Важным фактором укрепления кормовой базы животноводства является внедрение в производство наиболее высокопродуктивных и ценных по качеству сортов и перспективных кормовых культур.
В решении проблемы улучшения кормления сельскохозяйственных животных, уменьшения доли концентратов в их рационах основополагающую роль играет увеличение производства зеленых, сочных и грубых кормов высокого качества. Однако в настоящее время производство кормов не отвечает потребностям животноводства, как по объему, так и по качеству. Получаемые корма не сбалансированы по питательности, в том числе и по белку. Наблюдается низкое использование зеленых кормов: 6–8 % при потребности 30 %. Это происходит из-за несовершенства зеленого конвейера при сравнительно коротком вегетационном периоде.
Цель исследования – провести обзорный анализ данных по химическому составу и питательной ценности зеленой массы и клубней топинамбура, полученных рядом ученых, включая собственные исследования.
Материал и методы исследования
Полный химический анализ кормов был проведен в химической лаборатории КрасНИПТИЖ и в аккредитованной лаборатории ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» (аттестат аккредитации № РОСС RU. 000121 ПО11 от 23 мая 2001 г.).
Результаты исследования и их обсуждение
Животные получают зеленую массу всего 110–140 дней. К тому же до 80–85 % ее не сбалансировано по протеину. Поэтому появляется необходимость продлить зеленый конвейер до 150–170 дней за счет подбора нетрадиционных, высокобелковых культур [2, 3, 5].
Опыт научных учреждений и передовой практики животноводства Российской Федерации свидетельствует о целесообразности увеличения в структуре посевных площадей высокоэнергетических кормовых культур.
Следовательно, в развитии полевого кормопроизводства первостепенное значение отводится высокоэнергетическим кормовым культурам. Повышение урожайности высокоэнергетических кормовых культур по энергетической и протеиновой полноценности будет осуществляться на основе увеличения их в структуре до 70–75 %, а также внедрение растений высокоурожайных сортов, адаптированных к конкретным природно-климатическим условиям выращивания [8].
В последние годы находят широкое распространение посевы нетрадиционных высокоэнергетических культур, таких как топинамбур.
Многие известные отечественные и зарубежные исследователи занимались изучением химического состава клубней и зеленой массы топинамбура, в результате чего накопился соответствующий научный материал.
По данным проф. И.С. Попова [10], кормовой эквивалент топинамбура равен 13,3, что соответствует 22,2 корм. ед. в 100 кг зеленой массы. В ней содержится переваримых питательных веществ: протеина – 3,0 %, белка – 1,2 %, жира – 0,6 %, клетчатки – 5,6 и безазотистых экстрактивных веществ – 14,9 %, золы – 3,9.
Л.Г. Антонян, А.М. Балаян, Э.Г. Африкян [1] исследовали химический состав клубней и зеленой массы из топинамбура в осенний и весенний периоды. Исследования по сезонной динамике состава клубней топинамбура указывают, что наиболее высокое содержание инулина обнаруживается в осенний период. В этой связи для выработки инулина следует использовать клубни осенней уборки, а весной – ориентироваться в основном на выработку бесферментного гидролиза инулина.
Ценность топинамбура как кормовой, овощной, технической и лечебной культуры обусловлена прежде всего химическим составом растения. Сутурин, Кочнев, Плохотников, Таничева и др. [11, 6, 7, 9] провели исследования химического состава и питательной ценности топинамбура (табл. 1).
Таблица 1
Химический состав и питательность зеленой массы коллекционных образцов топинамбура
|
Сорт |
Сахар, % |
Химический состав, % |
Питательность 1 кг корма, г |
||||||
|
Сухое вещество |
БЭВ |
Сырая |
Каротин, мг |
Р |
Са |
||||
|
клетчатка |
зола |
белок |
|||||||
|
Горноалтайский |
12,4 |
38,0 |
9,3 |
17,7 |
3,9 |
3,2 |
123 |
4,9 |
15,7 |
|
Австрийский |
6,2 |
24,2 |
9,1 |
9,8 |
4,1 |
2,7 |
90 |
4,7 |
12,1 |
|
Тамбовский красный |
5,4 |
26,6 |
8,2 |
7,1 |
4,5 |
3,1 |
72 |
2,8 |
10,6 |
|
Венгерский |
7,0 |
29,0 |
8,4 |
6,3 |
3,8 |
2,8 |
107 |
3,0 |
9,3 |
|
Скороспелка |
4,3 |
26,9 |
7,9 |
9,4 |
4,7 |
2,8 |
83 |
2,9 |
10,1 |
|
Белый урожайный |
13,9 |
29,0 |
9,1 |
7,9 |
4,0 |
3,2 |
110 |
4,3 |
14,3 |
|
Commun |
13,9 |
- |
- |
7,3 |
3,7 |
2,6 |
103 |
2,9 |
12,8 |
|
Бланк |
12,0 |
31,0 |
20,6 |
9,3 |
3,7 |
2,8 |
83 |
2,8 |
11,7 |
|
Интерес 21 |
11,8 |
27,8 |
8,8 |
9,1 |
4,4 |
3,1 |
120 |
4,0 |
10,3 |
|
Находка |
10,1 |
24,3 |
12,6 |
7,2 |
3,4 |
2,9 |
90 |
3,6 |
10,9 |
Содержание азотистых веществ в вегетативной массе топинамбура варьирует в довольно широких пределах в зависимости от сорта, условий выращивания и времени уборки. Содержание азотистых веществ (% от сухого вещества) по данным Киргизского зооветеринарного института: в стеблях – 9,13, в листьях – 19,32; по сводным данным Всесоюзного института животноводства: в стеблях – 7,33, в листьях – 18,00. По данным Петерниекской опытной станции Латвийской ССР – 6,20; 16,10 соответственно.
Содержание зольных элементов в надземной массе топинамбура примерно в 2–3 раза превышает содержание золы в клубнях; особенно высокое содержание золы отмечено в листьях топинамбура – 12–16 % в расчете на сухое вещество.
Клубни топинамбура содержат богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг % в сухом веществе): железо – 10,1; марганец – 44,0; кальций – 78,8; магний – 31,7; калий – 1382,5; натрий – 17,2. Топинамбур активно аккумулирует кремний из почвы, в клубнях содержится этого элемента до 8 % в расчете в сухом веществе. По содержанию железа, кремния и цинка он превосходит картофель, морковь и свеклу. В состав клубней топинамбура входят также белки, пектин, аминокислоты, органические и жирные кислоты. Пектиновых веществ в топинамбуре содержится до 11 % от массы сухого вещества. По содержанию витаминов В1 и В12, С топинамбур богаче картофеля, моркови и свеклы более чем в три раза. Существенно отличается он от других овощей и высоким содержанием в клубнях белка (до 3,2 % в сухом веществе), представленного 8 аминокислотами, в том числе незаменимыми, которые синтезируются только растениями и не синтезируются в организме человека (аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, метионин, триптофан, фенилаланин).
Одним из наиболее ценных и количественно преобладающих углеводных компонентов топинамбура является инулин. Инулин содержится преимущественно в клубнях топинамбура совместно с сахарами (от 13 до 20 % в первоначальной влажности); значительно меньше его содержится в стеблях (2–4 %) и совершенно отсутствует он в листьях растения.
По данным Э.П. Эйхе [14], в зеленой массе топинамбура содержится в сыром веществе (в %): воды – 66,5–74,6, протеина – 2,8–3,6, белка – 2,2–2,8, жира – 0,5–0,9, клетчатки – 5,7–7,7, БЭВ – 12,2–18,7, золы – 2,4–4,4.
Сравнительное содержание микроэлементов в растениях семейства астровых, в том числе топинамбура, исследовали ученые Б.Г. Цугкиев, Л.Ч. Гагиева [13], химический состав растений представлен в табл. 2.
Из данных табл. 2 видно, что содержание меди в надземной массе всех исследованных растений не превышало предельно допустимой концентрации и составляло наибольшую величину на ранних фазах развития, а к цветению заметно снижалось. Наличие достаточного количества меди в вегетативных органах важно для нормального протекания фотосинтетических реакций и поступления в растения цинка и марганца, играющих значительную роль в жизнедеятельности растений.
Содержание минеральных элементов в зеленой массе и клубнях топинамбура изучали А.Н. Сутурин, Н.К. Кочнев, и др. [12, 7, 4]. Исследования показали, что набор микроэлементов в топинамбуре в целом соответствует среднему содержанию их в растениях (табл. 3).
Из данных табл. 3 видно, что клубни топинамбура содержат клетчатку и богатый набор минеральных элементов, в том числе (мг % в сухом веществе): железа – 10,1; марганца – 44,0; кальция – 78,8; магния – 31,7; калия – 1382,5; натрия – 17,2. Топинамбур активно аккумулирует кремний из почвы, и в клубнях содержится этого элемента до 8 % в расчете в сухом веществе. По содержанию железа, кремния и цинка топинамбур превосходит картофель, морковь и свеклу.
Наибольшее содержание свинца отмечено в надземной массе в фазе цветения – 69,89 мг/кг (сорт Скороспелка) и 52,30 мг/кг (сорт Интерес). В клубнях топинамбура, в отличие от наземной массы, содержание свинца незначительное и составляет, соответственно, 4,85 и 3,71 мг/кг, что в 10–14 раз ниже, чем в зеленой массе [13].
Таблица 2
Содержание микроэлементов в растениях семейства астровых, мг/кг
|
Вид растения |
Фаза вегетации |
Cu |
Zn |
Mn |
Fe |
Mo |
Co |
|
Девясил высокий |
До бутонизации |
2,69 ± 0,86 |
22,92 ± 1,19 |
32,95 ± 22,09 |
382,4 ± 0,01 |
0,07 ± 0,02 |
0,56 ± 0,37 |
|
Бутонизация |
2,69 ± 0,36 |
22,92 ± 0,96 |
32,96 ± 1,19 |
382,4 ± 22,1 |
0,07 ± 0,01 |
0,55 ± 0,02 |
|
|
Цветение |
1,33 ± 0,29 |
18,36 ± 4,81 |
22,4 ± 3,66 |
269,3 ± 7,11 |
0,049 ± 0,011 |
0,17 ± 0,08 |
|
|
Сульфия пронзеннолистная |
До бутонизации |
2,98 ± 0,20 |
9,93 ± 1,52 |
67,85 ± 3,80 |
237,4 ± 32,20 |
0,045 ± 0,023 |
0,56 ± 0,29 |
|
Бутонизация |
2,71 ± 0,20 |
11,75 ± 4,20 |
48,34 ± 9,14 |
322,16 ± 90,11 |
0,097 ± 0,06 |
0,51 ± 0,05 |
|
|
Цветение |
2,18 ± 0,10 |
13,57 ± 0,10 |
50,24 ± 1,98 |
93,65 ± 1,05 |
0,04 ± 0,01 |
0,47 ± 0,05 |
|
|
Топинамбур, сорт Интерес |
До бутонизации |
3,66 ± 1,67 |
13,61 ± 0,87 |
32,38 ± 5,85 |
202,76 ± 26,10 |
0,04 ± 0,01 |
0,48 ± 0,12 |
|
Бутонизация |
1,37 ± 0,34 |
23,50 ± 2,10 |
52,93 ± 7,22 |
168,92 ± 22,29 |
0,03 ± 0,004 |
0,48 ± 0,1 |
|
|
Цветение |
2,18 ± 0,10 |
13,57 ± 0,10 |
50,24 ± 2,0 |
93,65 ± 1,05 |
0,04 ± 0,01 |
0,47 ± 0,049 |
|
|
Топинамбур, сорт Скороспелка |
До бутонизации |
1,83 ± 0,46 |
17,01 ± 5,04 |
32,14 ± 10,49 |
163,22 ± 21,39 |
0,05 ± 0,01 |
0,46 ± 0,13 |
|
Бутонизация |
2,5 ± 0,41 |
12,17 ± 1,47 |
39,72 ± 3,98 |
112,11 ± 12,69 |
0,05 ± 0,01 |
0,42 ± 0,06 |
|
|
Цветение |
2,77 ± 0,38 |
12,58 ± 0,33 |
49,18 ± 4,88 |
75,66 ± 7,56 |
0,05 ± 0,01 |
0,41 ± 0,07 |
|
|
Клубни |
2,33 ± 0,41 |
13,41 ± 0,46 |
38,39 ± 5,38 |
120 ± 40,95 |
0,05 ± 0,01 |
0,43 ± 0,11 |
Таблица 3
Микроэлементный состав зеленой массы и клубней топинамбура, мг/кг в сухом веществе
|
Элемент |
Содержание микроэлементов |
Среднее содержание в растениях |
|
|
в зеленой массе |
в клубнях |
||
|
Co |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
|
Be |
0,005 |
0,006 |
0,005 |
|
Zn |
7,0 |
8,5 |
3,0 |
|
Cu |
4,0 |
2,0 |
2,0 |
|
Mn |
45,0 |
15,0 |
10,0 |
|
Mo |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
|
Li |
0,8 |
0,6 |
0,1 |
|
Ni |
2,25 |
1,75 |
0,5 |
|
Pb |
0,008 |
0,03 |
0,5 |
|
B |
12,5 |
10,0 |
1,0 |
|
Cr |
0,3 |
1,2 |
5,0 |
|
V |
0,8 |
1,4 |
1,0 |
|
Ba |
40,0 |
30,0 |
35,0 |
|
Sr |
40,0 |
48,0 |
45,0 |
|
Cd |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
Sc |
0,14 |
0,10 |
0,12 |
|
Ag |
0,008 |
0,003 |
0,005 |
|
Ti |
15,0 |
15,0 |
1,0 |
Нами также изучен химический состав клубней топинамбура в Шушенском районе (колхоз «Россия») и учебном хозяйстве «Миндерлинское» (табл. 4).
Листья топинамбура примерно в два-три раза богаче азотистыми веществами, чем стебли; кроме того, азотистые вещества листьев представлены в основном белками и только в незначительной доле амидами.
Так, практически по всем показателям стебель богаче питательными веществами, чем листья топинамбура. Так, доля сухих веществ в стебле в 3,2 раза превосходит сухие вещества в листьях. Кормовых единиц в листьях содержится незначительное количество, по сравнению со стеблем. Однако содержание каротина в листьях на 25 мг/кг больше, чем в стеблях, при Р > 0,95.
Из табл. 4 видно, что химический состав клубней топинамбура в хозяйствах Красноярского края значительных различий не имеет. Однако сухих веществ в клубнях топинамбура, выращенного в Шушенском районе, больше на 2,68 абс. %, чем в Сухобузимском районе, что, вероятно, связано с более благоприятными почвенно-климатическими условиями.
Таблица 4
Сравнительный химический состав клубней топинамбура
|
Показатель |
Колхоз «Россия», Шушенский район |
Учебное хозяйство «Миндерлинское», Сухобузимский район |
|
Влага, % |
72,13 ± 0,25 |
74,81 ± 0,19 |
|
Сухое вещество, % |
27,87 ± 0,19 |
25,19 ± 0,20 |
|
Сырая зола, % |
1,36 ± 0,03 |
1,34 ± 0,07 |
|
Зола, нерастворимая в соляной кислоте, % |
0,17 ± 0,01 |
0,24 ± 0,03 |
|
Сырая клетчатка, % |
4,01 ± 0,05 |
3,87 ± 0,20 |
|
Сырой жир, % |
0,23 ± 0,01 |
0,25 ± 0,02 |
|
Сахар, % |
4,55 ± 0,10 |
4,46 ± 0,90 |
|
Сырой протеин, % |
2,94 ± 0,05 |
2,91 ± 0,70 |
|
Каротин, мг/кг |
5,0 ± 0,01 |
5,0 ± 0,90 |
|
Кальций, % |
0,031 ± 0,002 |
0,027 ± 0,04 |
|
Фосфор, % |
0,055 ± 0,009 |
0,053 ± 0,03 |
|
Кормовые единицы, корм. ед. |
0,33 ± 0,13 |
0,3 ± 0,21 |
Резких колебаний содержания микроэлементов по фазам вегетации не наблюдалось. Однако меди больше содержится в растении до бутонизации, чем в фазу бутонизации, на 2,24 мг/кг. Марганца наоборот больше в фазу бутонизации, чем в фазу до бутонизации на 22,5 мг/кг, а в фазу цветения только на 3,51 мг/кг.
Цинка больше на 22,5 мг/кг в фазу бутонизации, чем до бутонизации.
Содержание кобальта находилось в одинаковых пределах во все фазы бутонизации.
Вывод
Топинамбур характеризуется достаточно высокими питательными свойствами. Возделывание его позволит значительно сократить посевы озимой ржи в системе зеленого конвейера и уменьшить в кормовом балансе долю концентратов. Высокие кормовые достоинства выдвигают его в число перспективных кормовых растений, он должен стать дополнительной культурой в кормопроизводстве.