КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 24-26-00080
НазваниеНаучное и практическое обоснование повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц путем применения нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине
Руководитель Смоленцев Сергей Юрьевич, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Марийский государственный университет" , Республика Марий Эл
Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство
Ключевые слова хлорелла, продуктивность животных, оценка молока, экспертиза мяса, обмен веществ, иммунитет животных, продовольственная безопасность, рацион
Код ГРНТИ68.00.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Стратегической целью продовольственной безопасности Российской Федерации является стабильное внутреннее производство, а также обеспечение страны безопасной сельскохозяйственной продукцией (Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации). В связи с этим пристальное внимание уделяется формированию условий устойчивого развития в стране животноводческой отрасли, а именно скотоводства, как основного производителя мяса и молока. Выполнение поставленной цели невозможно без использования в животноводстве и ветеринарии не синтетических, а природных кормовых добавок. Именно от них зависят многие процессы, влияющие на повышение уровня естественной резистентности, нормализацию обмена веществ, стабилизацию многих физиологических показателей и, как следствие, получение высокой продуктивности в условиях безопасной гигиены кормления. Главным условием повышения молочной продуктивности в скотоводстве является обеспечение животных полноценными сбалансированными рационами по белку.
В настоящее время практический интерес в качестве кормовых добавок представляют такие микроводоросли, как сценедесмус, спирулина и хлорелла. Они являются источниками полноценного белка. Наибольшее применение среди них получила хлорелла, так как по данным ряда исследователей, она обладает большой биологической ценностью, так как в своём составе содержит до 60% белка с набором всех незаменимых таминокислот, до 8% липидов, представленных преимущественно ненасыщенными жирными кислотами. Эта микроводоросль является ценным источником микроэлементов, витаминов и других биологически-активных веществ, а также является источником природного антибиотика хлореллина. В связи с этим изучение эффективности использования хлореллы, в рационах животных, является актуальным. Результаты исследований последних десятилетий свидетельствуют о широком применении наноматериалов в ветеринарии, медицине и сельском хозяйстве.
Наш проект направлен на научно-практическое обоснование использования нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине для повышения молочной продуктивности и сыропригодности молока коз, а также мясной продуктивности перепелов, что позволит обеспечить высокую конкурентную способность животноводства, импортозамещение и продовольственную безопасность страны за счет получения рентабельной и высококачественной экологически безопасной продукции.
Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в условиях производства будет проведена комплексная оценка влияния нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине на зоотехнические показатели выращивания коз и перепелов, качество мяса, морфологический и биохимический состав крови, неспецифическую резистентность организма. Будет научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность применения нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине козоводстве и перепелководстве. Будет установлена рациональная норма введения нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине в рацион в корм, обеспечивающая высокий ростостимулирующий эффект. Это даст возможность научно-практически обосновать использование нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в пектине для совершенствования существующих и создания новых технологий производства продуктов животноводства, обеспечивающих максимально полную реализацию генетического потенциала животных и птиц, повышающих производственно-экономические показатели и способствующих получению высококачественной и экологически безопасной продукции. По результатам проведенных исследований будут поданы 2 заявки на патент и издана 1 монография. Будут Опубликованы 10 статей индексируемых в базах Scopus, а также 5 статей в журналах ВАК Минобрнауки РФ и 10 статей в прочих изданиях. По результатам проведенных исследований будут поданы 2 заявки на патент и издана 1 монография
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе проведенного исследования была установлена эффективность применения нанокапсул сухой биомассы микроводорослей Chlorella vulgaris в рационе лактирующих козоматок зааненской породы. Опыт проводился в условиях крестьянско-фермерского хозяйства в Параньгинском районе Республики Марий Эл и включал 4 группы животных, среди которых три опытные группы получали добавки в различных дозировках — 2 г, 4 г и 6 г на 10 кг массы тела, а одна группа служила контрольной.
Результаты клинико-физиологического мониторинга показали, что применение добавок не оказало негативного влияния на здоровье животных. Все показатели, такие как температура тела, частота дыхания и пульса, оставались в пределах нормальных значений. Небольшое увеличение температуры тела в опытных группах может быть связано с активизацией метаболических процессов, необходимых для переваривания добавок, что свидетельствует о положительном влиянии на обмен веществ.
Что касается молочной продуктивности, то все опытные группы продемонстрировали увеличение среднесуточного удоя по сравнению с контрольной. Наиболее выраженный эффект наблюдался в группе, получавшей 6 г добавки, где среднесуточный удой составил 5,01 кг, что на 6,37% выше контрольного показателя. Также было отмечено увеличение содержания жира и белка в молоке, что подтверждает улучшение его качественных характеристик. Эти результаты подчеркивают важность оптимизации рациона кормления для повышения молочной продуктивности и качества молока.
В ходе исследования также были проанализированы морфологические и биохимические показатели крови козоматок. Уровни эритроцитов и гемоглобина в крови опытных групп оказались выше, что свидетельствует о положительном влиянии добавок на обмен веществ и общую продуктивность животных. Кроме того, увеличенное содержание белка в сыворотке крови коррелировало с повышенной молочной продуктивностью, что подтверждает важность белкового обмена для лактации.
Экономический анализ показал, что использование нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в рационе лактирующих козоматок приводит к снижению себестоимости производства молока и увеличению прибыли. В частности, себестоимость 1 центнера молока в опытных группах была ниже на 153,79 руб. и 192,61 руб. по сравнению с контрольной группой, что делает использование добавок экономически целесообразным.
Кроме того, проведенные эксперименты по производству мягкого сыра на основе молока, полученного от коз, получавших добавки, продемонстрировали улучшение его качественных характеристик. Мягкий сыр, произведенный с использованием молока опытных групп, содержал больше жира и белка по сравнению с контрольным образцом, что подтверждает положительное влияние добавок на состав молока и, соответственно, на конечный продукт.
Таким образом, результаты исследования подтверждают, что применение нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris в рационе лактирующих козоматок не только способствует повышению молочной продуктивности и улучшению качества молока, но и является экономически выгодным решением для молочного животноводства. Рекомендуемая дозировка в 6 г на 10 кг массы тела оказалась оптимальной, что открывает новые перспективы для внедрения данной технологии в практику животноводства.
Дальнейшие исследования в данной области могут быть направлены на изучение долгосрочных эффектов применения микроводорослей в рационе, а также на возможность их использования в других формах кормления для различных видов сельскохозяйственных животных.
Публикации
1.
Лилия Суфьянова, Татьяна Николаева, Надежда Кислицына, Наталья Бурова, Екатерина Савинкова, Елена Максимова, Юрий Крысенко, Елена Мерзлякова и Татьяна Бабинцева
The effect of different doses of dry biomass of chlorella vulgaris microalgae on the dairy productivity of Zaanen goats
EDP Sciences - Web of Conferences (Les Ulis), BIO Web of Conferences 130, 07016 (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1051/bioconf/202413007016
2. Суфьянова Л.М., Николаева Т.О. Состав и свойства молока коз разных пород Марийский государственный университет, Материалы XXVI Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства».-Йошкар-Ола, 2024.-С.534-536. (год публикации - 2024)
3.
Суфьянова Л. М., Смоленцев С. Ю.
Биологическое значение хлореллы для выращивания сельскохозяйственных животных и птиц (обзор)
Марийский государственный университет, Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2024. Т. 10. № 1. С. 60–69. (год публикации - 2024)
10.30914/2411-9687-2024-10-1-60-69
4.
Суфьянова Л. М., Кабанова Т. В., Короткова А. И.
Экспертиза мягких сыров, выработанных из козьего и коровьего молока
Марийский государственный университет, Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2024. Т. 10. № 3. С. 256–263. (год публикации - 2024)
10.30914/2411-9687-2024-10-3-256-263
5.
Sergey Y Smolentsev, Liliya M Sufyanova, Nailya N Mishina, Eduard I Semenov, Damir V Aleyev, Gulnara G Galyautdinova, Ali H Volkov, Ellada K Papunidi, Galiya R Yusupova, Leysan F Yakupova, Nikita V Nikolaev, Leysan V Abdullina, Lenar R Zagidullin, Tagir M Zakirov, Munira K Gainullina, Yuliya V Larina, Andrey S Makarov, Renat A Volkov, Aigul Z Karimova, Nadezhda Y Garafutdinova and Nadezhda P Sachivkina
The Effect of Chlorella Suspension in Combination with Probiotic on Metabolism and Productivity of Dairy Goats
Unique Scientific Publishers, International Journal of Veterinary Science (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.47278/journal.ijvs/2024.247
6. Суфьянова Л.М., Николаева Т.О. Влияние кормовой добавки на основе Chlorella Vulgaris на состав молока дойных коз Пензенский государственный аграрный университет, Материалы XIX Международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы».-Пенза, 2024.-С.369-372. (год публикации - 2024)
7.
Смоленцев С.Ю., Суфьянова Л.М.
Влияние микроводорослей Chlorella vulgaris на обмен веществ дойных коз
Редакция журнала "Зоотехния", Зоотехния.-2024.-№8.-С.25-28. (год публикации - 2024)
10.25708/ZT.2024.37.19.006
8.
Смоленцев С. Ю., Суфьянова Л. М., Николаева Т. О.
Влияние микроводорослей Chlorella vulgaris на молочную продуктивность и качество молока коз
ООО Редакция журнала "Достижения науки и техники АПК", Министерство сельского хозяйства РФ, Достижения науки и техники АПК.-2024.-Т. 38.-№ 8.-С. 46–49. (год публикации - 2024)
10.53859/02352451_2024_38_8_46
9. S.Yu. Smolentsev, L.M. Sufyanova, R.M. Potekhina, E.Yu. Tarasova, F.Kh. Kaliullin, D.A. Khuzin, S.A. Yusupov, G.R. Lukina, P.V. Bykova, M.A. Erokhondina Sanitary assessment and technological indicators of goat’s milk when using Chlorella vulgaris microalgae in the diet” Ibadan Biomedical Communications Group, African Journal of Biomedical Research (год публикации - 2024)
10. Суфьянова Л.М. Оценка качества козьего молока Марийский государственный университет, Материалы XXVI Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства».-Йошкар-Ола, 2024.-С.537-539. (год публикации - 2024)
11.
Лилия Суфьянова, Татьяна Николаева, Надежда Кислицына, Наталья Бурова, Екатерина Савинова, Мария Долгорукова, Анастасия Пегашева, Иван Иванов, Екатерина Хардина, Людмила Шувалова, Кристина Назарова
Evaluation of the quality of cow's milk when using a mineral feed additive
EDP Sciences - Web of Conferences (Les Ulis), BIO Web of Conferences 130, 07017 (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1051/bioconf/202413007017
12.
Лилия Суфьянова, Татьяна Николаева, Надежда Кислицына, Елена Царегородцева, Елена Шувалова, Татьяна Кабанова, Иван Иванов, Екатерина Хардина
The cheese suitability of goat milk when introducing chlorella vulgaris microalgae into their diet
EDP Sciences - Web of Conferences (Les Ulis), BIO Web of Conferences 130, 07018 (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1051/bioconf/202413007018
13. Л.М. Суфьянова, Т.О. Николаева ПОКАЗАТЕЛИ КЛИНИКО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОЗОМАТОК ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В РАЦИОНЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ CHLORELLA VULGARIS ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, Материалы XIX Международной научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы».-Пенза, 2024.-С.365-368. (год публикации - 2024)
14.
Смоленцев С.Ю., Иванов И.С., Хардина Е.В.
Основные направления повышения качества молока (обзор)
Марийский государственный университет, Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки».-2024.-№10(3).-С.244-255. (год публикации - 2024)
10.30914/2411-9687-2024-10-3-244-255
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Исследования проводились на базе крестьянского (фермерского) хозяйства Алимчуевой З.И. в Республике Марий Эл. Были сформированы пять групп суточных перепелов по 50 особей в каждой. Контрольная группа получала стандартный комбикорм, соответствующий физиологическим потребностям птицы. Экспериментальные группы получали дополнительно порошкообразную массу Chlorella vulgaris в дозировках 2 мг/кг, 4 мг/кг, 6 мг/кг и 8 мг/кг живого веса соответственно.
Добавка вводилась в комбикорм для молодняка перепелов в первые пять дней после начала введения муки амаранта в основной рацион и с двадцатого по двадцать шестой день выращивания (четвертая неделя) при переходе от стартового корма ПК-5 к финишному рациону.
Во всех группах, получавших добавку, выживаемость была выше, чем в контрольной группе. В первых трех опытных группах потерь не зафиксировано (100%), а в четвертой группе выживаемость составила 96%, что также превышает показатели контрольной группы.
Начальный средний вес перепелов составлял около 8,5 г. За первые 14 дней выращивания статистически значимые различия между экспериментальными группами и контролем были выявлены, при этом масса в экспериментальных группах была выше на 3,4-5,1% относительно контрольных особей (P < 0,05 для третьей группы).
К концу третьей недели экспериментальные группы сохраняли некоторое преимущество по живому весу, однако различия не были статистически релевантными.
На 28-й день эксперимента масса тела птицы в контрольной группе достигала 128,1 г. В группах с добавкой отмечен прирост живой массы на 5,1-6,8% по отношению к контрольной (Р < 0,05 для всех экспериментальных вариантов, кроме второй группы).
К пятой неделе введение биомассы Chlorella vulgaris продолжало приводить к увеличению живой массы: первая группа превосходила контрольную на 3,8%, вторая - на 4,1%, третья - на 5,5%, а четвертая - на 2,9%.
К 42-му дню выращивания наибольшие значения массы были зафиксированы во второй (204,3 г) и третьей (205,1 г) группах по сравнению с контролем (193,1 г). Применение схемы кормления с введением добавки с первого по четырнадцатый день обеспечило статистически значимый рост массы у этих птиц относительно контрольных групп на 5,5% и 6,5% соответственно (Р < 0,05).
Уровень лейкоцитов у перепелов экспериментальных групп был на 2,35-5,20% ниже по сравнению с контрольной группой, оставаясь в пределах физиологических норм. Концентрация лимфоцитов также уменьшалась относительно контроля на 3,55-5,25%. Показатель тромбоцитов в крови контрольных перепелов составил 122,2 ± 3,31 × 10^9/л и был ниже во всех экспериментальных группах на 1,93-3,30%.
Число эритроцитов у перепелов экспериментальных групп увеличивалось по сравнению с контролем на 0,50-2,35%. Максимальный уровень гемоглобина зафиксирован во второй экспериментальной группе (130,5 ± 2,59 г/л), что превышает контрольное значение на 3,59%.
В группах, получавших Chlorella vulgaris, отмечено увеличение содержания общего белка в сыворотке крови на 1,25-3,35% по сравнению с контрольной подгруппой. Уровень глобулинов превышал контрольные данные на 5-5,5%.
Средние значения глюкозы в сыворотке крови были выше контрольных примерно на треть. Уровень мочевой кислоты был снижен у экспериментальных птиц на 13-15% по сравнению с контролем. Концентрация холестерина у особей первой опытной группы повышалась, а у второй экспериментальной группы снижалась по сравнению с контролем.
В изучаемых образцах экспериментальных групп обнаружено увеличение концентраций ферментов аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы. Максимальные показатели активности гамма-глутамилтрансферазы отмечены во второй экспериментальной группе. Уровень щелочной фосфатазы был выше в первой и второй экспериментальных группах.
Уровень витамина А в двух экспериментальных группах был немного выше по сравнению с контролем. Бактерицидная и лизоцимная активность сыворотки крови была выше у перепелов из экспериментальных групп по сравнению с контрольной. Добавление Chlorella vulgaris приводило к повышению фагоцитарной активности клеточных элементов крови.
Уровень иммуноглобулина класса A у особей первой и третьей экспериментальных групп был выше контрольного на 13,33% (p>0,05) и на 15,55% соответственно.
Установлено незначительное повышение концентрации иммуноглобулина класса M по сравнению с контролем без статистически значимой разницы. Для иммуноглобулина класса G характерно увеличение содержания по сравнению с контрольными значениями (p>0,05).
Описаны гистологические особенности тканей бурсы, селезенки, печени и сердца перепелов контрольной и экспериментальных групп, отражающие влияние Chlorella vulgaris на их структуру.
Мясо всех исследуемых групп относилось к группе свежего. Наименьшее содержание амино-аммиачного азота наблюдалось у 2 и 3 опытных групп.
Дегустационная оценка бульона из мяса перепелов всех групп достаточно высокая. Наибольшую общую оценку получили тушки второй и третий опытной групп. При дегустации мяса перепелов было отмечено, что мясо контрольной и опытных групп было сочным, имело приятный специфический вкус, аромат и легко разжевывалось. Образцы, полученные от перепелов, употреблявших корм с добавлением микроводоросли, при дегустации мяса были отмечены комиссией более высокими оценками, чем аналогичные образцы мяса перепелов контрольной группы.
Показатели относительной биологической ценности мяса опытных и контрольной групп достоверных отличий не имели. Проявлений токсичности не установлено.
Содержание белка в образцах перепелиного мяса опытных групп незначительно выше при сравнении с контролем, а именно в 1-й опытной группе данный показатель возрастает на 1,14% (p<0,05), а во 2-й опытной группе – на 2,07% (p<0,01). Содержание жира в опытных образцах незначительно снижается на 0,50-0,53%. В образцах мяса перепелов, потреблявших с основным кормом Chlorella vulgaris, отмечается увеличение показателя энергетической ценности.
В результате проведенных исследований ни в одном образце перепелиного мяса антибиотики не обнаружены. Уровень пестицидов и содержание токсических элементов не превышает допустимых норм.
На основе проведенных расчетов экономической эффективности установлено, что наиболее выгодным является использование добавки Chlorella vulgaris в 1-й опытной группе.
Возможность практического использования результатов
Внедрение результатов проекта «Научное и практическое обоснование повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и птиц путем применения нанокапсул сухой биомассы Chlorella vulgaris» в экономику и социальную сферу открывает широкие перспективы для устойчивого развития агропромышленного комплекса и повышения уровня жизни населения. Практическое применение инновационной технологии позволит не только увеличить объемы производства животноводческой и птицеводческой продукции, но и существенно улучшить ее качество, обогащая рацион питания населения полезными микроэлементами и витаминами.