Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Сущность и способы консервирования кормов 7
1.2. Значение силоса в кормлении крупного рогатого скота 16
1.3. Консервирование зеленых кормов 19
1.3.1. Консервирование химическими веществами 20
1.3.2. Силосование с помощью биологических консервантов 26
1.3.3. Фитонцидное консервирование кормов 31
1.4. Заключение по обзору литературы 37
2. Материалы и методы исследований 39
3. Результаты исследований 45
3.1. Интенсивность процессов брожения, качество силосов 45
3.2. Сохранность питательных веществ при силосовании 49
3.3 Сохранность силосов после вскрытия хранилища 55
3.4. Переваримость питательных веществ силосов и их энергетическая ценность
3.5. Усвояемость питательных веществ 62
3.6. Зоотехническая оценка использования силосов 67
3.7. Экономическая эффективность использования консервантов различной природы при заготовке кукурузного силоса 71
4. Заключение 75
5. Выводы 80
6. Предложения производству 82
Список литературы 83
- Сущность и способы консервирования кормов
- Консервирование химическими веществами
- Интенсивность процессов брожения, качество силосов
- Переваримость питательных веществ силосов и их энергетическая ценность
Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение производства и правильное использование кормовых культур должно считаться одной из важнейших проблем современного сельскохозяйственного производства в нашей стране.
Сложность и важность этой проблемы определяется тем обстоятельством, что укрепление кормовой базы в ближайшие годы должно осуществляться не за счёт расширения посевных площадей под кормовыми культурами, а преимущественно за счёт повышения их урожайности и питательной ценности, полученных из них кормов, разработки рациональных условий их хранения и эффективного использования [38,39,40]. Именно в связи с этими проблемами и следует рассматривать роль силоса в кормлении жвачных. Одним из важнейших условий резкого повышения продуктивности скота является максимальное приближение зимнего типа кормления к летнему. Силосованный корм делает рацион более разнообразным и полноценным, поддерживает на высоком уровне диетику питания животных, укрепляет их здоровье, способствует развитию молочной и мясной продуктивности, улучшает качество молока и мяса, обогащая эти продукты витаминами.
Силос является не только сочным, но в некоторой степени, универсальным кормом, обеспечивающий животный организм белками, жирами, углеводами и необходимыми витаминами.
При силосовании рационально используется зелёная масса таких высокоурожайных культур как кукуруза, подсолнечник, топинамбур, огромные резервы трав естественных кормовых угодий (камыш, тростник, осока, полынь), кормовые отходы полеводства и огородничества (ботва свеклы, картофеля, листостебельная масса кукурузы), силосуют также картофель и корнеплоды, свекловичный жом, полынь, древесную растительность, водоросли и многие Другие.
Силосование не только сохраняет ценные свойства зелёных растений, но во многих случаях, улучшает их кормовое достоинство, делает многие виды
трав съедобными и даже безвредными для здоровья животных.
Без силосования нельзя реализовать преимущества наиболее урожайных кормовых культур, дающих максимальное количество питательных веществ с единицы площади. Силосование - могучее средство создания мощной кормовой базы для развития высокопродуктивного животноводства [55].
Масштабы заготовки силосованных кормов и роль их в питании животных
С КС1ДДЫМ 1 иДОіУІ DUviUOV l O.IV/I, І СІЛ ЛаЛ I'JriJlWW.OUi.lJ'lV' JL» iiuviV/iU4,vv i-»i^wi»*>a
превратилось из форм утилизации всевозможных отходов полеводства, дикой и сорной растительности в новый индустриальный способ производства сочных кормов.
Силосование - сложный микробиологический и биохимический процесс консервирования сочной растительной массы. Кислая реакция среды создаваемая молочнокислыми бактериями - основное условие, определяющее сохранность корма. Поэтому главная задача при приготовлении силосованных кормов заключается в создании оптимальных условий для жизнедеятельности молочнокислых бактерий [130].
При силосовании трудносилосующихся кормов, имеющих ограниченный запас Сахаров, нецелесообразная трата их может привести к порче корма. Поэтому здесь приходится принимать меры, чтобы обеспечить правильное течение микробиологических процессов.
Для того чтобы снизить потери питательных веществ в силосе в период закладки, хранения и использования, в силосуемую массу дополнительно вносят консерванты.
Проблема поиска высокоэффективных консервантов, отвечающих ряду определенных условий, является чрезвычайно важной и актуальной. К числу необходимых условий, служащих, критерием выбора и оценки консервантов, относятся следующие: наличие консервирующего эффекта, отсутствие токсического влияния на организм животного, его продукцию, а также не высокая стоимость при массовом производстве [103].
Перечисленные выше положения в краткой форме отображают основное
содержание диссертационной работы и выносятся автором на защиту.
Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований состояла в сравнительном изучении эффективности использования консервантов различной природы при силосовании зеленой массы кукурузы.
В соответствие с поставленной целью решали следующие задачи:
XX^JJ XXXXXJ 1111 1V11W.*11J114/W XX» 11L/V 1 V1VU11I1/1 V/ XX \J/\.X 11V111 1VV1U1/V lll/VU,VVVVU XJ
силосуемой массе;
изучить качество и химический состав силосов с различными консервантами;
определить переваримость питательных веществ силосов баранами;
определить эффективность использования питательных веществ в организме животных;
дать зоотехническую оценку использования консервированных силосов при откорме бычков;
определить экономическую эффективность применения консервантов различной природы.
Научная новизна. Впервые изучена в сравнительном аспекте эффективность использования консервантов различной природы при силосовании зеленой массы кукурузы, установлены коэффициенты использования питательных веществ и определены зоотехнические показатели при использовании консервированных силосов бычкам на откорме.
Практическая значимость. Проведенными исследованиями установлены особенности консервантов различной природы по сохранности питательных веществ и их переваримости, рассчитана экономическая эффективность использования консервантов, что дает возможность выбора консерванта в зависимости от химического состава зеленой массы кукурузы.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены: на научных конференциях отдела кормления с.-х. животных и технологии кормов ВИЖа (2004, 2005г.г.), III Международной научно-практической конференции «Современны технологии и селекционные аспекты развития животноводства России» (Дубровицы, 2005), научной конференции «Достижения зоотехнической науки и практики - основа развития производства продукции животноводства» (Волгоград, 2005), на конференции молодых ученых и специалистов.
Публикация научных исследований. По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе изданы одни рекомендации.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
интенсивность протекания биохимических процессов в силосуемой массе и качества готовых силосов;
сохранность и переваримость питательных веществ;
коэффициенты усвояемости питательных веществ исходной массы в организме животного;
зоотехническая оценка скармливания консервированных силосов;
экономическая эффективность использования консервантов различной природы при силосовании кукурузы;
предложения производству.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа представляет собой рукопись компьютерного набора объемом 96 страниц и структурно состоит из 8 разделов: введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований, заключения, выводов, предложений производству, списка литературы. Текст включает 28 таблиц и 3 схемы.
В списке цитируемой литературы приведено 164 источника, в том числе 32 иностранных авторов.
Сущность и способы консервирования кормов
Необходимость научиться сохранять корма, то есть консервировать их, с возможно меньшей потерей питательных веществ возникла в связи с тем, что не везде природно-климатические условия позволяют кормить животных зелеными кормами круглый год, хотя, сельскохозяйственные животные могут потреблять более двух тысяч видов растений, произрастающих в различных зонах земного шара. Любой способ консервирования должен соответствовать следующим требованиям, во-первых, предотвратить развитие на корме микроорганизмов во избежание его порчи или снижения кормовых достоинств. Во-вторых, сводить к минимуму ферментативные процессы в растительных тканях; в-третьих, возможно полнее защищать консервированный корм от воздействия атмосферных факторов.
Еще в X-XII в.в. люди начинали заготавливать корм впрок с помощью высушивания травы. Позже стало ясно, что корм не портится, потому что микроорганизмы хотя и могут попасть на корм, но не имеют условий для своего развития. Такой корм получил название сена.
В дальнейшем появилась потребность изыскания новых видов кормов или методов их сохранения. Таким универсальным видом корма по настоящее время является силос.
Стало очевидно, что предотвратить развитие микроорганизмов на корме можно двумя путями: или созданием условий, при которых микроорганизмы не могут существовать, или уничтожением уже развившейся микрофлоры и исключением её дальнейшего попадания.
В настоящее время слово «силос» стало международным названием готового вида корма, но в переводе с испанского оно обозначает «яма» или «колодец» для хранения зерна. Искусство приготовления силоса как способ сохранения сочных кормов было известно тысячи лет. В России сохранение зеленых кормов заквашиванием имело распространение уже в VIII веке. В 1772 году Удалов в трудах «Вольно-экономического общества» писал о приготовлении силоса из морковных, свекольных и капустных листьев в чанах и кадках для кормления домашнего скота зимой.
Спустя 100 лет большой интерес к силосованию появился во Франции в связи с широким возделыванием в республике кукурузы. К тому времени относятся опыты О. Гоффара, считавшего, что успешного силосования можно добиться путём исключения какого-либо брожения.
В 1900 году выходит книга Калугина И. И. [62] «Силосованный корм и его хозяйственное значение», в которой был дан подробный анализ заготовки различных кормов с помощью их силосования.
Установить, кем и когда было впервые доказано, что молочнокислое брожение является главным фактором получения хорошего силоса, сейчас трудно.
A. Scheunert, М. Schieblich [154] сводили роль молочной кислоты к асептическому действию её молекулы. Было выявлено, что во время брожения все имеющиеся в исходной силосованной массе микроорганизмы погибают, а накапливаются бактерии - продуценты молочной кислоты. Затем было установлено, что содержание в силосе только 1% молочной кислоты резко снижает численность нежелательной микрофлоры, портящей силос.
A. Virtanen [157] первым обнаружил, что концентрация водородных ионов, а не особенность молекулы молочной кислоты создаёт благоприятные условия для созревания хорошего силоса, так как ещё ранее было известно, что при концентрации рН 4,0-4,2 и ниже многие бактерии развиваться не могут. В том, что консервирование корма при силосовании зависит от активной кислотности, создаваемой молочной и сопутствующими кислотами, в частности уксусной, многие исследователи продолжали сомневаться до того, как труды А.А. Зубрилина [57] опровергнули мнение о решающей роли только молекулы молочной кислоты в процессе силосования корма.
Позднее другими исследователями было установлено, что брожение в силосе происходит за счёт углеводов с образованием не только молочной, но и уксусной кислоты [15].
Многие исследователи [56,77] в своих трудах указывают, что молочнокислые бактерии в процессе своей жизнедеятельности превращают сахар не только в молочную, но и уксусную кислоту, этиловый спирт, углекислоту и другие вещества. неспорообразующие палочки: Streptococcus lactis, S. thermophilus, Lactobacillus plantarum, а из представителей второй - L. brevis. Эти микробы - анаэробы. На характере продуктов, образуемых молочнокислыми бактериями, сказываются не только биохимические особенности той или иной культуры, но и вид углеводов. В растительном сырье имеются пентозаны, дающие при гидролизе пентозы. Поэтому даже при нормально идущем созревании силоса в нем обычно накапливается некоторое количество уксусной кислоты, которая также образуется, как известно, некоторыми другими молочнокислыми бактериями из гексоз. Большинство молочнокислых бактерий живут при температуре 7...42 С (оптимум около 25...30 С). Отмечено, что при разогревании до 60...65 С в нем накапливается молочная кислота, которую продуцируют некоторые термотолерантные бактерии, например Bacillus subtilis.
Как известно при закладке силоса растения продолжают интенсивно дышать, используя в начале кислород, попавший в хранилище с зелёной массой. Однако при достаточно сильном уплотнении массы, нормальное дыхание клеток с выделением СОг поддерживается недолго и через 10-12 часов оно прекращается вследствие расходования атмосферного кислорода и тогда начинается, так называемое, внутриклеточное дыхание. При этом расходуется кислород, содержащийся в некоторых соединениях внутри клетки, то есть наступает анаэробное дыхание [1,72].
Консервирование химическими веществами
Даже при соблюдении технологии силосования не всегда удается получить доброкачественный корм и свести к минимуму потери сухого вещества. Резко снизить потери и повысить качество силоса можно путем применения химических консервантов.
Химическое консервирование кормов есть ни что иное, как ингибирование ферментов кормовой массы (клеток корма и микроорганизмов) с помощью химических веществ (препаратов) [28,122,123].
В связи с этим многие исследователи [3,16,25] считают, что наибольшая возможность регулирования микробиологических процессов при силосовании достигается при использовании химических консервантов, которые подавляют развитие нежелательной микрофлоры уже в момент укладки массы в хранилище. Как только было установлено, что консервирование корма при силосовании достигается не только изоляцией от воздуха, но и подкислением в результате молочнокислого брожения, появились предложения использовать вместо этого готовые кислоты. Надлежащего подкисления корма при биологическом силосовании ряда культур, прежде всего бобовых, не происходит или оно наступает не сразу. В корме продолжается жизнедеятельность растительных тканей и нежелательной микрофлоры. Это приводит к потерям питательных веществ и даже к порче корма. Если же при закладке корма подкислить его должным образом, то потери можно устранить полностью и сохранить корм, который при биологическом силосовании сохраняется плохо.
МТ Тяпянст НІ 41 оообтттяет. что ппименение 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, близких к исходной массе.
Позже И.Л. Аллабердин [6] установил, что путём применения химических консервантов можно добиться снижения потерь питательных веществ в особенности белка, а также сохранить до 95% заложенной на хранение зеленой массы.
Для химического консервирования зеленых кормов ученые и практики испытывали и применяли большое количество химических соединений, различных по составу, строению и свойствам.
По способу действия они подразделяются на подкисляющие силосуемую массу неорганические кислоты (серная, соляная, фосфорная и их смеси), антибактериальные кислоты (муравьиная, пропионовая, бензойная и их смеси), антибактериальные соли (нитрит натрия, бензонат натрия и др.), антибиотики (стрептомицин, бацитрацин) [3].
М.Т. Таранов [113] делит применяемые консерванты по химической природе на две группы: неорганические и органические.
К неорганическим консервантам относятся химические вещества, не содержащие углерод, за исключением двуокиси углерода (С02), углекислоты (Н2СОз) и её производных - солей угольной кислоты.
На основании обобщения многочисленных работ [49,53,54,57, 113,114,128,129] по силосованию трав с минеральными кислотами можно заключить, что потери сухого вещества, протеина и сахара снижаются при этом в два - три раза и наблюдаются они лишь в первые 10-30 дней созревания, а переваримость органического вещества и протеина повышается на 6-7%. Однако консервированный минеральными кислотами силос имеет избыток кислотных радикалов, вызывающий у животных повышение теплообразования, ацидоз, гипомагнезию, снижение потребления кормов. А потери питательных веществ в силосе ещё значительны. Исключение можно сделать только для фосфорной кислоты. Из всех минеральных кислот применение её наиболее обосновано.
К органическим кислотам относятся органические соединения, которые содержат в своей молекуле карбоксильную группу (радикал карбоксил), представляющие собой сочетание карбонильной группы, входящей в альдегиды и кетоны и гидроксильной группы, входящей в многочисленные органические соединения. По числу карбоксилов органические кислоты делятся на одноосновные (один карбоксил), двухосновные (два карбоксила) и многоосновные (карбоксилов больше двух) как жирного, так и циклического ряда.
К важной группе органических соединений относятся одноосновные низкомолекулярные жирные кислоты - муравьиная, уксусная, пропионовая. Они представляют собой легкоподвижные жидкости с резким запахом, с водой смешиваются во всех отношениях.
Муравьиная кислота НСООН (СН2О2), метановая кислота (молекулярный вес 46,06), является распространенным консервантом в странах Европы, Канаде, США [136,145,146], широко испытывалась у нас в стране [4,9,24,26,28,64,75]
Зарубежные исследователи и практики [133,134,136,139,140,142,143, 144,148,150,158,160,163,164] считают муравьиную кислоту хорошим консервантом, используемым в широких масштабах в разных зонально-климатических условиях при заготовке силоса высокого качества из всех кормовых культур любой влажности.
Интенсивность процессов брожения, качество силосов
Механизм образования консервирующей среды «культурными» микроорганизмами биологических консервантов практически такой же, как и у эпифитной микрофлоры. Различия заключаются в том, что «культурные» микроорганизмы (при дозе их внесении в массу около 15-20 млн. живых клеток на 1 кг сырья) продуцируют консервирующую среду в 2 - 3 раза быстрее, чем эпифитная микрофлора. Нежелательная микрофлора становится активной через несколько дней после закладки растительного сырья в траншею, а к этому времени микроорганизмы внесенные с препаратами образуют достаточное количество молочной кислоты для сдерживания «работы» нежелательной микрофлоры и как следствие этого потери питательных веществ в массе значительно сокращаются.
В данном случае за первые пять суток в силосе с «Биотрофом» выделилось 174 мл газов, что на 76 мл или 78% больше, чем в контроле.
При внесении химических консервантов практически сразу же создаются неблагоприятные условия для развития маслянокислых бактерий и дрожжевых клеток, и молочнокислые бактерии работают практически без конкурентов. Динамика выделения углекислоты в этом варианте протекает плавно на протяжении 20 суток.
Кроме, того роль химических консервантов заключается еще и в том, чтобы блокировать в дальнейшем молочнокислое брожение и предотвратить излишнее образование молочной и уксусной кислот, а также спирта. Иными словами не допустить сильного закислення корма.
Использование фитонцидных консервантов при силосовании кукурузы способствовало оптимизации процессов ферментации. В процессе силосования, содержащийся в горчичном жмыхе тиоглюкозид синигрин, распадается с образованием ионов водорода (Н+), анионов радонида (- NCs) и кислот - типа сорбиновой. Впоследствии эти продукты распада ингибируют многие окислительно-восстановительные ферменты, в результате деятельности которых, в основном и происходят потери питательных вешеств корма. По сумме выделившейся углекислоты и динамике ее выделения вариант с фитоконсервантом близок к варианту с химическим консервантом - АИВ-2 плюс.
О том, что химический и фитонцидный консерванты в силосуемой массе сразу подавляют развитие нежелательной микрофлоры подтверждают результаты органолептической оценки готовых силосов: - в обоих вариантах отсутствовала плесень. В контрольном же варианте сверху массы наблюдались очаги плесени. В значительно меньшей степени, но все же были они и в силосе с биоконсервантом (табл. 4).
Силос считается «созревшим», когда величина рН достигает значений 4,2-3,8. При этом количество летучих жирных кислот составляет 3-5% от сухого вещества. К хорошему и классному относится силос в котором отсутствует вовсе или содержится в незначительном количестве масляная кислота, и преобладающий удельный вес (60% и более от суммы кислот) занимает молочная кислота.
Анализируя данные таблицы 5, можно констатировать, что качество полученных силосов хорошее, хотя в первых трех силосах уровень рН был несколько ниже, чем в силосе с горчичным жмыхом. Объяснить это можно следующим. Внесение 50 кг горчичного жмыха на тонну закладываемого сырья позволяет решить три задачи: - снизить влажность силосуемой массы - за счет сухого вещества жмыха (около 95%); - повысить сахаро-протеиновое отношение - за счет высокого содержания протеина в жмыхе (около 40%); - ингибировать развитие нежелательной микрофлоры - за счет содержащегося в жмыхе аллигорчичного масла.
В результате интенсивность кислотообразования заметно снизилась, что подтверждается значением рН - 4,2.
В первых же трех вариантах влажное сырье с низким сахаропротеиновым отношением было подвержено более интенсивному брожению, что подтверждается общей суммой кислот - от 3,1% до 3,29%, в то время как в силосе с горчичным жмыхом - 2,42%
Переваримость питательных веществ силосов и их энергетическая ценность
В килограмме исходной массы кукурузы содержалось 257,7 г сухого вещества. В четвертом варианте на каждый килограмм массы внесено по 50 граммов горчичного жмыха, что повысило содержание сухого вещества в исходной массе до 304,7 г. поэтому при расчете в этом варианте контролем служат две цифры, приведенные в таблице через дробь. Следовательно, и коэффициент усвояемости имеет два показателя - по сравнению с исходной массой без добавок и по сравнению с массой обогащенной горчичным жмыхом, а именно - 68,3 и 57,8%. Но в любом случае эти показатели оказались наиболее высокими в сравнении с другими силосами.
Меньше всего сухого вещества было усвоено животными из силоса контрольного варианта 47,7%. Несколько большие абсолютные значения, но с такой же тенденцией, как и по сухому веществу, оказались у показателей использования органического вещества (табл. 19).
А вот по усвоению протеина различия между показателями, впрочем, как и они сами, оказались контрастными. В контрольном варианте на обменные процессы в организме животного от исходной массы использовалось всего лишь 37,7% от общего количества сырого протеина, содержащегося в зеленой массе кукурузы (табл. 20).
Внесение в силосуемую массу биологического и химического консервантов позволило повысить коэффициент усвояемости протеина в 1,4 и 1,6 раза соответственно.
Если сравнивать использование протеина четвертого варианта с контролем, то цифры несопоставимы - 72,5% и 23,7%. Даже если рассчитать коэффициент усвояемости относительно обогащенной жмыхом массы, то все равно получаем максимальное его значение в сравнении с другими силосами -42,8%.
Следовательно, внесение белковых добавок в зеленую массу кукурузы повышает использование протеина животными.
Также в организме животных для обменных процессов используется небольшая часть жира силоса приготовленного без консервантов - чуть более трети от исходной массы - 35,6% (табл. 21).
Внесение консервантов позволяет увеличить этот показатель до 41,7% - в варианте с биологическим консервантом и до 59,8% (что в 1,7 раза выше, чем в контроле) - при химическом консервировании кукурузы. Обогащение зеленой массы жирными кислотами при внесении горчичного жмыха сыграло значительную роль. Коэффициент трансформации при расчете на обогащенную исходную массу также как и в силосе с химконсервантом оказался более высоким - 54,1%, что в 1,5 раза выше контроля и в 1,3 раза выше по сравнению его со вторым вариантом.
Клетчатка лучше других питательных веществ используется жвачными. Причем различий между контрольным и опытными вариантами практически не наблюдалось - 64,4-66,6%. Исключение составляет силос с биологическим консервантом, где коэффициент усвояемости составил 72,6% от исходной массы. Это обусловлено повышенной переваримостью клетчатки (70,2%), увеличившейся за счет благоприятных условий для целлюлозолитической микрофлоры, созданных молочнокислыми заквасками (табл. 22).
Внесение горчичного жмыха в силосуемую массу относительно использования клетчатки не оказало какого-либо существенного влияния. Различия между показателями по двум принципам расчета составили всего лишь три абсолютных процента.
На уровне 50% от исходной массы усвоилось безазотистых экстрактивных веществ в контрольном варианте и в варианте с химически консервированном силосом. Несколько выше отмечен показатель в силосе с биологическим консервантом - 55,2% (табл. 23).
Значительно выше оказались показатели использования БЭВ в силосе с горчичным жмыхом. С учетом обогащенных БЭВ коэффициент усвояемости составил 63,7%, что 1,3 раза выше, чем в контроле. Очевидно, что внесение со жмыхом БЭВ генеративной части (семена) улучшило переваримость, по сравнению с БЭВ вегетативной растительной части кукурузы.
Подводя итог в целом по использованию питательных веществ животными можно сделать вывод, что в консервированных различными препаратами силосах они были выше, чем в силосе без добавок.
В условиях ООО «Нижекисляйские свеклосемена» Воронежской области провели научно-хозяйственный эксперимент по зоотехнической оценке использования силосов в рационе бычков на откорме. Для этих целей в производственных условиях заложили четыре варианта кукурузного силоса -без добавок, с «Биотрофом», бензойной кислотой и горчичным жмыхом. Масса каждого варианта составляла около одной тысячи тонн. Дозировка вносимых препаратов проведена по аналогии с заготовкой силосов для физиологического эксперимента.
Исследования проводили на животных в зимне-стойловый период. Бычков сформировали в четыре группы по принципу аналогов со средней живой массой около 285 кг. Содержание привязное, поение из автопоилок.
