Эффективность различных препаратов и их сочетаний при силосовании козлятника восточного
ART 85137
Авторы:
Е.
В. Косолапова, В.
В. Косолапов
Е.
В. Косолапова, В.
В. Косолапов Библиографическое описание статьи для цитирования:
Косолапова
Е.
В.,
Косолапов
В.
В. Эффективность различных препаратов и их сочетаний при силосовании козлятника восточного // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
681–685. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85137.htm.
Аннотация. В статье рассмотрены преимущества и недостатки силосования галеги восточной (козлятника). В настоящее время, чтобы застраховаться от скрытых рисков его силосования, применяют различные консервирующие препараты в сочетании с провяливанием растений. Однако данные технологические приемы не всегда являются эффективными из-за влияния таких факторов, как погодные условия, физические и химические свойства зеленой массы, цена препаратов и другие. С целью повышения консервирующего эффекта и снижения рисков в статье предложено силосование зеленой массы свежескошенного козлятника с помощью комбинированного препарата, состоящего из бактериального консерванта Биосил НН и химического – Текацид. Эффективность препаратов определялась на основании степени подкисления и содержании органических кислот, накопленных в процессе брожения. В ходе исследования полученных результатов было определено оптимальное соотношение составляющих раствора для достижения высокого консервирующего свойства за счет синергетического эффекта препаратов.
Ключевые слова:
зеленая масса, галега (козлятник) восточная, бактериальный препарат, химический консервант, силос, брожение, консервирующий эффект, органические кислоты, сухое вещество, корреляция.
Текст статьи
Косолапова Елена Валентиновна,старший преподаватель кафедры «Технический сервис» ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерноэкономический институт», г. КнягининоKartinka@yandex.ru
Косолапов Владимир Викторович,кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис» ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерноэкономический институт», г. КнягининоVladimir.kosolapov@mail.ru
Эффективность различных препаратов и их сочетаний при силосовании козлятника восточного
Аннотация.В статье рассмотрены преимущества и недостатки силосования галеги восточной (козлятника). В настоящее время, чтобы застраховаться от скрытых рисковего силосованияприменяют различные консервирующие препараты в сочетании с провяливанием растений. Однако данные технологические приемы не всегда является эффективнымиизза влияния таких факторов, какпогодные условия, физические и химические свойства зеленой массы, цена препаратови других. С целью повышения консервирующего эффекта и снижения рисков,в статье предложено силосование зеленой массы свежескошенного козлятника с помощью комбинированного препарата, состоящего из бактериального консерванта Биосил НН и химического Текацид.Эффективность препаратов определялась на основании степени подкисления, которого корма и содержании органических кислот, накопленных в процессе брожения.В ходе исследования полученных результатов было определено оптимальное соотношение составляющихраствора для достижения высокого консервирующего свойства за счет синергетического эффекта препаратов.Ключевые слова:зеленая масса, галега (козлятник) восточная, бактериальный препарат, химический консервант, силос, брожение, консервирующий эффект, органические кислоты, сухое вещество, корреляция.
В кормопроизводстве страны особое внимание уделяется многолетним бобовым культурам. Они являются не только сырьем для высокопитательных, но и экономически выгодных кормов, позволяющих повысить конкурентоспособность продукции животноводства.Среди многолетних бобовых культур с каждым годом все большее значениеприобретает галега(козлятник)восточная. Она долговечна (посевы сохраняются до 20 и более лет), высокопродуктивна, даёт самый ранний урожай.В протеине козлятника обнаружены все 18 аминокислот. На его кормовую полноценность указываютмногие ученые, в том числеП. П. Вавилов[1],А. Н. Кшникаткина [2], В. Г. Васин[3], Н. Н. Кучин [4]и др. Согласно исследованиям последнего автораурожайность козлятника вусловиях Нижегородской области была значительно выше продуктивности других кормовых культур. Лишь по урожаю зелёной массы он оказался на уровне кукурузы, тогда как по сбору кормовых единиц и, особенно,перевариваемого протеина его превосходство достигало 25кратного размера.Согласно исследованиям ряда белорусских ученых (Авраменко М. Н., Бушуева В. И., Журовский А. С., [5]) возделывание козлятникаявляется энергетически эффективным.Среди способов заготовки кормов,обеспечивающих наиболее полное сохранение физиологически полезных свойств зеленых растений,наиболее рациональным и выгодным с экономической точки зрения считается силосование [6, 7]. Данныйспособ заготовки кормовво многих случаях не только улучшает кормовые достоинства, но и делает некоторыевиды трав съедобными и безвредными для здоровья животных [8].Помимо большого количества достоинств многолетним бобовым травам присущи некоторые недостатки. Основным из них является плохая силосуемость растений изза высокого содержания белка и низкого содержания водорастворимых углеводов. Наиболее простым и доступным способом повышения силосуемости является провяливание.Исходя из этого,на сегодняшний день стандартная технология силосования козлятника восточного включает в себя следующие операции: скашивание в прокосы и провяливание массы, подбор с измельчением, транспортировка массы, разгрузка в хранилища с разравниванием и уплотнением,изоляция от доступа воздуха.
Данная технология имеет ряднедостатков:зависимость от погодных условий, увеличение трудоемкости процесса по сравнению с силосованием свежескошенной зеленой массы.Кроме того не всегда удается добиться соблюдения требований предъявляемых к плотности кормового материала и к анаэробным условиямизза повышенного содержания сухого вещества. Также не всегда силос получается аэробно стабильным, а это один из важных показателей при расконсервации хранилища и скармливании готового корма. Часть указанных недостатков стараются устранить благодаря внесению консервирующих препаратов, которые обладают хорошими фунгицидными и бактерицидными свойствами.Восновном это химические препараты на основе муравьиной кислоты. Однако одним из основных недостатки их применения являетсяэкологическая опасность и высокая стоимость. С целью снижения себестоимости производства силосованных кормов впоследнее время используются различные бактериальные препараты. У них имеется ряд преимуществ безопасность при работе, низкий расход, низкая цена. При этом результаты исследований Ю. А. Победнова показали, что при значении сахаробуферного отношения в провяленной массе менее 1,3, и выше 4,0, эффективность препаратов молочнокислых бактерий существенно снижается. Кроме того на положительный результат силосования с применениембактериального препарата в большинстве случаеввлияетсодержание сухого вещества[9].Чтобы застраховаться от различных скрытых рисков, которые ведут к негативным последствиям, имеет смысл использовать для силосования средства, которые состоят из многих отдельных компонентов, обладающих различным спектром действия [10]. Обстоятельное сравнение многочисленных отдельных субстанций и их антимикробного спектра, а также указания относительно пригодности этих действующих веществ, как средств для силосования, содержатся у M. K. Woolforda[11]и P. McDonalda, N. Hendersonaи S. Herona[12]. Средства для силосования, которые будут эффективны при силосовании любого сырья, должны благоприятно влиять на ход брожения от его начала до аэробной фазы после вскрытия силосохранилища.В литературных источниках встречалась информация о высокой эффективности биологохимических силосных добавок. Первые результаты в этом направлении получил J. V. Chlevikas, который совместно с молочнокислыми заквасками одновременно вводил сахар с небольшим количеством уксусной и пропионовой кислот,обладающих антимикробным действием. Таким образом,удалось ограничить маслянокислое брожение, сильно проявившееся в контрольном силосе [13].Также наблюдался положительный результат относительно аэробной стабильности.Исходя из вышесказанного существует вероятность получить синергетический эффект от сочетания бактериального и химического компонентовпри консервировании зеленой массы трудносилосуемых культур, в том числе козлятника восточного. Цель работы определить консервирующий эффект различного видапрепаратов при силосовании зеленой массы свежескошенного козлятника.
Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерноэкономический институт» были заложеныопытные образцысилоса из зеленой массы свежескошенного козлятника.Методика закладки опытов в лабораторных условиях общепринятая [14, 15].Общая влажность силосуемого сырья составляла 78,47 %, что несколько превышает оптимальное значение. Содержание сахара в козлятнике восточном в фазу бутонизацииначала цветения, согласно лабораторным исследованиям, составляет 3,243,28 %, что характеризует исходный материал как трудносилосуемый. При этом содержание крахмала примерно на 1/3 превышало содержание сахара, что при определённых условиях может дать дополнительные возможности для проведения успешного его консервирования.Для сравнительного анализа были выбраны следующие препараты:
бактриальный растворБиосил НН;
препарат на основе муравьиной и пропионовой кислот (фирменное наименование «Текацид» производства ООО«ТекноФид», Россия);
бактериальный раствор в сочетании с препаратом «Текацид» в 3 различных соотношениях с целью выявления оптимального варианта.
Опыт в лабораторных условиях был заложен по следующей схеме: контроль (К0), с препаратами Биосил НН (К1) и Тектацид (К2), вносимые как монораствор, а также с их сочетанием доза 1 (О1), доза 2 (О2) и доза 3 (О3)при создании анаэробных условий традиционным способом (герметизация) и с применением принудительного удаления воздуха (вакуумирование).Консервирующий эффект растворов оценивался по количеству накопленных продуктов брожения и степени подкисления готового корма.Результаты исследований степени подкисления корма показали, что способ создания анаэробных условий на действие консервантов оказывает незначительное влияние.Это подтверждает прямая достоверно сильная корреляционная взаимосвязьмежду этими показателями(К = 36; r= 0,72; P0,01). Следует отметить, что во всех вариантах, полученных путем вакуумирования, значение рН, кроме контроля,незначительно превышают результаты, полученные в силосах, заготовленных традиционным способом. На рисунке 1видно, что в обоих случаях наиболее эффективным,по подкислению массы,оказалсяхимический препарат Текацид (К2). При этом степень подкисления, которую показал комбинированный препаратс минимальной концентрацией химического компонента (доза 3), существенно не отличается от результатов действия Текацида. Это, возможно, произошло благодаря тому, что действие биопрепарата в меньшей мере угнетается низкой дозой химического препарата. Однако такого его количества было достаточно для создания бактерицидных условий на начальном этапе силосования. Согласно ОСТ 1020297, по величине значения рН оба образца силоса соответствуют 1 классу.Полученные значения в данных образцах (К2 и О3) были ниже, чем в остальных силосах и величина разницы колебалась в зависимости от препарата. В образцах, заготовленных с помощью вакуума, она составляла: в контрольном образце 25,8 и 22 %, с Биосил НН 14,1 и 10,7 %, с комбинированными препаратами: с дозой 1 14,8 и 11,4 % и дозой 2 12,4 и 9,0 % соответственно. При использовании традиционного способа силосования (значения К2 = О3): в контроле 34,3 % , с бактериальным 15,1 %, с растровом доза 1 16,8 % и доза 2 7,9 %.
Рис.1.Уровень подкисления готового корма в зависимости от консерванта и способа создания анаэробных условий
Внесениеконсервирующих растворов(К1, О1 и О2)дало достоверно (Р ≤ 0,05) положительный результатпо отношению к контролю(К0), у которогонаблюдалось самое высокое значение рН.Однако такой степени подкисления недостаточно для подавления жизнедеятельности нежелательной микрофлоры в силосуемом материале,так как силос со значением рН выше 4,5 нестабилен при выемке и скармливании животным.
В силосах между активной кислотностью и суммарным количеством кислот наблюдается достоверная корреляционная связь средней силы (r= 0,42; P≤ 0,01), что позволяет говорить о том, что увеличения накопления органических кислот не обеспечивает более надёжное подкисление силосуемого корма.При сравнительном анализе общего количества кислот брожения в силосах, полученных традиционным способом и с помощью вакуума, установлено, что в последнем случае практически во всех образцах значения ниже в среднем не более 1 % от СВ, кроме силосов с бактериальным препаратом и без добавок (контроль), где разница составляет 1,52 и 4,15 % соответственно. На рисунке 2 видно, что более бурные процессы брожения протекали при традиционном способе силосования. Вероятно, это связано с наличием кислорода в зеленой массеи процессом уплотнения, при котором частично нарушается структура растений.
По качеству брожения комбинированный препарат с минимальной концентрацией химического компонента (доза 3) является наиболее эффективным вне зависимости от условий создания анаэробиоза, так как суммарное содержание кислот брожения в силосе с этим препаратом незначительно отличается от силосного корма с химическим консервантом Текацид. На протекание процессов брожения, выражаемых количеством образованных органических кислот в силосе, при спонтанном их протекании существенное влияние оказывает вакуумирование (рис. 2). При использовании химических консервантов способ создания анаэробных условий не играет значительной роли, что и подтверждает отсутствиедостоверной корреляционной связи (r= 0,12; P≤ 0,1) между суммарным количеством кислот в силосах, полученных при разных способах создания анаэробных условий.
Рис. 2.Содержание органических кислот в силосах, в зависимости от консерванта и условий анаэробиоза
Однако общее количество кислот не характеризует качественные показатели процессов брожения. Так как при одном и том же значении кислот, их относительное содержание может значительно отличаться.Известно, что высокая доля молочной кислоты среди кислот брожения является неотъемлемым условием успешного консервирования.
Как видно на рисунке 3, при силосовании свежескошенного козлятника применение консервирующих препаратов стимулирует молочнокислое брожение, но его интенсивность зависит от природы консерванта. Наиболее эффективным, вне зависимости от способа создания анаэробных условий, проявил себя комбинированныйпрепарат доза 3.Однако следует отметить, что при герметизации содержание молочной кислотыв данном вариантевыше на0,77 % от СВ.Вариант с препаратом Текацид также показал хороший результат, что говорит о протекании в обоих вариантахсилосования процессов по пути гомоферментативного молочнокислого брожения. Во всех остальных вариантах содержание молочной кислоты относительно лучших показателей имеют значительные колебания с динамикой снижения. По отношению к силосу с комбинированным препаратом (доза 3) при использовании вакуума эти колебания лежат в пределах от 1,02 до 2,22 %, при традиционном способе силосования от 0,72 до 3,51 %, по отношению к корму с препаратом Текацид в пределах от 0,71 до 1,91 и от 0,33 до 2,46 % соответственно (рис. 3). Следовательно, применение химического и комбинированных препаратов (дозы 2 и 3) стимулирует молочнокислое брожение. Внесение бактериального препарата, как моно раствора при силосовании свежескошенного козлятника дает более слабый эффект. При этом в целом по эксперименту вакуумирование сдерживало процесс продуцирования молочной кислоты.Между значениями молочной кислоты, образовавшейся в силосах, заготовленных традиционным способом и путем вакуумирования, установили прямую корреляционную связь средней силы (r= 0,42; P≤ 0,01).Это говорит о влиянии стабильной безвоздушной среды на образование молочной кислоты и его отсутствии у способа создания анаэробных условий.
Рис.3.Содержание молочной кислоты в опытных образцах
При анализе корреляционных связей во всём массиве силосов было установлено, что увеличение содержания в них молочной кислоты с высокой степенью достоверности (r= 0,85; P≤ 0,01) приводит к снижению значения рН вне зависимости от способа создания анаэробных условий. Это подчёркивает её роль в обеспечении стабильности силоса при хранении. Установлена также обратная достоверная корреляционная связь средней силы (К = 36; r= 0,66; P≤ 0,01) между данной кислотой и общим объёмом кислотообразования.
Рис.4.Содержание уксусной кислоты в исследуемых силосах
Помимо молочной кислоты в оценке успешности проведённого силосования немаловажную роль играет содержание уксусной кислоты, так как она является ингибитором роста дрожжей, что в результате способствует аэробной стабильности корма [16].При этом оптимальным соотношением между молочной и уксусной кислотами является 3:1. Результаты исследований показали (рис. 4), что в целом вакуумирование в сочетании с применением консервирующих препаратов вне зависимости от их вида способствует незначительному, но большему образованию уксусной кислоты, чем при герметизации лабораторных емкостей. Обратная динамика наблюдается в силосе без внесения препаратов. Такое высокое содержание уксусной кислоты свидетельствует о частичном разложении некоторых органических соединений, что свидетельствует о высокихпотеряхпитательной ценности. Самое низкое, количество уксусной кислоты определено в варианте с бактериальным препаратом. Незначительные отличия от негоимел силос с комбинированным препаратом Биосил НН + Текацид (доза 3). Это говорито том,что состав является оптимальным для достижения высокого консервирующего свойства за счет синергетического эффекта препаратов.Химический препараттакже показал хороший результат.Между абсолютным содержанием уксусной кислоты в силосах, заготовленных разными способами, наблюдается достоверно прямая связь средней силы (r= 0,47; P≤ 0,05). Это говорит о незначительном влиянии способа создания анаэробных условий на образование уксусной кислоты. При исследовании взаимосвязи показателей в целом по эксперименту установили, что связь между рН и уксусной кислотой (r= 0,53; P≤ 0,01) слабее, чем в силосах, заготовленных традиционным способом, но в тоже время сильнее, чем при использовании вакуума. Содержание уксусной кислоты достоверно находятся в прямой корреляционной взаимосвязи (r= 0,84; P≤ 0,01) с общим количеством органических кислот, то есть суммакислот брожения увеличивается в значительной степениза счёт увеличения содержание уксусной кислоты. Что касается молочной кислоты, её обратная связь с уксусной кислотой достоверно слабее, чем при традиционном способе создания анаэробных условий, но сильнее, чем при применении вакуума (r= 0,46; P≤ 0,01).Помимо молочной и уксусной кислот о качестве брожения говорит содержание масляной кислоты в готовом силосе. Наличие маслянокислого брожения приводит к потерям энергии до 20 %. Особая опасность этих бактерий состоит в том, что они могут разлагать уже образовавшуюся молочную кислоту. В соответствии с ОСТом 1020297 в силосе 1 класса масляной кислоты не должно быть более 0,5 % от сухого вещества. Низкое содержание масляной кислоты говорит об эффективности препарата по подавлению жизнедеятельность нежелательной микрофлоры.
Рис.5.Содержание мясляной кислоты в опытных силосах
Из рисунка 5 следует, что изменение содержания масляной кислоты в разных опытах в зависимости от способа создания анаэробных условий имеет схожую динамику. При этом следует отметить, что в обоих случаях высокую эффективность показал комбинированный препарат (доза 3). Содержание масляной кислоты в данных силосах даже ниже, чем в образцах с химическим препаратом, а они занимают лидирующие позиции по подавлению маслянокислого брожения. Всилосах,заготовленных традиционным способом не только в контроле, но и с бактериальными с химическим препаратами содержание масляной кислоты вышесоответственно в 2,7; 1,6 и 3,1 раза, чем при использовании вакуумирования.Это говорит о том, что способ создания анаэробных условий на образование масляной кислоты оказывает в некоторых случаях существенное значение, о чем говорит и установленная корреляционная прямая слабая связь (К = 18; r= 0,29; P≤ 0,01). При этом разница между значениями некоторых образцов относительно варианта О3, значительно выше,как при традиционном способе, так и при использовании вакуума в контроле в 113,8(Р ≤ 0,05) и 33,5 раза, с бактериальным препаратом в 25,5 и 12,8(Р ≤ 0,05)раза, с химическим 17,3 и 4,4 раза, с комбинированными растворами: с дозой 1 72,5 и 60,8 раза и с дозой 2 2,3 и 19,4 разасоответственно.Представленные данныепозволяютсделать вывод, что для получения качественного силоса из зелёной массы свежескошенного козлятникане всегда достаточно внесение любого консерванта, несмотря на надежные анаэробные условия. От содержания масляной кислоты зависит степень подкисления корма, так как онинаходятся в прямойкорреляционной зависимости(r= 0,90; P≤ 0,01).Из этого следует, что наличие масляной кислоты отрицательно сказывается на стабильности силосного корма, так как снижение подкисленияуменьшает способность противостоять развитию вредоносной микрофлоры в силосах. Увеличение суммарного количества органических кислот связано сповышениемсодержания масляной кислоты(r= 0,82; P≤ 0,01). Отмечено, что при накоплении в силосе большого количества молочной кислоты, содержание масляной кислоты сводится к минимуму, т.к. данные показатели находятся в тесной обратной корреляционной взаимосвязи (r= 0,96; P≤ 0,01). А вот увеличение содержания в силосах уксусной кислоты приводит к повышению в них количества масляной кислоты(r= 0,47; P≤ 0,05). В целом по эксперименту тенденции взаимосвязей показателей брожения имели следующий характер: накопление масляной кислоты препятствовало подкислению силосуемой массы и получениюстабильного силоса (r= 0,80; P≤ 0,01). От её содержанияв силосах напрямую зависело общееколичества кислот (r= 0,71; P≤ 0,01), равным образом, как иот уксусной кислоты (r= 0,62; P≤ 0,01). Обратный вид связи (r= 0,97; P≤ 0,01) между молочной и двумя другими основными органическими кислотами силоса является закономерным, так как масляная и уксусная кислоты являются продуктами порочного брожения, а молочная доброкачественного.Таким образом, сокращение сроков создания анаэробных условий положительно влиялона результаты традиционного силосования зелёной массы козлятника. Из испытанных консервирующих добавок самые хорошие результаты по всем показателям, характеризующим консервирующий эффект, вне зависимости от способа создания анаэробиоза проявил комбинированный препарат (доза 3).
Ссылки на источники1.Вавилов, П. П. Новые кормовые культуры /П. П.Вавилов, А. А. Кондратьев. М.: Россельхозиздат, 1975. 350 с.2.Кшникаткина, А. Н. Приёмы повышения семенной продуктивности козлятника сорта Гале / А. Н Кшникаткина, О. А. Тимошкин // Кормопроизводство. 2006. № 5. С. 2123 .3.Продуктивность и параметры фотосинтетической деятельности посевов многолетних трав / В. Г. Васин, Л. В. Киселёва, А. Ю. Полешко и др. // Кормопроизводство. 2009. № 2. С.3132.4.Кучин, Н. Н. Козлятник восточный: особенности выращивания на кормовые цели и приготовления кормов / Кучин Н. Н. , С. Н. Завиваев. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно экономический институт, 2012. 296 с.5.Авраменко, М. Н. Энергетическая и экономическая эффективность возделывания сортообразцов галеги восточной на корм и семена / М. Н. Авраменко, В. И. Бушуева, А. С. Журовский // Земледелие и защита растений, 2013. № 1. С. 2124.6.
Левахин, В. И. Использование консервантов при силосовании кормов /В. И. Левахин Казань, 2001.37 с.7.Воронин, И. Е. Прогрессивные способы заготовки силосования кормов / И.Е. Воронин. Оренбург, 2004.276с.8.Рождествина, Т. Г. Использование питательных веществ рационов и мясная продуктивность бычков при скармливании силосов, заготовленных с различными консервантами: автореф. дис…. Канд. с.х. наук: 06.02.02 / Рождествина Татьяна Григорьевна. Оренбург, 2003.27 с.9.Победнов, Ю. А. Теоретические разработки ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса в области силосования и их значение для сельскохозяйственной практики / Ю. А. Победнов // Научное обеспечение кормопроизводства России: Материалы Международной научнопрактической электронной конференции, посвященной 100летию ВНИИ кормов имени В. Р. Вильямса ГНУ ВИК Россельхозакадемии, 1213 июня 2012 г. М., 2012. С. 96 112.10.Weißbach, F., Kalzendorf, C., Reuter, B. und Kwella, M. Control of silage fermentation by combined application of inoculants and chemical agents. Proc. of a Conference on the Forage Conservation towards 2000, Braunschweig, January 1991. P. 273282.11.Woolford, M. K. The antimicrobial spectra of some salts of organic acids and glutaraldehyde in respect to their potential as silage additives. Grass and Forage Sci. 1984. P. 5357.12.McDonald, P., Henderson, N. und Heron, S. The Biochemistry of Silage. 2. Ed. Chalcombe Publicftions, Marlow Botton, Marlow, 1991.13.Chlevickas, J. V., Chlevickiene, T., Skebiene, D. und Jankeviciene, D. Quality of silages made from legumes and grasses with biological and chemical additives. Soil Grassland Animal Relationships, Proc. of 13th General Meeting of the European Grassland Federation Vol. 2, Banskä Bystrica, Czechoslovakia, June, 1990, edited by Gäborcik, N., Krajcovic, V. und Zimkovä, M.,1990. P. 101104.14.Методические рекомендации по изучению в лабораторных условиях консервирующих свойств химических препаратов, используемых при силосовании. Дубровицы, 1983. 17 с.15.Методическими указаниями о проведении опытов по силосованию кормов. М., 1969. 13 с.16.Driehuis, F., S. J. W. H. Oude Elferink and S. F. Spoelstra (1999): Anaerobic lactic acid degradation during ensilage of whole crop maize inoculated with Lactobacillusbuchneri inhibits yeasts growth and improves aerobic stability. Journal Applied Microbiology 87, P. 583594.
Косолапов Владимир Викторович,кандидат технических наук, доцент кафедры «Технический сервис» ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерноэкономический институт», г. КнягининоVladimir.kosolapov@mail.ru
Эффективность различных препаратов и их сочетаний при силосовании козлятника восточного
Аннотация.В статье рассмотрены преимущества и недостатки силосования галеги восточной (козлятника). В настоящее время, чтобы застраховаться от скрытых рисковего силосованияприменяют различные консервирующие препараты в сочетании с провяливанием растений. Однако данные технологические приемы не всегда является эффективнымиизза влияния таких факторов, какпогодные условия, физические и химические свойства зеленой массы, цена препаратови других. С целью повышения консервирующего эффекта и снижения рисков,в статье предложено силосование зеленой массы свежескошенного козлятника с помощью комбинированного препарата, состоящего из бактериального консерванта Биосил НН и химического Текацид.Эффективность препаратов определялась на основании степени подкисления, которого корма и содержании органических кислот, накопленных в процессе брожения.В ходе исследования полученных результатов было определено оптимальное соотношение составляющихраствора для достижения высокого консервирующего свойства за счет синергетического эффекта препаратов.Ключевые слова:зеленая масса, галега (козлятник) восточная, бактериальный препарат, химический консервант, силос, брожение, консервирующий эффект, органические кислоты, сухое вещество, корреляция.
В кормопроизводстве страны особое внимание уделяется многолетним бобовым культурам. Они являются не только сырьем для высокопитательных, но и экономически выгодных кормов, позволяющих повысить конкурентоспособность продукции животноводства.Среди многолетних бобовых культур с каждым годом все большее значениеприобретает галега(козлятник)восточная. Она долговечна (посевы сохраняются до 20 и более лет), высокопродуктивна, даёт самый ранний урожай.В протеине козлятника обнаружены все 18 аминокислот. На его кормовую полноценность указываютмногие ученые, в том числеП. П. Вавилов[1],А. Н. Кшникаткина [2], В. Г. Васин[3], Н. Н. Кучин [4]и др. Согласно исследованиям последнего автораурожайность козлятника вусловиях Нижегородской области была значительно выше продуктивности других кормовых культур. Лишь по урожаю зелёной массы он оказался на уровне кукурузы, тогда как по сбору кормовых единиц и, особенно,перевариваемого протеина его превосходство достигало 25кратного размера.Согласно исследованиям ряда белорусских ученых (Авраменко М. Н., Бушуева В. И., Журовский А. С., [5]) возделывание козлятникаявляется энергетически эффективным.Среди способов заготовки кормов,обеспечивающих наиболее полное сохранение физиологически полезных свойств зеленых растений,наиболее рациональным и выгодным с экономической точки зрения считается силосование [6, 7]. Данныйспособ заготовки кормовво многих случаях не только улучшает кормовые достоинства, но и делает некоторыевиды трав съедобными и безвредными для здоровья животных [8].Помимо большого количества достоинств многолетним бобовым травам присущи некоторые недостатки. Основным из них является плохая силосуемость растений изза высокого содержания белка и низкого содержания водорастворимых углеводов. Наиболее простым и доступным способом повышения силосуемости является провяливание.Исходя из этого,на сегодняшний день стандартная технология силосования козлятника восточного включает в себя следующие операции: скашивание в прокосы и провяливание массы, подбор с измельчением, транспортировка массы, разгрузка в хранилища с разравниванием и уплотнением,изоляция от доступа воздуха.
Данная технология имеет ряднедостатков:зависимость от погодных условий, увеличение трудоемкости процесса по сравнению с силосованием свежескошенной зеленой массы.Кроме того не всегда удается добиться соблюдения требований предъявляемых к плотности кормового материала и к анаэробным условиямизза повышенного содержания сухого вещества. Также не всегда силос получается аэробно стабильным, а это один из важных показателей при расконсервации хранилища и скармливании готового корма. Часть указанных недостатков стараются устранить благодаря внесению консервирующих препаратов, которые обладают хорошими фунгицидными и бактерицидными свойствами.Восновном это химические препараты на основе муравьиной кислоты. Однако одним из основных недостатки их применения являетсяэкологическая опасность и высокая стоимость. С целью снижения себестоимости производства силосованных кормов впоследнее время используются различные бактериальные препараты. У них имеется ряд преимуществ безопасность при работе, низкий расход, низкая цена. При этом результаты исследований Ю. А. Победнова показали, что при значении сахаробуферного отношения в провяленной массе менее 1,3, и выше 4,0, эффективность препаратов молочнокислых бактерий существенно снижается. Кроме того на положительный результат силосования с применениембактериального препарата в большинстве случаеввлияетсодержание сухого вещества[9].Чтобы застраховаться от различных скрытых рисков, которые ведут к негативным последствиям, имеет смысл использовать для силосования средства, которые состоят из многих отдельных компонентов, обладающих различным спектром действия [10]. Обстоятельное сравнение многочисленных отдельных субстанций и их антимикробного спектра, а также указания относительно пригодности этих действующих веществ, как средств для силосования, содержатся у M. K. Woolforda[11]и P. McDonalda, N. Hendersonaи S. Herona[12]. Средства для силосования, которые будут эффективны при силосовании любого сырья, должны благоприятно влиять на ход брожения от его начала до аэробной фазы после вскрытия силосохранилища.В литературных источниках встречалась информация о высокой эффективности биологохимических силосных добавок. Первые результаты в этом направлении получил J. V. Chlevikas, который совместно с молочнокислыми заквасками одновременно вводил сахар с небольшим количеством уксусной и пропионовой кислот,обладающих антимикробным действием. Таким образом,удалось ограничить маслянокислое брожение, сильно проявившееся в контрольном силосе [13].Также наблюдался положительный результат относительно аэробной стабильности.Исходя из вышесказанного существует вероятность получить синергетический эффект от сочетания бактериального и химического компонентовпри консервировании зеленой массы трудносилосуемых культур, в том числе козлятника восточного. Цель работы определить консервирующий эффект различного видапрепаратов при силосовании зеленой массы свежескошенного козлятника.
Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный инженерноэкономический институт» были заложеныопытные образцысилоса из зеленой массы свежескошенного козлятника.Методика закладки опытов в лабораторных условиях общепринятая [14, 15].Общая влажность силосуемого сырья составляла 78,47 %, что несколько превышает оптимальное значение. Содержание сахара в козлятнике восточном в фазу бутонизацииначала цветения, согласно лабораторным исследованиям, составляет 3,243,28 %, что характеризует исходный материал как трудносилосуемый. При этом содержание крахмала примерно на 1/3 превышало содержание сахара, что при определённых условиях может дать дополнительные возможности для проведения успешного его консервирования.Для сравнительного анализа были выбраны следующие препараты:
бактриальный растворБиосил НН;
препарат на основе муравьиной и пропионовой кислот (фирменное наименование «Текацид» производства ООО«ТекноФид», Россия);
бактериальный раствор в сочетании с препаратом «Текацид» в 3 различных соотношениях с целью выявления оптимального варианта.
Опыт в лабораторных условиях был заложен по следующей схеме: контроль (К0), с препаратами Биосил НН (К1) и Тектацид (К2), вносимые как монораствор, а также с их сочетанием доза 1 (О1), доза 2 (О2) и доза 3 (О3)при создании анаэробных условий традиционным способом (герметизация) и с применением принудительного удаления воздуха (вакуумирование).Консервирующий эффект растворов оценивался по количеству накопленных продуктов брожения и степени подкисления готового корма.Результаты исследований степени подкисления корма показали, что способ создания анаэробных условий на действие консервантов оказывает незначительное влияние.Это подтверждает прямая достоверно сильная корреляционная взаимосвязьмежду этими показателями(К = 36; r= 0,72; P0,01). Следует отметить, что во всех вариантах, полученных путем вакуумирования, значение рН, кроме контроля,незначительно превышают результаты, полученные в силосах, заготовленных традиционным способом. На рисунке 1видно, что в обоих случаях наиболее эффективным,по подкислению массы,оказалсяхимический препарат Текацид (К2). При этом степень подкисления, которую показал комбинированный препаратс минимальной концентрацией химического компонента (доза 3), существенно не отличается от результатов действия Текацида. Это, возможно, произошло благодаря тому, что действие биопрепарата в меньшей мере угнетается низкой дозой химического препарата. Однако такого его количества было достаточно для создания бактерицидных условий на начальном этапе силосования. Согласно ОСТ 1020297, по величине значения рН оба образца силоса соответствуют 1 классу.Полученные значения в данных образцах (К2 и О3) были ниже, чем в остальных силосах и величина разницы колебалась в зависимости от препарата. В образцах, заготовленных с помощью вакуума, она составляла: в контрольном образце 25,8 и 22 %, с Биосил НН 14,1 и 10,7 %, с комбинированными препаратами: с дозой 1 14,8 и 11,4 % и дозой 2 12,4 и 9,0 % соответственно. При использовании традиционного способа силосования (значения К2 = О3): в контроле 34,3 % , с бактериальным 15,1 %, с растровом доза 1 16,8 % и доза 2 7,9 %.
Рис.1.Уровень подкисления готового корма в зависимости от консерванта и способа создания анаэробных условий
Внесениеконсервирующих растворов(К1, О1 и О2)дало достоверно (Р ≤ 0,05) положительный результатпо отношению к контролю(К0), у которогонаблюдалось самое высокое значение рН.Однако такой степени подкисления недостаточно для подавления жизнедеятельности нежелательной микрофлоры в силосуемом материале,так как силос со значением рН выше 4,5 нестабилен при выемке и скармливании животным.
В силосах между активной кислотностью и суммарным количеством кислот наблюдается достоверная корреляционная связь средней силы (r= 0,42; P≤ 0,01), что позволяет говорить о том, что увеличения накопления органических кислот не обеспечивает более надёжное подкисление силосуемого корма.При сравнительном анализе общего количества кислот брожения в силосах, полученных традиционным способом и с помощью вакуума, установлено, что в последнем случае практически во всех образцах значения ниже в среднем не более 1 % от СВ, кроме силосов с бактериальным препаратом и без добавок (контроль), где разница составляет 1,52 и 4,15 % соответственно. На рисунке 2 видно, что более бурные процессы брожения протекали при традиционном способе силосования. Вероятно, это связано с наличием кислорода в зеленой массеи процессом уплотнения, при котором частично нарушается структура растений.
По качеству брожения комбинированный препарат с минимальной концентрацией химического компонента (доза 3) является наиболее эффективным вне зависимости от условий создания анаэробиоза, так как суммарное содержание кислот брожения в силосе с этим препаратом незначительно отличается от силосного корма с химическим консервантом Текацид. На протекание процессов брожения, выражаемых количеством образованных органических кислот в силосе, при спонтанном их протекании существенное влияние оказывает вакуумирование (рис. 2). При использовании химических консервантов способ создания анаэробных условий не играет значительной роли, что и подтверждает отсутствиедостоверной корреляционной связи (r= 0,12; P≤ 0,1) между суммарным количеством кислот в силосах, полученных при разных способах создания анаэробных условий.
Рис. 2.Содержание органических кислот в силосах, в зависимости от консерванта и условий анаэробиоза
Однако общее количество кислот не характеризует качественные показатели процессов брожения. Так как при одном и том же значении кислот, их относительное содержание может значительно отличаться.Известно, что высокая доля молочной кислоты среди кислот брожения является неотъемлемым условием успешного консервирования.
Как видно на рисунке 3, при силосовании свежескошенного козлятника применение консервирующих препаратов стимулирует молочнокислое брожение, но его интенсивность зависит от природы консерванта. Наиболее эффективным, вне зависимости от способа создания анаэробных условий, проявил себя комбинированныйпрепарат доза 3.Однако следует отметить, что при герметизации содержание молочной кислотыв данном вариантевыше на0,77 % от СВ.Вариант с препаратом Текацид также показал хороший результат, что говорит о протекании в обоих вариантахсилосования процессов по пути гомоферментативного молочнокислого брожения. Во всех остальных вариантах содержание молочной кислоты относительно лучших показателей имеют значительные колебания с динамикой снижения. По отношению к силосу с комбинированным препаратом (доза 3) при использовании вакуума эти колебания лежат в пределах от 1,02 до 2,22 %, при традиционном способе силосования от 0,72 до 3,51 %, по отношению к корму с препаратом Текацид в пределах от 0,71 до 1,91 и от 0,33 до 2,46 % соответственно (рис. 3). Следовательно, применение химического и комбинированных препаратов (дозы 2 и 3) стимулирует молочнокислое брожение. Внесение бактериального препарата, как моно раствора при силосовании свежескошенного козлятника дает более слабый эффект. При этом в целом по эксперименту вакуумирование сдерживало процесс продуцирования молочной кислоты.Между значениями молочной кислоты, образовавшейся в силосах, заготовленных традиционным способом и путем вакуумирования, установили прямую корреляционную связь средней силы (r= 0,42; P≤ 0,01).Это говорит о влиянии стабильной безвоздушной среды на образование молочной кислоты и его отсутствии у способа создания анаэробных условий.
Рис.3.Содержание молочной кислоты в опытных образцах
При анализе корреляционных связей во всём массиве силосов было установлено, что увеличение содержания в них молочной кислоты с высокой степенью достоверности (r= 0,85; P≤ 0,01) приводит к снижению значения рН вне зависимости от способа создания анаэробных условий. Это подчёркивает её роль в обеспечении стабильности силоса при хранении. Установлена также обратная достоверная корреляционная связь средней силы (К = 36; r= 0,66; P≤ 0,01) между данной кислотой и общим объёмом кислотообразования.
Рис.4.Содержание уксусной кислоты в исследуемых силосах
Помимо молочной кислоты в оценке успешности проведённого силосования немаловажную роль играет содержание уксусной кислоты, так как она является ингибитором роста дрожжей, что в результате способствует аэробной стабильности корма [16].При этом оптимальным соотношением между молочной и уксусной кислотами является 3:1. Результаты исследований показали (рис. 4), что в целом вакуумирование в сочетании с применением консервирующих препаратов вне зависимости от их вида способствует незначительному, но большему образованию уксусной кислоты, чем при герметизации лабораторных емкостей. Обратная динамика наблюдается в силосе без внесения препаратов. Такое высокое содержание уксусной кислоты свидетельствует о частичном разложении некоторых органических соединений, что свидетельствует о высокихпотеряхпитательной ценности. Самое низкое, количество уксусной кислоты определено в варианте с бактериальным препаратом. Незначительные отличия от негоимел силос с комбинированным препаратом Биосил НН + Текацид (доза 3). Это говорито том,что состав является оптимальным для достижения высокого консервирующего свойства за счет синергетического эффекта препаратов.Химический препараттакже показал хороший результат.Между абсолютным содержанием уксусной кислоты в силосах, заготовленных разными способами, наблюдается достоверно прямая связь средней силы (r= 0,47; P≤ 0,05). Это говорит о незначительном влиянии способа создания анаэробных условий на образование уксусной кислоты. При исследовании взаимосвязи показателей в целом по эксперименту установили, что связь между рН и уксусной кислотой (r= 0,53; P≤ 0,01) слабее, чем в силосах, заготовленных традиционным способом, но в тоже время сильнее, чем при использовании вакуума. Содержание уксусной кислоты достоверно находятся в прямой корреляционной взаимосвязи (r= 0,84; P≤ 0,01) с общим количеством органических кислот, то есть суммакислот брожения увеличивается в значительной степениза счёт увеличения содержание уксусной кислоты. Что касается молочной кислоты, её обратная связь с уксусной кислотой достоверно слабее, чем при традиционном способе создания анаэробных условий, но сильнее, чем при применении вакуума (r= 0,46; P≤ 0,01).Помимо молочной и уксусной кислот о качестве брожения говорит содержание масляной кислоты в готовом силосе. Наличие маслянокислого брожения приводит к потерям энергии до 20 %. Особая опасность этих бактерий состоит в том, что они могут разлагать уже образовавшуюся молочную кислоту. В соответствии с ОСТом 1020297 в силосе 1 класса масляной кислоты не должно быть более 0,5 % от сухого вещества. Низкое содержание масляной кислоты говорит об эффективности препарата по подавлению жизнедеятельность нежелательной микрофлоры.
Рис.5.Содержание мясляной кислоты в опытных силосах
Из рисунка 5 следует, что изменение содержания масляной кислоты в разных опытах в зависимости от способа создания анаэробных условий имеет схожую динамику. При этом следует отметить, что в обоих случаях высокую эффективность показал комбинированный препарат (доза 3). Содержание масляной кислоты в данных силосах даже ниже, чем в образцах с химическим препаратом, а они занимают лидирующие позиции по подавлению маслянокислого брожения. Всилосах,заготовленных традиционным способом не только в контроле, но и с бактериальными с химическим препаратами содержание масляной кислоты вышесоответственно в 2,7; 1,6 и 3,1 раза, чем при использовании вакуумирования.Это говорит о том, что способ создания анаэробных условий на образование масляной кислоты оказывает в некоторых случаях существенное значение, о чем говорит и установленная корреляционная прямая слабая связь (К = 18; r= 0,29; P≤ 0,01). При этом разница между значениями некоторых образцов относительно варианта О3, значительно выше,как при традиционном способе, так и при использовании вакуума в контроле в 113,8(Р ≤ 0,05) и 33,5 раза, с бактериальным препаратом в 25,5 и 12,8(Р ≤ 0,05)раза, с химическим 17,3 и 4,4 раза, с комбинированными растворами: с дозой 1 72,5 и 60,8 раза и с дозой 2 2,3 и 19,4 разасоответственно.Представленные данныепозволяютсделать вывод, что для получения качественного силоса из зелёной массы свежескошенного козлятникане всегда достаточно внесение любого консерванта, несмотря на надежные анаэробные условия. От содержания масляной кислоты зависит степень подкисления корма, так как онинаходятся в прямойкорреляционной зависимости(r= 0,90; P≤ 0,01).Из этого следует, что наличие масляной кислоты отрицательно сказывается на стабильности силосного корма, так как снижение подкисленияуменьшает способность противостоять развитию вредоносной микрофлоры в силосах. Увеличение суммарного количества органических кислот связано сповышениемсодержания масляной кислоты(r= 0,82; P≤ 0,01). Отмечено, что при накоплении в силосе большого количества молочной кислоты, содержание масляной кислоты сводится к минимуму, т.к. данные показатели находятся в тесной обратной корреляционной взаимосвязи (r= 0,96; P≤ 0,01). А вот увеличение содержания в силосах уксусной кислоты приводит к повышению в них количества масляной кислоты(r= 0,47; P≤ 0,05). В целом по эксперименту тенденции взаимосвязей показателей брожения имели следующий характер: накопление масляной кислоты препятствовало подкислению силосуемой массы и получениюстабильного силоса (r= 0,80; P≤ 0,01). От её содержанияв силосах напрямую зависело общееколичества кислот (r= 0,71; P≤ 0,01), равным образом, как иот уксусной кислоты (r= 0,62; P≤ 0,01). Обратный вид связи (r= 0,97; P≤ 0,01) между молочной и двумя другими основными органическими кислотами силоса является закономерным, так как масляная и уксусная кислоты являются продуктами порочного брожения, а молочная доброкачественного.Таким образом, сокращение сроков создания анаэробных условий положительно влиялона результаты традиционного силосования зелёной массы козлятника. Из испытанных консервирующих добавок самые хорошие результаты по всем показателям, характеризующим консервирующий эффект, вне зависимости от способа создания анаэробиоза проявил комбинированный препарат (доза 3).
Ссылки на источники1.Вавилов, П. П. Новые кормовые культуры /П. П.Вавилов, А. А. Кондратьев. М.: Россельхозиздат, 1975. 350 с.2.Кшникаткина, А. Н. Приёмы повышения семенной продуктивности козлятника сорта Гале / А. Н Кшникаткина, О. А. Тимошкин // Кормопроизводство. 2006. № 5. С. 2123 .3.Продуктивность и параметры фотосинтетической деятельности посевов многолетних трав / В. Г. Васин, Л. В. Киселёва, А. Ю. Полешко и др. // Кормопроизводство. 2009. № 2. С.3132.4.Кучин, Н. Н. Козлятник восточный: особенности выращивания на кормовые цели и приготовления кормов / Кучин Н. Н. , С. Н. Завиваев. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно экономический институт, 2012. 296 с.5.Авраменко, М. Н. Энергетическая и экономическая эффективность возделывания сортообразцов галеги восточной на корм и семена / М. Н. Авраменко, В. И. Бушуева, А. С. Журовский // Земледелие и защита растений, 2013. № 1. С. 2124.6.
Левахин, В. И. Использование консервантов при силосовании кормов /В. И. Левахин Казань, 2001.37 с.7.Воронин, И. Е. Прогрессивные способы заготовки силосования кормов / И.Е. Воронин. Оренбург, 2004.276с.8.Рождествина, Т. Г. Использование питательных веществ рационов и мясная продуктивность бычков при скармливании силосов, заготовленных с различными консервантами: автореф. дис…. Канд. с.х. наук: 06.02.02 / Рождествина Татьяна Григорьевна. Оренбург, 2003.27 с.9.Победнов, Ю. А. Теоретические разработки ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса в области силосования и их значение для сельскохозяйственной практики / Ю. А. Победнов // Научное обеспечение кормопроизводства России: Материалы Международной научнопрактической электронной конференции, посвященной 100летию ВНИИ кормов имени В. Р. Вильямса ГНУ ВИК Россельхозакадемии, 1213 июня 2012 г. М., 2012. С. 96 112.10.Weißbach, F., Kalzendorf, C., Reuter, B. und Kwella, M. Control of silage fermentation by combined application of inoculants and chemical agents. Proc. of a Conference on the Forage Conservation towards 2000, Braunschweig, January 1991. P. 273282.11.Woolford, M. K. The antimicrobial spectra of some salts of organic acids and glutaraldehyde in respect to their potential as silage additives. Grass and Forage Sci. 1984. P. 5357.12.McDonald, P., Henderson, N. und Heron, S. The Biochemistry of Silage. 2. Ed. Chalcombe Publicftions, Marlow Botton, Marlow, 1991.13.Chlevickas, J. V., Chlevickiene, T., Skebiene, D. und Jankeviciene, D. Quality of silages made from legumes and grasses with biological and chemical additives. Soil Grassland Animal Relationships, Proc. of 13th General Meeting of the European Grassland Federation Vol. 2, Banskä Bystrica, Czechoslovakia, June, 1990, edited by Gäborcik, N., Krajcovic, V. und Zimkovä, M.,1990. P. 101104.14.Методические рекомендации по изучению в лабораторных условиях консервирующих свойств химических препаратов, используемых при силосовании. Дубровицы, 1983. 17 с.15.Методическими указаниями о проведении опытов по силосованию кормов. М., 1969. 13 с.16.Driehuis, F., S. J. W. H. Oude Elferink and S. F. Spoelstra (1999): Anaerobic lactic acid degradation during ensilage of whole crop maize inoculated with Lactobacillusbuchneri inhibits yeasts growth and improves aerobic stability. Journal Applied Microbiology 87, P. 583594.
