Digestibility of dietary nutrients in European bison (Bison bonasus) during adaptation to conditions in the Southern Urals
Digestibility of dietary nutrients in European bison (Bison bonasus) during adaptation to conditions in the Southern Urals
Abstract
The project to establish a free-ranging population of Białowieża line European bison in the Southern Urals in the 'Muradymovsk Gorge' Nature Park provides for mandatory and regular biomonitoring of the relocated herd. In this context, it was taken into account that the primary indicator of the bison’s physiological well-being is the functioning of their digestive system as they adapt to a new food source and supplementary feeding during the winter months. In this regard, the objective was set to analyse the diet of the bison housed in the demonstration paddock and to determine the digestibility of the nutrients entering the animals’ bodies via their diet. It was found that, in terms of metabolisable energy (11.52 EFU) and crude protein content (1,548 g), the diet in question meets the physiological requirements of adult bison during the winter period. The dry substance digestibility coefficient (62%) falls within the physiological norm, confirming satisfactory feed intake and the functional integrity of the animals’ digestive system. High rates of utilisation of non-nitrogenous extractives (NNE), 70.8% and crude protein digestibility (65.7%), were observed, ensuring a sufficient level of nitrogen metabolism to maintain muscle mass and thermoregulation during the cold season. It can therefore be concluded that the diet is, on the whole, nutritionally complete and meets the nutritional requirements of ruminants, and that the digestibility of the main nutrients is within the normal range.
1. Введение
Зубр (Bison bonasus) — самый крупный представитель млекопитающих современной наземной фауны Палеарктики и последний из диких быков в Европе, включенный в Красный список Международного союза охраны природы (категория — близок к уязвимому положению) и Красные книги Беларуси, России, Польши, Украины и Литвы. Европейский зубр — один из немногих видов на Земле, который был сохранен благодаря разведению в неволе. Начиная c 1930-х гг. на территории РСФСР, а затем и Российской Федерации проводятся масштабные работы по возрождению этого редкого вида. Благодаря огромной работе ученых-зоологов и специалистов заповедной системы ситуация меняется к лучшему , , .
На сегодняшний день, зубры обитают в 33 странах, в том числе в Германии, России, Польше, Беларуси, Испании, Швеции, Украине, Франции. Численность вида в основных местах традиционного ареала имеет положительную динамику . В результате научно-обоснованной селекционной работы количество особей зубров увеличилось с 48 особей (1927 г.) до 10536 особей (2022 г.) (European Bison Pedigree Book, 2022) , . На конец 2025 года согласно International European Bison Studbook (2025) в мире насчитывается 13055 особей зубров, в том числе живущих в неволе (в центрах разведения) — 1718 особей, в полусвободно живущих стадах — 669 особей, в свободно живущих стадах — 10668 особей, то есть около 82% вида обитает в свободноживущих популяциях . В настоящее время в Европе осталось мало территорий, отвечающих требованиям увеличения численности популяций данного вида животных. В этой связи поиск альтернативных территорий, пригодных для расселения европейского зубра, а также переселение животных на эти территории является очень актуальным экологическим направлением, которое позволит сохранить и увеличить количества особей этого редкого и исчезающего вида животных.
История зубра — это уникальный опыт спасения животного от полного истребления благодаря эффективной международной деятельности. Сохранение зубра в нашей стране — одна из приоритетных природоохранных задач, решаемых в рамках Стратегии сохранения зубра в Российской Федерации, утверждённой Минприроды России , , . В России формирование племенного стада чистокровных зубров началось в 1948 году. Планомерная племенная работа в специальных питомниках, а также завоз животных из зарубежных центров позволила сохранить генетическое разнообразие зубров и обеспечить рост численности животных в неволе , .
Зубр — неотъемлемая часть биомы лиственных лесов и лесостепей, восстановление его природных популяций является одним из необходимых условий воссоздания естественных биоценозов лесных массивов , , . Археологические находки и рисунки первобытных людей на стенах пещеры Шульган-Таш (Каповая пещера) свидетельствует о том, что около 12 тысяч лет назад, в эпоху раннего голоцена предки зубров обитали и на территории Южного Урала, то есть в зоне расположения нашей республики.
Для возвращения редкого и исчезающего вида животных на историческую родину по поручению главы Республики в 2023 году из Национального парка «Беловежская пуща» были завезены в природный парк Мурадымовское ущелье 18 особей зубров. По истечению карантина животные были выпущены на волю. Так началось формирование вольной группировки зубров беловежской линии на Южном Урале. Для реализации программы на территории парка были сооружены вольеры (демонстрационный и карантинный). В демонстрационном вольере за зубрами осуществляется постоянное наблюдение.
Известно, что зубры предпочитают растения из семейств бобовых, розоцветных, губоцветных и многоножковых. Древесно-кустарниковая растительность поедается зубрами во все сезоны, но преобладает в зимнее время. Животные употребляют в пищу более 30 видов древесно-кустарниковых растений, отдавая предпочтение лиственным породам, таким как осина, ива, дуб, ильм, бересклет, рябина, лещина, крушина. Суточное потребление зеленого корма взрослым зубром составляет 30–45 кг и более .
Цель наших исследований — анализ рациона и переваримости питательных веществ потребляемого корма у зубров, адаптирующихся к условиям Южного Урала. В задачи исследования входило изучение условий содержания и кормления зубров демонстрационного вольера, анализ рациона и его структуры, изучение химического состава кормов и фекалий у зубров, анализ переваримости питательных веществ корма.
2. Материалы, методы и условия проведения исследований
В настоящее время в доступной литературе отсутствуют сведения о норме переваримости питательных веществ рациона у зубров. Однако имеются литературные источники по показателям переваримости у крупного рогатого скота, которые были приняты в качестве эталона для сравнения . Основным кормом для животных служит дикорастущий на склонах ущелья ковыль, доступный для питания круглогодично, богатая в видовом отношении травянистая растительность, широколиственные породы деревьев и кустарники.
Исследования проводились в условиях демонстрационного вольера Природного парка «Мурадымовское ущелье» в апреле месяце 2026 года. Объектом исследования явились три взрослые самки зубра возрастом 4–6 лет. Суточный рацион кормления самок зубра в зимний период состоял из 10 кг разнотравного сена, 3 кг овса, 4 кг картофеля, по 2 кг моркови и веточного корма, минеральной подкормки в виде соли брикета-лизунца.
Сено скармливали животным из специальных решетчатых кормушек, расположенных вдоль изгороди, веточный корм — россыпью, а концентраты и сочные корма из конусовидных деревянных ящиков. Съеденное количество кормов контролировали ежедневно путем учета остатков.
Количество выделенного кала устанавливалось на основании сбора и взвешивания общей массы за сутки.
Достоверность данных по выходу кала в расчете на голову устанавливали по методу предложенного Шалавиной Е.В. и др. (2018) по формуле:
где
Мк — выход кала, кг/сут;
Мк1 — масса сухого вещества в рационе, кг/сут;
Мк2 — масса перевареного количества сухого вещества, кг/сут;
Вк — влажность кала.
Переваримость питательных веществ корма определялась в учетный период, путем точного учета (взвешивание) количество заданного корма, его остатков и выделенного кала. Коэффициент переваримости рассчитывался по отношению переваренного питательное вещество (г) к съеденному питательному веществу(г), выраженному в процентах.
Питательная ценность и химический состав кормов и кала определяли в Испытательном центре ФГБНУ Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий (г. Оренбург): массовую долю сухого вещества по ГОСТ 31640-2012, массовую долю сырого протеина по ГОСТ13496,4-2019, массовую долю сырой клетчатки по ГОСТ 31675-2012, массовую долю сырой золы по ГОСТ 26226-95, массовую долю растворимых углеводов по ГОСТ 26176-2019, массовую долю сырого жира по ГОСТ 13496.15-2016 и элементный состав. Для исследования использовались: весы электронные СЕ224-С, ВТЛ-150-П, Pioneer PX 224, Pioneer PA 413, масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой Agilent 7900 ICP-MS.
Полученный экспериментальный материал обрабатывали методом вариационной статистики с использованием программного обеспечения Microsoft Excel (США).
3. Результаты исследований
Контроль протеинового и углеводного питания проводили по уровню содержания переваримого протеина в расчете на 1 ЭКЕ, сахаро-протеиновому отношению и отношению легкоферментируемых углеводов к сырой клетчатке. Сведения по структуре рациона и переваримости питательных веществ корма в зимний период приводятся в таблице 1.
Рацион кормления зубров и переваримость питательных веществ корма в зимний период 2026 г.
Са и Р без учета подкормки
Корм | Питательность кормовых ингредиентов | |||||||||||
кг | Сухое вещество (СВ), г | ЭКЕ | Сырой протеин (СП), г | Сырая клетчатка (СК), г | Сырой жир, (СЖ), г | Сырая зола, (СЗ), г | БЭB, г | Са | Р | |||
всего | в т.ч. легкоусвояемые углеводы | |||||||||||
сахар | крахмал | |||||||||||
Сено разнотравное | 10 | 8240 | 6,6 | 940 | 2260 | 300 | 700 | 4040 | 100 | - | 76 | 24 |
Овёс | 3 | 2468 | 2,76 | 324 | 280 | 120 | 94 | 1650 | 90 | 900 | 5,4 | 10,2 |
Картофель | 4 | 840 | 0,84 | 80 | 34 | 6,0 | 40 | 680 | 50 | 550 | 1,2 | 2,8 |
Морковь | 2 | 270 | 0,44 | 24 | 22 | 4,0 | 24 | 196 | 70 | 14 | - | - |
Веточный корм (осина, ива) | 2 | 1456 | 0,88 | 180 | 624 | 72 | 120 | 460 | 90 | 14 | 34 | 3,2 |
Всего корма в расчете на СВ | 21 | 13274 | 11,52 | 1548 | 3220 | 502 | 978 | 7026 | 400 | 1478 | 116,6 | 40,2 |
Выделено с калом, X̄±SE | 26,3 | 5037,33 ±122,33 | - | 526 ±12,86 | 1636,43 ±43,07 | 205,67 ±5,24 | 610 ±15,13 | 2049,67 ±49,80 | - | - | 36±0,20
| 13,1±0,11
|
Переварено, X̄±SE | - | 8235,67 ±201,08 | - | 1022 ±24,77 | 1574 ±38,73 | 295,33 ±6,94 | 368 ±9,07 | 4976 ±120,97 | - | - | 79,97 ±1,94 | 27,1 ±0,66 |
Коэффициент переваримости, X̄±SE | - | 62,03 ±1,52 | - | 66,0 ±1,61 | 48,83 ±1,19 | 58,83 ±1,41 | 37,63 ±0,93 | 70,83 ±1,72 | - | - | - | - |
Табличные данные свидетельствуют о том, представленный рацион соответствует физиологическим потребностям взрослых особей зубров в зимний период по уровню обменной энергии (11,52 ЭКЕ) и содержанию сырого протеина (1548 г). В расчете на 1 ЭКЕ в рационе содержится 134,4 г сырого протеина, 88 г переваримого протеина, сырой клетчатки — 279,5 г, сахара — 34,7 г, при сахаро-протеиновом отношении 0,42 к 1,0, крахмала — 128,3 г, жира — 43,4 г, кальция — 10,1 г и фосфора 3,48 г. При этом животные восполняют дефицит минеральных веществ за счет наличия брикетов-лизунцов.
Коэффициент переваримости сухого вещества (62,03%) находится в пределах физиологической нормы для крупных жвачных животных, что подтверждает удовлетворительную поедаемость кормов и функциональную состоятельность пищеварительной системы животных. Кроме этого, установлена высокая эффективность усвоения безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) — 70,8%, что свидетельствует о хорошей гидролизуемости углеводно-крахмалистой части рациона (овес, картофель). Переваримость сырого протеина (65,7%) также находится на высоком уровне, что обеспечивает достаточный уровень азотистого обмена для поддержания мышечной массы и терморегуляции в холодный период. Таким образом, можно констатировать, что рацион в целом является вполне полноценным и соответствует нормам питания жвачных животных за исключением дефицита сахара и несколько избыточного содержания крахмала.
Здесь можно отметить, что отношение легкоусвояемых углеводов к сырой клетчатке в рационе составляет 0,58-1. Как правило, содержание клетчатки в рационе оптимизируют по сухому веществу и для диких жвачных животных показатель должен быть в пределах 24-28%, в данном случае этот показатель чуть выше 24%. Количество сахара ниже уровня крахмала. Данный факт соотносится с низким показателем переваримости сырой клетчатки (48,9%) и в определенных условиях может спровоцировать нарушение рубцового пищеварения (снижение рН и угнетение целлюлозолитической микрофлоры). Плохое расщепление клетчатки может привести к недополучению летучих жирных кислот — основного источника энергии у жвачных.
В перспективе для восполнения в рационе сахаров можно предусмотреть использование низкосортных яблок с содержанием в 1 кг около 100 г сахара взамен определенной части картофеля. Так, замена 2 кг картофеля на равноценное количество яблок позволит повысить содержание сахара в рационе до 575 г и снизить наличие крахмала на 280 г. В результате чего сахаро-протеиновые отношения оптимизируется и составит 1,0–1,6. Вторым возможным вариантом является полна замена в составе структуры рациона картофеля на кормовую свеклу. Внесение предложенных изменений позволит повысить общий коэффициент переваримости сухого вещества с 62% до 64–65%, а также минимизировать риск нарушений рубцового пищеварения в наиболее напряженный зимний период.
Как было отмечено, о степени адаптации животных к новым условиям среды обитания судят по функционированию органов пищеварения и состояния здоровья. О переваримости судят по разнице между питательными веществами, принятыми с кормами и выделенными с калом. По нашим данным выход кала за сутки в расчете на голову составил 26,3 кг. Если сопоставить эти данные с расчетными по методу Шалавиной Е.В. , то разница весьма незначительная и составляет около 76 г.
В целом анализ рациона кормления зубров демонстрационного вольера и показателей переваримости питательных веществ рациона, процесс адаптации завезенного в республику европейского зубра проходит вполне успешно
4. Заключение
1. Используемый для кормления зубров рацион пригоден для использования, однако нуждается в некоторой корректировке углеводного профиля.
2. Коэффициент переваримости сухого вещества находится в пределах физиологической нормы, что подтверждает удовлетворительную поедаемость кормов и функциональную состоятельность пищеварительной системы животных.
3. После внедрения корректировок для подтверждения их эффективности рекомендуется проведение повторных исследований рациона и переваримости питательных веществ у зубров в зимний период.