Содержание к диссертации
Введение
Глава I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕШ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
Глава 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОБЪЕМЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 35
Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИИ ГИДРОБАРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СОЛОМЫ 44
3.1. Теоретические предпосылки осахаривания малоценного растительного сырья 44
3.2. Технологические параметры обработки соломы в автоклаве 55
3.3. Оптимальное увлажнение соломы перед обработкой в автоклаве 57
3.4. Влияние добавки катализатора на уровень осахаривания соломы 59
3.5. Приемы консервирования воды 62
3.6. Химический состав и питательность соломы, обработанной гидробаротермическим способом 64
3.7. Потери массы соломы в процессе гидро-баротермической обработки 68
3.8. Характеристика и технико-экономические показатели работы цеха гидробаротермической обработки грубых кормов в колхозе имени В.И.Ленина Гомельской области 70
Глава 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАХАРЕННОЙ СОЛОМЫ В РАЦИОНАХ ЛАКТИРУЩЙХ КОРОВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА 76
4.1. Использование осахаренной соломы в рационах лактирующих коров как источника объемистого корма 76
4.I.I.Характеристика подопытных животных 76
4.1.2.Кормление коров в период проведения опыта 77
4.1.3.Продуктивность коров в учетном периода опыта 80
4.1.4.Химический состав молока 83
4.1.5.Переваримость и использование питательных веществ рационов с включением осахаренной соломы как источника объемистого корма . 83
4.1.6.Клинические и гематологические показатели 86
4.2. Использование осахаренной соломы в рационах лактирующих коров как источника легкопереваримых углеводов 88
4.2.1.Характеристика подопытных животных 88
4.2.2.Кормление коров в период проведенияопыта 9Q
4.2.3.Продуктивность коров в учетном периоде опыта 92
4.2.4.Химический состав, молока 94
4.2.5.Переваримость и использование питательных веществ рационов с включением осахаренной соломы как источника легкопереваримых углеводов 95
- СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕШ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОБЪЕМЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- Теоретические предпосылки осахаривания малоценного растительного сырья
- Использование осахаренной соломы в рационах лактирующих коров как источника объемистого корма
Введение к работе
ШТ съездом КПСС приняты "Основные направления экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года", в которых животноводство объявлено ударным фронтом на селе.. Неотложной задачей признано обеспечение дальнейшего роста производства продукции этой отрасли, повышение продуктивности скота и птицы на базе коренного улучшения кормопроиз -водства, создания надежной и сбалансированной кормовой базы животноводства, придания кормопроизводству в колхозах и совхозах специализированного отраслевого характера, обеспечения хозяйств собственными кормами. Конкретные рубежи в развитии производства молока, мяса и других продуктов в стране определены Продовольственной программой СССР.
В соответствии с "Основными направлениями" и требованиями Продовольственной программы, в стране осуществляется комплекс мер по развитию производства продуктов животноводства. В области развития кормовой базы животноводства интенсифицируются традиционные направления в кормопроизводстве, внедряется специализация кормоприготовления, изыскиваются резервы обеспечения потребности хозяйств: собственными кормами и так далее.
В этой связи большую роль призваны сыграть слабо используемые источники кормов, новые технологические процессы, позволяющую эффективно вовлечь в кормовой баланс эти источники. Хозяйства зерносеющих районов располагают значительным потенциальным кормовым резервом в виде ресурсов соломы.
В нашей стране ежегодные ее ресурсы определяются в 180-
200 млн.тонн / Солнцев в соавт., 1980, Зафрен, 1982/, из которых на кормовые цели эффективно используется лишь незначительная часть. Основная причина низкого утилитарного значения соломы как корма заключается в малой доступности для скота содержащей- ся в ней энергии и плохой ее поедаемости.
Солома характеризуется приблизительно равным с зерном запасом валовой энергии, но если зерно, введенное в рацион скота используется на 80-85$, то вещества соломы усваиваются в 2 раза хуже. Поедаемость соломы из-за неблагоприятных физико-химических характеристик / жесткость, сухость / также невысокая. Скарлливание необработанной соломы, в силу этих причин, не дает надлежащего эффекта. Между тем в ресурсах соломы сосредоточено 40-50$ энергии урожая зерна, если ее превратить в доступную для животных форму, она может стать хорошим кормом / Ермакова, 1979 /.
Интерес к соломе носит глобальный харакер, благодаря несложности хранения, массовости и дешевизне заготовки, потенциальной питательной ценности и другим свойствам соломы.
В настоящее время в странах СЭВ на кормовые цели используется примерно 20-25$ соломы в необработанном виде и около 10$ обработанной / Флаховский, 1979 /.
В последние годы, в связи с техническим прогрессом в кормопроизводстве, развитием материально-технической базы по переработке кормов открываются новые возможности для разработки и внедрения эффективных приемов обработки соломы с целью превращения ее в высокопитательный коря. Достигнутые в этой области высокие результаты позволяют прогнозировать широкое вовлечение соломы?обработанной разными методами в кормовой баланс.
Роль соломы как источника объемистого корма и других видов кормов все возрастает. Совершенствуются методы ее приготовления к скармливанию ~ поиски в этом направлении ведутся широким фронтом. Все большее количество соломы подвергается специальной переработке для эффективного ее скармливания сельскохозяйственным животным.
По имещимся расчетам, решение проблемы полного использования соломы в качестве полноценного корма в объеме до 200 млн. тонн в год позволит удвоить продуктивность каждого гектара, занятого под зерновые культуры, и обеспечить грубыми кормами в три раза больше молочного скота, чем сейчас. / Солнцев с соавт.,1978/.
В стране и за рубежом разработано немало эффективных методов заготовки и хранения кормов, при которых обеспечивается повышение их питательности и сохранность в них питательных веществ. Особую роль может сыграть солома в решении задач увеличения промышленного производства молока. При соответствующих приемах обработки из нее можно получить осахаренный корм, являющийся источником легкопереваримых углеводов - питательных веществ, недостаток которых сдерживает рост молочной продуктивности скота. К такому приему, в частности, относится гидробаротермический способ приготовления соломы, который в последнее время начал получать распространение в ряде районов страны. Метод получил официальное одобрение на объединенном заседании секций научно-технических советов Госкомсельхозтехники СССР, Минсельхоза СССР и Минживма* ша СССР / протокол J& 57/12/37 от 8.12.1981г./
Использование ресурсов осахаренной соломы для пополнения кормового баланса объемистыми кормами и легкопереваримыми углеводами играет важную роль в ряде хозяйств Белорусской ССР. Характерным в этом отношении является ордена Трудового Красного Знамени колхоз имени В.И.Ленина Гомельской области.
С первого года десятой пятилетки в колхозе введен в эксплуатацию комплекс по производству молока на промышленной основе на 1200 коров. В 1980 году начато строительство его второй очереди на 800 коров и нетелей. Это в основном и определило направление специализации хозяйства. Перевод общественного животноводства на промышленную основу привел к значительному увеличению плот- -8-ности скота. Плотность коров на 100 га сельскохозяйственных угодий составила 55,9 головы / средняя плотность коров на 100 га сельскохозяйственных угодий по БССР составляет 20,9 голов / Дергачев, 1984 /.
Перед правлением колхоза в качестве первоочередной встала задача незамедлительного решения проблемы обеспечения скота кормами. Расширить посевы кормовых культур не представлялось возможным / хозяйство специализируется по выращиванию злаковых зерновых и под посевами этих культур занято 56$ пашни/. Более того за последние 15 лет вследствие расширения промышленного и жилищного строительства города Гомеля сельскохозяйственные уго-дия колхоза им. В.И.Ленина Гомельского района сократились на 762 гектара. Поэтому для обеспечения общественного поголовья кормами, наряду с увеличением урожайности кормовых культур, большое внимание уделялось рациональному использованию имеющихся кормов и привлечению дополнительных источников для пополнения кормового баланса. В связи с этим, правлением колхоза было принято решение о строительстве цеха гидробаротермической обработки соломы, что давало возможность обеспечить возросшее поголовье скота легкопереваримыми углеводами и рационально использовать солому, как источник объемистого корма, в течение всего года при круглогодовой стойловой системе содержания.
Следует отметить, что в виду новизны метода гидробаротермической обработки ряд вопросов по технологии приготовления осаха-ренной соломы, эффективным приемам ее скармливания не прошли еще достаточной апробации и нуждаются в соответствующем изучении. Различные технический уровень и возможности хозяйств требуют также разработки и применения технологических вариантов метода, в наибольшей степени отвечающих их производственным и другим условиям. Решение этих и других задач по совершенствованию метода -9-открывают возможности устранения дефицита легкопереваримых углеводов и общего недостатка объемистых кормов в рационах молочных коров зерносеющих районов, укрепления кормовой базы за счет использования крупных внутрихозяйственных резервов кормов, представленных ресурсами соломы, для достижения роста молочной продуктивности скота в объемах, предусмотренных заданием Продовольственной программы»
Состояние проблеш, цель и задачи исследования
В соответствии с требованиями Продовольственной программы Белорусской ССР на период до 1990 года в двенадцатой пятилетке на основе дальнейшего роста производства предусматривается приблизиться к уровню рациональных, научно-обоснованных норм потребления мяса и молока. Для чего необходимо обеспечить среднегодовое производство мяса / в убойном весе / в одиннадцатой пятилетке в количестве 1000 тыс.тонн и двенадцатой пятилетке II00-I200 тыс.тонн, молока - соответственно 6,5 - 6,7 и 6,7 - 7 млн.тонн. К 1990 году довести закупки скота и птицы до 1600 тыс.тонн, молока - до 5200 тыс.тонн.
Для достижения этих рубежей в области молочного животноводства республики ставится задача по его дальнейшему развитию, росту объемов промышленного производства молока на основе достижения высокой продуктивности молочного стада.
В условиях хозяйств, расположенных в районах рискованного земледелия, с периодически проявляющими себя неблагоприятными погодно-климатическими условиями, наблюдается значительная нестабильность в обеспечении сельскохозяйственных животных необходимыми ресурсами объемистых кормов, достижении требуемой сбалансированности рационов по питательным веществам, особенно легкопереваримым углеводам.
Организация достаточного по уровню питательности и полноценного по сбалансированности питательными веществами кормления сельскохозяйственных животных - одно из основных условий повышения их продуктивности и увеличения производства продуктов животноводства.
Роль достаточного кормления в решении проблемы подъема продуктивности животноводства общеизвестна. Годовая потребность на одну корову в питательных веществах при удое молока 3500-4000 кг составляет 36,5-42 ц, а при удое 4500 - 5000 кг - 43-48 ц кормовых единиц / Калашников, 1978 /. Высокопродуктивная корова живой массой 500 кг потребляет 17,5 - 22,5 кг сухого вещества в кормах» Суточные дачи грубых кормов коровам с учетом разных дач сочных кормов при живой массе 500 кг составляют 5-6 кг / Курилов, 1978 /. Поэтому для повышения уровня молочной продуктивности с 3500-4000 до 4500-5000 кг молока в год необходимо увеличить объем заготовки кормов на 6-6,5 ц кормовых единиц на одну корову в год / Лабуда, Демченко, 1976; Борисовец с соавт., 1974 /. Это требует значительного роста кормовой базы. Вместе с тем сильно возрастает и потребность в переваримом протеине. У коров продуктивностью 3500-4000 кг молока потребность составляет 4,1 - 4,7 ц, а с продуктивностью 4500-5000 кг - 4,9 - 5,5 ц протеина в год /KScL&mcu \опі\НМеиг9 1972; Попов, Дмитроченко, Крылов, 1975; Борисовец с соавт., 1978; Слесарев, Авраменко, Шлапунов с соавт., 1981 /.
По имеющимся оценкам, даже без учета предстоящего роста продуктивности, дефицит легкопереваримых углеводов в рационах скота в условиях Нечерноземной зоны РСФСР соизмерим с дефицитом протеина / Эрнст с соавт., 1981; Зимнович, 1982/.
В большинстве применяемых в настоящее время зоотехнических справочников введение в рационы легкопереваримых углеводов не нормируется. Между тем значение легкопереваримых углеводов в рационах сельскохозяйственных животных, особенно молочного скота, трудно переоценить. Этой проблеме посвящено большое число работ отечественных и зарубежных ученых / Курилов, 1964: Курилов, Кротова, 1971;; Исмаилов, 1978; Калашников, 1978; Крылов с соавт, 1979;, Курилов, Севастьянов, Коршунов, 1979; Пасечник, 1979; Коваль, Дубко , Бузук с соавт, 1980; Зимнович, 1982 /.
Основные методические положения, объемы и объекты исследований
В соответствии со сформулированными задачами в диссерта -ционной работе подлежали исследованию технологические и зоотехнические вопросы. Эти исследования базировались на проведении серии соответствующих экспериментов и научно-хозяйственных опытов. Основной задачей технологических экспериментов являлась отработка технологических параметров. Исследования по разработке технологии гидробаротермического способа обработки соломы проводились в 1978-1982 гг. сначала на Гомельском химическом заводе им.50-летия СССР, а после строительства промышленного цеха ги-дробаротермической обработки в колхозе имени В.И.Ленина Гомельской области, непосредственно в хозяйстве. Разработка технологических параметров обработки соломы проводилась на промышленном автоклаве ВК: 2,8-60, рассчитанном на рабочее давление 0,4 МПа и температуру 140С, при полной загрузке автоклава. Опыты по осахариванию соломы проводились с ржаной и ячменной соломой. Изучались оптимальные параметры увлажнения соломы, режимы обработки, влияние минимальных концентраций /0,05-0,25$/ катализатора /серной кислоты/ на уровень оеахаривания соломы, эффективность консервирования воды, химический состав и питательность осахареннои соломы, потери массы соломы в процессе ее обработки.
Анализ химического состава осахареннои соломы проводился в научно-исследовательской лаборатории кордовых ресурсов леса / г.Ленинград /.
Эффективность использования осахареннои соломы в рационах лактирующих коров изучалась по двум основным направлениям: как источника объемистых кормов и как источника легкопереваримых углеводов. С этой целью проведено четыре научно-хозяйственных, два обменных, один производственный опыт.
Изучение эффективности использования осахаренной соломы как источника объемистого корма проводилось в научно-хозяйственный опытах: опыте В I /с 08.03.1980 г. по 20.06.1980 г., в течение 104 дней, в том числе предварительный период 20 дней, переходный - 3, учетный - 61, заключительный - 20 дней на поголовье. 30 коров и опыте В 3 /с 04,01.1981 г., по 06.06.1981г., в течение Г57 дней,, в том числе: предварительный период 20 дней,переходный - 3, учетный 117 и заключительный - 17 дней на поголовье 30 коров. Целью этих опытов являлось выявление эффективности полной замены сена по сухому веществу /опытные гругаш-П/ и 50% силоса по сухому веществу осахаренной соломой /опытные группы-Ш/. Изучение эффективности использования осахаренной соломы как ис -38-точника углеводов также проводилось в двух опытах: опыте № 2 / с 08.03.1980 г по 20.06.1980 г, в течение 104 дней, на поголовье 20 коров/ и опыте В 4 /с 04.01.1981 г по 06.06.1981 г. в течение 157 дней, на поголовье 20 коров/. Целью этих опытов являлось выявление эффективности замены 50% корнеплодов по сахару, осахаренной соломой.
В предварительном периоде еще раз проверена аналогичность опытных коров по фактической продуктивности и содержанию жира в молоке. Статистически достоверных различий между группами по этим показателям не выявлено.
В переходном периоде опыта коровы П и Ш группы приучались к проверяемому корму. Осахаренную солому скармливали коровам дважды в день. В учетном периоде опыта опытные группы коров получали рационы согласно схеме опыта.
Теоретические предпосылки осахаривания малоценного растительного сырья
Солома представляет собой сложный в биологическом и химическом отношении комплекс, состоящий в основном на 90% из органических веществ. Большую часть органического вещества соломы /60-70%/ составляют углеводы - целлюлоза, гемицеллюлоза, уроно-вые кислоты и другие безазотистые вещества. Гемицеллюлоза составляет от 15 до 40% сухого вещества соломы. Для соломы злаковых культур характерно высокое содержание уроновых кислот /За-ботина, Горяев, 1962; Бондарев, 1978/.
Содержание отдельных компонентов гемицеллюлозы зависит от стадии развития растительных тканей. Относительное содержание пентозанов в стеблях отнолетних растений ячменя, овса, гороха, бобов, ржи, тростника с возрастом непрерывно увеличивается. Абсолютное количество гемицеллюлозов возрастает в процессе развития стебля до молочной спелости, после чего содержание их постоянно уменьшается к концу вегетации. Уменьшение содержания геми-целлюлоз в стебле совпадает с постепенным накоплением сухого вещества в колосе. В стеблях озимой ржи к концу вегетации абсолютное количество гемицеллюлоз, целлюлозы и лигнина уменьшается. У яровых, наоборот, содержание этих компонентов увеличивается в течение всего вегетационного периода.
Благодаря наличию в макромолекулах гемицеллюлоз структурных элементов и функциональных групп, они способны вступать со многими реагентами в химические реакции, одной из которых является гидролиз. /Винд, 1975; fmtoesv-аЄЄ , 1977/.
Под гидролизом растительного сырья и их тканей понимают процесс взаимодействия полисахаридов с водой с образованием простых Сахаров, другие компоненты растительной ткани при этом также претерпевают значительные изменения.
Наибольший интерес представляют условия гидролиза целлюлозы и гемицеллюлоз, как основных компонентов клеточных стенок растений»
Полисахариды растительной ткани гидролизуются с различной скоростью, причем скорости могут различаться в десятки и сотни раз. Разница в степени гидролиза различных полисахаридов объясняется различной длиной цепи молекулы, ее разветвленностью, содержанием карбоксильных, ацетильных и метоксильных групп, пространственным расположением и "запакованностью" компонентов микромолекул, а также степенью кристаличности /аморфности/ структуры целлюлозы. С учетом этого, полисахариды растительной ткани можно разделить на легко /ЛТП/ - и трудно /ТШ/ - гидролизуемые.
К первой группе относится большая часть гемицеллюлоз: крахмал, камеди и незначительная часть целлюлозы, ко второй - целлюлоза и некоторая часть гемицеллюлоз. Целлюлоза более устойчива к гидролизу, чем гемицеллюлоза. Степень полимеризации гемицеллюлоз значительно ниже, чем целлюлозы и составляет в среднем 100-200. Легкогидролизуемыми являются те гемицеллюлозы, которые находятся либо отдельно от целлюлозы, либо в аморфной ее части. .Аморфные части целлюлозы гидролизуются также легко, как и основная масса гемицеллюлоз. Теоретический уровень "осахаривания" того или иного вида сырья регламентируется содержанием в них легкогидролизуемых полисахаридов /пентозанов/ и применяемыми параметрами обработки. В сельскохозяйственных отходах они составляют 18,1 - 37,7$. /Науменко, Эрнст с соавт., 1980/.
Использование осахаренной соломы в рационах лактирующих коров как источника объемистого корма
В связи с тем, что в литературе недостаточно освещены вопросы использования осахаренной соломы в рационах лактирущих коров, как источника объемистого корма, нами была предпринята попытка изучить эффективность скармливания осахаренной соломы дойным коровам. С этой целью были проведены два научно-хозяйственных опыта в зимне-стойловый период 1979 1980гг. и І980-І98ІГГ. Для проведения опыта по методу аналогов было подобрано по 30 лактирущих коров для каждого опыта. При постановке на опыт животные имели следующие показатели / табл.19/.
4.1.2. Кормление коров в период проведения опыта
Средние рационы кормления подопытных животных в учетном периоде обоих научно-хозяйственных опытов приведены в таблице20,
В рационах животных всех групп содержалось примерно одинаковое; количество питательных веществ, за исключением сахара и клетчатки /опыт 1979 1980гг./. Коровы П группы сахара потребляли на 269 г, или 19,8$ больше;-, чем их аналоги из Г группы. В связи с этим- сахаропротеиновое; отношение составило 0,88, в то время как в I группе: оно равнялось 0,74. За счет включения осахаренной соломы в рацион, коровы Ш группы получали на 493г /36,2$/ сахара больше;, чем в I группе, что позволило повысить сахаропротеиновое; отношение; до 1.01.
При использовании обработанной соломы в рационах коров П группы содержание клетчатки увеличилось на 0,52 кг по сравнению с контрольной группой.
Замена 50$. силоса по сухому веществу в рационе коров Ш группы осахаренной соломой способствовала увеличению количества клетчатки до 3,49 кг, или на 43$ к контролю.
Во П группе подопытных коров замена 100$ сена по сухому веществу обработанной соломой привела к незначительному снижению содержания; каротина. Оно было на 68 мг меньше, чем в контрольной группе. Использование осахаренной соломы в рационе коров Ш группы уменьшило содержание каротина почти в 2 раза по сравнению с I группой.
В опыте, проводимом в стойловый период І980-І98ІГГ., рационы животных всех опытных групп также были сбалансированы по всем питательным веществам, за исключением сахара. Во П группе его было на 97, а в Ш- на 289 г больше, чем в контрольной группе. Поэтому и сахаро-протеиновое отношение в этих группах было выше. Содержание клетчатки в опытных группах в обоих опытах находилось в пределах рекомендуемых норм /Сорокина, 1979; Венедиктов,1983/. Для балансирования рационов животных П и Ш опытных групп в обоих научно-хозяйственных опытах по содержанию каротина, коровам проводилась инъекция витамина "А".
