Динамика накопления структурных углеводов в злаковых и бобовых травах

Дусаева Х.Б.

доцент кафедры биотехнологии ОГУ, кандидат сельскохозяйственных наук,

Левахин Г.И. заведующий отделом кормления ВНИИМС, Оренбург, доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ УГЛЕВОДОВ В ЗЛАКОВЫХ И БОБОВЫХ ТРАВАХ

В статье представлена динамика накопления структурных углеводов в злаковых и бобовых травах степной зоны Южного Урала (Оренбургская область). Установлено, что уровень нейтрально-детергентный клетчатки наиболее полно отражает структурный состав клеточных стенок растений и оказывает первостепенное влияние на потребление и эффективность использования корма.

Биодоступность минеральных веществ для организма человека и животных определяется как их количеством в пище, так и присутствием в рационе источников некрахмальных полисахаридов, способных в процессе гидратации формировать с минеральными веществами не-расщепляемые комплексы (D. Oberleas, 1973). Некрахмальные полисахариды относятся к структурным углеводам.

В связи с разработкой метода фракционирования структурных углеводов (P.J.Van Soest, 1979) появилась возможность более точно определять переваривание в желудочно-кишечном тракте животных каждой фракции углеводов в отдельности и выяснить их вклад в обеспечении организма питательными веществами.

По сравнению с прежними методиками определения в кормах сырой клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ метод фракционирования структурных углеводов современен и позволяет более точно определить содержание каждой фракции углеводов в кормах для последующей оценки их питательности.

Метод основан на способности нейтраль-но-детергентных растворов вымывать из сухого вещества большую часть неуглеводных компонентов: белки, жиры, таннины, кремнеземы, а также растворимые сахара, часть крахмала, пектины.

НДК - нейтрально-детергентная клетчатка, то есть клетчатка не растворимая в нейтральном детергенте, состоит в основном из ге-мицеллюлозы, целлюлозы и лигнина. НДК наиболее полно отражает структурный состав клеточных стенок. Потребление сухого и органического вещества животным и тесно коррелирует с содержанием НДК в рационе.

КДК - кислотно-детергентная клетчатка, представляет собой комплекс, состоящий из целлюлозы и лигнина. КДК может служить показателем переваримости корма, так как содержит высокий процент лигнина, который относится к низко переваримой части клетчатки.

С целью определения количества структурных углеводов (НДК, КДК, гемицеллюлоза, целлюлоза, лигнин) в основных кормах степной зоны Южного Урала (Оренбургская область ) и влияния фаз вегетации кормовых культур на содержание углеводистых фракций в целых растениях и их вегетативных частях были проведены физиологические опыты и лабораторные исследования в комплексно-аналитической лаборатории ВНИИМС.

Материалы и методы

Объектами исследований были злаковые травы (кострец безостый, пырей сизый, житняк ширококолосый) и бобовые (люцерна, эспарцет ).

Комплексная оценка злаковых трав проводилась в фазу колошения, цветения, образования семян, а бобовых трав - в фазу бутонизации, цветения и образования семян.

Была использована система детергентных растворов по методу Van-Soesta.

Разделение углеводов на фракции проводили с помощью нейтральных (лаурилсульфат натрия, трилон Б, тетраборат натрия, динат-рийфосфат) и кислых (ацетилтриметиламмоний бромистый) детергентов.

С этой целью среднюю пробу корма, высушенную и взвешенную, обрабатывали нейтральным детергентом, в результате чего растворимые в этом детергенте вещества с помощью

фильтрации отделяли от переваримого осадка (компонентов клеточных стенок). Осадок представлял собой фракцию нейтрально-детерген-тной клетчатки (НДК). Затем растворенный в нейтральном детергенте осадок обрабатывали кислотным детергентом, добиваясь растворения гемицеллюлоз. Получившийся осадок ( лигнин и целлюлоза ) обрабатывали 72%-ной серной кислотой, добиваясь полного растворения целлюлозы. После фильтрации в осадке оставался лигнин, содержание которого определяли весовым методом.

На основании проведенных исследований установлено, что уровень нейтрально-детерген-тной клетчатки наиболее полно отражает структурный состав клеточных стенок растений и оказывает первостепенное влияние на потребление и эффективность корма.

В зависимости от вида корма количество НДК варьирует в значительных пределах. Чем меньше НДК, тем больше корма потребляет животное. Уровень кислотно-детергентной клетчатки (КДК) в кормах ниже уровня НДК.

Результаты проведенных исследований показали, что с повышением уровня нейтраль-но-детергентной клетчатки в травах, концент-

рация обменной энергии в 1 кг сухого вещества (КОЭ) снижается.

Данные о содержании фракции углеводов по фазам вегетации приведены в следующей таблице 1.

Анализ полученных результатов показывает, что по мере роста и развития растений возрастает доля структурных углеводов.

Так, в костреце безостом по мере роста и развития содержание НДК увеличивается с 49,41% в фазу колошения до 61,97 % в фазу образования семян, в житняке ширококолосом количество НДК возрастает с 51,96 % до 64,12 %, а в люцерне и эспарцете уровень НДК по мере смены фенологических фаз увеличивается с 39,50-40,30 до 45,00-47,17 %.

На основании проведенных исследований установлено, что количество нейтрально-детер-гентной клетчатки характеризует степень созревания растений, так как травы, убранные в более поздние фазы вегетации, имеют более высокий процент НДК.

Уровень КДК анализируемых злаковых трав по мере смены фенологических фаз вегетации растений повысился на 8,17-11,44 %, а бобовых трав на 4,70-5,08 %.

Таблица 1.Содержание структурных углеводов по фазам вегетации

Корм НДК КДК Лигнин Целлюлоза Гемицеллюлоза

Злаковые травы

Колошение

Кострец безостый 49,41 34,83 4,52 30,31 14,58

Пырей сизый 51,03 36,00 4,22 31,78 15,03

Житняк ширококолосый 51,96 38,17 5,98 32,19 13,79

Конец цветения

Кострец безостый 55,98 39,11 7,40 31,71 16,87

Пырей сизый 56,88 41,00 8,21 32,79 15,88

Житняк ширококолосый 59,31 42,99 8,96 34,03 16,32

Образование семян

Кострец безостый 61,97 43,00 10,10 32,90 18,87

Пырей сизый 62,25 45,43 11,52 33,91 16,82

Житняк ширококолосый 64,12 49,61 13,13 36,48 14,51

Бобовые травы

Бутонизация

Люцерна 39,50 30,10 7,70 22,40 9,40

Эспарцет 40,30 30,39 7,51 22,88 9,91

Цветение

Люцерна 41,80 32,00 10,00 22,00 9,80

Эспарцет 43,19 32,39 9,80 22,59 10,80

Образование семян

Люцерна 45,00 34,80 10,90 23,90 10,20

Эспарцет 47,17 35,47 11,41 24,06 11,70

Содержание гемицеллюлоз и целлюлозы по мере роста и развития злаковых трав повысились на 0,72 - 4,39 и 2,59 - 4,29 %, а в бобовых культурах на 0,80 - 1,79 и 1,18 - 1,50 %.

По мере созревания растений клеточная оболочка грубеет, увеличивается количество фракций, связанных с лигнином.

Количество лигнина по мере смены фенологических фаз повысилось на 5,58 - 7,15 % в злаковых кормовых культурах, а в бобовых травах на 3,20 - 3,90 %.

В процессе физиологического созревания злаковых кормовых культур концентрация обменной энергии (КОЭ ) снижается на 1,54 -1,66 МДж/ кг СВ или на 17,3 - 19,7 %, а в бобовых травах на 1,60 - 1,74 МДж/кг СВ или на 19,8 - 22,0%.

Анализ данных показал, что по мере роста и развития растений наиболее интенсивно динамика накопления структурных углеводов отмечалась в злаковых кормовых культурах.

Содержание структурных углеводов было определено не только в целых растениях, но и в вегетативных частях.

Проведенные исследования показали, что изменения в динамике накопления углеводистых фракций подчинены определенным закономерностям.

По мере смены фенологических фаз максимальное содержание структурных углеводов наблюдалось в стеблевой части кормовых культур, минимальное значение в листовой части, а генеративные части растений занимали среднее положение.

Таким образом, можно сделать заключение, что вид кормовой культуры, фаза ее развития, технология заготовки кормов во многом определяют содержание определенных фракций углеводов не только в целых растениях, но и в их вегетативных частях.

Разделение клетчатки на фракции более полно раскрывает состав, а, следовательно, дает возможность точнее определить переваривание в желудочно-кишечном тракте животных каждой ее фракции в отдельности.

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Нейтрально-детергентная клетчатка является более объективным показателем содержания структурных углеводов, чем сырая клетчатка. Уровень нейтрально-детергент-ной клетчатки наиболее полно отражает структурный состав клеточных стенок растений и оказывает первостепенное влияние на потребление и эффективность использования корма.

2. По мере роста и развития злаковых трав содержание структурных углеводов возрастает: НДК на 11,22 - 12,56 %, КДК - на 8,17 - 11,44 %, лигнина на 5,58 - 7,30 %, целлюлозы - на 2,13 -4,29 %, гемицеллюлозы на 0,72 - 4,39%.

3. В процессе физиологического созревания бобовых трав содержание структурных углеводов повысилось: НДК на 5,50-6,87%, КДК на 4,70-5,10%, лигнина на 3,20-3,90%, целлюлозы и гемицеллюлозы на 1,20-1,50% и на 0,80-1,79%.

Список использованной литературы:

1. Курилов Н.В. Возрастные особенности пищеварения и обмена веществ у молодняка жвачных животных.- Сб. науч. тр. Боровск. -

1967. Т XI. - с.80-85.

2. Курилов Н.В., Севастьянова Н.А. Пищеварение жвачных.- М.: Колос.- 1978.-с.6-78.

3. Курилов Н.В.Изучение пищеварения у жвачных. - Боровск.- 1987.- с.74-78.

4. Синещеков А.Д. Биология питания сельскохозяйственных животных.- М.: Колос.-1965.-399с.