Крахмал в кале: что навоз коровы говорит о переваримости

Проба навоза трое суток ехала в лабораторию в багажнике по августовской жаре. Пришёл ответ - 2,8% крахмала в кале, порог три процента, значит всё в порядке, вопрос закрыт. В опыте, где такие же пробы выдерживали пять суток до анализа, содержание крахмала в них ушло с 5,4 до 3,7% - брожение в контейнере продолжается, и микрофлора доедает то, что не успела корова. Расчётная переваримость при этом выросла с 93,3 до 95,4%, то есть проба соврала в успокаивающую сторону.

Крахмал в кале - самый дешёвый способ узнать, сколько зерна стадо выбрасывает непереваренным. В бланке некоторых лабораторий та же графа подписана калькой «фекальный крахмал» - это тот же показатель, просто другими словами. Показатель считается по одной пробе, пересчитывается в килограммы корма и стоит дешевле суточной дачи концентратов на группу. Промывка навоза на сите к нему прилагается: она обходится в один набор сит на хозяйство и отвечает на вопрос, которого лаборатория не закрывает.

Разбираем кормление молочного стада и кормозаготовку с механизмом и цифрами из опытов. Свежие материалы выходят в блоге 1Корм.

Сокращения

• СВ - сухое вещество корма или навоза.
• НДК - нейтрально-детергентная клетчатка, то есть вся клеточная стенка растения.
• БИК - ближняя инфракрасная спектроскопия, быстрый инструментальный метод анализа.

Что показывает крахмал в кале?

Коротко: это доля крахмала в сухом веществе навоза, и она напрямую пересчитывается в общую переваримость крахмала по всему тракту. Формула простая: переваримость в процентах равна 100 минус 1,25 умножить на процент крахмала в кале. Связь проверена на 564 индивидуальных замерах в восьми опытах на тридцати рационах и в рабочем диапазоне оказалась почти прямой.

Показатель работает потому, что крахмал у коровы не синтезируется внутри организма и не выделяется обратно в просвет кишечника. Весь крахмал, найденный в кале, - это несъеденная энергия корма, и никакой другой источник его туда не приносит. У азота такой чистоты нет: часть того, что находят в навозе, произвела сама корова, и эту часть приходится вычитать расчётом.

Поэтому для расчёта не нужны ни маркеры, ни анализ рациона. Концентрация крахмала в кале уже несёт в себе отношение «непереваренное к съеденному», : сколько сухого вещества навоза приходится на килограмм съеденного крахмала, на молочных рационах держится в узких рамках, а крахмал в этом навозе - только тот, что не переварился.

Бумажный расчёт против одной пробы разошлись впятеро. Лучшая модель, которая считает переваримость крахмала из состава рациона и потребления сухого вещества, ошибается в среднем на 4,77 процентного пункта - это установлено на 1942 наблюдениях от 662 коров в 54 опытах. Уравнение по одной пробе навоза ошибается на 0,90 пункта. Разница больше чем пятикратная, и она объясняется просто: рацион на бумаге не знает, что произошло внутри коровы.

Уравнение перепроверяли на расширенной выборке в 726 замеров с добавлением второго независимого центра. Коэффициент сдвинулся меньше чем на два процента относительной величины, то есть устоял. Где именно крахмал расщепляется по этажам тракта и почему одинаковый процент в анализе означает у двух хозяйств разную скорость расщепления, разобрано в материале про крахмал в рационе коров.

Какая цифра считается нормальной?

Коротко: рабочий порог - три процента крахмала в сухом веществе навоза. Ниже трёх общая переваримость крахмала выше 96%, и вмешиваться не во что. Выше трёх есть резерв, который стоит искать. За пятью процентами потеря становится явной. На товарных фермах среднее лежит в районе трёх-четырёх процентов, то есть типичное хозяйство сидит ровно на границе, где работа окупается.

Шкала выведена из отраслевых порогов переваримости: выше 98% считается хорошим результатом и стабильно достижимо, выше 95% приемлемо, ниже 95% - повод менять источник крахмала или его обработку.

На тридцати товарных хозяйствах с парными замерами осенью среднее вышло 3,3% при максимуме 15,2%, весной - 4,1% при максимуме 19,6%. Четверть проб оказалась выше пяти процентов, и расчётная переваримость на худших фермах падала до 76-81%.

Показатель работает как счётчик, который снимают дважды: до перемены на дробилке или в траншее и через три недели после неё. Одиночная цифра в отрыве от истории стада не показывает, растёт потеря или падает.

Сколько корма стоит каждый процент?

Коротко: при рационе 24 кг СВ и 26% крахмала каждый процентный пункт в анализе - это 0,078 кг крахмала на голову в сутки, то есть около 0,11 кг сухого вещества зерна кукурузы. На группе в сто коров один пункт набирает примерно 4 тонны сухого вещества зерна в год.

Пересчитайте эту арифметику под свой рацион.

1. Потребление крахмала: 24 кг СВ умножить на 0,26 равно 6,24 кг в сутки.
2. Доля непереваренного: 1,25 умножить на процент из анализа, делённое на 100.
3. Потеря: 6,24 умножить на эту долю. На один пункт получается 0,078 кг крахмала в сутки.

В зерне тот же пункт весит осязаемее. Сухая кукуруза несёт около 70% крахмала в сухом веществе, значит один пункт - это 0,11 кг зерна на голову в сутки, а на ста коровах - около 4 тонн сухого вещества зерна в год. Разница между хозяйством с полутора процентами и хозяйством с шестью - примерно четырёхкратная.

Цифры выше получены расчётом по уравнению; опыта за ними нет. Подставьте своё потребление и свой процент крахмала в рационе: при 27 кг СВ и 30% крахмала каждый пункт будет стоить уже 0,10 кг крахмала в сутки.

Как отобрать пробу, чтобы она не соврала?

Коротко: мерят группу целиком - одна корова её не представляет. Нужно минимум десять свежих куч, перемешивание в ведре до однородности, тара не более чем на две трети объёма и немедленное охлаждение. Самая частая ошибка случается уже после отбора - в дороге: проба продолжает бродить и теряет около 0,4 процентного пункта крахмала в сутки, то есть выдаёт результат лучше настоящего.

Порядок отбора:

1. Собрать пробы не менее чем с десяти голов одной группы. Одна корова группу не представляет: в сводной базе индивидуальных замеров переваримость крахмала легла на 93% со стандартным отклонением в пять процентных пунктов - такой разброс одной пробой не усреднишь.
2. Брать из тех куч, при которых стояли сами. Иначе возраст пробы неизвестен, а он решает.
3. Не скрести землю и не захватывать подстилку и несъеденный корм. Соломинка из-под ног в пробе неотличима от непереваренного волокна.
4. Сложить всё в ведро, перемешать до однородности и только потом отобрать подпробу на отправку.
5. Заполнить тару не больше чем на две трети: проба бродит и расширяется. Кормовые пакеты и зип-локи не годятся - контейнер должен быть жёстким и герметичным.
6. Немедленно охладить или заморозить. Не оставлять на солнце и не везти в горячей машине.
7. После любой перемены в рационе или на дробилке ждать две-три недели и брать повторную пробу из той же группы.

Пункт про холод стоит на прямом замере. В опыте пробы с двух товарных ферм выдерживали ноль, одни, двое и пять суток при трёх температурных режимах: на холоде, при комнатной температуре и на улице. И температура, и время оказались значимы: проба теряла около 0,4 процентного пункта крахмала в сутки, а холодовые на графике за пять суток заметно не сдвинулись. За пять суток проба ушла из категории «разбираться» в категорию «норма», и никакой признак на глаз этого не выдаёт.

Время суток на результат почти не влияет: разница между отборами внутри суток составила около 0,4 пункта, и одного отбора в сутки достаточно. Привязываться к конкретному дню недели тоже не нужно.

Теперь про саму лабораторию. Эталонный метод - классический химический анализ; по нему калибруют все остальные. БИК-анализ на каловых пробах тоже валидирован и для регулярного мониторинга достаточен, но проба перед сканированием всё равно сушится и мелется - подготовка остаётся лабораторной и по срокам, и по цене. Разные протоколы определения крахмала расходятся между собой на кормах на несколько процентных пунктов, и сравнивать результаты двух лабораторий без сверки методики нельзя: стадо мерят в одной лаборатории и сравнивают только с собственными прошлыми замерами.

Что показывает промывка навоза на сите, а что нет?

Коротко: сито показывает клетчатку, размер частиц и конкретный ингредиент, который уходит целиком. Крахмала на сите практически нет: в опыте, где промытый остаток отдельно анализировали, крахмала в нём на большинстве рационов оказалось меньше половины процента. Видимые частицы дроблёного зерна несут 6-18% крахмала и уходят в промывную воду вместе с ним.

Промывку часто считают упрощённой и грубой версией лабораторного анализа. Она меряет другую величину, и заменить ею лабораторный анализ нельзя физически: сколько ни промывай навоз, процента крахмала из сита не достанешь.

На ферме они выстраиваются в очередь. Глаз работает каждый обход и ловит перемену раньше всех. Сито включается при подозрении и отвечает, что именно уходит: цельное зерно, длинное волокно, хлопковые семена, слизистые плёнки-слепки. Лаборатория подключается, когда сигнал получен, и переводит его в килограммы.

Доказательная база у промывки тонкая. Промывкой навоза пользуются больше десяти лет, а научной литературы по ней почти нет: единой процедуры не существует, наборы сит расходятся между собой, воспроизводимость между разными людьми никто не измерял. Разброс результата между разными методами промывки оказался шире, чем разброс между рационами. Практический вывод из этого один: сравнивать имеет смысл только свою ферму с собой же - тем же ситом, тем же человеком, в то же время после раздачи.

Как правильно промыть пробу навоза?

Коротко: нужен набор из трёх сит для навоза с ячейками примерно 5, 2-3 и 1,5 мм, ведро и вода. На промывку берут стакан сборной пробы, замачивают её, промывают мягкой струёй круговыми движениями интервалами по 20-30 секунд и заканчивают тогда, когда вода снизу пойдёт прозрачной. Остаток с каждого сита отжимают отдельно и раскладывают по порядку: читают распределение массы между тремя ситами, а общий вес роли не играет.

Рабочий инструмент - серийный набор из трёх сит для навоза, вставленных друг в друга: верхнее с ячейкой около 5 мм, среднее 2-3 мм, нижнее около 1,5 мм. Наборы, которые продают в России, по ячейкам практически совпадают с теми, что описаны в протоколах, так что железо на ферме то же самое.

Это не то сито, которым проверяют структуру кормосмеси на кормовом столе: у того ячейки 19, 8 и 4 мм и работает он по сухому корму. Здесь сита мельче на порядок и работают по мокрому навозу под струёй воды.

Одним ситом промывать тоже можно, и отраслевые протоколы это допускают: ячейка около 1,5 мм, глубокая посуда, чтобы держать воду и создавать напор. Плата за упрощение конкретная: одно сито покажет, что уходит непереваренным, а распределение по фракциям на нём уже не прочитать - между тем читают в первую очередь именно его.

1. Собрать 5-12 проб по группе из свежих куч, без подстилки и остатков корма. Крайние по консистенции лепёшки не брать - они смещают картину.
2. Перемешать сборную пробу до однородности.
3. Отобрать на промывку стакан, около 240 мл, - или примерно 200 г под полный набор сит.
4. Замочить на 10 минут, если проба густая, и размешать её в воде до состояния взвеси.
5. Промывать мягкой ровной струёй тёплой воды, водя ею по всей площади сита круговыми движениями. Интервалами по 20-30 секунд, столько раз, сколько нужно.
6. Остановиться, когда вода снизу пойдёт прозрачной. На разных рационах одна и та же проба отмывается за разное время, поэтому по секундомеру промывку не останавливают.
7. Верхнее сито снять сразу, если сит несколько. Иначе крупные частицы просядут вниз и картина смажется.
8. Отжать остаток с каждого сита отдельно, не смешивая их между собой. Мокрый остаток слипается, и разобрать его глазами не получится; смешанные между собой остатки теряют главное - распределение по фракциям.
9. Разложить три остатка по порядку на тёмной плоской поверхности - от верхнего сита к нижнему - и разобрать глазами.

Ошибки, которые портят результат:

• Слишком сильный напор. Прямых замеров «сильная струя против слабой» никто не делал, но авторы протоколов стандартизируют поток именно потому, что он влияет. Забитое сито прокачивают в ведре с водой; продавливать его напором бесполезно.
• Проба взята в разное время после раздачи. Состав остатка меняется по часам после кормления, и разовая проба с суточной сборной - разные величины. Сравнивать «вчера утром» с «сегодня вечером» нельзя.
• Оболочку зерна приняли за целое зерно. Оболочку вскрывают и смотрят, есть ли внутри крахмал.
• Разный человек и разное место. Промывку в хозяйстве делает один и тот же человек в одном и том же месте: результат зависит от руки, и сравнивать чужие промывки не с чем.

Как читать остаток на сите?

Коротко: смотрят прежде всего на распределение по трём ситам. На верхнем должно остаться меньше всего, на среднем средне, на нижнем - основная масса. Сам остаток короткий и однородный, без кормовых частиц длиннее полутора сантиметров и без заметной россыпи цельных зёрен, а отжатый комок волокон держит форму. Тревожные находки - длинное волокно, слизистые плёнки-слепки, пена и бледный налёт.

Есть простой способ прочитать распределение, не взвешивая ничего. Отожмите остаток с каждого сита в комок и поставьте комки друг на друга в том же порядке, в каком стояли сита: сверху то, что осталось на верхнем, снизу то, что собралось на нижнем. У благополучной группы получается фигура, которую на фермах зовут «снеговиком»: маленький комок сверху, средний в середине, самый крупный внизу.

Перевёрнутый снеговик читается мгновенно. Если верхний комок вышел крупнее нижнего, значит через корову прошли частицы, которые она должна была расщепить: причину ищут в длине резки, в помоле и в скорости прохождения корма.

Ориентиры по долям такие: на верхнее сито приходится порядка десятой части удержанного, на нижнее - больше половины. Это рекомендации производителей наборов и практиков; измеренной нормы за ними нет, и источники расходятся между собой: часть считает долю от удержанного, часть - от исходной пробы, и смешивать эти два счёта нельзя. Поэтому надёжнее читать саму фигуру и её изменение от замера к замеру, чем гнаться за конкретным процентом.

С цельным зерном ошибаются в обе стороны. Крахмал внутри может быть выеден полностью при внешне целой оболочке - глазом этого не отличить. И в другую сторону: единичные зёрна видны в навозе почти у всех высокопродуктивных коров, ждать полного нуля не надо.

Слизистые плёнки-слепки - находка, которую нельзя списывать на консистенцию. Они появляются при любом фекальном балле, включая нормальный: слизь вырабатывают клетки кишечной стенки, чтобы прикрыть повреждённый участок от низкого pH. Если такие слепки попадаются регулярно, разбирать надо структуру рациона и скорость прохождения корма; густота навоза тут вторична.

Числовые пороги по остатку снимаются в лаборатории: там остаток сушат и взвешивают, и сухого вещества в нём должно остаться меньше 12,5% от пробы. На ферме читается признак, которому весы не нужны: фигура из трёх отжатых комков, где нижний крупнее верхнего. Цифры «сколько цельных зёрен на пробу считается нормой» не существует ни в одном протоколе, и требовать её от себя не стоит.

Что говорит сама лепёшка до всякого сита?

Коротко: фекальный балл по пятибалльной шкале снимается за секунды на обходе и стоит ноль. Норма для дойной группы - балл 3: густая кашеобразная лепёшка высотой 2,5-5 см с концентрическими кольцами и небольшой ямкой в центре, которая при падении на бетон даёт характерный шлепок. Сухостой в норме идёт на балл около 4, и это не отклонение.

Цели по группам расходятся больше чем на балл. Новотельная корова в первые дни лактации закономерно идёт на 2,0-2,5, к середине лактации группа выходит на 2,5-3,0, к концу - на 3,0-3,5, а сухостой держится на 3,0-4,0. Жидковатый навоз у только что отелившейся коровы сам по себе тревоги не требует.

Шкалы не требует ещё один признак - однородность внутри группы. Все коровы получают одну кормосмесь, и если лепёшки на одном рационе заметно различаются между собой, это след сортировки: доминантные животные выедают мелкую крахмалистую фракцию, а тихим достаётся клетчатка без энергии.

Сапожная проба занимает секунду: пройдите сапогом сквозь лепёшку. У правильной лепёшки навоз прилипает к сапогу, но сапог проходит насквозь, а рисунок протектора виден и не отливается идеально.

Куда бежать, если крахмала в кале много?

Коротко: причины проверяются в порядке убывания силы. Первое - календарь силосной траншеи: свежий силос входит в тройку самых частых причин. Второе - плющение зерна в силосе и помол на дробилке: сухое зерно грубее полутора миллиметров стоит нескольких процентных пунктов переваримости. Дальше идут рацион, а за ним рубец и кормовой стол. Перезамер - через две-три недели из той же группы.

1. Проверить возраст силоса. Доступность крахмала растёт по мере хранения: белковая оболочка, которая держит крахмальные гранулы в зерне, за зиму разбирается ферментами самой массы, и корм к весне становится другим. Траншею разумно вскрывать не раньше чем через три-четыре месяца. Если вскрыть пришлось раньше, лечится это планированием запасов, техника тут не поможет: временно снизить долю кукурузного силоса и вернуться к норме к середине зимовки.
2. Проверить плющение зерна в силосе. Это ущерб уже понесённый: силос в яме не переделать; зазор вальцов правится к следующей уборке. Индекс плющения зерна, пороги и настройки разобраны в материале про заготовку кукурузного силоса.
3. Проверить помол зерна на дробилке. Это единственный рычаг первой четвёрки, который правится сегодня же. Разброс огромен: при среднем размере частиц 500-1000 мкм переваримость крахмала составила 93,3%, при 1500-2000 мкм - 89,8%, а при 3500-4000 мкм упала до 77,7%. У консервированного влажного зерна порог проходит по 2000 мкм, и цена его перехода выше: грубее - минус 5,7 пункта.
4. Посмотреть на рацион. Каждый процентный пункт НДК объёмистых кормов в сухом веществе снижает переваримость крахмала на 0,17 пункта. А вот смена источника разочарует: в рубце ячмень и пшеница расщепляются на 17 и 25 пунктов активнее кукурузы, но по всему тракту три вида зерна неразличимы - 92,8%, 92,6% и 93,9%.
5. Посмотреть на рубец и кормовой стол. Признаки: разная консистенция навоза внутри одной группы, пена, слизистые плёнки-слепки. Правится это структурной клетчаткой, длиной резки, влажностью кормосмеси и фронтом кормления. Кратность раздачи здесь не поможет: в опыте с раздачей один, два и четыре раза в сутки переваримость не изменилась вовсе.
6. Перезамерить через две-три недели из той же группы.

Что рычагом не работает, лучше знать до начала сезона. Тонкий кишечник не добирает то, что упустил рубец: на каждый процентный пункт прироста общей переваримости приходится 3,4 пункта прироста рубцовой. Крахмал, проскочивший мимо рубца, ниже по тракту разбирается лишь частично.

Почему одна и та же цифра в двух группах значит разное?

Коротко: высокопродуктивная группа физиологически обязана давать больше. Каждый лишний килограмм потребления сухого вещества снижает общую переваримость крахмала примерно на 0,2 пункта за счёт ускоренного прохождения корма. Разница в четыре килограмма потребления - это 0,8 пункта переваримости, то есть около 0,6 процентного пункта разницы в анализе, и она не дефект.

Уровень крахмала в рационе работает иначе. Процент переваримости от него почти не зависит, при том что абсолютный поток крахмала через корову растёт пропорционально. Коэффициент 1,25 при этом средний по выборке, и наклон тем круче, чем беднее рацион крахмалом: одна и та же концентрация в кале означает одну и ту же потерю в килограммах, но разную её долю от съеденного. Поэтому одинаковые пять процентов на рационе с 22% крахмала тревожнее, чем те же пять на рационе с 32%: в первом случае переваримость реально просела, во втором через корову просто прошло больше сырья.

Уравнение выведено на молочных рационах: крахмала в них было в среднем около 27% сухого вещества. Далеко от этого уровня оно смещается: на откормочных рационах, где крахмала около 45%, действует другое уравнение, и на один и тот же анализ в пять процентов молочная формула отвечает 93,8%, а откормочная - 97,6%. Обе верны, каждая для своего рациона.

Опубликованные уравнения расходятся между собой по наклону более чем впятеро, а связь при внимательном разборе оказывается криволинейной. Поэтому чужое стадо и соседняя группа для сравнения не годятся: цифру сравнивают со своей же прошлой на том же рационе и в той же группе.

Вернёт ли снижение крахмала в кале молоко?

Коротко: прямо - не обязательно. Ни одного опыта, где снижение этого показателя было бы целью, а прибавка молока - измеренным откликом, не поставлено. Все работы меняют обработку зерна и меряют оба показателя как параллельные следствия. Показатель работает как счётчик потерянного сырья, и в этой роли он точен.

Обратный опыт поставлен. Пяти коровам семь суток подавали 4 кг чистого крахмала в сутки прямо за рубец. Крахмал в кале поднялся с 2,2 до 9,6%, pH кала упал с 6,76 до 5,84 - то есть ацидоз заднего отдела получили заведомо. Удой, состав молока и потребление сухого вещества за эту неделю не изменились.

В другом опыте тонкий помол в 552 мкм против 1270 мкм поднял общую переваримость крахмала с 93,5 до 98,0%, то есть на четыре с половиной пункта, а ожидаемой прибавки молока не дал. Рацион с меньшей переваримостью крахмала, но с большим его количеством дал при этом на 1,9 кг молока больше.

Максимум переваримости крахмала и максимум молока - разные оптимумы, и первый не тянет за собой второй. Показатель считает килограммы зерна, которые уехали на бетон непереваренными: потерянное сырьё вы оплатили при закупке независимо от того, отразилось оно на танке в эту неделю или нет. Речь идёт о хронически недополученной энергии; завтрашнего обвала удоя тут не будет.

Чего этот разбор не даёт?

Коротко: разбор не даёт валидированной процедуры промывки, не измеряет согласие между операторами, не работает на телятах до отъёма, не проверен на сухостое и не показывает, где именно потерялся крахмал. Российских референсных значений под местные рационы тоже не существует. Ниже - границы поимённо, чтобы вы понимали, за что цифра отвечает, а за что нет.

• Промывка навоза на сите не валидирована как метод. Ни одна работа не сопоставляла полевую промывку с лабораторным анализом на одних и тех же пробах. Точность измерительного прибора ей приписывать нельзя.
• Воспроизводимость промывки между людьми не измерена. Ни одной цифры согласия между операторами не опубликовано, поэтому и порога «допустимого расхождения» назвать нельзя.
• Пятибалльная шкала консистенции на взрослых коровах не валидирована. Описания баллов кочуют из методички в методичку и расходятся в сантиметрах; единственная существующая проверка сделана на телятах и по четырёхбалльной шкале.
• Показатель не говорит, где потеря. Крахмал, усвоенный в тонком кишечнике, даёт в кале тот же ноль, что и расщеплённый в рубце, хотя энергетика этих путей разная.
• Формула не работает на телятах до отъёма. Молоко меняет состав кала, и связь ломается вплоть до обратного знака; после отъёма метод восстанавливается.
• На сухостое уравнение не проверялось. Рацион там низкокрахмальный, валидации нет, переносить порог три процента на сухостойную группу нельзя.
• Числового порога pH кала не установлено. Пока крахмал в кале держится в пределах 1-3%, этот замер не добавляет ничего; он работает только как подтверждение при явной перегрузке.
• Российских референсных значений под местные рационы не существует. Порог в три процента - отраслевой ориентир, статуса норматива у него нет: все опыты под ним поставлены на других рационах и в другой системе кормления.

Первую пробу проще всего снять на ближайшем обходе: одна отправка в лабораторию закрывает вопрос, сколько зерна уходит мимо коровы, а набор сит показывает, что именно уходит. Что делать с полученной цифрой на вашей дробилке и в вашей траншее, можно обсудить с нашим зоотехником по кормлению.