Кислые соли: особенности расчёта величины катионно-анионного баланса рациона

О значении ионов калия, натрия, серы и хлора в рационе сухостойных коров

Май 2021 г.
Роман Русаков, кандидат биологических наук, ветеринарный врач ООО «Кировзооветторг»
Фото Татьяны Южаниной

ВКАБ (DCAD) – величина катионно-анионного баланса (Dietary cation-anion difference), показатель, характеризую-
щий электролитный баланс корма или полносмешанного рациона жвачных.

        ВКАБ представляет собой сумму положительно и отрицательно заряженных ионов минеральных веществ. Положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательно заряженные – анионами.
        Заряд ионов минерального вещества оказывает существенное воздействие на обменные процессы организма наряду с собственно биологическим воздействием того или иного элемента. В зависимости от полярности электри-
ческого заряда в ионизированном состоянии минеральные вещества подразделяют на щелочные (преимуществен-
но катионсодержащие) и кислотные (преимущественно анионсодержащие). Необходимость определения ВКАБ в кормах и рационах обусловлена включением кислых солей в рацион коров позднего сухостойного периода с целью профилактики гипокальциемии.
        Кислые, или анионные, соли – вид кормовых добавок, содержащих в своем составе большее количество анио-
нов, чем катионов. При их потреблении в организме коровы создаются условия легкого, компенсируемого метабо-
лического ацидоза, что повышает активность паратиреоидного гормона, вырабатываемого паращитовидными железами. Паратгормон стимулирует образование в почках самого активного метаболита витамина D – кальци-
триола, который, в свою очередь, выполняет важную роль в регуляции метаболизма кальция, стимулируя его высвобождение из костяка животных.
        В сухостойный период механизм усвоения и обмена кальция малоактивен в связи с относительно небольшим расходом элемента. В день отела потребность высокопродуктивных коров в кальции резко возрастает, примерно
на 18–23 г, так как в 1 л молозива количество этого элемента составляет в среднем 1,8–2,3 г. Организм коровы оказывается неподготовленным для поддержания в крови необходимого уровня кальция при резко возросшем его расходе, так как не способен резко увеличить его поступление в организм из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
То есть ввод в рацион коров позднего сухостойного периода кормов и добавок-источников кальция, малоэффек-
тивен.
        Без принятия мер профилактики развивается гипокальциемия в субклинической, а в особо тяжелых случаях – в клинической форме, которая проявляется возникновением послеродовых парезов, задержанием плаценты, атонией матки, преджелудков и другими заболеваниями.
        В сложившихся условиях существенно возрастает роль компенсационного механизма физиологической резорб-
ции (разрушения) костной ткани при участии кальцитриола, что способствует повышению концентрации кальция в крови животного, предупреждая проявления дефицита этого элемента. Активизация механизма резорбции и стано-
вится основанием для включения кислых солей в рацион коров за 3 недели до отела.
        Включение анионогенных кормовых добавок в рацион глубокостельных коров должно быть основано на чет-
ком понимании величины катионно-анионного баланса, сформированной на этапе позднего сухостоя, в кормосмеси и в организме животных. На показатель ВКАБ влияет наличие в кормах источников положительно и отрицательно заряженных ионов.
        В настоящее время обычно учитываются 4 основных минеральных элемента в форме солей, которые являются источниками анионов и катионов, – натрий (Na), калий (K), хлор (Cl) и сера (S). Ионы Na⁺ и К⁺ – катионы с алкало-
генными свойствами, т.е. подщелачивают кровь, ионы Cl^– и S^2– – анионы с ацидогенными свойствами, то есть подкисляют кровь. Если из ЖКТ в кровь поступило больше анионов, чем катионов, то уровень рН крови уменьшится.
        ВКАБ чаще определяется как разность суммы катионов калия и натрия и суммы анионов хлора и серы:
ВКАБ = [(Na⁺ + K⁺) – (Cl^– + S^2–)]. Полученное значение выражается в миллиэквивалентах (мЭкв) в 1 кг сухого вещест-
ва (СВ) корма или рациона.
        Расчет ВКАБ требует данных о концентрации перечисленных выше анионов и катионов в кормах рациона. Для этого при исследовании качества и питательности кормов в лаборатории необходимо дополнительно определять концентрацию калия (K), натрия (Na), хлора (Cl) и серы (S) в исследуемом образце корма. Зная количество этих эле-
ментов в кормах, можно в любой программе расчета рационов вычислить их суммарное количество в 1 кг СВ рациона.
        Тем не менее просто подставить полученные значения количества элементов в рационе в вышеуказанную формулу недостаточно, поскольку формулой предусмотрен расчет через концентрации ионов. Поэтому при факти-
ческом расчете ВКАБ пользуются видоизмененной формулой с использованием постоянных коэффициентов пере-
вода количества минерального элемента в миллиэквиваленты с использованием атомного веса из периодической таблицы Менделеева: ВКАБ = (% Na х 435 + % K х 256) – (% Cl х 282 + % S х 624), где: ВКАБ – величина катионно-ани-
онного баланса, мЭкв/кг СВ, а % – содержание элемента в расчете на СВ корма (рациона).
        Рассмотрим пример: в 1 кг СВ рациона содержится 0,1% натрия (Na), 0,65% калия (K), 0,2% хлора (Cl) и 0,16% серы (S). Подставив в формулу данные значения, получим: (0,1 х 435 + 0,65 х 256) – (0,2 х 282 + 0,16 х 624) = +53,66 мЭкв/кг СВ, то есть величина катионно-анионного баланса данного рациона составляет, округленно, +54 мЭкв. Следуя реко-
мендациям по вычислению ВКАБ, прежде всего необходимо обращать внимание на формулу для расчета рекомен-
дуемой величины: цифры, рассчитанные по разным формулам, могут различаться в несколько раз.
        Очевидно, что определение содержания калия (K), натрия (Na), хлора (Cl) и серы (S) в фактически используемых кормах, особенно в объемистых, должно осуществляться регулярно и своевременно, наряду с определением содержания кальция (Ca) и фосфора (P). Полученные значения вносятся в программу расчета рационов, и в случае принятия решений о включении кислых солей в рацион коров, а также при постоянном их применении в случаях смены рациона, учитываются при расчете ВКАБ.
        Установлено, что для профилактики послеродового пареза и гипокальциемии путем повышения уровня кальция в крови коров во время отела необходимо понизить ВКАБ рациона до –50… –150 мЭкв/кг СВ (Horst et al., 1997). ВКАБ большинства фактически существующих рационов коров позднего сухостоя равна +100… +250 мЭкв/кг, поэтому чтобы достичь требуемой величины, исходная ВКАБ должна быть снижена на 250–300 мЭкв/кг. Это может быть достигнуто включением в суточный рацион анионогенных добавок. Перед применением подобных корригирующих добавок необходимо доступными приемами, используемыми при разработке рационов, снизить содержание калия и натрия, не допуская дефицита последнего.
        Показатель уровня калия в рационе коров позднего сухостоя имеет существенное значение, поскольку его высокая концентрация создает значительно бóльшие предпосылки для развития гипокальциемии, чем кальций. Это обусловлено тем, что избыточная концентрация калия вызывает метаболический алкалоз и, таким образом, угнетает механизм гомеостаза кальция. Применительно к условиям Кировской области, где для кормления коров преимущественно используются объемистые корма из многолетних бобовых культур, корректировка количества калия в рационе особенно актуальна.
        В большинстве случаев направленное изменение ВКАБ рационов проводят за счет увеличения или снижения содержания хлора и калия, так как именно эти элементы вносят наибольший вклад в величину электролитного баланса. При этом источниками хлора могут быть хлористый кальций (CaCl₂), хлористый аммоний (NH₄Cl), и даже соляная кислота (HCl), но не хлористые натрий (NaCl) или калий (KСl).
        Источниками анионов могут быть так же сернокислые соли кальция (CaSO₄), магния (MgSO₄) и аммония ((NH₄)2SO₄), в меньшей мере фосфорнокислые соли (фосфаты). Все названные вещества нейтральны, поскольку
в молекулярном состоянии отрицательный заряд аниона компенсируется положительным зарядом катиона.
        В ЖКТ указанные соли подвергаются ионизации, и их ионы всасываются в различных соотношениях. Из хло-
ристого кальция, анион хлора легко переходит в кровь, тогда как всасывание положительно заряженного иона кальция редко достигает 30%. В результате в организме формируется относительный избыток отрицательных ионов хлора, которые не изменяются в процессе обмена веществ.
        При включении в рацион хлористого аммония оба иона почти полностью всасываются, но ион аммония быстро нейтрализуется, превращаясь в мочевину, и при этом образуется свободный ион водорода. Накопление свободных ионов водорода ведет к понижению рН крови. В тоже время ион хлора остается свободным, сдвигая анионный баланс в негативную сторону.
        Иная картина наблюдается при включении в рацион хлористых солей натрия или калия. Они легко ионизиру-
ются, причем ионы натрия всасываются лишь немного полнее, чем ионы хлора, и соотношение их эквивалентов
в организме мало изменяется, поэтому эти соли, практически, не влияют на баланс ионов.
        Чрезмерное увеличение (или уменьшение) концентрации калия, магния, хлора, сульфатов приведет к наруше-
нию условий для обеспечения биологической потребности в них организма. Это, безусловно, будет сказываться на проявлении действия электролитного баланса на организм животного. Поэтому корректировку ВКАБ следует проводить с учетом физиологической потребности организма животного в данных минеральных веществах. Это отчасти объясняет широкие диапазоны рекомендуемых ВКАБ, встречаемых в литературе.
        На практике в качестве источников анионов чаще всего используют хлористые соли аммония и кальция, а также сернокислые соли аммония, кальция и магния. Перечисленные соли обладают горьким вкусом и, будучи внесены в корма в чистом виде в больших дозировках, способствуют ухудшению потребляемости кормов. Существуют, однако, и такие анионногенные комплексные кормовые добавки, которые содержат улучшатели вкуса, повышающие привлекательность корма для животных. Кроме того, коммерческие препараты кислых солей существенно различаются между собой по эффективности в смещении ВКАБ, что обязательно следует учитывать при их выборе.
        Одним из критериев оценки эффективности скармливания кислых солей коровам позднего сухостойного пери-
ода принято считать величину рН мочи в пределах 6,3–6,8. В то время как без их использования рН мочи сухостой-
ных коров находится в пределах 8–9. Образец мочи для анализа рекомендуется отбирать с середины струи и не ранее, чем через 7–10 суток после начала применения анионогенных добавок и через 4–6 часов после кормления. Для контроля отбирают мочу от 6–8 коров.
        Исходя из собственного практического опыта использования кислых солей в хозяйствах региона, отмечу, что смещение рН мочи на 0,4–0,6 единиц является верным признаком существенного снижения количества случаев возникновения родовых парезов (до 3%) и задержания последа (до 8%).
        Для достижения максимального эффекта от использования анионных добавок при кормлении коров в период позднего сухостоя, необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

1. Основной исходный рацион должен удовлетворять физиологическую потребность коров в калии, натрии, хлоре и сере. Избыток калия и натрия создает проблемы для регуляции ВКАБ в сухостойный период, поэтому концен-
   трация этих элементов должна быть снижена до минимального уровня.
2. Корма с отрицательной ВКАБ необходимо начинать скармливать не менее чем за 14 суток до отела. Их исполь-
   зование на протяжении более 3 недель не дает дополнительного эффекта.
3. Анионные соли не используют, если общее количество потребляемого кальция ниже 60 г/гол./сутки.
4. Наивысшая эффективность применения кислых солей в рационах сухостойных коров достигается при условии соблюдения концентрации калия на уровне 0,8–1,2%, натрия – 0,15% в СВ рациона. При содержании калия свыше 1,5% в 1 кг СВ рациона эффективность анионных добавок снижается.
5. Анионные соли предпочтительнее включать в состав кормовой моносмеси после предварительного смешива-
   ния их с концентратной частью. При этом важно правильно рассчитать потребление корма, минимизировав прогнозируемые остатки и предотвратив сепарацию.

        Резкое увеличение доли концентрированных кормов в начале лактации ведет к изменению метаболизма и преобладанию анионов в организме коров. Поэтому рекомендуется исключить из рациона коров в новотельный период кормовые добавки с отрицательной ВКАБ и, напротив, вводить алкалогенные добавки, называемые обычно буферными смесями, например, пищевую соду. В первые 100 дней лактации ВКАБ рекомендуется повысить до
+450 мЭкв, и в течение лактации выдерживать в пределах +250…+450 мЭкв/кг СВ.
        В таблице 1 представлены результаты влияния уровня ВКАБ рациона на заболеваемость послеродовыми болезнями (начальный уровень продуктивности коров в хозяйствах был различным). Из представленных данных следует, что скармливание коровам в сухостойный период корма с ВКАБ от –75 до –250 мэкв/кг вело к улучшению здоровья отелившихся коров и повышению удоя.

Таблица 1. Влияние рационов с отрицательной ВКАБ в сухостойный период на здоровье и последующую продуктивность коров (Крюков В.С., 2011)