Введение к работе
Актуальность исследований. Интенсификация производства продукции животноводства в условиях рыночной экономики требует разработки новых и совершенствования существующих технологий заготовки высококачественных кормов, изыскания резервов в создании прочной кормовой базы и организации на этой основе полноценного сбалансированного кормления скота.
Важнейшая роль в её создании принадлежит объёмистым кормам, доля которых в их валовом производстве достигает 60% по сухому веществу (Хрупов А.А., 2007). При этом в зимнее - стойловый период основным объёмистым кормом является силос (до 30-50% по сухому веществу), а основным концентрированным кормом - фуражное зерно (Фицев А.П., 2007; Бондарев В.А., Панов А.А., 2008; Косолапов В.М., Трофимов И.А., Трофимова Л.С., 2009).
Изучение различных растительных основ, используемых для приготовления силоса, показывает их неодинаковую пригодность для данной технологии вследствии особенностей биохимического состава и условий выращивания.
В нашей стране основным сырьём для приготовления высокопротеиновых энергонасыщенных силосованных кормов наиболее пригодными являются многолетние бобовые и бобово-злаковые травы. В ранние фазы вегетации они обладают высокой энергетической питательностью (10.2-11.2 МДж ОЭ) богаты макро и микроэлементами. Именно такой растительный материал должен составлять основу производства кормов для жвачных животных (Косолапов В.М., Бондарев В.А., Клименко В.П., 2008). Сложность получения силосованных кормов высокого качества из этих растений, заключается в плохой их силосуемости из-за высокой буферности и избыточной влажности.
Однолетние травы и их смеси наибольший выход питательных веществ в укосной массе дают на стадии восковой спелости зерна. В это время их влажность близка к оптимальной, однако содержание сахара часто бывает недостаточным для проведения силосования традиционным способом (Панов А.А., Рогачевская Н.С., 2009).
Максимальный выход питательных веществ в фуражном зерне накапливается в фазу восковой спелости. Однако при такой степени спелости влажность зерна составляет 25-35% и наиболее дешёвым способом его сохранения является консервирование и герметичное хранение (Кучин Н.Н., Жирнов В.А., Рыбин Н.И., 2004; 2005 и др.).
Несмотря на достаточную изученность технологических приёмов консервирования различного растительного сырья, солидный опыт использования различных консервирующих средств, на практике, на протяжении многих лет в большинстве регионов России качество силосуемых кормов остаётся низким.
В связи с этим дальнейшее совершенствование технологий консервирования растительного сырья с целью получения высококачественного корма, близкого по переваримости питательных веществ к исходному материалу, с минимальными потерями питательных веществ, при снижении затрат финансовых и материально-технических средств является важной задачей.
Одним из наиболее перспективных способов улучшения качества консервирования растительного сырья является применение биопрепаратов, состоящих в первую очередь из гомоферментативных молочнокислых бактерий естественных микроорганизмов молочно-кислого брожения, которое является основой благоприятного исхода процесса консервирования растительных кормов (Победнов Ю.А., 2003; Победнов Ю.А., Мамаев А.А., 2003; Косолапов В.М., Бондарев В.А., 2009 и др.).
Однако ассортимент отечественных специализированных биопрепаратов для консервирования кормов крайне скуден. Малочисленны также исследовательские работы, посвящённые этой проблеме. Кроме того, в силу слабого учёта специфических реакций различного растительного сырья на инокуляцию, результаты их использования не всегда бывают удовлетворительными. Серьёзного анализа причин, по которым были получены отрицательные результаты, проведено мало. Следствием этого стало искусственное занижение использования молочно-кислых бактерий для этих целей.
В связи с этим, особую актуальность приобретают вопросы эффективности биопрепаратов из различных молочнокислых бактерий, определение их влияния на процесс консервирования различного растительного сырья в зависимости от сроков их заготовки и способа оптимизации влажности, а также их влияния на сохранность энергетической и протеиновой питательности исходной растительной массы.
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в разработке научно обоснованных способов консервирования наиболее распостранённых, энергонасыщенных и высокопротеиновых растительных кормов с применением препаратов, состоящих из различных сочетаний и соотношений штаммов молочнокислых бактерий, по эффективности их влияния на качество брожения и сохранность питательной ценности растительных кормов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- провести сравнительную оценку эффективности консервирования многолетних бобовых и однолетних бобово - злаковых трав, зерна ячменя повышенной влажности с биопрепаратами, составленными как из отдельных различных штаммов молочнокислых бактерий, так и различных их сочетаний и соотношений, в сравнении с применяемыми в настоящее время биологическими препаратами и химическими консервантами;
- выявить оптимальный состав биопрепарата и установить дозу его внесения;
- определить консервирующее действие нового биопрепарата на растительном сырье разной силосуемости в зависимости от сроков его скашивания и параметров влажности;
- разработать параметры технологий консервирования и выявить эффективность действия разработанного препарата на качество брожения, сохранность питательной и энергетической ценности консервируемого растительного сырья;
- разработать технологию производства, нормативно-техническую документацию и технологию применения нового биопрепарата;
- провести испытания нового биопрепарата в лабораторных и производственных условиях в сельскохозяйственных предприятиях Нижегородской области;
- дать технико-экономическую оценку разработанным способам консервирования и усовершенствованным технологиям приготовления кормов повышенной энергетической питательности с применением разработанного препарата;
Научная новизна. Получены результаты сравнительных испытаний влияния биопрепаратов, состоящих из различных культур молочнокислых бактерий, и их сочетаний и соотношений на процесс консервирования многолетних бобовых, однолетних бобово-злаковых смесей, заготовляемых в различные фазы своего развития, и зерна ячменя повышенной влажности.
Разработан состав, дозы внесения и испытан в производственных условиях новый препарат «Биосил НН» для консервирования многолетних бобовых, однолетних бобово-злаковых трав и консервирования зерна повышенной влажности.
Впервые научно обоснована и экспериментально подтверждена пригодность биопрепарата «Биосил НН» для силосования.
Проведена оценка влияния препарата «Биосил НН» на качество брожения, питательность и сохранность кормов и доказано экономическое преимущество его применения для консервирования растительного сырья.
Разработана лабораторная и производственная технология получения нового препарата.
Практическая значимость. Определены технологические параметры многолетних бобовых трав, обеспечивающие оптимальное качество брожения при использовании биопрепарата «Биосил НН». Усовершенствованная технология консервирования многолетних бобовых трав с использованием этого препарата увеличивает энергетическую ценность силоса на 0,9 МДж обменной энергии и на 1,9-4,5% протеиновую питательность. Широкие производственные испытания биопрепарата при консервировании многолетних бобовых трав и скармливание силоса в рационах молочных коров позволяло снизить расход кормов на производство молока на 9,6%, повысить рентабельность его производства на 3,4%. Способ силосования с использованием «Биосил НН» не ухудшает экологического состояния окружающей среды и не требует использования специальных мер защиты обслуживающего персонала.
Установлены сроки использования вико- и люпино-ячменных смесей для заготовки высококачественного силоса, превосходящего по концентрации обменной энергии в сухом веществе силос, приготовленный в другие сроки. Применение препарата «Биосил НН» при силосовании смесей однолетних трав повышало выход готового корма на 9,9 % при увеличении в нём количества сухого вещества на 11,8%, переваримого протеина на 28,9%, обменной энергии на 17,1% и снижало себестоимость корма на 9,1%. Молочная продуктивность коров при скармливании им такого силоса увеличивалась на 9,3%, выход жира на 9,4 и белка на 12,2%.
Применение нового биопрепарата для консервирования плющеного зерна ячменя повышенной влажности позволяло снизить технологические затраты на 21,8% за счет исключения его досушивания до стандартной влажности и дробления. Одна кормовая единица такого зерна стоила на 3,5% дешевле, чем у зерна стандартной влажности. Использование консервированного зерна в рационах дойных коров повышало рентабельность производства молока на 13,7%.
Реализация результатов исследования. Препарат «Биосил НН» прошёл государственную регистрацию в федеральной службе по ветеринарному и фитосанитарному надзору РФ:
- получено свидетельство о государственной регистрации препарата;
- согласованы технические условия на препарат;
- утверждена инструкция по применению препарата;
Результаты исследований внедрены в хозяйствах нижегородской области: СПК «Дубенское» Вадского района, СПК «Кузьминский» Краснооктябрьского района, СПК «колхоз им. К. Маркса» Гагинского района, СПК «Кузьминка» Краснооктябрьского района, СПК «Уразовский» Краснооктябрьского района, ООО «Зерно» Краснооктябрьского района.
Результаты исследований по применению созданного биопрепарата вошли в следующие нормативные документы:
1. Рекомендации по применению биологических химических препаратов для консервирования плющёного зерна. Н. Новгород. 2008.
2. Рекомендации по консервированию зерна повышенной влажности химическими и биологическими препаратами. Н. Новгород. 2009.
Разработанный препарат в 2000 - 2012 годах прошёл испытания при консервировании 820 тыс. тонн растительных кормов в 34 хозяйствах Нижегородской области.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобрены
- на международных и Всероссийских научно-практических конференциях в Кирове (2007), Майкопе (2008), Москве (2009), Саранске (2008), Пскове (2010), Н. Новгороде (2010), Костроме (2011), Смоленске (2012), Княгинино (2012), Минске (2012);
- на региональных научно-практических конференциях в Н. Новгороде (2004; 2005), Вологде (2008), Костроме (2008; 2009), Ярославле (2009);
Основные материалы диссертации заслушаны и одобрены на расширенных заседаниях кафедры технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО Нижегородской сельскохозяйственной академии, на ежегодных заседаниях сотрудников ООО «Биоавтоматика» (г. Н. Новгород).
Основные положения, выносимые на защиту:
- научное обоснование и способы повышения энергетической и протеиновой питательности силоса и фуражного зерна;
- экспериментальные данные по сравнительной оценке влияния препаратов молочнокислых бактерий на качество брожения при силосовании многолетних бобовых трав, однолетних бобово-злаковых смесей и зерна ячменя повышенной влажности, на ранних стадиях развития, в сравнении с применяемыми в настоящее время биологическими препаратами и химическими консервантами;
- разработка нового биологического препарата на основе молочнокислых бактерий для консервирования многолетних бобовых, бобово-злаковых трав и зерна ячменя повышенной влажности, определение его консервирующего действия;
- усовершенствованные технологии приготовления кормов из многолетних бобовых трав, бобово-злаковых смесей и зерна ячменя повышенной влажности, консервируемых разработанным препаратом и обеспечивающие получение корма, равноценного или близкого по энергетической и протеиновой ценности исходному растительному материалу;
- экспериментальные данные по сравнительной оценке эффективности разработанного препарата при консервировании многолетних бобовых трав, бобово-злаковых смесей и зерна ячменя повышенной влажности;
- разработка лабораторной и производственной технологии получения препаратов из молочнокислых бактерий;
- технико-экономическая оценка консервирования трав и фуражного зерна с применением разработанного препарата;
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 44 научных работ, в т.ч. 13 – в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 317 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методики исследований, результатов исследований, выводов и практических предложений, библиографического списка и приложений. Содержит 90 таблиц, 31 рисунков и 15 приложений. Библиографический список включает 366 источника, в том числе 103 на иностранных языках.
