Способ консервирования зеленых кормов

Способ консервирования зеленых кормов

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кормопроизводстве для консервирования зеленой массы кормовых культур при силосовании.

Цель изобретения - повышение сохранности питательных веществ и качества силоса за счет нового консерванта - алюмосиликата, скармливание консервированного силоса молодняку крупного рогатого скота увеличивает его продуктивность.

Для консервирования зеленой массы кукурузы использовали алюмосиликат - бентонит Южноскворцовского месторождения Оренбургской области, который вносили в растительную массу в расчете 0,75-1,75% на тонну корма.

Известны способы консервирования зеленой массы кукурузы, люцерны элементарной серой гипохлоритом натрия, бишофитом [1, 2, 3] и другими минеральными соединениями [4]. Недостатком этих способов является более высокая стоимость консервирующих средств в современных условиях рыночной экономики, когда необходимо изыскание новых, экологически безопасных, недорогих и удобных при применении. Очень важно их безвредность для обслуживающего персонала и животных, доступность для производства и оптимальное сохранение основных питательных веществ в заготовленном корме, значительное повышение его качества.

Наиболее близким к предложенному способу консервирования кукурузы является применение биоконсерванта литосил в смеси с цеолитом или сапонитом в соотношении 0,005-0,01:2,5-5 кг на тонну сырья [2]. Однако этот способ трудоемкий в техническом отношении и небезопасен для здоровья животных, когда используется гликозид-сапонин. При разработке способа консервирования зеленой массы кормов при силосовании использовали алюмосиликаты Южноскворцовского месторождения, которые являются уникальными по своим запасам (50 млн т) и по химическому составу. Они добываются экологически безопасным - открытым, наиболее дешевым способом и их химсостав, по данным комплексно-аналитической лаборатории ГНУ ВНИИМС, включает следующие оксиды и элементы: 62,6% SiO₂; 16,3% Al₂О₃; 2,17% Fe₂O₃; 1,5-2,0% CaO; 1,6-1,7% MgO; 1,32% К₂О; 0,6-0,7% Na₂O; 0,37 SO₃ и более 25 различных элементов, в том числе Со - 11 мг/кг; Мо - 0,43 мг/кг; Cu - 80 мг/кг; Zn - 73 мг/кг; Mn - 390 мг/кг; Pb - 0,8 мг/кг; As - 0,11 мг/кг; Se - 10 мг/кг. Вода в составе алюмосиликатов может быть как в виде молекул Н₂О (кристаллизационная), так и в виде ионов ОН^- и Н⁺ (конституционная). Используемый алюмосиликат - бентонит отличается от цеолитов своим сложным строением. Алюмосиликаты обладают высокой адсорбционной, ионно-обменной и каталитической активностью. Они доступны для использования в качестве консерванта каждому сельскохозяйственному предприятию, нетоксичны, не являются горючими, взрывоопасными веществами, легко транспортируются на любых транспортных средствах и хранятся в крафтмешках в сухих помещениях, не теряя своих полезных свойств в течение длительного времени.

Отметим, что после скашивания кормовых культур в них нарушается равновесие между синтезом и распадом протеина и углеводов в пользу последних. Гидролиз сырого протеина и углеводов растений до конечных продуктов (аммиак, СО₂ и вода) происходит под действием соответствующих ферментов, снижая питательность и качество заготавливаемого корма. Кроме того, закладываемая зеленая масса является хорошей питательной средой для различной микрофлоры (бактерии, грибки, плесени и др.), дополнительно разлагающей питательные вещества и витамины.

Для лучшего сохранения питательных веществ заготавливаемого корма необходимо создать условия, снижающие активность ферментов или разрушающие энзимы растительных клеток и микроорганизмов. Консервирование корма достигается также быстрым его подкислением, способствующим смещению рН до 3,8-4,2 в анаэробных условиях, при котором микробиологические и биохимические процессы подавляются за исключением некоторых кислотоустойчивых молочнокислых бактерий. При этом также происходят необратимые превращения белков и ферментов в денатурированное состояние. При использовании алюмосиликатов в качестве консервантов рН силосуемой массы достигает требуемой величины довольно быстро. Снижается не только распад сырого протеина, сахара, крахмала, но и процессы анаэробного дыхания и маслянокислого брожения.

Консервирование зеленой массы кукурузы проводили в два этапа. На первом этапе проводили лабораторный опыт по закладке силоса из зеленой массы кукурузы, убранной в фазе молочно-восковой спелости зерна, в трехлитровых банках.

Пример 1. Измельченную зеленую массу кукурузы закладывали на силос без консерванта.

Пример 2-5. В измельченную зеленую массу кукурузы добавляли в качестве консерванта алюмосиликат Южноскворцовского месторождения из расчета 0,75-1,75% по массе.

Пример 6. В измельченную зеленую массу кукурузы добавляли элементарную серу - 3 кг/т, то есть известное консервирующее средство.

Химический состав приготовленных силосов был изучен после 15- и 50-дневного их хранения. По органолептическим показателям (по запаху, структуре частиц корма) силоса не имели различий, а по результатам химического анализа лучшее качество было при добавлении алюмосиликата из расчета 1,5-1,75% на тонну зеленой массы. Использование указанных доз приводит к увеличению протеина, сахаров и БЭВ - от 1,3-12,2%, молочной кислоты на 5,8-8,1% и уксусной кислоты - на 5,6-8,9%, лучшей сохранности сухого вещества по сравнению с силосом без консерванта. При этом питательность изучаемых силосов составляла соответственно 0,28; 0,29; 0,29; 0,28 ЭКЕ (табл.1).

Таблица 1
Показатель	Без консерванта	Алюмосиликат - 1,5%	Алюмосиликат - 1,75%	Сера - 3%
контроль
срок хранения, дней
15	50	15	50	15	50	15	50
Сухое вещество	27,72	27,89	28,26	29,54	30,96	28,95	29,37	28,78
Жир	0,75	0,72	0,69	0,66	0,89	0,68	0,92	0,78
Протеин	1,99	2,29	2,03	2,57	2,24	2,47	2,57	2,67
Клетчатка	5,84	5,58	6,04	5,85	6,37	5,65	6,22	6,10
БЭВ	16,46	17,08	16,83	18,05	18,24	17,59	17,25	17,29
Сахар	0,46	0,46	1,32	0,76	1,86	0,74	0,45	0,50
Крахмал	3,20	2,80	2,63	2,24	4,90	2,54	4,18	2,67
Ca	0,14	0,15	0,13	0,14	0,13	0,12	0,12	0,20
Р	0,07	0,08	0,07	0,08	0,06	0,06	0,06	0,09
S	0,09	0,03	0,15	0,07	0,14	0,03	0,12	0,05
Молочная кислота	0,75	1,00	1,08	1,45	1,09	1,46	1,18	1,55
Уксусная кислота	0,56	0,50	0,30	0,64	0,33	0,57	0,21	0,60
Сумма кислот	1,31	1,50	1,38	2,09	1,42	2,03	1,39	2,15
рН	4,4	4,2	4,3	4,2	4,3	4,2	4,3	4,2

В разложении жира принимают участие ферменты липазы и липопротеинлипаза, которые ускоряют освобождение глицерина и жирных кислот. Распад липидов активизируется ионами Са⁺⁺, т.к. они положительно влияют на эти ферменты. В частичном разложении жира могут участвовать плесневые грибы. Кроме этого Са устраняет вредные действие других катионов (Н, K⁺, Na⁺, Mn⁺⁺, AI⁺⁺⁺). Антогонизм проявляется например, при увеличении концентрации водорода в растворе. Перечисленные и др. уже ионы являются, как бы, организаторами центров ряда ферментов, они входят в состав их простатических групп, а ионы Fe, Zn, Mn, AI, Cr, Ni и другие уже участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, входят в состав рибосом. Последние обеспечивают в клетках синтез белка. Белок рибосом отличается высоким содержанием азота. Все это указывает на положительную роль минеральных элементов алюмосиликатов в повышении протеина в процессе силосования. При этом следует отметить, что анаэробные бактерии в силосе (Clostridium Pasterianum) и сульфатредуцирующие бактерии используют энергию, получаемую при окислении моносахаридов для восстановления растворимых соединений азота и в дальнейшем синтеза белка по реакциям:

1) N₂+2H→HN=NH

2) 2NH+2H₂O=2NH₂OH, который принимает участие в синтезе аминокислот, а промежуточным продуктом является NH₃. Продукты распада углеводов (сахара, крахмал) пировиноградная, щавелевоуксная, 2-кетоглутаровая кислоты являются исходными соединениями для синтеза аминокислот и других мономеров, используемых для синтеза белка. Реакции активизируются ионами Mg²⁺ или Mn²⁺ или Со²⁺, причем Со действует сильнее, чем Mg²⁺. Одновременно происходит увеличение распада углеводов (сахаров, крахмал) в анаэробных условиях, одним из продуктов является уксусной ангидрид, при окислении которого образуется уксусная кислота. Часть уксусного ангидрида взаимодействует с клетчаткой, в результате образуется триацетилклетчатка и уксусная кислота.

Повышение содержания питательных веществ в опытных образцах силосов достигается за счет более быстрого смещения рН до 4,2, что способствует снижению гидролиза белковых веществ и углеводов.

Консервирующий эффект применяемых алюмосиликатов может быть достигнут:

1. Окислением серы и ее соединений, содержащихся в алюмосиликатах, тионовыми бактериями по схеме с образованием кислой среды:

2S+3O₂+2Н₂О→2H₂SO₄;

SNa₂S₂O₃+Н₂O+4O₂→2Na₂SO₄+H₂SO₄+4S;

2Na₂S₂O₃+1/2 O₂+Н₂O→Na₂S₄O₆+NaOH.

Тетратионаты могут в дальнейшем подвергаться окислению в серную кислоту: Na₂S₄O₆+5O₂+6Н⁺→Na₂SO₄+3H₂SO₄.

Тионовые бактерии, которые находятся на поверхности растений, окисляют серу и ее соединения с образованием сульфатов, тетратионатов. Последние в результате дальнейшего окисления дают серную кислоту, которая является хорошим консервантом.

Образующая H₂SO₄ может вступать в реакцию с нерастворимой окисью Al₂О₃ с содержанием ионов SO₄ ^2-, хорошо усвояемыми организмом:

Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3Н₂O или 2Al³⁺+3SO₄ ^2-.

Тионовые бактерии для синтеза углеводов используют CO₂ и бикарбонаты. Углеводы, органические кислоты, спирты подвергаются дегидрогенизации и водород переносится на сульфаты и тиосульфата.

2. Соединения фосфора, входящие в состав алюмосиликатов, не доступны растениям. Однако многие микроорганизмы, находящиеся в силосуемой массе, могут их переводить в растворимое состояние. К ним относятся бактерии, актиномицеты, грибы и другие, образовавшиеся при дыхании растительных клеток и гидролизе органического вещества с выделением CO₂ с последующим переходом в угольную кислоту (Н₂СО₃), которая быстро растворяет нерастворимый: Са₃(PO₄)₂+2CO₂+H₂O→2CaHPO₄+Са(НСО₃)₂ в растворимые формы фосфатов с кислыми консервирующими свойствами.

3. Чистый каолин (Al₂О₃·2SiO₂·2Н₂O) - составная часть алюмосиликатов, в результате биохимического процесса при силосовании его кремний переходит в SiO₂·Н₂O, а Al в Al(ОН)₃, который имеет амфотерный характер, не растворим в воде, но легко растворимый в органических кислотах, образует соль уксусной кислоты [Al(СН₃СОО)₃], полученную из Al(ОН)₃ и СН₃СООН.

4. В соке силоса имеются ионы Н⁺ и возможна реакция по схеме:

Al³⁺+6H⁺=2Al³⁺+2Н₂ и 2Al+8ОН^-=2Al(ОН)₄.

В водной среде ионы Al³⁺ непосредственно окружены 6 молекулами воды. Такой гидротированный ион несколько диссоцирован по схеме:

[Al(ОН)₂]₆↔[Al(ОН₂)₅OH]+Н константа его диссоциации равна 1·10^-5, то есть он является слабой кислотой, близкой по силе к уксусной.

В природных алюмосиликатах, содержащих AI³⁺, Fe³⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Na⁺, К⁺ и другие, могут быть добавочные (не связанные с Si⁴⁺) анионы: О^2-, ОН^-, SO₄ ^2-, СО₃ ^2-, Cl^-, F^-.

5. Водные растворы силикатов щелочных металлов вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию, например: Na₂SiO₃+H₂O→Na₂Si₂O₃+2NaOH; в кислой среде - SiO₃+Н₂O→HSiO₃+ОН^-;

Na₂SiO₃+2HCl→NaCl+H₂SiO₃ (кремневая кислота обладает большой адсорбционной способностью и называется силикагель и относится к слабым электролитам).

Гидратные формы SiO₂ представляют слабые, очень мало растворимые кислоты - ортокремневая (SiO₂·2Н₂O), метакремневая (SiO₂·Н₂O) и др.

На втором этапе эксперимента силос кукурузный закладывали в хозяйственных условиях одновременно в двух траншеях по 50 т: в первой - по традиционной технологии и во второй - в зеленую массу добавляли алюмосиликат в дозе 1,50% от массы. Кормовое достоинство заготовленных силосов испытано в научно-хозяйственном и физиологическом опытах на двух группах бычков казахской белоголовой породы, выращиваемых на мясо.

Вместе с тем, доза алюмосиликатов при консервировании зеленой массы кукурузы 1,50% обуславливает лучшую обеспеченность рациона подопытных животных при выращивании на мясо основными питательными веществами, каротином, макро- и микроэлементами, что подтверждается экспериментальными данными.

Научно-хозяйственный опыт продолжался 230 дней, в том числе основной период опыта - 200 суток. Бычки контрольной группы получали в составе основного рациона (ОР) кукурузный силос без консерванта, а опытной - кукурузный силос, обогащенный алюмосиликатом в дозе 1,50%. Скармливание силоса, консервированного с использованием алюмосиликатов, положительно повлияло на прирост живой массы, абсолютных и среднесуточных привесов подопытных бычков (табл.2).

Таблица 2
Показатель	Группа
контрольная	опытная
Количество животных	10	10
Продолжительность опыта, сут	200	200
Живая масса, кг:
в начале опыта, 9 мес	239,0±0,96	237,9±1,01
в конце опыта, 15,5 мес	419,5±1,21	430,8±2,23
Прирост живой массы:
абсолютный, кг	180,5±0,79	192,9±1,71
среднесуточный, г	912±3,39	974±7,52
% к контролю	100	106,80

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что у животных, получавших силос с консервантом, среднесуточный прирост оказался выше на 6,80%, а абсолютный - соответственно на 6,87% по сравнению с контролем. За период научно-хозяйственного опыта на единицу прироста бычков контрольной группы израсходовано 8,77 ЭКЕ и переваримого протеина 825 г, а опытной группы - соответственно 8,73 и 793 г, или ниже 3,88%.

Результаты физиологических исследований свидетельствуют о том, что бычки опытной группы имели более высокие показатели переваримости кормов, обмена энергии, азота и минеральных веществ рационов (табл.3-5).

Таблица 3
Показатель	Группа
контрольная	опытная
Сухое вещество	61,83±1,04	65,91±0,95
Органическое вещество	64,02±1,03	67,95±1,10
Сырой протеин	62,26±0,89	65,75±0,95
Сырой жир	65,83±0,99	70,05±0,98
Сырая клетчатка	51,83±1,04	55,51±0,90
БЭВ	68,15±0,97	72,29±0,96

Таблица 4
Показатель	Группа
контрольная	опытная
Энергия: валовая	135,98±0,72	143,92±1,22
переваримая	86,92±0,95	97,65±1,42
обменная	68,64±0,78	77,10±1,31
в т.ч. на поддержание жизни	42,20	42,98
энергия сверхподдержания	26,44±0,89	34,12±1,03
энергия прироста	15,73±0,67	17,07±0,72
коэффициент переваримости энергии, %	63,92	67,85

Таблица 5
Показатель	Группа	Азот	Кальций	Фосфор
Отложено на 1 голову, г	контрольная	26,24±0,71	22,65±0,41	14,32±0,24
опытная	28,20±1,22	24,53±0,48	15,12±0,27
% использования от принятого	контрольная	16,48	45,43	37,86
опытная	16,96	49,33	39,99

Клинические и гематологические показатели бычков сравниваемых групп находились в пределах физиологических норм.

Таким образом, консервирование зеленой массы злаковых культур алюмосиликатами Южноскворцовского месторождения Оренбургской области в дозе 1,50% на тонну обеспечивает более высокую сохранность питательных веществ и позволяет получить силос значительно лучшего качества, а скармливание такого корма увеличивает продуктивность бычков при выращивании на мясо и улучшает качество говядины.

Источники информации

1. А.С. №1099937 от 11.03.1984 г.

2. А.С. №1658436 от 27.07.1989 г.

3. Патент RU №2195840 C2 от 12.07.2000 г.

4. Евстратов А.И. и др. Влияние минеральных добавок при заготовке объемистых кормов // Перспективные направления в производстве и использовании комбикормов и балансирующих добавок. Материалы III научно-практической конференции. Дубровицы. - 2003. - С.103-105.

Способ консервирования зеленых кормов, включающий внесение консерванта в силосуемую массу, отличающийся тем, что в качестве зеленого корма используют кукурузу, а в качестве консерванта - алюмосиликат - бентонит Южноскворцовского месторождения Оренбургской области, который вносят из расчета 15,0-17,5 кг на тонну корма, химический состав которого включает следующие оксиды и элементы, %: 62,6 SiO₂; 16,3 Al₂O₃; 2,17 Fe₂O₃; 1,5-2,0 CaO; 1,6-1,7 MgO; 1,32 K₂O; 0,6-0,7 Na₂O; 0,37 SO₃ и более 25 различных элементов, в том числе, мг/кг: Со 11; Мо 0,43; Cu 80; Zn 73; Mn 390; Pb 0,8; As 0,11; Se 10.