Nutritional value of two plant species containing Salvia hydrangea and Sophora alopecuroides in two phenological stages

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

Mohsen Kazemi ¹ , Reza Valizadeh ²

1 - Assistant professor, Department of Animal Science, Higher Education Complex of Torbat-e Jam, Torbat-e Jam, Iran
2 - Professor, Department of Animal science, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Received: 2018-09-26 Accepted : 2018-11-27 Published : 2020-06-21

Keywords: Livestock, Nutritional value, Phenological stage, Range Plant,

Abstract :

Nowadays, the nutritional dimensions of some range and mountain plants for livestock are somewhat unclear, while awareness of the nutritional value of these plants can help the animal husbandries to provide an ideal diet. Hence, some chemical compounds, minerals, gas production parameters and other fermentation parameters of two plant species (including Salvia hydrangea and Sophora alopecuroides) growable in rangelands of Torbat-e Jam (spring 2018) were determined in two phenological growth stages (vegetative and flowering) and then they were compared in a completely randomized design using SAS software. Different chemical and mineral compounds were observed between the two plants and their two different growth stages. The highest amount of neutral detergent fiber, acid detergent fiber (42.40 and 30.60%, respectively) and acid detergent lignin (11.88%) were related to Sophora alopecuroides in flowering phase and the highest amount of phosphorus, potassium, and magnesium was observed in the vegetative phase. Gas production parameters and other fermentation parameters were also different between two plants, so that the highest amount of gas production after 12, 24 and 48 h incubation (40.76, 51.25, 53.98 ml), potential gas production (57.19 ml), organic matter and dry matter digestibility (65.90 and 69.30%, respectively), metabolizable energy (9.29 MJ/kg DM), net energy for lactation (5.54 MJ/kg DM), and total volatile fatty acids (56.85 mmol/L) were observed in vegetative stage of Salvia hydrangea. Both two studied plants, especially in the vegetative stage, have a fairly good nutritional value, but according to the laboratory results, Salvia hydrangea seems to have a higher nutritional potential.

References:

ارزانی، ح.، ج. ترکان، م. جعفری، ع. جلیلی و ع. نیکخواه. 1380. تأثیر مراحل مختلف فنولوژیک و عوامل اکولوژیک بر روی کیفیت علوفه چند گونه مرتعی. مجله علوم کشاورزی ایران. جلد 32، شماره 2: 397-385.

ارزانی، ح.، ج. معتمدی، ف. آقاجانلو، س. رشتوند و آ. راعی. 1395. کیفیت علوفه گونه‌های مهم مرتعی در مراتع کوهستانی الموت قزوین و بادامستان زنجان. نشریه مرتع و آبخیزداری (مجله منابع طبیعی ایران). جلد 69، شماره 4: 818-805.

ارزانی، ح.، م. مصیبی و ع. نیکخواه. 1385. بررسی تاثیر مراحل فنولوژی بر کیفیت علوفه گونه‌های مختلف در مراتع ییلاقی طالقان. مجله منابع طبیعی ایران. جلد 59، شماره 1: 259-260.

ارزانی، ح.، ح. پیری صحراگرد، ج. ترکان و ک. ساعدی. 1389. مقایسة کیفیت علوفة برخی گونه های گیاهی مراتع سارال کردستان در مراحل مختلف فنولوژیک. مجله مرتع. جلد 4، شماره 2: 167-160.

پاسندی.، م.، س. ع. حسینی و ع. کاویان. 1396. بررسی کیفیت علوفه گونه‌های مهم هالوفیت مراتع شور و قلیای استان گلستان در دو مرحله فنولوژی. مجله تحقیقات مرتع و بیابان ایران. جلد 24، شماره 3: 546-537.

حشمتی، غ.، و. باغانی، و ا. بذرافشان. 1385. مقایسه ارزش غذایی 11 گونه مرتعی شرق استان گلستان. مجله پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی. جلد 19، شماره 73: 95-90.

دشتی، م.، ع. اشرف جعفری، ح. ظریف کتابی و ف. ثقفی خادم. 1394. بررسی عملکرد کمی و کیفی علوفه سه واریته Elymus hispidus (Opiz) Melderis در مراحل مختلف فنولوژی در شرایط دیم. مجله تحقیقات مرتع و بیابان ایران. جلد 22، شماره 4: 694-683.

رنجبری، ا. ر. 1374. تعیین عناصر معدنی گیاهان مرتعی غالب چهار منطقه عمده استان اصفهان. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس. تهران. 151 صفحه.

زابلی، م.، ا. قنبری.، ج. زابلی و س. نوری. 1389. بررسی مراحل فنولوژی بر کیفیت علوفه گونه‌های Aeluropus lagopoides و Aeluropus littoralis در مراتع اطراف دریاچه هامون. مجله مرتع. جلد 4، شماره 3: 411-404.

شریفی راد، م.، غ. حشمتی و م. ب. باقریه نجار. 1396. ارزش غذایی گونه‌های Halocnemum strobilaceum (Pall.) M. Bieb. و Halostachys caspica (Pall.) C. A. Meyer در مراحل مختلف فنولوژی (مطالعه موردی: مراتع شمال غرب استان گلستان). مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. جلد 9، شماره 29: 241-227.

طاطیان، م.، ر. تمرتاش، ح. آقاجان تبار و س. ج. نبوی. 1396. تأثیر مراحل فنولوژیک بر کیفیت علوفه چند گونه مرتعی در منطقه جلگه‌ای ساری. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. جلد 9، شماره 28: 224-213.

صفری، ه.، س. م. حسام‌زاده حجازی، ن. جلیلیان و م. ضیائی نسب. 1387. بررسی تنوع کاریوتیپی در سه گونه از جنس تلخ بیان (Sophora sp.). دو فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. جلد 16، شماره 1: 36-27.

عبدی، س. 1390. بررسی سامان‌های عرفی دامداران مراتع کوهستانی ابدال آباد تربت‌جام. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه آزاد اسلامی واحد نور. 90 صفحه.

فریدونی م.، ب. امیری، ح. قره‌داغی و ع. کشاورز. 1391. بررسی تغییرات کیفیت علوفه گونه Prangos ferulacea در مراحل مختلف فنولوژیکی در دو رویشگاه سپیدان و کازرون (در استان فارس). مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. دوره 4، شماره 11: 96-87.

فضائلی، ح. 1371. تعیین ترکیبات شیمیایی و انرژی خام خوراک‌های دام استان گیلان. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس. تهران. 225 صفحه.

کولیوند، م. و ف. کفیل‌زاده. 1394. اثر افزودن چهار علف مرتعی (بابونه، گزنه، کنگر وحشی و کاسنی زرد) بر قابلیت هضم و تولید گاز متان علف یولاف در شرایط آزمایشگاهی. نشریه علوم دامی (پژوهش و سازندگی). جلد 28، شماره 107: 210-207.

کاظمی، م.، ع. طهماسبی، ر. ولی زاده، ع. ناصریان، ر. افشاری و آ. صنعی. 1392. تاثیر آفت کش ارگانوفسفره فوزالون (phosalone) همراه با مقادیر مختلف بنتونیت بر فراسنجه‌های تخمیر پذیری یک جیره کاملاً مخلوط شده در شرایط آزمایشگاهی. پژوهشهای علوم دامی ایران. جلد 5، شماره 3: 209-201.

1990. O. A. C. 1990. Official Methods of Analysis. 15^th Edition. Association of Official Analytical Chemists. Arlington, Virginia, USA.


1991. O. A. C. 1999. Official Methods of Analysis. 16^th Edition. Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA.

ANKOM Technology. 2005. Method for determining acid detergent lignin in Beakers method 8.

ANKOM Technology. 2006^a. Acid detergent fibre in feeds-filter bag technique method 12.

ANKOM Technology. 2006^b. Neutral detergent fiber in feeds-filter bag technique method 6.

Arshadullah, M., M. Anwar and A. Azim. 2009. Evaluation of various exotic grasses in semi-arid conditions of Pabbi Hills, Kharian Range. J. Anim. Plant Sci. 19(2): 85-89.

Arzani, H. 1994. Some aspects of estimating short term and long term rangeland carrying capacity in the Western Division of New South Wals. Ph.D. Thessis, University of New South Wals, Australia. 308 p.

Arzani, H. and K. L. Naseri. 2009. Livestock feeding on pasture (Translated). 2^th Edition. University of Tehran press, Iran. 299 p.

Arzani, H. and K. L. Naseri. 2009. Livestock feeding on pasture (Translated). 2^th Edition. University of Tehran press, Iran. 299 p.

Arzani, H., M. Basiri, F. Khatibi and G. Ghorbani. 2006. Nutritive value of some Zagros mountain rangeland species. Small Rumin. Res. 65: 128-135.

Atrian, P. 2009. Sheep Nutrition. 1^st Edition. Aeej press, Iran. 348 p.

Ball, D. M., G. D. Collins, N. P. Laccefield, K. E. Martens, D. H. Olson, D. J. Putnam and M. W. Undersander. 2001. Understanding forage quality American farm. Bureau Federation Publication 1-101, Park Ridge. 180 p.

Barnett, A. J. G. and R. Reid. 1957. Studies on the production of volatile fatty acids from grass in artificial rumen. 1. Volatile fatty acids production from fresh grasses. J. Agric. Sci. Camb. 48: 315-321.

Baytop, T. 1999. Therapy with Medicinal Plants in Turkey; Today and in Future. Istanbul University Press, Istanbul.

Broudiscou, L. P., Y. Papon and A. F. Broudiscou. 2002. Effects of dry plant extracts on feed degradation and the production of rumen microbial biomass in a dual outflow fermenter. Anim. Feed Sci. Tech. 101: 183-189.

Chen, C. S., S. M. Wang and Y. K. Chang. 2001. Climatic factors, acid detergent fiber, natural detergent fiber and crude protein contents in digitgrass. In: Proceeding of the XIX International Grassland Congress, Brazil. pp: 632-634.

Cogswell, C. and L. D. Kamestra. 1976. The stage of maturity and its effect on thechemicalcomposition of four native rang species. J. Range. Manage. 29: 460-463.

Demirci, B., K. H. C. Baser, B. Yildiz and Z. Bahcecioglu. 2003. Composition of the essential oils of six endemic Salvia spp. from Turkey. Flavour Fragr. J. 18: 116-121.

Genc, B., N. Cetinkaya, Z. Selcuk and M. Salman. 2017. Nutritive values of common plant species on natural grassland in Kızılırmak Delta. Vet. Hekim. Der. Derg. 88(1): 21-30.

Getachew, G., P. H. Robinson, E. J. DePeters and S. J. Taylor. 2004. Relationships between chemical composition, dry matter degradation and in vitro gas production of several ruminant feeds. Anim. Feed Sci. Technol. 111(1-4): 57-71.

Hasibagen, S., 2004. Forage Values and Ethnoecological Significance of Sophora alopecuroides L. in Ejina Desert Area. Chinese wild plant resources. 2004 -06.

Holchek, J. I., C. H. Herbal and R. D. Pieper. 2004. Range Management Principles and Practices. 4^th edition. Prentice Hall Pub. USA. 587p.

Hussain, F. and M. J. Durrani. 2009. Nutritional evaluation of some forage plants from Harboi rangeland, Kalat, Pkistan. Pak. J. Bot., 41(3): 1137-1154.

Jafari, M., M. R. Javadi, F. Hamadanian and M. Ghorbani. 2008. Saltland Pastures: (Translated). 1^st edition. University of Tehran press, Iran. 269p.

Kazemi, M., A. M. Tahmasbi, A. A. Naserian, R. Valizadeh and M. M. Moheghi. 2012. Potential nutritive value of some forage species used as ruminant feed in Iran. Afr. J. Biotechnol. 11(57): 12110-12117.

Kazemi, M., A. M. Tahmasbi, R. Valizadeh, A. A. Naserian and M. M. Moheghi. 2009. Assessment of nutritive value of four dominant weed species in range of Khorasan distict of Iran by in vitro and in situ techniques. J. Anim. Vet. Adv. 8(11): 2286-2290.

Komolong, M. K., D. G. Barber and D. M. McNeill. 2001. Post-ruminal protein supply and N retention of weaner sheep fed on a basal diet of lucerne hay (Medicago sativa) with increasing levels of quebracho tannins. Anim. Feed Sci. Technol. 92(1-2): 59-72.

Markovic, J. P., R. T. Strbanovic, D. V. Terzic, D. J. Djokic, A. S. Simic, M. M. Vrvic and S. P. Zivkovic. 2012. Changes in lignin structure with maturation of alfalfa leaf and stem in relation to ruminants nutritrion. Afr. J. Agric. Res. 7: 257-264.

Mauricio, R. M., E. Owen, F. L. Mould, I. Givens, M. K. Theodorou, J. France, D. R. Davies and M. S. Dhanoa. 2001. Comparison of bovine rumen liquor and bovine faeces as inoculum for an in vitro gas production technique for evaluating forages. Anim. Feed Sci. Technol. 89: 33-48.

McDonald, P., R. A. Edwards, J. F. D. Green Halgh and C. A. Morgan. 1995. Animal Nutrition. 5^th Edition. Longman Scientific & Technical. 607p.

Menke, K. H. and H. Steingass. 1988. Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Anim. Res. Dev. 28: 7-55.

Moore, J. E. and D. J. Undersander. 2002. Relative Forage Quality: An Alternative to relative feed value and quality index. In: Proceedings 13^th Annual Florida Ruminant Nutrition Symposium, Florida, USA, pp: 16-32.

2001. R. C. 2001. Nutrient requirements of dairy cattle. 7^th Edition. National Academy Press, Washington, D.C., USA, 381p.


2002. R. C. 2007. Nutrient requirements of small ruminants: Sheep, Goats, Cervids, and New World Camelids. 6^th Edition. Washington: National Academy Press, Washington, D.C., USA. 384p.

Ørskov, E. R. and I. McDonald. 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. J. Agric. Sci. Camb. 92: 499-503.

Pearson, R. A., R. F. Archibald and R. H. Muirhead. 2006. A comparison of the effect of forage type and level of feeding on the digestibility and gastrointestinal mean retention time of dry forage given to cattle, sheep, ponies and donkeys. Br. J. Nutr. 95: 88-98.

Redfearn, D., Zhang, H. and J. Caddel. 2008. Forage Quality Interpretations. Oklahoma Cooperative Extension Service, Division of Agricultural Sciences and natural Resources, Oklahoma State University, USA.

Rhodes, B. D. and S. H. Sharrow. 1990. Effect of grazing by sheep on the quantity and quality of forage available to big game in Oregon, coast range. J. Range. Manage. 43: 237-235.

Richardson, F. D. 2004. Simulation models of rangelands production systems (simple and complex). Ph.D. thesis in applied mathematices, University of Cape Town, South Africa.

Sanson, D.W. and C. J. Kercher. 1996. Validation of Equations Used To Estimate Relative Feed Value of Alfalfa Hay. The Prof. Anim. Sci. 12: 162-166.

SAS Institute INC. 2002. Sas user’s Guide: statistics. Statistical Analysis Systems Institute Inc. Cary NC.

Sniffen, C. J., J. D. O’Connor, P. J. Van Soest, D. G. Fox and J. B. Russell. 1992. A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets. II. Carbohydrate and protein availability. J. Anim. Sci. 70(11): 3562-3577.

Tepe, B., D. Daferera, A. Sokmen, M. Sokmen and M. Polissiou. 2005. Antimicrobial and antioxidant activities of the essential oils and various extracts of Salvia tomentosa Miller (Lamiaceae). Food Chem. 90: 333-340.

Theodorou, M. K., B. A. Williams, M. S. Dhanoa, A. B. McAllan and J. France. 1994. A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Anim. Feed Sci. Tech. 48: 185-197.

Tzakou, O., D. Pitarokili, I. B. Chinou and C. Harvala. 2001. Composition and antimicrobial activity of the essential oil of Salvia ringens. Planta Med. 67:181-183.

Ullah, R. M. Nadeem, A. Khalique, M. Imran, S. Mehmood, A. Javid and J. Hussain. 2016. Nutritional and therapeutic perspectives of Chia (Salvia hispanica L.): a review. J. Food Sci. Technol. 53(4): 1750-1758.

Undersander, D. 2007. New developments in forage testing. In: Proceedings of the Idaho Alfalfa and Forage Conference. Twin Falls, ID: University of Idaho Cooperative Extension Service. pp: 26-34.

Van Soest, P. J. 1982. Nutritional ecology of the ruminant, ruminant metabolism, fermentation and the chemistry of forages and plant fibers. Cornell University Press, Ithaca, New York. 137 p.

Wanapat, M. 2000. Rumen manipulation to increase the efficient use of local feed resources and productivity of ruminants in the tropics. Asian-Australas. J. Anim. Sci. (Suppl. 13B): 59-67.