1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Успехи современной биологии
  4. T. 143, № 5, 2023

Успехи современной биологии, 2023, T. 143, № 5, стр. 466-475

Органический кремний в растениях как лимитирующий фактор переваримости кормов растительноядных млекопитающих

Б. Д. Абатуров 1, *, М. П. Колесников 2, **

1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
Москва, Россия

2 Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН
Москва, Россия

* E-mail: abaturovbd@mail.ru
** E-mail: mpk200549@mail.ru

Поступила в редакцию 04.04.2023
После доработки 25.04.2023
Принята к публикации 08.05.2023

Аннотация

Исследовано влияние органических форм кремния, содержащихся в тканях растений, на переваримость корма растительноядных млекопитающих. В процессе пищеварения усваивается крайне малая часть потребленного кремния, что позволяет использовать его в качестве индикатора переваримости растительного корма. Естественно содержащийся в растениях органический кремний снижает переваримость корма, ставит предел ферментации потребленного растительного субстрата и его структурных компонентов (клетчатки, лигнина). При увеличении доли кремния в потребленной растительности на единицу переваримость линейно снижается на одну треть или четверть. Предел ферментации устанавливается при содержании кремния в корме на уровне 3–4% сухой массы. Среди основных групп кормовых растений (злаки и разнотравье) количество кремния значительно выше в злаках (соответственно 1.70% и 0.91%). По этой причине переваримость злаков у всех сравниваемых животных (верблюды, лошади Пржевальского, бизоны, сайгаки) в 1.2–1.4 раза ниже, чем переваримость разнотравья. При увеличении доли злаков в корме на 1% переваримость корма у животных с разными типами пищеварения (жвачные, моногастричные) одинаково снижается в среднем на 0.16%. Разная переваримость злаков и разнотравья вызывает разделение травоядных по пищевой специализации. Потребители разнотравья (сайгаки) избегают потребления злаков и нежизнеспособны при их господстве в пастбищной растительности. Специфические особенности пищеварения злаковоядных (Лошадиные, Бычьи) обеспечивают повышенный объем потребления, компенсирующий пониженную переваримость злаков.

Ключевые слова: кремний, кремнийорганические соединения, растительные корма, растительноядные млекопитающие, переваримость растений, индикаторы переваримости

Список литературы

  1. Абатуров Б.Д. Питание и кормовые ресурсы диких растительноядных млекопитающих в степных экосистемах. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2021. 208 с.

  2. Абатуров Б.Д., Джапова Р.Р. Кормовая обеспеченность и состояние сайгаков (Saiga tatarica) на степных пастбищах с разным соотношением злаков и разнотравья // Изв. РАН. Сер. биол. 2015. № 2. С. 207–214.

  3. Абатуров Б.Д., Скопин А.Е. Злаки и разнотравье на степных пастбищах, их токсические свойства и сравнительная роль в питании растительноядных млекопитающих // Журн. общей биол. 2019. Т. 80 (3). С. 226–237.

  4. Абатуров Б.Д., Колесников М.П., Лихнова О.П. и др. Использование лигнина и кремния кормовой растительности в качестве индикаторов переваримости для количественной оценки потребления пищи свободнопасущимися сайгаками // Зоол. журн. 1997. Т. 76 (1). С. 104–113.

  5. Абатуров Б.Д., Петрищев Б.И., Колесников М.П., Субботин А.Е. Сезонная динамика кормовых ресурсов и питание сайгака на естественном пастбище в полупустыне // Успехи соврем. биол. 1998. Т. 11 (5). С. 564–584.

  6. Абатуров Б.Д., Колесников М.П., Никонова О.А., Позднякова М.К. Опыт количественной оценки питания свободнопасущихся млекопитающих в естественной среде обитания // Зоол. журн. 2003. Т. 82 (1). С. 104–114.

  7. Абатуров Б.Д., Ларионов К.О., Джапова Р.Р., Колесников М.П. Качество кормов и обеспеченность сайгаков (Saiga tatarica) пищей в условиях восстановительной смены растительности на Черных землях Калмыкии // Зоол. журн. 2008. Т. 87 (12). С. 1524–1530.

  8. Абатуров Б.Д., Казьмин В.Д., Колесников М.П. Питание бизонов (Bison bison), верблюдов (Camelus bactrianus) и лошадей (Equus caballus) при совместной пастьбе на изолированном степном пастбище // Зоол. журн. 2015. Т. 94 (12). С. 1470–1478.

  9. Абатуров Б.Д., Джапова Р.Р., Казьмин В.Д. и др. Сравнительные особенности питания лошади Пржевальского Equus рrzewalskii, двугорбого верблюда Camelus bactrianus и сайгака Saiga tatarica на степном изолированном пастбище // Изв. РАН. Серия биол. 2019. № 6. С. 625–639.

  10. Воронков М.Г., Лукевиц Э.Я. Биологически активные соединения кремния // Успехи химии. 1969. Т. XXXVIII. Вып. 12. С. 2173–2177.

  11. Воронков М.Г., Кузнецов И.Г. Кремний в живой природе // Изв. СО АН СССР. Серия: История, филол. и философия. 1984. 157 с.

  12. Гинс М.С., Колесников М.П., Гинс В.К., Кононков П.Ф. Методика анализа органической и минеральных (растворимой и полимерной) форм кремния в овощных культурах. М.: РУДН, 2012. 38 с.

  13. Джапова Р.Р., Аюшева Е.Ч., Бембеева О.Г. и др. Атлас эталонных образцов кутикулярной структуры эпидермиса различных видов растений степной и пустынной зон. Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2019. 94 с.

  14. Джапова В.В., Бембеева О.Г., Аюшева Е.Ч. и др. Кормовая избирательность полувольных бизонов (Bison bison) в дерновиннозлаковой степи долины западного Маныча // Аридн. экосистемы. 2020. Т. 26. № 4 (85). С. 59–65.

  15. Ефимов Ф.Ф. Определение переваримости кормов с помощью кремнекислоты // Пробл. животноводства. 1935. Вып. 9. С. 116–118.

  16. Казьмин В.Д., Абатуров Б.Д., Демина О.Н., Колесников М.П. Кормовые ресурсы и питание полувольных бизонов (Bison bison) на степном пастбище долины западного Маныча // Зоол. журн. 2016. Т. 95 (2). С. 234–244.

  17. Калашников А.П., Клейменов Н.И., Баканов В.И. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: Справочное пособие / Ред. А.П. Калашников, Н.И. Клейменов. М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.

  18. Колесников М.П. Формы кремния в растениях // Успехи биол. хим. 2001. Т. 41. С. 301–332.

  19. Колесников М.П. Абатуров Б.Д. Формы кремния в растительном материале и их количественное определение // Успехи соврем. биол. 1997. Т. 117 (5). С. 534–548.

  20. Ларионов К.О., Джапова Р.Р., Розенфельд С.Л., Абатуров Б.Д. Питание сайгаков (Saiga tatarica) на пастбищах Черных земель Калмыкии в условиях восстановительной смены растительности и остепнения // Зоол. журн. 2008. Т. 87 (10). С. 1259–1269.

  21. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. 3-е изд. перераб. и доп. / Ред. А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов. М.: Россельхозакадемия, ВГНИИживотноводства, 2003. 456 с.

  22. Пшеничный П.Д., Ворошилов М.Ф., Василенко AM. О методике определения переваримости кормов по кремнекислоте // Пробл. животноводства. 1935. Вып. 4. С. 160–163.

  23. Розенфельд С.Б. Атлас микрофотографий кутикулярной структуры эпидермиса кормовых растений позвоночных фитофагов тундровой и степной зон Евразии (электронное издание). М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2011. Точка доступа: http://www.sevin.ru/menues1/index_rus.html?../news/501.html

  24. Chapuis J.L., Bousses P., Pisanu B., Reale D. Comparative rumen and fecal diet microhistological determinations of European mouflon // J. Range Manag. 2001. V. 54 (3). P. 239–242.

  25. Clauss M., Kaiser T., Hummel J. The morphophysiological adaptations of browsing and grazing mammals // The ecology of browsing and grazing / Eds I.J. Gordon, H.H.T. Prins. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. P. 47–88.

  26. Gallup W.D. A note on the detemination of the digestibility of protein by Bergeims method // J. Biol. Chem. 1929. V. 81. P. 321–324.

  27. Gallup W.D., Hobbs C.S., Briggs H.M. The use of silica as a reference substance in digestion trials with ruminants // J. Anim. Sci. 1945. V. 4 (1). P. 68–71.

  28. Handreck K.A., Jones L.H.P. Studies of silica in oat plant: IV. Silica content of plant parts in relation to stage of growth, supply of silica and transpiration // Plant Soil. V. 29. 1968. P. 449–459.

  29. Hofmann R.R. Evolutionary steps of ecophysiological adaptation and diversification of ruminants: a comparative view of their digestive system // Oecologia. 1989. V. 78. P. 443–457.

  30. Hofmann R.R. Die Wiederkauer // Biol. Unserer Zeit. 1991. B. 21 (2). S. 73–80.

  31. Holechek J.L. Comparative contribution of grasses, forbs, and shrubs to the nutrition of range ungulates // Rangelands. 1984. V. 6. P. 261–263.

  32. Holechek J.L., Gross B.D., Dabo S.M., Stephenson T. Effects of sample preparation, growth stage and observer on microhistological analysis // J. Wildl. Manage. 1982. V. 46. P. 502–505.

  33. Jones L.H., Handrec K.A. The relation between the silica content of the diet and the excretion of silica by sheep // J. Agricult. Sci. 1965. V. 65 (1). P. 129–134.

  34. Scotcher J.S.B. A review of faecal analysis techniques for determining the diet of wild grazing herbivores // Proc. Grassld. Soc. Afr. V. 14. 1979. P. 131–136.

  35. Shewmaker G.E., Mayland H.F., Rosenau R.C., Asay K.H. Silicon in C-3 grasses: effects on forage quality and sheep preference // J. Range Manag. 1989. V. 42 (2). P. 122–127.

  36. Storr G.M. Microscopic analysis of feces, a technique for ascertaining the diet of herbivorous mammals // Aust. J. Biol. Sci. 1961. V. 14. P. 157–164.

  37. Streeter Ch.L. A review of techniques used to estimate the in vivo digestibility of grazed forage // J. Anim. Sci. 1969. V. 29 (5). P. 757–768.

  38. The ecology of browsing and grazing / Eds I.J. Gordon, H.H.T. Prins. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. 330 p.

  39. Van Soest P.J., Jones L.H.P. Effect of silica in forages upon digestibility // J. Dairy Sci. 1968. V. 51. P. 1644–1648.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Успехи современной биологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал