vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2025-392-03-90-96vetpress-3516Research ArticleЗООТЕХНИЯZOOTECHNICSФерментация в рубце и эффективность использования питательных компонентов корма при включении в рацион жвачных ферментированных кормовFermentation in the rumen and the effectiveness of the use of nutritious feed components when ruminant fermented feeds are included in the diethttps://orcid.org/0000-0002-2586-613XШейдаЕ. В.SheidaE. V.

Шейда Елена Владимировна - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ФНЦ БСТ РАН; старший научный сотрудник ОГУ.

ул. 9 Января, 29, Оренбург, 460000; пр-т Победы, 13, Оренбург, 460018

Elena V. Sheida - Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher, Federal Scientific Center of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Senior Researcher, Orenburg State University.

29 9th January Str., Orenburg, 460000; 13 Pobedy Ave., Orenburg, 460018

elena-shejjda@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9015-8367ДускаевГ. К.DuskaevG. K.

Дускаев Галимжан Калиханович - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник.

ул. 9 Января, 29, Оренбург, 460000

Galimzhan K. Duskaev - Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher.

29 9th January Str., Orenburg, 460000

gduskaev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1173-1952МирошниковС. А.MiroshnikovS. A.

Мирошников Сергей Александрович - доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник.

ул. 9 Января, 29, Оренбург, 460000

Sergey A. Miroshnikov - Doctor of Biological Sciences, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Chief Researcher.

29 9th January Str., Orenburg, 460000

fncbst@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0190-0612МирошниковИ. С.MiroshnikovI. S.

Мирошников Иван Сергеевич - кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник.

ул. 9 Января, 29, Оренбург, 460000

Ivan S. Miroshnikov - Candidate of Agricultural Sciences, Researcher.

29 9th January Str., Orenburg, 460000

sparco911@rambler.ruФедеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук; Оренбургский государственный университетРоссияFederal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences; Federal State Educational Institution of Higher Education Orenburg State UniversityRussian FederationФедеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наукРоссияFederal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202521032025039096Copyright © Шейда Е.В., Дускаев Г.К., Мирошников С.А., Мирошников И.С., 20252025Шейда Е.В., Дускаев Г.К., Мирошников С.А., Мирошников И.С.Sheida E.V., Duskaev G.K., Miroshnikov S.A., Miroshnikov I.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/3516

Проведена оценка метаболических параметров в рубце и эффективность преобразования питательных компонентов корма при использовании в рационе бычков ферментированного кормового субстрата (лузги подсолнечника).

Исследование проводили методом in vivo. Объект исследования — бычки казахской белоголовой породы с хронической фистулой рубца в возрасте 11–12 месяцев. В качестве испытуемого растительного субстрата использовали отходы маслоперерабатывающих предприятий — подсолнечную лузгу, подвергнутую механическому измельчению и ферментации в биореакторе в течение 9 суток Уровень ЛЖК в содержимом рубца определялся методом газовой хроматографии. Определение химического состава испытуемых субстратов осуществлялось по общепринятым методикам и ГОСТам.

Непрерывная ферментация характеризуется повторным использованием агропромышленных отходов в качестве кормовых продуктов для сельскохозяйственных животных. Правильный выбор культуральной среды, субстрата и режимов культивирования способствует улучшению качества кормовых продуктов, в частности увеличению белка на 2,8 г и снижению клетчатки до 20,5%, а также увеличению течения метаболических процессов в рубце, в частности повышению общего уровня ЛЖК на 30,8% и общего азота на 16,8%, что способствовало увеличению переваримости сухого вещества корма на 9,8% (р ≤ 0,05), сырой клетчатки на 18,4% (р ≤ 0,01) и сырой золы на 4,7% (р ≤ 0,05).

The assessment of metabolic parameters in the rumen and the efficiency of the conversion of nutrient components of the feed when using fermented feed substrate (sunflower husk) in the diet of bull calves was carried out.

The study was performed using the in vivo method. The object of the study is Kazakh white-headed bull calves with chronic scar fistula, aged 11–12 months. Waste from oil processing enterprises was used as the test plant substrate — sunflower husk, subjected to mechanical grinding and fermentation in a bioreactor for 9 days, the level of VFA in the contents of the rumen was determined by gas chromatography. The chemical composition of the tested substrates was determined according to generally accepted methods and GOST standards. Continuous fermentation is characterized by the reuse of agro-industrial waste as feed products for farm animals. The correct choice of culture medium, substrate and cultivation modes improves the quality of feed products, in particular, an increase in protein by 2.8 g and a decrease in fiber by up to 20.5%, as well as an increase in the course of metabolic processes in the rumen, in particular, an increase in the total level of LDL by 30.8% and total nitrogen by 16.8%, which contributed to an increase in the digestibility of dry matter feed by 9.8% (p < 0.05), crude fiber by 18.4% (p <0.01) and crude ash by 4.7% (p < 0.05).

ферментациябиореакторлузга подсолнечникапереваримостьрубцовое пищеварениеанализ кровикрупный рогатый скотcattleartificial rumenbioreactorflaxseed cakemetabolitesrumen biomassИсследование было выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 20-16-00088-П).The research was carried out with the financial support of the Russian Science Foundation (рroject No. 20-16-00088-Р).ReferencesЧерная Л.В. Особенности желудочного пищеварения у жвачных животных. Научное обозрение. Биологические науки. 2017; (2): 153‒156. https://elibrary.ru/ynwpmnChernaya L.V. Features of gastric digestion in ruminants. Scientific review. Biological sciences. 2017; (2): 153‒156 (in Russian). https://elibrary.ru/ynwpmnSingh A., Tuteja S., Singh N., Bishnoi N.R. Enhanced saccharification of rice straw and hull by microwave-alkali pretreatment and lignocellulolytic enzyme production. Bioresource Technology. 2011; 102(2): 1773–1782. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.08.113Singh A., Tuteja S., Singh N., Bishnoi N.R. Enhanced saccharification of rice straw and hull by microwave-alkali pretreatment and lignocellulolytic enzyme production. Bioresource Technology. 2011; 102(2): 1773–1782. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.08.113Шейда Е.В., Мирошников С.А., Дускаев Г.К., Рязанов В.А., Гречкина В.В. Изменение параметров рубцового содержимого in vitro при использовании лузги подсолнечника и цинка в ультрадисперсной форме. Аграрная наука. 2022; (6): 43–47. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-360-6-43-47Sheida E.V., Miroshnikov S.A., Duskaev G.K., Ryazanov V.A., Grechkina V.V. Changes in the parameters of ruminal digesta in vitro when using sunflower husk and zinc in ultrafine form. Agrarian science. 2022; (6): 43‒47 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-360-6-43-47Атландерова К.Н., Мирошников С.А., Рязанов В.А., Дускаев Г.К., Шейда Е.В. Влияние лузги кавитированной на метаболом конечных продуктов ферментации, микробиом и физико-химические параметры рубца (in vitro). Аграрная наука. 2022; (12): 20‒25. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-365-12-20-25Atlanderova K.N., Miroshnikov S.A., Ryazanov V.A., Duskaev G.K., Sheida E.V. Effect of cavitated husks on the metabolome of fermentation end products, microbiome and physicochemical parameters of the rumen (in vitro). Agrarian science. 2022; (12): 20‒25 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2022-365-12-20-25Teixeira J.A. et al. Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological characterization for animal feed. Ciência Rural. 2023; 53(7): e20210720. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20210720Teixeira J.A. et al. Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic residues and bromatological characterization for animal feed. Ciência Rural. 2023; 53(7): e20210720. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20210720Гращенкова К.В., Ковалева Е.Г., Савиных Д.Ю. Биотехнологическая переработка отходов производства птицы в ценный кормовой белково-пробиотический концентрат. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. 2022; 10(1): 58‒66. https://elibrary.ru/vcuchwGrashchenkova K.V., Kovaleva E.G., Savinykh D.Yu. Biotechnological processing of poultry production waste into a valuable feed protein-probiotic concentrate. Bulletin of the South Ural State University. Series: Food and Biotechnology. 2022; 10(1): 58‒66 (in Russian). https://elibrary.ru/vcuchwTaniguchi M. et al. Effect of steam explosion pretreatment on treatment with Pleurotus ostreatus for the enzymatic hydrolysis of rice straw. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2010; 110(4): 449–452. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2010.04.014Taniguchi M. et al. Effect of steam explosion pretreatment on treatment with Pleurotus ostreatus for the enzymatic hydrolysis of rice straw. Journal of Bioscience and Bioengineering. 2010; 110(4): 449–452. https://doi.org/10.1016/j.jbiosc.2010.04.014Chandraju S., Venkatesh R., Kumar C.S.C., Kumar B.A. Estimation of Reducing Sugar by Acid Hydrolysis of Sunflower (Helianthus annuus) Husk by Standard Methods. Agricultural Sciences. 2016; 7(5): 322‒325. https://doi.org/10.4236/as.2016.75032Chandraju S., Venkatesh R., Kumar C.S.C., Kumar B.A. Estimation of Reducing Sugar by Acid Hydrolysis of Sunflower (Helianthus annuus) Husk by Standard Methods. Agricultural Sciences. 2016; 7(5): 322‒325. https://doi.org/10.4236/as.2016.75032Morales-Payán J.P., Ortiz J.R., Cicero J., Taveras F. Digitaria exilis as a Crop in the Dominican Republic. Janick J., Whipkey A. (eds.). Trends in New Crops and New Uses. Alexandria, VA: ASHS Press. 2002; S1‒S3.Morales-Payán J.P., Ortiz J.R., Cicero J., Taveras F. Digitaria exilis as a Crop in the Dominican Republic. Janick J., Whipkey A. (eds.). Trends in New Crops and New Uses. Alexandria, VA: ASHS Press. 2002; S1‒S3.Шейда Е.В., Лебедев С.В., Мирошников С.А., Гречкина В.В., Шошина О.В. Адаптационные процессы в пищеварительной системе при введении ультрадисперсных частиц железа в жировые рационы крупного рогатого скота. Сельскохозяйственная биология. 2022; 57(2): 328‒342. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.2.328rusSheida E.V., Lebedev S.V., Miroshnikov S.A., Grechkina V.V., Shoshina O.V. Adaptive responses of cattle digestive system as influenced by dietary ultrafine iron particles combined with fat diets. Agricultural Biology. 2022; 57(2): 328‒342. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.2.328engVandenberghe L.P.S. et al. Solid-state fermentation technology and innovation for the production of agricultural and animal feed bioproducts. Systems Microbiology and Biomanufacturing. 2020; 1(2): 142–165. https://doi.org/10.1007/s43393-020-00015-7Vandenberghe L.P.S. et al. Solid-state fermentation technology and innovation for the production of agricultural and animal feed bioproducts. Systems Microbiology and Biomanufacturing. 2020; 1(2): 142–165. https://doi.org/10.1007/s43393-020-00015-7Dai Z. et al. Fermentation techniques in feed production. Bazer F.W., Lamb G.C., Wu G. (eds.). Animal Agriculture. Sustainability, Challenges and Innovations. Academic press. 2020; 407–429. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817052-6.00024-0Dai Z. et al. Fermentation techniques in feed production. Bazer F.W., Lamb G.C., Wu G. (eds.). Animal Agriculture. Sustainability, Challenges and Innovations. Academic press. 2020; 407–429. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817052-6.00024-0Baldwin R.L., Allison M.J. Rumen metabolism. Journal of Animal Science. 1983; 57(S2): 461–477.Baldwin R.L., Allison M.J. Rumen metabolism. Journal of Animal Science. 1983; 57(S2): 461–477.Hartinger T., Gresner N., Südekum K.-H. Does intra-ruminal nitrogen recycling waste valuable resources? A review of major players and their manipulation. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2018; 9: 33. https://doi.org/10.1186/s40104-018-0249-xHartinger T., Gresner N., Südekum K.-H. Does intra-ruminal nitrogen recycling waste valuable resources? A review of major players and their manipulation. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2018; 9: 33. https://doi.org/10.1186/s40104-018-0249-xMerry R.J. et al. Effects of high-sugar ryegrass silage and mixtures with red clover silage on ruminant digestion. In vitro and in vivo studies of nitrogen utilization. Journal of Animal Science. 2006; 84(11): 3049–3060. https://doi.org/10.2527/jas.2005-735Merry R.J. et al. Effects of high-sugar ryegrass silage and mixtures with red clover silage on ruminant digestion. In vitro and in vivo studies of nitrogen utilization. Journal of Animal Science. 2006; 84(11): 3049–3060. https://doi.org/10.2527/jas.2005-735Chumpawadee S., Sommart K., Vongpralub T., Pattarajinda V. Effects of Synchronizing the Rate of Dietary Energy and Nitrogen Release on Ruminal Fermentation, Microbial Protein Synthesis, Blood Urea Nitrogen and Nutrient Digestibility in Beef Cattle. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2006; 19(2): 181–188. https://doi.org/10.5713/ajas.2006.181Chumpawadee S., Sommart K., Vongpralub T., Pattarajinda V. Effects of Synchronizing the Rate of Dietary Energy and Nitrogen Release on Ruminal Fermentation, Microbial Protein Synthesis, Blood Urea Nitrogen and Nutrient Digestibility in Beef Cattle. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2006; 19(2): 181–188. https://doi.org/10.5713/ajas.2006.181Gresner N., Wichern A., Lumpp L., Hoedemaker M., Höltershinken M. Effects of grass silages with two levels of free amino acids on degradation of amino acids and fixation of nitrogen in bacterial protein in bovine ruminal fluid using the rumen simulation technique (Rusitec). Animal Feed Science and Technology. 2015; 202: 1–11. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2014.12.012Gresner N., Wichern A., Lumpp L., Hoedemaker M., Höltershinken M. Effects of grass silages with two levels of free amino acids on degradation of amino acids and fixation of nitrogen in bacterial protein in bovine ruminal fluid using the rumen simulation technique (Rusitec). Animal Feed Science and Technology. 2015; 202: 1–11. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2014.12.012Sheida E.V., Miroshnikov S.A., Duskaev G.K., Atlanderova K.N., Grechkina V.V. Strategies for Reducing Ruminant Methane Emissions. BIO Web of Conferences. 2022; 42: 01014. https://doi.org/10.1051/bioconf/20224201014Sheida E.V., Miroshnikov S.A., Duskaev G.K., Atlanderova K.N., Grechkina V.V. Strategies for Reducing Ruminant Methane Emissions. BIO Web of Conferences. 2022; 42: 01014. https://doi.org/10.1051/bioconf/20224201014Hanif A., Sohail М. Agro-industrial Waste Exploitation for Pectin-degrading Enzyme Production by Microbial Fermentation. Molina G., Usmani Z., Sharma M., Benhida R., Kuhad R.C., Gupta V.K. (eds.). Microbial Bioprocessing of Agri-food Wastes. Industrial Enzymes. CRC Press. 2023; 117‒146. https://doi.org/10.1201/9781003341017-5Hanif A., Sohail М. Agro-industrial Waste Exploitation for Pectin-degrading Enzyme Production by Microbial Fermentation. Molina G., Usmani Z., Sharma M., Benhida R., Kuhad R.C., Gupta V.K. (eds.). Microbial Bioprocessing of Agri-food Wastes. Industrial Enzymes. CRC Press. 2023; 117‒146. https://doi.org/10.1201/9781003341017-5

The authors declare that there are no conflicts of interest present.