Исследование химического состава степных пастбищных растений Бурятии
Автор: Буянтуева Любовь Батомункуевна, Алексеева Елена Валентиновна, Намсараев Баир Бадмабазарович, Дамдинсурэн Б.
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Ботаника
Статья в выпуске: 4, 2012 года.
Бесплатный доступ
Зеленая масса изученных степных фитоценозов соответственно своим биохимическим показателям органических веществ имеет относительно хорошую кормовую ценность. Однако согласно нормам обеспеченности растений макро- и микроэлементами отмечен дефицит фосфора, магния, цинка и частично Си. Поэтому с целью профилактики заболеваний, связанных с дефицитом данных микроэлементов, необходима оптимизация их содержания путем обогащения ими кормовых растений.
Органические вещества, макро-, микроэлементный состав, живая и мертвая фитомасса, кормовая ценность, протеин, клетчатка
Короткий адрес: https://sciup.org/148181046
IDR: 148181046
Текст научной статьи Исследование химического состава степных пастбищных растений Бурятии
Степи Бурятии широко используются под пастбища. Но в настоящее время за счет интенсивного использования пастбищ и аридизации климата 254 тыс. га степных травостоев в Бурятии находится на различной стадии деградации. В результате происходит коренная перестройка экологии степных экосистем, уменьшается продуктивность фитоценозов, снижается питательная ценность травостоя и широко распространяются не поедаемые скотом сорные растения.
Поэтому исследование степных экосистем, особенностей химического состава, несомненно, актуально, в связи с необходимостью сохранения и рационального использования этих уникальных природных экосистем, а также для разработки нормативов сбалансированного кормления сельскохозяйственных животных. Детальное изучение химического состава растительных остатков вызывает большой научный интерес и в связи с их огромной ролью в биогеохимических процессах биосферы.
Основной целью нашей работы было исследование химического состава растительных остатков степных фитоценозов Бурятии.
Объект и методы исследования
Для исследования химического состава растительных остатков использовали надземные (живые и мертвые) и подземные части (корни) растений степных фито ценозов: полынно-ковыльно- разнотравное, полынно-житняково-ковыльно-разнотравное, мятликово-ковыльно-разнотравное, змеевково-полынно-ковыльно-разнотравное, зме-евково-полынно-ковыльно-разнотравное и мят-ликово-змеевково-ковыльно-разнотравное (далее в статье они указаны как участки), расположенных на территории Иволгинского и Мухорши-бирского районов Бурятии.
Сбор растительного материала проводился в период массовой вегетации в 2010-2011 гг. на территории Мухоршибирского и Иволгинского районов Бурятии. Химический анализ включал езопределение органического вещества и элементного состава растительного опада. Целлюлозу определяли по модифицированному методу Кюршнера - Ганека, лигнин - по методу Клас-сон). Содержание протеина рассчитывали по общему азоту умножением на коэффициент 6,25. Сахар, крахмал определяли методом экстракции с антроновым реактивом [1].
Определение содержания Fe, Си, Zn, Мп, Со, Cr, Cd в полученных минерализатах осуществляли на атомно-абсорбционном спектрофотометре SOLAAR Мб; Са и Mg определяли комплексонометрическим методом; N - титриметрическим методом по Кьельдалю, Р - фотометрическим ванадиевомолибдатным методом; Na, К - методом пламенной фотометрии (пламенном фотометре ПФ-1) [1, 2].
Результаты исследования
Одной из важнейших характеристик качества растений является содержание в них основных питательных веществ - протеина и клетчатки. Зеленая масса исследуемых степных сообществ, согласно нормативным требованиям к зеленому корму, обеспечена протеином и клетчаткой достаточно [3]. Содержание их колеблется от 10,0 до 11,7% и 26,1-29,9% соответственно. Исключение составляет 3 участок, где отмечено низкое содержание протеина (8,63%). В мертвой надземной фитомассе и корнях количество белка заметно снижается, а содержание клетчатки, наоборот, увеличивается. Относительно высокое содержание клетчатки (37,9-43,3%) в мертвой фитомассе исследуемых фитоценозов способствует снижению перевариваемости и усвояемости раститель ных кормов.
Ценность растительных кормов зависит также от содержания в них легкоусвояемых углеводов (сахара и крахмала). При дефиците данных углеводов в рационе животных интенсивность деятельности микрофлоры снижается, а это, в свою очередь, приводит к снижению переваривания и усвоения ими питательных веществ. В результате снижается уровень и качество молочной и мясной продукции. Содержание сахара и крахмала в растительных образцах надземной живой фито массы колеблется от 1,42 до 5,50% и от 1,42 до 2,51%, соответственно. В мертвой надземной фитомассе концентрация данных веществ значительно снижается, а в подземной фитомассе отмечены их следовые значения (табл. 1).
Таблица 1
|
Растительные образцы |
Площадки |
Влажность, % |
Органические вещества, в % |
Зола |
|||
|
сахар |
крахмал |
сырой протеин |
сырая клетчатка |
||||
|
Зеленая фитомасса |
1 |
6,6 |
5,50 |
2,51 |
11,7 |
26,6 |
4,63 |
|
2 |
8,4 |
2,43 |
2,23 |
10,0 |
27,8 |
6,1 |
|
|
3 |
7,0 |
5,74 |
2,23 |
8,62 |
29,7 |
9,1 |
|
|
4 |
7,6 |
1,43 |
1,43 |
10,0 |
28,8 |
6,3 |
|
|
5 |
8,2 |
1,42 |
1,42 |
10,0 |
26,1 |
5,7 |
|
|
Мертвая фитомасса |
1 |
6,2 |
- |
- |
4,62 |
38,7 |
7,6 |
|
2 |
7,6 |
- |
- |
4,62 |
43,3 |
7,7 |
|
|
3 |
7,6 |
- |
- |
5,0 |
37,9 |
13,2 |
|
|
4 |
7,0 |
- |
- |
5,06 |
40,3 |
9,6 |
|
|
5 |
7,2 |
- |
- |
6,0 |
37,0 |
8,2 |
|
|
Корни |
1 |
7,4 |
- |
- |
0,94 |
34,2 |
15,3 |
|
2 |
7,4 |
- |
- |
5,62 |
37,4 |
14,7 |
|
|
3 |
8,0 |
- |
- |
5,18 |
36,1 |
17,3 |
|
|
4 |
7,0 |
- |
- |
6,0 |
37,4 |
16,1 |
|
|
5 |
7,0 |
- |
- |
6,18 |
39,1 |
25,4 |
|
Органические вещества растительного опада степных сообществ Бурятии (в %, в воздушно-сухом веществе)
По данным химического анализа, показатели элементного химического состава трав исследуемых степных пастбищ Бурятии существенно не отличаются от показателей, приводимых в литературе [4, 5].
Для большинства изученных фитоценозов (исключение составляет 3 участок) содержание сырой золы невысокое и колеблется в пределах 4,63-6,3%. Низкое содержание золы характерно для сухих степей Центрально-Азиатского региона [6].
Элементами-доминантами в зеленой фитомассе исследуемых сообществ являлись N, К, Са, Р и Mg, в подземной - N, Са, К, Mg Na и Р. Макроэлементы, содержащиеся в надземной массе исследуемых сообществ, располагаются следующим образом: N > Са>К > Р> Mg > Na. Ввиду сходства ботанического состава исследуемых сообществ данные макроэлементы практически не меняли свою последовательность в ряду аккумуляции.
Важным показателем качества кормов является содержание азота. Азот - один из основных химических элементов, играющих наиболее заметную роль в метаболических процессах и синтезе белка растений, а значит и накоплении фитомассы. Содержание азота в живой надземной фитомассе исследуемых сообществ колеблется от 1,38 до 1,87 %.
Содержание кальция в надземной фитомассе 3-го и 4-го сообществ соответствует норме, а 2-го и 5-го сообществ слегка повышено. Особенно высокое его содержание (0,91%) наблюдается в растительных остатках участка №1. Содержание магния и фосфора во всех образцах исследуемых фитоценозов недостаточное, за исключением 2 участка, где концентрация магния соответствует норме.
Из-за недостаточного содержания фосфора и избыточного кальция соотношение данных элементов значительно превышает рекомендуемое (1,5:2,0) в рационах кормов.
Содержание калия и натрия в растительных остатках колеблется - 0,74-1,14% и 0,05-0,10%, соответственно. Дефицит калия в рационах животных наблюдается очень редко ввиду предельно достаточного их содержания в кормах. Калий и натрий - взаимосвязанные макроэлементы, они участвуют в регуляции осмотического давления, активности ферментов и других процессов. Соотношение калия и натрия в рационах для коров рекомендуется в пределах 5-10:1. Однако высокое потребление животных с кормом калия влечет за собой избыточное выведение натрия с мочой. В связи с этим в пастбищный период животные испытывают повышенную потребность в поваренной соли. Рекомендуется употреблять поваренную соль животным, для которых используются в качестве корма растения 4-го и 5-го фитоценозов, где в соотношении данных элементов отмечены особенно низкие показатели натрия.
Биологические достоинства растительных кормов характеризуются также определенным содержанием микроэлементов. Общие запасы микроэлементов в исследуемых растительных образцах надземной живой фитомассы представлены в таблице 2.
Таблица 2
|
Растительные образцы |
Площадка |
Макроэлементы, в % |
Микроэлементы, мг/кг |
|||||||||
|
N |
Р |
Са |
Mg |
К |
Na |
Си |
Мп |
Zn |
Pb |
Cd |
||
|
Зеленая фито масса |
1 |
1,87 |
0,16 |
0,91 |
0,012 |
0,74 |
0,07 |
5,98 |
25,43 |
12,47 |
1,07 |
0,043 |
|
2 |
1,60 |
0,13 |
0,77 |
0,21 |
0,83 |
0,10 |
7,13 |
29,68 |
11,96 |
1,39 |
0,031 |
|
|
3 |
1,38 |
0,16 |
0,57 |
0,08 |
0,83 |
0,07 |
2,33 |
19,57 |
11,49 |
0,70 |
0,0003 |
|
|
4 |
1,60 |
0,18 |
0,66 |
0,06 |
1,08 |
0,05 |
4,30 |
24,85 |
12,73 |
0,85 |
0,25 |
|
|
5 |
1,60 |
0,16 |
0,81 |
0,11 |
1,14 |
0,06 |
13,88 |
31,02 |
14,14 |
1,96 |
0,07 |
|
|
Мертвая фито масса |
1 |
0,74 |
0,06 |
0,68 |
0,02 |
0,16 |
0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
0,74 |
0,04 |
0,38 |
0,06 |
0,20 |
0,04 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
3 |
0,80 |
0,07 |
0,75 |
0,07 |
0,29 |
0.05 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
4 |
0,81 |
0,07 |
0,97 |
0,05 |
0,34 |
0,05 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
5 |
0,96 |
0,06 |
0,63 |
0,09 |
0,38 |
0,04 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Корень |
1 |
0,15 |
0,09 |
1,40 |
0,05 |
0,44 |
0,15 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2 |
0,90 |
0,08 |
0,68 |
0,05 |
0,46 |
0,09 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
3 |
0,83 |
0,10 |
0,54 |
0,15 |
0,32 |
0,15 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
4 |
0,94 |
0,08 |
0,47 |
0,11 |
0,49 |
0,08 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
5 |
0,99 |
0,07 |
1,20 |
0,05 |
0,42 |
0,10 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Элементарный химический состав растительных остатков (в абсолютно сухом веществе) степных фитоценозов Бурятии
Сравнение наших данных о содержании микроэлементов в исследуемых образцах с пороговыми концентрациями данных элементов в кормовых растениях позволило выявить их низкую обеспеченность Zn [7]. Дефицит цинка в растениях обусловлено, по-видимому, его низким содержанием в почве. Исследуемые фитоценозы произрастают на каштановых почвах, грануло метрический состав которых представлен в основном супесью. По литературным данным, в породах легкого гранулометрического состава концентрация цинка значительно ниже, чем в суглинистых отложениях [7]. Цинк влияет на синтез гормона пролактина, поэтому недостаток данного элемента в кормах способствует снижению молокообразования у животных.
О.В. Вишнякова, Г. Д. Чимитдоржиева, А.Н. Балданова. Лигнин в растениях криолитозоны Забайкалья
В пределах нормы во всех исследуемых образцах выявлено содержание Мп. Данный элемент имеет исключительно важное значение в фотосинтезе и дыхании растений. Не превышают фоновые значения концентрации и особо опасных токсичных тяжелых металлов свинца и кадмия.
Концентрация Си - незаменимого микроэлемента для всех растений - также соответствует нормативным требованиям, за исключением 3-го сообщества, где отмечен незначительный его недостаток.
Таким образом, зеленая масса изученных степных фитоценозов соответственно своим биохимическим показателям имеет относительно хорошую кормовую ценность. Однако при выпасе животных на зимней ветоши, где наблюдается недостаточность протеина и других важных элементов питания, необходимо подкармливать сеном и концентрированными кормами. С целью профилактики заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов (Zn и частично Си), нужна оптимизация их содержания путем обогащения ими кормов.
