doi: 10.15389/agrobiology.2017.6.1129rus
УДК 636.086.2:551.34:[581.19+581.5](571.56)
Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания ИБПК СО РАН (рег. № АААА-А17-117020110054-6).
ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЗЕЛЕНОГО КРИОКОРМА В ЯКУТИИ (обзор)
К.А. ПЕТРОВ1, А.А. ПЕРК1, В.А. ЧЕПАЛОВ1, В.Е. СОФРОНОВА1,
А.Н. ИЛЬИН2, Р.В. ИВАНОВ2
Корм, выращенный в условиях Якутии, может быть дополнением к рациону многих сельскохозяйственных животных в Сибири, на Дальнем Востоке и Европейском Севере. Понимание механизмов адаптации растений к холоду, кроме общебиологического значения, имеет и прикладное, связанное с использованием этого практически неограниченного естественного кормового ресурса. В обзоре рассмотрены эколого-физиологические и биохимические аспекты формирования питательной ценности у замороженных естественным холодом осенневегетирующих травянистых растений, являющихся высокопитательным осенне-зимним нажировочным кормом (зеленый криокорм) для травоядных животных в крайне суровых условиях Севера. Наиболее полно результаты исследования физиологических основ адаптации растений к низкотемпературному стрессу представлены в ряде обзоров (Т.И. Трунова, 2007; L.V. Gusta с соавт., 2013; K. Miura с соавт., 2013). Приводятся данные по реакции растений на действие низких температур и адаптации к ним. В результате обобщения собственных многолетних исследований (А.Я. Перк с соавт., 1987; K.A. Petrov с соавт., 2010; А.Н. Ильин с соавт., 2015) и данных литературы разработана общая теория механизмов устойчивости растений и животных к длительной гипотермии в условиях многолетней мерзлоты (криолитозоны) Якутии. Предполагается, что адаптация растений к длительному низкотемпературному стрессу теснейшим образом связана с основным источником их энергии (липидами, полиеновыми жирными кислотами), играющим основную роль в формировании высокой питательной ценности замороженной естественным холодом осенневегетирующей растительности криолитозоны. Одна из особенностей холодового закаливания многолетних травянистых растений в криолитозоне Якутии, очевидно, заключается в высоком накоплении в клетках первичных и вторичных каротиноидов с наиболее выраженными антиоксидантными свойствами (B. Demmig-Adams с соавт., 2006). Зеленый криокорм обеспечивает жизнедеятельность травоядных животных, в том числе сельскохозяйственных (якутская лошадь, северный олень и др.), в условиях длительного и экстремально холодного зимнего периода. Технология производства зеленого криокорма позволяет удовлетворить потребность животных в белке, жирных маслах, углеводах и витаминах в течение всей зимовки. В результате научно-производственных опытов показана высокая питательная ценность зеленого криокорма, например, для табунного коневодства, что позволяет рекомендовать его для широкого внедрения в сельскохозяйственную практику регионов, где имеются фактически неограниченные холодовые ресурсы.
Ключевые слова: Якутия, адаптация к холоду, зеленый криокорм, питательная ценность.
ECO-PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL BASES OF THE GREEN
CRYO-FEED FORMING IN YAKUTIA
(review)
K.A. Petrov1, A.A. Perk1, V.A. Chepalov1, V.E. Sofronova1, A.N. Ilyin2,
R.V. Ivanov2
Food grown in Yakutia can be used as a supplement to the diet of many farm animals in Siberia, the Far East and the European North. Understanding mechanisms of cold adaptation in plants, being of general biological significance, also makes basis for use of this practically unlimited natural forage resource. Here, we summarized ecological, physiological and biochemical aspects for the formation of nutritional value of autumn-vegetating herbaceous plants which were frozen with natural cold have been considered. These plants are highly nutritious, autumn/winter fattening food (green cryo-feed), for herbivores in the extremely harsh conditions of the North. In the article an overview data on plant response to low temperatures and their adaptation is provided (T.I. Trunova, 2007; L.V. Gusta et al., 2013; K. Miura et al., 2013). As a result of generalization of long-term authors’ investigations (A.Ya. Perk et al., 1987; K.A. Petrov et al., 2010; A.N. Ilyin et al., 2015) and other publications, the general theory is developed of the mechanisms of resistance of plants and animals to prolonged hypothermia in the conditions of permafrost (cryolithozone) in Yakutia. It is assumed that adaptation of plants to long-term low temperature stress have closely connected with their main source of energy (lipids, unsaturated fatty acids), which plays a major role in the formation of high nutritional value of autumn-vegetating plants which were frozen with natural cold in the permafrost zone. Cold hardening of perennial herbaceous plants in the cryolithozone of Yakutia is evidently due to cell accumulation of primary and secondary carotenoids with the most pronounced antioxidant properties (B. Demmig-Adams et al., 2006). Green cryo-feed provides vital activity of herbivores, including livestock (the Yakut horse, reindeer, etc.), under conditions of prolonged and extremely cold winter. Green cryocorm technology allows to provide animals with protein, fatty oils, carbohydrates and vitamins throughout the whole wintering period. As a result of our experiments have been shown highly nutritional value of green cryo-feed for feeding of livestock, for example for herd horse breeding, that allows to recommend the cryo-feed for wide introduction into agricultural practices in regions where unlimited resources of cold could be used.
Keywords: Yakutia, adaptation to cold, green cryo-feed, nutritional value.
1ФГБУН Институт биологических проблем криолитозоны
СО РАН, |
Поступила в редакцию |
