Эффективность ферментно-бактериальной композиции при силосовании и сенажировании люцерны

УДК 636.085.7

Эффективность ферментно-бактериальной композиции при силосовании и сенажировании люцерны

Косолапова В. Г., доктор сельскохозяйственных наук

РГАУ‒МСХА им. К. А. Тимирязева

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д.49

E-mail: kormlenieskota@gmail.com

Клименко В. П. доктор сельскохозяйственных наук

ФНЦ « ВИК им. В. А. Вильямса»

141055, Россия, Московская обл., г. Лобня, Научный городок, корп. 1

E-mail: vniikormov@nm.ru

Юртаева К. Е.

РГАУ‒МСХА им. К. А. Тимирязева

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

E-mail: kormlenieskota@gmail.com

Для заготовки силоса и сенажа предпочтение необходимо отдавать многолетним бобовым травам, которые характеризуются высокой протеиновой и энергетической питательностью, особенно на ранних стадиях вегетации. Для получения качественного корма и снижения риска возникновения вторичной ферментации необходимо применять различные технологические приёмы в процессе консервирования. Наши исследования были направлены на оценку влияния экспериментальной ферментной мультисистемы в комплексе с консорциумом бактериальных культур на биохимические показатели и переваримость питательных веществ силоса и сенажа из люцерны. Для этого были организованы лабораторные, физиологические и производственные опыты по определению химического состава и биохимических показателей кормов, переваримости питательных веществ на валухах романовской породы. По результатам исследований установлено, что содержание питательных веществ в сенаже, заготовленном с ферментно-бактериальными препаратами, не имело достоверных различий с контрольным вариантом и находилось на уровне, соответствующем 1-му классу качества. При силосовании провяленной люцерны с добавлением ферментной мультисистемы в дозах 100 и 90 г/т содержание сырой клетчатки было ниже на 3,8‒5,3% при высоком содержании обменной энергии — 9,6 и 9,7 МДж соответственно. В физиологических опытах показано влияние применения препаратов на показатели переваримости питательных веществ. В исследованиях установлено, что при внесении ферментов в силосуемую массу повышается переваримость органического вещества корма на 4,8 абс.%, в том числе сырого протеина — на 5,4 абс.%, сырого жира — на 7,2, сырой клетчатки — на 8,4 абс.% по сравнению с вариантом, где корм консервировался с химическим консервантом AIV 3 plus. На основании данных о химическом составе и переваримости питательных веществ была рассчитана энергетическая питательность корма, которая в опытном варианте была выше контроля на 6,5% и составляла 9,8 МДж.

Ключевые слова: силос, сенаж, ферментная мультисистема, химический консервант, химический состав, переваримость питательных веществ, энергетическая питательность.

Основным компонентом в рационах крупного рогатого скота в нашей стране являются консервированные объёмистые корма в виде силоса и сенажа, от питательности которых напрямую зависит объём введения концентратов и кормовых добавок (премиксов), которые во многом влияют на стоимость рациона в целом. В связи с этим разработка и соблюдение технологий, обеспечивающих максимальную сохранность питательных веществ и энергии зелёной массы при заготовке силоса и сенажа, является необходимым условием повышения рентабельности молочного и мясного скотоводства (Косолапова, 2009; Косолапов, 1999; Клименко, 2012).

Для заготовки объёмистых кормов желательно использовать многолетние бобовые травы, характеризующиеся высокой протеиновой (19‒27% сырого протеина) и энергетической (10,7‒11,1 МДж обменной энергии) питательностью на ранних стадиях вегетации: начало бутонизации — для позднеспелых и бутонизация — для ранне- и среднеспелых сортов. Однако недостаточное количество легкосбраживаемых углеводов и высокая буферная ёмкость делают их трудносилосуемым или несилосуемым сырьём. Кроме того, высокий риск возникновения вторичной ферментации и аэробной порчи при выемке приводят к необходимости использования различных технологических приёмов для обеспечения сохранности корма. Для получения высококачественных кормов из такого сырья необходимо применять надёжные консерванты и эффективные технологии консервирования, позволяющие максимально сохранить питательную ценность исходной зелёной массы (Клименко, 2010; Победнов, 2010).

Наиболее надёжным способом консервирования трудно- и несилосующихся культур является использование при заготовке препаратов на основе органических кислот. Однако из-за высокой стоимости, негативного влияния на состояние техники и здоровье людей их применение крайне ограничено. В настоящее время в качестве альтернативы химическим консервантам предложены биологические препараты на основе бактериальных культур, состоящих преимущественно из осмотолерантных штаммов молочнокислых бактерий, а также комплексные ферментно-бактериальные препараты. Бактериальные препараты предназначены в первую очередь для силосования легкосилосующихся и некоторых видов трудносилосующихся трав. Однако при низком содержании сахара и высокой буферности сырья они не показывают надёжных результатов при консервировании. В настоящее время активно ведётся изучение и разработка комплексных биологических препаратов на основе ферментов, расщепляющих структурные углеводы растений, обеспечивая тем самым достаточный сахарный минимум, и осмотолерантных штаммов бактериальных культур, снижающих кислотность в массе до оптимального значения, исключающего возможность масляннокислого брожения при каждом конкретном содержании сухого вещества. На российском рынке они представлены импортными препаратами ведущих биотехнологических фирм «Лаллеманд», «Оллтек», «Шауман» и др. Однако их применение не всегда оправдано с экономической точки зрения, а их эффективность на высокопротеиновых многолетних бобовых травах требует более широкой апробации (Логутов, 2015; Победнов, 2012).

В нашей стране компанией НТЦ «Лекбиотех» в сотрудничестве с ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса» был разработан ферментный препарат «Феркон» для силосования люцерны и других бобовых трав. В исследованиях установлено, что применение «Феркона» особенно эффективно в смеси с бактериальным препаратом «Биосиб», так как позволяет снизить в 2‒3 раза дозу внесения дорогостоящего ферментного препарата (Косолапов, 2009). Однако на данный момент производство его прекращено и вопрос о разработке новых ферментных мультисистем, которые можно использовать в комплексе с бактериальными заквасками, остаётся актуальным.

Целью исследований являлось изучение влияния экспериментальной ферментной системы в комплексе с консорциумом бактериальных культур на биохимические показатели и переваримость питательных веществ силоса и сенажа из люцерны.

Методика исследований. Исследования были проведены на базе лаборатории консервирования и хранения кормов ФНЦ «ВИК им. В. Р. Вильямса». Объектом исследований являлась мультисистема на основе ферментов гидролитического и лиазного действия активностью не менее 1000 ед./г (далее — ФМ-1), которая использовалась в комплексе с бактериальными культурами, способными сбраживать сахара с пятью атомами углерода при консервировании подвяленной люцерны.

Для получения предварительных экспериментальных данных по консервирующему действию и оптимальной дозе (80, 90, 100 г/т) внесения ферментной мультисистемы в комплексе с бактериальными препаратами («Биосиб», «Силзак») были проведены лабораторные опыты по силосованию и сенажированию люцерны в соответствии с методическими рекомендациями «Проведение опытов по консервированию и хранению объёмистых кормов» (Бондарев, 2008). Определение переваримости питательных веществ проводили в физиологических опытах на валухах романовской породы в соответствии с существующими методиками (Григорьев, 1989).

Химический состав образцов корма и кала, биохимические показатели силоса и сенажа определяли согласно общепринятым методикам зоотехнического анализа кормов (Косолапов, 2014).

Результаты исследований. Для приготовления силоса и сенажа из люцерны растительная масса была провялена до содержания сухого вещества 31,8% и 44,1 ± 0,7% соответственно при сахаро-буферном отношении 0,8.

1. Биохимические показатели силоса и сенажа из люцерны, заготовленного без консервантов и с использованием ферментно-бактериальной композиции

Вариант Выделено газов брожения, л/кг сухого вещества Сухое вещество, % рН Содержание в сухом веществе силоса, %
аммиака кислот
молочной уксусной масляной
Сенажирование люцерны (2-й укос, фаза бутонизации)
Контроль (без добавок) 1,0 ± 0,10 43,7 ± 0,5 5,2 ± 0,03 0,279 ± 0,001 8,1 ± 0,1 1,7 ± 0,1 0
ФМ-1 (100 г/т) + «Биосиб» (80 мл/т) 2,0 ± 0,08* 42,5 ± 0,6 4,7 ± 0,03** 0,233 ± 0,002** 13,3 ± 0,4** 2,3 ± 0,3 0
ФМ-1 (90 г/т) + «Биосиб» (80 мл/т) 2,1 ± 0,10* 42,2 ± 0,4 4,7 ± 0,02** 0,231 ± 0,003** 13,8 ± 0,6** 2,2 ± 0,2 0
ФМ-1 (80 г/т) + «Биосиб» (80 мл/т) 2,3 ± 0,09** 42,0 ± 0,5 4,7 ± 0,01** 0,263 ± 0,001* 12,8 ± 0,7* 2,3 ± 0,4 0
Силосование люцерны (2-й укос, фаза бутонизации)
AIV 3 plus (5 л/т, контроль ) 1,7 ± 0,04 32,2 ± 0,1 4,2 ± 0,02 0,251 ± 0,004 18,7 ± 0,5 1,8 ± 0,4
ФМ-1 (100 г/т) + «Силзак» (70 мл/т) 2,8 ± 0,13* 31,7 ± 0,3 4,2 ± 0,04 0,234 ± 0,010 21,2 ± 1,2 2,7 ± 0,3 0
ФМ-1 (90 г/т) + «Силзак» (70 мл/т) 2,4 ± 0,12* 30,3 ± 1,3 4,3 ± 0,02 0,262 ± 0,026 21,7 ± 0,7* 2,6 ± 0,2 0
ФМ-1 (80 г/т) + «Силзак» (70 мл/т) 3,4 ± 0,23* 30,8 ± 0,3 4,2 ± 0,01 0,281 ± 0,004* 21,7 ± 0,7* 2,5 ± 0,2 0
Примечание: достоверность разности показана в сравнении с контролем*; разность достоверна при:

* — Р ≤ 0,05; ** — Р ≤ 0,01; *** — Р ≤ 0,001.

Как видно из данных, представленных в табл. 1, как сенаж, так и силос отличались довольно хорошими биохимическими показателями. При обеих технологиях консервирования корм достаточно подкислился. Так, при сенажировании рН составлял 4,6‒4,7, при силосовании — 4,2‒4,3. В тоже время при силосовании наибольшее снижение активной кислотности отмечалось при добавлении ферментов в дозе 90 и 100 г/т. На активность протекания в консервируемой массе микробиологических процессов также указывало достоверно более высокое выделение газов брожения в опытных вариантах. О благоприятных процессах консервирования свидетельствует отсутствие масляной кислоты и более высокое накопление молочной кислоты в опытных вариантах. Так, при сенажировании с применением ферментно-бактериальных композиций доля молочной кислоты была на 36,7‒51,2% больше, чем в контроле без добавок, при силосовании — на 13,4‒16,0%. В результате наших исследований установлено также, что содержание аммиака в корме наименьшим было при внесении 90 и 100 г/т ферментов в консервируемую массу. Содержание питательных веществ в сенаже, заготовленном с ферментно-бактериальными препаратами, не имело достоверных различий с контрольным вариантом и находилось на уровне, соответствующем 1-му классу качества. Однако при анализе сохранности питательных веществ в заготовленном силосе (табл. 2) была выявлена высокая сохранность протеина, которая несколько отличалась от аналогичного показателя в контрольном варианте, заготовленном с химическим консервантом. При добавлении ферментной мультисистемы из расчёта 100 г/т данный показатель был даже на 5% выше, чем в контроле. Также при добавлении исследуемой ферментной добавки в дозах 100 и 90 г/т содержание сырой клетчатки было ниже на 3,8‒5,3%, чем в контрольном варианте, что может свидетельствовать о частичном гидролизе структурной клетчатки. Энергетическая питательность силоса с добавлением исследуемой ферментной мультисистемы из расчёта 100 и 90 г/т благодаря более высокой сохранности протеина и невысокому содержанию сырой клетчатки находилась на одном уровне с контрольным вариантом и исходной зелёной массой и составляла 9,6 и 9,7 МДж соответственно.

Полученные в лабораторных экспериментах результаты нашли своё подтверждение в научно-хозяйственных опытах. Для заготовки силоса в полупроизводственных условиях была использована зелёная масса люцерны второго укоса, провяленная до 30,8% сухого вещества и сахаро-буферного отношениея 0,7, убранная в фазе конца бутонизации – начала цветения. Провяленную и измельчённую до нужного размера растительную массу закладывали в герметически укрываемые металлические баки цилиндрической формы по 180 кг каждый. Контрольный вариант консервировался с AIV 3 plus в количестве 5 л/т, опытный — с ФМ-1 (90 мг/т) + «Силзак» (70 мл/т).

2. Химический состав силоса с биопрепаратами и химическим консервантом из люцерны сорта Таисия

Вариант Содержание в сухом веществе, %
сырого протеина сырого жира сырой клетчатки БЭВ сахара
AIV 3 plus (5 л/т) 19,8 ± 0,3 5,5 ± 0,2 29,6 ± 0,8 35,0 ± 0,1 3,3 ± 0,02
ФМ-1 (90 мг/т) + «Силзак» (70 мл/т) 19,5 ± 0,5 5,5 ± 0,2 28,4 ± 0,2 36,1 ± 0,9 0,1 ± 0***
Примечание: достоверность разности показана в сравнении с исходной массой*; разность достоверна при: * — Р ≤ 0,05; ** — Р ≤ 0,01; *** — Р ≤ 0,001.

В процессе консервирования силос в контрольном и опытном вариантах достаточно подкислился: содержание молочной кислоты в варианте с АIV — 61,8% (рН — 4,3), с ферментной мультисистемой — 78,4% (рН — 4,3). При анализе химического состава корма установлено, что в опытном силосе отмечалось снижение содержания сырой клетчатки на 4,1% относительно контроля (табл. 2). Подобный результат связан с частичной деструкцией волокон целлюлозы за счёт целлюлаз ферментной мультисистемы. Содержание сырого протеина и сырого жира находилось на уровне контроля, что также положительно характеризует ферментную мультисистему. При оценке переваримости питательных веществ следует отметить, что при внесении ферментов в силосуемую массу повышалась переваримость органического вещества корма на 4,8 абс.%, в том числе сырого протеина — на 5,4 абс.%, сырого жира — на 7,2, сырой клетчатки — на 8,4 абс.% по сравнению с контролем. Следует отметить, что переваримость сухого вещества, сырого протеина, сырого жира и клетчатки имела достоверные различия с вариантом использования химического консерванта. На основании данных о химическом составе и переваримости питательных веществ была рассчитана энергетическая питательность корма, которая в опытном варианте была выше контроля на 6,5% и составляла 9,8 МДж (табл. 3).

3. Переваримость питательных веществ и энергетическая питательность силоса из люцерны

Варианты Переваримость, % Обменной энергии в 1 кг сухого вещества, МДж
сухого вещества органического вещества сырого протеина сырого жира сырой клетчатки БЭВ
AIV 3 plus (5 л/т, контроль) 59,6 ± 0,6 61,3 ± 0,6 72,0 ± 1,1 69,0 ± 2,2 47,7 ± 1,3 64,6 ± 1,6 9,2 ± 0,1
ФМ-1 (90 мг/т) + «Силзак» (70 мл/т) 64,8 ± 1,6* 66,1 ± 1,4* 77,4 ± 1,5 76,2 ± 1,5* 56,1 ± 2,0* 66,5 ± 1,2 9,8 ± 0,2
Примечание: достоверность разности показана в сравнении с исходной массой*; разность достоверна при: * — Р ≤ 0,05; ** — Р ≤ 0,01; *** — Р ≤ 0,001.

Заключение. Таким образом, установлено, что использование ферментно-бактериальных препаратов при сенажировании люцерны не оказывает достоверного влияния на химический состав и питательность корма. Внесение в силосуемую массу ферментной мультисистемы в дозах 90 и 100 г/т обеспечивает получение качественного корма, отвечающего требованиям стандарта 1-го класса с высокой энергетической ценностью. Силос, заготовленный с ферментной мультисистемой в количестве 90 г/т, превосходит силос с химическим консервантом по энергетической питательности и влиянию на переваримость питательных веществ, особенно сырой клетчатки.

Литература

  1. Косолапова В. Г. Совершенствование чёрно-пёстрого скота на основе улучшения кормопроизводства и оптимизации кормления в условиях Волго-Вятского региона России: автореф. дис. … док. c.-х. наук. — Дубровицы, 2009. — 29 с.
  2. Косолапов В. М. Кормление высокопродуктивных коров / В. М. Косолапов, В. Г. Косолапова // Современные проблемы и перспективы природопользования на торфяных почвах. — Киров, 1999. — С.142‒143.
  3. Клименко В. П. Научное обоснование и разработка эффективных способов повышения энергетической и протеиновой питательности силоса и сенажа из трав: автореф. дис. … док. c.-х. наук. — Дубровицы, 2012. — 36 с.
  4. Клименко В. П. Эффективный способ консервирования высокобелковых бобовых трав / В. П. Клименко // Адаптивное кормопроизводство. — 2010. — № 4. — С.44‒50.
  5. Победнов Ю. А. Основы и способы силосования трав / Ю. А. Победнов. — Санкт-Петербург, 2010. — 192 с.
  6. Логутов А. В. Эффективность биологических препаратов при консервировании многолетних трав: автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.02.08. — Москва, 2015. — 38 с.
  7. Силосование и сенажирование кормов: рекомендации / Ю. А. Победнов и др. — М.: Издательство РГАУ‒МСХА, 2012. — 22 с.
  8. Косолапов В. М. Приготовление силоса и сенажа с применением биологических препаратов «Биосиб» и «Феркон» / В. М. Косолапов, В. А. Бондарев, В. П. Клименко. — М: Угрешская типография, 2009. — 166 с.
  9. Проведение опытов по консервированию и хранению объёмистых кормов: методические рекомендации / В. А. Бондарев, В. М. Косолапов и др. — М.: ФГУ РЦСК, 2008. — 67 с.
  10. Методические рекомендации по оценке кормов на основе их переваримости / Н. Г. Григорьев, Н. П. Волков, А. И. Фицев и др. — М., 1989. — 44 с.
  11. Физико-химические методы анализа кормов / В. М. Косолапов, В. А. Чуйков, Х. К. Худякова. В. Г. Косолапова. — М.: Издательский дом «Типография Россельхозакадемии», 2014. — 344 с.

Effectiveness of enzyme-bacterial mixture when preparing silage and haylage from alfalfa

Kosolapova V. G., Dr. Agr. Sc.

Russian Timiryazev State Agrarian University

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49

E-mail: kormlenieskota@gmail.com

Klimenko V. P., Dr. Agr. Sc.

“VIK” n. a. V. R. Williams

141055, Russia, the Moscow region, Lobnya, Science Town, 1

E-mail: vniikormov@nm.ru

Yurtaeva K. E.

Russian Timiryazev State Agrarian University

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49E-mail: kormlenieskota@gmail.com

Perennial legume grasses are good for silage and haylage due to their high protein and energy contents, particularly at early vegetation stage. High-quality forage requires different conservation methods, preventing secondary fermentation. This experiment evaluated the effect of enzyme-bacterial mixture on biochemical parameters and nutrient digestibility of silage and haylage, made from alfalfa. Laboratory, physiological and farm-scale tests determined fodder chemical composition, biochemical characteristics and nutrient digestibility on the Romanov wether lambs. Experimental haylage had no significant difference in nutrient content with the control variant, meeting 1st grade quality level. Ensiling of air-dried alfalfa by 100 and 90 g/t of the mixture reduced amount of crude fiber by 3.8‒5.3% while exchange energy content reached 9.6 and 9.7 MJ, respectively. Physiological tests measured the influence of preparations on digestion parameters. Treatment of grass mass by enzymes improved organic matter digestibility by 4.8 %, crude protein —by 5.4 %, fat — by 7.2, fiber — by 8.4 %, compared to chemical preparation AIV 3 plus. Energy value of fodder was calculated on the base of chemical composition and nutrient digestibility. Experimental forage exceeded the control by 6.5% in this parameter, making up 9.8 MJ.

Keywords: silage, haylage, enzyme mixture, chemical conservant, composition, nutrient digestibility, energy value.

References

1. Kosolapova V. G. Sovershenstvovanie cherno-pestrogo skota na osnove uluchsheniya kormoproizvodstva i optimizatsii kormleniya v usloviyakh Volgo-Vyatskogo regiona Rossii: avtoref. dis. … dok. c.-kh. nauk. — Dubrovitsy, 2009. — 29 p.

2. Kosolapov V. M. Kormlenie vysokoproduktivnykh korov / V. M. Kosolapov, V. G. Kosolapova // Sovremennye problemy i perspektivy prirodopolzovaniya na torfyanykh pochvakh. — Kirov, 1999. — P.142‒143.

3. Klimenko V. P. Nauchnoe obosnovanie i razrabotka effektivnykh sposobov povysheniya energeticheskoy i proteinovoy pitatel’nosti silosa i senazha iz trav: avtoref. dis. … dok. c.-kh. nauk. — Dubrovitsy, 2012. — 36 p.

4. Klimenko V. P. Effektivnyy sposob konservirovaniya vysokobelkovykh bobovykh trav / V. P. Klimenko // Adaptivnoe kormoproizvodstvo. — 2010. — No. 4. — P.44‒50.

5. Pobednov Yu. A. Osnovy i sposoby silosovaniya trav / Yu. A. Pobednov. — St. Petersburg, 2010. — 192 p.

6. Logutov A. V. Effektivnost biologicheskikh preparatov pri konservirovanii mnogoletnikh trav: avtoref. dis. … kand. s.-kh. nauk: 06.02.08. — Moscow, 2015. — 38 p.

7. Silosovanie i senazhirovanie kormov: rekomendatsii / Yu. A. Pobednov et al. — Moscow: Izdatelstvo RGAU‒MSKhA, 2012. — 22 p.

8. Kosolapov V. M. Prigotovlenie silosa i senazha s primeneniem biologicheskikh preparatov “Biosib” i “Ferkon” / V. M. Kosolapov, V. A. Bondarev, V. P. Klimenko. — Moscow: Ugreshskaya tipografiya, 2009. — 166 p.

9. Provedenie opytov po konservirovaniyu i khraneniyu obemistykh kormov: metodicheskie rekomendatsii / V. A. Bondarev, V. M. Kosolapov et al. — Moscow: FGU RTsSK, 2008. — 67 p.

10. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke kormov na osnove ikh perevarimosti / N. G. Grigorev, N. P. Volkov, A. I. Fitsev et al. — Moscow, 1989. — 44 p.

11. Fiziko-khimicheskie metody analiza kormov / V. M. Kosolapov, V. A. Chuykov, Kh. K. Khudyakova. V. G. Kosolapova. — Moscow: Izdatelskiy dom “Tipografiya Rosselkhozakademii”, 2014. — 344 p.

Обсуждение закрыто.