Organic Silicon in Plants as a Limiting Factor of Forage Digestibility in the Nutrition of Herbivorous Mammals

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The effect of organic forms of silicon contained in plant tissues on the digestibility of feed for herbivorous mammals has been studied. In the process of digestion, an extremely small part of the consumed silicon is assimilated, which makes it possible to use organic silicon naturally contained in plants as an indicator of the digestibility of plant foods. The consumed silicon reduces the digestibility of the feed, puts a limit on the fermentation of the consumed vegetable substrate and its structural components (fiber, lignin). With an increase in the part of silicon in the consumed vegetation per unit, the digestibility decreases linearly by 3–4 units. The fermentation limit is set when the silicon content in the feed is within 3–4% of the dry weight. Among the main groups of forage plants (grasses and forbs), the amount of silicon is significantly higher in grasses (1.70 and 0.91%, respectively). For this reason, the digestibility of grasses in all compared animals (camels, Przewalski’s horses, bison, saiga) is 1.2–1.4 times lower than the digestibility of forbs. With an increase in the proportion of grasses in feed per unit, the digestibility of feed in animals with different types of digestion (ruminant, monogastric) decreases linearly by an average of 0.16 units. The different digestibility of grasses and forbs causes the separation of herbivores by types of nutrition and food specialization. Consumers of various forbs (saigas) avoid the consumption of grasses and are not viable with their dominance in pasture vegetation. The specific features of the digestion of herbivores (Equidae, Bovidae) provide an increased volume of consumption, compensating for the reduced digestibility of grasses.

作者简介

B. Abaturov

Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: abaturovbd@mail.ru
Russia, Moscow

M. Kolesnikov

Bach Institute of Biochemistry, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: mpk200549@mail.ru
Russia, Moscow

参考

  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (207KB)
索引源数据
3.

下载 (236KB)
索引源数据

版权所有 © Б.Д. Абатуров, М.П. Колесников, 2023

##common.cookie##