CC BY
20
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.102.12.030
ОЦЕНКА ВОЗДУШНО-СУХОЙ МАССЫ ВИКО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВОСМЕСЕЙ ПО ОПТИМАЛЬНОСТИ В СООТНОШЕНИИ НЕЙТРАЛЬНО-ДЕТЕРГЕНТНОЙ (НДК/ NDF) И КИСЛОТНО-ДЕТЕРГЕНТНОЙ КЛЕТЧАТКИ (КДК/ АDF).
Научная статья
Скамарохова А.С.*
ORCID: 0000-0001-6821-429Х, Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, Краснодар, Россия
* Корреспондирующий автор (rskamarokhov[at]mail.ru)
Аннотация
NDF (нейтрально детергентная клетчатка) сегодня рассматривается как самый подходящий параметр для характеристики клетчатки, потому что NDF содержит самые важные составляющие стенок клеток растений (целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин) и, тем самым, делает возможным разделение углеводов на структурные и неструктурные (FC, NFC). Большой вызов в кормлении высокопродуктивных коров - обеспечить потребность животных в энергии и при этом предоставить рубцу достаточное количество волокнистых веществ, чтобы была возможна нормальная стабильная работа рубца.
Из-за ограниченного потребления корма рационы высокопродуктивных коров богаты высокопереваримыми неструктурными углеводами (NFC), чья ферментация ведет к образованию в рубце большого количества пропионовой кислоты с сильным кислотным действием и, наоборот, ферментация NDF происходит медленнее и в меньшем масштабе. Содержание клетчатки и концентрации энергии находятся в обратной зависимости. Кроме того, клетчатка играет важную функцию при образовании слоев содержимого рубца (мат из грубых частиц, который плавает на жидкости с мелкими частицами).
Ключевые слова: нейтрально детергентная клетчатка, кислотно детергентная клетчатка, структурные и неструктурные углеводы, кормовые травосмеси, озимая вика, тритикале, пшеница.
EVALUATION OF THE AIR-DRY MASS OF VETCH-CEREAL HERBAGE MIXTURES ACCORDING
TO THE OPTIMAL RATIO OF NEUTRAL-DETERGENT (NDF) AND ACID-DETERGENT FIBERS (ADF).
Research article
Skamarokhava A.S.*
ORCID: 0000-0001-6821-429Х, Krasnodar Research Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russia
* Corresponding author (rskamarokhov[at]mail.ru)
Abstract
NDF (neutral detergent fiber) is now considered the most suitable parameter for fiber characterization due to the fact that NDF contains the most important components of plant cell walls (cellulose, hemicellulose and lignin) and therefore makes it possible to divide carbohydrates into structural and non-structural (FC, NFC). A big challenge in feeding high producing cows is supply the animals with the needed amounts of energy and at the same time provide the tripe with enough fibrous substances to ensure its stable operation.
Due to limited feed intake, the diets of high producing cows are rich in highly digestible non-structural carbohydrates (NFC), whose fermentation leads to the formation of a large amount of propionic acid with a strong acidic effect in the tripe, while the NDF fermentation is slower and happens on a smaller scale. Fiber content and energy concentrations are inversely related. In addition, fiber possesses an important function in the formation of layers in the tripe's content (a mat out of coarse particles that floats on a liquid with small particles).
Keywords: neutral detergent fiber, acid-detergent fiber, structural and non-structural carbohydrates, feed herbage mixtures, winter vetch, triticale, wheat.
Введение
Исследования по решению проблемы производства кормов и получению растительного белка по разным агроэкологическим зонам, экономическим районам и отдельным областям Российской Федерации проводили много авторов, которыми было установлено, что в каждой почвенно-климатической зоне существует какой-либо определяющий фактор минимума, при наступлении которого наблюдается резкое снижение продуктивности большинства сельскохозяйственных культур. В частности, в степных районах Краснодарского края этим фактором является влага. Точно спрогнозировать распределение осадков по отдельным периодам вегетации практически невозможно. В отдельные годы недостаток влаги приводит к резкому снижению урожая кукурузы, сокращению до критических объемов заготовки силоса, а также к снижению его качества [1].
За счет выращивания на силос и сенаж многолетних и однолетних бобово-злаковых травосмесей можно свести к минимуму ущерб от засух.
Хорошей альтернативой посевам многолетних трав являются однолетние злаково-бобовые смеси, состоящие из озимой вики и озимой пшеницы или тритикале. Вика озимая относится к числу основных молокогонных кормовых культур в озимых посевах, используемых в молочном животноводстве. По кормовым достоинствам она не уступает люцерне, клеверу, гороху и другим бобовым травам. Кроме того, вика озимая является промежуточной культурой, поэтому не занимает самостоятельного поля севооборота, позволяя интенсивно использовать пашню в хозяйствах животноводческого направления, и, к тому же, улучшает плодородие почвы благодаря симбиотическому усвоению
атмосферного азота. Она является поставщиком дефицитных для животных каротина (57-78 мг/кг в зелёной массе, 37 мг/кг в сене) и лизина (5 % от общего количества белка) [4].
Современное состояние полевого кормопроизводства в Краснодарском крае характеризуется экстенсивным уровнем ведения вследствие нерациональной структуры посевных площадей, высокой долей зерновых и пропашных культур низкой долей многолетних трав, прежде всего, бобовых, недостаточным внесением удобрений [4]. Низкая продуктивность кормовых на пашне и преобладание злаков в их видовом составе определяют незначительную эффективность кормовых культур в системе земледелия и севооборотов. Для обеспечения кормами одной коровы с удоем 7500 кг молока в год [5] требуется не менее 2,0 га пашни. В связи с недостаточным удельным весом бобовых обеспеченность животных удовлетворена в недостаточной степени, а расход кормов на производство животноводческой продукции в 1,3-1,4 раза превышает нормативы. Увеличение доли бобового и бобово-злакового растительного сырья до 70 % обеспечит повышение содержания сырого протеина в сухом веществе объёмистых кормов до 14-15 %.
Повышение протеиновой питательности и качества кормов на основе оптимизации структуры посевных площадей позволит сократить их расход на производство животноводческой продукции на 20-25 % [9].
Методы и принципы исследования
На опытном поле ФГБНУ КНЦЗВ с 01.10.2018 по 10.07.2019 года был заложен опыт по изучению продуктивности двух видов озимых вик: вика паннонская (Viciapannonica Granz) сорта Орлан и Черноморская и вика мохнатая (Viciavilossa ор Roth) сорта Луговская 2 и Глинковская. Вики высевались в смеси с озимой пшеницей (Triticumaestivum L.) сорт Таня. Вносились различные дозы минеральных удобрений (N20P20K20, N40P40K40, N60P60K60) по вариантам. Фосфор (суперфосфат) и калий (калий хлористый) вносились при посеве, азот (кальциевая селитра) в качестве ранневесенней подкормки. В качестве контроля изучался сорт вики мохнатой Луговская 2, так как это наиболее востребованный в Краснодарском крае сорт озимой вики. Почвы опытных делянок представлены чернозёмом выщелоченным слабогумусным тяжелосуглинистым мощным.
Исследования проводились согласно «Методике полевого опыта» Б. А. Доспехова и Методическим указаниям ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса [2], [3]. Оценка воздушно-сухой массы вико-злаковых травосмесей в соотношении нейтрально-детергентной (НДК/ NDF) и кислотно-детергентной клетчатки (КДК/ ADF) производилась in vitro.
Целью данного исследования является изучение, какая из представленных травосмесей наиболее оптимальна по соотношению NDF/ADF в вико-злаковом сене для наиболее качественного кормления высокопродуктивного молочного КРС.
Из-за ограниченного потребления корма рационы высокопродуктивных коров богаты высокопереваримыми неструктурными углеводами (NFC), чья ферментация ведет к образованию в рубце большого количества пропионовой кислоты с сильным кислотным действием и, наоборот, ферментация NDF происходит медленнее и в меньшем масштабе. Содержание клетчатки и концентрации энергии находятся в обратной зависимости. Кроме того, клетчатка играет важную функцию при образовании слоев содержимого рубца (мат из грубых частиц, который плавает на жидкости с мелкими частицами).
Если количество структурной клетчатки ниже критического значения, снижается время жевания жвачки и, как следствие, - секреция слюны. Из-за этого снижается показатель рН и соотношение ацетата к пропионату, что ведет к снижению содержания молочного жира. Низкое содержание NDF в рационе влияет на здоровье рубца и здоровье коровы. Краткосрочно слишком мало клетчатки ведет к субклиническому ацидозу или клиническому ацидозу. Долгосрочно недостаточное обеспечение клетчаткой ведет к проблемам с копытами и смещению сычуга. Содержание NDF и показатель рН рубца имеют обратную зависимость, поскольку NDF (из грубых кормов), с одной стороны, имеет структурное действие и стимулирует секрецию слюны. С другой стороны, NDF ферментируется медленнее и меньше, чем NFC [6], [8].
Основные результаты
Для того чтобы выяснить, какая травосмесь наиболее сбалансирована для кормления КРС, проводился анализ воздушно-сухой массы (сена) травосмесей по методу Ван Соеста. Данный метод лабораторным путем определяет количество нейтрально детергентной клетчатки (НДК), а затем и кислотно детергентной клетчатки (КДК) (см. таблицу
1) [7], [10].
Таблица 1 - Требования к показателям НДК и КДК для рациона КРС
Показатель Минимальное значение Максимальное значение
НДК, % в сухом веществе рациона 28 40
НДК из основного корма, % в сухом веществе основного корма 22 32
КДК, % в сухом веществе рациона 16 24
Баланс КДК и НДК в исследуемых травосмесях без внесения удобрений представлен в таблице 2.
Таблица 2 - Содержание КДК и НДК в воздушно-сухой массе однолетних вико-злаковых травосмесях (контроль)
Вариант травосмеси НДК, % КДК, %
Фаза начало колошения злаков-бутонизация вики (06.05.2019 г.)
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 50,8 29,9
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 46,4 33,0
Озимая тритикале Сват + паннонская вика Орлан 28,1 19,2
Озимая пшеница Таня + паннонскя вика Орлан 51,5 31,0
Фаза цветения злаков - начало бобообразования вики (26.05.2019 г.)
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 38,8 31,9
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 45,0 36,4
Озимая тритикале Сват + паннонская вика Орлан 44,6 32,3
Озимая пшеница Таня + паннонская вика Орлан 45,6 28,4
Основываясь на результатах таблицы 2, можно сделать заключение, что самый оптимальный баланс НДК и КДК (основываясь на данных таблицы 1) содержит травосмесь озимая тритикале Сват + вика паннонская Орлан в фазу бутонизации, который составил (НДК/КДК) 28,1/19,2. Это соотношение структурных углеводов наиболее приближено к оптимуму. К вариантам с негативным соотношениям клетчатки относятся все другие опытные образцы. Содержание КДК и НДК в воздушно-сухой массе однолетних вико-злаковых травосмесях с внесением минеральных удобрений (см. таблицу 3)
Таблица 3 - Содержание КДК и НДК в воздушно-сухой массе однолетних вико-злаковых травосмесях _с внесением минеральных удобрений_
Вариант травосмеси НДК, % КДК, %
Фаза начало колошения злаков - бутонизация вики (06.05.2019 г.)
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N2oP2oK2o 49,8 29,5
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N2oP2oK2o 50,4 30,5
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N4oP4oK4o 48,7 38,3
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N4oP4oK4o 34,5 25,8
Фаза цветения злаков-начало бобообразования вики (26.05.2019 г.)
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N2oP2oK2o 36,4 23,9
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N2oP2oK2o 45,1 34,0
Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N4oP4oK4o 40,3 31,8
Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N4oP4oK4o 48,5 30,0
Варианты с применением минеральных удобрений менее близки по оптимальному соотношению НДК/КДК для КРС. Наиболее сбалансированным по содержанию клетчатки из всех представленных вариантов следует считать вариант озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, (КДК/НДК) 34,5/25,8, полученный при укосе в фазу
колошения злаков - бутонизации вики и вариант озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N^^^0 (укос в фазу цветения злаков - бобообразования вики) (КДК/НДК) 36,4/23,9. В других опытных образцах наблюдается завышение КДК, что ведет к дальнейшему снижению качества корма. Биометрическая обработка полученных результатов в первом укосе (см. таблицу 4)
Таблица 4 - Биометрическая обработка полученных результатов в первом укосе
Варианты Травосмеси Колошениие-бутонизация
НДК, % КДК,%
Контроль Озимая тритикале Сват +паннонская вика Орлан 28,1±0,31 19,2±0,19
N20P20K20 Озимая тритикале Сват +паннонская вика Орлан, N2oP2oK2o 49,73±0,2 29,6±0,7
N20P20K20 Озимая тритикале Сват +паннонская вика Орлан, N^^^0 48,9±0,56 38,37±0,32***
Контроль Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 46,37±0,91 32,47±0,79
N20P20K20 Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N^^^0 45,27±7,3 36,43±0,3***
N40P40K40 Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N^^^0 34,53±0,64* 25,27±1,52
Примечание:*р<0,1; ** р<0,01; *** р<0,001
Степень достоверности результатов отражают данные таблицы 4, в которой приведена статистическая обработка данных по укосам. Среди вико-тритикалевых травосмесей наиболее качественное содержание структурных углеводов содержится в образцеозимая тритикале Сват + паннонская вика Орлан - 28,1±0,31/19,2±0,19, что на 43,5 % (N2oP2oK2o)и 42,5 %(N2oP2oK2o) меньше по НДК и на 35,1 % (N2oP2oK2o) и 49,9 %(N2oP2oK2o) меньше по КДК. Варианты вико-пшеничных травосмесей также имеют отрицательный баланс клетчатки, что неприемлемо для кормления высокопродуктивного КРС. Биометрическая обработка полученных результатов во втором укосе (см. таблицу 5)
Таблица 5 - Биометрическая обработка полученных результатов во втором укосе
Варианты Травосмеси Цветение-бобообразование
НДК, % КДК,%
Контроль Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 38,77±0,9 36,5±0,68
N20P20K20 Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N20P20K20 36,5±0,68 23,63±0,35
N40P40K40 Озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2, N40P40K40 40,8±0,25*** 31,4±1,74***
Контроль Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 28,03±0,54 19,07±0,52
N20P20K20 Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N20P20K20 45,5±0,53*** 34,07±0,58***
N40P40K40 Озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2, N40P40K40 48,43±0,85*** 29,87±1,52***
Примечание: *p<0,1; ** p<0,01; *** p<0,001
Статистическая обработка полученных данных показывает достоверность всех вариантов, кроме варианта озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 (N20P20K20) во втором укосе (36,5±0,68/23,63±0,35). Наиболее оптимальным соотношением следует считать соотношение НДК/КДК в контрольном варианте озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 во втором укосе (28,03±0,54/19,07±0,52). Так же можно считать оптимальным вариант озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 N2oP2oK2o во втором укосе (36,5±0,68/23,63±0,35), так как данные показатели не выходят за пределы референсного значения.
Заключение
Приближен к оптимуму в большей степени во втором укосе вариант озимая пшеница Таня + озимая вика Луговская 2 - 28,03±0,31/19,07±0,19. Остальные опытные варианты вико-пшеничных и вико-тритикалевых травосмесей так же имеют отрицательный баланс клетчатки, что неприемлемо для кормления высокопродуктивного молочного КРС. Оптимальным также является вариант озимая тритикале Сват + озимая вика Луговская 2 N2oP2oK2o во втором укосе (36,5±0,68/23,63±0,35), так как данные показатели не выходят за пределы максимального значения (по Ван Соесту).
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Горковенко, Л. Г. Новая технологическая культура кормовой базы - основа высокой продуктивности животных / Горковенко Л. Г., Морозов Н. П. - Краснодар: Диапазон-В, 2011. - С. 22-23.
2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1985. - 416 с.3
3. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами ВНИИ кормов имени В.Р. Вильямса. - М., 1987. - С. 17-25.
4. Данные с официального сайта Росстат. - [Электронный ресурс]. - URL: https://clck.ru/SPvHk (дата обращения 17.11.2020).
5. Романенко, А.А. Сорта и гибриды: каталог КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко; / сост. А.А. Романенко и др. -Краснодар: ЭДВИ. - 2017. - 128 с.
6. Полноценное кормление молочного скота - основа реализации генетического потенциала продуктивности / В. И. Волгин, Л. В. Романенко, П. Н. Прохоренко, З. Л. Федорова, Е. А. Корочкина. - М.: РАН, 2018. - 260 с.
7. Manukyan I. R The Sources of Economically Valuable Traits of Winter Wheat Varieties in the Conditions of the Forest-steppe Zone of the Central Caucasus / I. R Manukyan, M. A. Basieva, V. B. Abiyev, N. A. Yurina, A. N., Gneush Y. N. Ashinov // Annals of Agri-Bio Research 24 (2) : 242-245, 2019.
8. Manukyan I. R. Complex evaluation of productivity and environmental plasticity of the winter wheat breeding material for the conditions of the Submontane Zone of Central Caucasus / I.R. Manukyan, M. A.Basieva, A. N. Gneush, G. Y. Arutyunova, M. M. Udychak, D. A. Yurin // Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development Vol. 19, Issue 4, 2019. РР. 159-166.
9. Borisenko V.V. Effect of "ECOSS" BioGumate on the Growth and Development of Winter Wheat of Various Varieties / V.V. Borisenko, I.S. Zholobova, A.I. Petenko, A.N. Gneush, N.A. Yurina // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - Vol. 10(10), 2018; 2626-2627.
10. Yilmaz S. Effects of seeding rates on competition indices of barley and vetch intercropping systems in the eastern mediterranean / S. Yilmaz, A.Ozel , M. Atak, M. Erayman // Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2015. Vol. 39. № 1. P. 135-143.
Список литературы на английском языке / References in English
1. Gorkovenko, L. G. Novaja tehnologicheskaja kul'tura kormovoj bazy - osnova vysokoj produktivnosti zhivotnyh [New Technological Culture of the Forage Reserve — the Basis of High Productivity of Animals]/ L. Gorkovenko G., Morozov N. P.Krasnodar: Range-V, 2011. - pp. 22-23 [in Russian]
2. Dospekhov, B. A. Metodika polevogo opyta [Methods of Field Experience] / B. A. Dospekhov. - M.: Kolos, 1985 - 416 p. [in Russian]
3. Metodicheskie ukazanija po provedeniju polevyh opytov s kormovymi kul'turami VNII kormov imeni V.R. Vil'jamsa. [Methodological Guidelines for Conducting Field Experiments With Forage Crops at the All-Russian Williams Fodder Research Institute]. - M., 1987. - pp. 17-25 [in Russian]
4. Dannye s oficial'nogo sajta Rosstat [Data from the official website of the Federal State Statistic Service]. - [Electronic resource]. - URL: https://clck.ru/SPvHk. (accessed 17.11.2020) [in Russian]
5. Romanenko, A. A. [Varieties and Hybrids: Catalog of the Federal State Budgetary Scientific Institution P. P. Lukyanenko National Center of Grain]; compiled by A. A. Romanenko et al. - Krasnodar: EDVI. - 2017. - 128 p. [in Russian]
6. Polnocennoe kormlenie molochnogo skota - osnova realizacii geneticheskogo potenciala produktivnosti [Full-Fledged Feeding of Dairy Cattle — the Basis for Realizing the Genetic Potential of Productivity]/ V.I. Volgin, L.V. Romanenko, P.N. Prokhorenko et al. - Moscow: RAS, 2018. - 260 p. [in Russian]
7. Manukyan I. R The Sources of Economically Valuable Traits of Winter Wheat Varieties in the Conditions of the Forest-steppe Zone of the Central Caucasus / I. R Manukyan, M. A. Basieva, V. B. Abiyev, N. A. Yurina, A. N., Gneush Y. N. Ashinov // Annals of Agri-Bio Research 24 (2) : 242-245, 2019.
8. Manukyan I. R. Complex evaluation of productivity and environmental plasticity of the winter wheat breeding material for the conditions of the Submontane Zone of Central Caucasus / I.R. Manukyan, M. A.Basieva, A. N. Gneush, G. Y. Arutyunova, M. M. Udychak, D. A. Yurin // Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development Vol. 19, Issue 4, 2019. РР. 159-166.
9. Borisenko V.V. Effect of "ECOSS" BioGumate on the Growth and Development of Winter Wheat of Various Varieties / V.V. Borisenko, I.S. Zholobova, A.I. Petenko, A.N. Gneush, N.A. Yurina // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. - Vol. 10(10), 2018; 2626-2627.
10. Yilmaz S. Effects of seeding rates on competition indices of barley and vetch intercropping systems in the eastern mediterranean / S. Yilmaz, A.Ozel , M. Atak, M. Erayman // Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2015. Vol. 39. № 1. P. 135-143.
