Корма и кормовые добавки

03.04.2024

Как и силос быстро подкислить, и аэробную стабильность продлить

Приближается самая ответственная пора для агрономов — кормозаготовительная кампания. Потери качества силоса и сенажа происходят непрерывно на любом этапе послеуборочной цепочки, что нередко серьезно усложняет и без того трудный период для животноводов — зимовку скота.

Основные причины потерь—микробиологические. Они возникают из-за того, что ферментация при силосовании проходит необыкновенно динамично и ее направленность при определенных обстоятельствах может внезапно измениться в худшую сторону. Процесс сохранения питательных веществ и энергии силоса заключается не только в быстром снижении рН в ходе ферментации, но и в предотвращении порчи корма после открытия траншеи. Аэробная порча является одной из самых серьезных проблем при производстве объемистых кормов, особенно когда речь идет о заготовке кормов с высоким содержанием сахара, таких как кукуруза или травосмеси с райграсом.

Аэробная порча

Аэробная стабильность (АС) — это сохранность питательных веществ и безопасность силоса при контакте с кислородом. Дело в том, что моносахара являются не только субстратом для развития молочнокислых бактерий и предпосылкой снижения рН, но и источником энергии для дрожжей, которые инициируют процесс аэробного распада. Кислород, поступающий в силос при открытии траншеи, позволяет дрожжам использовать оптимальные для них биохимические пути синтеза собственной биомассы, что приводит к стремительному распаду питательных веществ корма и разогреванию субстрата.

НПК «БИОТРОФ» имеет единственную в России молекулярно-генетическую лабораторию, которая детально анализирует полный видовой состав микробиоты пищеварительной системы сельскохозяйственных животных и кормов, включая некультивируемые виды и патогены. По данным специалистов, главными факторами порчи корма при доступе воздуха оказались виды дрожжей Saccharomyces cerevisiae, Debaryomyces hansenii, Hanseniaspora uvarum, Kluyveromyces marxianus, Cryptococcus gattii, Metschnikowia pulcherrima.

Экспоненциальный рост дрожжей при выемке кормов в конечном итоге сдвигает рН силоса в нейтральную сторону и стимулирует развитие плесневых грибов Aspergillus sp., Penicillium sp., Fusarium sp., — продуцентов микотоксинов. Дрожжи и грибки действуют сообща, снижая питательную ценность корма. В настоящее время интенсификация и «голштинизация» животноводства привели к снижению адаптационного потенциала и тотальному нарушению микробиома рубца. Микробиом современной коровы, особенно с продуктивностью от 5 тыс. кг/год и выше, теряет способность к естественной детоксикации организма. Поэтому введение в рацион корма, загрязненного патогенными микроорганизмами и микотоксинами, может вызывать у животных нарушение микробного сообщества рубца, потерю усвоения растительной клетчатки, расстройства обмена веществ, проблемы воспроизводства, значительное снижение продуктивности и качества молока (жира, белка).

Механизм противодействия

Поскольку аэробная стабильность силоса связана с появлением дрожжей, плесневых грибков и их токсинов, то и ее повышение зависит от успешной борьбы с этими микроорганизмами. Биотрансформациия микотоксинов до безопасных соединений возможна при благоприятном процессе брожения на фоне размножения микроорганизмов, обладающих разнообразием ферментных систем, возможностью синтеза органических кислот и других активных соединений.

Перспективной разработкой последнего времени является закваска Биотроф-АС, которая представляет собой консорциум живых молочнокислых бактерий, усиливающих действие друг друга.

С одной стороны, использование закваски Биотроф-АС позволяет затормозить развитие маслянокислых, гнилостных и токсинообразующих бактерий благодаря усиленному синтезу молочной кислоты и антимикробных пептидов. С другой стороны, закваска намного увеличивает срок аэробной стабильности, поскольку обладает мощным антимикробным действием против тех видов дрожжей, которые вызывают порчу корма при выемке, а также плесневых грибов, продуцирующих микотоксины.

Мы привыкли к тому, что консерванты помогают при ферментации силоса, ускоряя процесс снижения рН корма. Но далеко не все из них могут помочь нам в борьбе с дрожжами. Генетическая система одного из штаммов в составе закваски Биотроф-АС, в отличие от большинства других штаммов лактобактерий, может физиологически адаптироваться к высокой концентрации органических кислот, включая молочную кислоту, которая создается на более поздних фазах ферментации корма. Это происходит благодаря анаэробному механизму превращения молочной кислоты в ряд других органических кислот (включая пропионовую и уксусную) с более высокой, чем у лактата, константой диссоциации (pKa). Пропионовая и уксусная кислоты имеют низкий уровень диссоциации в силосе. Поэтому концентрация данных недиссоциированных кислот является наиболее значимым биохимическим фактором, влияющим на повышение аэробной стабильности. Попав в цитоплазму дрожжей или других нежелательных микроорганизмов, пропионовая и уксусная кислоты диссоциируют до соответствующих солей, поскольку внутренний уровень рН выше значений их pKa. Постоянная «перекачка» протонов, высвобождаемых внутри цитоплазмы, вызывает физиологический стресс, негативно влияющий на несколько метаболических путей в клетках дрожжей и приводящий к их гибели. Селекция штаммов бактерий для создания закваски Биотроф-АС проводилась и в направлении возможности биодеструкции микотоксинов. Для этого использовался генетический метод полногеномного секвенирования, который позволяет «поймать» соответствующие гены у бактерий.

Ученые ВНИИ кормов доказали

Коллективом ученых ФНЦ«ВИКим. В.Р. Вильямса» (Беломожнов и др., 2023) была проведена серия экспериментов по анализу эффективности закваски Биотроф-АС. На рис. 1 отражены результаты одного из сравнительных исследований, касающихся оценки биохимических показателей качества силоса, приготовленного из гибрида кукурузы Ross 195 (ФАО 180). 

Рис. 1. Биохимические показатели кукурузного силоса после 30 и 60 суток хранения (Беломожнов и др., 2023)

Силос консервировали с применением закваски Биотроф-АС и химического консерванта на основе муравьиной кислоты (35%), формиата натрия (30%) и пропионовой кислоты (5%). Анализ биохимических показателей проводили на 30-е и 60-е сутки хранения. Результаты исследований показали, что использование биологического инокулянта Биотроф-АС оказывает положительное влияние на процесс ферментации, интенсивность брожения, образование молочной и уксусной кислот и степень подкисления массы до оптимального значения pH. Содержание молочной и уксусной кислот в силосе с химическим консервантом было в два раза ниже по сравнению с биологической закваской, объем же выделившихся газов — почти в 3 раза выше. Это может указывать на развитие гнилостной газообразующей микробиоты при низкой доле бактерий, синтезирующих органические кислоты.

В лабораторных условиях аэробная стабильность определяется временем, в течение которого корм сохраняет постоянное качество и не разогревается при доступе воздуха. Сравнительные анализы аэробной стабильности силоса выявили «чемпиона» среди этих кормов. Им оказался силос, заготовленный с препаратом Биотроф-АС. Продолжительность аэробной стабильности корма не уступала таковой при применении химического консерванта (рис. 2), а биохимические показатели корма через 7 суток аэробного контакта оказались даже лучше (рис. 3).

Рис. 2. Аэробная стабильность силоса из кукурузы, приготовленного с использованием биопрепарата Биотроф-АС и химического консерванта (Беломожнов и др., 2023)

Рис. 3. Биохимические показатели силоса из кукурузы, приготовленного с использованием биопрепарата Биотроф-АС и химического консерванта, через 7 суток аэробного контакта (Беломожнов и др., 2023)

Напомним также, что агрессивное действие органических кислот, входящих в состав химических консервантов, является стрессовым фактором, вследствие которого плесневые грибы значительно активируют синтез микотоксинов, что еще раз убеждает в большей безопасности биоконсервантов для здоровья животных.

Практика подтвердила

Многочисленные осадки в период заготовки кормов создают для сельхозпредприятий нашей страны особую проблему. Согласно рекомендациям специалистов, содержание сухого вещества (СВ) в заготавливаемых злаково-бобовых смесях должно составлять не менее 32%, для люцерны этот показатель еще выше — не менее 38% (по рекомендациям ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса»), чего на практике достичь не всегда удается. Показатели ниже этой границы связаны с возрастанием риска потери питательных веществ (например, сахаров, необходимых для развития молочнокислых бактерий) из-за стока. Еще большая угроза высокой влажности сырья заключается в повышении вероятности вторичной ферментации вследствие бурного развития нежелательных микроорганизмов, таких как клостридии и гнилостные бактерии. Их активность приводит к значительным потерям сухого вещества, деградации сахаров и ценных белков до опасных биогенных аминов, аммиака, токсинов. Развитие этих микроорганизмов приводит не только к снижению питательности, но и к возникновению проблем со здоровьем крупного рогатого скота, в том числе метаболическим нарушениям, падению показателей продуктивности, качества молока и воспроизводства. Снижается поедаемость, а значит, потребление сухого вещества.

В ситуации, когда погодные условия препятствуют тому, чтобы культуры были заготовлены правильно, выбор консерванта имеет решающее значение.
Специалисты животноводческого хозяйства ООО «Шекснинская Заря» Вологодской области провели широкий мониторинг биохимических показателей качества кормов (включая корма высокой влажностии из трудносилосуемых культур), законсервированных с закваской Биотроф-АС. Для этого отобрали пробы силоса в конце срока ферментации. Как видно из рис. 4, влажность корма, исключая сенаж, не соответствовала рекомендациям, что с высокой долей вероятности могло привести к повышению рН и вторичной ферментации.

Рис. 4. Влажность консервированных кормов

Одним из ключей к созданию стабильного силоса является обеспечение активного молочнокислого брожения. Поэтому уровень рН и содержание молочной кислоты — это важнейшие критерии для оценки эффективности силосного консерванта.

Судя по данным Ленинградской межобластной ветеринарной     лаборатории,  применение биоконсерванта Биотроф-АС способствовало эффективному подкислению корма, даже заготовленного с влажностью 78,5%. Уровень рН 4,7, наблюдаемый при консервировании сенажа, а также силоса из смеси козлятника и люцерны (рис. 5), является хорошим результатом. Дело в том, что кислотность сенажа обычно находится в пределах не ниже 4,7–5,9.

Рис. 5. Эффективность закваски Биотроф-АС при консервировании силоса
(в том числе высокой влажности и из трудносилосуемых культур)

Силоса же из бобовых, особенно высокой влажности, характеризуются недостатком углеводов, а также богаты буферными соединениями, которые существенно замедляют снижение уровня рН. Показателем эффективного протекания процесса брожения в кормах, законсервированных с закваской Биотроф-АС, явилось и высокое содержание молочной кислоты (рис. 5).
Весь корм был практически полностью свободен от масляной кислоты, которая является важнейшим индикатором порчи (это связано с тем, что она продуцируется бактериями рода Clostridium, которые несут ответственность за основные процессы распада белка).

Подводим итоги

Широко известно, что повышенная влажность растительного сырья переводит все культуры, даже имеющие оптимальное сахаро-буферное отношение, в разряд трудносилосуемых. Получить качественный силос из бобовых культур при их повышенной влажности удается в очень редких случаях. Тем не менее применение закваски Биотроф-АС способствует эффективному процессу ферментации корма с критической влажностью, включая силос из бобовых культур, сохраняя при этом высокое качество кормов.

Количество показов: 280
Автор:  Г. Лаптев, Е. Йылдырым, Д. Тюрина, Н. Новикова, Л. Ильина, А. Дубровин, В. Филиппова, К. Калиткина, Е. Пономарева, А. Дубровина, И. Ключникова, В. Заикин, В. Молотков, С. Биконя, ООО «БИОТРОФ»; Д. Черватенко, директор, М. Николаева, главный зоотехник, ООО «Шекснинская Заря»
Компания:  БИОТРОФ