biologyscienceТимирязевский биологический журналTimiryazev Biological Journal2949-4710ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)10.26897/2949-4710-2023-4-107-115biologyscience-103Research Article3 - ГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, БИОХИМИЯ3 - GENETICS, BIOTECHNOLOGY, BIOCHEMISTRYСодержание структурных углеводов и лигнина в многолетних злаковых кормовых травах в зависимости от фазы роста и цифровые инновации в анализе состава кормаStructural carbohydrate and lignin content of perennial cereal forage grasses depending on the growth phase and digital innovations in forage composition analysishttps://orcid.org/0000-0003-2738-3438ХудяковаХ. К.KhudyakovaН. К.

Хатима Каримовна Худякова, канд. с.-х. наук, ведущий научный сотрудник 

141055, Московская область, г. Лобня, Научный городок, корпус 1

Hatima K. Khudyakova, CSc (Agr), Leading Research Associate

Building 1, Scientific town, Lobnya, Moscow region, 141055

hatima40@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7875-074XХудяковаЕ. В.KhudyakovaЕ. V.

Елена Викторовна Худякова, д-р экон. наук, профессор кафедры прикладной информатики

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Elena V. Khudyakova, DSc (Econ), Professor, Professor at the Department of Applied Information Science

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

evhudyakova@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7125-3027СтепанцевичМ. Н.StepantsevichМ. N.

Марина Николаевна Степанцевич, канд. экон. наук, доцент кафедры прикладной информатики

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Marina N. Stepantsevich, CSc (Econ), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Applied Information Science

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

stepmn@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0123-2068МоторинО. А.MotorinО. А.

Олег Алексеевич Моторин, канд. полит. наук, доцент кафедры прикладной информатики

127434, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

OlegA. Motorin, CSc (Polit), Associate Professor at the Department of Applied Information Science

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

o.motorin@rgau-msha.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0226-980XЖуравлевМ. В.JouravlevМ. V.

Михаил Владиславович Журавлев, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры прикладной информатики

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Mikhail V. Jouravlev, CSc (Phys-math), Associate Professor at the Department of Applied Information Science

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

jouravl@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7487-6273НиканоровМ. С.NikanorovМ. S.

Михаил Сергеевич Никаноров, старший преподаватель кафедры прикладной информатики

127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Mikhail S. Nikanorov, Senior Lecturer at the Department of Applied InformationScience

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127434

nikanorov@rgau-msha.ruВсероссийский институт кормов им. В.Р. ВильямсаРоссияFederal Williams Research Center of Forage Production & AgroecologyRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian Federation20231101202414107115Copyright © Худякова Х.К., Худякова Е.В., Степанцевич М.Н., Моторин О.А., Журавлев М.В., Никаноров М.С., 20242024Худякова Х.К., Худякова Е.В., Степанцевич М.Н., Моторин О.А., Журавлев М.В., Никаноров М.С.Khudyakova Н.К., Khudyakova Е.V., Stepantsevich М.N., Motorin О.А., Jouravlev М.V., Nikanorov М.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bioscience-journal.com/jour/article/view/103

Статья посвящена изучению содержания углеводов клеточных стенок: нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), кислотно-детергентной клетчатки (КДК), кислотно-детергентного лигнина (КДЛ) в злаковых травах – в зависимости от фаз вегетации. По мере смены фаз вегетации выявлено увеличение всех фракций клеточных стенок. Содержание кислотно-детергентной клетчатки, нейтрально-детергентной клетчатки и кислотно-детергентного лигнина (% в сухом веществе) в злаковых травах (кострец безостый, овсяница луговая, тимофеевка луговая) составляет до начала колошения 31‑32, 50‑55, 4‑6; в фазу колошения –32‑37 и 55‑65, 5‑6; в цветение – 40‑45, 70‑72, 7‑9 соответственно. По мере роста трав одновременно с накоплением клеточных стенок происходит изменение их состава. Возрастание доли нейтрально-детергентной клетчатки происходит главным образом за счет увеличения доли целлюлозы и снижения доли гемицеллюлоз, что согласуется с более высокой переваримостью трав в ранние фазы роста. Связь между сырой клетчаткой и кислотно-детергентной клетчаткой по результатам исследования оказалась более тесной (n = 64, s = 2,4%, r = 0,93), чем между сырой клетчаткой и нейтрально-детергентной клетчаткой (n = 64, s = 4,4%, r = 0,87). Поскольку состав трав в течение вегетации меняется ежедневно, целесообразно определять их состав как можно более оперативно. Поскольку химические методы занимают много времени, то для решения этой задачи может быть использован экспресс-метод на основе инфракрасного анализатора. Экспресс-метод предполагает после операции размалывания пробы последовательное выполнение таких операций, как калибровка анализатора, помещение пробы в анализатор и анализ проб с помощью анализатора, то есть также является достаточно длительным. Для получения более оперативной информации (2 ч) сегодня все чаще используются цифровые технологии. Метод, основанный на цифровых технологиях, предполагает последовательное выполнение следующих операций: запуск БПЛА; исследование посевов; передача мультиспектральных данных на сервер; обработка информации и расчет содержания сырой клетчатки.

The article is devoted to the study of the content of cell wall carbohydrates – neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), acid detergent lignin (ADL) – in cereal forage grasses depending on the growth phases. An increase in all cell wall fractions was revealed as the growth phases changed. The content of acid detergent fiber, neutral-detergent fiber and acid detergent lignin (% in dry matter) in cereal forage grasses (awnless brome, meadow fescue, meadow timothy) is 31‑32, 50‑55, 4‑6 before earing; in the earing phase – 32‑37, 55‑65, and 5‑6; in the flowering phase – 40‑45, 70‑72, 7‑9, respectively. As grasses grow, their composition changes with the accumulation of cell walls. The increase in the proportion of neutral detergent fiber occurs mainly due to an increase in the proportion of cellulose and a decrease in the proportion of hemicellulose, which is consistent with a higher digestibility of grasses in the early growth stages. According to the results of the study, the relationship between crude fiber and acid detergent fiber was closer (n = 64, s = 2.4%, r = 0.93) than between crude fiber and neutral detergent fiber (n = 64, s = 4.4%, r = 0.87). As the composition of grass changes daily during the growing season, it is advisable to determine its composition as soon as possible. As chemical methods are time-consuming, an express method based on an infrared analyzer can be used to solve this problem. The express method involves, after the grinding of the sample, sequential operations such as calibrating the analyzer, placing the sample in the analyzer and analyzing the samples with the analyzer. This means that this method is also quite time-consuming. To obtain information more quickly (two hours), digital technologies are now increasingly being used. The method based on digital technologies involves the sequential execution of the following operations: UAV launch, crop survey, transmission of multispectral data to the server, information processing and calculation of crude fiber content.

многолетние злаковые кормовые травыфазы ростасырая клетчаткакиcлотно-детергентная клетчатканейтрально-детергентная клетчаткакислотно-детергентный лигнинцифровые инновации в кормопроизводствеperennial cereal forage grassesgrowth phasescrude fiberacid detergent fiberneutral detergent fiberacid detergent lignindigital innovations in fodder productionReferencesBailey R.W. Structural carbohydrates. Chemistry and biochemistry of herbage. New York, «Academic Prеss»; 1973. Рр. 157-211.Bailey R.W. Structural carbohydrates. Chemistry and biochemistry of herbage. New York: “Academic Prеss”, 1973:157-211.Khudyakova E.V., Khudyakova H.K., Shitikova A.V., Savoskina O.A., Konstantinovich A.V. Information technologies for determination the optimal period of preparing fodder from perennial grasses. Periodico Tche Quimica. 2020;17(35):1044 1056. https://doi.org/10.52571/PTQ.v17.n35.2020.86_KHUDYAKOVA_pgs_1044_1056.pdfKhudyakova E.V., Khudyakova H.K., Shitikova A.V., Savoskina O.A., Konstantinovich A.V. Information technologies for determination the optimal period of preparing fodder from perennial grasses. Periodico Tche Quimica. 2020;17(35):1044-1056. https://doi.org/10.52571/PTQ.v17.n35.2020.86_KHUDYAKOVA_pgs_1044_1056.pdfVan-Soest P.J., Robertson J.B. and Lewis B.A. Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. J. Dairy Sci. 1991;74:3583-3597.Van-Soest P.J., Robertson J.B., Lewis B.A. Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. J. Dairy Sci. 1991;74:3583-3597.National Research Council. 1982. United States-Canadian Tables of Feed Composition: Nutritional Data for United States and Canadian Feeds, Third Revision. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/1713National Research Council. 1982. United States-Canadian Tables of Feed Composition: Nutritional Data for United States and Canadian Feeds, Third Revision. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/1713Организационно-технологические требования при производстве молока на молочных комплексах промышленного типа: Постановление Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь от 4 июня 2018 г. № 16. – Режим доступа: https://brestplem.by/informatsiya/instruktsii/oot.pdfOrganizational and technological requirements for milk production at industrial-type dairy complexes: Resolution of the Ministry of Agriculture and Food of the Republic of Belarus No. 16 of 4 June 2018. (In Russ.) URL: https://brestplem.by/informatsiya/instruktsii/oot.pdfNational Research Council. Nutrient Requirements of Dairy Cattle: Seventh Revised Edition, 2001. Washington, DC: The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/9825National Research Council. Nutrient Requirements of Dairy Cattle: Seventh Revised Edition. Washington, DC: The National Academies Press, 2001. https://doi.org/10.17226/9825Walelegne M., Meheret F., Derseh M.B., Dejene M., Asmare Y.T., Prasad K.V.S.V., Jones C.S., Dixon R.M. and Duncan A.J. Near-infrared reflectance spectroscopy using a portable instrument to measure the nutritive value of oilseed meals as livestock feed. Front. Anim. Sci. 2023;4:1203449. https://doi.org/10.3389/fanim.2023.1203449Walelegne M., Meheret F., Derseh M.B., Dejene M., Asmare Y.T., Prasad K.V.S.V., Jones C.S., Dixon R.M., DuncanA.J. Near-infrared reflectance spectroscopy using a portable instrument to measure the nutritive value of oilseed meals as livestock feed. Front. Anim. Sci. 2023;4:1203449. https://doi.org/10.3389/fanim.2023.1203449Lingjie Zeng, Chengci Chen. Using remote sensing to estimate forage biomass and nutrient contents at different growth stages. Biomass and Bioenergy. 2018;115:74-81. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2018.04.016Lingjie Zeng, Chengci Chen. Using remote sensing to estimate forage biomass and nutrient contents at different growth stages. Biomass and Bioenergy. 2018;115:74-81. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2018.04.016Khudyakova E.V., Gorbachev M.S., Nifontova Е.A. Improving the efficiency of agro-industrial complex management based on digitalization and system approach. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2018;274:012079. https://doi.org/10.1088/1755-1315/274/1/012079Khudyakova E.V., Gorbachev M.S., Nifontova Е.A. Improving the efficiency of agro-industrial complex management based on digitalization and system approach. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2018;274:012079. https://doi.org/10.1088/1755-1315/274/1/012079Khudyakova E., Nikanorov M., Bystrenina I., Cherevatova T., Sycheva I. Forecasting the production of gross output in agricultural sector of the ryazan oblast. Estudios de Economía Aplicada. 2021. Т. 39, № 6. https://doi.org/10.25115/eea.v39i6.5171Khudyakova E., Nikanorov M., Bystrenina I., Cherevatova T., Sycheva I. Forecasting the production of gross output in agricultural sector of the ryazan oblast. Estudios de Economía Aplicada. 2021;39;6. https://doi.org/10.25115/eea.v39i6.5171Slastya I., Khudyakova E., Vasenev I., Nikanorov M., Fomina T. Improvement of the Integral Indicator of the Ecological and Toxicological Assessment of the Danger of the Use of Pesticides in Agriculture and the Creation of an Information System for Their Monitoring. Agriculture (Switzerland). 2023;13(9):1797. https://doi.org/10.3390/agricultural13091797Slastya I., Khudyakova E., Vasenev I., Nikanorov M., Fomina T. Improvement of the Integral Indicator of the Ecological and Toxicological Assessment of the Danger of the Use of Pesticides in Agriculture and the Creation of an Information System for Their Monitoring. Agriculture (Switzerland). 2023;13(9):1797. https://doi.org/10.3390/agricultural13091797Худякова Е.В., Кушнарёва М.Н., Горбачёв М.И. Определение оптимальных сроков заготовки кормов на основе использования технологий «Интернета вещей» (IoT). Главный агроном. 2022;2.Khudyakova E.V., Kushnareva M.N., Gorbachev M.I. Determining the optimal timing of feed procurement based on the use of Internet of Things (IoT) technologies. Glavniy agronom. 2022;2. (In Russ.)Yao X., Zhu Y., Tian Y. et al. Exploring hyperspectral bands and estimation indices for leaf nitrogen accumulation in wheat. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2010;12:89 100. https://doi.org/10.1016/j.jag.2009.11.008.Yao X., Zhu Y., Tian Y. et al. Exploring hyperspectral bands and estimation indices for leaf nitrogen accumulation in wheat. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2010;12:89 100. https://doi.org/10.1016/j.jag.2009.11.008Zhang X., Liu F., He Y., Gong X. Detecting macronutrients content and distribution in oilseed rape leaves based on hyperspectral imaging. Biosystems Engineering. 2013;115:56 65. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2013.02.007Zhang X., Liu F., He Y., Gong X. Detecting macronutrients content and distribution in oilseed rape leaves based on hyperspectral imaging. Biosystems Engineering. 2013;115:56 65. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2013.02.007Трухачев В.И., Сычёва О.В., Стародубцева Г.П. и др. Технология молочного фиточая «Стевилакт». Пищевая индустрия. 2012;2:18 20.Trukhachev V.I., Sycheva O.V., Starodubtseva G.P., Veselova M.V. Technology of milk herbal tea “Stevilakt”. Pishchevaya industriya. 2012;2:18-20. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.