Содержание к диссертации
Введение
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
2.1. Современное состояние консервирования зеленых кормов жидкими органическими кислотами и отходами деревоперерабатывающей промышленности .. 6
2.2. Влияние органических летучих жирных кислот (ЛЖК) на биохимические процессы в силосах 25
2.3. Обмен веществ у жвачных животных и их продуктивность при скармливании силосов, заготовленных с ЛЖ 34
2.4. Резюме по обзору литературы, обоснование и задачи исследования 42
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 45
3.1. Объект и методы исследования 45
3.2. Результаты исследований и их обсуждение 52
3.2.1. Лабораторные исследования 52
3.2.1.1. Характеристика физических и химических свойств сульфитного щелока 53
3.2.1.2. Установление консервирующего действия сульфитного щелока при силосовании злаковых и бобовых культур 55
3.2.1.3. Определение оптимальной консервирующей дозы сульфитного щелока 58
3.2.1.4. Изучение суточной динамики выделения СОр кормами, обработанными сульфитным щелоком 61
3.2.1.5. Биохимическая характеристика силосов, приготовленных с сульфитным щелоком... 66
3.2.2. Исследования в условиях производства 74
3.2.2.1. Физиологическое состояние,продуктивность подопытных животных и характеристика обмена веществ у них 74
3.2.3. Изучение консервирующих свойств смесей из сульфитного щелока и органических кислот 98
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
5. ВЫВОДЫ 113
6. ПРЕДЛОЖЕНИЯ 115
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 116
8. ПРИЛОЖЕНИЯ
- Современное состояние консервирования зеленых кормов жидкими органическими кислотами и отходами деревоперерабатывающей промышленности
- Влияние органических летучих жирных кислот (ЛЖК) на биохимические процессы в силосах
- Объект и методы исследования
Введение к работе
Создание в стране надежной кормовой базы животноводства -важнейшая и первоочередная задача. Этому вопросу партия и правительство уделяют большое внимание. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 - 1985 годы и на период до 1990 года** указано: "Обратить особое внимание на обеспеченность хозяйств собственными кормами... Добиться резкого снижения потерь питательной ценности кормов при уборке и хранении", для чего: "Улучшить обеспечение сельского хозяйства химическими средствами для консервирования кормов" (Материалы ХХУТ съезда КПСС, Политиздат,!981, с.164,165,167).
Одним из эффективных способов сохранения зеленых кормов в состоянии близком к исходному является химическое консервирование их. Использование химических консервантов позволяет заготавливать силос из любых растительных кормов, при любых погодных условиях, с низкими потерями питательных и биологически активных веществ. Один килограмм любого консерванта, по сравнению с обычным силосованием, в среднем дополнительно сохраняет в законсервированном корме около 10 кормовых единиц и примерно I кг протеина, за счет которых можно получить до 10 литров молока или 1,5 кг мяса (М.Т.Таранов, П.А.Науменко и др., 116).
К настоящему времени учеными и практиками испытано и апробировано более тысячи химических соединений в чистом виде и различном их сочетании. Однако, ограниченные масштабы применения консервирующих средств в связи с их недостаточным выпуском, а также высокая стоимость их несоизмеримы с большими объемами консервирования в стране кормов.
С 1979 года как консервант испытывается сульфитный щелок - - 5 -отход целлюлозно-бумажного производства, образующийся при сульфитной варке древесины. Сульфитный щелок дешев (5 рублей тонна), нетоксичен и, как указывают Л.К.Эрнст и З.М.Науменко (137),около 5-6 млн.тонн его еще не используется в народном хозяйстве нашей страны.
Впервые сульфитный щелок при силосовании зеленых кормов в башнях был применен немецким исследователем Фрицем Гесселем в 1942 году (патент .№ 722691, класс 53 г, группа 501, выдан 21 июля 1942 года). Однако результатов детальных научно-производственных экспериментов по изучению влияния сульфитного щелока на качество и сохранность кормов и по выяснению воздействия этих кормов на животный организм автор не приводит.
Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что в течение большого промежутка времени, а именно с 1942 года по 1978 год, публикаций относительно использования сульфитных щелоков в кормлении животных, в кормоприготовлении и вообще в животноводстве не было. Поэтому вопрос о возможности применения сульфитных щелоков для консервирования зеленых кормов, о дозах его и технологии применения как за рубежом, так и в нашей стране оставался открытым.
Отсутствие специальных исследований по влиянию силосов, заготовленных с сульфитным щелоком, на физиолого-биохимические показатели лактирутощих коров, послужило основанием для проведения исследований в этом направлении.
Перечисленные выше положения в краткой форме отражают основное содержание диссертационной работы и выносятся автором на защиту.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Современное состояние консервирования зеленых кормов жидкими органическими кислотами и отходами деревоперерабатывающей промышленности
С ростом населения неуклонно возрастает потребность в продуктах питания. Известно, что для удвоения населения мира с I до 2 млрд. потребовалось около ста лет (1830-1927 гг.), с 2 до 3 млрд, - 33 года (I960 г.). Демографы предполагают, что в 1985 году на нашей планете будет проживать 5 млрд,человек,для которых, по подсчетам специалистов ФАО, потребуется около 4335 млрд..ккал энергии и 127 млн.тонн протеина, а к 2000 году эти цифры возрастут еще на 30$ (цитир.по: К.М.Солнцеву и др.,103),
Увеличение продукции животноводства произойдет как за счет роста поголовья сельскохозяйственных животных, так и повышения их продуктивности. К 1985 году поголовье крупного рогатого скота в мире возрастет (по сравнению с 1970 годом) в 1,5 раза, а поголовье свиней и птицы почти в два раза (157).
Для удовлетворения потребности животноводства в кормах в связи с ростом поголовья, уровня продуктивности и качества продукции в настоящее время пересматриваются традиционные системы кормопроизводства, совершенствуется структура кормовой базы, изыскиваются новые кормовые ресурсы, изменяется технология производства ряда кормов и получают все большее распространение новые нетрадиционные корма и кормовые добавки. При этом важная роль отводится химическому консервированию кормов на индустриальной основе.
Впоследнее время в большинстве стран мира основным объемистым кормов в рационах жвачных становится силос. В США его -производство за истекшие 10-12 лет увеличилось на 40% и составило СВЫШе 100 МЛН.ТОНН В ГОД (A. Sreckovic ,192, 193). В Англии ежегодно увеличение производство силоса составляет 20$ (203). В ІДР, ЧССР и других социалистических странах за последние 10 лет силоса заготавливают в 1,6-1,7 раза больше (A. Bezak , P. Bielik , 149; C.F.Parker ,185; Т. Pilat , S.Broda t 187; J.Stekar ,194).
Применение химического консервирования зеленых кормов позволяет по сравнению с обычным силосованием снижать потери питательных и биологически активных веществ в 3-5 раз, повышать выход силоса на 15-20$ и получать его с содержанием питательных веществ, близким к исходной массе (125).
В нашей стране предусмотрено ежегодно консервировать с помощью химических препаратов 60 млн.тонн зеленой массы, отсюда следует, что с помощью этой технологии заготовки и хранения кормов страна будет иметь дополнительно около 2-2,4 млн.тонн кормовых единиц и 0,3-0,5 млн.тонн протеина и за этот счет ежегодно иметь дополнительно около 2,5 млн.тонн молока или 0,5 млн. тонн мяса (М.Т.Таранов и др., 116).
В Продовольственной программе СССР на период до 1990 года, одобренной майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС, подчеркнуто: "Широко внедрять прогрессивные технологии заготовки и хранения кормов". К концу пятилетки колхозы и совхозы будут получать за год до 26;5 млн.тонн минеральных удобрений (в пересчете на 100$ питательных веществ), 950 тыс.тонн химических кормовых добавок, до 680 тыс.тонн химических средств защиты растений, до НО тыс. тонн консервантов кормов. К 1990 году поставки консервантов достигнут 380-400 тыс.тонн (3).
Влияние органических летучих жирных кислот (ЛЖК) на биохимические процессы в силосах
Одной из центральных проблем создания прочной кормовой базы является проблема рациональной заготовки и правильного хранения растительных кормов и кормов технического производства. Сочные корма (силос, корнеплоды и другие) в кормовом балансе наших ферм и молочных комплексов занимают главенствующую роль.
Однако, исследования показывают, что при силосовании даже с соблюдением всех правил технологии, не допускающих гниения и плесневения корма, наблюдаются большие (до 25% и более) потери самих кормов и питательных веществ в них (24,128,130).
Любой способ консервирования, в том числе и химический, направлен на то, чтобы полнее сохранить, а при возможности и улучшить количественное и качественное состояние комплекса питательных и биологически активных веществ растений.
Важнейшим фактором образования и накопления кормовой массы является жизнь. Она состоит из непрерывных, сложных последовательностей химических реакций,благодаря которым клетки растут и делятся, питаются и выделяют шлаки, движутся и сообщаются друг с другом. Жизнь - это тысячи реакций, каждую из которых катализирует свой специфический фермент реакций, связанных между собой в разветвленные и переплетающиеся последовательности, составляющих в итоге сложнейшую сеть (Д.Мецлер,79; С.Роуз,94).
Благодаря регулирующему действию протоплазмы растительных клеток, скорость и направление биохимических реакций строго координированы, причем в молодых растениях синтез веществ преобладает над их распадом. В скошенных растениях жизнь клеток сильно нарушается и, как свидетельствуют данные (А.А.Зубрилин,79) после прекращения притока питательных веществ из почвы биохимические реакции в растениях изменяются так, что равновесие между синтезом и распадом смещаются в сторону последнего. Кроме того, умирающие, голодающие растения быстро теряют свои защитные свойства и на них начинают развиваться микроорганизмы, разрушающие и снижающие кормовые достоинства растений (А.Дж.БарнетДО).
Катаболические реакции питательных веществ в скошенных растениях равно, как и обмен веществ в микробиалышх клетках, направленный на утилизацию веществ зеленой массы, осуществляется за счет деятельности многочисленных ферментов растений и микроорганизмов. Таким образом, закономерный порядок химических превращений веществ (метаболизм) определяется составом и активностью ферментов живой системы.
Из вышеизложенного не трудно заключить, что любые жизненные процессы можно значительно затормозить или остановить путем снижения или полного подавления (ингибирования) активности ферментов. Следовательно, чтобы хорошо сохранить любые корма, необходимо применять такие способы их обработки, которые бы подавили, нарушили функции обоих видов ферментов - ферментов микроорганизмов и ферментов самого корма.
Научные основы химического консервирования зеленых кормов базируются на ферментингибирующей теории, выдвинутой профессором М.Т.Тарановым и разрабатываемой во ВНИИ животноводства (112,113,114). Теория сахарного минимума, как исходный принцип естественного силосования кормов, в данном случае не имеет значения. Консервирующий эффект (сила) химического вещества, вне зависимости от содержания сахара в кормовой массе, определяется ингибированием ферментов в скошенных растениях как на генетическом уровне, когда консервант-ингибитор (в данном случае его называют репрессор) тормозит биосинтез фермента в белок (фермент) синтезирующей системы, так и на кинетическом уровне (рет-роингибирование), когда ингибитор непосредственно тормозит,снижает активность существующего фермента. Химические консерванты (ингибиторы) могут быть обратимого и необратимого действия, влияющие как на апофермент, вызывая аллостерический эффект, так и на активные центры ферментов (кофакторы).
Объект и методы исследования
Экспериментальная работа является одним из фрагментов исследований плановой темы № 21 (8II03338) по изысканию и изучению новых неагрессивных консервантов, близких по своим свойствам к метаболитам сельскохозяйственных животных.
Исследования проводили в начале в условиях лаборатории биохимии и химического консервирования кормов,а затем в опытно-показательном хозяйстве "Дубровины" ВНИИ животноводства.
Анализ сульфитного щелока по показателям, приведенным в схеме I, проводили по методикам, описанным в методических рекомендациях Н.ПДрозденко, В.В.Калинина, Ю.И.Раецкой (36).
Для установления консервирующего действия, определения оптюлальной дозы сульфитного щелока для зеленых кормов, а также изучения суточной динамики выделения СС . (см. схему I) мы -разработали и применили в лабораторных условиях метод быстрого определения консервирующего действия химических соединений (118).
Принцип метода основан на улавливании и учете количества углекислого газа, который выделяется из зеленой массы в период созревания силоса, находящегося в герметически закрытой емкости. Образующийся газ давит на жидкое вещество, не допускающее растворение его в воде, и вытесняет определенное количество воды, которую измеряют объемным методом. Герметизация и наличие гидравлического затвора в приборе препятствуют попаданию окружающего воздуха в корм.
Материалом для исследований служили ежа сборная и клевер красный, выращенные на полях опх "Дубровицы" и скошенные соответственно в фазы выхода в трубку и начала бутонизации при влажности 79 и 86$.
В лабораторных условиях траву измельчали, обрабатывали сульфитным щелоком в дозах, указанных в схеме I, и в количестве 300 граммов закладывали в предварительно взвешенные стеклянные емкости. Параллельно готовили контрольные - необработанные образцы. Затем емкости закрывали резиновой пробкой и подсоединяли к системе, позволяющей контролировать интенсивность биохимических процессов, протекающих в силосах при хранении. Во внимание принят тот факт, что образующиеся при ферментации газообразные продукты на 90-95$ представлены С0 (Е.Г.Коноп-лев, 61).
По истечении 21 суток хранения емкости с образцами корма открывали, взвешивали, извлекали содержимое, перемешивали и отбирали средние пробы. Биохимические исследования проводили при натуральной влажности испытуемого материала. Потери питательных веществ (сухого вещества, протеина, углеводов) расчитывали согласно методики (М.Т.Таранов,108). v
Для производственной проверки консервирующих свойств сульфитного щелока в опх "Дубровицы" были засилосованы 89,3 тонны отавы, состоящей из равных соотношений овсяницы и ежи сборной, из них 30,7 тонн без консервантов (обычное силосование), 29,6 тонн с муравьиной кислотой, рекомендованной для внедрения (см. Инструкцию по химическому консервированию зеленых кормов и влажного фуражного зерна, 52), в дозе 3 л/т и 29,0 тонн с сульфитным щелоком в дозе 25 л/т. Влажность исходной массы равнялась 80$. Силосование проводили в наземных бетонированных траншеях с соблюдением всех правил технологии заготовки силосов (К.М.Солнцев, Н.И.Денисов и др.,104).
Параллельно с закладкой вариантов корма в траншеи, эту же зеленую массу закладывали в лабораторные емкости. Заготовленные силоса были вскрыты через 4,5 месяца хранения. Во всех приготовленных силосах (лабораторных и производственных) определяли цвет, запах, структуру корма. Активную кислотность (рН) изучали в водной вытяжке на потенциометре ЛПУ-01, общую кислотность -кондуктометрическим титрованием по модифицированному методу М.Т.Таранова (108), молочную кислоту - по Бюхнеру, содержание летучих жирных кислот (уксусной, пропионовой, масляной) - паровой дистилляцией водной вытяжки силоса в аппарате Маргамма (Н.В.Курилов, А.Н.Тишенков,65), аммиачный азот - по Конвею с использованием реактива Несслера, каротин - по Цирелю в модификации ЦИНА0, общий азот - по Кьельдалю, содержание сухого вещества, жира, клетчатки, БЭВ, золы, кальция, фосфора в кормах по общепринятым методикам зоохиманализа, сумму легкогидрали-зуемых и легкорастворимых углеводов (крахмал + сахар) - с ант-роновым реактивом по методике, предложенной рабочей группой стран-членов СЭВ (Н.П.Дрозденко и др.,36).
