КРИТЕРИИ ВЫБОРА БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНСЕРВАНТА
Статья опубликована в журнале “Белорусское сельское хозяйство”, №3 (263) март 2024. © Все права защищены.
Врач ветеринарной медицины, начальник консультационного отдела ООО "Биоком”, ДМИТРИЙ ВОЛОШИН Врач ветеринарной медицины, консультант по работе с клиентами ООО “Биоком”, ВИКТОР ДУБИНИЧ
Доля объемистых кормов в структуре рационов КРС превышает 50 %. Объемистые корма обеспечивают не только питательность рационов, но и физиологически правильное функционирование всех отделов ЖКТ – от рубца до толстого кишечника. В последние годы в профессиональных кругах все чаще говорится не просто об обеспеченности объемистыми кормами в принципе, но в первую очередь об их качественных показателях.
Чтобы представлять потребности современной коровы, обратите внимание на современную генетику голштинизированных стад. В погоне за увеличением объёма производства молока, формируя высокопродуктивный генетический потенциал коровы, человек закрепил достаточно серьёзные изменения в ряде физиологических процессов КРС. На фоне резко возросшей продуктивности, такие животные, естественно, стали более требовательны как к условиям содержания, так и к кормлению. Мы стремимся получать максимально высокие надои, но при этом объем дневного рациона остался практически на неизменном уровне. Значит, кормосмесь должна иметь более высокое содержание обменной энергии, протеина, микро- и макроэлементов витаминов и пр. При составлении высокоэнергетического рациона необходимо также учесть его влияние на микрофлору рубца, причем не только на общее количество микроорганизмов, но и на их состав – соотношение видов бактерий, простейших, анаэробных грибов и др. Ферментная система пищеварительного тракта коровы, зачастую не способна полноценно ферментировать ряд компонентов корма. Это связано, с одной стороны, с недоступностью некоторых питательных веществ, с другой – с недостаточным для полноценного переваривания корма количеством ферментов рубцовой микрофлоры и продуцируемых собственных пищеварительных ферментов. Как следствие, по ряду необходимых для животного веществ возникает дефицит. Чтобы нивелировать этот момент, нужна специальная подготовка ряда компонентов рациона, направленная на восполнение лактирующими животными питательных веществ, затраченных на производство молока. В частности, речь идет о высокопродуктивных животных, с суточным удоем 40-50 кг и более.
Заготовка объёмистых кормов – от посева до уборки и последующего длительного хранения – одно из самых сложных мероприятий. В ходе выращивания кормовых трав и кукурузы, а также в процессе их заготовки возникает множество критических точек, сопряженных с высокими рисками. Вырастить и сохранить урожай, не потеряв питательной ценности, с минимальными финансовыми затратами – целое искусство. Оно требуют не только чёткого выполнения технологических регламентов, но и глубоких знаний специалистов, гибкого принятия решений руководителем в различных внештатных ситуациях.
Переменная погода во время кормозаготовки, растянутые сроки уборки и закладки траншей зачастую становятся лимитирующими факторами для получения качественных кормов с высокими показателями питательности и обменной энергии. Применение консервантов позволяет обеспечить стабильность биохимических и микробиологических процессов, протекающих при заготовке кормов. Но какие процессы происходят в ферментируемой массе и как ими управлять, чтобы максимально сохранить питательные свойства фуража?
Первый шаг на пути получения качественного корма с высокими показателями питательности – подбор кормовых культур и сортов. В зависимости от количества сахаров и необходимого сахарного минимума все культуры разделяют на легкосилосующиеся, трудносилосующиеся и несилосующиеся. Также отметим, что крахмал из различных злаковых растений усваивается в разном процентном соотношении. Это объясняется отличием химической и физической структуры гранул крахмала. Например, крахмал кукурузы в меньшей степени подвержен ферментации в рубце, чем крахмал зерновых колосовых культур, что связано с определённой устойчивостью крахмальной цепи к бактериальной амилазе.
Шаг второй – определение оптимальных сроков уборки культур на силос и сенаж, соблюдение времени закладки траншей. Так, рекомендуемая влажность кукурузы при которой происходит минимальная потеря питательных веществ, а процесс силосования протекает достаточно быстро и эффективно, – 65-70 %. Определить влажность можно с помощью влагомера либо визуальным методом – по расположению молочной линии, указывающей на содержание крахмала в зерне. И хотя этот признак не является надежным индикатором точной общей влажности растения, замечено, что, если молочная линия находится на 1/2–2/3 ниже верхушки ядра, общее содержание влаги в растении будет около 60-70 % (рис.1).
Именно при влажности 65-70 % возможна максимально эффективная трамбовка, а рекомендованная расчетная плотность для кукурузного силоса – 800-850 кг/м3, при этом следует контролировать температуру массы – она не должна превышать 35-37 °C.
Консервация влажного корма происходит за счет течения биохимических и микробиологических процессов. В результате в ферментируемой массе накапливаются диоксид углерода, антибиотические вещества и органические кислоты, приводящие к снижению рН. Их наличие при отсутствии доступа атмосферного кислорода обеспечивает длительное хранение консервируемых кормов практически без потери питательности.
Количественный и видовой состав микрофлоры, находящейся в силосуемой массе, зависит от места произрастания растений, типа почв, климатических условий и т.п. По данным Всесоюзного института животноводства, изначально молочнокислых бактерий на выращиваемых культурах больше, чем маслянокислых, примерно в 8 раз. Но в дальнейшем это соотношение может меняться в зависимости от условий заготовки и консервации (уровня рН, наличия кислорода и пр.) (табл. 1).
| Микроорганизмы | рН |
|---|---|
| Группа кишечной палочки | 5,0 |
| Маслянокислые бактерии | 4,5 |
| Гнилостные | 4,4 |
| Молочнокислые кокки | 3,5 |
| Молочнокислые палочки | 3,0 |
| Дрожжи | 3,0 |
| Плесени | 1,0 |
Этапы ферментации
При трамбовке в зеленой массе наступает фаза смешанного брожения, когда происходит развитие различных групп микроорганизмов. Со временем уровень кислорода в силосуемой массе снижается за счет поглощения его клетками растений и микрофлорой. В результате создаются анаэробные условия, в которых включаются в работу молочнокислые бактерии, что знаменует начало фазы молочнокислого брожения. Чтобы консервируемые корма максимально сохранили питательность, эти фазы должны пройти как можно быстрее. Следовательно, необходимо скорректировать видовой состав бактерий в сторону увеличение продуцентов молочной кислоты, что позволит максимально снизить количество нежелательных микроорганизмов. Этого можно добиться, увеличив высоту среза растений. Как правило, бактерии и споры грибов присутствуют на нижней части растений, попадая на них вместе с испарениями и частицами почвы. Этой же цели служат рекомендации, касающиеся контроля чистоты техники на трамбовке. Эти меры позволят уменьшить не только количество нежелательных микроорганизмов (в том числе условно-патогенных), но и зольность будущего корма, которая влияет на буферную способность силосуемой массы.
Сократить фазу смешанного брожения можно за счет быстрого заполнения траншеи и качественной трамбовки. А дальше чем больше молочнокислых бактерий одномоментно включится в процессы ферментации, тем быстрее стабилизируется корм. И тут ведущее место в микроценозе должны занять бактерии, входящие в состав биологических консервантов. Внесение бактериальных препаратов позволяет значительно повысить общий полезный микробный фон, ускорить снижение рН и снизить активность нежелательной микрофлоры не только путем изменения бактериального пейзажа, но и активно колонизируя питательный субстрат.
Третья фаза силосования связана с накоплением органических кислот в таких количествах, которые прекратят развитие даже самих молочнокислых бактерий. В таком случае содержание молочной кислоты достигнет 65-75 %, уксусной – до 25-35 %, а масляная кислота и вовсе не образуется. По окончании этой стадии силосуемая масса становится стабильной в отношении физико-химических показателей и микробного пейзажа, до тех пор, пока не произойдет разгерметизация траншеи и проникновение атмосферного кислорода и влаги. Потери качества корма в невскрытой траншее, консервированной сухим биологическим консервантом, при хранении в течение 2-3 лет не превышают 3-5 %.
Применение консервантов = управление процессами ферментации
Компания “Биоком” производит биологический консервант, позволяющий гарантированно получать высококачественный корм, а также за счет введения в продукт ряда дополнительных пробиотических микроорганизмов помогающий сохранить его качество не только в процессе хранения, но даже после вскрытия траншеи. Работа с консервантами в компании была начата почти четверть века назад, в начале 2000-х. На тот момент на рынке Беларуси было не боле пяти продуктов, причем исключительно зарубежного производства, и всего один официальный дистрибьютор – ООО “Биоком”. Сегодня предложение консервантов на рынке, как биологических, так и химических, очень обширное (табл. 2).
| Показатель | Консерванты | |
|---|---|---|
| Биологический | Химический | |
| Состав | Бактерии-продуценты кислот и ферментов | Органические кислоты |
| Влажность силосуемой массы , % | 65-70 | 55-75 |
| Дозирование | Безвредны в широком диапазоне доз | Высокоточное |
| Коррозия оборудования | Нет | Да |
| Негативное воздействие на персонал | Нет | Требует СИЗ, возможны химические ожоги |
| Увеличение количества полезных микроорганизмов | Да | Нет |
| Корректировка микробного фона | Да | Нет |
В 2023 году с консервантом “ЛактоГрас FS” было заложено более 700 тыс. т высококачественных объемистых кормов, в том числе и в передовых хозяйствах страны.
Выбирая биологический консервант, следует обратить внимание на такие критерии, как:
- •форма выпуска;
- •количество бактерий;
- •виды микроорганизмов.
Бактериальные культуры для консервации представлены в жидком или сухом виде. Жидкие биологические консерванты представляют собой культуральную жидкость в которой находятся бактерии. С одной стороны, это весьма эффективная субстанция с высоким содержанием полезных микроорганизмов, находящихся в активном состоянии. С другой – такой вид имеет ряд недостатков: довольно большой объем тары, требовательность к температурному режиму как во время хранения, так и в период применения, короткие сроки хранения (не более 6 месяцев). Образующийся осадок может стать причиной засорения форсунок и, как следствие, привести к неравномерному внесению консерванта в силосуемую массу. Кроме того, жидкая питательная среда консерванта может отличным субстратом не только для полезной, но и для нежелательной микрофлоры (кишечной палочки, сальмонеллы, дрожжей или плесневых грибов). Это может произойти в том случае, если при производстве консерванта была нарушена стерильность либо до внесения консерванта была вскрыта или повреждена тара.
Сухие биологические консерванты содержат лиофильно высушенные микроорганизмы, которые лишены всех перечисленных отрицательных моментов: при сравнимой концентрации микроорганизмов занимают значительно меньший объем, нетребовательны к температуре хранения, в неповрежденной упаковке способны сохранять свою активность в течение двух лет, не образуют осадка, однако для активации бактерий некоторые сухие биологические консерванты необходимо растворить в воде за полчаса до внесения. Среди положительных моментов – возможность комбинирования различных видов штаммов бактерий в одном консерванте.
Перейдем к количеству колониеобразующих единиц (КОЕ) в продукте. Для эффективного процесса силосования общее количество микроорганизмов не должно быть ниже 1·1011 КОЕ в 1 грамме консерванта, что в конечном итоге, обеспечивает концентрацию бактерий не менее 1·105, или 100 000 КОЕ, в грамме свежего фуража при внесении 1 грамма на тонну заготавливаемой массы. В противном случае место полезной для силосования микрофлоры займут нежелательные и даже вредные микроорганизмы, что необратимо снизит качественные показатели корма. С другой стороны, применение концентрации бактерий свыше 1·1011 КОЕ на грамм фуража не только не имеет экономического смысла и приводит к удорожанию продукта, но также чрезмерная продукция кислот микроорганизмами может послужить одним из пусковых моментов развития ацидоза рубца.
И самый важный момент, на который стоит обратить внимание при выборе консерванта, – штаммы бактерий – чистая культура микроорганизмов одного вида, у которой изучены культуральные, морфологические, ферментативные и другие свойства. При разработке биологических консервантов важным критерием является скорость образования колоний и продукции органических кислот, а также других компонентов, препятствующих росту нежелательных микроорганизмов.
Кроме того, разные штаммы одного и того же вида по ряду свойств отличаются друг от друга. Например, для создания “ЛактоГрас FS” из семейства лактобактерий были выделены специальные штаммы видов Pediococcus pentosaceus и Lactobacillus plantarum, обладающие высокой антагонистической активностью в отношении нежелательных грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. За короткое время они продуцируют такое количество молочной кислоты, которое позволяет максимально быстро снизить рН силосуемой зеленой массы до оптимального уровня – 4,2 ед. Применение иных видов и штаммов даже одного и того же рода может привести едва ли не к противоположному результату.
Так, существуют лактобактерии, которые очень медленно переводят сахара в молочную кислоту, при этом они не препятствуют развитию продуцентов масляной кислоты. Применяемый нами штамм Lactobacillus buchneri подключается только в конце процесса ферментации, продуцируя уксусную кислоту, не допуская развития плесневых грибов и дрожжей и обеспечивая аэробную стабильность фуража. Включение пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii позволяет завершить процесс брожения активным синтезом пропионовой кислоты, которая предотвращает вторичное самосогревание кормовой массы даже на кормовом столе и защищает срез в открытой траншее от воздействия кислорода, проникшего при отборе консервированных объемистых кормов.
Перечисленные молочнокислые и пропионовокислые бактерии входят в состав биологического консерванта “ЛактоГрас FS”, обеспечивая стабильно высокое качество силоса и сенажа.