Na stole paszowym i w żwaczu

Koszty żywienia zwierząt gospodarskich stanowią 70% wydatków na ich utrzymanie. Dużą część u bydła, a szczególnie krów wysoko mlecznych, stanowią koszty zakupu pasz białkowych, głównie poekstrakcyjnej śruty sojowej. Tymczasem można do dawek pokarmowych wprowadzić syntetyczne źródło białka.

Nie na darmo mówi się, że to nie bydło jest żywione, a mikroflora jego żwacza. Dzięki niej przeżuwacze mogą wykorzystywać azot pochodzący ze związków azotowych niebiałkowych (ZAN), co stwierdzono już w XIX wieku. W tym przedżołądku białko wytwarza jego mikroflora – bakterie, pierwotniaki i drożdże. Główną rolę odgrywają te pierwsze, korzystające z amoniaku jako źródła azotu. Bakterie wykorzystują obecny w nim azot, a następnie same są trawione tak, jak białko paszy, które nie uległo rozkładowi w żwaczu. Czyli przeżuwacza żywi się białkiem roślinnym i zwierzęcym, bo zachodzi u niego proces animalizacji białka. Polega on na wykorzystaniu przez mikroby azotu z białka roślinnego i związków azotowych syntetycznych do budowy własnych komórek. Bakterie są częściowo „zjadane” przez pierwotniaki, ale cała masa mikrobiologiczna wraz z treścią pokarmową podlega pasażowi i jest trawiona enzymatycznie w dalszych częściach układu pokarmowego.

Koszty utrzymania krów wysoko mlecznych możemy obniżyć, wprowadzając do dawek pokarmowych białko syntetyczne (Fot. L. Piechocki)

„Potrójne” białko w żwaczu  a „podwójne” w jelicie

Proteoliza (rozkład białka) i dezaminacja (wydzielenie grupy aminowej), to podstawowe mechanizmy, z których korzystają bakterie do rozłożenia amoniaku. Ze względu na zróżnicowaną podatność na rozkład w żwaczu, białko dzieli się na: 1) ulegające natychmiastowemu rozkładowi, 2) wolno rozkładające się oraz 3) nieulegające rozkładowi. Na tę właściwość białka ma wpływ nawożenie azotowe, choć zależy to też od rośliny. Jego zwiększenie prowadzi do tworzenia frakcji białka o mniej wartościowym składzie aminokwasowym, zawierającej trudniejsze w rozkładzie żwaczowym prolaminy. Mają one najmniej korzystny skład aminokwasowy, ponieważ zawierają mało lizyny. Na przykład w owsie wzrost nawożenia azotowego powoduje zwiększenie się ilości białka ulegającego natychmiast rozkładowi w żwaczu, a w pszenicy lub życie jego ilość maleje. Natomiast zawartość białka ulegającego wolnemu rozkładowi najpierw maleje w tych zbożach, a potem zwiększa się, a pod koniec wegetacji jego ilość jest mniejsza niż w fazie tworzenia wiech (owies) lub w trakcie wzrostu łodyg (pszenica, żyto). Podczas drewnienia łodyg, zwiększa się ilość włókna surowego, ale też białka nieulegającego rozkładowi w żwaczu.

Efektywny rozkład białka zależy od gatunku roślin i odmiany. Białko ziarna podstawowych zbóż (pszenicy, jęczmienia, pszenżyta, owsa) rozkłada się na poziomie 75–86% (odpowiednio jęczmień ozimy i owies śrutowany), a białko ziarna kukurydzy tylko w 45%. Natomiast rozpuszczalność w żwaczu białka pasz objętościowych, które zawiera dużo ZAN jest wysoka, np. kiszonek w zakresie od 40 do 80%.

Amoniak jest w żwaczu rozkładany za pomocą ureazy – enzymu bakterii proteolitycznych. Końcowym produktem są dwutlenek węgla i amoniak, który bakterie wykorzystują do syntezy białka własnych komórek. Czyli stosując ZAN można nimi „nakarmić” bakterie żwacza, a przeżuwacza białkiem właściwym (związkami azotowymi białkowymi) pochodzącym z: 1) mikroflory i 2) paszy.

Problemem jest energia

Optymalna wartość pH dla ureazy wynosi 6,4. Tymczasem dawki bogate w skrobię obniżają je, co zmniejsza tempo uwalniania amoniaku, natomiast pasze bogate we włókno podnoszą pH. Zwiększenie aktywności ureazy, to szybszy rozpad mocznika, jednak przy niedoborze energii nie będzie on wykorzystany przez bakterie. W kwaśnym środowisku żwacza powstały amoniak jest degradowany do jonu amonowego, który w rzeczywistości pobierają bakterie, ale on prawie w ogóle nie przenika przez ścianę żwacza, w przeciwieństwie do amoniaku. Może to zachwiać naturalny żwaczowo-wątrobowy obieg azotu, w którym dochodzi do odtrucia organizmu, ponieważ amoniak jest w wątrobie przerabiany na mocznik, który pojawia się w ślinie. Maksymalnie ten organ jest zdolny do detoksykacji  2 ml amoniaku/minutę/kg wątroby, a waży ona u bydła średnio ok. 5 kg (4,5–5,5 kg). Odtruwanie to zaledwie 1/1 500 funkcji wykonywanych przez ten gruczoł.

Niezbędna synchronizacja

Proces animalizacji białka wymaga odpowiedniej ilości energii w żwaczu. Jej źródłem są węglowodany, zwłaszcza łatwo strawne, których dostarcza strawna masa organiczna ulegająca fermentacji w żwaczu (SMOF), ale też i włókno surowe, choć w mniejszym stopniu, ponieważ z niego powstaje kwas octowy będący prekursorem tłuszczu mleka.

Uwzględniając różną podatność białek i węglowodanów rozmaitych pasz na rozkład w żwaczu, należy mieć na względzie synchroniczną dostępność w nim energii i związków azotowych. Ważne jest zachowanie określonej ilości składników pokarmowych nieulegających rozkładowi i degradacji w żwaczu, a zwłaszcza białka. Wobec tego ustalony został tzw. indeks synchronizacji. Uwzględnia on optymalną zawartość azotu niezbędnego do syntezy mikrobiologicznej oraz ilość azotu przypadającą na SMOF w żwaczu w ciągu godziny. Stosunek zawartości związków azotowych dostępnych w żwaczu do związków energetycznych powinien kształtować się na poziomie 25 g azotu/kg SMOF w żwaczu lub 32 g azotu/kg węglowodanów ulegających fermentacji w żwaczu, co odpowiada 156 g białka surowego/kg SMOF w żwaczu lub 200 g białka surowego/kg węglowodanów ulegających fermentacji w tym przedżołądku.

Co z mocznikiem?

To źródło azotu niebiałkowego stosowane w żywieniu przeżuwaczy, zwłaszcza krów mlecznych można podawać jedynie zwierzętom z rozwiniętym funkcjonalnie żwaczem, a nie młodym sztukom, np. cielętom przed 6 miesiącem życia. Skarmiane ilości nie powinny przekraczać maksymalnie 30% ogólnego zapotrzebowania na azot. W 1 kg mieszanki treściwej (w przeliczeniu na 88% suchej masy) może znajdować się maksymalnie 8,8 g mocznika paszowego. Zwierzęta trzeba przyzwyczajać do niego stopniowo przynajmniej przez tydzień (do 10 dni). Dotyczy to też innych ZAN. Jeżeli nie bilansuje się ilości związków azotowych i nie są skarmiane pasze wysokobiałkowe, można przyjąć dawkę 100 g mocznika na krowę, co odpowiada 0,5 kg poekstrakcyjnej śruty sojowej. Reguła mówi, że krowie można podać mocznika maksymalnie w ilości 0,03% jej masy ciała, czyli sztuka ważąca 600 kg może maksymalnie otrzymać 180 g mocznika. W 1 kg mocznika znajduje się 2 900 g białka ogólnego (46% azotu) lub 2 500 g białka strawnego.                                   

Nie należy go podawać w roztworze wodnym ani dolewać takiego roztworu do dawki TMR (dawki całkowicie wymieszanej). Sprzyja to przedawkowaniu. Lepszym sposobem jest podanie mocznika zmieszanego z melasą w stosunku 1:9 (1 kg mocznika:9 kg melasy), co pozwoli na uzyskanie około 10 l roztworu i zmieszaniu go z 10 litrami wody (proporcja 1:1). Taką ciecz można wlać do wozu paszowego. Jednak lepiej przygotować przedmieszkę składającą się z mocznika, śruty zbożowej i dodatku mineralnego. Mocznik dobrze miesza się z ziarnem zbóż, szczególnie z jęczmieniem.

Prostym sposobem skarmiania jest ziarno mocznikowane. Należy przygotować roztwór wodny z zachowaniem następujących ilości: 72,7% ziarna, 5,9% mocznika, 21,4% wody. Nie trzeba go wówczas odcedzać, gdyż suche ziarno wchłonie cały roztwór. Pozwala to na uzyskanie np. ziarna jęczmienia o zawartości 69% suchej masy i 250 g białka ogólnego oraz 135 g białka właściwego rzeczywiście trawionego w jelicie cienkim z uwzględnieniem podaży azotu w żwaczu. Dobrym komponentem jest zielonka z kukurydzy, do której można dodać mocznik podczas zakiszania. Wówczas 1 kg mocznika trzeba rozpuścić w 2–3 l wody. Na 1 tonę zielonki potrzeba 5 kg mocznika, a ilość białka w kiszonce wzrośnie z 1–1,5 do 2–3%. Można go też zastosować w postaci stałej, podając przez aplikator zamontowany na sieczkarni w ilości 3–6 kg/t zielonki.

Mocznik można podawać jedynie zwierzętom z rozwiniętym funkcjonalnie żwaczem, a nie młodym sztukom (Fot. L. Piechocki)

Kiedy stosować mocznik

Skarmianie mocznika jest uzasadnione wówczas, gdy dawki pokarmowe obfitują w skrobię, np. w kiszonkę z kukurydzy z dużym udziałem ziarna lub duże ilości pasz treściwych. Gdy stosowane są pasze bogate we włókno i białko – nie zaleca się go. Dawka powinna być ustalona w zależności od zawartości białka właściwego trawionego rzeczywiście w jelicie cienkim ze względu na podaż azotu w żwaczu (BTJN – w systemie INRA) lub na podstawie bilansu azotu w żwaczu (BNŻ – w systemie DLG). Jeżeli BNŻ jest ujemny, a równocześnie w żwaczu znajduje się dużo węglowodanów (ponad 20%) można podać mocznik. Tak dzieje się, gdy skarmiana dawka zawiera ponad 60% kiszonki z kukurydzy wraz ze śrutami zbożowymi bądź wysłodkami melasowanymi. Nie skarmiać go przy żywieniu zielonkami, zwłaszcza młodymi, ponieważ BNŻ jest dla nich dodatni − mają dużo białka szybko ulegającego rozkładowi w żwaczu. Nie należy go też stosować, jeżeli w dawce pokarmowej znajdują się nietermizowane produkty sojowe, gdyż zawierają ureazę.

Stosując go lub inne ZAN konieczne jest skarmianie dodatków mineralnych zawierających siarkę, która jest niezbędna do tworzenia aminokwasów ją zawierających.

Mocznik SPU

W celu spowolnienia rozpadu mocznika w żwaczu można stosować mocznik SPU (ang. slow release urea, pol. mocznik wolno ulegający rozkładowi w żwaczu). Jego skarmianie może obniżyć koszt dawki pokarmowej o około 3% w przeliczeniu na 1 kg mleka lub na jedną krowę dziennie. Kupując taki produkt, należy bezwzględnie zapoznać się z informacjami producenta. Na przykład w niektórych produktach handlowych mocznik SPU może stanowić 88% i być osadzony na porowatej matrycy tłuszczowej. W ciągu 8 godzin może rozłożyć się w 80%, co zbliża go do wielkości rozkładu białka poekstrakcyjnej śruty sojowej, jak podaje producent. Taki produkt może zawierać w 100 g tyle energii co 700 g kiszonki z kukurydzy lub 800 g poekstrakcyjnej śruty sojowej. Należy to uwzględnić przy bilansowaniu dawek pokarmowych.

Inne związki azotowe niebiałkowe

Oprócz mocznika zalecano już  w latach 50. ub. wieku siarczan, mleczan lub cytrynian amonu do mieszania z paszami niskobiałkowymi – kiszonką z kukurydzy, słomą kukurydzianą, sorgiem, świeżymi wysłodkami buraczanymi. Zalecano stosować je w ilości 6–7 kg/t kiszonki. Kwasy kiszonkowe organiczne – octowy, masłowy, propionowy, zmniejszają możliwość zatrucia mocznikiem, ponieważ obniżają pH żwacza. Spowalnia to działanie ureazy, a ponadto kwasy wiążą i neutralizują amoniak tworząc sole amonowe, które są dobrze wykorzystywane przez bakterie, np. octan amonu.

Zatrucie mocznikiem i solami amonowymi

Nadmiar powstającego amoniaku, w tym też ze źródła syntetycznego, prowadzi do zatrucia zwierzęcia. W okresie przejściowym (3 tygodnie przed porodem do 3 tygodni po porodzie) do zrównoważenia bilansu kationowo-anionowego stosuje się sole anionowe (kwaśne), które są różnie akceptowane przez zwierzęta. Jednak w tym okresie nie wolno podawać soli amonu, np. kwaśnego siarczanu lub chlorku amonu będącymi potencjalnie trującymi ZAN. Pierwsze objawy zatrucia – wytrzeszcz oczu, pojawiają się pół godziny po pobraniu nadmiernej ilości tych związków. Można zauważyć też m.in. drżenie gałek ocznych, zwiększoną pobudliwość, kołowaciznę, ślinotok, stękanie i kolkę, pocenie się, pokładanie się z wyciągniętymi przednimi kończynami, przyspieszoną akcję serca. Należy wezwać lekarza weterynarii, który poda odpowiednie środki farmakologiczne. Można wlać do żwacza zimną wodę, która spowolni rozkład ZAN. Nie podjęcie żadnych środków zaradczych doprowadzi do upadku zwierzęcia.

Regulacje prawne

Zgodnie z Rozporządzeniem (WE) nr 1831/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 22 sierpnia 2003 roku w sprawie dodatków stosowanych w żywieniu zwierząt, mocznik i jego pochodne należą do dodatków paszowych z kategorii dodatków dietetycznych i zostały zaklasyfikowane do grupy funkcjonalnej – mocznik i jego pochodne.

W 2023 roku ukazało się Rozporządzenie wykonawcze 2023/1708 dotyczące odnowienia zezwolenia na stosowanie mocznika jako dodatku paszowego dla przeżuwaczy z rozwiniętym żwaczem oraz uchylające rozporządzenie wykonawcze (UE) nr 839/2012. W konkluzji, na podstawie opinii Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA), Komisja uznała, że należy odnowić zezwolenie na stosowanie mocznika jako dodatku paszowego.

***

Możliwość przebudowy aminokwasów w żwaczu i biosyntezy białka mikroorganizmów uniezależnia przeżuwacze od jakościowej diety białkowej oraz zawartych w niej aminokwasów, przynajmniej, jeżeli chodzi o „nakarmienie” mikroorganizmów żwacza. Ze względu na to, że nie zawsze można dostarczyć wystarczającą ilość związków azotowych w paszach, zastosowanie znalazły ZAN, np. mocznik. Należy unikać jego zbrylenia, co mogłoby spowodować nadmierne pobranie i zwiększenie prawdopodobieństwa zatrucia. Mocznik nawozowy nie powinien być stosowany w żywieniu zwierząt. Nie jest do tego przeznaczony ani dopuszczony. Mocznik nawozowy zawiera substancje antyzbrylające, niektóre produkty rynkowe zawierają też inhibitory ureazy. Mogą też zawierać różne zanieczyszczenia. Mocznik będący dodatkiem paszowym musi być technicznie czysty.

Rozpad mocznika i wykorzystanie amoniaku w różnych warunkach (Burgstaller, 1985)

Rozpad mocznika na amoniak jest przyspieszany przez:	Rozpad mocznika na amoniak jest opóźniany przez:
wysoką aktywność ureazy przy pH powyżej 6,4 lub ureazę zawartą w paszach	małą aktywność ureazy wywołaną spadkiem pH
dawki pokarmowe zawierające dużo włókna	dawki pokarmowe zawierające dużo skrobi
skarmianie mocznika bez przyzwyczajenia zwierząt lub podawanie go w roztworze	przyzwyczajenie zwierząt do mocznika
–	stałe skarmianie mocznika
Wykorzystanie amoniaku do syntezy białka bakteryjnego jest zmniejszane przez:	Wykorzystanie amoniaku do syntezy białka bakteryjnego jest zwiększane przez:
nagłą zmianę dawki pokarmowej	stopniowe przyzwyczajanie zwierząt
niedostatek energii i brak szkieletu węglowego do syntezy aminokwasów	stałe stosowanie mocznika
niedobory minerałów	wystarczającą ilość skrobi w paszy
nadmiar białka w paszy	pełne zaopatrzenie w związki mineralne

Zalecenia dotyczące stosowania mocznika w żywieniu bydła (wg LfL)

Kierunek użytkowania bydła	Zalecenia	Maksymalna dopuszczalna ilość
Krowy mleczne, bydło hodowlane od 6 m-ca życia, bydło opasowe o masie ciała od 200 kg	Do 0,5% suchej masy paszy lub 15 g/100 kg masy ciała	10 g/kg suchej masy i maks. 30% azotu ogólnego (białka ogólnego) z mocznika w dawce

dr hab. Piotr Dorszewski, KPODR

Opracowano na podstawie:

– Burgstaller G., 1985. Praktyczne żywienie bydła. PWRiL, Warszawa,

– Koch Ch., Romberg F.J. Langsam verfügbarer Harnstoff in Rationen von hochleistenden Milchkühen.

[https://docplayer.org/57213480-Langsam-verfuegbarer-harnstoff-in-rationen-von-hochleistenden-milchkuehen.html#google_vignette]

– Sandmann M., 2010. Harnstoff statt Sojaschrot? Bauernzeitung 36, 34,

– [https://www.lfl.bayern.de/ite/rind/082393/index.php].