CC BY
48
Кормопроизводство и корма 135
УДК 636.085.51:636.088.31
Биологическая ценность углеводов многолетних культур и влияние на продуктивность
крупного рогатого скота
А.В. Кудашева, Б.Х. Галиев, \4.Х. Заверюха \, К.Ш. Картекенов
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»
Аннотация. В статье представлены результаты исследований зелёной массы бобовых и злаковых культур, их углеводный состав. Даны рекомендации, которыми следует руководствоваться при производстве кормов.
Ключевые слова: кормовые культуры, структурные углеводы, фракции, сроки уборки.
Углеводы составляют 75-80 % органического вещества в растениях, являются главным продуктом фотосинтеза и основным дыхательным материалом. Значительная часть сахаров идет на полимеризацию и образование полисахаридов - крахмала, целлюлозы. Сырая клетчатка включает целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Б.Г. Шарифянов, Р.Х. Губайдуллин, Т.Х. Вахитов и др. отмечают, что степень превращения углеводов в пищеварительном тракте зависит от потребления фракции углеводов их структуры и приспособленности микрофлоры к условиям среды [1]. Специфика углеводного обмена у животных состоит во всасывании в кровь большого количества летучих жирных кислот, которые покрывают потребность их в энергии на 40 % и более.
Безазотистые экстрактивные вещества для животных и микроорганизмов, населяющих предже-лудки жвачных, используются ими для синтеза бактериального белка. Микроорганизмы в рубце расщепляют сложные углеводы до простых сахаров, которые в дальнейшем сбраживаются до уксусной, пропионовой, масляной и других кислот. Рядом учёных установлено, что при очень высоком содержании клетчатки в кормах проявляется неблагоприятное действие лигнина на переваримость грубого корма, которое основано на различных химических связях между лигнином и целлюлозой, гемицеллюло-зой, что затрудняет воздействие на них ферментов микроорганизмов. С возрастом в растениях увеличивается количество целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы и изменяется соотношение сахара и протеина, клетчатки и протеина.
В опытах В.В. Гундорова [2], проведённых на коровах, установлено, что повышение в рационе клетчатки до 25-26 % ведёт к уменьшению использования азота корма, и автор приходит к выводу о целесообразности поддерживать уровень клетчатки в пределах 17-21 % от сухого вещества рациона. Г.К. Дускаев [3] предлагает при вскармливании молодняка мясного скота, выращиваемого на мясо, учитывать фракционный состав углеводов корма, оптимальное содержание которых составляет: по сырой клетчатке - 19 % и КДК - 30 %, что способствует лучшему использованию питательных веществ рациона на 3,0-9,0 %, повышению продуктивности животных - на 4-6 % и уровня рентабельности производства говядины - на 5,0-7,0 %.
Умеренные температуры воздуха и почвы, полная обеспеченность влагой способствуют созданию и накоплению БЭВ в растениях, в частности сахара, крахмала. На их накопление в растениях оказывают влияние зона выращивания и факторы воздействия внешней среды. Так, сушка растений приводит к уменьшению переваримости клетчатки, что объясняется утолщением клеточных стенок в результате образования пектиновых веществ [4]. При силосовании зелёных кормов происходит превращение сахара в молочную, уксусную, пропионовую, муравьиную кислоты и образуется некоторое количество углекислого газа.
Ряд учёных считает основным в сухом веществе рационов количество сырой клетчатки и легко-переваримых углеводов: в пищеварительном тракте моно- и дисахариды утилизируются почти полностью, а степень ферментации крахмала, гемицеллюлозы, целлюлозы находится в зависимости от их содержания в кормах [5, 6].
Содержание сахара в зелёном корме зависит от ботанического состава трав, фазы их использования, места выращивания и густоты посева [7]. Многочисленными исследованиями установлено, что введение в рацион животных оптимального количества водорастворимых углеводов способствует повышению жирности молока, переваримости клетчатки, улучшению усвоения каротина и минеральных солей корма. Напротив, недостаточное поступление сахаров с кормом вызывает в организме животных дефицит глюкозы. Он особенно остро ощущается у коров в последние месяцы стельности и в первые
136 Кормопроизводство и корма
недели лактации в связи с ростом плода и использованием глюкозы и потерей её с молоком. Балансирование рационов по сахару способствует повышению жира в молоке, нормализует содержание молочного сахара в пределах 30-40 г на литр молока [8].
В среднем по стране в рационах коров сахаро-протеиновое отношение колеблется в пределах 0,7:1. Из-за снижения в рационе уровня сахара происходит нарушение рубцового пищеварения. Введение в рацион кормов, богатых крахмалом, снижает уровень аммиака в рубце и повышает синтез бактериального белка. Благоприятное соотношение растворимых углеводов и протеина, зимой равное 0,7:1 и летом - 0,9:1,1, способствует улучшению ферментативных процессов у молочных коров, а избыточное количество сахара в рационе тормозит процессы протеолиза, дезаминирования. Исследования по изучению углеводного состава травы естественных пастбищ в Оренбуржье были проведены в 50-е годы [8].
Учитывая значительную роль углеводов в обмене веществ, их изменчивость под влиянием ряда факторов, нами изучен углеводный состав кормовых растений. Особое внимание было обращено на глюкозу, фруктозу и сахарозу, служащих пластическим материалом для построения белка. Образцы растений были взяты на полях Оренбургского, Октябрьского и Тоцкого районов.
Помимо этого были взяты образцы для изучения структурных углеводов, играющих значительную роль в оценке кормов.
Показатель «сырая клетчатка» в настоящее время не удовлетворяет требованиям зоотехнической науки. В процессе роста растений происходит переход углеводов из одной формы в другую благодаря ферментам [9].
Таблица 1. Содержание углеводов (сахаров), фракций в траве бобовых и злаковых многолетних культур, % на абсолютно сухое вещество
Фаза цветения Фракция сахаров Люцерна Бродская 2 Донник жёлтый Эспарцет песчаный Житняк широко коло-сый Кострец безостый Ковыль Лес-синга Тип чак Тыр са Ковыль- но-типча-ковая ассоци-
ация
До колошения Сумма сахаров, в т. ч. 5,75 7,80 5,51 6,67 11,36 - 7,59 5,90
До бутониза- Глюко-
ции за+фруктоза 1,27 5,55 1,85 4,1 5,20 - 2,76 1,31
Сахароза 2,93 2,05 1,75 2,43 5,76 - 4,50 3,96
Колошение -//- 4,35 6,46 3,31 7,75 5,81 5,92 6,49 6,17
2,08 5,02 2,19 4,18 2,31 4,03 2,75 3,51
Бутонизации 1,24 1,09 0,54 3,03 3,02 1,72 3,49 2,32
Цветение 4,40 7,60 3,74 15,22 10,3 4,63 4,75 5,44
Образование -///-
семян 1,77 2,58 1,07 6,15 3,84 1,35 1,16 1,19
До колошения Отнош. мо-
носахаридов 1:2,3 2,7:1 1:1 1,7:1 1:1 2,3:1 1:1,6 0,3:1
До бутониза- дисахариды 1,7:1 4,6:1 1,85:1 1,5:1 0,7:1 2,3:1 1:0,8 1,5:1
ции
Цветение 1,4:1 1,8:1 2,4:1 1,4:1 1,5:1 0,8:1 3,0:1 3,0:1
Молочная 2,0:1
спелость
Люцерна, донник, эспарцет занимают значительную площадь в Оренбургской области, которая по природно-климатическим условиям относится к засушливой степи. Полученные результаты в табли-
Кормопроизводство и корма 137
це 1 показывают, что накопление сухого вещества наиболее значительным было у люцерны. В фазу бутонизации она превосходила эспарцет на 6,355 и на 17,9 % донник. В фазу цветения тенденция сохранилась, различия в сравнении с эспарцетом и донником составили соответственно 3,6 и 13 %.
Проведённые исследования показывают, что содержание сахаров в траве кормовых культур зависит от вида, фазы развития, зоны выращивания и технологии заготовки. По мере роста растений закономерно увеличивается количество легко- и труднорастворимых углеводов. У бобовых и злаковых наибольшее их количество приходится на фазу цветения. При пересчёте на абсолютное сухое вещество проявляется закономерное снижение количества легкорастворимых углеводов. Максимальное их количество у злаковых совпадает с фазой выхода в трубку, у бобовых - цветения [10].
В острозасушливые годы у всех культур отмечается большое количество сахаров различных фракций, превышающих среднемноголетние данные. У изученных культур сумма легкорастворимых сахаров достигает наибольшей величины в период цветения, так как в это время в растениях наиболее интенсивно происходят процессы синтеза и гидролиза, в которых принимают активное участие сахара. Между накоплением растворимых сахаров и протеином имеется обратная зависимость, особенно это отчётливо заметно в годы с менее благоприятными условиями для роста трав. Кормовые культуры по-разному реагируют на изменения погодных условий. Особенно чувствительны к этому ковыль, ковыль-но-типчаковая ассоциация, люцерна и донник. Для многолетних растений степной зоны характерным приспособленным признаком является отложение углеводов в кормах - в нижних частях побегов, корневищах, которые обеспечивают отрастание трав после зимовки, стравливания или скашивания. Об этом свидетельствуют результаты исследований [11].
В фазе бутонизации наибольшее содержание моносахаридов установлено у донника жёлтого, люцерны синегебридной, эспарцета песчаного. У костреца, типчака, ковыльно-типчаковой ассоциации к концу цветения монозы являются промежуточным продуктом фотосинтеза.
У костреца и житняка к периоду зимовки осенью усиливается побегообразование, в связи с этим содержание сахаров уменьшается.
У люцерны к осени снижается процесс побегообразования, поэтому к зимовке содержание запасных веществ становится максимальным. Накопление к зимнему периоду запасных веществ в виде сахаров, крахмала повышает зимостойкость растений, особенно люцерны и костреца прямого. Люцерна жёлтая отличается от синегибридной меньшей способностью к побегообразованию осенью, поэтому она больше устойчива к морозам.
В люцерне синегибридной «Бродская», выращенной в условиях разных зон, синтез сахаров протекает неодинаково. Наибольшее количество растворимых углеводов образуется в условиях степи центральной зоны Оренбургской области, наименьшее - в засушливой степи западной зоны.
Наибольшее количество сахаров содержат злаковые многолетние, а низкие - у бобовых. Причём в каждой группе следует выделить культуры, наиболее богатые сахаром, у злаковых многолетних -житняк ширококолосый. Полученное из него сено при уборке растений в фазе колошения содержит сахаров в 1,6 раза, а в фазе цветения - в 1,9 раза больше, чем в сене естественных пастбищ и в 1,3-1,6 раза больше, чем в кострецовом сене, самый низкий уровень их - в эспарцете свежескошенном. Эти данные необходимо учитывать при использовании сена и зелёной массы в рационе животных.
Известно, что недостаток клетчатки в рационах жвачных вызывает нарушение пищеварительных процессов, а избыток её угнетает процесс переваривания органического вещества. Поэтому концентрация и структурный состав клетчатки в кормах во многом определяют их энергетическую ценность.
С целью определения количества структурных углеводов в кормах степной зоны Южного Урала и влияния фаз вегетации на содержание углеводных фракций были проведены совместные исследования сотрудниками лаборатории и отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов ВНИИМС (2004). Объектом исследования были многолетние бобовые и злаковые культуры. Результаты исследований показали, что изменения в содержании фракций углеводов подчинены определённым закономерностям. Молодые травы содержат более полноценный белок, все необходимые витамины, а их клетчатка легко переваривается.
По мере роста и развития растений возрастает доля структурных углеводов.
138 Кормопроизводство и корма
Одновременно изменяется содержание полисахаридов. Так, содержание сырой клетчатки и сырого лигнина к фазе цветения заметно увеличивается. Данные по содержанию структурных углеводов представлены в таблице 2.
Таблица 2. Содержание структурных углеводов в бобовых и многолетних злаковых кормовых культур,г/кг
Фаза вегетации Сухое вещество Сырая клетчатка НДК КДК Гемицел люлоза Лигнин Целлюлоза
Люцерна
Бутонизация Цветение 242,4 308,3 60,0 79,3 109,1 163,9 88,7 133,7 20,5 30,3 18,5 30,9 70,1 102,8
Эспарцет
Бутонизация Цветение 227,0 297,3 55,1 82,7 99,17 132,7 80,6 108,1 18,6 24,6 18,6 24,4 19,1 84,0
Донник
Бутонизация Цветение 199,0 268,3 53,4 62,4 107,3 144,7 87,3 117,9 20,1 26,8 37.1 57.2 56,1 60,8
Житняк
Колошение 296,6 106,3 199,6 117,4 73,2 21,2 96,2
Цветение 341,1 120,9 263,3 166,6 91,7 38,6 141,4
Образование семян 513,9 - 329,5 284,9 74,6 67,5 187,4
Кострец
Колошение 275,6 76,3 150,4 93,3 57,3 14,5 78,8
Цветение 348,9 99,7 202,7 125,3 79,5 25,3 99,2
Образование семян 406,8 - 252,1 174,9 77,2 41,1 133,8
Из представленных данных следует, что в фазу бутонизации общее количество НДК у люцерны превышало аналогичный показатель эспарцета на 10,0 %, донника - на 1,7 %. В фазу цветения показатель НДК увеличивался у люцерны до 163,9 г/кг, что выше, чем у донника и эспарцета на 13,2 и 23,5 %. В основном это происходило за счёт КДК. Люцерна в обе фазы вегетации характеризовалась более высоким содержанием КДК в сравнении с другими культурами: в фазу бутонизации - на 1,6-10,1 %, во время цветения - на 13,4-23,7 %. Содержание гемицеллюлозы колебалось от 18,6 до 30,3 г/кг, при этом преимущество имела люцерна. В фазу её цветения значения были выше, увеличение составило 47,8 %, у эспарцета - на 32,3 %, у донника - на 33,3 %. Наибольшее количество лигнина накапливалось также в фазу цветения. При этом самое высокое - у донника в обе фазы вегетации.
Таким образом, содержание углеводов в кормовых растениях (бобовые, многолетние злаковые) не является стабильным и связано с видом растения, фазой вегетации, зоной выращивания и другими факторами.
Полученные нами данные дают представление о накоплении углеводов в основных многолетних бобовых и злаковых растениях в среднем по Оренбургской области, взятых в разные фазы их выращивания, и могут быть использованы при составлении кормовых рационов для крупного рогатого скота, при определении сахаро-протеинового коэффициента, играющего важную роль в оценке питательности и усвояемости кормов в организме сельскохозяйственных животных.
Литература
1. Рацион - связующее звено животноводства и окружающей среды / Б.Г. Шарифянов, Р.Х. Гу-байдуллин, Т.Х. Вахитов, В.А. Мазитов, З.З. Якшибаева. Уфа: БНИИСХ, 2007. С. 61-67.
2. Гундоров В.В. Влияние разного уровня клетчатки в рационе на пищеварение в рубце и показатели обмена у коров: дис. ... канд. биол. наук. Боровск, 1976. 186 с.
Кормопроизводство и корма 139
3. Дускаев Г.К. Научно-практическое обоснование новых подходов к регуляции обмена веществ в организме молодняка крупного рогатого скота и повышению эффективности использования кормов при производстве говядины: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Оренбург, 2009. 46 с.
4. Рекомендации по комплексной оценке кормовых культур и кормов, заготовленных из них, в зоне Южного Урала / Г.И. Левахин, Н.М. Ширнина, В.А. Айрих, Ю.И. Левахин, В.И. Швиндт и др. Оренбург, 2005. 11 с.
5. Модянов А.В., Степанова Т.Н., Дрозденко Н.П. Потребность в углеводах маток мясошерст-ных пород: тр. ВНИИЖ. Дубровицы, 1981. С. 57.
6. Курилов Н.В. Рубцовая ферментация и образование предшественников молока у жвачных животных // Пищеварение и биосинтез молока у сельскохозяйственных животных. Боровск, 1982. С. 8-15.
7. Кудашева А.В., Яновская Е.К. К вопросу об углеводном составе кормовых растений Оренбургской области: тр. ВНИИМС. Оренбург, 1972. Вып. 16. С. 364-370.
8. Евсеев В.И. Пастбища Юго-Востока. Чкалов: Чкалов. кн. изд-во, 1954. 339 с.
9. Углеводный состав кормовых культур в Оренбуржье /А.В. Кудашева, Г.И. Левахин, Н.М. Ширнина, Г.Б. Родионова, Г.К. Дускаев // Кормопроизводство. 2011. № 11. С. 33-34.
10. Динамика накопления углеводов в многолетних злаковых травах Оренбуржья / А.В. Куда-шева, Г.И. Левахин, Н.М. Ширнина, В.Г. Резниченко, Г.К. Дускаев // Вестник Российской Академии сельскохозяйственных наук. 2010. № 2. С. 51-53.
11. Кудашева А.В. Состав и питательность кормов в степной зоне Юго-Востока, способы повышения их продуктивного действия: дис. ... д-ра с.-х. наук. Оренбург, 1990. С. 182-195.
Кудашева Александра Васильевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, старший научный сотрудник отдела научно-технической информации и патентоведения ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mail: [email protected]
Галиев Булат Хабулеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. профессора С.Г. Леушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000 г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-44-24
| Заверюха Александр Харлампиевич, | доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАН
Картекенов Канат Шарипович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. профессора С.Г. Леушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-44-24
UDC 636.085.51:636.088.31
Kudasheva Alexandra Vasilevna, Galiev Bulat Habuleevich, Zaveryukha Alexandr Kharlampievich, Kartekenov Kanat Sharipovich
FSBSI «All-Russian Research Institute of Beef Cattle Breeding», e-mail: [email protected] The biological value of carbohydrates of perennial crops and the impact on productivity of cattle Summary. The article presents the results of studies of green mass of legumes and cereals, their carbohydrate composition. Recommendations that should guide the production of feed are given. Key words: forage crops, structural carbohydrates, fractions, harvesting time.
