Кормовой преципитат: Преципитат кормовой | Продукция | ОАО «МОЖЕЛИТ» – производство желатиновой продукции

Содержание

Применение кормового преципитата в рационе молодняка крупного рогатого скота Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

АГРОХИМИЧЕСКАЯ СЛУЖБА

УДК 636:22/.28.087.8.053

ПРИМЕНЕНИЕ КОРМОВОГО ПРЕЦИПИТАТА В РАЦИОНЕ МОЛОДНЯКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

М.М. Кадималиев, к.с.-х.н., М.Я. Джалалов

Центр агрохимической службы «Дагестанский», e-mail: agrohim [email protected]

Многолетними исследованиями питательной ценности кормов в хозяйствах Дагестана установлено, что все виды кормов за исключением зернофуражных, бедны фосфором при избыточном содержании в них кальция. Поэтому в ежедневный рацион животных необходимо добавлять кормовой преципитат в зависимости от их возраста. Даны рекомендации хозяйствам.

Ключевые слова: кормовой преципитат, кальций, фосфор, корм животных

EFFICIENCY OF FEED PRECIPITATE’ USAGE IN THE RATION OF CATTLE’ YOUNG ANIMALS

M.M. Kadimaliev, M.Ya. Dzhalalov

Long-term experiments of the nutrition value offodders in economies in Dagestan republic have established that all their types are poor in phosphorus alongside with the redundant quantity of calcium, except for forage. Therefore forage precipitate should be introduced in daily diet in dependence of animal age. Recommendations to economies are published.

Keywords: feed precipitate, calcium, phosphorus, animal fodder.

В общей системе сбалансированного кормления сельскохозяйственных животных особое значение имеет их минеральное питание, уровень которого тесно связан с белковым, углеводным и жировым обменами. Низкая продуктивность, как молочная, так и мясная, нарушение воспроизводительной способности, снижение резистентности к инфекционным заболеваниям, плохое качество продукции часто являются результатами минеральной недостаточности. Фосфор — один из наиболее дефицитных макроэлементов в рационах крупного рогатого скота. Поэтому для восполнения недостающего его количества в кормах животных практическое значение получили кормовые фосфаты, выпускаемые химической промышленностью.

Изучению влияния кормовых фосфатов на молочную продуктивность коров, на рост и развитие молодняка посвящены работы А.М. Ведедиктова (1961), И.Ф. Ткачева (1965), Г.А. Богданова, К.А. Власова (1971), А.М. Магомедова (1973) и др. Однако в виду зональных особенностей минерального состава кормов исследование и определение уровня минеральной подкормки в рационах крупного рогатого скота в конкретных условиях представляет определенный теоретический и практический интерес.

Местные корма, заготавливаемые в Дагестане, бедны фосфором. Разрыв между потребностью животных в фосфоре и фактическим содержанием его в рационе составляет 20-40%. Несмотря на это, вопросу изучения сбалансированности минерального питания животных в условиях Республики не уделяется серьезного внимания. И в этой связи мы изучали вопрос эффективности кормового преципитата, выпускаемого Черюртовским заводом фосфорных солей.

Цели и задачи данного опыта: 1. изучение влияния кормового преципитата на рост и развитие молодняка крупного рогатого скота. 2. определение эффективности применения кормового преципитата в рационе молодняка крупного рогатого скота.

Научно производственный опыт был проведен в колхозе «8 марта» Кировского р-на Республики Дагестан. Для исследования было отобрано 24 головы телят просно-степной породы трехмесячного возраста. Животных разбили на две группы по 12 голов в каждой по методу анало-

гов, учитывая возраст, живую массу и состояние здоровья телят. Продолжительность опыта составила 6 месяцев. В течение опыта набор кормов животных был одинаковым, разница в кормлении заключалась в том, что животным опытной группы к основному рациону добавляли кормовой преципитат (дикальций фосфат), содержащий в своем составе 26% кальция и 19% фосфора. Подопытные животные находились в одинаковых условиях содержания.

Все корма подвергали зоотехническому анализу. Результаты показали, что в 1 кг зеленого корма содержалось 0,23 корм.ед., 30 г перевариваемого протеина, 1,2 г кальция, 0,5 г фосфора. В 1 кг сена содержалось 0,42 корм.ед., 42 г перевариваемого протеина, 3,2 г кальция, 1,1 г фосфора, а в концентрированных кормах — 1,2 корм.ед., 98 г перевариваемого протеина, 42 г кальция, 3,3 г фосфора. В сутки телятам с 3-7 месяцев давали от 3,5 до 8 кг зеленого корма, 1 кг концентратов и соль поваренную 10-15 г, а с 7-9 месячного возраста — 3-4 кг сена и 1,5 кг концентрированного корма и соль поваренную 15 г. Кормовой преципитат добавляли в корм при заготовке сухих кормосмесей методом ступенчатого перемешивания, начиная с малых доз — 10 г, постепенно увеличивая до 50 г в сутки. Корма давали 2 раза в сутки утром и вечером. Подопытных телят взвешивали в начале при постановке опыта ежемесячно и в конце.

Первые два месяца опыта разница в живой массе молодняка по группам была незначительна. Телята опытной группы, начиная с третьего месяца начала подкормки кормовым преципитатом, заметно увеличились в живой массе по сравнению с контрольной на 10%; с четвертого — на 13%; а с 5-6 месяцев подкормки превосходили контрольных на 15%. Результаты биометрической обработки данных показали, что при подкормке кормовым преципитатом разность живой массы контрольной группы животных в возрасте 4-6 месяцев достоверна.

Учитывая, что заготавливаемые в Республике Дагестан корма бедны фосфором, а для растущего молодняка этот элемент необходим, то в ежемесячный рацион следует добавлять кормовой преципитат в количестве от 10 до 50 г в зависимости от возраста животных. По результатам опыта даны рекомендации хозяйствам.

8

Агрохимический вестник • № 4 — 2010

Преципитат кормовой — это… Что такое Преципитат кормовой?

Преципитат кормовой

Преципитат кормовой

Преципитат кормовой (костный преципитат) — продукт, получаемый растворением обезжиренных костей животных соляной или серной кислотами с последующим осаждением образовавшейся фосфорной кислоты известковым молоком или мелом. Используется для минеральной подкормки животных.

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Преципитат (удобрение)
  • Преципитат (химия)

Смотреть что такое «Преципитат кормовой» в других словарях:

  • Преципитат — (лат. praecipitatio  «стремительное падение»): Преципитат образование твёрдой фазы (осадка) в растворе в результате химической реакции Преципитат  концентрированное фосфорное удобрение состава CaHPO4•2h3O Преципитат (иммунология)… …   Википедия

  • ПРЕЦИПИТАТ — фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22 38% P2O5. Кормовой преципитат минеральная подкормка для животных …   Большой Энциклопедический словарь

  • преципитат — фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе СаНРО4 ·2Н2O. Содержит 22 38% P2O5. Кормовой преципитат  минеральная подкормка для животных. * * * ПРЕЦИПИТАТ ПРЕЦИПИТАТ, фосфорное удобрение для разных… …   Энциклопедический словарь

  • Преципитат —         дигидрат дикальций фосфата, CaHPO4․2h3O, минеральное фосфорное удобрение (См. Фосфорные удобрения). Белый или светлосерый порошок, пылит при внесении в почву, не слёживается, хорошо рассевается туковыми сеялками. Содержит 27 35% P2O5.… …   Большая советская энциклопедия

  • КОРМОВЫЕ ФОСФАТЫ — минеральные подкормки для с. х. животных, содержащие наряду с фосфором и кальцием также натрий, азот и др. Пром сть СССР выпускает 5 осн. видов таких подкормок (1987). Монокальцийфосфат Са(Н 2 РО 4)2. Н 2 О мелкогранулир. продукт с примесью… …   Химическая энциклопедия

  • Кость — У этого термина существуют и другие значения, см. Кость (значения). У этого термина существуют и другие значения, см. Кости (значения). Кость, как орган живого организма, сос …   Википедия

  • ГОСТ 18157-88: Продукты убоя скота. Термины и определения — Терминология ГОСТ 18157 88: Продукты убоя скота. Термины и определения оригинал документа: 116. Адсорбционная рафинация жира Осветление жира с использованием адсорбентов Определения термина из разных документов: Адсорбционная рафинация жира… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Фосфаты кормовые —         минеральные подкормки для с. х. животных, содержащие фосфор. Промышленность СССР выпускает для животноводства: дикальцийфосфат (кормовой Преципитат – содержит по ГОСТу Ca – не менее 16,6%, Р – 16,6%), трикальцийфосфат (Ca – не менее 32%,… …   Большая советская энциклопедия

  • Сахарная свекла — ? Сахарная свекла Корни сахарной свеклы Научная классификация Царство: Растения Отдел …   Википедия

  • Свекла сахарная — ? Сахарная свекла Корни сахарной свеклы Научная классификация Царство: Растения Отдел …   Википедия

КОРМОВОЙ ПРЕЦИПИТАТ

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Кормовой преципитат, наряду с другими фосфатами и мине­ральными солями, применяют для подкормки скота и птицы. Он отличается от удобрительного отсутствием вредных для животных примесей — соединений фтора, мышьяка и др. Согласно ГОСТ 10566—63, в кормовых фосфатах содержание вредных примесей не должно превышать (в %): 0,012 As, 0,2 фтора и 0,008 тяжелых металлов (кроме железа) в пересчете на свинец. Поэтому приме­няемые для производства кормового преципитата фосфорнокислые растворы необходимо предварительно очистить. Например, при сероводородной очистке термической фосфорной кислоты 98-юо воз_ можно получить преципитат, не содержащий свинца и мышьяка, при концентрации в нем лишь 0,022% фтора (в пересчете на сухое вещество). Термическая кислота, полученная из фосфоритов Каратау, может быть использована без дополнительной очистки для выработки кормового преципитата. Преципитирование доста­точно чистой термической фосфорной кислоты можно осуществлять в одну ступень по обычной схеме с применением суспензии извест­няка или известкового молока. При этом в первый преципитатор вводят всю фосфорную кислоту и 70—75% СаО от общего ее ко­личества; остальное количество СаО вводят в третий преципитатор. Применение известняка, более целесообразное, чем извести, по технико-экономическим соображениям, возможно, однако, при усло­вии биологической его доброкачественности. Получаемый продукт содержит до 50—52% Рг05 в цитратнорастворимой форме (в пере­счете на сухое вещество) при общей влажности (включая кристал­лизационную влагу) после сушки 14—17%.

Из термической фосфорной кислоты можно также получать кормовой преципитат смешением ее с известняком и ретуром гото­вого продукта и высушивания полученной массы. Кормовой пре­ципитат можно получать и из отходов производства желатины и экстракционной фосфорной кислоты. В первом случае осуществ­ляют биологическую очистку растворов и биологический контроль готового продукта96. Во втором случае кислоту очищают от при­месей как вредных (фториды и др.), так и балластных, загряз­няющих продукт и снижающих концентрацию P2Os в нем (суль­фаты, силикаты и др.). В большинстве случаев для очистки кислоты применяют частичное ее преципитирование. При этом в осадок выделяется удобрительный преципитат, содержащий соосажден — ные с ним примеси, в том числе и фтористые соединения (если они не отделены заранее). После его отделения оставшийся фосфорно­кислый раствор подвергают вторичному преципитированию, полу­чая более чистый кормовой преципитат.

На рис. 302 показана схема такого двухступенчатого процесса получения удобрительного и кормового преципитата из экстрак­ционной фосфорной кислоты, производимой сернокислотным раз­ложением апатитового концентрата101-ш. В I фазе расходуется 70—75% известняка от теоретического количества и осаждается 40—65% P2O5. Одновременно с преципитатом выделяется в осадок основная масса загрязнений (фтористые соединения, сульфаты, полуторные окислы и редкие земли). Во II фазе расходуется остальное количество известняка и осаждается кормовой преци­питат. После высушивания он содержит 42—45% усвояемой Р205, меньше 0,2% фтора, 0,7% S03, 0,5% Fe203 и следы мышьяка. Оставшийся после преципитирования раствор направляется вна­чале на разбавление суспензии известняка для утилизации содер­жащегося в нем незначительного количества P2Os, а затем после сгущения этой суспензии слив, содержащий P2Os, удаляется как отброс. Это в особенности необходимо, когда используются раз­бавленные растворы в целях сбалансирования воды.

При использовании фосфорной кислоты, полученной соляно — кислотной экстракцией фосфатов 103>104, преципитат отмывают во­дой на фильтрах от хлорида кальция. После I фазы преципитиро­вания удобрительный продукт содержит 46% усвояемой P2Os, 0,7% хлора и 0,9% фтора (в пересчете на сухое вещество). Кор­мовой преципитат, полученный во II фазе, содержит (в пересчете
на сухое вещество) 45,7—45,9% усвояемой Р205, 0,1—0,13% фтора и от следов до 2% хлора.

Осветленная фосфорная кислота

Суспензия Известняка из чельницы

Рис. 302. Схема производства удобрительного и кормового преципитата двух­ступенчатым способом:

/ — реакторы для осаждения кремнефторида натрня; 2 —сгуститель для отстаивания кремне­фторида; 3 — центрифуга для кремнефторида; 4 — преципитатор 1-й ступени осаждения; J — бара­банный вакуум-фильтр для удобрительного преципитата; 6 — преципитатор 2-й ступени оса­ждения; 7 —барабанный вакуум-фильтр для кормового прецнпнтата; в —смеситель для разба­вления суспензии известняка; 9 — промежуточный сборник суспензии; 10 — сгуститель для слива избытка жидкости из суспензии; сборник суспензии известняка.- римые фосфорные соединения. После отделения твердого остатка — сульфата кальция полученную вытяжку можно переработать пол­ностью в кормовой преципитат (предварительно обесфторив ее) или в кормовой и удобрительный (в две фазы).

Обесфторивание суперфосфатной вытяжки целесообразно осу­ществлять в процессе выщелачивания суперфосфата, добавляя к его водной суспензии хлорид калия. При этом значительная доля фтора осаждается в виде кремнефторида калия и после отделения

Экстракционная фосфорная кислота, полученная с применением контактной серной кислоты, почти не содержит примесей свинца и мышьяка. В этом случае после обесфторивания кислоты (выпа­риванием или осаждением) из нее можно получать кормовой пре­ципитат так же, как и из термической кислоты, смешением с из­вестняком и высушиванием с ретуром готового продукта.

Твердых фае отношение Р2О5: F (по весу) превышает 130—150, что позволяет при одноступенчатом преципитировании получить продукт, содержащий не больше 0,2% фтора. фторивания и уменьшения расхода хлорида калия следует исполь­зовать длительно вылежавшийся на складе суперфосфат. По мере вылеживания вместе с ростом степени разложения фторапатита уменьшается содержание в нем водорастворимых соединений фтора — частично вследствие удаления его летучих соединений, частично вследствие образования труднорастворимых фторком — плексов алюминия. Из суперфосфата, хранящегося больше двух месяцев, может быть получена водная вытяжка, в которой отно­шение Р2О5: F будет настолько большим, что специального ее обес — фторивания не потребуется. Такая вытяжка может быть сразу подвергнута преципитированию. Ее можно использовать и непо­средственно для смачивания кормов после нейтрализации избы­точной кислотности, например, известняком; при этом образуется суспензия, содержащая полезные фосфаты как в жидкой, так и в твердой фазах.

Кормовой преципитат является еще более дорогим продуктом (в расчете на Р205), чем удобрительный. Несмотря на это, при­менение его в животноводстве дает значительный экономический эффект, так как увеличение стоимости получаемой дополнительной продукции значительно превышает затраты на производство пре­ципитата. Этим и объясняется преимущественное развитие произ­водства преципитата для нужд животноводства. Преципитат же для удобрительных целей получают преимущественно из отброс­ных растворов других производств.

Родентициды это средства защиты от грызунов. Их применяют для уничтожения крыс, мышей и некоторых видов диких хомяков. Применять их в качестве уничтожителя начинают в том случае, если грызуны становятся стихийным …

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

На рис. 404 представлена схема производства диаммонитро — фоски (типа TVA). Фосфорная кислота концентрацией 40—42,5% Р2О5 из сборника 1 насосом 2 подается в напорный бак 3, из кото­рого она непрерывно …

Дикальцийфосфат, Кормовой преципитат

Ленинградская область (ЛО), Санкт-Петербург

ДИКАЛЬЦИЙФОСФАТ КОРМОВОЙ
Техническая характеристика
ТУ 113-08-416-87
Химическая формула СаНРО4 2Н2О
Молекулярный вес -172,1
Объемный вес без уплотнения — 0,92-0,98 т/куб.м.
С уплотнением — 1,1-1,15 т/куб.м.
Кормовой преципитат (дикальцийфосфат) представляет собой порошок белого (или кремового) цвета получаемый реакцией нейтрализации известняка с экстракционной фосфорной кислотой.
Наименование показателей Норма по ТУ
Фактически соответствует
Внешний вид Порошок белого (или кремового) цвета соот.
1.Массовая доля фосфора, растворимого в 0,4% растворе соляной кислоты, в % в пересчете на Р2О5 44±1 44,5
фосфор, не менее %
в том числе: Р усвояемого,% 19,2±0,4
19,0 19,3
19,0
2.Массовая доля кальция %, не менее 23 24
3.Массовая доля свободной кислоты отсутствует отс
4.Массовая доля фтора, % не более 0,2 &lt0,2
5.Массовая доля мышьяка, % не более 0,002 &lt0,002
6.Массовая доля свинца, % не более 0,002 &lt0,002
7.Крупность:
  — остаток на сите с отверстиями диаметром 3мм.,% 0 отс
  — остаток на сите с отверстиями диаметром 2 мм.% не более-5 отс
Критерием качества кормового фосфата является его чистота и содержание РгО5 в количестве 44-45 % растворимого в 0,4%-ном растворе соляной кислоты (соответствующего кислотности желудочного сока животных)
Меры предосторожности — не рекомендуется скармливать средство животным и птицам в чистом виде. Вводить подкормку постепенно в течении 3-5 дней, начиная с небольших доз, подмешивая к корму.
СРЕДНЕСУТОЧНЫЕ НОРМЫ ДИКАЛЬЦИЙ ФОСФАТА в граммах на одну голову
1 Корова дойноя 70-200
2 Корова сухостойная 70-100
3 Бык-производитель 80-150
4 Телята старше 1 года 50-100
5 Телята до 1 года 20-55
6 Свиноматка 50-100
7 Подсвинки 20-40
8 Рабочие лошади 50-100
9 Кобыла подсосная 50-80
10 Жеребята 20-45
11 Овцематка 5-15
12 Молодняк овец/ярки 5-10
13 Ягнята 5-7
14 Куры взрослые 3-4
15 Утки и индейки 5-7
Данные НИИ животноводства МСХ РФ
Упаковка: БИГ-БЕГ /1000-1500/кг, бумажные мешки 50 кг, мелкая фасовка.
Преципитат нейтрален, не разрушает упаковочную тару.

2412000 Удобрения и азотные соединения / КонсультантПлюс

2412000 УДОБРЕНИЯ И АЗОТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

2412110 Селитры (удобрения азотные)

2412111 Селитра аммиачная (амселитра, нитрат аммония)

2412112 Селитра натриевая

2412113 Селитра кальциевая (нитрат кальция)

2412120 Сульфаты аммония (для удобрений азотных)

2412121 Сульфат аммония

2412122 Сульфат аммония натрия

2412130 Жидкие азотные удобрения

2412131 Аммиак водный

2412132 Углеаммиакаты жидкие

2412133 Удобрения аммонийные жидкие

2412134 Удобрения жидкие азотные (плав)

2412135 Аммиак жидкий

2412140 Удобрения азотные прочие

2412141 Карбамид (мочевина)

2412142 Аммоний хлористый туковый

2412210 Суперфосфат простой

2412211 Суперфосфат простой из апатитового концентрата

2412212 Суперфосфат простой из фосфоритов Каратау

2412220 Суперфосфат двойной

2412221 Суперфосфат двойной гранулированный из апатитового

концентрата

2412222 Суперфосфат двойной гранулированный из фосфоритового

концентрата

2412223 Суперфосфат двойной порошковидный

2412230 Обесфторенные фосфаты

2412231 Обесфторенные фосфаты из апатитового концентрата

2412232 Обесфторенные фосфаты из фосфоритов Каратау

2412233 Монокальцийфосфат

2412234 Преципитат (дикальцийфосфат)

2412235 Моноаммонийфосфат кормовой

2412236 Обесфторенные фосфаты из эстонского фосфорита

2412237 Диамонийфосфат кормовой

2412238 Динатрийфосфат кормовой

2412240 Удобрения медленнодействующие фосфорные

2412241 Удобрения медленнодействующие фосфорные из фосфоритов

2412250 Удобрения фосфорные (фосфатные) прочие

2412251 Шлак фосфатный (томасшлак)

2412252 Преципитат удобрительный

2412253 Фосфогипс

2412254 Карбонатный шлам

2412310 Мука фосфоритная — удобрение

2412311 Мука фосфоритная — удобрение прибалтийская

2412312 Мука фосфоритная — удобрение подмосковная

2412313 Мука фосфоритная — удобрение верхнекамская

2412314 Мука фосфоритная — удобрение кингисеппская

2412315 Мука фосфоритная — удобрение брянская

2412319 Мука фосфоритная прочая

2412320 Удобрения на основе фосфоритной муки

2412321 Удобрения повышенной эффективности на основе фосфоритной

муки

2412410 Удобрения калийные хлорные

2412411 Калий хлористый без электролита товарный

2412412 Калийная соль смешанная

2412419 Удобрения калийные хлорные прочие

2412420 Удобрения калийные бесхлорные

2412421 Каинит

2412422 Концентрат калийно — магниевый (каинит обогащенный)

2412423 Калимагнезия

2412424 Калий сернокислый (сульфат калия)

2412425 Полигалит

2412510 Удобрения борные

2412511 Борный концентрат

2412520 Удобрения бормагниевые

2412521 Удобрения бормагниевые водорастворимые

2412610 Удобрения сложные NPK

2412611 Нитрофоска

2412612 Нитроаммофоска

2412613 Диаммонитрофоска

2412614 Азофоска

2412615 Диаммофоска

2412619 Удобрения сложные азотно — фосфорно — калийные прочие

2412620 Удобрения сложные NP

2412621 Аммофос

2412622 Нитрофос

2412623 Диаммофос

2412624 Нитроаммофос

2412629 Удобрения сложные азотно — фосфорные прочие

2412630 Удобрения сложные PK

2412631 Фосфорно — калийные удобрения

2412640 Удобрения сложные NK

2412650 Удобрения жидкие комплексные (ЖКУ)

2412651 Удобрения жидкие комплексные NPK

2412710 Удобрения сложносмешанные

2412711 Удобрения сложносмешанные гранулированные

2412712 Удобрения сложносмешанные прессованные

2412720 Удобрения известняковые

2412721 Удобрения известняково — серные

2412730 Микроудобрения

2412731 Микроудобрения цинковые

2412800 Удобрения бактериальные

2412900 Отходы неорганические, горнохимического сырья и удобрений

2412901 Отходы неорганические

2412902 Отходы горнохимического сырья

2412903 Отходы удобрений

2412920 Кислота азотная; кислоты сульфоазотные

2412921 Кислоты сульфоазотные

2412922 Кислота азотная

2412930 Аммиак безводный или в водном растворе, аммиак

синтетический

2412931 Аммиак безводный

2412932 Аммиак в водном растворе

2412933 Аммиак синтетический

2412940 Соли азотной и азотистой кислот

2412941 Хлорид аммония

2412942 Нитриты

2412943 Нитраты (кроме калия азотнокислого)

2412944 Калий азотнокислый

2412945 Фосфаты триаммония

2412946 Углекислый аммоний

2412950 Соли азотной и азотистой кислот прочие

5 Преципитат. Физико-химические основы осаждения гидрофосфата кальция (преципитирования)

Лекция №5

Преципитат. Физико-химические основы осаждения гидрофосфата кальция  (преципитирования)

План лекции:

  1. Свойства преципитата.
  2. Физико-химические основы получения преципитата.
  3. Технологическая схема производства кормового преципитата.

Преципитат – фосфорное удобрение и минеральная подкормка для сельскохозяйственных животных. Удобрение – тонкодисперсный порошок от белого до серого цвета с насыпной плотностью 0,86-0,87 г/см3, не гигроскопичен, не слеживается, не растворим в воде. В зависимости от качества фосфатного сырья содержит 32-35% Р2О5 в цитраторастворимой форме. Преципитат – дигидрат гидрофосфата кальция  (брушит), осаждающийся из водных растворов ниже 36ºС, а выше 36ºС кристаллизуется в виде   .

Физико-химические основы получения преципитата

Преципитат получают осаждением его из фосфорной кислоты растворами гидроксида или карбоната кальция. Так же преципитат получают из растворов образующихся в производстве фотожелатинов на костеперерабатывающих заводах.

Рекомендуемые файлы

При постепенной нейтрализации фосфорной кислоты в слабокислой среде дигидрофосфат кальция инконгруэнтно (самопроизвольно) разлагается с выделением осадка дигидрата гидрофосфата кальция. Одновременно дигидрофосфат кальция реагирует с известью или карбонатом кальция также образуя дигидрат гидрофосфат кальция.

избыток извести сверх стехиометрического соотношения  в гидрофосфате кальция и соответствующее увеличение pH раствора свыше 6,3 приводят к образованию фосфата кальция

Содержащиеся примеси в исходной фосфорной кислоте также реагируют с известью или карбонатом кальция

Принципиальная схема получения преципитата характеризуется следующими стадиями:

Рис. 1. Технологическая схема производства кормового преципитата:

Рекомендуем посмотреть лекцию «9 Спирт этиловый».

1 — сборник фосфорной кислоты; 2 — насос: 3 — напорный бак, 4 — ротаметр; 5, 6 — бункеры соответственно для мела и ретура; 7 — смеситель: 8 — барабан: 9 — сушильный барабан; 10 — циклон; 11 — элеватор; 12 — сепаратор; 13 — дезинтегратор: 14 — транспортер ретура; 15 — рукавный фильтр, 16 — вентилятор.

Технологическая схема процесса приведена на рис. 1. Нагретая до 80 °С фосфорная кислота без предварительной очистки поступает в горизонтальный двухвальный смеситель 7, куда также подается высушенный мел и ретур. Смешение реагентов происходит 3 мин. Из смесителя продукт, содержащий 80% дикальцийфосфата, направляют во вращающийся барабан 8, в котором его выдерживают для завершения реакций. За счет подачи горячей воды в рубашку барабана в нем поддерживается температура 50—60 °С. Дикальцийфосфат, выходящий из барабана 8, содержит 4—6% монокальцийфосфата при влажности около 18%. Продукт сушат при температуре 80—90 °С в барабане 9. Отходящий газ очищают от пыли в циклоне 10, и далее он может быть направлен для утилизации двуокиси углерода на содовый комбинат. Часть высушенного преципитата после дробления в дезинтеграторе 13 затаривают, а другую часть передают транспортером 14 в бункер 6.

Полученный продукт должен содержать не менее 47% Р2О5, растворимого в 0,4%-ной НС1, и не более 37% СаО, 3% Н2О, 0,08% Рb и Аs соответственно и 0,2% F. По данным ВИЖ, кормовой преципитат увеличивает удои молока и привес скота.

что такое в Большой советской энциклопедии

Смотреть что такое ПРЕЦИПИТАТ в других словарях:

ПРЕЦИПИТАТ

        дигидрат дикальций фосфата, CaHPO4․2h3O, минеральное фосфорное удобрение (См. Фосфорные удобрения). Белый или светлосерый порошок, пылит при вн… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

преципитат м. 1) Осадок, отстой (в химии). 2) Искусственное фосфорнокислое удобрение, изготовляемое осаждением свободной фосфорной кислоты известью.

ПРЕЦИПИТАТ

преципитат сущ., кол-во синонимов: 4 • осадок (29) • отстой (43) • подкормка (8) • удобрение (101) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: осадок, подкормка, удобрение… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

преципита́т (лат. praecipitatus сброшенный вниз) 1) фосфорное удобрение, изготовляемое осаждением свободной фосфорной кислоты известью; примен. на ра… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

1) Орфографическая запись слова: преципитат2) Ударение в слове: преципит`ат3) Деление слова на слоги (перенос слова): преципитат4) Фонетическая транскр… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

IПреципита́т (лат. praecipito, praecipitatum стремительно падать)осадок, образующийся при преципитации.IIПреципита́тв офтальмологии — ограниченное скоп… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

дигидрат дикальций фосфата, СаНРО4•2Н2О, фосфорное удобрение. Порошковидное, почти не гигроскопичное, не растворяется в воде, содержит не менее 22—38% … смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

Тип Тетр Тета Тепа Театр Тацит Тацет Тапир Тапер Таити Таир Таец Рита Риа Рет Репица Репа Птр Птица Прицеп Преципитат Преп Пра Питие Питер Пирит Пират Пир Пип Пиит Типец Пие Пиар Петр Петит Тир Перт Перицит Тире Тит Титр Тппа Пери Патер Трап Трапп Треп Цеп Пат Партиец Паритет Цератит Цета Пари Итр Ирита Ипат Ера Арт Ариец Аппрет Аппетит Аир Цитрат Иприт Папетри Папие Цитра Цитер Трип… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

фосфорное удобрение, получаемое насыщением фосфорной кислоты известью. Содержит 30-38% усвояемой раст. фосфорной кислоты. Хорошее удобрение для большин… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

205. Преципитат Продукт осаждения при нейтрализации мацерационных щелоков известковой суспензией Источник: ГОСТ 18157-88: Продукты убоя скота. Терм… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

преципита́т, преципита́ты, преципита́та, преципита́тов, преципита́ту, преципита́там, преципита́т, преципита́ты, преципита́том, преципита́тами, преципита́те, преципита́тах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») . Синонимы: осадок, подкормка, удобрение… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

Ударение в слове: преципит`атУдарение падает на букву: аБезударные гласные в слове: преципит`ат

ПРЕЦИПИТАТ

ПРЕЦИПИТАТ, фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22-38% P2O5. Кормовой преципитат — минеральная подкормка для животных.<br><br><br>… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

ПРЕЦИПИТАТ — фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22-38% P2O5. Кормовой преципитат — минеральная подкормка для животных.<br>… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

ПРЕЦИПИТАТ , фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22-38% P2O5. Кормовой преципитат — минеральная подкормка для животных…. смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

ПРЕЦИПИТАТ, фосфорное удобрение для разных почв под различные сельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22-38% P2O5. Кормовой преципитат — минеральная подкормка для животных…. смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

— фосфорное удобрение для разных почв под различныесельскохозяйственные культуры. В основе CaHPO4.2h3O. Содержит 22-38% P2O5.Кормовой преципитат — минеральная подкормка для животных…. смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

преципита’т, преципита’ты, преципита’та, преципита’тов, преципита’ту, преципита’там, преципита’т, преципита’ты, преципита’том, преципита’тами, преципита’те, преципита’тах… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ

техн. название кальцийгидрофосфата СаНРО 4Синонимы: осадок, подкормка, удобрение

ПРЕЦИПИТАТ

ПРЕЦИПИТАТ м. 1) Осадок, отстой (в химии). 2) Искусственное фосфорнокислое удобрение, изготовляемое осаждением свободной фосфорной кислоты известью.

ПРЕЦИПИТАТ

преципита́тСинонимы: осадок, подкормка, удобрение

ПРЕЦИПИТАТ

[农] 沉淀磷酸钙沉淀磷肥[化] 沉淀物Синонимы: осадок, подкормка, удобрение

ПРЕЦИПИТАТ

precipitated superphosphateСинонимы: осадок, подкормка, удобрение

ПРЕЦИПИТАТ

преципит’ат, -аСинонимы: осадок, подкормка, удобрение

ПРЕЦИПИТАТ

m 1) Präzipitat n 2) Ophth. Endothelbeschlag m, Präzipitat n • сальный преципитатпреципитат сетчатки

ПРЕЦИПИТАТ

Начальная форма — Преципитат, винительный падеж, единственное число, мужской род, неодушевленное

ПРЕЦИПИТАТ 1

(лат. praecipito, praecipitatum стремительно падать) осадок, образующийся при преципитации.

ПРЕЦИПИТАТ 1

преципитат 1 (лат. praecipito, praecipitatum стремительно падать) — осадок, образующийся при преципитации.

ПРЕЦИПИТАТ 2 В

преципитат 2 в офтальмологии — ограниченное скопление фибрина, лейкоцитов или других клеток, а также частиц пигментного эпителия на задней поверхности роговицы, наблюдаемое при иридоциклите.<br>      преципитат сальный — П., по виду напоминающий сальное пятнышко; наблюдается чаще при туберкулезном иридоциклите. <br><br><br>… смотреть

ПРЕЦИПИТАТ 2 В ОФТАЛЬМОЛОГИИ

ограниченное скопление фибрина, лейкоцитов или других клеток, а также частиц пигментного эпителия на задней поверхности роговицы, наблюдаемое при иридоциклите…. смотреть

ПРЕЦИПИТАТ САЛЬНЫЙ

П., по виду напоминающий сальное пятнышко; наблюдается чаще при туберкулезном иридоциклите.

Корм ​​на корм: факт, глупость, басня или вымысел?

В последнее время кажется, что невозможно открыть журнал по животноводству, не увидев статьи о кормах. Фактическое определение фуража — это просто «корм, скармливаемый скоту». Текущая дискуссия о кормах сосредоточена на кормлении проросшим зерном (обычно ячменем) домашнему скоту и птице.

Скармливание скота проросшим зерном вряд ли является новой концепцией. В 1800-х годах европейские молочные фермеры кормили коров проросшими зернами зимой, чтобы поддерживать производство молока и повышать плодовитость.Подобные методы, вероятно, практиковались за столетия до этого.

Почему так много говорят о кормах? Каковы преимущества, недостатки, проблемы и затраты на производство и кормление кормов?

Шон и Лорри Конвей с семейной фермы Конвей выращивают и кормят домашний скот гидропонными кормами на своей ферме площадью 5 акров в Камасе, штат Вашингтон. Во время недавнего интервью Лорри ответила на множество вопросов об их опыте использования кормов; эта статья — продукт того интервью. Вы можете использовать эту информацию, чтобы принимать обоснованные решения о включении кормов в свои операции по кормлению скота.

Сьюзан Керр (Словакия): Почему вы начали выращивать и кормить кормами?

Лорри Конвей (LC): Чтобы создать некоторую независимость от внешних источников корма, сократить расходы, иметь возможность ежедневно кормить наших животных свежими «пастбищами» и создать более устойчивую ферму на ограниченной земельной базе.

СК: Сколько времени вы ежедневно тратите на сбор кормов и уход за своей системой кормления?

LC: Мы кормим корм только один раз в день из-за ограниченного времени.Уборка, посев, сбор урожая и кормление занимают примерно 20-30 минут в день для нашего стада из 30 овец и коз.

СК: Какое оборудование и оборудование вам необходимо?

LC: Наша система находится в отапливаемой теплице. Вы можете использовать любое укрытие, гараж, подвал или комнату, где вы можете контролировать температуру и влажность. Наша система построена с использованием металлических стеллажей и гидропонных поддонов для затопления и слива размером 12 на 9 дюймов. Мы оснастили нашу систему автоматической системой полива и таймером, чтобы проросшие семена оставались влажными.Мы приобрели полную систему у дилера, но вы можете сделать свою собственную.

SK: Вы бы порекомендовали сделать свои собственные системы или приобрести коммерческие системы?

LC: Думаю, мы бы сделали много ошибок, если бы сразу построили нашу собственную систему. Его, конечно, будет нетрудно построить, но я думаю, что мы не смогли бы оставить достаточно рабочего пространства между лотками и, возможно, не установили бы его так эффективно. В системе, которую мы приобрели, было практически все, что нам нужно, чтобы вставать и двигаться.Поскольку мы не были знакомы с гидропонными системами выращивания, это оказалось для нас огромной экономией времени. Не могли бы вы придумать, как это сделать самостоятельно и сэкономить деньги? Абсолютно. Помогает ли коммерческая система быстро приступить к работе? Абсолютно. Это действительно зависит от вашей цели.

СК: Какие семена вы используете, где их берете и как с ними обращаться?

LC: Мы используем фуражный ячмень. Мы надеемся изучить другие виды ростков в будущем, но из-за доступности и стоимости пока мы использовали только ячмень.Мы получаем семена с мельницы, которая снабжает нас зерновыми пайками.

Мы действительно попробовали один мешок семян ячменя, который был ДЕЙСТВИТЕЛЬНО дорогим и не заметил большой разницы в всхожести. Если вы используете семена ячменя, не используйте обработанные семена в качестве корма. Наименее затратным подходом может быть покупка фуражного ячменя напрямую у производителя, если вы живете рядом с ним, и они созданы для хранения и продажи. Мы понимаем, что стоимость наших семян высока, потому что мы платим больше за удобство из-за покупки нескольких 80-фунтовых мешков по сравнению снесколько тонн за один раз. Но у нас просто нет хранилищ или оборудования для перевозки 1-тонных контейнеров.

Мы замачиваем 9 фунтов ячменя на лотке в неочищенной воде на восемь часов перед разложением по лоткам. Мы предоставляем только воду после этого, никаких дополнительных питательных веществ.

СК: Каковы условия выращивания и какие требования?

LC: Мы обнаружили, что идеальные условия для выращивания — 60-65 градусов по Фаренгейту и 60-75% влажности. Ростки ниже этого диапазона растут медленнее, и мы боремся с проблемами плесени при более высокой температуре и влажности.

СК: С какими проблемами вы столкнулись?

LC: Самая большая проблема связана с контролем над плесенью. Было очень сложно контролировать или регулировать влажность в теплице. Это стало особенно трудным в летние месяцы, когда мы пережили более длительные периоды действительно теплых дней. Мы установили ручные и автоматические вентиляторы, чтобы улучшить влажность и циркуляцию воздуха. Существует «мертвый» угол, который всегда сложно регулировать, и рост в нем не является оптимальным.

Еще одна проблема заключалась исключительно в логистике и дополнительных работах. Это система своевременной инвентаризации. Вы не можете пропустить ни дня, ни восемь дней спустя у вас не будет корма. Такой подход не для всех.

Маленькой женщине сложно сеять, собирать урожай и чистить решетки из-за высоты — стойки расположены близко друг к другу для максимальной экономии места. Мы решили уменьшить пространство между лотками, чтобы опустить верхние решетки, но тогда вы уменьшили рабочее пространство между лотками, что вам действительно нужно.Мы пытаемся решить эту проблему. Изначально у нас были проблемы с неравномерным ростом и кислыми проростками на конце, где система плохо отводила воду. Мы отрегулировали стойки, чтобы улучшить дренаж, и установили доски полок под лотками, чтобы минимизировать провисание лотков. Учитывая недавнее похолодание, мы очень медленно растем. Обогреватель теплицы работал сверхурочно, но наш нормальный цикл роста отстает примерно на три дня.

SK: Как вы кормите своих коз и овец фуражом?

LC: это очень влажный корм, поэтому его сложно собирать, транспортировать и кормить.Один рулон (половина подноса) весит около 26 фунтов, и мы скармливаем два полных подноса за одно кормление нашим овцам и козам вместе взятым. Подстилки для проращивания просто сворачиваются во время уборки и перевозятся в тележке недалеко от коровников, где кормят животных. Мы раскатываем корм в их сеновалках; овцы, кажется, едят это так же, как они пасут траву. Они съедают весь коврик, включая проросшие корни.

Козы были немного сложнее. Козы будут козлами, и кормить их кормом будет весело.Им нравится переворачивать его и играть с ним, а не просто есть.

Козы были немного сложнее. Козы будут козлами, и кормить их кормом будет весело. Им нравится переворачивать его и играть с ним, а не просто есть. Мы должны разорвать его на мелкие кусочки, чтобы козлы минимизировали отходы. Мы думаем, что кормушка для коз будет более эффективной, чем бункерная кормушка для коз, поэтому мы ее разрабатываем.

СК: По вашему опыту, каковы преимущества и ограничения кормления кормами?

LC: Основное преимущество для нас — это возможность лучше контролировать наш источник кормов.Мы по-прежнему полагаемся на источник семян, и мы по-прежнему увеличиваем количество сухих кормов (люцерна и трава), но мы снизили нашу зависимость от внешних источников корма примерно на треть.

Кроме того, мы можем каждый день кормить красивой свежей травой. Животные любят это и, кажется, хорошо держатся на нем. Поскольку мы занимаемся этим всего около девяти месяцев, мы не проработаем все финансовые аспекты до завершения зимнего сезона. Но, похоже, это также позволяет сэкономить около одной трети затрат.

СК: Какие финансовые анализы можно провести на этом этапе?

LC: Похоже, что у нас расходуется около 103 долларов за тонну кормов в сыром виде, что включает семилетнюю амортизацию гидропонной системы, но не включает амортизацию теплицы. Я предполагаю, что к концу зимы эта цифра может вырасти до 110 долларов за тонну из-за затрат на электроэнергию для обогрева теплицы электричеством и пропаном.

СК: Довольны ли вы своей системой? Выполняет ли он то, что вы хотели?

LC: Мы знали, что это расширит нашу программу кормления, а не заменит ее.Да, система создает прекрасное свежее пополнение рациона животных. Все, что мы читали, указывало на то, что это обеспечивает такую ​​же пищевую ценность, как и сено люцерны молочного качества; однако у нас снизилось производство молока. На данный момент мы не уверены, что корм обеспечивает такой же уровень эффективности производства молока, как хорошее сено из люцерны молочного качества, но, опять же, возникает вопрос доступности и стоимости. Благодаря снижению стоимости кормов мы можем позволить себе немного потерять производство и при этом оставаться прибыльными.Я не могу сказать, что все ошибки устранены или наша программа кормления еще усовершенствована. Я чувствую, что мы все еще находимся на начальной стадии этого процесса, но я действительно думаю, что в целом это хороший вариант для нашей конкретной операции. Это не для всех. Это работа! Было бы огромным трудом, если бы у вас было большое количество животных, но это также хороший корм, и очень приятно иметь возможность выращивать его для наших животных — вариант, которого у нас никогда не было на такой крошечной ферме.

СК: Каковы ваши рекомендации производителям , заинтересованным в производстве кормов?

LC: Я бы посоветовал «перекупить» или «перестроить» вашу систему — увеличить емкость, чем вы думаете, что вам нужно.Производство варьируется в зависимости от времени года и погоды. Большинство показателей производительности, о которых мы читаем, были получены при идеальных условиях. Судя по тому, что мы переживаем, поддерживать идеальные условия круглый год может быть непросто.

Я бы также посоветовал посетить ферму, где используется гидропонная система, и обсудить проблемы и преимущества. Внимательно посмотрите на систему и решите, хотите ли вы ее построить. Я думаю, что многие из этих систем все еще находятся на ранних стадиях совершенствования, поэтому они быстро меняются на основе отзывов пользователей.Убедитесь, что вы готовы работать со всем, что вы решите вложить, чтобы довести это до совершенства для своей работы. Я не думаю, что эти системы будут работать одинаково для всех, поэтому убедитесь, что вы обучаете себя и не имеете нереалистичных ожиданий.

Я скажу, что это самая замечательная вещь в мире — запустить систему и буквально увидеть, как растет трава! Я бы также посоветовал поработать с диетологом для жвачных животных, чтобы убедиться, что вы составили план кормления, в котором корм используется в качестве увеличения.Животные по-прежнему нуждаются в грубых кормах, поэтому я бы не стал предлагать им полноценную замену рациону.

SK: Прежде чем принять решение об инвестировании в систему кормления, важно приложить карандаш к бумаге и определить свои затраты. Таблица 1 ниже полезна для определения производственных затратd. Затраты на индивидуальное хозяйство могут быть значительно выше или ниже, чем в показанном примере, в зависимости от закупленной системы кормления, стоимости семян, затрат на энергию, стоимости теплицы и от того, включены ли затраты на рабочую силу.Чтобы сравнить стоимость выращенного в домашних условиях корма в исходном виде и покупного сена в качестве источника корма, сделайте их сопоставимыми по сухому веществу (поскольку вода не содержит дополнительных питательных веществ, и мы можем предоставить ее напрямую с меньшими затратами). Другими словами, мы, возможно, вырастили тонну корма, но большую часть веса составляет вода. Для наших расчетов мы будем использовать среднее значение влажности двух образцов корма (85%). Чтобы сравнить это с сеном с влажностью 14,4% в исходном состоянии, мы переведем их на 100% сухое вещество, учтем стоимость тонны в исходном состоянии и экстраполируем стоимость на 1 тонну сухого вещества .

Таблица 1. Определение затрат на производство кормов
Фактор Пример затрат на тонну кормов при скармливании Ваши расходы
Семя 76,15 долл. США
Трудовые отношения 45,00 $
Топливо и энергия 30,00 $
Вода 10 долларов США.00
Амортизация кормовой системы (7 лет) 16,23 $
Амортизация теплицы или помещения для выращивания рассады (20 лет) 6,30 долл. США
Оборудование (весы, тачки, разбрасыватели семян, ковши, вентиляторы, стремянки и др., Амортизация 7 лет) $ 0,25
Общая стоимость тонны кормов в сыром виде 183 $.93

Выводы

Кормовые системы из проросших зерновых — не новость для систем животноводства, но рост стоимости кормов, сокращение сельскохозяйственных угодий, спрос на органические корма и другие факторы повысили их популярность. Начальные затраты, рабочая сила, производственные проблемы и экономика делают их сомнительное применение в большинстве животноводческих хозяйств. Однако они предоставляют возможность избранным производителям получить контроль над некоторыми аспектами своих потребностей в кормах и обеспечить стабильные и постоянные поставки хорошо усваиваемых кормов.

Органические производители, работающие на ограниченных площадях, имеющие недостаточную емкость хранения кормов, а также те, у кого слишком мало или слишком много осадков для получения хорошего сена, могут извлечь выгоду из кормовых систем. Кормление животных на сухих участках также может помочь разорвать круговорот внутренних паразитов, когда передовые методы управления пастбищами невозможны. Однако крайне важно, чтобы производители, заинтересованные в кормовых системах, понимали трудозатраты, трудности и фактическую стоимость производства, прежде чем вкладывать ценные ресурсы в такие системы.

Больше чтения

Урожайность лиственных древесных и кормовых пород в зависимости от температуры воздуха и осадков в средиземноморской среде

  • Bonciarelli F и Santilocchi R (1980) Primi risultati di proof con arbusti foraggeri da pascolo. Ривиста ди Агрономия XIV: 21–29

    Google ученый

  • Cook CW (1972) Сравнительная питательная ценность разнотравья, травы и кустарников, стр. 303–310.Министерство сельского хозяйства США, для Serv Gen Tech Rep INT-1

  • Correal E, Sanchez-Gomez P и Alcaraz F (1988) Древесные породы (деревья и кустарники), имеющие множество значений для засушливых и полузасушливых зон северных средиземноморских стран ЕЭС . В: Сельское хозяйство, Program de Recherche Agrimed, Commission des Communautes Europeennes, стр. 1–39. EUR 11770 FR-EN-DE

  • Дини О. (1990) Вариации морфологических признаков в популяции Robinia pseudoacacia L.Бари, Италия

  • Крамер П.Дж. и Козловски Т.Т. (1979) Физиология древесных растений. Academic Press, New York, 811 pp.

    . Google ученый

  • Le Houérou HN и Hoste CH (1977) Соотношение производства пастбищных угодий и годового количества осадков в Средиземноморском бассейне и в африканской Сахело-Суданской зоне. J Range Manage 30: 181–189

    Google ученый

  • Le Houérou HN (1981) Воздействие человека и его животных на средиземноморскую растительность.В: Ди Кастри Ф., Гудолл Д. В. и Шпехт Р. Л. (ред.) Кустарники средиземноморского типа, стр. 479–521. Elsevier Scientific Publ, Нью-Йорк

    Google ученый

  • Le Houérou HN (1993) Экологические аспекты плантаций кормовых деревьев и кустарников в бассейне Средиземного моря. В: Сельское хозяйство, Программа сельскохозяйственных исследований, Комиссия Европейских сообществ, стр. 11–33. 11459 евро EN

  • Liacos LG и Moulopoulos C (1967) Вклад в идентификацию некоторых типов ареалов Quercus coccifera L.в северной Греции. Институт лесных ресурсов Северной Греции, Res Bull № 16, 54 стр. [На греческом языке с резюме на английском]

  • Лизот Дж. Ф. и Дюпраз С. (1993) Летнее кормопроизводство кустарников под влиянием весеннего выпаса скота. В: Сельское хозяйство, Программа сельскохозяйственных исследований, Комиссия Европейских сообществ, стр. 119–124. 11459 евро EN

  • Ноитсакис Б.И. и Циуварас К.Н. (1990) Сезонные изменения компонентов водного потенциала листьев и скорости роста площади листьев у дуба кермес.Acta Oecologia 11: 419–427

    Google ученый

  • Папахристу Т.Г. и Папанастасис В.П. (1994) Кормовая ценность средиземноморских лиственных древесных кормовых видов и ее значение для управления лесно-пастбищными системами коз. Agrofor Syst 27: 269–282

    Статья Google ученый

  • Papanastasis VP (1982) Производство естественных пастбищ в зависимости от температуры воздуха и осадков в северной Греции.Дассики Эревна III: 111 стр. [На греческом с резюме на английском]

  • Papanastasis VP (1988) Многоцелевые древесные растения для засушливой Средиземноморской зоны Греции. В: Сельское хозяйство, Program de Recherche Agrimed, Commission des Communautes Europeennes, стр. 73–90. 11770 евро FR-EN-DE

  • Papanastasis VP и Mansat P (1996) Луга и связанные с ними кормовые ресурсы в районах Средиземноморья. В: Parente G, Frame J и Orsi S (ред.) Пастбища и системы землепользования. Наука о пастбищах в Европе, Том 1, стр. 47–57.ERSA, Кориция, Италия

    Google ученый

  • Rivoira G (1976) Foraggicoltura asciutta in ambiente mediterraneo. Ривиста ди Агрономия X: 3–22

    Google ученый

  • Санкари М.Н., Ранджан К. (1989) Место кормовых деревьев и кустарников в системах пастбищ. В: Proc XVI Intern Grassl Congress, pp 1761–1768. Ницца, Франция

  • Steel RGD и Торри Дж. Х. (1980) Принципы и процедуры статистики.2-е изд. McGraw-Hill, Нью-Йорк, 633 стр.

    Google ученый

  • Stringi L, Sarno R, Mato G, Leto G, Gristina L. и Corrado A (1987) Использование кустарников в биоагрономических аспектах полузасушливой среды и их использование в овцеводстве. World Rev Anim Prod 23: 79–90

    Google ученый

  • Talamucci P (1985) Поведение некоторых кормовых кустарников на юге Тосканы (Италия).В: Proc. Подсеть ФАО по средиземноморским пастбищам, 4-е заседание, Бюллетень № 4, стр. 147–148. Элваш, Португалия

    Google ученый

  • Talamucci P (1988) Choix des especes ligneuses et leur production fourragere en Italie. В: Сельское хозяйство, Program de Recherche Agrimed, Commission des Communautes Europeennes, стр. 40–58. EUR 11770 FR-EN-DE

  • Tsiouvaras CN (1993) Потенциал кормовых деревьев и кустарников для окраинных земель Греции.В: Сельское хозяйство, Программа сельскохозяйственных исследований, Комиссия Европейских сообществ, стр. 35–43. EUR 14459 EN

  • Tsiouvaras CN (1988) Долгосрочное влияние стрижки на урожайность и жизнеспособность дуба кермес ( Quercus coccifera ). Для Ecol Manage 24: 159–166

    Статья Google ученый

  • Управление рисками осадков для однолетних кормов (G2300)

    Джей Парсонс, специалист по управлению фермой и ранчо

    Аарон Л.Бергер, старший преподаватель

    Джерри Д. Волески, специалист по расширению ассортимента и кормов

    Посадка однолетних кормов подвержена риску атмосферных осадков. Годовой план страхования кормов дает возможность управлять этим риском.

    Посадка однолетних кормов после основной культуры или специально для кормления может дать ряд преимуществ, включая почвенный покров и кормовые ресурсы для скота. Одним из основных рисков, связанных с этой производственной практикой, особенно на неорошаемых полях, являются неустойчивые осадки и влажность почвы.Годовой план страхования кормов, доступный в Небраске Агентством по управлению рисками Министерства сельского хозяйства США (RMA), является одним из инструментов, доступных производителям сельскохозяйственных культур и животноводства, чтобы помочь снизить этот риск.

    Годовой план страхования кормов

    Годовой план страхования кормов распространяется на однолетние корма, засеянные для использования в качестве корма или корма для скота. Сюда входят однолетние кормовые растения, засеянные для выпаса, сена, выпаса / сена, зерна / выпаса, зеленой отбивной, пастбища / зеленой массы или силоса. Изменения в программе в 2017 году увеличили количество вегетационных сезонов и установили общую дату регистрации.Годовой план страхования кормов теперь включает четыре вегетационных периода, которые охватывают весь год (см. Врезку). Крайний срок регистрации на все эти вегетационные сезоны — 15 июля каждого года, поэтому производители, заинтересованные в получении этой страховки, должны связаться со своим агентом по страхованию урожая в начале лета, чтобы узнать, что им нужно сделать, чтобы получить страховое покрытие, и во сколько это может стоить. их.

    Рисунок 1. Смесь покровных культур, посеянная в стерню пшеницы в конце июля (вегетационный период 1).

    Как правило, типы однолетних кормов, высаживаемых в течение вегетационного периода 1, включают яровые мелкие зерна, такие как овес, тритикале, ячмень, или смесь видов, типичных для смесей покровных культур ( Рисунок 1 ). Если посадку можно провести в июле, можно также использовать однолетники теплого сезона. Эти корма будут использоваться осенью или складироваться на зиму. Корма для вегетационного периода 2 будут ограничиваться озимыми мелкими зерновыми, такими как пшеница, тритикале и зерновая рожь, с запланированным использованием пастбищ следующей весной.Обычные корма для вегетационного периода 3 снова будут включать яровые мелкие зерна, бобовые или капусту с использованием в начале лета (, рис. 2, ). Некоторые виды с потенциалом к ​​отрастанию, такие как однолетний райграс, могут потребовать более длительного периода использования. Наиболее распространенными фуражами для вегетационного периода 4 являются однолетние растения теплого сезона, такие как суданграсс, сорго или просо. Можно использовать виды холодного сезона, если их посадить в апреле.

    Рисунок 2.Смесь овса и гороха, посаженного в период вегетации 3.

    Годовой план страхования кормов основан на данных индекса осадков, предоставленных Центром прогнозирования климата Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA CPC). Производители могут застраховать от 70 до 90 процентов осадков в соответствии с ожидаемым индексом энергосистемы в течение серии двухмесячных интервалов, охватывающих период покрытия для каждого вегетационного периода.

    Страхованию подлежат как орошаемые, так и неорошаемые земли.В каждом округе Небраски есть базовая стоимость округа, определяемая RMA, которая представляет его годовую продуктивную ценность кормов независимо от метода производства. Например, базовая стоимость округа в 2017 году для округа Буффало, штат Небраска, составляла 199,86 доллара за акр. Производители могут выбрать коэффициент продуктивности от 60 процентов (107,92 доллара США за акр) до 150 процентов (269,81 доллара США за акр) от базовой стоимости округа в зависимости от их собственной прогнозируемой производственной стоимости, стоимости производства и т. Д.

    Стоимость страховых взносов по годовому плану страхования кормов

    будет варьироваться в зависимости от выбранного покрытия.Производителям, заинтересованным в использовании плана, рекомендуется получить доступ к инструменту поддержки принятия решений на веб-сайте RMA, чтобы изучить различные варианты покрытия, дополнительные расходы и данные о производительности на основе исторических индексов осадков. Стоимость страховых премий субсидируется от 51 до 59 процентов в зависимости от выбранного уровня покрытия.

    Страхование от катастроф

    (CAT) доступно для годового плана страхования кормов. В общем, трудно оправдать его покупку, если у человека нет много акров земли, которые нужно покрыть в пределах определенного округа, и он защищает только от продолжительного засушливого периода.Покрытие CAT зафиксировано на уровне 65% от осадков за весь вегетационный период, то есть за один интервал от шести до семи месяцев. Коэффициент производительности также установлен на уровне 45 процентов.

    Центральная Небраска Пример

    На рисунке 3 представлен пример уровня покрытия 90% для поля площадью 100 акров в округе Буффало, штат Небраска, сетка 24724 с использованием инструмента поддержки принятия решений RMA (http://af.agforceusa.com/ri). Этот пример покрытия предназначен для вегетационного периода 1 с сентября 2016 года по март 2017 года.В этом примере возмещение в размере 4381 долл. США было бы получено за двухмесячный интервал с сентября по октябрь, поскольку фактическое значение индекса 35,2 упало ниже уровня покрытия 90. Возмещение рассчитывается путем взятия разницы, представляющей насколько ниже уровень покрытия фактический индекс оказался умноженным на производительную стоимость на акр, умноженную на процент стоимости, защищенной в этом интервале охвата. В этом случае было выбрано 100 процентов базовой производственной стоимости округа в размере 199,86 долларов США вместе с 40 процентами стоимости, защищенной в период с сентября по октябрь, таким образом, возмещение равнялось 199 долларам.86 * (0,90–0,352) * 0,4.

    Как и большинство других видов страхования, годовой план страхования кормов выплачивает возмещения только в некоторых случаях. В округе Буффало, штат Небраска, например, полученное возмещение почти покрыло общую премию в размере 4439 долларов и более чем покрыло премию производителя в размере 2176 долларов с учетом 51-процентной субсидии премии. Это может быть не всегда. Лучший подход к использованию любой страховки — это разработать план, соответствующий ситуации, и придерживаться ее.Если бы покрытие, представленное на Рисунке 3, было приобретено в течение пяти лет подряд с 2013 по 2017 год, по нему было бы выплачено возмещение в размере 7 016 долларов США, 2 968 долларов США, 3 909 долларов США, 1 071 доллара США и 4318 долларов США за это время. Это покрыло бы премию производителя за четыре года из пяти, но полная премия была бы покрыта только один раз.

    Рисунок 3. Пример годового страхования кормов на 2017 год на 100 акрах в сети 24724 в округе Буффало, штат Небраска, с выбранным уровнем охвата 90 процентов и коэффициентом производительности 100 процентов.

    Западная Небраска Пример

    На рисунке 4 представлен пример 90-процентного покрытия для поля площадью 100 акров в округе Кимбалл, Небраска, сетка 25306. Этот пример покрытия предназначен для вегетационного периода 4 с июня по ноябрь 2017 года. Это когда будут выращиваться однолетние корма теплого сезона. . В этом примере возмещение в размере 3175 долларов было бы получено за двухмесячный интервал с июня по июль 2017 года, поскольку фактическое значение индекса 54,7 упало ниже уровня покрытия 90.Возмещение рассчитывается путем взятия разницы, представляющей, насколько ниже уровня покрытия оказался фактический индекс, умноженный на производительную стоимость на акр, умноженную на процент стоимости, защищенной в этом интервале покрытия. В этом случае было выбрано 100 процентов базовой производственной стоимости округа в размере 199,86 доллара США вместе с 45 процентами стоимости, защищенной в период с июня по июль, таким образом, возмещение равняется 199,86 доллара США * (0,90–0,547) * 0,45.

    В округе Кимбалл, штат Небраска, например, полученная компенсация покрывала общую премию в размере 2813 долларов и более чем покрывала премию производителя в размере 1378 долларов с учетом 51-процентной субсидии премии.Если бы покрытие, представленное на Рисунке 4, было приобретено в течение пяти лет подряд с 2013 по 2017 год, по нему было бы выплачено возмещение в размере 4362 долларов США, 612 долларов США, 2 815 долларов США, 3309 долларов США и 3175 долларов США за это время. Это покрыло бы премию производителя, а также общую премию за четыре года из пяти.

    Сводка

    Влажность почвы во время посадки однолетних кормов, а также осадки в течение вегетационного периода являются одним из основных факторов ожидаемого урожая.Осадки во время прорастания и раннего роста являются ключевым фактором для однолетних кормов, которые требуют неглубокой посадки из-за небольшого размера семян. Достаточное количество осадков в периоды быстрого роста ежегодных кормов также имеет решающее значение. Производители, использующие план и выбирающие, какие двухмесячные интервалы страховать, должны оценить, как влажность почвы и время выпадения осадков повлияют на ежегодно застрахованные кормовые культуры. В примере на Рисунке 4 не ожидается значительного роста летнего однолетнего фуража в период с октября по ноябрь из-за вероятного случая заморозков, которые приведут к прекращению урожая.Было бы логично увеличить страховое покрытие в двухмесячные интервалы с июня по июль и с августа по сентябрь, когда осадки будут иметь наибольшее влияние на летнее годовое производство кормов.

    Рис. 4. Пример годового страхования кормов на 2017 год на 100 акрах в сети 25306 в округе Кимбалл, Небраска, с 90-процентным уровнем покрытия и 100-процентным коэффициентом продуктивности.

    Для производителей, рассматривающих возможность использования годового плана страхования кормов в Небраске, одна из самых больших проблем при использовании продукта — это время регистрации для приобретения страховки.Крайний срок покупки страховки — 15 июля на следующий урожайный год. Многие производители, которые сажают однолетние корма, особенно весной и летом, часто заранее не определили конкретное количество акров или культур, которые они планируют засеять. Производители, высаживающие однолетние корма весной и летом и имеющие долгосрочные планы посевов, будут лучше всего подходят для использования этого инструмента управления рисками.

    Один из самых больших рисков при посеве однолетних кормов в качестве первичной или вторичной двойной культуры — наличие осадков и влажности почвы, которые заставляют это работать.Годовой план страхования кормов — это один из инструментов, доступных производителям для снижения этого риска. Производителям, заинтересованным в использовании годового плана страхования кормов, рекомендуется связаться со своим местным агентом по страхованию урожая и посетить сайт http://www.rma.usda.gov/policies/ri-vi/annualforage.html, чтобы получить дополнительную информацию, в том числе указатель координатной сетки. , инструмент поддержки принятия решений и все исторические индексы осадков. Записанный веб-семинар по этой теме также доступен на beef.unl.edu.


    Этот материал финансируется Министерством сельского хозяйства США, Агентством по управлению рисками, под номером награды RM17RMEPP522C004.

    Extension — это подразделение Института сельского хозяйства и природных ресурсов Университета Небраски-Линкольн, которое сотрудничает с округами и Министерством сельского хозяйства США.

    Образовательные программы Университета Небраски – Линкольна соответствуют политике недискриминации Университета Небраски – Линкольна и Министерства сельского хозяйства США.

    © 2018, Попечительский совет Университета Небраски от имени Университета Небраски — Расширение Линкольна.Все права защищены.

    Управление рисками осадков для однолетних кормов

    Посадка однолетних кормов после основной культуры или специально для корма может дать ряд преимуществ, включая почвенный покров и кормовые ресурсы для скота. Одним из основных рисков, связанных с такой производственной практикой, особенно на неорошаемых полях, являются непостоянные осадки и влажность почвы. Годовой план страхования кормов, доступный в Небраске в Агентстве по управлению рисками (RMA) Министерства сельского хозяйства США, является одним из инструментов, доступных производителям сельскохозяйственных культур и животноводства, чтобы помочь снизить этот риск.

    Годовой план страхования кормов

    Годовой план страхования кормов распространяется на однолетние корма, засеянные для использования в качестве корма или корма для скота. Сюда входят однолетние кормовые растения, засеянные для выпаса, сена, выпаса / сена, зерна / выпаса, зеленой отбивной, пастбища / зеленой массы или силоса. Годовой план страхования кормов теперь включает четыре вегетационных периода, которые охватывают весь год.

    • Сезон выращивания 1, даты посадки: 16 июля — 15 октября, покрытие осадков доступно с 1 сентября — 31 марта
    • Сезон вегетации 2, даты посадки: 16 октября — 15 января, покрытие осадков доступно с 1 декабря по 30 июня
    • Сезон вегетации 3, даты посадки: 16 января — 15 апреля, покрытие осадков доступно с 1 марта по 30 сентября
    • Сезон вегетации 4, даты посадки: 16 апреля — 15 июля, покрытие осадков доступно с 1 июня по 30 ноября

    Крайний срок регистрации для всех этих вегетационных сезонов — 15 июля каждого года, поэтому производители, заинтересованные в получении этой страховки, должны связаться со своим агентом по страхованию урожая в начале лета, чтобы узнать, что им нужно сделать, чтобы получить страховое покрытие и что оно может стоить им.

    Годовой план страхования кормов основан на данных индекса осадков, предоставленных Центром прогнозирования климата Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA CPC). Производители могут застраховать от 70 до 90 процентов осадков в соответствии с ожидаемым индексом энергосистемы в течение серии двухмесячных интервалов, охватывающих период покрытия для каждого вегетационного периода.

    Страхованию подлежат как орошаемые, так и неорошаемые земли. В каждом округе Небраски есть базовая стоимость округа, определяемая RMA, которая представляет его годовую продуктивную ценность кормов независимо от метода производства.Стоимость ежегодного страхового взноса по плану страхования кормов будет варьироваться в зависимости от выбранного покрытия. Производителям, заинтересованным в использовании плана, рекомендуется получить доступ к инструменту поддержки принятия решений на веб-сайте RMA, чтобы изучить различные варианты покрытия, дополнительные расходы и данные о производительности на основе исторических индексов осадков. Стоимость страховых премий субсидируется от 51 до 59 процентов в зависимости от выбранного уровня покрытия.

    Страхование от катастроф

    (CAT) доступно для годового плана страхования кормов.В общем, трудно оправдать его покупку, если у человека нет много акров земли, которые нужно покрыть в пределах определенного округа, и он защищает только от продолжительного засушливого периода. Покрытие CAT зафиксировано на уровне 65% от осадков за весь вегетационный период, то есть за один интервал от шести до семи месяцев. Коэффициент производительности установлен на уровне 45 процентов.

    Сводка

    Влажность почвы во время посадки однолетних кормов, а также осадки в течение вегетационного периода являются одним из основных факторов ожидаемого урожая.Осадки во время прорастания и раннего роста являются ключевым фактором для однолетних кормов, которые требуют неглубокой посадки из-за небольшого размера семян. Достаточное количество осадков в периоды быстрого роста ежегодных кормов также имеет решающее значение. Производители, использующие план и выбирающие, какие двухмесячные интервалы страховать, должны оценить, как влажность почвы и время выпадения осадков повлияют на ежегодно застрахованные кормовые культуры. Было бы логично увеличить страховое покрытие в двухмесячные интервалы, когда осадки будут иметь наибольшее влияние на производство кормов.

    Для производителей, рассматривающих возможность использования годового плана страхования кормов в Небраске, одна из самых больших проблем при использовании продукта — это время регистрации для приобретения страховки. Крайний срок покупки страховки — 15 июля на следующий урожайный год. Многие производители, которые сажают однолетние корма, особенно весной и летом, часто заранее не определили конкретное количество акров или культур, которые они планируют засеять. Производители, высаживающие однолетние корма весной и летом и имеющие долгосрочные планы посевов, будут лучше всего подходят для использования этого инструмента управления рисками.

    Производителям, заинтересованным в использовании годового плана страхования кормов, рекомендуется связаться со своим местным агентом по страхованию урожая и посетить Страница Annual Forage на веб-сайте Агентства по управлению рисками USDA для доступа к дополнительной информации, включая локатор сетки, инструмент поддержки принятия решений и все исторические индексы осадков. NebGuide, G2300 Управление рисками осадков для однолетних кормов, доступно в качестве ресурса в Годовом плане страхования кормов. Вы также можете просмотреть веб-семинар, посвященный страхованию, здесь.

    Этот материал финансируется Министерством сельского хозяйства США, Агентством по управлению рисками, под номером премии RM17RMEPP522C004.

    Влияние уменьшения количества летних осадков на продуктивность и кормовые качества пойменных лугов на Эльбе и на реке Рейн

    Аннотация

    Фон

    Пойменные луга вдоль рек являются полуестественными средами обитания и зависят от регулярного землепользования. При неинтенсивном использовании они предлагают подходящую среду обитания для многих видов растений, в том числе редких.Поймы представляют собой гидрологически динамичные экосистемы с периодами наводнений и засушливых условий. В поймах Германии количество засушливых периодов может увеличиться из-за уменьшения количества летних осадков, как прогнозируется сценариями изменения климата. На этом фоне возникает вопрос, как в будущем могут измениться количество и качество кормов на этих лугах.

    Методы

    Мы сообщаем о результатах двух полевых испытаний, в которых изучали влияние экспериментально уменьшенных летних осадков на количество и качество сена на пойменных лугах на реке Рейн (2011-2012 гг.) И на двух притоках Эльбы (2009-2011 гг.).Мы измерили годовой урожай, количество биомассы сена и содержание сырого протеина, сырой клетчатки, энергии, фруктана, азота, фосфора и калия.

    Результаты

    Годовой урожай снизился из-за уменьшения количества осадков на реке Рейн. Это произошло из-за снижения урожайности сена во второй раз на реке Рейн, в котором, что интересно, увеличилось содержание азота и сырого протеина. Обработка не повлияла на первый разрез на реке Рейн. В притоках Эльбы обработка лишь незначительно повлияла на годовой урожай, количество и качество сена на обоих срезах.

    Заключение

    Мы пришли к выводу, что урожай пойменных лугов может стать менее надежным в будущем, поскольку годовой урожай снизился из-за уменьшения количества осадков на реке Рейн. Однако на первый и более важный с точки зрения сельского хозяйства укос практически не повлияло уменьшение количества осадков, что, вероятно, связано с достаточной влажностью почвы зимой / весной. До тех пор, пока будущий уровень воды в реках не будет снижаться весной, по крайней мере, использование сена с первого укоса пойменных лугов будет надежным в условиях изменения климата.

    Образец цитирования: Ludewig K, Donath TW, Zelle B, Eckstein RL, Mosner E, Otte A, et al. (2015) Влияние уменьшения количества летних осадков на продуктивность и качество кормов на пойменных лугах Эльбы и реки Рейн. PLoS ONE 10 (5): e0124140. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140

    Академический редактор: Бо Ли, Университет Фудань, КИТАЙ

    Поступила: 7 сентября 2014 г .; Дата принятия: 10 марта 2015 г .; Опубликован: 7 мая 2015 г.

    Авторские права: © 2015 Ludewig et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника

    Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в пределах документ и вспомогательные информационные файлы

    Финансирование: Исследование Эльбы финансировалось Федеральным министерством образования и науки в рамках исследовательского проекта KLIMZUG-NORD (номер гранта 01LR0805D), а исследование Рейна финансировалось Федеральным министерством транспорта. , Строительство и градостроительство в рамках исследовательского проекта KLIWAS.Landwirtschaftskammer Niedersachsen оказала финансовую поддержку в проведении анализа проб из притоков Эльбы. KL также поддержала Гамбургская аспирантура по исследованию устьев и водно-болотных угодий (ESTRADE), которая финансировалась Гамбургским научно-исследовательским фондом в качестве члена State Excellence Initiative (LExI). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

    Введение

    Европейские полуестественные местообитания, такие как неулучшенные сельскохозяйственными угодьями, вносят большой вклад в видовое разнообразие ландшафтов [1, 2]. Это происходит не только из-за большого разнообразия видов растений, что характерно для полуестественных пастбищ, но также из-за большого количества видов животных (например, насекомых и птиц), для которых пастбища представляют собой подходящие среды обитания (например, [3]). Пойменные луга вдоль крупных равнинных рек являются горячими точками биоразнообразия и являются результатом типичных режимов наводнений и длительных практик землепользования с умеренной интенсивностью [4].На них обитает множество редких [5, 6], типичных для речных коридоров растений, таких как Cnidium dubium , Thalictrum flavum или Viola elatior [7]. Из-за воздействия наводнений в сочетании с засушливыми условиями летом поймы являются очень динамичной и изменчивой средой [8]. Поймы в основном используются как пастбища для выпаса скота (пастбища) и скашивания (луга) для заготовки кормов для домашнего скота. Косить один или два раза в год без внесения удобрений рекомендуется для обеспечения высокого видового богатства [4].

    Как и другие полуестественные пастбища в Европе, пойменные луга сильно сократились за последние столетия. Основными причинами утраты богатых видами пойменных лугов являются снижение динамических гидрологических условий из-за регулирования рек [9] или речных тренировок [10], а также изменения в землепользовании в виде интенсификации (например, [11]) или заброшенности (например, [ 12]). Следовательно, эти луга имеют высокую природоохранную ценность, и некоторые типы лугов, встречающиеся в европейских поймах, охраняются Директивой о местообитаниях (92/43 / EEC, тип среды обитания 6440: Аллювиальные луга речных долин Cnidion dubii ; 6510: Низменность сенокосные луга) и подлежат различным восстановительным мероприятиям [13–15].

    Это постоянная проблема сохранения природы, как биомасса богатых видами неинтенсивно управляемых лугов может быть включена в системы сельскохозяйственного землепользования [16–18] и питания животных. Несомненно, предпочтительнее интегрировать эти луга в системы земледелия, а не просто управлять ими в рамках природоохранных схем. Однако в будущем на продуктивность полуестественных пастбищ может повлиять повышенная изменчивость количества осадков из-за изменения климата.

    Осадки — один из наиболее влиятельных абиотических факторов продуктивности растений [19]. Прогнозируется, что изменения в структуре осадков произойдут в ходе изменения климата [20]. Для Германии прогнозы изменения климата в регионе указывают на более высокие температуры и возрастающий риск летних засух в конце 21 века из-за меньшего количества летних осадков по сравнению с базовым периодом 1961–1990 [21, 22]. Соответственно, речные расходы летом, по прогнозам, уменьшатся, e.грамм. на крупных реках Рейн [22] и Эльба [23]. Это, в свою очередь, может снизить уровень грунтовых вод в прилегающих поймах рек, что отрицательно скажется на водном потенциале почвы. В сочетании с усилением транспирации при более высоких температурах эти изменения могут вызывать стресс засухи у растений пойменных лугов [24]. Реакция растений на стресс, вызванный засухой, разнообразна, включая уменьшение удлинения клеток и снижение фотосинтеза; ответы обычно приводят к замедлению роста растений и задержке развития растений [25].

    Азотные удобрения в основном влияют на растительность полуестественных пастбищ: помимо повышения продуктивности наблюдались сдвиги в видовом составе [26, 27]. Что касается качества кормов, то после добавления азота было зарегистрировано в основном повышение [28, 27], но также и снижение содержания азота [26]. Менее известно, как добавление азота влияет на растительность пойменных лугов.

    В последние годы некоторые эксперименты по изменению климата были проведены в экосистемах пастбищ, e.грамм. в полузасушливых степях [29], в среднетравных высокотравных прериях [30] и на лугах умеренного пояса [31–34]. Только одно из этих исследований было сосредоточено на том, как качество кормов — экосистемная услуга, важная для фермеров — может измениться в будущем, на примере содержания азота и белка в биомассе [34]. Тем не менее, дополнительные переменные, актуальные для фермеров, такие как сырая клетчатка, сырой белок, содержание энергии или фруктан, в этом контексте не анализировались. Как правило, данные о качестве кормов на неинтенсивно используемых полуестественных пастбищах в международной литературе немногочисленны (но см. [17, 18, 35]).Также в Великобритании отсутствуют данные по биомассе с богатых видами полуестественных пастбищ [36], и, похоже, все еще существует потребность в изучении этой темы. Как правило, высокие значения сырого протеина, усвояемой энергии и содержания азота (N), фосфора (P) и калия (K) указывают на высокое кормовое качество сена, в то время как большое количество сырой клетчатки и фруктана ухудшают качество корма [37].

    Чтобы выяснить влияние изменений летних осадков на количество и качество биомассы европейских пойменных лугов, мы провели полевые эксперименты, в которых мы уменьшили количество осадков с помощью дождевых укрытий.Мы собрали биомассу, проанализировали ее количество и указанные выше параметры. Далее мы рассчитали годовой урожай как произведение количества биомассы и содержания энергии. Представленные здесь данные получены в результате двух независимых экспериментов по выпадению осадков, проведенных на реках Рейн и двух притоках Эльбы.

    Мы стремились ответить на следующие исследовательские вопросы: Влияет ли уменьшение количества летних осадков на количество сена, его качество при первом и втором укосе, а также на общий годовой выход энергии на пойменных лугах?

    Материалы и методы

    Эксперименты на Эльбе и Рейне

    Мы обобщаем результаты двух экспериментов по сокращению количества осадков на пойменных лугах на реке Рейн и в двух притоках реки Эльбы, полученные в результате двух независимых исследований.Поскольку два исследования планировались и проводились независимо друг от друга, использовались разные экспериментальные планы. Однако, поскольку общие цели и используемые укрытия от дождя были идентичны, мы представляем результаты в этом интегрирующем документе.

    Разрешения

    Разрешение на полевые эксперименты было предоставлено Биосферным заповедником реки Эльба в Нижней Саксонии для эксперимента в Суде, биосферным заповедником реки Эльба в Саксонии-Ангальт, а также Управлением охраны природы Саксонии-Ангальт для Гавела. .Разрешение на проведение эксперимента на Рейне было получено от города Ридштадт, областного совета Дармштадта и управления лесного хозяйства Гессена.

    Учебные и учебные площадки

    Исследования проводились на пойменных лугах, принадлежащих функциональной пойме (не отсоединенной от реки и, следовательно, затопляемой во время паводка) на реке Рейн и двух притоках реки Эльбы, Гавеле и Суде. Общим для всех изученных пойменных водоемов является то, что климатические и гидрологические условия приводят к весьма изменчивому потенциалу почвенной влаги: в то время как зима, весна и начало лета могут быть причиной наводнений, летние периоды особенно засушливы (особенно на континентальной территории Гавела в районе Эльбы и на Рейне). сайт).Наряду с сильными сезонными и межгодовыми колебаниями уровня воды в реках, уровень грунтовых вод также сильно колеблется [38, 39].

    Район исследования на реке Рейн расположен в гессенской части голоценовой поймы северной части Верхнего Рейна около Ридштадта, примерно в 30 км к юго-западу от Франкфурта, Германия (N 49 ° 49 ‘, E 8 ° 26’). Климат в этой области относительно сухой и теплый со средним годовым количеством осадков 602 мм (1961–1990 Riedstadt-Erfelden, DWD 2013) и средней годовой температурой 9.7 ° C (1961–1990, аэропорт Франкфурта-на-Майне, DWD 2013). Почвы можно отнести к кальциевым флювисолям [40]. Растительность самого участка исследования относительно бедна видами, потому что до 1983 года это было пахотное поле (подробности об истории участка см. В [41, 42]). С 1983 года луга скашивают до двух раз в год. В качестве участков для исследования были выбраны два участка, различающиеся по высоте (более высокий / более сухой и более низкий / более влажный). В видовом составе исследуемого луга преобладают Festuca arundinacea .Другими часто встречающимися видами являются Dactylis glomerata и Leucanthemum vulgare на верхнем участке и Potentilla reptans и Symphytum officinale на нижнем участке. Номенклатура видов растений соответствует Wisskirchen и Haeupler [43].

    Луга у притоков Эльбы расположены у реки Суде (около Зюцкау в Нижней Саксонии, N53 ° 19 ′ E010 ° 57 ′) и реки Гавел (около Kuhlhausen в Саксонии-Анхальт, N52 ° 47 ′ E012 ° 11 ′). Место на реке Суде находится в довольно океанических климатических условиях со средним годовым количеством осадков 663 мм и средней годовой температурой 8.3 ° C (1961–1990; данные ближайшей метеостанции в Бойценбурге; DWD 2013). Площадка на реке Гавел, напротив, имеет относительно континентальные климатические условия со средним годовым количеством осадков 503 мм (1961–1990; данные ближайшей метеостанции в Хавельберге; DWD 2013) и средней годовой температурой 9,1 ° C (1976 г.) –2009; данные ближайшей метеостанции, измеряющей температуру в Зеехаузене; DWD 2013). Оба участка регулярно затапливаются Судой или рекой Хавель, которые являются притоками первого порядка реки Эльбы.Почвы обоих участков представляют собой глееватые флювисоли, которые в основном состоят из суглинистого материала над песчаными отложениями. Активные поймы вдоль Суде и Гавела обычно используются в качестве пастбищ, и эти два луга скашивают дважды в год. На обоих участках наблюдалось пойменных луговых растений Cnidium с характерными растениями речного коридора (согласно [7]), такими как Cnidium dubium , Stellaria palustris и Carex vulpina , а также более часто встречающиеся виды, такие как Alopecurus pratensis , Deschampsia cespitosa , Potentilla anserina , Potentilla reptans и Ranunculus repens .

    Эксперимент на реке Рейн

    Эксперимент на двух участках на реке Рейн проводился в вегетационные периоды 2011 и 2012 годов. Укрытия от дождя имели размеры 3 м x 3 м и были построены в соответствии с Яхджианом и Сала [44] с использованием труб из акрилового стекла в качестве лотков. Для минимизации краевых эффектов исследуемые участки под дождевыми укрытиями были доведены до 4 м 2 . Двумя исследованными экспериментальными факторами были высота над базовым потоком (высокий: 320 см над базовым потоком; низкий: 240 см над базовым потоком) и уменьшение количества осадков (-50%, -25%, без снижения).Использовались два типа контроля: 1) контрольные участки с укрытиями от дождя, где трубы из акрилового стекла были перевернуты (чтобы проверить эффект укрытия от дождя без уменьшения дождя), и 2) контрольные участки без укрытий от дождя (см. Таблицу 1). Уменьшение количества осадков проводилось с марта по октябрь. Эксперимент проводили в трех повторностях. Погодные условия изучаемых лет показаны на рис. 1в.

    Таблица 1. Обзор экспериментальных обработок экспериментов по уменьшению количества осадков на притоках Эльбы и Рейне: -50% = 50% уменьшение количества осадков; -25% = сокращение осадков на 25%; + N = удобрение N; control = управление без укрытий от дождя; контроль + укрытие = управление с укрытиями от дождя.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.t001

    Рис. 1. Погодные условия в притоках Эльбы Суде (а) и Гавеле (б) в исследуемые годы с 2009 по 2011 г. и на Рейне (с ) в течение исследуемых 2011 и 2012 годов (данные предоставлены DWD 2013).

    Черная линия с серым оттенком представляет среднесуточную, минимальную и максимальную месячные температуры. Серые столбцы — месячные суммы осадков. Стрелками указаны даты отбора проб биомассы.

    https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0124140.g001

    Опыт на притоках Эльбы

    В вегетационные периоды с 2009 по 2011 год мы провели полевой опыт на двух участках реки Эльба. В двухфакторном дизайне мы манипулировали летними осадками, которые были уменьшены прим. 25% с укрытиями от дождя и отложение азота, которое имитировалось удобрением нитратом аммония (35 кг N га –1 и –1 ). Снижение количества осадков и обработки удобрениями проводились с мая по октябрь (в 2009 году с июля по октябрь).Удобрения вносили в семь дат, равномерно распределенных за этот период. Как и в экспериментах на Рейне, укрытия от дождя имели размеры 3 х 3 м и были построены в соответствии с Яхджианом и Сала [44], но с использованием тепличного пластика, проницаемого для ультрафиолета, в качестве желобов. Чтобы свести к минимуму краевые эффекты, исследовательские участки покрывали только внутреннюю прибл. 4 м 2 укрытия от дождя. Были реализованы четыре обработки (см. Таблицу 1): 1.) уменьшение количества осадков и внесение удобрений (-25% / + N), 2.) только внесение удобрений (+ N), 3.) только уменьшение количества осадков (-25%) и 4. .) контроли без обработки (контроли). Эксперимент проводили в семи повторностях. Погодные условия изучаемых лет показаны на рис. 1а и 1б.

    Переменные ответа

    В качестве переменных отклика мы измерили количество биомассы (г -2 ), ее содержание сырой клетчатки (XF,% сухого веса; dw), сырого протеина (XP,% dw), элементов N (мг г — 1 dw), P (мг g -1 dw) и K (мг g -1 dw) и фруктан (% dw). Фруктаны являются запасными углеводами многих видов трав [45].Высокое содержание фруктана в кормах может быть вредным для здоровья лошадей и пони [46]. Энергетическое содержание биомассы оценивалось как усвояемая энергия (DE), чистая энергия для лактации (NEL) и метаболическая энергия (ME; все в МДж кг -1 dw). В то время как последние два применимы в случае жвачных животных, DE является оценкой, относящейся к корму для лошадей. Поскольку эти значения энергии взаимосвязаны и сено с полуестественных лугов само по себе предпочтительно используется для лошадей в исследуемых регионах, в этом исследовании мы сосредоточены на DE, но в качестве обзора мы представляем значения ME и NEL в таблицах. 2 и 3.

    Таблица 2. Показатели качества кормов на луговых участках с различной обработкой (контроль, контроль + укрытие), -25% осадков, -50% осадков) на влажных и сухих луговых участках в пойме реки Рейн.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.t002

    Таблица 3. Показатели качества кормов на различных луговых участках (контроль, + N, -25% и + N / -25%) на Притоки Эльбы (океанический участок в Суде и более континентальный участок на реке Гавел).

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.t003

    На участках Эльбы образцы биомассы были взяты с участков размером 0,25 м 2 участков (три образца биомассы, из которых один был взят для измерения качества кормов). и два использовались для измерения содержания элементов) в июне 2010 и 2011 гг. (первые разрезы) и сентябре 2009, 2010 и 2011 гг. (вторые разрезы). На участках Рейна образцы биомассы были взяты с участков размером 0,1 м 2 (12 образцов, которые были измельчены вместе, а затем разделены для измерения качества кормов и содержания элементов) в июне 2011 и 2012 гг. (Первые укосы) и сентябре 2011 и 2012 гг. ( вторые разрезы).Осенью 2011 года на участках на Рейне не удалось отобрать достаточное количество биомассы для анализа фруктана. Образцы биомассы всех участков сушили при 60 ° C в течение трех дней.

    Сырой белок, сырая клетчатка, энергетические переменные и фруктан оценивали с помощью NIRSystem 5000 (Foss GmbH Rellingen, Германия) и сканировали в диапазоне от 1100 до 2500 нм. Годовая урожайность ( -1 ГДж / га) была рассчитана как произведение усвояемой энергии (DE, ГДж кг -1 dw) и сухой биомассы (кг dw ha -1 ).Содержание азота в пробах Эльбы измеряли с помощью CN-Analyzer (vario MAX, elementar, Ханау, Германия), а в пробах Рейна с помощью автоматического анализатора (AA 3, Bran & Lübbe, Norderstedt, Германия). Содержание K и P в образцах Эльбы измеряли методом ICP-OES (образцы 2009 г.: Perkin Elmer ICP / OES, Perkin Elmer, Гамбург, Германия; образцы 2010/2011 гг .: анализатор ICP-OES iCAP TM 6300, Thermo Scientific, Германия) после разложения образцов в лабораторной микроволновой печи (MLS Start 1500, Leutkirch, Germany).Пробы Рейна сжигали в сухой золе, а затем содержание фосфора измеряли фотометрически (Spectrophotometer, Zeiss, Jena, Germany), а содержание K измеряли с помощью атомно-абсорбционного спектрометра (AAS-Varian 220 FS, Varian, Дармштадт, Германия).

    Обработка данных и статистический анализ

    Из-за различий в дизайне исследований на Эльбе и Рейне оба набора данных анализировались индивидуально. Влияние переменных-предикторов на переменные отклика (годовой урожай, количество биомассы, сырой белок, сырая клетчатка, усвояемая энергия, фруктан, содержание N, P и K) было проверено с помощью дисперсионных анализов с повторными измерениями (с указанием года исследования). как внутрисубъектный фактор).За исключением годовой урожайности, этот анализ проводился отдельно для данных первого и второго разрезов. Результаты по фруктану в образцах из Рейна (второй разрез) были проанализированы с помощью двухфакторного дисперсионного анализа за 2012 год. При анализе набора данных на Эльбе экспериментальными переменными-предикторами были уменьшение количества осадков, добавление азота и участок. При анализе набора данных по Рейну экспериментальными переменными-предикторами были обработки осадков (уменьшение осадков на 50% и 25%, контроль с укрытиями от дождя и контроль) и высота над уровнем базового потока (высокий, низкий).ANOVA со значительными результатами сопровождались HSD-тестами Тьюки для сравнения между группами лечения. Основные требования для проведения параметрического дисперсионного анализа, такие как нормальность и гомоскедастичность, были визуально проверены с использованием диагностических графиков. Все статистические тесты проводились с использованием STATISTICA 10 (StatSoft Inc.).

    Результаты

    Рейнский эксперимент

    Общая годовая доходность существенно снизилась на ок. 30% при снижении количества осадков на 50% (21,5 ± 2,6 ГДж га -1 ) по сравнению с контролем с дождевыми укрытиями (31.7 ± 3,0 ГДж га -1 ; ANOVA с повторными измерениями: F 3,16 = 4,3, p = 0,0215; Тьюки: p = 0,0248; 2) и был выше на нижнем (35,2 ± 1,8 ГДж га -1 ) по сравнению с более высоким участком (19,0 ± 0,6 ГДж га -1 ; дисперсионный анализ повторных измерений: F 1,16 = 52,3 , p <0,0001; Тьюки: p = 0,0002).

    Рис. 2. Годовой урожай (среднее значение ± стандартная ошибка) с лугов на Рейне в исследуемые 2011 и 2012 годы (n = 6) и на притоках Эльбы в 2010 и 2011 годах (n = 14).

    Объекты исследования были объединены. Разные буквы указывают на значимые различия при p <0,05 в разные годы исследования.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.g002

    В первом разрезе нет основных эффектов экспериментальных обработок на количество биомассы (общее среднее значение ± стандартная ошибка: 222,3 ± 13,1 г -2 ) или от переменных качества кормов: сырая клетчатка (35,5 ± 0,4% сухого веса), сырой белок (8,5 ± 0,3% сухого веса), усвояемая энергия (7,3 ± 0,1 МДж кг -1 dw), чистая энергия для лактации (4.2 ± 0,1 МДж кг -1 dw), метаболическая энергия (7,5 ± 0,1 МДж кг -1 dw) и содержание N и K (N: 12,7 ± 0,4 мг g -1 dw; K : 15,9 ± 0,2 мг г -1 dw). Только содержание фруктана значительно увеличилось при снижении количества осадков на 50% (3,0 ± 0,4% сухого веса) по сравнению с контролем с укрытиями от дождя (1,8 ± 0,4% сухого веса; ANOVA повторных измерений: F 3,16 = 7,9, p = 0,0019; Тьюки: p = 0,0023) и без укрытий от дождя (2.0 ± 0,4% сухого веса; Тьюки: p = 0,0110). Кроме того, на содержание фосфора значительно повлияло уменьшение количества осадков (повторные измерения ANOVA: F 3,16 = 4,2, p = 0,0221) и взаимодействие между «уменьшением количества осадков» и «местом» (повторные измерения ANOVA: F 3, 16 = 4,7, p = 0,0151). Содержание фосфора в биомассе снизилось при снижении количества осадков на 50% (2,9 ± 0,1 мг г -1 dw) по сравнению с контролем без дождевых укрытий (3.3 ± 0,2 мг г -1 dw; Тьюки: p = 0,0195), а содержание фосфора различалось между группами, получавшими по-разному, на более высоком участке в 2012 г. (см. Таблицу 2).

    Во втором разрезе все переменные отклика (кроме содержания калия и фруктана) были затронуты обработкой осаждением (Рис. 3 и S1 Рис.). Два по-разному повышенные участки в основном реагировали одинаково — взаимодействие между уменьшением количества осадков и повышением было обнаружено только для переменной отклика P-содержания (ANOVA с повторными измерениями: F 3,16 = 3.6, p = 0,0365). На обеих высотах сырая клетчатка и биомасса снизились при обработке по сокращению количества осадков, в то время как сырой белок и усвояемая энергия увеличились в 2011 году. Что касается содержания элементов, то содержание N увеличилось на более высоком участке на 32% между контрольными объектами с дождевыми укрытиями и участками с 50% -ным выпадением осадков. снижение, а содержание фосфора увеличилось на 30% между теми же обработками на нижнем участке в 2011 году (см. S1 рис.). В 2012 г. эффекты обработки осадков были в целом менее выраженными (см. Рис. 3 и S1 Рис.).

    Рис. 3. Отклик надземной биомассы и содержания в ней сырой клетчатки, сырого протеина и усвояемой энергии на экспериментальные обработки.

    Результаты относятся ко вторым разрезам участков на Рейне в 2011 и 2012 годах. Различные буквы указывают на значимые различия при p <0,05; (среднее ± стандартное отклонение; n = 3).

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.g003

    эксперимент на Эльбе

    Общий годовой урожай существенно не отреагировал на уменьшение количества осадков на 25% (ANOVA с повторными измерениями, F 1,48 = 0.4, p = 0,51, рис 2).

    На первом скашивании экспериментальных пастбищ в районе Эльбы не было обнаружено основных эффектов экспериментальных обработок ни на одну из переменных отклика (средние значения переменных см. В Таблице 3). Существенные различия наблюдались только между двумя участками, характеризующимися разными климатическими условиями (для p — значения между участками в течение нескольких лет, см. Таблицу 3). и между 2010 и 2011 годами исследования (все p <0.0001; кроме фруктана: F 1,48 = 0,7, p = 0,3938).

    Во втором разрезе количество и качество биомассы не реагировали на основные эффекты экспериментальных обработок. Как и в первом разрезе, значительные различия были обнаружены только между двумя участками с разными климатическими условиями (для p -значения между участками в течение нескольких лет, см. Таблицу 3). Кроме того, различия между годами (2009–2011 гг.) Были значительными для всех переменных ответа (ANOVA с повторными измерениями, все p <0.0001), за исключением фруктана ( F 2,96 = 2,5, p = 0,0878). Хотя это и незначительно, процент сырой клетчатки имеет тенденцию к уменьшению при уменьшении количества осадков в океанической зоне и имеет тенденцию к увеличению в этих условиях в более континентальной части (ANOVA с повторными измерениями, F 1,48 = 2,9, p = 0,0941). И наоборот, количество перевариваемой энергии имело тенденцию к увеличению при уменьшении количества осадков в океанической зоне, в то время как она имела тенденцию к уменьшению в этих условиях в более континентальной зоне (ANOVA с повторными измерениями, F 1,48 = 3.2, p = 0,0797).

    Обсуждение

    Продуктивность лугов в этом исследовании находится в том же диапазоне, что и у других пойменных лугов [47], но ниже, чем у незатопленных лугов [34] или удобренных полуестественных лугов [36]. Как правило, в литературе мало данных о сырой клетчатке, сыром протеине, содержании энергии и фруктане на европейских полуестественных пастбищах. Немногочисленные существующие исследования сообщают о значениях этих переменных в диапазоне нашего исследования [17, 18, 47] или несколько более высоких значениях NEL на известковых пастбищах [48].Наши содержания N, P и K были очень разными, но примерно в том же диапазоне [48, 49] или ниже [36] по сравнению с другими исследованиями на полуестественных пастбищах. Качество сена полуестественных пойменных лугов низкое по сравнению с улучшенными и интенсивно используемыми посевными сенокосами [36]. Это согласуется с Franke [47], который пришел к выводу, что сено, происходящее с полуестественных лугов, особенно подходит для отдыха лошадей и молодняка крупного рогатого скота или не лактирующих коров. Для лактирующих коров содержание энергии слишком низкое [47], но может быть включено в основной рацион [50].

    Как наиболее важный наш результат, годовой урожай снизился при уменьшении количества осадков на 50% в опыте на реке Рейн. Однако уменьшение количества осадков на 25% не повлияло на количество и качество сена с лугов на всех участках. Таким образом, наши результаты показывают, что изменение климата может повлиять на количество и качество сена в будущем, когда сокращение количества осадков будет серьезным.

    На реке Рейн реакция луговой растительности на экспериментальные обработки была более выражена на втором укосе, чем на первом.Наиболее важно то, что количество биомассы и содержание в ней сырой клетчатки уменьшилось при уменьшении количества осадков во втором разрезе, в то время как, что интересно, усвояемая энергия и содержание сырого протеина, N и P увеличились в биомассе. В целом, об улучшении качества сена в засушливые годы уже сообщал Опиц фон Боберфельд [37], но лежащие в основе процессы все еще остаются неясными. Возможным объяснением более высокого содержания N в биомассе на участках с пониженной продуктивностью может быть эффект разбавления, т.е.е. снижение концентраций N за счет пропорционально большего накопления C, чем N, при росте надземной биомассы [26]. Во-вторых, содержание N в биомассе могло быть выше при обработке для уменьшения количества осадков из-за более медленного возобновления роста луговых растений после первого укоса. В более сухих условиях развитие растений замедляется [25], и надземная биомасса остается дольше в более раннем фенологическом состоянии, то есть состоит в основном из листьев при сборе урожая по сравнению с участками с полным осаждением, где у растений уже сформировались стебли.Концентрация N в листьях выше, чем в стеблях, а концентрация N во всем травяном покрове в значительной степени зависит от соотношения лист / стебель [51]. Третьим объяснением более высокого содержания азота и белка при уменьшенном количестве осадков может быть большая изменчивость влажности почвы. Колебания влажности стимулируют минерализацию питательных веществ [52]. В частности, сообщалось об увеличении экстрагируемого пула фосфора при повторном увлажнении почвы [53]. Эти колебания могут быть причиной того, что весной 2012 г. на засушливых участках мы обнаружили более высокое содержание фосфора в биомассе контрольных участков, тогда как, наоборот, мы измерили более высокие значения фосфора при экспериментально уменьшенных количествах осадков в листве растений осенью 2011 г. нижний сайт.Стресс засухи также увеличил концентрацию азота и фосфора в листве у восточного тополя Populus deltoides [54] и у Salix spp. [55]. Наблюдение за тем, что растения поглощают питательные вещества с большей скоростью, чем это требуется для их фактического роста, когда другой ресурс ограничен, интерпретируется как выгодное, поскольку эти поглощенные питательные вещества могут быть легко включены в ассимиляты, когда ограничивающий ресурс снова доступен [56]. Кроме того, более высокие концентрации осмотических соединений (например,грамм. N-содержащие аминокислоты) снижают водный потенциал тканей и, таким образом, помогают растениям впитывать воду из почвы [57].

    Поступление азота в 35 кг га -1 a -1 в притоках Эльбы не повлияло на количество и качество сена. Вероятно, экспериментальное поступление азота было незначительным по сравнению с поступлением от наводнений, которые являются основным источником питательных веществ в экосистемах поймы [58].

    Помимо слабого воздействия обработки, наши данные демонстрируют высокую изменчивость переменных отклика между годами исследования на обеих реках.Вероятно, это связано с разными погодными условиями в годы обучения. Например, незадолго до второй вырубки погодные условия были очень засушливыми в 2009 г., очень влажными в 2010 г. и промежуточными в 2011 г. на притоках Эльбы (см. Рис. 1a и 1b).

    Высокая вариабельность переменных отклика была также обнаружена между экспериментальными участками на обеих реках. Поразительно, что на притоках Эльбы реакции сырой клетчатки и содержания энергии были совершенно разными на двух участках.Возможное объяснение этой закономерности может заключаться в том, что процент двудольных растений различается на разных участках. Океанический участок (с тенденцией к снижению содержания сырой клетчатки и более высокой энергии при меньшем количестве осадков во втором срезе) показал более высокое обилие трав по сравнению с более континентальным участком, который имел тенденцию вырабатывать меньшую энергию и более высокое содержание сырой клетчатки во втором срезе сена на уменьшение количества осадков (см. S2 рис.). Травы в основном размножаются (то есть закладывают семена) перед первым укосом на пойменных лугах и отрастают листья до второго укоса.Поскольку концентрация N (и содержание энергии) в листьях больше, чем в стеблях [51], листья содержат меньше сырой клетчатки. На более континентальном участке двудольные растения могли воспроизводиться на втором срезе, когда уменьшение количества осадков могло «замедлить» процесс размножения.

    В целом луга на Рейне более восприимчивы к экспериментальным обработкам, чем луга на Эльбе. Это может быть, с одной стороны, из-за отсутствия 50% восстановительной обработки в эксперименте на Эльбе.Таким образом, измеренные ответы были ограниченными, и воздействие на Эльбу можно недооценить. С другой стороны, «новые» луга поймы Рейна были менее богаты видами по сравнению со «старыми» лугами в притоках Эльбы. Богатство видов могло бы смягчить возможное влияние уменьшения количества осадков на переменные отклика: в богатых видами насаждениях некоторые виды могут быть облегчены с помощью обработок, компенсирующих снижение роста других видов и, таким образом, повышая надежность продуктивности пастбищ в различных условиях [59, 60, 61].Таким образом, роль возраста лугов и разнообразия видов в устойчивости пастбищ к засухе требует дальнейших исследований.

    Выводы

    Годовой урожай снизился при уменьшении количества осадков на 50% в опыте на реке Рейн. Таким образом, мы делаем вывод, что урожай пойменных лугов в будущем может стать менее надежным. Тем не менее, влияние двух экспериментов по сокращению количества осадков на качество кормов и количество биомассы в целом было довольно небольшим.Этот результат согласуется с другими исследованиями, в которых сообщается о слабом или нулевом влиянии засух на продуктивность пастбищ [32, 34, 62, 63]. На первом срезе не повлияло уменьшение количества осадков (за исключением фруктана на участках Рейна) на пойменных лугах обеих рек. Поскольку первый укос обычно имеет более высокое количество и качество, чем второй, и, следовательно, экономически более важен для сельскохозяйственных целей, по крайней мере, использование первого скошенного сена все еще возможно в условиях изменения климата. В случае исследуемых нами пойменных лугов влажности почвы, вероятно, было достаточно для роста растений с зимы / весны до первой скашивания в июне.Следует учитывать, что уровни грунтовых вод в поймах соответствуют уровню воды в соответствующей реке. Следовательно, будет ли затронута продуктивность пойменных лугов в будущем, во многом будет зависеть от того, уменьшатся ли расходы реки зимой и весной в будущем. Наконец, поскольку в ходе изменения климата могут одновременно изменяться несколько факторов, аддитивные эффекты уменьшения количества летних осадков, повышения температуры и повышения концентрации CO 2 и, возможно, снижения уровня грунтовых вод, вероятно, повлияют на продуктивность пойменных лугов.

    Дополнительная информация

    S1 Рис. Ответы содержания фруктана, N, P и K на экспериментальные обработки.

    Результаты относятся ко вторым срезам участков Рейна в 2011 и 2012 годах. Различные буквы указывают на значимые различия при p <0,05; (Среднее ± SE; n = 3).

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124140.s001

    (TIF)

    Благодарности

    Благодарим землевладельцев и арендаторов за то, что нам разрешили работать на их участке.Мы благодарим Josef Scholz-vom Hofe, Jacqueline Abels, Harry Stöckmann, Cynthia Erb, Lotte Korell и Jana M. Hanke за помощь в полевых условиях, а также AG FUKO (Ганновер) за анализ наших образцов. Мы благодарим Петера Хорхлера (Bundesanstalt für Gewässerkunde), Йоханнеса Прютера, Тобиаса Кайенбурга и Кристиану Шрек (биосферные заповедники реки Эльба в Нижней Саксонии), Андреаса Бербига (биосферные заповедники реки Эльба в Саксонии-Анхальт), Вилко Траппа (Управление охраны природы Саксонии) Анхальт) Маттиасу Харнишу (город Ридштадт), Маттиасу Эрнсту (региональный совет Дармштадта) и Ральфу Баумгертелю (управление лесного хозяйства Гессена) за сотрудничество.Мы благодарим Герда Ланге и Сандру Дуллау за ценные комментарии по интерпретации наших значений качества кормов и рукописи.

    Вклад авторов

    Задумал и спроектировал эксперименты: KL TWD BZ RLE EM AO KJ. Провел эксперименты: KL TWD BZ RLE. Проанализированы данные: KL TWD RLE. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты для анализа: KL TWD BZ RLE AO KJ. Написал документ: KL TWD RLE EM AO KJ.

    Список литературы

    1. 1. Биллетер Р., Лийра Дж., Бейли Д., Багтер Р., Аренс П., Огенштейн И. и др.Индикаторы биоразнообразия сельскохозяйственных ландшафтов: панъевропейское исследование: биоразнообразие в европейских агроэкосистемах. J Appl Ecol. 2008; 45: 141–150.
    2. 2. Лиира Дж., Шмидт Т., Аавик Т., Аренс П., Огенштейн И., Бейли Д. и др. Функционально-групповой состав растений и крупномасштабное видовое богатство сельскохозяйственных ландшафтов Европы. J Veg Sci. 2008; 19: 3–14.
    3. 3. Hendrickx F, Maelfait J-P, Van Wingerden W., Schweiger O, Speelmans M, Aviron S, et al. Как ландшафтная структура, интенсивность землепользования и разнообразие местообитаний влияют на компоненты общего разнообразия членистоногих в сельскохозяйственных ландшафтах: сельскохозяйственные факторы и биоразнообразие членистоногих.J Appl Ecol. 2007. 44: 340–351.
    4. 4. Сеффер Дж., Янак М., Сефферова Станова В. Модели управления средами обитания на участках Natura 2000 — 6440 Аллювиальных лугов речных долин Cnidion dubii — Директива 92/43 / EEC о сохранении естественных местообитаний и дикой фауны и флоры . Европейская комиссия; 2008. Отчет №: 17/24.
    5. 5. Донат Т.В., Хельцель Н., Отте А. Влияние условий местности и распределения семян на успех восстановления на аллювиальных лугах.Appl Veg Sci. 2003; 6: 13–22.
    6. 6. Тугуд С., Джойс С., Уэйт С. Реакция растительных сообществ пойменных лугов на изменение водного режима. Завод Ecol. 2008. 197: 285–298.
    7. 7. Буркарт М. Заводы коридора реки (Stromtalpflanzen) в Центральноевропейской низменности: обзор плохо изученной модели распространения растений. Glob Ecol Biogeogr. 2001. 10: 449–468.
    8. 8. Hölzel N, Otte A. Влияние режима затопления на почвенный банк семян пойменных лугов.J Veg Sci. 2001; 12: 209–218.
    9. 9. Tockner K, Stanford JA. Речные поймы: состояние и перспективы развития. Environ Conserv. 2002. 29: 308–330.
    10. 10. Brunotte E, Dister E, Günther-Diringer D, Koenzen U, Mehl D, Amberger P и др. Flussauen в Германии — Erfassung und Bewertung des Auenzustandes. Naturschutz und Biologische Vielfalt. 2009; 87: 3–139.
    11. 11. Wesche K, Krause B, Culmsee H, Leuschner C. Пятьдесят лет изменений в растительности лугопастбищных угодий Центральной Европы: большие потери в видовом богатстве и опыляемых животными растениях.Биол Консерв. 2012; 150: 76–85.
    12. 12. Йенсен К., Шрауцер Дж. Последствия заброшенности для региональной флоры болот и механизмы сукцессионных изменений. Appl Veg Sci. 1999; 2: 79–88.
    13. 13. Дженсен К., Трепель М., Мерритт Д., Розенталь Г. Восстановление экологии речных долин. Basic Appl Ecol. 2006. 7: 383–387.
    14. 14. Донат Т.В., Бисселс С., Хёльзель Н., Отте А. Крупномасштабное применение переноса диаспоры с растительным материалом в практике восстановления — влияние семян и ограничение микросайтов.Биол Консерв. 2007. 138: 224–234.
    15. 15. Шмиде Р., Отте А., Донат Т.В. Повышение биоразнообразия растений на бедных видами пастбищ за счет передачи растительного материала — воздействие нарушения травяного покрова. Appl Veg Sci. 2012; 15: 290–298.
    16. 16. Иссельштейн Дж., Джеангрос Б., Павлу В. Агрономические аспекты целевого управления биоразнообразием пастбищ умеренного пояса в Европе — обзор. Agron Res. 2005. 3: 139–151.
    17. 17. Донат Т.В., Хельцель Н., Бисселс С., Отте А.Перспективы включения биомассы из неинтенсивно управляемых пойменных лугов умеренного пояса в системы земледелия. Сельское хозяйство Ecosyst Environ. 2004. 104: 439–451.
    18. 18. Донат Т.В., Шмиде Р., Отте А. Аллювиальные луга вдоль северного верхнего Рейна — природоохранная ценность по сравнению с сельскохозяйственной ценностью при неинтенсивном управлении. Сельское хозяйство Ecosyst Environ. 2015; 200: 102–109.
    19. 19. Huxman TE, Smith MD, Fay PA, Knapp AK, Shaw MR, Loik ME и др. Конвергенция биомов к общей эффективности использования дождя.Природа. 2004. 429: 651–654. pmid: 151

    20. 20. МГЭИК. Изменение климата 2007: основы физических наук. Вклад Рабочей группы I в Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж и Нью-Йорк; 2007. с. 996.
    21. 21. Якоб Д., Гёттель Х., Котларски С., Лоренц П., Зик К. Klimaauswirkungen und Anpassung в Германии — Фаза 1: Региональный представитель Erstellung Klimaszenarien für Deutschland. Дессау-Росслау: UBA — Umwelt Bundesamt.2008. Отчет №: 08/11.
    22. 22. Görgen K, Beersma J, Brahmer G, Buiteveld H, Carambia M, de Keizer O и др. Оценка воздействия изменения климата на сбросы в бассейне Рейна: результаты проекта RheinBlick2050. Лелистад; 2010.
    23. 23. Конрад Т., Кох Х., Хаттерманн Ф. Ф., Вексунг Ф. Пространственно дифференцированные сценарии сброса с пересмотренным управлением для комплексного анализа сценариев климата и землепользования с множеством реализаций для бассейна реки Эльба.Reg Environ Change. 2012; 12: 633–648.
    24. 24. Йенсен К., Рейсдорф С., Пфайффер Э.М., Охеймб Г. фон, Шмидт К., Шмидт С. и др. Klimabedingte Änderungen in terrestrischen und semi-terrestrischen Ökosystemen. В: Storch H von, Claussen M (редакторы) Klimabericht für die Metropolregion Hamburg. Берлин: Спрингер; 2011. С. 143–176.
    25. 25. Сяо Т.К., Асеведо Э. Реакция растений на дефицит воды, эффективность водопользования и устойчивость к засухе. Agric Meteorol. 1974; 14: 59–84.
    26. 26. Hejcman M, Szaková J, Schellberg J, Tlustoš P. Эксперимент на пастбищах Rengen: взаимосвязь между химическими свойствами почвы и биомассы, количеством внесенных элементов и их поглощением. Почва растений. 2010; 333: 163–179.
    27. 27. Пан Дж.Дж., Виднер Б., Аммерман Д., Дреновский Р.Э. Реакция сообществ растений и химии тканей на манипуляции с удобрениями и питательными веществами подстилки на пастбищах с умеренным климатом. Завод Ecol. 2009. 206: 139–150.
    28. 28. Брам О. Б., Лопес С., Гарсия Р., Андрес С., Кальеха А.Влияние сезона уборки урожая, частоты срезки и азотных удобрений горных лугов на урожайность, флористический состав и белковое содержание травостоя. Rev Bras Zootec. 2009; 38: 596–604.
    29. 29. Яджиан Л, Сала О, Остин АТ. Дифференциальный контроль поступления воды на разложение подстилки и динамику азота в степи Патагонии. Экосистемы. 2006; 9: 128–141.
    30. 30. Фэй ПА, Карлайл Дж. Д., Кнапп А. К., Блэр Дж. М., Коллинз С. Л.. Изменение сроков и количества осадков в экосистеме мезических пастбищ: проектирование и эффективность укрытий для обработки осадков.Экосистемы. 2000; 3: 308–319.
    31. 31. Грайм Дж. П., Браун В. К., Томпсон К., Мастерс Дж. Дж., Хиллиер Ш., Кларк И. П. и др. Реакция двух контрастирующих друг на друга известняковых пастбищ на моделирование изменения климата. Наука. 2000. 289: 762–765. pmid: 10926535
    32. 32. Bloor JMG, Pichon P, Falcimagne R, Leadley P, Soussana J-F. Влияние потепления, летней засухи и обогащения CO 2 на производство наземной биомассы, фенологию цветения и структуру сообществ в экосистеме высокогорных пастбищ.Экосистемы. 2010; 13: 888–900.
    33. 33. Бютоф А., фон Ридматтен Л. Р., Дорманн К. Ф., Шерер-Лоренцен М., Велк Э., Брюльхайде Х. Реакция луговых растений на экспериментально смоделированные изменения климата зависит от землепользования и региона. Glob Change Biol. 2012. 18: 127–137.
    34. 34. Вальтер Дж., Грант К., Байеркунлейн С., Крейлинг Дж., Вебер М., Йенч А. Повышенная изменчивость количества осадков снижает биомассу и качество кормов на пастбищах умеренного пояса, в значительной степени независимо от частоты кошения.Сельское хозяйство Ecosyst Environ. 2012; 148: 1–10.
    35. 35. Кляйнебекер Т., Вебер Х., Хельцель Н. Влияние выпаса скота на сезонные колебания качества надземной биомассы на известняковых лугах. Завод Ecol. 2011; 212: 1563–1576.
    36. 36. Талловин Дж. Р. Б., Джефферсон Р. Г.. Производство сена из низинных полуестественных пастбищ: обзор последствий для систем животноводства. Травяной корм Sci. 1999; 54: 99–115.
    37. 37. Opitz von Boberfeld W. Grünlandlehre: biologische und ökologische Grundlagen.Штутгарт: Э. Ульмер; 1994.
    38. 38. Лейер И. Прогнозирование реакции видов растений на регулирование рек: роль колебаний уровня воды. J Appl Ecol. 2005; 42: 239–250.
    39. 39. Бисельс С., Донат Т.В., Хельцель Н., Отте А. Эфемерная растительность водно-болотных угодий на нерегулярно затопляемых пахотных полях в северной части Верхнего Рейна: важность устойчивых семенных банков. Фитоценология. 2005. 35: 469–488.
    40. 40. Burmeier S, Eckstein RL, Otte A, Donath TW.Трещины высыхания действуют как естественные уловители семян в пойменных луговых системах. Почва растений. 2010; 333: 351–364.
    41. 41. Бёгер К. Грюнландская растительность в Хессишен-Рид — Pflanzensoziologische Verhältnisse und Naturschutzkonzeption. Бот Naturschutz Hess. 1991; 3.
    42. 42. Бисселс С., Хельцель Н., Донат Т.В., Отте А. Оценка успешности восстановления аллювиальных пастбищ в условиях контрастных режимов затопления. Биол Консерв. 2004. 118: 641–650.
    43. 43. Вискирхен Р., Хёуплер Х.Standardliste der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands mit Chromosomenatlas von Focke Albers. 1-е изд. Штутгарт (Хоэнхайм): Eugen Ulmer GmbH & Co .; 1998.
    44. 44. Яджян Л., Сала О.Е. Конструкция укрытия от дождя для перехвата разного количества осадков. Oecologia. 2002. 133: 95–101.
    45. 45. Longland AC, Dhanoa MS, Harris PA. Сравнение колориметрического метода и метода высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения фруктана в пастбищных травах для лошадей.J Sci Food Agric. 2012; 92: 1878–1885. pmid: 22297902
    46. 46. Бейли С.Р., Бамфорд, штат Нью-Джерси. Метаболические реакции лошадей и пони на корм с высоким и низким гликемическим индексом: последствия для ламинита. Anim Prod Sci. 2013; 53: 1182–1187.
    47. 47. Franke C. Grünland an der unteren Mittelelbe — Vegetationsökologie und landwirtschaftliche Nutzbarkeit. Берлин: Gebrüder Borntraeger .; 2003.
    48. 48. Кляйнебекер Т., Вебер Х., Хельцель Н. Влияние выпаса скота на сезонные колебания качества надземной биомассы на известняковых лугах.Завод Ecol. 2011; 212: 1563–1576.
    49. 49. Olde Venterink H, Vermaat JE, Pronk M, Wiegman F, van der Lee GEM, van den Hoorn MW и др. Важность отложения отложений и денитрификации для удержания питательных веществ в пойменных заболоченных землях. Appl Veg Sci. 2006; 9: 163–174.
    50. 50. NRC — Национальный исследовательский совет. Потребности молочного скота в питательных веществах. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001.
    51. 51. Дуру М., Круз П., Анскер П., Навас М.Л.Масса стоячих трав: интегрированный показатель методов управления для изучения того, как режим плодородия и дефолиации формирует функциональную структуру богатых видами пастбищ. Ecol Indic. 2014; 36: 152–159.
    52. 52. Блур Дж.М.Г., Барджетт РД. Устойчивость наземных и подземных процессов к экстремальной засухе в модельных экосистемах пастбищ: взаимодействие с видовым разнообразием растений и доступностью азота в почве. Perspect Plant Ecol Evol Syst. 2012; 14: 193–204.
    53. 53.Олде Вентеринк Х., Давидссон Т., Киль К., Леонардсон Л. Влияние сушки и повторного увлажнения на динамику азота, фосфора и калия в почве водно-болотных угодий. Почва растений. 2002. 243: 119–130.
    54. 54. Бродфут WM, фермер RE. Генотип и влагообеспеченность влияют на содержание питательных веществ в листве восточного тополя. Для Sci. 1969; 15: 46–48.
    55. 55. Weih M, Bonosi L, Ghelardini L, Rönnberg-Wästljung AC. Оптимизация экономии азота в условиях засухи: повышенный уровень азота в листьях — это акклиматизация ивы к водному стрессу ( Salix spp.). Энн Бот. 2011; 108: 1347–1353. pmid: 21896572
    56. 56. Чапин Ф.С. Минеральное питание дикорастущих растений. Annu Rev Ecol Syst. 1980; 11: 233–260.
    57. 57. Морган Дж. М.. Осморегуляция и водный стресс у высших растений. Annu Rev Plant Physiol. 1984. 35: 299–319.
    58. 58. Бельтман Б., Виллемс Дж. Х., Гюзвелл С. Наводнения преобладают над воздействием удобрений на производство биомассы и видовое богатство речных пастбищ. J Veg Sci. 2007. 18: 625–634.
    59. 59. Чапин Ф., Завалета Э., Эвинер В., Нейлор Р., Витаусек П., Рейнольдс Х. и др. Последствия изменения биоразнообразия. Природа. 2000; 405: 234–242. pmid: 10821284
    60. 60. Тилман Д., Даунинг Дж. А. Биоразнообразие и стабильность пастбищ. Природа. 1994; 367: 363–365.
    61. 61. Кляйнебеккер Т., Хельцель Н., Прати Д., Шмитт Б., Фишер М., Клаус В.Х. Факты из реального мира: 15 Естественное изобилие N свидетельствует о повышенном использовании азота при высоком разнообразии растений на пастбищах Центральной Европы.Джонс Р., редактор. J Ecol. 2014. 102: 456–465.
    62. 62. Крейлинг Дж., Венигманн М., Байеркунлейн С., Йенч А. Влияние экстремальных погодных явлений на продуктивность растений и отмирание тканей зависит от состава сообщества. Экосистемы. 2008. 11: 752–763.
    63. 63. Jentsch A, Kreyling J, Elmer M, Gellesch E, Glaser B, Grant K и др. Экстремальные климатические условия запускают функции регулирования экосистемы, сохраняя при этом продуктивность. J Ecol. 2011; 99: 689–702.

    границ | Повышение извлечения белка на зеленых биоперерабатывающих заводах путем осаждения с помощью лигносульфоната

    Введение

    Ежегодно большие объемы сои перевозятся на большие расстояния от р.g., Южная Америка для поддержки производства животных с однокамерным желудком, таких как свиньи и куры, в Европе, в то время как местные источники растительных белков используются недостаточно (Parajuli et al., 2015). Одним из потенциальных альтернативных источников белка является зеленый белок, извлеченный из зеленой биомассы, такой как трава, клевер и люцерна, в процессе биопереработки. Углеродный след этого местного производства белковых кормов ниже, чем углеродный след соевого шрота из Южной Америки (Kamp et al., 2019). Исследования также документально подтвердили, что в условиях Северной Европы зеленые многолетние культуры могут обеспечивать больший выход биомассы и белка при меньшем воздействии на окружающую среду по сравнению с традиционными культурами, такими как пшеница, свекла или кукуруза (Manevski et al., 2018). Таким образом, биопереработка зеленой биомассы привлекла большое внимание в последние годы, особенно в Дании (Corona et al., 2018a).

    Зеленые биомассы нельзя использовать непосредственно в качестве корма для животных с однокамерным желудком из-за высокого содержания клетчатки. Ключевым этапом зеленой биопереработки является разделение белков. Как правило, зеленая биомасса фракционируется на две разные фракции, например, прессованием с помощью винтового пресса (Zhang et al., 2017; Corona et al., 2018a). Одна фракция — это мякоть, которая содержит волокна наряду с нерастворимыми и связанными с волокнами белками.Эта фракция обычно используется для жвачных животных, которые способны переваривать материал и использовать белок, связанный с клетчаткой (Chowdhury et al., 2018). Другая фракция — это сок, в котором содержатся растворимые белки. Большинство этих белков имеют гораздо более высокую биодоступность и поэтому подходят для животных с однокамерным желудком и даже для питания человека. Растворимый белок отделяется от сока и превращается в белковый концентрат. Испытания кормления с использованием белкового концентрата, полученного из белого клевера, красного клевера, многолетних трав и люцерны, подтвердили его высокую усвояемость и хорошо сбалансированный аминокислотный состав, что делает его многообещающим источником белка для моногастриков (Stødkilde et al., 2018, 2019).

    Отделить белок от сока можно несколькими способами (Zhang et al., 2017). Классические методы включают подкисление или термическую обработку. В первом упомянутом подходе агрегация и осаждение изоэлектрической точки достигается путем подкисления сока до pH от 4,0 до 4,5 путем добавления, например, соляной кислоты. Тепловое осаждение происходит путем денатурации и агрегации белков при 60–80 ° C (Bray and Humphries, 1979). Вариант изоэлектрического осаждения основан на ферментации с помощью молочнокислых бактерий, превращающей свободные сахара, присутствующие в соке, в органические кислоты, тем самым снижая pH (Santamaría-Fernández et al., 2017). Использование молочнокислых бактерий — более сложный процесс, требующий некоторого опыта и больше времени, но условия более мягкие и поэтому могут дать преимущество. Дополнительным преимуществом может быть возможное пробиотическое действие молочнокислых бактерий на желудочно-кишечный тракт животных (Khan, Iqbal, 2016). Для облегчения осаждения белков добавление флокулянта к соку может стать альтернативой двум классическим методам, основанным на подкислении или термической обработке (Felicetta and Peacock, 1971; Bray and Humphries, 1979; Knuckles et al., 1980; Чен и др., 1992; Sediq et al., 2015). Флокулянты — это соединения, которые способствуют агрегации более мелких частиц, облегчая их отделение от жидкой фазы. Для осаждения белков использовались очень разные типы флокулянтов, например, Knuckles et al. использовали как анионные, так и катионные и неионные коммерчески доступные флокулянты (Knuckles et al., 1980).

    Лигносульфонат, побочный продукт процесса сульфитной варки целлюлозы, представляет собой гидрофобный, водорастворимый и отрицательно заряженный полимер на биологической основе, который используется в качестве флокулянта для облегчения удаления органических веществ, включая белки, из сточных вод (Chen et al., 1992). Целью настоящей работы было исследование возможности использования лигносульфонатов в качестве флокулянта для агрегации и осаждения белков в соке, полученном из зеленой биомассы. Гипотеза работы заключалась в том, что осаждение белков с помощью лигносульфоната было более эффективным по сравнению с классическим осаждением с помощью термической обработки или изоэлектрического осаждения. Исследование включало тестирование трех различных коммерчески доступных лигносульфонатов на соке, полученном из четырех различных соответствующих биомасс, шпината, смеси райграса и белого клевера, райграса и красного клевера.

    Материалы и методы

    Материал образца

    Образцы растительного материала были взяты на экспериментальном поле недалеко от Store Heddinge, Зеландия, Дания. Собранный материал состоял из райграса ( Lolium perenne сорт Mahogany), клевера красного ( Trifolium pratense сорт Callisto) и смеси райграса и белого клевера ( Trifolium repens ). После сбора образцы замораживали в течение 3 часов и хранили при -20 ° C до проведения экспериментов.В первоначальном эксперименте использовался свежий шпинат, который хранился при 5 ° C в местном супермаркете. Лигносульфонаты были предоставлены компанией Borregaard Lignotech, Сарпсборг, Норвегия. Использовали три различных типа лигносульфонатов (таблица 1).

    Таблица 1 . Типы лигносульфонатов и избранные свойства.

    Подготовка и осаждение проб

    образцов шпината были использованы непосредственно из холодильника, тогда как замороженные образцы клевера и травы оттаивали при 4 ° C в течение ночи.После размораживания 2000 граммов материала пропускали через двухшнековый пресс (соковыжималка Angelia 8500S Angel, Angel Co. Ltd., Пусан, Южная Корея), оборудованную ситом для крупных частиц с размером отверстий 1 мм. Полученную фракцию мякоти смешивали с деминерализованной водой 1: 1 (мас. / Мас.) И еще раз пропускали через соковыжималку. Два полученных сока смешали и использовали для эксперимента по осаждению.

    Осаждение производилось либо непосредственно на соке (только начальный эксперимент), либо на супернатанте после очистки для удаления более крупных частиц и волокон.Очистку производили либо непосредственно на соке, либо после доведения pH до 2,5 добавлением 6 M HCl. Очистка включала осторожное центрифугирование при 500 g в течение 1 мин. Супернатант использовали для осаждения.

    Сок или супернатант разделяли на аликвоты по 30 мл в пробирках Falcon на 50 мл. Осаждение проводили непосредственно в пробирках и дважды. Традиционные методы осаждения включали нагревание до 80 ° C и выдержку в течение 30 с или добавление соляной кислоты (6 M) до pH 4–4.5 — изоэлектрическое осаждение. Осаждение лигносульфоната проводили путем добавления твердого лигносульфоната непосредственно в пробирки в необходимом количестве. После растворения лигносульфонатов pH понижали до 2–3 добавлением 6 M HCl. Загрузка лигносульфоната основывалась на содержании сырого протеина в образце. Нагрузка для начальных экспериментов составляла 1: 1 (по массе). Исходя из коэффициента преобразования 6,25 между измеренным общим N и сырым белком, загрузка 1: 1 соответствовала примерно 6 г лигносульфоната на 1 г N, в дальнейшем определяемому как 6 N экв.Для последующих экспериментов нагрузка составляла от 0 до 6 Н экв. Обработка лигносульфонатом также включает контроль без добавления лигносульфоната (т.е. загрузка 0 N экв.). После осаждения все образцы центрифугировали 20 мин при 4000 g . Супернатант (коричневый сок) сливали и полученный осадок сушили вымораживанием в течение 72 часов.

    Анализ

    Нитрат измеряли в надосадочной жидкости, полученной в результате осаждения. Супернатант разбавляли и анализировали на Dionex ICS-2100 с анионообменной колонкой (AS11-HC, 2 × 250 мм).Изократическое элюирование (30 мМ КОН) проводили с использованием генератора элюента. Нитрат обнаруживали УФ-излучением при 214 нм.

    В супернатанте определяли

    свободных аминокислот. Супернатант разбавляли и сочетали с аминохинолиновым реагентом (AccQ-Tag, Waters, Millford, MA, USA) согласно Dahl-Lassen et al. (2018). Анализ выполняли с помощью UPLC Water’s, а для обнаружения и количественной оценки использовали одноквадрупольный масс-спектрометр Water’s QDa.

    Аминокислотный состав белкового концентрата определяли согласно Dahl-Lassen et al.(2018). Вкратце, после кислотного гидролиза (6 M HCl с 0,1% мас. / Об. Фенола, 110 ° C в течение 24 ч) образцы нейтрализовали и связывали с аминохинолиновым реагентом (AccQ-Tag, Waters, Millford, MA, USA). Разделение выполняли на Water’s UPLC с обнаружением и количественной оценкой на одноквадрупольном масс-спектрометре Water’s QDa.

    Измерения ДНК

    выполняли спектрофотометрией при 260 нм с поправкой на содержание белка путем измерения на 280 нм с использованием прибора NanoDrop (Thermo Fischer Scientific, Waltham, MA, USA).Образцы измеряли напрямую, без разбавлений.

    Сухое вещество во всех образцах определяли сублимационной сушкой в ​​течение 72 ч.

    Концентрация

    N в высушенных и тонко измельченных материалах была проанализирована методом сжигания Дюма с использованием элементного анализатора Vario Macro и Vario Pyro Cube (Elementar Analysensysteme GmbH, Ханау, Германия). Качество данных оценивали путем анализа стандартных эталонных материалов [RM8494 и 141d ацетанилид, Национальный институт стандартов и технологий (NIST), Гейтерсбург, Мэриленд, США].

    Анализ SDS-PAGE выполняли на 16% полиакриламидном трис / трицин-геле от Anamed Elektrophorese, Rodau, Germany. В качестве маркера молекулярной массы использовали ProteMix Proteinstandard 2,5–220 кДа (Anamed Elektrophorese, Родау, Германия). Использовали коммерчески доступный буфер для образцов трис / трицин. Рабочий буфер получали путем добавления 121,1 г трис-основания и 179,2 г трицина к 800 мл воды milliQ и добавления 50 мл раствора SDS (20% масс.). Затем доливают до общего объема 1 л. Гель прогоняли в соответствии с рекомендациями производителя (125 В в течение 100 мин).Гель окрашивали кумасси красителем InstaBlue (Expedeon, Кембриджшир, Великобритания).

    Результаты и обсуждение

    Начальный эксперимент

    Первоначальный эксперимент был проведен с использованием шпинатного сока для тестирования трех различных типов лигносульфонатов (таблица 1). Лигносульфонаты добавляли в виде твердого порошка до конечной загрузки сырого протеина 1: 1 (мас. / Мас.). Было обнаружено, что осадок, образовавшийся после осаждения и центрифугирования образцов, обработанных лигносульфонатами, был очень нестабильным, что очень затрудняло декантирование надосадочной жидкости.Этот эффект, возможно, может быть вызван лигносульфонатами, действующими как диспергатор растительных волокон и остатков, присутствующих в неочищенном соке. Лигносульфонаты в некоторых случаях используются в качестве диспергатора частиц (Chen et al., 2018). Проблема была решена путем мягкого центрифугирования (называемого очисткой) сока перед осаждением.

    Эксперимент с очищенным шпинатным соком показал довольно схожие результаты среди трех протестированных типов лигносульфонатов (рис. 1). Использование лигносульфоната, обозначенного 2960, привело к осаждению 47.8% N, тогда как использование 2961 привело к наименьшему количеству осадков 45,8%. Оказалось, что для этого типа применения тип противоиона (кальций или калий, таблица 1) не влиял на взаимодействие с белком и эффективность осаждения. Лигносульфонат 2961 был обозначен как фракция с высокой молекулярной массой, и можно предположить, что немного более низкая эффективность в расчете на массу была результатом меньшего количества молекул лигносульфоната для взаимодействия с белками.

    Рисунок 1 .Относительное количество общего азота, осажденного из шпинатного сока, для трех различных типов лигносульфонатов. Значения представляют собой средние значения и стандартное отклонение двух повторов. Данные были проанализированы с помощью ANOVA с последующим тестом Tukey HSD. Разные буквы обозначают значительную разницу при P = 0,05.

    Поскольку лигносульфонат 2960 имел лучшее осаждение среди трех испытанных материалов, он был выбран для дальнейших экспериментов. Осаждение белка из прозрачного шпината лигносульфонатом 2960 было проверено в сравнении с традиционными методами осаждения с помощью тепла и изоэлектрической точки (рис. 2).Осаждение как тепла, так и изоэлектрической точки привело к осаждению ~ 35% общего азота в очищенном соке. При добавлении лигносульфонатов извлечение общего азота увеличивалось до ~ 55%. Таким образом, результаты подтвердили, что добавление лигносульфонатов улучшает эффективность осаждения. Однако большая часть общего азота все еще оставалась в супернатанте.

    Рисунок 2 . Относительное количество общего азота, осажденного из шпинатного сока для трех различных обработок.Значения представляют собой средние значения и стандартное отклонение трех повторов.

    SDS-PAGE анализ супернатантов показал, что тепловое и изоэлектрическое осаждение эффективно удаляло более крупные белки, но большое количество более мелких белков оставалось в супернатанте (рис. 3). Обработка лигносульфонатом показала очень мало доказательств того, что какие-либо белки, оставшиеся в супернатанте, хотя некоторое слабое окрашивание в нижней части полосы указывало на то, что некоторые более мелкие пептиды (до ~ 30 AA) не выпадали в осадок.Однако почти все более крупные пептиды и белки выпали из образца. Основываясь на этом результате и принимая во внимание возможный способ взаимодействия лигносульфонатов с белками, вполне вероятно, что лигносульфонаты могут способствовать осаждению более мелких и хорошо растворимых белков. При pH 2–3 лигносульфонаты заряжены отрицательно, а большинство белков и пептидов заряжены положительно, создавая электростатическое взаимодействие. Нейтрализация поверхностных зарядов даст образованному комплексу чистый заряд, равный нулю, и тем самым будет способствовать агрегации посредством ван-дер-ваальсова взаимодействия.Нейтрализация с образованием крупных комплексов или агрегатов ускоряет осаждение.

    Рисунок 3 . SDS-PAGE анализ коричневых соков после осаждения белка из шпинатного сока. LS — лигносульфонаты. Загружали 30 микролитров образца для лигносульфонатов, тепла и кислоты. В случае сока загружали 4 мкл образца. Цифры красного цвета указывают размер белков в кДа.

    Поскольку анализ SDS-PAGE показал только незначительные количества белка N, оставшегося в супернатанте, был проведен дополнительный анализ видообразования N для учета оставшихся 45% N.Анионный анализ супернатанта показал, что нитрат составлял ~ 11% азота в супернатанте. На долю N в свободных аминокислотах приходилось еще 17%. Были проведены измерения ДНК, но лигносульфонаты, оставшиеся в супернатанте, мешали измерениям. Следовательно, измерение ДНК проводилось на соке перед обработкой. Это добавляло некоторую неопределенность измерениям, но если предположить, что лигносульфонаты не осаждали ДНК, то ДНК составляла ~ 14% азота в очищенном соке.Всего при этом было учтено 97% азота. Это подтверждает вывод, сделанный из анализа SDS-PAGE, о том, что обработка лигносульфонатом приводила к почти полному осаждению белка из сока, тогда как тепловая обработка и изоэлектрическое осаждение оставляли значительную долю, ~ 20%, белка в супернатанте.

    Эксперимент по загрузке из Райграсс-Клевер

    К культурам, которые часто проверяли на экстракцию зеленого белка, относятся различные травы (например, райграс), клевер (белый или красный) и люцерна (Corona et al., 2018b; Stødkilde et al., 2019). Обычная кормовая культура представляет собой смесь райграса и клевера, которая в данном исследовании использовалась для установления влияния нагрузки лигносульфонатом на осаждение белка.

    Первоначальный эксперимент проводился с загрузкой лигносульфоната ~ 1: 1 (мас. / Мас.) Относительно сырого протеина в соке. Это означает добавление большого количества лигносульфоната как с экономической точки зрения, так и с точки зрения чистоты конечного продукта. Эксперимент по загрузке лигносульфоната проводили, чтобы минимизировать количество используемого лигносульфоната.Поскольку неочищенный белок представляет собой расчетное значение, равное 6,25-кратному измеренному общему N, содержание лигносульфоната определяли относительно измеренного общего N. Для экспериментов с оптимальной загрузкой лигносульфоната была введена единица N эквивалентов (N экв.) Для описания массы лигносульфоната по отношению к количеству N в образце. Таким образом, 6 N экв. Лигносульфоната означает массу лигносульфонатов, равную 6-кратной массе общего N, что также было равно приблизительно 1: 1 загрузке относительно сырого протеина.

    При использовании сока из смеси травы и клевера эксперимент с загрузкой показал, что количество осажденного белка увеличилось до загрузки ~ 4 н. Экв., Выпав 41,0% (рис. 4). Это было 16% улучшение по сравнению с контролем без добавления лигносульфоната. В предыдущем исследовании, описывающем использование лигносульфонатов для удаления белков из сточных вод, применялась нагрузка ~ 1,2 н.экв., Что было намного меньшей дозой, чем показано в этой работе (Felicetta and Peacock, 1971). Однако вполне вероятно, что другие соединения в сточных водах рыбоперерабатывающего завода могут способствовать флокуляции или агрегации белков, тем самым улучшая действие лигносульфонатов в этом случае.Тип и состав белков в сточных водах этого типа также будет отличаться от используемых здесь растительных белков, что может способствовать различному оптимальному содержанию лигносульфонатов.

    Рисунок 4 . Относительное количество N, выпавшего в осадок из сока клевера травы при различных нагрузках лигносульфоната, выраженное в эквивалентах азота (N экв.), То есть масса лигносульфоната по отношению к количеству азота. Загрузка 6 н. Экв. Соответствует соотношению лигносульфоната и сырого протеина ~ 1: 1.Включена линия квадратичной регрессии. Тепловое и изоэлектрическое осаждение включено в качестве эталонного метода.

    Для справки были включены тепловые и изоэлектрические осадки (Рисунок 4). Тепловое осаждение дало самый низкий выход осадков, в среднем 33,5%, тогда как изоэлектрическое осаждение при pH 4–4,5 выпало 34,0%. Исходя из средней изоэлектрической точки всех белков в зеленом соке, оптимум для изоэлектрического осаждения обычно составляет pH 4–4,5 (Сантамария-Фернандес и др., 2017; Zhang et al., 2017). Полученные здесь результаты показали, что осаждение при более низком pH 2,5, т.е. pH, используемом для осаждения лигносульфоната, дает небольшое улучшение осаждения на 4%. Хотя снижение pH ниже изоэлектрической точки улучшало осаждение, положительный эффект от добавления лигносульфонатов был очевиден. Улучшение осаждения белка из сока клевера травы с использованием лигносульфонатов по сравнению с традиционными методами составило около 20%. Интересно, что это было явно намного ниже, чем то, что наблюдалось для шпинатного сока, где осаждение лигносульфоната улучшило осаждение почти на 60% при той же загрузке лигносульфоната 6 N экв.Возможные различия в матрице пробы сока от разных культур, вероятно, могут повлиять на функцию лигносульфонатов.

    Осаждение белка из сока райграсса и красного клевера

    Еще один эксперимент по изучению влияния типа культур на осаждение белка был проведен путем осаждения белка из райграса ( Lolium perenne ) и клевера красного ( Trifolium pratense ). На основании исследования нагружения эксперименты проводились в диапазоне до 4 N экв.

    Как для райграса, так и для красного клевера обработка лигносульфонатом была значительно лучше, чем для классической обработки (рис. 5). Для сока райграса относительное количество осажденного N было увеличено с 35 до 44% путем добавления 4 N экв. лигносульфонаты по сравнению с термической обработкой. Для клевера лугового соответствующий показатель составлял от 45 до 51%. Кислотное изоэлектрическое осаждение было лучше, чем термическая обработка, как для райграса, так и для красного клевера, но незначительно (рис. 5). Сравнение обработки лигносульфонатом (4 N экв.) С изоэлектрическим осаждением показало увеличение количества осадков на ~ 18% для райграса и на 11% для клевера лугового, что является значительным увеличением.Как для сока райграса, так и для сока красного клевера, эффект лигносульфоната увеличивался при нагрузке до 2–4 N экв. В соответствии с наблюдениями, сделанными для сока травяного клевера в исследовании нагрузки (рис. 4).

    Рисунок 5 . Относительное количество азота, осажденного при нагревании, изоэлектрическом осаждении или обработке лигносульфонатом очищенного сока из различных биомасс. Значения представляют собой средние значения ± стандартное отклонение. ( п, = 3). Данные были проанализированы с помощью ANOVA с последующим тестом Tukey HSD. Разные буквы обозначают значительную разницу при P = 0.05.

    Улучшение осаждения за счет добавления оптимальной загрузки лигносульфоната 4 н. Экв. для райграса и красного клевера было меньше, чем для шпината в первоначальном исследовании. Для райграса улучшение составило 29% по сравнению с тепловым осаждением и 13% для клевера лугового. Улучшение, ранее наблюдавшееся со смесью травы и клевера, составило примерно 20%. Принимая во внимание, что результаты доказали, что добавление лигносульфоната в целом улучшило осаждение белка, они также выявили различия в наблюдаемом эффекте среди тестируемых биомасс.Предыдущие исследования с использованием изоэлектрического осаждения обнаружили значительные различия в степени осаждения белка из сока, полученного из разных культур и на разных стадиях развития (Сантамария-Фернандес и др., 2017, 2019). В данном случае действие лигносульфонатов было более сопоставимым для клевера, райграса и красного покрова, чем для шпината. Причина этого в настоящее время неизвестна, но время от сбора урожая до обработки могло повлиять на результаты. Все образцы клевера, райграса и красного клевера замораживали вскоре после сбора урожая, чтобы свести к минимуму разложение белков эндогенными протеазами после сбора урожая.С другой стороны, образец шпината был получен в супермаркете, и время сбора урожая было неизвестно, но, очевидно, намного дольше. Таким образом, для шпината вероятно произошла деградация и / или модификации белка после сбора урожая. Протеолитическая деградация белков может увеличивать растворимость некоторых белков (Sari et al., 2013), тем самым затрудняя их осаждение при нагревании или изоэлектрическом осаждении. В случае добавления лигносульфонатов гипотеза состоит в том, что комплексообразование и агрегация лигносульфонатов, белков и пептидов из-за электростатического взаимодействия способствует осаждению даже разрушенного белка.Для других образцов замораживание-оттаивание могло иметь денатурированные белки, что облегчало их осаждение всеми испытанными методами, тем самым сводя к минимуму влияние лигносульфонатов.

    Поскольку осадки рассчитывались на основе общего азота, присутствие других азотсодержащих соединений могло влиять на кажущуюся эффективность осаждения. Для райграса и красного клевера 50–55% азота в лучшем случае не осаждались. Анализ коричневого сока после осаждения показал, что нитрат присутствует только в незначительных количествах (~ 0.5% от общего азота в очищенном соке). В отличие от нитратов, свободные аминокислоты вносят значительный вклад в общее содержание азота в соке. Было установлено, что 31% и 30% общего азота приходятся на свободные аминокислоты, содержащиеся в соке райграса и красного клевера соответственно. Поскольку свободные аминокислоты хорошо растворимы в воде, маловероятно, что они выпадут в осадок при любых условиях, испытанных в этом эксперименте. Таким образом, свободные аминокислоты составляют большую часть не осажденного азота. ДНК не измеряли, но она составляла 14% азота в шпинатном соке и могла вносить оставшийся азот, не извлеченный в осадок.

    Также был протестирован модифицированный вариант очистки сока, в котором pH уже был снижен до 2–3 перед центрифугированием. Из очищенных кислотой образцов, как правило, осаждалась меньшая часть азота (рис. 6). Это было следствием того, что большая часть белка уже осаждалась в процессе очистки, и, таким образом, другие источники азота (нитрат, свободные аминокислоты и ДНК) стали преобладать в очищенном от кислоты соке. Что касается лигносульфонатов, результаты подтверждают выводы предыдущего эксперимента, демонстрируя, что загрузка 4.0 N экв был наиболее эффективным, и даже добавление небольших количеств лигносульфонатов увеличивало эффективность осаждения (рис. 6). Эффект был сильнее всего на травяном соке по сравнению с клевером. Анализ SDS-PAGE подтвердил, что очистка от кислоты удаляла значительные части, в частности, более крупных белков в соке, по сравнению с очисткой просто центрифугированием (рис. 7). Во всех супернатантах после осаждения нагреванием и лигносульфонатами были видны полосы, но чем выше нагрузка лигносульфоната, тем слабее полосы (рис. 7).По сравнению с тепловым осаждением полосы размером <14 кДа оказались менее преобладающими в случае обработки лигносульфонатом. Это говорит о том, что лигносульфонаты одинаково хорошо взаимодействовали с большинством белков.

    Рисунок 6 . Относительное количество азота, осажденного при различных обработках из очищенного от кислоты сока разной биомассы. Значения представляют собой средние значения ± стандартное отклонение. ( п, = 3). Данные были проанализированы с помощью ANOVA с последующим тестом Tukey HSD. Разные буквы обозначают значительную разницу при P = 0.05.

    Рисунок 7 . SDS-PAGE анализ супернатанта после осаждения из райграса (A), , (B), . C указывает на очищенный сок, AC указывает на очищенный от кислоты сок, B указывает на пустые дорожки, а числа представляют собой N экв лигносульфонатов.

    Очистка сока и концентрат чистоты белка

    Первоначальная очистка сока для удаления определенных веществ и волокон перед осаждением также удаляла белки, все еще связанные с волокнами.Содержание сока во фракции клетчатки составляло около 51% для райграса и 56% для клевера лугового при выполнении очистки мягким центрифугированием. Это означает, что в лучшем случае (4 н. Экв. Лигносульфоната) 73% общего азота в соке райграса было извлечено из волокон и белкового концентрата. Для клевера лугового в лучшем случае было извлечено 78% (таблица 2). Для кислотной очистки около 62% азота райграса было удалено с фракцией клетчатки и 68% в случае красного клевера. Полное восстановление было с этой настройкой в ​​лучшем случае, снова 4 N экв.лигносульфонат, 71% общего азота извлекается из клетчатки и белкового концентрата для райграса и 80% для красного клевера. Для сравнения, прямое тепловое осаждение сока привело к извлечению азота из райграса и красного клевера соответственно 82 и 84%. Фракцию клетчатки по-прежнему можно использовать в кормах для животных, но биодоступность белка ниже, поскольку эти белки будут связываться или связываться с лигноцеллюлозными волокнами. Удалив эту волокнистую фракцию, из сока можно получить более чистую белковую фракцию с более высокой биодоступностью.Это приведет к получению трех фракций, содержащих белок. Прессованная пульпа, в которой белок в основном недоступен для животных с однокамерным желудком, фракция клетчатки, биодоступность которой выше, но все еще ограничена, и белковый концентрат высокой чистоты и биодоступности.

    Таблица 2 . Относительное количество сырого протеина в белковом концентрате на основе сухого вещества из очищенного сока и общий выход азота из сока, включая очищение.

    Чистота белкового концентрата была значительно лучше для очищенного сока по сравнению с тепловым осаждением неочищенного сока (таблица 2).Белковые концентраты наивысшей чистоты были получены классическими методами осаждения, кислотой или нагреванием. Для клевера лугового был получен белковый концентрат с содержанием сырого протеина до 47%, что сопоставимо с содержанием сырого протеина в соевом шроте (Lagos and Stein, 2017). Лигносульфонаты, используемые при обработке, осаждались вместе с белком из сока, тем самым значительно снижая чистоту при добавлении лигносульфонатов. Таким образом, увеличение общего выхода белка (рис. 5 и таблица 2) компенсировалось постепенным снижением чистоты.Однако чистота осадка белка даже при 4 н. Экв. лигносульфонат был намного лучше, чем выделение тепла из неочищенного сока. Чистота, полученная в белковых концентратах, была сопоставима с чистотой, полученной в других исследованиях из аналогичных биомасс (Stødkilde et al., 2019).

    Основываясь на данных о красном клевере, было подсчитано, что при низком содержании лигносульфоната 0,5 N экв. на лигносульфонаты приходилось около 10% СВ в концентрате белка, тогда как при 4 н.это было около 25%. Лигносульфонаты уже используются в рецептурах кормовых таблеток сегодня в качестве связующего и поэтому одобрены для использования в кормах в концентрациях до 10 г / кг (EFSA, 2016). Таким образом, высокое количество лигносульфонатов в белковых концентратах ограничивает их количество в конечном корме. Было бы актуально оптимизировать процесс для уменьшения добавления лигносульфоната или разработать методы для повторного удаления некоторых из лигносульфонатов.

    Проверка биодоступности белка в белковых концентратах, e.g., путем испытаний кормления, выходит за рамки данной статьи. Однако аминокислотный анализ показал, что аминокислотный профиль белковых концентратов, полученных при нагревании или изоэлектрическом осаждении, не отличался от профиля, полученного при осаждении лигносульфонатом (рис. 8). Исходя из аминокислотного состава, метод осаждения не влиял на качество корма продукта. По сравнению с соевым шротом, обычно используемым в кормах (Lagos and Stein, 2017), белок райграса и красного клевера имел хорошо сбалансированный аминокислотный состав с благоприятным содержанием незаменимых аминокислот (Рисунок 8).Предыдущие исследования белков, экстрагированных из белого клевера, красного клевера и травы и осажденных традиционными методами, дали аналогичные результаты, а также документально подтвердили хорошую усвояемость произведенных белковых концентратов (Stødkilde et al., 2018, 2019). Поэтому влияние лигносульфоната на усвояемость еще предстоит изучить.

    Рисунок 8 . Аминокислотный профиль белковых концентратов, полученных после осаждения очищенного сока из красного клевера (A) и райграса (B) .Значения (%) относятся к общему содержанию аминокислот. Белок осаждали нагреванием, изоэлектрическим осаждением или добавлением 4 н. Экв. лигносульфонаты. Для сравнения включен аминокислотный профиль соевого шрота (Lagos and Stein, 2017).

    Заключение

    Была продемонстрирована эффективность лигносульфонатов в качестве соосаждения белков в соке, экстрагированном из четырех различных зеленых биомасс. По сравнению с классическим осаждением путем термообработки или изоэлектрического осаждения, добавление лигносульфонатов увеличивало относительное количество белка, осажденного из сока райграса, с 38 до 44%.Для клевера лугового соответствующее увеличение составило с 46 до 51%, для смеси травы и клевера с 34 до 41% и для шпината с 35 до 55%. Оптимальная загрузка лигносульфоната для райграса и красного клевера была определена как ~ 4 N экв., Что соответствует 0,6–0,7 г лигносульфоната на 1 г белка. Хотя эффект добавления лигносульфоната не был одинаково высоким для всех типов биомассы по сравнению с термообработкой или изоэлектрическим осаждением, мы пришли к выводу, что добавление лигносульфоната может улучшить выход белка при биоочистке зеленой биомассы.

    Заявление о доступности данных

    Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.

    Авторские взносы

    РЦ

    разработана и выполнена опытно-экспериментальная работа. Все авторы внесли свой вклад в оформление работы, анализ данных, написание рукописи, прочитали и утвердили окончательную рукопись.

    Финансирование

    Эта работа была поддержана финансированием Stiftelsen Hofmansgave HJ и Стратегической платформой биоценностей для инноваций и исследований, финансируемой Датским инновационным фондом (грант No.0603-00522B в JS).

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Авторы хотели бы поблагодарить компанию DLF, Store Heddinge, Дания, за предоставление материалов для растений травы и клевера и Borregaard Lignotech, Sarpsborg, Норвегия, за предоставление лигносульфонатов, использованных в экспериментах.

    Список литературы

    Чен Дж., Каззаз А. Э., Алипур Мазандарани Н., Фейзи З. Х. и Фатехи П. (2018). Производство флокулянтов, адсорбентов и диспергаторов из лигнина. Молекулы 23, 1–25. DOI: 10,3390 / молекулы23040868

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чен В., Уокер С. и Джон К. Б. (1992). Механизм образования хлопьев при осаждении белков полиэлектролитами. Chem. Англ. Sci . 47, 1039–1045.DOI: 10.1016 / 0009-2509 (92) 80230-A

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чоудхури, М. Р., Лашкари, С., Дженсен, С. К., Амби-Дженсен, М., и Вайсбьерг, М. Р. (2018). Влияние тепловой обработки зеленого белка на исчезновение белка in situ, и биогидрирование жирных кислот in vitro, . J. Agric. Продовольственная Химия . 66, 8169–8178. DOI: 10.1021 / acs.jafc.8b02176

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корона, А., Амби-Йенсен, М., Вега, Г. К., Хаушильд, М. З. и Бирквед, М. (2018a). Техноэкологическая оценка концепции зеленого биоперерабатывающего завода: объединение моделирования процесса и оценки жизненного цикла на ранней стадии проектирования. Sci. Тотал Энвирон . 635, 100–111. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2018.03.357

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Корона А., Параджули Р., Амби-Йенсен М., Хаушильд М. З. и Бирквед М. (2018b). Экологический скрининг потенциальной биомассы для зеленой переработки биоперерабатывающего завода. J. Clean. Прод . 189, 344–357. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2018.03.316

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Даль-Лассен, Р., Ван Хек, Дж., Йоргенсен, Х., Бух, К., Андерсен, Б., и Шьёрринг, Дж. К. (2018). Высокопроизводительный анализ аминокислот в растительном сырье методом одноквадрупольной масс-спектрометрии. Растительные методы 14: 8. DOI: 10.1186 / s13007-018-0277-8

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    EFSA (2016).Научное заключение о безопасности и эффективности лигносульфоната в качестве кормовой добавки для всех видов животных. EFSA J . 13, 1–17. DOI: 10.2903 / j.efsa.2015.4160

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Фелисетта В. Ф. и Пикок Р. (1971). Восстановление белкового материала из сточных вод . Патент США №3,662,510.

    Google Scholar

    Камп А., Амби-Йенсен М. и Эстергард Х. (2019). Моделирование потоков вещества и энергии местного рафинированного белкового корма из клевера как альтернативы импортному соевому шроту. Ecol. Модель . 410: 108738. DOI: 10.1016 / j.ecolmodel.2019.108738

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Хан, С. Х., Икбал, Дж. (2016). Последние достижения в области роли органических кислот в питании птицы. J. Appl. Anim. Res . 44, 359–369. DOI: 10.1080 / 09712119.2015.1079527

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Наклз Б. Э., Эдвардс Р. Х., Колер Г. О. и Уитни Л. Ф. (1980). Флокулянты для отделения фракций зеленого и растворимого белого белка от люцерны. J. Agric. Продовольственная Химия . 28, 32–36. DOI: 10.1021 / jf60227a032

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Лагос, Л. В., Стейн, Х. Х. (2017). Химический состав и усвояемость аминокислот соевого шрота, произведенного в США, Китае, Аргентине, Бразилии или Индии. J. Anim. Sci . 95: 1626. DOI: 10.2527 / jas.2017.1440

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Маневски К., Лерке П. Э., Олесен Дж. Э. и Йоргенсен У.(2018). Балансы азота в инновационных системах земледелия для производства сырья для будущих биоперерабатывающих заводов. Sci. Тотал Энвирон . 633, 372–390. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2018.03.155

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Параджули Р., Далгаард Т., Йоргенсен У., Адамсен А. П. С., Кнудсен М. Т., Бирквед М. и др. (2015). Биопереработка в условиях преобладающего кризиса энергетики и материалов: обзор устойчивых путей для производственно-сбытовых цепочек биопереработки и методологий оценки устойчивости. Обновить. Поддерживать. Энергия Ред. . 43, 244–263. DOI: 10.1016 / j.rser.2014.11.041

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сантамария-Фернандес, М., Карков Иттинг, Н., и Любек, М. (2019). Влияние стадии развития многолетних кормовых культур на выход экстрагируемых белков с помощью молочнокислого брожения. J. Clean. Прод . 218, 1055–1064. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2019.01.292

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сантамария-Фернандес, М., Молинуево-Сальсес, Б., Киль, П., Стинфельдт, С., Уеллендаль, Х. и Любек, М. (2017). Молочная ферментация для очистки белков зеленых культур и получения высококачественного корма для животных с однокамерным желудком. J. Clean. Прод . 162, 875–881. DOI: 10.1016 / j.jclepro.2017.06.115

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сари Ю. В., Брюинз М. Э. и Сандерс Дж. П. М. (2013). Экстракция белка с помощью ферментов из муки из семян рапса, сои и микроводорослей. Ind. Crops Prod . 43, 78–83. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2012.07.014

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Сидик А.С., Неджадник М.Р., Эль Бяли И., Виткамп Г.Дж. и Джискут В. (2015). Взаимодействие белок-полиэлектролит: мониторинг образования и роста частиц с помощью анализа слежения за наночастицами и микроскопии с визуализацией потока. евро. J. Pharm. Биофарм . 93, 339–345. DOI: 10.1016 / j.ejpb.2015.04.021

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стёдкилде, Л., Дамборг, В. К., Йоргенсен, Х., Лерке, Х. Н. и Йенсен, С. К. (2018). Фракции белого клевера как источник белка для моногастриков: оценки аминокислот с поправкой на усвояемость сухого вещества и усвояемость белка. J. Sci. Продовольственное сельское хозяйство . 98, 2557–2563. DOI: 10.1002 / jsfa.8744

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Стёдкилде, Л., Дамборг, В. К., Йоргенсен, Х., Лерке, Х. Н. и Йенсен, С. К. (2019). Усвояемость фракционированной зеленой биомассы как источника белка для животных с однокамерным желудком. Животное . 13, 1817–25. DOI: 10.1017 / S17517311156

    PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

    Чжан В., Грими Н., Джаффрин М. Ю., Дин Л. и Тан Б. (2017). Краткий обзор результатов исследований в области технологии отделения белков листьев люцерны. J. Chem. Technol. Биотехнология . 92, 2894–2900. DOI: 10.1002 / jctb.5364

    CrossRef Полный текст | Google Scholar

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПУНЦИИ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА КОРМА В ЗОЛОТОЙ ЗОНЫ ЮЖНОЙ АФРИКИ

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПУНЦИИ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА КОРМА В ЗОЛОТОЙ ЗОНЫ ЮЖНОЙ АФРИКИ


    Герхард К.DE KOCK

    Герхард К. ДЕ КОК ​​
    Консультант и специалист по агрономии в Засушливые зоны
    P.O. Box 415
    Middleburg
    5900 Южная Африка

    ВВЕДЕНИЕ

    Засуха является естественным и нормальным признаком засушливых земель засушливый и полузасушливый климат. Сельскохозяйственную засуху можно определить как недостаток осадков по отношению к среднему или среднему значению, что серьезно ухудшает сельскохозяйственное производство сроком от нескольких месяцев до нескольких лет, простирается на большой географической территории.Не следует путать засуху с засушливость, что скорее относится к средним долгосрочным отношениям между осадков и потенциального эвапотранспирации, хотя это может происходить в не засушливых зоны.

    Южная Африка с ее переменным и ограниченным количеством осадков обычно случаются засушливые, сезонные и сильные засухи. Во время засухи значительные потери запасов и продукции на складе происходят из-за отсутствия корм.

    КЛИМАТ

    Южная Африка подвержена самым сложным биоклиматическим условиям. условия на африканском континенте (Le Houérou et al ., 1993). Эта сложность является результатом сочетания различных географических условий, среди которых следующие:

    * Большая разница в широте между Мессиной в Северный Трансвааль (22 ° 30 ‘ю.ш.) и мыс Агульяс (34 ° 50’ ю.ш.), а расстояние примерно 1350 км с севера на юг.

    * Большой перепад высот от уровня моря примерно до 3 500 м, что напрямую влияет на количество осадков и температуру.

    * Наличие океанов на востоке и западе.Эти связанных с влияниями теплых течений (Мозамбик и Агульяс) в на восток и холодное течение (Бенгела) на юго-запад.

    * Среднегодовое количество осадков колеблется от 40 мм в устье р. Оранжевая река, до более 2500 мм на восточных склонах Драконова реки и верхние и западные склоны Капских гор.

    Режим осадков может быть тропическим летом мономодальным; Средиземноморский зимний мономодальный; весенне-осенний бимодальный; или полностью амодально (без регулярного засушливого сезона).Среднее потенциальное испарение может варьироваться от чуть менее 1000 мм вдоль мыса и Натала, до более 2500 мм на Район Упингтон-Пофадер-Пелла на юго-западной границе с Намибией.

    OPUNTIA CULTIVATION

    Кактусы хорошо растут на глубоких, легких почвах, включая крупнозернистые пески, но следует избегать глины. Мелкие почвы, как правило, дают низкие урожаи. Кактусы толерантны к pH до 8,5 и максимальной электропроводности почвы. насыщение не должно превышать 5-6 мСм / см (Le Houérou, 1992).

    Кактусы реагируют на внесение азота и фосфора удобрение. Часто наблюдается рост производства от 200 до 300%. после умеренного внесения азота и фосфора. Навоз также увеличивается урожайность даже при очень небольшом количестве осадков 150-200 мм (Монжаузе и Ле Houérou, 1965; Ле Уэру, 1992 год; Де Кок, 1980). Кактусы не могут выдерживают переувлажнение.

    НЕОБХОДИМОСТЬ ВОДЫ И ПРИМЕНЕНИЕ

    Кактусы и другие засухоустойчивые кормовые культуры используют воду подробнее эффективнее традиционных кормовых культур.Согласно Де Коку (1980), opuntia использует 267 кг H 2 O / кг DM, или 3,7 мг DM / г; Atriplex sp. использует 304 кг H 2 О / кг СВ, или 3,3 мг СВ / г; и Агава sp. использует 93 кг H 2 О / кг СВ, или 10,7 мг СВ / г.

    Урожайность опунции также очень высока по сравнению с большая часть местной растительности в аналогичных условиях. Опунция производит до 10 т надземный DM / га / год в засушливых зонах, 10-20 т в полузасушливых зонах и 20-30 т в субгумидные районы с надлежащим или близким к оптимальному управлению (Monjauze и Ле Уэру, 1965 год; Де Кок и Окамп 1970; Стейнберг и Де Кок 1987; Нобель 1988 г .; Le Houérou 1991b, 1992).

    Однако такие высокие урожаи требуют тщательного управления урожаем и хорошие глубокие почвы. В таких условиях производительность примерно в десять раз выше, чем у стандартные пастбищные угодья при единых условиях ведения хозяйства. Без выращивания ни удобрения, урожайность все еще в 3-5 раз выше, чем у пастбищных угодий (De Kock, 1980; Le Houérou, et al., 1988). Эффективность использования дождя (RUE) и эффективность водопользования (WUE) в богарных и орошаемых условиях резюмировано в Таблице 47.

    Таблица 47. Эффективность использования дождя (RUE) и эффективность водопользования (WUE) в богарных и орошаемых условиях для нескольких культур

    Урожай

    RUE
    (кг DM / мм / год)

    WUE — Коэффициент транспирации
    (кг H 2 O / кг DM)

    ВУЭ
    (мг DM / г H 2 O)

    Агава

    45.0

    93

    10,7

    Опунция

    40,0

    267

    3,7

    Atriplex nummularia

    28.0

    304

    3,3

    Просо жемчужное

    25,0

    400

    2,5

    Ячмень

    20.0

    500

    2,0

    Сорго

    15,0

    666

    1,6

    Пшеница

    13.3

    750

    1,3

    Люцерна

    10,0

    1000

    1.0

    Пастбище

    5.0

    2000

    0,5

    Использование WUE-характеристики опунции на территории с 200 мм среднего годового количества осадков, урожайность кактусового материала представлена ​​в таблице 48 были произведены при различных системах ограниченного орошения (De Kock и Окамп, 1970). В засушливых и полузасушливых районах с ограниченным поливом, орошение бесхребетных опунций более эффективно, чем орошение небольшого участка люцерна.

    В таблице 49 приведены урожайность кормов и количество легкоусвояемые питательные вещества, вырабатываемые бесхребетным кактусом ( Opuntia robusta ), солончак Олдмана ( Atriplex nummularia ) и люцерна на единицу воды получил (25 мм).

    Таблица 48. Выход бесхребетных opuntia (2920 растений / га) при ограниченном орошении на станции Карнарвон (в среднем количество осадков: 200 мм / год) (Два сезона: 1965-66; 1967-68)

    Орошение + осадки
    (мм / год)

    Количество поливов

    График полива

    Урожай в свежем виде
    (т / га)

    Выход сухой массы
    (т / га)

    Без орошения + 178 мм осадков

    0

    24.89

    3,27

    Орошение 75 мм + осадки 178 мм

    1

    Сентябрь

    38,61

    4,21

    орошение 152 мм + осадки 178 мм

    2

    Сентябрь и ноябрь

    66.49

    6,11

    Орошение 229 мм + 178 мм осадков

    3

    Сентябрь, ноябрь и январь

    97,60

    9.09

    Орошение 305 мм + осадки 178 мм

    4

    Сентябрь, ноябрь, январь и март

    106.68

    10,57

    Таблица 49. Сравнение между урожайностью кормов и усвояемыми питательными веществами (кг / га), производимыми тремя кормами урожая на единицу полученной воды

    Сезон

    Кактус бесхребетный

    Солончак Олдмана

    Люцерна

    Урожайность кормов

    Усвояемые питательные вещества

    Урожайность кормов

    Усвояемые питательные вещества

    Урожайность кормов

    Усвояемые питательные вещества

    1

    161.6

    100,4

    578,3

    235,6

    247,5

    137,0

    2

    3001,0

    1746.3

    944,8

    397,2

    367,4

    208,4

    3

    3551,8

    2081,0

    1229.4

    555,8

    394,9

    210,5

    4

    2169,1

    1279,5

    752,6

    303.2

    316,4

    180,5

    5

    2220,9

    1301,8

    876,3

    373,0

    331.5

    182,0

    ПРОИЗВОДСТВО

    В Южной Африке есть три вида кактусов без колючек. использовано на производство кормов:

    (ix) O. robusta . У этого кактуса большие, круглые, голубоватые кладоды, почти без колючек. Впервые был завезен на юг Африка в 1911 году из программы отбора Лютера Бербанка в Калифорнии. Этот тетраплоид устойчив к Dactilopius opuntia .Не производит товарные фрукты и поэтому в основном используются на корм.

    (x) O. fusicaulis имеет узкую, ланцетную, зеленую кладодес с вертикальным характером роста.

    (xi) O. ficus-indica f. inermis зеленый, продолговатый тип, с плотным габитусом роста.

    О . fusicaulis и O. ficus-indica не могут выращивать и корм, и фрукты в одном и том же месте во фруктовых садах (если только считается отходом обрезки).Заготовки кормовых плантаций производятся каждые два раза в год. за три года до того, как они принесут плоды.

    В Южной Африке кактус опунция размножается вегетативно размещение подушек на земле с лопатой, полной земли или камня сверху, чтобы улучшить контакт с почвой. Как вариант, двойные суставы можно посадить в борозда, засыпая нижний конец почвой, взятой из соседней борозды. Корнеплоды разовьется из ареол в течение нескольких недель.

    Ряды располагаются по контурным линиям.Глубокие борозды или траншеи сделаны тяжелым рыхлителем и частично заполнены навозом, который в очередь засыпают почвой, сверху высадив клады. Метод более дороже, чем простая посадка, но дает лучший рост в первых двух четыре года, что подразумевает более раннее производство и более высокую производительность. Строки обычно устанавливается на расстоянии от 2 до 6 м друг от друга с расстоянием между растениями от 1 до 2 м. Посадка густота от 850 до 5000 растений / га. Лучшее время для посадки на юге Африка — это сентябрь и октябрь, когда подушечки уже полностью выросли и готовы к употреблению. росток.Полученные растения хорошо приживаются до первых заморозков. следующей зимой. В качестве посадки предпочтительнее использовать однолетние черенки. материал.

    Выбор схемы посадки зависит от типа использования предусмотрено. Для прямого просмотра, густые насаждения (от 3000 до 5000 растений / га) с используются невысокие растения. В отличие от этого, система разрезания и переноски требует более широкого пространство, позволяющее трактору и прицепу собирать урожай. В этом случае 1 Планировка м × 6 м является предпочтительной, что дает среднюю плотность посадки около 1666 растений / га.

    УПРАВЛЕНИЕ ЗЕМЛЯМИ

    В богарных условиях урожайность может варьироваться от 2 до 10 т. DM / га / год, при уборке каждые 2–3 года. Урожайность орошаемых опунций представлены в Таблице 48. Урожайность увеличивается, если конкуренция с сорняками снижается. Контурная посадка для уменьшения дождевого стока также может повысить урожайность. Протеин содержание кормовых опунций может быть увеличено с 3,5 до 4,5% сырого протеина до 8 до 10% за счет внесения азотных удобрений.

    ПРИМЕНЕНИЕ

    Свежие бесхребетные клады содержат около 90% влаги.Потребность в энергии для выживания 35-килограммовой овцы составляет примерно 350 г. от TDN в сутки; следовательно, употребления 538 г сухого кактуса достаточно, чтобы получить достаточно энергии. Это означает, что необходимо от 5 до 6 кг свежего кактуса. проглатывается ежедневно. Однако овца съедает в среднем 4 кг в день.

    Для крупного рогатого скота, чтобы обеспечить ежедневную потребность в энергии для на выживание 400-килограммового зверя требуется 2 850 г ТДН в сутки. Поэтому такие животному потребуется примерно 4 385 г сухого кактуса, чтобы удовлетворить его требования.Это означает ежедневное употребление от 44 до 45 кг свежих кладок. Однако животное съедает в среднем всего 40 кг кактусов в день.

    Одна из причин, по которой животные (особенно овцы) не едят Достаточное количество свежих кладок кактусов — это высокая влажность. Хотя высокое содержание воды ограничивает потребление животными, эта влага может быть ценным во время засухи, чтобы уменьшить потребность в питьевой воде. Овцы в загоне могли прожить 500 дней без питьевой воды, если бы у них была бесплатная доступ к свежим кладодиям кактусов.Прием TDN можно увеличить, если свежий кладоды перед кормлением вянут или сушат.

    Кладодесы кактуса в целом содержат очень мало сырого протеина, но любой рацион для непродуктивных овец и крупного рогатого скота должен содержать не менее 8% Сырой протеин. Рацион или корм с низким содержанием белка плохо усваиваются животные. Овце живым весом 35 кг требуется около 50 г сырого белка в день. В среднем 500 г сухого материала из дневного рациона cactus cladodes содержит всего 20 г сырого протеина, поэтому с добавлением неочищенного протеина.Кладодии кактуса бедны фосфор и натрий, что также требует добавления этих элементов. В в целом, кактусовые клады — это не сбалансированный корм, а скорее хороший, недорогой источник энергии.

    Выпас

    Самый простой способ использовать кактус — прямой выпас, который требует мало труда и, следовательно, дешевле. Есть риск перебрать и уничтожение плантации, если строгий контроль поголовья и выпаса скота отсутствующий.Выпас или сбор урожая следует проводить каждые два-три года. В кормовая ценность лапок снижается после третьего года (Walters, 1951). Для эффективного выпас, плантация может быть разделена на небольшие загоны, которые затем используются интенсивно на короткий период каждый. Большие потери могут произойти во время выпаса из-за расточительство.

    Chaffing

    Повышенное потребление животными и лучшее использование может быть получается путем измельчения кладодес. Чтобы уменьшить количество отходов, предпочтительно кормить измельченный материал прямо в корыте.

    Еда

    Клады кактусов с мякиной сушкой можно сушить на любой подходящей поверхности. а потом фрезеровать. Таким образом, запас кактусовой муки можно хранить для использования во время засухи и / или для добавления свежих подушечек кактусов для увеличения сухого вещества потребление.

    Силос

    Хороший силос можно получить из кладок кактусов, потерев их с овсяной соломой, низкосортной люцерной или любым другим сухим грубым кормом на основе 84 частей массы кактусов кладодес и 16 частей грубых кормов с добавлением шрот мелассы.Когда плодоносящие клады используются на силос, добавление патока не нужна. Затем силос изготавливается и используется в обычном манера.

    Плоды опунции и кладоды, даже колючие, могут быть производится в силос из сена низкого качества, соломы зерновых или сена вельдта, и с добавлением протеинового корма (хлопкового или подсолнечного шрота и мочевины) и минеральные добавки фосфора и натрия (костная мука, соль и известь) и это может поддерживать производство молочных продуктов в засушливых и полузасушливых сельских районах во время засушливых сезоны и периоды засухи.

    Дополнительное кормление

    В экстренных случаях, когда ничего другого нет, кактус кладодес можно кормить в одиночку в любом виде, и овцы и крупный рогатый скот могут выжить на этом в течение многих месяцев. Шерстяных овец содержали 500 дней только на ветвях кактусов и выжил.

    Для оптимального использования, однако, клады кактусов должны быть дополнен. Поскольку белок является наиболее важным дефицитом кактуса, должна быть обеспечена добавка, богатая белком. Дополнение, составляющее одну треть костная мука, треть поваренной соли и треть мочевины.Другой Возможен рацион, состоящий из кактусовой муки и 6,5% рыбной муки, что обеспечит потребности овец.

    Самая подходящая добавка к кактусовой муке — люцерна, либо мука, либо сено. Рекомендуется давать 100 г люцерны летом и Зимой 200 г, с кактусом ad libitum . Любое другое сено зернобобовых культур с вместо люцерны можно использовать достаточно высокое содержание белка. Кактус cladodes — отличная сочная добавка к сухому диапазону Karoo (кустарниковый тип вельд, с высоким содержанием белка), или в сухой траве зимой, с богатая белком добавка.

    LAXATIVE ACTION

    Проблема, возникающая при кормлении кладок кактусов в любой форме. для овец и крупного рогатого скота — сильное слабительное действие. Это слабительное действие не симптом болезни и не оказывает пагубного воздействия на здоровье животного. это результат быстрого прохождения через пищеварительную систему. Слабительный эффект можно сократить по:

    * Кормовая известь (примерно 3% общее потребление), чтобы противодействовать ацидозу.Высокое содержание кислоты в кладодах кактусов. связано с кислотным метаболизмом крассулообразных растений.

    * Ограничить доступ животных к питьевой воде.

    * Подкормка сеном с закладками кактусов. Сено как добавка замедляет действие слабительный эффект. Сено люцерны считается исключительным дополнением к бесхребетные кактусовые кладоды в любом виде.


    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *