КОРМОВЫЕ ТРАВЫ

У кормовых трав в отличие от других сельскохозяйственных культур используют вегетативную массу растений — листья, стебли, соцветия, являющиеся источниками многих полезных веществ, оп­ределяющих их ценность как кормов или компонентов корма для животных. Более того, из листьев некоторых травянистых растений (люцерна, клевер) промышленным способом получают биологи­чески полноценные белки, витамины, легкоусвояемые углеводы, липиды и другие биохимические продукты.

При использовании вегетативной массы трав на кормовые цели в них учитывают прежде всего содержание белков, легкоусвояе­мых форм углеводов, витаминов, биологически полноценных ли- пидов, клетчатки и минеральных веществ, количество и соотно­шение которых в растительных тканях очень сильно варьирует в

зависимости от возраста растений, условий выращивания и при­меняемых удобрений.

Азотистые вещества. Основные азотистые вещества травянис­тых растений — белки, свободные аминокислоты и их амиды, нук­леиновые кислоты, нуклеотиды, азотистые основания. На долю белков приходится обычно 60—70 % общего количества азотистых веществ, а 30—40 % составляют небелковые соединения азота, ко­торые на 80—90 % состоят из аминокислот и их амидов. В связи с тем что основная часть азотистых веществ в травах представлена белками и аминокислотами, для оценки питательных свойств ве­гетативной массы растений часто используют содержание сырого протеина, выражающее суммарное количество азотистых веществ в пересчете на белки.

Белки вегетативных органов растений хорощо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот и легко усваиваются организмом животных, так как на 60—70 % состоят из легкора­створимых фракций — альбуминов и глобулинов, на долю щело- черастворимых белков приходится не более 25—30 %. Если за 100 % принять биологическую питательную ценность белков с оп­тимальной концентрацией незаменимых аминокислот, то значе­ния этого показателя у бобовых трав будут составлять 80—90 %, у мятликовых трав и зеленой массы кукурузы — 75—85 %.

В составе белков кормовых трав наблюдается лищь заметный дефицит метионина. Во фракции свободных аминокислот содер­жатся все аминокислоты, входящие в состав белков, в том числе и незаменимые, что повыщает биологическую питательную цен­ность азотистых веществ травянистых растений.

В вегетативных органах трав запасные формы белков не образу­ются, и их белковый комплекс представлен в основном структур­ными и каталитическими белками, а также белками, выполняю­щими регуляторные, транспортные и защитные функции в орга­низме растений. Содержание отдельных групп белков и небелко­вых азотистых веществ в вегетативной массе трав заметно изменяется в онтогенезе.

В ранние фазы роста в листьях травянистых растений много белков, легкорастворимых углеводов, липидов, минеральных ве­ществ, витаминов и относительно мало клетчатки и лигнина, сни­жающих питательную ценность кормовых трав (рис. 147). Белко­вый комплекс трав в этот период характеризуется высоким содер­жанием наиболее полноценных белков — альбуминов.

В последующие фазы роста и развития кормовых трав содержа­ние в них азотистых веществ, липидов, витаминов, зольных эле­ментов снижается, а количество клетчатки и лигнина увеличива­ется, в результате ухудшается переваримость всех органических веществ корма. Особенно сильно ухудшается кормовая ценность трав после цветения, когда происходит образование генеративных органов, а в листьях растений активизируются процессы распада

// И! IV Фаза развития

А

II т IV

Фаза развития

Б

Рис. 147. Изменение содержания углеводов и азотистых веществ в вегетативной массе кормовых трав, % сухой массы:

А — тимофеевка луговая: I — кущение; II — выход в трубку; III — колошение; IV — цветение; V — созревание семян; Б— клевер луговой: I — образование розетки; II — ветвление; III — бу­тонизация; IV —цветение; V —созревание семян; 7 —сырой протеин; 2—клетчатка; J —без­азотистые экстрактивные вещества (БЭВ)

высокомолекулярных органических соединений. Поэтому наибо­лее высокую питательную ценность кормовые травы имеют на бо­лее ранних фазах развития, что учитывают при хозяйственном ис­пользовании этих культур.

В онтогенезе в составе азотистых веществ в листьях и стеблях травянистых растений происходят значительные изменения. Во время формирования листьев в них больше образуется белков и меньше содержится небелковых азотистых веществ, увеличива­ется доля высокомолекулярных и труднорастворимых белков. В результате активизации процесса гидролиза и оттока веществ в репродуктивные органы количество белков в листьях уменьша­ется, но увеличивается концентрация небелковых азотистых ве­ществ. В стеблях растений во все фазы их роста и развития со­держание небелковых соединений азота значительно выше, чем в листьях.

Общее количество азотистых веществ, выражаемое содержа­нием сырого протеина, у мятликовых трав в фазе выхода в труб­ку обычно составляет 10—20 % их сухой массы, перед цветени­ем—5—15%; у бобовых трав в фазе ветвления — 20—30 %, в фазах бутонизации — цветения — 15—25 %, у кукурузы в фазе молочно-восковой спелости — 8—12 %. Как видно, бобовые и мятликовые травы представляют собой важный источник пол­ноценных кормовых белков, содержание которых в вегетатив­ной массе этих растений может быть выше, чем требуется по нормам кормления, в связи с чем травянистую массу очень час­то используют как высокобелковую добавку к низкобелковым кормам.

Динамика углеводов. В вегетативных органах кормовых трав, как и любых других растений, основные продукты фотосинтеза — углеводы, которые накапливаются как запасные вещества — у бо­бовых в виде ассимиляционного крахмала, а у мятликовых расте­ний в виде фруктозидов, содержащих до 30 остатков фруктозы. Ассимиляционный крахмал откладывается в листьях и корнях рас­тений, фруктозиды — в листьях и нижней утолщенной части соло­мины. Общее количество этих полисахаридов в кормовых травах может достигать 8 % сухой массы.

В ююточных оболочках травянистых растений откладывается довольно много гемицеллюлоз (до 10—15 % сухой массы), кото­рые играют роль как структурных, так и запасных веществ. Со­держание клетчатки в зависимости от возраста растений и усло­вий выращивания колеблется в очень широких пределах, в сред­нем оно составляет 20—35 % сухой массы. Установлено, что если содержание клетчатки превышает 30 % сухой массы, то перева­римость органических веществ корма резко снижается. Другим компонентом, снижающим переваримость корма, является по- лифенольное соединение лигнин, количество которого в моло­дой траве составляет 3—5 % сухой массы, а в перезревшей тра­ве—до 15 %.

Кроме полисахаридов в травах содержится значительное ко­личество легкорастворимых углеводов — моносахаридов и саха­розы, в значительной степени определяющих их питательную ценность. Общее количество Сахаров в вегетативных органах бо­бовых трав обычно составляет 6—10 % сухой массы, у мятлико­вых трав — 4—7, кукурузы — 9—14 %, причем более половины Са­харов представлено сахарозой.

Для характеристики питательных свойств вегетативной массы трав часто используют показатель «безазотистые экстрактивные вещества» (БЭВ), выражающий общее количество легкоусвояемых углеводов — Сахаров, крахмала, фруктозидов, гемицеллюлоз (кро­ме ксиланов и арабанов), пектиновых веществ, пентозанов. В бо­бовых травах количество БЭВ обычно составляет 40—50 % сухой массы, у мятликовых трав — 50—60, у кукурузы — до 70 %.

В процессе вегетации растений содержание различных углево­дов в вегетативных органах претерпевает существенные измене­ния (см. рис. 147). Общее количество легкоусвояемых углеводов в начале вегетации возрастает (у бобовых до фазы бутонизации, у мятликовых — до фазы выхода в трубку), а затем постепенно сни­жается вследствие их оттока на образование генеративных орга­нов. До фаз выхода в Трубку и бутонизации увеличение концент­рации БЭВ происходит главным образом за счет синтеза и накоп­ления крахмала и фруктозидов, а в последующий период увеличи­вается содержание гемицеллюлоз и клетчатки.

В молодой траве много легкорастворимых углеводов — Саха­ров. В початках кукурузы в процессе созревания количество сахаров уменьшается, но происходит накопление запасного крах­мала. Таким образом, можно считать, что наиболее высокую пи­тательную ценность мятликовые травы имеют в фазе выхода в трубку, бобовые — в фазе бутонизации (максимальная концент­рация БЭВ), кукуруза — в фазах молочной — молочно-восковой спелости.

В процессе роста и развития травянистых растений значитель­ная часть углеводов в их вегетативной массе превращается в орга­нические кислоты, которые относятся к легкоусвояемым веще­ствам и, следовательно, повышают питательную ценность трав. В листьях кормовых трав особенно много яблочной, лимонной, ян­тарной, фумаровой кислот, являющихся промежуточными мета­болитами дыхательных реакций. Значительно больше органичес­ких кислот накапливается в бобовых травах (5—10 % сухой массы) и меньше в мятликовых (2—3 %).

Липиды и витамины. Липидный комплекс вегетативной массы растений представлен структурными и запасными формами, пер­вые из которых связаны с клеточными структурами, а вторые ло­кализованы в сферосомах, образуя резервный и запасной фонд липидов в клетках. Большая часть липидов находится в тканях листьев и соцветий, а меньшая — в корнях и стеблях растений. Липиды кормовых трав содержат много полиненасыщенных жирных кислот— линолевой и линоленовой (75—80 % общего количества жирных кислот), вследствие чего обладают высокой биологической питательной ценностью и поэтому представляют важный источник незаменимых жирных кислот для сельскохо­зяйственных животных.

Для характеристики качества кормов липиды в растительном материале определяют обычно путем экстракции органическими растворителями, в которых растворяются свободные (структурно не связанные) липидные фракции, включающие не только жиры, но и другие группы липидов, поэтому определяемый таким спосо­бом показатель принято называть «сырым жиром». Значительно больше сырого жира содержится в вегетативной массе бобовых ра­стений (2—5 % сухой массы) и меньше в мятликовых травах и зе­леной массе кукурузы (1,5—3 %). В процессе вегетации содержа­ние липидов в кормовых травах снижается, особенно в репродук­тивный период развития.

В связи с тем что витамины, входя состав ферментов, являются активаторами биохимических процессов, их интенсивный синтез происходит в молодых активно функционирующих органах, а по мере старения тканей органа количество в них витаминов умень­шается. Такая же тенденция прослеживается и в онтогенезе. В молодой зелени трав содержание витаминов в 1,5—2 раза выше, чем в вегетативной массе растений в фазе бутонизация (у мятли­ковых колошения) — цветение. Особенно богаты витаминами бобовые травы. В фазе бутонизация — цветение в сухой массе бобовых трав содержание каротина (провитамина А) составляет 20—35 мг%, аскорбиновой кислоты (витамин С) — 200—300, тиа­мина (Bi) — 1,2—1,5, рибофлавина (В2) — 2,5-^5 мг%. В мятли­ковых травах содержится 10—20мг% каротина, 150—200 аскор­биновой кислоты, 0,5—1,5 тиамина, 2—3 мг% рибофлавина. Ос­новная масса этих витаминов сосредоточена в листьях растений и молодых соцветиях.

Другие витамины содержатся в кормовых травах в следую­щих количествах (мг% сухой массы): пиридоксин — 1—2, нико­тиновая кислота — 3—6, фолиевая кислота — 0,5—1, пантотеновая кислота—1—2, токоферол — 10—25. Содержание витами­нов в зеленой массе кукурузы примерно такое же, как у мятли­ковых трав. В процессе сушки зеленой массы трав значительное количество каротина и аскорбиновой кислоты разрушается вследствие их окисления под воздействием солнечных лучей и повышенной температуры. Витамины группы В — более ста­бильные соединения, поэтому их содержание в высушенной

массе трав почти не уменьшается.

Влияние внешних условий. Действие внешних условий (света, тепла, влаги и др.) на синтез азотистых веществ и углеводов в ли­стьях кормовых трав такое же, как и на другие растения. При бо­лее интенсивном освещении активируются биосинтетические процессы синтеза азотистых веществ, в результате в вегетативной массе растений увеличивается концентрация белков и аминокис­лот. Количество азотистых веществ в травах также возрастает в условиях повышенных температур (25—35 °С). При более низких температурах в листьях растений усиливается накопление угле­водов и в первую очередь их лабильных форм — Сахаров, крахма­ла, фруктозидов.

От действия света и изменения температуры окружающей сре­ды содержание сырого протеина в травах может изменяться в 1,5— 2 раза, а концентрация водорастворимых углеводов в 2—3 раза. Следует также учитывать, что в естественных условиях повышение интенсивности света и температуры окружающей среды всегда со­провождается снижением влагообеспеченности растений.

В специальных опытах по изучению влияния водного режима на химический состав кормовых трав установлено, что в условиях дефицита влаги в вегетативной массе растений снижается концен­трация легкоусвояемых углеводов и увеличивается содержание белков. При орошении наблюдается сдвиг биохимических процес­сов в направлении усиления синтеза легкоусвояемых углеводов, кроме того, повышается содержание клетчатки.

Оптимизация питания. Обеспечение режима питания кормовых трав существенно зависит от их видовых особенностей. При выра­щивании бобовых трав главное внимание уделяют созданию опти­мальных условий для симбиотической фиксации азота, поэтому под эти культуры азотные удобрения обычно не вносят, а дозы фосфорных и калийных удобрений рассчитывают по потребности растений с целью формирования возможно большего урожая зеле­ной массы.

На хорошо окультуренной почве от внесения фосфорно-ка- лийных удобрений выход белка с единицы площади возрастает в 1,5—2 раза, причем это происходит не только за счет повышения урожайности бобовых трав, но и вследствие усиления синтеза белков в вегетативной массе растений. При поливах бобовых трав и достаточном обеспечении их фосфором и калием накоп­ление в листьях белков и аминокислот не снижается, что позво­ляет получать прибавку урожая зеленой массы без ухудшения ее питательных свойств.

На бедных и неокультуренных почвах на рост и развитие бобо­вых трав положительно влияет внесение извести, молибденовых, магниевых, кобальтовых, борных и других удобрений, которые ак­тивируют биохимические процессы в клетках растений и, таким образом, способствуют более интенсивной азотфиксации и накоп­лению азотистых веществ в вегетативной массе.

При выращивании мятликовых трав и кукурузы на зеленый корм или силос внесение фосфорно-калийных удобрений необхо­димо дополнять азотными удобрениями. При недостатке азота резко снижается урожай трав, а в вегетативной массе растений — количество азотистых веществ, липидов, витаминов и увеличива­ется содержание клетчатки. В результате не только снижается вы­ход биологической массы, но и ухудшается ее питательная цен­ность. При создании необходимого уровня азотного питания вы­ход кормовой биомассы трав повышается в 3—5 раз, содержание сырого протеина в вегетативных органах растений —в 1,5—2,5 раза, каротина — в 1,2—1,5 раза.

В одном из опытов по изучению действия азотных удобрений на формирование химического состава мятликовых трав (кострец безостый) были получены следующие результаты (табл. 34).

34. Химический состав вегетативной массы костреца безостого в зависимости от дозы азотного удобрения, % сухой массы (Плешков, 1980)

При применении высоких доз азотных удобрений ухудшают­ся питательные свойства кормовых трав вследствие повышения концентрации небелковых форм азота и особенно нитратов, а также в результате чрезмерного снижения содержания в травах легкоусвояемых углеводов. В опытах установлено, что хорошая сбалансированность биомассы кормовых трав по химическому составу наблюдается при соотношении содержания сырого про­теина и количества Сахаров, равном 1:0,8—1,5. В ином случае корм необходимо сбалансировать по белкам или по содержа­нию легкоусвояемых углеводов.

Следует отметить, что нарушение сахаро-белкового соотноше­ния может наблюдаться даже при невысоких дозах азота, когда, например, наблюдается сильный дефицит фосфора или калия, при этом резко снижается урожай зеленой массы растений и азот ока­зывается в значительном избытке. Поэтому регулирование азотно­го питания растений проводят с учетом их обеспеченности други­ми питательными элементами.

Опасные концентрации нитратов в зеленой массе мятликовых трав отмечены при дозах азота свыше 300 кг/га, недостаточном фосфорно-калийном питании и пониженных температурах.

Оптимизация питания кормовых трав имеет важное значение как способ балансирования кормов по содержанию минеральных веществ. Животные чаще всего испытывают недостаток в каль­ции, магнии, фосфоре, йоде, кобальте, меди, селене. Поступление в растения этих и других элементов зависит от содержания их в почве и внесения удобрений.

При неправильном применении удобрений может наблюдать­ся недостаток или избыток определенных минеральных веществ, вызывающий у животных различные заболевания. Например, при внесении повышенных доз азотных удобрений снижается поступление в растения фосфора, калия, кальция, магния, и в результате длительного кормления животных такой зеленой мас­сой они заболевают пастбищной тетанией. Содержание в травах кальция и магния может также снижаться при высоких дозах ка­лийных удобрений, не сбалансированных внесением азота и фосфора, при этом в тканях растений возрастает концентрация калия, который в количествах свыше 3 % сухой массы становится токсичным для животных.

Таким образом, подбирая нужные биотипы травянистых расте­ний и регулируя водный режим, питание растений азотом, фосфо­ром, калием и другими элементами, можно создавать необходи­мые условия для получения высоких урожаев кормовых трав, хо­рошо сбалансированных по содержанию белков, углеводов, липи- дов, витаминов и минеральных веществ.