07.04.2017
Видовые и региональные особенности консервирования кормовых культур
В последние годы некоторые животноводческие хозяйства, даже успешные, стали отказываться от применения консервантов для силоса, находя причину неудовлетворительного качества готовых кормов в действии препаратов. Для нас же очевидно, что причины неудач при силосовании состоят в регулярном нарушении технологии уборки, заготовки и хранения объемистых кормов, а также в неверном выборе кормовых культур (без учета степени их сбраживаемости).
По нашим наблюдениям, 10% растительного сырья, заготавливаемого на силос в России, непригодно для консервирования и еще 10% трудносилосуемо. В целом же ошибочный выбор культур в совокупности с нарушением технологии силосования могут приводить к получению в хозяйстве до 100% внеклассных кормов. Однако консервирование оставшихся 80% объемистых кормов с использованием биопрепаратов приводит к улучшению качества силоса и значительному сокращению потерь сухого вещества!
Данные обстоятельства и побудили нас к написанию статьи, в которой мы решили поделиться более чем 30-летним опытом в области силосования.
Степень сбраживаемости кормовых культур
Получение качественных объемистых кормов путем снижения потерь питательных веществ — это многоэтапный процесс, важнейшими звеньями которого являются соблюдение агротехнических приемов возделывания кормовых культур, оптимальных сроков уборки травостоя, технологии закладки, хранения и выемки силоса. В не меньшей степени качество силоса зависит от правильного выбора заквасок для силосования.
Важнейшим элементом системы заготовки — «фундаментом пирамиды» безопасного и качественного силоса является правильный выбор кормовых культур, предназначенных для консервирования.
Основным показателем, характеризующим потенциальную способность кормового растительного сырья к быстрому и достаточно сильному подкислению, служит сбраживаемость зелёной массы, обусловленная её химическим составом. Исследования А.А. Зубрилина, Е.А. Болотина, С.Я. Зафрена, Д. Шпаара, Ф. Вайссбаха, Ю.А. Победнова позволили выявить основные параметры, оказывающие влияние на сбраживаемость растительного сырья:
▪ содержание водорастворимых сахаров (С),
▪ буферная емкость (БЕ),
▪ содержание сухого вещества (СВ).
Так, растворимые сахара служат источником питательных веществ для лактобактерий, которые продуцируют молочную кислоту, что позволяет подкислить субстрат и направить процесс брожения в правильное русло.
Буферные же соединения (прежде всего протеин), характеризующиеся щелочными свойствами, нейтрализуют часть образовавшейся из сахаров молочной кислоты, противодействуя тем самым снижению pH.
Для оценки степени силосуемости кормовых растений используют показатель «сахаро-буферное отношение» — соотношение между содержанием сахаров и буферной емкостью — количеством молочной кислоты, необходимым для снижения pH до 4,0. Сахаро-буферное отношение (С/БЕ) можно вычислить по следующей формуле:
Чем выше в растениях содержание водорастворимых сахаров и чем меньше веществ, обладающих буферными свойствами, тем большей способностью к подкислению они обладают.
Дополнительным и не менее важным показателем, влияющим на степень сбраживаемости кормов, является содержание сухого вещества в заготавливаемом сырье.
Итоговый ход брожения при силосовании определяется соотношением между содержанием СВ и С/БЕ в исходном материале. Чем ниже С/БЕ, тем выше должно быть содержание СВ в исходном растительном субстрате. Комбинацию показателей (С/БЕ и СВ), с помощью которой имеется наибольшая доля вероятности направить процесс брожения в нужное русло, выражает коэффициент сбраживания (КСб):
КСб = СВ (%) + (8 × С/БЕ).
Вероятность стабильного брожения достаточно велика в случае, если значение КСб превышает 45. В табл. 1 продемонстрирована степень сбраживаемости основных кормовых культур исходя из основных параметров, влияющих на степень силосуемости культур.
Таблица 1. Сбраживаемость различных кормовых культур (Шпаар, 2009)
Для определения минимально необходимого уровня содержания сухого вещества (СВмин) в растительной массе, при котором существует достаточно высокая вероятность успешного процесса брожения, можно воспользоваться формулой, предложенной Вайссбахом в 1977 году:
СВмин (%) = 45 – (8 × С/БЕ).
Таким образом, в том случае, когда содержание СВ в исходном кормовом растительном сырье меньше, чем СВмин, для получения качественного силоса рекомендуется обязательное подвяливание растительной массы.
Способы улучшения сбраживаемости кормовых культур
Повышение концентрации сухого вещества до 30–35% путем подвяливания трудносилосующихся культур (например многих злаковых трав и злаково-бобовых смесей), как правило, улучшает показатели сбраживаемости, поскольку концентрация сахаров в силосной массе при этом увеличивается.
Следует иметь в виду, что травы, характеризующиеся уровнем сахаро-буферного отношения более 4,0 (например райграсо-тимофеечная смесь, райграс однолетний сорта Рапид), по мнению Победнова (Победнов, 2010), являются сырьем с «избыточным содержанием сахара». Итогом силосования такого сырья может явиться «перекисленный» корм с высоким содержанием спиртов. Подвяливание растительной массы из данных культур не рекомендуется, поскольку приводит к дальнейшему повышению значений С/БЕ.
Люцерна и козлятник восточный характеризуются очень низким содержанием сахара и высокой буферной ёмкостью, что предопределяет их принадлежность к группе несилосующихся культур.
Из-за острого дефицита сахара в массе при силосовании люцерны и козлятника, как правило, возникает вторичная ферментация, приводящая в итоге к полной порче корма.
Доказано, что использование химических консервантов в рекомендуемых в настоящее время дозах при силосовании люцерны и козлятника малоэффективно.
Так, в научной лаборатории ООО «БИОТРОФ» был заложен модельный эксперимент по силосованию люцерны в течение 30 суток с использованием химического консерванта AIV 2000 Plus в рекомендуемой производителем дозе в сравнении с вариантом без добавок.
Судя по значениям pH и содержанию кормовых единиц (рис. 1), 30-суточный силос из люцерны в обоих вариантах, в том числе в варианте с использованием химического консерванта, имел низкое качество.
Рис. 1. Значение уровня pH и содержание кормовых единиц (к.ед./кг) в 30-суточном силосе из люцерны (ООО «БИОТРОФ»)
Исходя из этого, к эффективным способам консервирования несилосующихся культур (прежде всего люцерны и козлятника восточного) относится сенажирование — подвяливание растительной массы до содержания сухого вещества 45–50%. Однако следует иметь в виду, что данный прием имеет свои региональные особенности.
Региональные особенности консервирования несилосующихся культур
На большей части территории России в период кормозаготовки погодные условия характеризуются повышенной влажностью, большим количеством осадков и невысоким количеством солнечных дней. Поэтому сенажирование кормовых культур имеет свои региональные особенности. Так, в условиях Северо-Западного региона РФ, где средняя температура июня составляет +12…+15°С, а среднее количество дней с осадками — 13, сенажирование трав, имеющих исходное содержание СВ от 20% до 45–50%, трудноосуществимо и сопряжено с риском возникновения вторичного брожения.
О целесообразности заготовки сенажа в подобных климатических условиях говорится уже давно. В 1981 году М.Дж. Нэшем высказана следующая мысль: «Нужно предупредить тех, кто намерен готовить силосы с высоким содержанием сухого вещества, или, как их называют, сенажи. Сенаж можно успешно приготовить при тщательной организации работ и благоприятной погоде, но на большинстве ферм попытки приготовления этого продукта неизменно приводили к неудовлетворительным результатам. В странах, где был разработан этот процесс, — в Италии и позднее в США, — климат обеспечивает желательное быстрое подвяливание до требуемого низкого содержания воды. Но в прохладном климате потери бывают высокими. Кроме того, значительна вероятность перегрева и, возможно, плесневения в силосохранилище. Обследование сенажей, проведённое в Англии и Швейцарии, выявило неудовлетворительные результаты даже когда использовались наиболее эффективные силосохранилища башенного типа».
При продолжительном подвяливании кормовых культур в растительной массе активно продолжаются процессы дыхания, обусловливая практически полный расход сахаров. В одном
из опытов, проведенном во ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса (Победнов, 2010), содержание сахара в сухом веществе люцерны через двое суток её подвяливания в прокосах при неблагоприятной погоде понижалось до 1,3%.
Известно, что при дефиците сахара в качестве субстрата для дыхания растениями используются аминокислоты. В растительных тканях процесс использования аминокислот для синтеза АТФ требует предварительного удаления аминогрупп с образованием аммиака. Накопление аммиака препятствует подкислению растительной массы и создает предпосылки для возникновения вторичного брожения.
Кроме того, при продолжительном подвяливании происходит бурное развитие нежелательных аэробных микроорганизмов, что приводит к потерям сухого вещества. Зубрилиным (1938) было продемонстрировано, что в Самарской области при подвяливании люцерны в течение суток потери СВ составляли 0,51%, тогда как в Московской области потери СВ достигали уже 6,51%.
Кроме того, доказано (Лаптев и др., 2015), что повышение осмотического давления в растительном субстрате при сенажировании является экологическим стрессом для плесневых грибков, реакцией которых на создавшиеся условия является активный синтез микотоксинов.
Сравнение эффективности заквасок для силосования
Использование заквасок при силосовании обусловлено необходимостью обеспечить минимизацию потерь питательных веществ и обменной энергии, связанных с процессами брожения, протекающими при консервировании корма.
По мнению Победнова (2010), при силосовании подвяленных трав необходимо использование заквасок на основе штаммов бактерий, устойчивых к высокому осмотическому давлению. Неосмотолератные штаммы микроорганизмов могут оказаться неконкурентоспособными в создавшихся условиях.
Однако на российском рынке появляется все больше и больше заквасок для силосования без доказанной эффективности. Часть заквасок оказывается просто бездейственной, а часть серьезно вредит качеству силоса. Так, на отечественном рынке получили широкое распространение закваски на основе высушенных штаммов лактобактерий, выделенных из кисломолочных продуктов. Лиофильное высушивание — это стресс для лактобактерий, которые, как известно, не образуют эндоспор. Штаммы, входящие в состав таких препаратов, медленно восстанавливают свою активность в силосе и являются неконкурентоспособными в чужеродной для них среде.
Для сравнения процессов динамики увеличения содержания бактерий, входящих в состав жидких и сухих заквасок для силосования, был выбран метод Хаттори. Это метод определения физиологического состояния различных микроорганизмов, который позволяет дать количественную оценку различиям в активности бактериальных популяций.
В результате наблюдения за процессом культивирования микроорганизмов на твердых питательных средах Хаттори установил, что колонии бактерий при прочих равных условиях (состав питательной среды, температура и т.д.) имеют различную динамику увеличения численности до уровня визуального обнаружения. Эта динамика описывается следующим уравнением:
N(t) = N∞ (1 – e–λ(t–tr)), (t>tr),
где N(t) — количество колоний бактерий в момент времени t; N∞ — финальное число колоний; λ — вероятность образования колоний отдельной бактериальной клеткой в единицу времени; tr — время задержки размножения (т.е. время до образования видимой невооруженным глазом колонии).
Таким образом, показатели N∞, λ и tr характеризуют физиологическое состояние бактериальных популяций.
На рис. 2 представлено расписание появления колоний молочнокислых бактерий, входящих в состав двух заквасок, на универсальной питательной среде. Для сравнения использовали жидкую закваску Биотроф и высушенную закваску № 1.
Рис. 2. Расписание появления колоний лактобактерий, входящих в состав заквасок
Далее с помощью метода наименьших квадратов были рассчитаны параметры λ и tr (табл. 2). Из полученных данных видно, что время задержки размножения бактерий (tr) у сухой бактериальной закваски № 1 составляет более суток. При этом время задержки размножения бактерий у жидкой закваски Биотроф практически в 2 раза меньше и составляет лишь 15,2 ч.
Таблица 2. Значения параметров, характеризующих активность лактобактерий
Полученные данные о более выраженной степени активности жидких заквасок (Биотроф и Биотроф-111) по сравнению с высушенными дорогостоящими импортными препаратами подтвердили результаты многолетнего мониторинга биохимических показателей качества силоса, закладываемого в траншеях различных животноводческих хозяйств Ленинградской области. В состав заквасок Биотроф и Биотроф-111 входят штаммы бактерий, выделенные из силоса, в связи с чем для них характерна высокая конкурентоспособность в данной среде. Штаммы лактобактерий в основе закваски Биотроф обладают свойством устойчивости к высокому осмотическому давлению. Для сравнения в опыт по консервированию были включены варианты с использованием в качестве консерванта поваренной соли.
Проанализировать эффективность процессов брожения на стадии готового силоса можно по трем основным критериям: доле молочной кислоты в сумме кислот, конечном значении pH и содержании масляной кислоты. В связи с этим риск возникновения нежелательных брожений оценивался по процентному количеству партий корма, оказавшихся в «зоне риска»: количество молочной кислоты ниже 70% в сумме кислот, неблагоприятный уровень pH, содержание масляной кислоты более 0,5% в сухом веществе.
Конечное значение pH корма — наиболее важная характеристика процесса силосования, определяющая его эффективность, поскольку большинство нежелательных бактерий не способны развиваться в силосе при достижении pH ниже определенного уровня. Было показано, что доля силосов с неблагоприятным уровнем pH была наибольшей в вариантах с использованием высушенных заквасок (31,9%) и поваренной соли (33,3%) по сравнению с вариантами с применением жидких заквасок Биотроф и Биотроф-111.
Как показали результаты исследований, доля молочной кислоты в сумме органических кислот, которая характеризует интенсивность молочнокислого брожения в сравнении с нежелательными брожениями, была наименьшей в вариантах с консервированием силосов с применением поваренной соли по сравнению с другими опытными вариантами.
Количество масляной кислоты косвенно отражает численность клостридий в силосе за весь период от закладки до отбора пробы на анализ. Другими словами, количество масляной кислоты демонстрирует зависимость качества силоса не только от конечного уровня pH, но и от скорости его снижения. Продемонстрировано, что доля силосов с содержанием масляной кислоты, превышающей 0,5% в сухом веществе, была наименьшей в вариантах с применением закваски Биотроф (6,7%), тогда как в вариантах с использованием высушенной закваски этот показатель достигал 37,8%, поваренной соли — 57,1%.
Судя по приведенным данным, наилучшим консервирующим эффектом обладали закваски на основе живых бактерий производства ООО «БИОТРОФ» по сравнению с более дорогостоящими высушенными консервантами зарубежного производства. Применение поваренной соли в качестве консерванта оказалось неэффективным.
Таким образом, понижение концентрации сухого вещества до 30–35% путем подвяливания трудносилосующихся культур (например многих злаковых трав и злаково-бобовых смесей), как правило, улучшает показатели их сбраживаемости, поскольку концентрация сахаров в растительной массе при этом увеличивается. К эффективным способам консервирования несилосующихся культур (прежде всего люцерны и козлятника восточного) относится сенажирование — подвяливание растительной массы до содержания сухого вещества 45–50%. Следует иметь в виду, что в условиях Северо-Западного и других регионов с влажным прохладным климатом прием консервирования трав с помощью их сенажирования технически мало осуществим, поскольку ведет к увеличению потерь сухого вещества, снижению качества корма и контаминации его микотоксинами.
При силосовании подвяленных трав необходимо использование жидких заквасок на основе штаммов бактерий, устойчивых к высокому осмотическому давлению. В отличие от «спящих» бактерий, входящих в состав высушенных заквасок, «высокоактивные» бактерии жидких заквасок начинают «работать» значительно быстрее, увеличивая свою численность намного эффективней. Именно поэтому использование жидких заквасок Биотроф и Биотроф-111 приводит к быстрому подкислению силоса и подавлению нежелательных микроорганизмов, в том числе патогенов и грибков — продуцентов микотоксинов, уже в первые сутки силосования. Это позволяет получить безопасный силос с высокими показателями питательности.
Количество показов: 1682
Автор: Е. Йылдырым, канд. биол. наук, Л. Ильина, канд. биол. наук, С. Биконя, Г. Лаптев, доктор биол. наук, Н. Новикова, канд. биол. наук, В. Солдатова, канд. с.-х. наук, ООО «Биотроф», Ю. Победнов, доктор с.-х. наук, ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса
Источник: "Ценовик" Апрель 2017
Компания: БИОТРОФ