Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 7
2.1. Влияние химических консервантов на качество корма... 7
2.2. Особенности заготовки силоса из многолетних трав 12
2.3. Технология заготовки силоса 13
2.4. Использование консервантов при заготовке силоса 15
2.5. Биохимия силосования 24
3. План и общие вопросы методики исследований 39
3.1. Цель изадачи исследований 39
3.2. Методика анализа кормов, их остатков, молока и кала... 41
3.3. Методика математической обработки результатов исследований 42
4. Результаты исследований 43
4.1. Изучение конкурентоспособности штаммов молочно кислых бактерий 43
4.2. Влияние использования штамма Lp60 на микрофлору силоса 48
4.3. Использование штаммов молочнокислых бактерий при приготовлении силосов из различных культур 51
4.4. Влияние штамма Lp60 на химический состав силоса 56
4.5. Широкие производственные испытания препарата на основе осмотолерантного штамма молочнокислых бактерий
5. Результаты научно-хозяйственного опыта на молочных коровах 73
5.1 Характеристика подопытных животных 73
5.2. Характеристика кормления 74
5.3. Динамика молочной продуктивности и живой массы коров 81
5.4. Переваримость питательных веществ рационов 83
5.5. Распределение и обмен энергии в организме коров... 85
5.6. Клинические исследования животных 86
6.Экономическая эффективность 89
7. Производственная проверка результатов 92
8. Обсуждение результатов опытов 94
Выводы 103
Библиографический указатель использованной литературы 105
Приложение 121
- Использование консервантов при заготовке силоса
- Методика математической обработки результатов исследований
- Использование штаммов молочнокислых бактерий при приготовлении силосов из различных культур
- Динамика молочной продуктивности и живой массы коров
Введение к работе
Актуальность темы. Эффективное развитие животноводства невозможно без получения высококачественного силоса и сенажа. Процесс созревания силоса является практически исключительно микробиологическим процессом. Вполне понятно, что ученых всегда привлекала идея регулировать данный процесс путем внесения в силосуемую массу специально отсе-лекционированных молочнокислых бактерий.
В последние годы во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии проведена большая работа по совершенствованию заквасок, С одной стороны в результате большой селекционной работы получены новые штаммы молочнокислых бактерий, которые приобрели дополнительно полезные свойства (например, осмотолерантность), которые существенно повысили эффективность применения силосной закваски. Сок зеленых растений, образующийся при силосовании, имеет высокое осмотическое давление, и тормозит развитие обычных бактерий. Осмотолерантные молочнокислые бактерии в силосуемой зеленой массе вследствие этого размножаются значительно быстрее, больше синтезируют молочной кислоты. Именно быстрое подкисле-ние силосуемой массы и обеспечивает высокое качество силоса. С другой стороны, в результате проведенных усовершенствований технологии их производства и отработки норм внесения позвонили стабилизировать эффективность действия силосной закваски.
В результате совместных исследований, выполненных на кафедре кормления сельскохозяйственных животных Санкт-Петербургского государственного аграрного университета и ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии (г. Санкт-Петербург), проведены исследования по изучению штамма Lactobacillus plantarum 60 молочнокислых бактерий.
Между тем, эффективность этого препарата еще изучена недостаточно. Слабо исследовано влияние этого препарата на сохранность и качество корма в зависимости от вида силосуемого сырья. Отсутствуют данные о его воздействии на поедаемость и переваримость силоса, обмен и ба
лане питательных веществ, молочную продуктивность коров. Для объективной и всесторонней оценки эффективности использования препарата на основе молочнокислых бактерий типа Lactobacillus plantarum 60 при силосовании провяленных трав все перечисленные вопросы требовали своего уточнения и решения.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась изучение штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60, влияние этого препарата на сохранность и качество силоса в зависимости от вида силосуемого сырья, воздействие силоса на поедаемость и переваримость, обмен и баланс питательных веществ, молочную продуктивность коров.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:
- изучение конкурентоспособности штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60;
- изучить влияние используемого штамма Lactobacillus plantarum 60 на микрофлору силоса;
- выявить действие штамма Lactobacillus plantarum 60 на качество силоса из различных культур;
- влияние силоса приготовленного с использованием штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60 на поедаеность и переваримость рациона и молочную продуктивность коров;
- определить экономическую эффективность использования штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60.
Научная новизна исследований. Впервые установлена закономерность влияния штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60 на накопления органических кислот в силосе в зависимости от используемого силосуемого сырья, сохранность и качество силоса в зависимости от сахаро-буферного отношения в провяленных травах. Определено действие силоса с использованием штамма Lactobacillus plantarum 60 на повышение молочной продуктивности и качество молока.
Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований, разработана и внедрена технология приготовления высококачественного силоса с внесением биоконсерванта на основе штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60. Использование такого силоса в кормлении молочных коров способствует увеличению усвояемости питательных веществ рациона, увеличению продуктивности коров на 7.36 % и повышению массовой доли жира на 9.36 %.
Использование биоконсерванта при заготовке силоса и использование его в рационах коров, способствует не только увеличению продуктивности животных, но и экономии концентрированных кормов на 28.82 %.
Реализация результатов исследований. Технология использования штамма молочнокислых бактерий Lactobacillus plantarum 60 при заготовке силоса может найти широкое применение во всех зонах РФ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Санкт-Петербургского государственного аграрного университета 2001...2003; на Всероссийской конференции «Сельскохозяйственная микробиология в 19-21 веках» (Санкт-Петербург, 2001); на конференции молодых ученых, посвященной 100-летию СПбГАУ (Санкт-Петербург, 2003).
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи.
Структура и объем работы. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, иллюстрирована 32 таблицами и 18 рисунками. Диссертация состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, методики исследований, собственных результатов исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, предложений производству, библиографического списка используемой литературы, включающего 143 наименования работ русских ученых и 32 зарубежных исследователей, приложений производству.
Использование консервантов при заготовке силоса
По способу действия консерванты 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) и биоконсерванты (биотроф и др.) (Таранов МЛ\, 1982; Kezar W.W., 1983).
Основой действия этих веществ является способность ингибировать процессы дыхания силосуемых растений и жизнедеятельность находящихся на них микроорганизмов.
Теоретическое обоснование и практическое внедрение минеральных кислот при силосовании трав было осуществлено Виртаненом А. И. (Virtanen A.J., 1933). В основу теоретического обоснования легли установленные им три закономерности: дыхание растительных клеток сильно затормаживается по мере повышения кислотности силоса (при рН 3.5 оно составляет около 20 % от нормального, а при 3.0 полностью прекращается); распад аминокислот при 4.0 не происходит, а деятельность масляно-кислых бактерий полностью подавлена.
Минеральные кислоты не нашли широкого применения, поскольку силос с этими кислотами имеет избыток кислотных радикалов, вызывающий у животных повышение теплообразования, ацидоз, гипомагнезию, снижение потребления корма, а потери питательных веществ в таком силосе значительны (Orth А., 1961; Лапшин С.А. 1991).
Одновременно с изучением консервирующих свойств минеральных кислот проходило испытание органических, обладающих бактерицидными, бак-териостатическими и фунгицидными свойствами. Органические кислоты более токсичны для микроорганизмов, чем минеральные, безвредны для животных и считаются наиболее физиологически соответствующими животному организму (Мишустин Е.Н., 1947; Вернигор В.А., Таранов М.Т., 1976; Ра-мане И.А., и др., 1976; Любинец З.А, 1983). Бактерицидность органических кислот зависит от рН среды (Спесивцева Н.А., Хмелевский Б.П., 1975; Vuyst A.de, Arnold A. et ai. 1975).
В последние десятилетия в качестве консерванта трав широко используют муравьиную кислоту. Ее применение впервые было разработано Дир-ксом, после чего во всех странах началось усиленное ее применение в качестве консервирующей добавки (Dirks D., 1926).
Исследования, проведенные в Финляндии, Норвегии, Дании, Бельгии, Великобритании, Франции, Германии, Новой Зеландии, показали, что обработка силосуемой массы муравьиной кислотой значительно уменьшает потери питательных веществ силоса, снижает уровень рН, улучшает процесс ферментации ( Arnould К., Joassart J.M., 1977; Demarquilly G., Dulphy J., 1977; Chenais R, 1978; Everitt В., 1978; Renand J., 1978; Baxter H.D., 1980; Crofts Т., 1980).
В обзорах Ермаковой И.А. (1976), Barry T.N. (1976) показано, что дозы внесения муравьиной кислоты должны изменяться в зависимости от содержания влаги в силосуемой массе в количестве обратно пропорциональном концентрации сухих веществ в ней. Но количество зависит не только от содержания сухого вещества в силосуемой массе. Как отмечают, Шмидт В. и Веттерау Г. (1978), применение муравьиной кислоты в качестве консерванта имеет смысл, если силосуемый материал содержит значительное количество растворимых углеводов. Последние необходимы для образования такого количества молочной кислоты, которая обеспечит требуемую рН силоса для проявления бактерицидных свойств муравьиной кислоты, т.е. рН от 2.0 до 4.0. В этой связи доза ее внесения в травы с высоким содержанием сахара должна быть меньше, а с низким - больше (Dulphy J., Beinard G., 1981; Барабанщиков и др. 1997).
Исследования Лиху М.Я. (1978), Knotek S., Zilakova J. (1981) показали, что внесение муравьиной кислоты (4...5 л на 1 т) в силосуемую массу клевера и люцерны предотвращает образование изомасляной, валериановой, изо-валериановой кислот; в силосе присутствует в основном уксусная кислота. В то же время в силосе без консерванта обнаруживаются все летучие органические кислоты, что свидетельствует о прошедших в нем разнообразных микробиологических и биохимических процессах, которые могут привести к получению недоброкачественного корма.
Муравьиная кислота, вносимая в дозах от 0.2 до 0.6 % к зеленой массе, угнетает развитие гнилостных микроорганизмов и бактерий типа кишечной палочки, подавляя при этом развитие молочнокислых бактерий, предотвращает разогревание силосуемой массы, и сокращает потери вещества в полтора-два и сахара - в три раза. При этом внесение ее эффективно в том случае, когда исключается вытекание сока из хранилища (Спиридонов Л. В. и др., 1974; Авраменко И.С., Постовалова JLM., и др., 1979, 1980, 1984; Кидимова Л. и др., 1981; Солнцев К.М. и др., 1981; Baxter N.D., 1980).
Таким образом, внесение муравьиной кислоты как в трудно, так и в хорошо силосуемые травы позволяет предотвращать потери питательных веществ. Для консервирования кормов наряду с муравьиной кислотой с успехом используется пропионовая кислота. Особенно широкое применение она нашла для консервирования влажного зерна в аэробных условиях. При силосовании трав пропионовая кислота более эффективна в смеси с другими органическими кислотами (Авраменко Л.С. и др., 1977, 1980, 1985; Нэш М.Д., 1981). Из-за низкой константы диссоциации она проявляет антимикробное действие в слабокислых средах. Фунгицидное действие ее превосходит бактерицидное. Она, прежде всего, ограничивает брожение в готовом силосе из подвяленного сырья из кукурузы, так как угнетает размножение плесневых грибов и дрожжей (Шмидт В., Веттерау Г., 1975; Kolac P. Novak G., 1976; NorgaardPedersenE., Witt N., 1978; Филатов И. и др., 1981). Пропионовая кислота заметно тормозит размножение всех сопутствующих микроорганизмов, причем почти не оказывает влияния на мочно-кислые бактерии, тогда как муравьиная кислота значительно тормозит их размножение, и слабо подавляет гнилостные и масляно-кислые, микроскопические грибы и дрожжи (Thomas J.W., 1976; Pahlow G., Hinig H., 1984). По эффективности консервирования трав в условиях хорошей изоляции пропионовая кислота не превосходит муравьиную. Силосование подвяленной люцерно-злаковой смеси с добавлением пропионовой и муравьиной кислот (0.5; 0.75 и 1% к массе закладываемой травы) обеспечивает высокую сохранность питательных веществ, в особенности белка и сахара. Потери сухого вещества в силосе влажностью 64...65 %, обработанного 0.5 % - ной пропионовой кислотой, снижаются в 1.1 раза, муравьиной при такой же дозе - 1.86 раза (Зафрен С.Я., 1977; Авраменко П.С., Пестовалова Л.М., 1985). Более низкие потери сухого вещества сопровождаются меньшими потерями азота в виде аммиака. В готовых кормах с добавлением 0.5...0.75 % пропионовой кислоты, содержание протеина составляет 9.33...9.95 %, с 0.5...0,75 % муравьиной кислоты 9.40...11.04 % против 7.87 в силосе без добавок (Петрова М.В., 1980). Консервирующие свойства пропионовой кислоты усиливаются при смешивании с другими органическими кислотами, особенно с муравьиной. Такая смесь приостанавливает процессы брожения, угнетает деятельность многих микроорганизмов (Григорьев А.А. и др., 1979; Muchna G.,1980; Craw-shaw R. et al., 1980; Евтисова С, 1983).
Методика математической обработки результатов исследований
Использование силосных заквасок основано на том, что молочнокислые бактерии, входящие в состав эпифитной микрофлоры, в процессе созревания силоса продуцируют молочную кислоту и снижают рН среды, тем самым, приостанавливая нежелательные микробиологические процессы, приводящие к потерям питательных веществ. Качество силоса, таким образом, зависит не только от состава зеленой массы и качества ее укладки в хранилища, но и от размеров популяции молочнокислых бактерий и от доступности для них субстратов. Искусственное увеличение популяции молочнокислых бактерий путем внесения специально подобранных штаммов представляет собой способ биологического консервирования корма.
Широкое применение прогрессивной технологии консервирования корма из подвяленных трав потребовало получения таких штаммов молочнокислых бактерий, которые обладали бы если не устойчивостью, то хотя бы толерантностью к повышенному осмотическому давлению, образующемуся при подвяливании зеленой массы вследствие вытекания сока растений.
Понятно, что при интродукции специально отселекционированных штаммов (отселекционированных по практически любому признаку, в том числе и по осмотолерантности), интродуцированным в естественную экосистему (в данном случае - созревающий силос) штаммам придется конкурировать за ресурсы (питательные вещества) с местными (резидентными) штаммами. Следует отметить, что эффективность штаммов (хозяйственная ценность в широком смысле слова) будет определяться именно итогом этой конкурентной борьбы. При этом главным фактором, определяющим исход этой конкуренции будут отнюдь не признаки, по которым велась селекция (осмотолерантность, количество продуцированной молочной кислоты, скорость роста в чистых культурах на определенных питательных средах и др.). Именно в связи с этим мы провели изучение конкурентоспособности осмотолерантных штаммов.
Наиболее доступным методом изучения конкурентоспособности в экологии микроорганизмов является метод генетического маркирования, когда у изучаемого штамма получается мутант, отличающийся от исходного устойчивостью к какому-либо антиметаболиту (антибиотику) Ранее (Лаптев, 1995) было установленно, что у молочнокислых бактерий целесообразно использовать мутанты, устойчивые к рифампицину с уровнем устойчивости 50 мкг/мл. В нашей работе были использованы именно такие мутанты, SF-500-R - у Streptococcus faecium 500, выделенный и изученный ранее, а также полученные в ходе выполнения данной работы - рифампицинустойчивые осмот-ролерантные мутанты, обозначенные нами как 500-os-rif 660-rif. При проведении опытов на смеси из тимофеевки и клевера эти мутанты были использованы для приготовления силосов.
В начале работы мы отработали метод, позволяющий нам быстро определять конкурентоспособность молочнокислых бактерий в силосе. Использование микроорганизмов в сельском хозяйстве как правило связано с внесением ранее выделенных и размноженных штаммов в естественные экосистемы (почву, силосуемую массу, желудочно-кишечный тракт и др,), которые обычно уже заселены эндогенной микрофлорой. В связи с этим встает вопрос о том, что используемые в препаратах штаммы бактерий должны обладать повышенной конкурентоспособностью по сравнению с резидентными штаммами. Однако селекция на повышенную конкурентоспособность редко проводится на конкретных микроорганизмах, используемых в промышленных препаратах в связи с отсутствием методов ее изучения.
Необходимость использовать конкурентоспособные штаммы молочно кислых бактерий при силосовании была сформулирована еще Уиттенбери в 1961 г. (Whittenburry, 1961). Однако практической работы по разработке методов определения конкурентоспособности этих бактерий до сих пор не проводили. Метод генетического маркирования, широко применяемый для количественного учета микробных популяций, никогда не использовался для анализа микробиологических процессов при силосовании растительного сырья. Для получения устойчивых мутантов был выбран штамм Streptococcus faecium N 500. У этого штамма были получены спонтанные мутанты, отличавшиеся от исходного штамма устойчивостью к рифампицину (50 мкг/мл). Полученный мутант был обозначен нами SF-500-R. Изучение его культу-ральных свойств не позволило найти какие-либо различия с исходным штаммом, кроме несколько пониженной скоростью роста. Устойчивость к рифампицину была стабильной и не утрачивалась при пересевах. Используя SF-500-R, для силосования мы могли быстро отличать внесенные в качестве закваски клетки от клеток резидентных штаммов из числа эпифитной микрофлоры, отдельно учитывая первых на среде с рифампицином, а вторых на среде без антибиотика. Проверка показала, что проведенные через силос, устойчивые к рифампицину варианты ни по одному признаку не отличались от SF-500-R. Таким образом, выделяемые устойчивые формы не были спонтанными мутантами к устойчивости эндогенных штаммов и их устойчивость не была обусловлена передачей плазмид устойчивости.
Следует отметить, что в первые сутки происходило быстрое размножение эндогенных штаммов, а численность SF-500-R была невелика. Однако в дальнейшем происходило вытеснение эндогенных штаммов и развитие популяции SF-500-R. К 30 суткам SF-500-R доминировал в силосе, а через три месяца 90 % молочнокислых бактерий было представлено данным штаммом. Полученные результаты позволяют уточнить наши представления о механизме действия силосных заквасок.
По-видимому, вначале синтез молочной кислоты был обусловлен не внесенными бактериями, а эндогенными штаммами. На более поздних сроках больший вклад в данный процесс вносили клетки штамма SF- 500-R. Таким образом, в результате проделанной работы были получены штаммы с повышенной осмотолерантностью, а также изучена их конкурентоспособность. Установлено, что мутация осмотолерантности может сочетаться с высокой конкурентоспособностью. Штамм Lactobacillus plantarum 60 был получен при выращивании штамма L. plantarum 52 на среде с высоким осмотическим давлением (10% КС1). Как было установлено, в дальнейшем мутация осмотолерантности не привела к изменению его культуральных свойств - спектра сбраживаемых Сахаров, синтезу молочной кислоты, морфологических признаков. Поскольку данный штамм представляет интерес в связи с использованием его в качестве закваски для силосования, нашей первой задачей было изучить его конкурентоспособность по сравнению со штаммами эпифитной микрофлоры, а также его способность консервировать зеленую массу. При выращивании данного мутанта на среде с рифампицином были получены варианты, отличающиеся от исходного устойчивостью к данному антибиотику. Этот вариант, обозначенный нами как Lp60-1, был в дальнейшем использован в работе.
Использование штаммов молочнокислых бактерий при приготовлении силосов из различных культур
Силос приготовленный из смеси кукурузы и красного клевера с использованием молочнокислых бактерий L.plantarum 60 характеризовался сохранением редуцированных Сахаров на 0.11...0.75 % и сырого протеина на 2.8...4.0 %, а содержание аммиака в силосе наоборот снижалось на 30.23...45.45% (табл. 10).
Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что испытуемый штамм L.plantarum 60 был эффективен практически на всех культурах, по влиянию на сохранение сырого протеина и редуцирующих Сахаров он превосходил не только контрольный вариант (без использования молочнокислых бактерий), но и стандартный производственный штамм S. faecium 500. Обращает внимание тот факт, что положительное действие штамма L.plantarum 60 имело на производственных культурах с различным сахаро-буферным отношением. Следует отметить, что применение биопрепарата во всех случаях уменьшало выделение аммиака, что также указывает на сокращение потерь питательных веществ при заготовке силоса.
Следует отметить, что изучением данного препарата занимались также и во ВНИИ кормов имени В.Р.Вильямса (Победнов,2003, Худокормов, 2002). Они также проверяли штамм L.plantarum 60 на широком спектре культур. В работе были использованы также овсяница луговая, люцерна синегибридная, райграс пастбищный, а также пастбищная травосмесь. Авторы отмечают целесообразность использования препарата на сырье с сахаро-буферным отношением от 1,4 до 2,8, и не считают целесообразным использовать препарат на сырье с таковым отношением ниже 1,4 (люцерна). Авторы делают вывод о малой эффективности препарата при силосовании трав с сахаро-буферным отношением от 3 и более. Однако, судя по приведенным данным, авторы делают свои, безусловно, обоснованные выводы, рассматривая такие показатели как количество выделенного газа, содержание органических кислот, рН на 3 сутки после закладки опыта, и не приводят результатов по конечному качеству корма- Не оспаривая выводов, сделанных авторами, следует отметить на основании наших результатов, что добавление к силосуемой зеленой массе штамма L.plantanim 60 не приводило к ухудшению качества корма, только повышало его качество. Вероятно, применение препарата определенным образом направляло микробиологические процессы в сторону молочнокислого брожения.
В результате проведенной работы можно сделать вывод о том, что испытуемый штамм L.plantarum 60 работает на широком спектре кормовых культур, и может быть использован для широкого производственного использования.
В лабораторной практике изучения процессов силосования используются различные типы силосохранилищ. В обзоре Барнетта (Bamett, 1954) приведены различные устройства от достаточно сложных сооружений до простых пробирок. Несмотря на высокую сходимость результатов, получаемых в результате исследований, проведенных на небольшом количестве силосуемой массы, с результатами, получаемыми в производстве, следует отметить, что только результаты производственных испытаний позволяют делать вывод об эффективности препарата L.plantarum 60. При масштабировании процессов, в том числе и процессов силосования, возникают проблемы, которые не всегда могут быть адекватно решены в ходе исследований в небольших объемах.
С другой стороны проведение широких испытаний препаратов для силосования в производственных условиях сопряжено с невозможностью постановки достаточно адекватных контролей. Как известно, качество силоса определяется не только применением биологического или химического препарата, но и качеством закладываемого сырья, которое зависит и от агротехнических мероприятий, сроков уборки, погодных условий. Зачастую в практике сельского хозяйства выбор препарата для консервирования осуществляется при сравнении качества силоса с качеством силоса, полученного в прошлые годы, или при сравнении силосов, заложенных в разные сроки и при использовании травы, выращенной на различных полях. В дальнейшем при изучении влияния полученного силоса на продуктивность животных трудно оценить действительное действие препарата.
В связи с этим в наши задачи входило проведение производственных испытаний препарата одновременно с анализом качества закладываемой на хранение массы. Отметим также, что в практике сельского хозяйства анализ исходной массы для силосования практически не проводится, а анализируется лишь готовый силос. Вместе с тем сроки уборки травы на силос в значительной степени также определяют качество силоса. Мы рассчитывали, что такой подход позволит нам определить реальную эффективность препарата по сохранению питательных веществ корма в производственных условиях.
Применение закваски. Для силосования использовали только свежесобранную растительную массу, которую предварительно измельчали, что уменьшило потери питательных веществ. Степень измельчения силосуемых растений зависило от их влажности. При влажности 65% и ниже длина резки была2...3 см, при 70...75% - 4...5 см, при 80% - 8... 10 см.
Способы внесения закваски. Бактериальную закваску в измельченную массу вносили при загрузке ее в силосное сооружение (на 15 т - 1 л закваски). Для механизации процесса внесения бактериальной закваски использовали грузовую цистерну аммиачную АЦ-2, модель ГАЗ-5204 (можно использовать и другие модели, или другое механическое распыляющее приспособление типа ДУК). В цистерну наливали воду, затем добавляли после тщательного взбалтывания закваску (1 л на 40...60 л воды). Полученную бактериальную взвесь после тщательного перемешивания вносили в силосуемую массу с помощью вакуумного насоса и распыляющей насадки из расчета 1...4 л на 1 т в зависимости от влажности сырья. При влажности 65% бактериальную взвесь (1.0... 1.2 л закваски на 80 л воды) вносили в количестве 3...4 л /т, при влажности 70...75% (1.0...1.2 л закваски на 80 л воды) вносили в количестве 2...3 л/т, и при влажности 80% (1.0... 1.2 л закваски на 60 л воды) - 1.. .2 л/т.
Опрыскивание бактериальной взвесью производили после равномерного распределения зеленой массы по траншее слоями не более 40 см. Чем равномернее внесена полученная бактериальная взвесь, тем лучше будут распределены в растительном материале молочнокислые бактерии, и тем однороднее и лучше по качеству будет силос. Бактериальную взвесь каждый раз перед внесением силосуемую массу тщательно перемешивали.
Динамика молочной продуктивности и живой массы коров
Представленная диссертационная работа выполнена в лабораториях кафедры кормления сельскохозяйственных животных Санкт-Петербургского аграрного университета и лабораториях научно-исследовательского института микробиологии. Целью исследований было проведение как лабораторных, так и производственных испытаний нового биопрепарата для консервирования кормов - закваски для силосования на основе осмотолерантного штамма Lactobacillus plantarum 60.
В задачи исследований входило: проведение испытаний закваски для силосования на основе осмотолерантного штамма Lactobacillus plantarum 60 на широком спектре кормовых культур; определение эффективности препарата в сравнении с препаратами-аналогами; определить оптимальные условия применения препарата; провести исследования на молочных коровах по переваримости питательных веществ рациона с использованием силоса заготовленного с добавлением биопрепарата; изучить обмен энергии в организме коров; провести клинические испытания животных; определить экономическую эффективность использования биоконсерванта на основе осмотолерантного штамма Lactobacillus plantarum 60; провести широкие производственных испытаний с определением действия препарата как на качество заготавливаемого силоса так и на продуктивность молочных коров.
Широкое применение прогрессивной технологии консервирования корма из подвяленных трав потребовало получения таких штаммов молочнокислых бактерий, которые обладали бы если не устойчивостью, то хотя бы толерантностью к повышенному осмотическому давлению.
Понятно, что при использовании специально отселекционированных штаммов, и помещенных в естественную экосистему (силос) штаммам придется конкурировать за ресурсы (питательные вещества) с местными (резидентными) штаммами. Следует отметить, что эффективность штаммов будет определяться именно итогом этой конкурентной борьбы. При этом главным фактором определяющим исход этой конкуренции будут отнюдь не признаки, по которым велась селекция (осмотолерантность, количество продуцированной молочной кислоты, скорость роста в чистых культурах на определенных питательных средах и др.). Именно в связи с этим мы провели изучение конкурентоспособности осмотолерантных штаммов.
Штамм Lactobacillus plantarum 60 был получен при выращивании штамма L. plantarum 52 на среде с высоким осмотическим давлением (10% КО). Как было установлено, в дальнейшем мутация осмотолерантности не привела к изменению его культуральных свойств - спектра сбраживаемых Сахаров, синтезу молочной кислоты, морфологических признаков.
Полученный штамм Lp60-1 (rif г), практически доминировал среди молочнокислых бактерий, при этом особенно быстро развитие популяции штамма происходило в случае с подвяленной массой. Так анализ микрофлоры исходной массы козлятника, использованной для силосования, показал, что при подвяливании произошло возрастание численности молочнокислых бактерий с 3.55 10 до 8.5 10 , а также снижение численности групп гнилостных с 8.0 104 до 1.1 104 и энтеробактерий с 4.0 104 до 1.0 104, а также плесневых грибов с 1.0 104 до1.0 103. Следует отметить, что численность энтеробактерий снизилась.
На основании химического состава силоса из козлятника можно отметить, что силос характеризовался высоким качеством. Практически ни в одном из вариантов не было обнаружено масляной кислоты. Наибольшее количество молочной кислоты отмечено в варианте с подвяленной зеленой массой и с закваской на штамме L. plantarum 60 (5ЛЗ %). В этом же варианте отмечено и самое высокое содержание сырого протеина (19.1 %).
Использование молочнокислых бактерий для силосования имеет давнюю историю. Однако конкретное применение биопрепаратов на основе таких бактерий требует несомненного изучения их пригодности для широкого спектра кормовых культур. Кормовые культуры отличаются друг от друга по различным показателям: по влажности в момент уборки, по содержанию питательных веществ, а также по другим показателям, безусловно, имеющим большое значение в связи с приготовлением из них корма. Однако вероятно наибольшее значение имеет сахарно-буферное соотношение, которое, в конечном счете, и определяет, качество полученного силоса.
В связи с этим нашей основной задачей в связи с проведением данной работы явилось испытание полученного штамма молочнокислых бактерий на широком спектре кормовых культур.
Важнейшим свойством штамма молочнокислых бактерий, определяющим его применимость для силосования является, в конечном счете, его способность выработке молочной кислоты, что способствует подкислению силосуемой массы. Эта способность была исследована на широком спектре кормовых культур.
Так, при приготовлении силоса из ежи сборной в лабораторных условиях количество молочной кислоты в готовом силосе с использованием штамма L.plantarum 60 было на 0,33 % больше в сравнении с контрольным силосом, и на 0,18 % в сравнении, с силосом приготовленном со штаммом S. fatcium 500. Содержание уксусной кислоты было практически одинаковым во всех группах.
В силосе из козлятника восточного, приготовленном с использованием штамма L.plantarum 60, было отмечено максимальное содержание молочной кислоты (4.1 %), что выше контрольного силоса на 1.2 % и силоса с использованием штамма S. fatcium 500 на 0.3 %. Количество уксусной кислоты в опытных образцах силоса было практически одинаковым (0.5...0.51 %), но выше контроля на 0.06...0.07 %.
Содержание молочной кислоты в силосе из лугового разнотравья максимально было в силосе со штаммом L.plantarum 60 (3.9 %) и контроле (3,85 %). При этом в силосе с использованием штамма S. fatcium 500 этот показатель был несколько ниже на 0.35...0.4 %. По-видимому, это можно объяснить сахарно-буферным соотношением злаковых культур. Содержание уксусной кислоты было практически одинаковым во всех опытных группах (0.52...0.57 %).
Рассматривая содержание органических кислот в силосе из тимофеевки луговой можно отметить, что максимальным содержание молочной кислоты было в силосе, приготовленном с использованием штамма L.plantarum 60 (4.4 %), что выше контроля на 0.55 % и опытного силоса приготовленного с использованием штамма S. fatcium 500 на 2.5%.
Приготовление силоса из люцерны в лабораторных условиях с использованием штамма L.plantarum 60 способствовало увеличению молочной кислоты в силосе на 0.55 % в сравнении с контрольным силосом, и на 0,25 % в сравнении с силосом приготовленном со штаммом S. fatcium 500. Содержание уксусной кислоты было практически одинаковым во всех группах.
Содержание молочной кислоты (2.17 %) максимально было в силосе из кукурузы со штаммом L.plantarum 60, что привышало контроль на 0.97 %. При этом в силосе, с использованием штамма S. fatcium 500, этот показатель был несколько ниже и составлял 1.84 %. Содержание уксусной кислоты было максимальным 0.84 % в силосе со штаммом S. fatcium 500, что выше контроля и силоса приготовленного с использованием штамма L.plantarum 60 на 0,32...0,34%.
