieszanie z paszą treściwą i utrudnia selektywne wybieranie cząstek paszy z TMR-u,
■ jeśli podajemy kilka rodzajów pasz objętościowych, należy je najpierw wymieszać a następnie wsypywać pasze treściwe,
■ w celu lepszego przylegania cząstek paszy treściwej do cząstek paszy objętościowej należy dodać odpowiednią ilość wody, serwatki lub rozcieńczonej melasy.
Obok zapewnienia cząstek paszy o wymaganych rozmiarach jak już wspomniano wyżej, ważnym elementem jest zawartość włókna surowego w całej dawce pokarmowej. Jego rola polega na:
■ zapewnieniu stałej treści żwacza porowatej struktury, która umożliwia drobnoustrojom żwacza swobodny dostęp do wszystkich cząstek paszy;
■ podrażnianiu błony śluzowej żwacza, co gwarantuje jego prawidłową motorykę i przeżuwanie, połączone z wydzielaniem odpowiedniej ilości śliny;
■ tworzeniu w żwaczu pewnego rodzaju zwartej warstwy, co powoduje zatrzymywanie cząstek paszy w żwaczu przez dłuższy okres czasu i tym samym zwiększenie jej strawności.
Należy przestrzegać, aby zmieszana dieta (w przypadku żywienia wg systemu TMR) posiadała odpowiednią wilgotność (zawartość suchej masy powinna wynosić 40-50%). Im bardziej wilgotna i rozdrobniona pasza, tym słabsze oddziaływanie włókna na przebieg procesów trawiennych. Zgodnie z zaleceniami żywieniowców krowa w okresie laktacji powinna otrzymywać dawkę, w której 75% włókna pochodzi z pasz objętościowych. Praktycznym rozwiązaniem w przypadku żywienia TMR-em w oborach wolnostanowiskowych jest podawanie krowom dodatkowo siana w sprasowanych belach, aby mogły powoli go pobierać i poprawiać strukturę fizyczną dawki. Słoma pastewna powinna być dostępna przez cały czas.
Niedobór włókna strukturalnego jest też jednym z powodów przemieszczenia trawieńca. Od pewnego czasu zostały wprowadzone do praktyki żywieniowej m.in. pomocnicze mierniki służące do oceny struktury fizycznej dawki pokarmowej, np. udział fizycznie efektywnego włókna (feNDF) oraz względna wartość pokarmowa (WWP). Wchodzące w skład włókna NDF składniki (celuloza, hemiceluloza oraz pektyny) są „poprzeplatane” (inkrustowane) innymi związkami chemicznymi, przede wszystkim ligniną, kutyną i suberyną. Te dodatkowe wymienione składniki wzmacniające strukturę błony komórkowej wywierają negatywny wpływ na strawność. W największym stopniu procesy trawienne utrudnia lignina, która „oplata” szczelnie celulozę (lignina jest praktycznie niestrawna) i utrudnia do niej dostęp bakteriom celulolitycznym. Należy podkreślić, że składniki zawarte w błonach komórkowych po ich bakteryjnym rozkładzie są istotnym źródłem energii dla przeżuwaczy. Zawartość NDF w dawce wskazuje również na możliwości pobrania paszy i strawność substancji organicznej (im wyższa zawartość tym mniejsze pobranie i mniejsza strawność). Trzeba tutaj wyraźnie podkreślić, że znajomość zawartości ww. rodzajów włókna nie dostarcza dostatecznej informacji na temat poziomu włókna strukturalnego, ponieważ diety o identycznej zawartości NDF mogą mieć różną zawartość włókna efektywnego (feNDF). U schyłku minionego stulecia w USA zaproponowano sposób oceny zawartości włókna efektywnego, polegający na rozdzielaniu przy pomocy sit o określonej wielkości oczek zmieszanej paszy (TMR) na 4 części, tj. powyżej 19 mm, 8-19, 1,18-8 i poniżej 1,18 mm. W ten sposób w diecie podzielonej na ww. frakcje można obliczyć feNDF wg wzoru:
feNDF = NDF x pef
gdzie:
NDF – zawartość włókna oznaczonego w detergencie naturalnym w % suchej masy,
pef – % udział ilości suchej masy, która pozostała na sitach o największych oczkach (nr 1 i 2).
Tak więc w przypadku żywienia krów wg systemu TMR zawartość feNDF zależy od wzajemnego stosunku, jak również od wielkości cząstek paszy objętościowej, pozostającej na sicie nr 1 i nr 2; na ww. sitach powinno pozostać łącznie 50-60% suchej masy kiszonek i 40-60% suchej masy całego TMR-u. Zgodnie z zaleceniami żywieniowców w suchej masie całej dawki pokarmowej powinno znajdować się co najmniej 22% feNDF. Wyniki doświadczeń żywieniowych wskazują, że w przypadku, gdy zawartość feNDF przekracza 20% w suchej masie dawki, wówczas zawartość tłuszczu w mleku powinna wynosić powyżej 3,4%. Opracowano równania służące do wyliczania strawności i ilości pobieranej suchej masy w dawce w zależności od zawartości w niej ADF i NDF w suchej masie:
1) SSM = 88,9 – (0,779 x ADF)
gdzie:
SSM – strawność suchej masy dawki w %
ADF – % zawartość ADF w suchej masie dawki
2) PSM = 120/NDF
gdzie:
PSM = pobranie suchej masy wyrażone w % w stosunku do masy ciała krowy
NDF = zawartość NDF w % suchej masy paszy
Na tej podstawie można wyliczyć tzw. względną wartość pokarmową paszy (WWP):
WWP = (SSM x PSM)/1,29
gdzie:
SSM = strawność suchej masy w %
PSM = pobranie suchej masy w % masy ciała krowy
Wartość WWP mieści się w przedziale 100-200. Pasze, których WWP jest niższa niż 140 nie nadają się do żywienia krów mlecznych.
Doradcy żywieniowi w USA w warunkach praktycznych zalecają farmerom uproszczoną segregację cząstek diety. Ich zdaniem wystarczającym kryterium właściwej struktury fizycznej diety jest zawartość ok. 10% cząstek o długości powyżej 3,8 cm. Jeśli na górnym sicie będzie pozostawać mniej cząstek paszy od norm podanych wyżej, wówczas należy spodziewać się poważnych zaburzeń w trawieniu, podobnych do niedoboru efektywnego włókna w dawce, m.in. zmniejszenia % zawartości tłuszczu w mleku, przemieszczenia trawieńca, kwasicy żwacza oraz odwapnienia. Hodowca może na co dzień z dużym prawdopodobieństwem ocenić jakość skarmianej diety ze względu na jej strukturę fizyczną. Struktura fizyczna będzie prawidłowa wówczas, gdy co najmniej 50% leżących krów przeżuwa. O prawidłowym przebiegu procesów trawiennych w przewodzie pokarmowym krowy świadczy konsystencja wydalanego kału. Jeśli procesy trawienne przebiegają w sposób prawidłowy, wówczas kał w trakcie wydalania układa się w formie trzech widocznych pierścieni o wysokości 3-6 cm i średnicy talerza (25-30 cm). Po kopnięciu kał przykleja się do buta. Taki kał powinny wydalać krowy w okresie pełnej i późnej laktacji. W okresie wczesnej laktacji wydalany kał może być nieco rzadszy. Kał od krów zasuszonych i jałówek powinien mieć konsystencję twardszą. Kał o opisanej konsystencji świadczy o prawidłowym żywieniu krów w poszczególnych okresach ich użytkowania, których odzwierciedleniem jest również optymalne pH treści żwacza, mieszczące się w przedziale 6,2-6,8. Luźne i ciemne odchody oraz występująca biegunka świadczą o nadmiernej ilości białka w dawce pokarmowej przy jednoczesnym niedoborze włókna. Przy żywieniu taką dietą w jelicie grubym gromadzi się mocznik i amoniak, następuje wzrost ciśnienia osmotycznego, które powoduje wzmożony wypływ płynów do jelita, prowadzący do występowania biegunek. Odchody luźne i jasne z widocznymi cząstkami niestrawionych pasz objętościowych, z pęcherzykami gazu (kał pienisty) świadczą o bardzo poważnych zaburzeniach procesów zachodzących w żwaczu, określanych mianem kwasicy. W przeciwieństwie do odchodów luźnych – odchody twarde i zbite świadczą o wysokiej zawartości włókna i niskiej zawartości białka. Odchody twarde mogą być również w sytuacji niedostatecznej ilości wody pobieranej przez krowę i niedoboru sodu (soli kuchennej). Opisanym nieprawidłowościom towarzyszą niekorzystne warunki do funkcjonowania i aktywności mikroflory żwacza.
Pomocnym narzędziem przy ocenie stopnia trawienia paszy jest zwykłe sito, o średnicy oczek 0,5 cm, na którym można przepłukiwać odchody. Jeżeli po dokładnym przepłukaniu wodą na takim sicie nie pozostają cząstki paszy oznacza to, że procesy trawienia przebiegają prawidłowo.
O prawidłowej strukturze fizycznej dawki pokarmowej i funkcjonowaniu żwacza świadczy wysoka aktywność przeżuwania. Krowa potrzebuje w ciągu doby 7 godzin na pobieranie paszy oraz 10 do 13 godzin na żucie. W stanie spoczynku co najmniej 50-80% krów w stadzie powinno przeżuwać. Niska aktywność przeżuwania może być spowodowana niedoborem włókna strukturalnego lub zbyt mocnym rozdrobnieniem pasz. Sianokiszonki, siano i słoma zwiększają wydzielanie śliny i wspierają aktywność przeżuwania, tworząc w żwaczu korzystne warunki do rozwoju flory bakteryjnej.
Stół paszowy powinien znajdować się na wysokości 10-15 cm w stosunku do posadzki, na której stoją krowy. Takie rozwiązanie uważa się za optymalne dla właściwego wydzielania śliny u krów. Ułatwia to również pobieranie paszy i nie szkodzi racicom. W nogach przednich większy nacisk przenoszą racice wewnętrzne. Jeśli stół paszowy będzie usytuowany za nisko, wówczas krowa schylając się po paszę, zwiększa nacisk na racice wewnętrzne, które dzięki temu rosną szybciej a następnie zawijają się. Uciskając ręką żwacz w lewym dole głodowym można sprawdzić czy organ ten prawidłowo pracuje. Jeżeli tak, to wówczas wyczuwa się, że żwacz „przekręca się” dwa razy w ciągu minuty. Fizycznym objawem tego zjawiska jest „odpychanie” ręki.
Zapewnienie prawidłowej struktury dawki pokarmowej oraz zalecanego poziomu efektywnego włókna, zapewnimy wysokowydajnym krowom prawidłowy przebieg procesów trawiennych w żwaczu. Można wówczas oczekiwać zadowalającej wydajności mleka u krów, charakteryzującego się nie tylko prawidłowym składem chemicznym, lecz także korzystnymi parametrami świadczącymi o dobrej przydatności technologicznej mleka jako surowca w przemyśle mleczarskim.