Химическое консервирование кормов

Сохраность кормов можно повысить создав неблагоприятные условия для жизнедеятельности микроорганзмов и предотвратив, тем самым, развитие микробиологических процессов применением химических средств. Для этого используются растворы неорганических (соляная, серная, фосфорная) и органических (пропионовая, бензойная, молочная, муравьиная и др.) кислот, а также соли пиросульфатаи би¬сульфата натрия, сернокислого натрия и других щелочей. Эти ксенобиохимические электролит¬ы в виде пробиотиков и ксено-биотиков наряду с обеспечением сохранности кормов, улучшают их питательную ценность. Пробиотики и ксенобиотии в цепи биологического синтеза – гидролиз – гликолиз – цикл Кребса – дыхание разрушают у микроорганизмов внутриклеточные (генетические) или внеклеточные (кинетические) ферментные системы или нарушают функции коферментов, препятствуя, тем самым, их энзимной активности.

Обычно к химической консервации прибегают при силосовани трудно-силосуемых культур таких, как бобовые, используя для создания в них необходимой буферной емкости децинормальные растворы кислоты вливанием в закладываемую массу для легкосилосуемых культур – 130 г/т, трудносилоуемых культур – 170 г/т действующего начала.

Широко применяемые для этих целей составы финского ученого Virtanen (1933) В ВИДЕ смеси AIV, состоящего из раствора глауберовой соли (7 г-экв) и уксусной кислоты, которые перед использованием разводят водой в соотношении 1 : 6 (1 л = 1 г-экв) и орошают ею закладывеаемую люцерну и клеверв дозе – 90 л/т, а зерновые в дозе – 65 л/т. Раствор академика А. А.Зубрилана «ААЗ», содержащий140 г глауберовой соли в 1 л соляной кислоты, разведенной 4,5 л воды, вносят бобовым растениям в дозе – 80–85 л/т, зерновым в дозе – 30–40 л/т. Широко используемая для химической консервации кормов смесь «Viher» состоит из смеси растворов 55 % формалина, 30 % уксусной кислоты и 15 % буферного раствора. Ими равномерно опрыскивают закладываемую на хранение уплотненную массу корма и плотно, герметически укрывают. Это позволяет сохранить качество и питательность любого корма на длительный срок. Их можно скармливать животным через два месяца после закладки и, вследствие исключения микробиологических процессов, в нем 3–4 раза больше сохраняется питательных веществ, чем при иных способах консервации

8.1 Силосование

Основным способом консервации зеленой массы на зимний период является силосование, позволяющее сохранить соки (питательные вещества) закладываемого сырья. Главным условием при этом является установление анаэробных условий, предотвращающих разложение питательных веществ закладываемого корма аэробными и, в первую очерердь, гнилостными микроорганизмами и наличие достаточного количества в сырье сахаров, обеспечивающих процессы молочно-кислого брожения. Образующаяся в результате этого брожения молочная кислота снижает кислотность кормовой массы и по достижении ее показателя рН равным 3,7–4,2 подавляются все микробиологические процессы в нем и она сохраняет свои питательные свойства длительный срок. В 1 т свежескошенной зеленной массы кукурузы насчитывается 170–250 тыс. молочно-кислых, 1–10 тыс. масляно-кислых, 13–42 млн. гнилостных бактерий и 140–500 тыс. дрожжей. В смешанных аэробно-анаэробных условиях развития микробиологических процессов в первые часы закладки корма на силосование в течение часа 1 г микробов ферментирует до 1200 г мочевины, а молочно-кислые бактерии вырабатывают молочную кислоту по массе в 2–3 раза превышающую их собственную массу. При этом скорость протекания микробиологических процессов в силосуемой массе зависит от внутренней температуры сырья:

- повышение температуры на 10 °С ускоряет течение биохимических реакций в 2-3 раза;

- при 40–50 °С разрушается структура и нарушаются функции многих ферментных систем;

- при температуре свыше 60 °С ферментативная активность сохраняется лишь у некоторыхтермофильных бактерий, к примеру ферменты bacilis subtilis сохраняют протеиназную и амилазную активность;

Методы заготовки	с дыханием клеток	с ферментацией	с соками	механические	всего
Высушивание	10–15	10–12	1–3	15–20	25–35
Силосование	3–5	2–4	0–1	1–4	15–32
Сенажирование	3–5	–	–	2–4	7–14

- повышение тепературы силосуемой массы вследствие нарушения технологии закладки свыше 80°С приводит к большим потерям питательных веществ вследствие их усиленного разложения или «сгорания» силоса.

По скорости и характеру микробиологических и биохимических процессов в заложенной массе в ходе силосования выделяют 4 этапа: 1-ый – аэробный, продолжительностью 3–5 суток; 2-ой – аэробно-анаэробный, продолжительностью 7–8 суток; 3-ий – анаэробный, продолжающийся до накопления молочной кислоты в силосуемой массе при рН равном 3,7–4,2; 4-ый – консервированно-аэробный, продолжающийся в течение срока вскрытия и выемки (скармливания) силоса. Закладываемую на силос зеленую массу скашивают в период наибольшего накопления питательных веществ до начала огрубления, каковыми для злаков является фаза колошения (кукуруза в фазе молочно-восковой спелости зерна, посолнечника в фазе выметания корзинок), для бобовых – бутонизации – начала цветения. Скошенную массу, измельчают и при плотной трамбовке послойно закладывают в траншеи и сверху герметически накрывают пленкой и другими материалами.

Кислород оставшегося между частями заложенного корма воздуха используется для дыхания растительных клеток в ходе так называемого «голодного обмена», продолжающегося после прекращается фотосинтеза. Это приводит к автолизу, т.е. окислительному распаду питательных веществ сырья. Замедление процессов анаболизма усиливает их катоболический распад ферментами самих кормов.

В процессе окислительно-востановительного метаболизма, когда атомы Н2 замещаются атомами О2 и наобарот до конечных продуктов в виде СО2 и Н2О, освобождающася при распаде гидролитических связей химическая энергия питательных веществ связывается макроэргическими связями (~Э) аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Нужно отметить, что при аэробном окислении выделяется больше энергии, чем при анаэробном, поэтому важно сокращения преода его протекания в силосуемой массе. При окислении сахаров образуется вода (из 1 кг глюкозы – 0,6 кг), которая тратится на гидролизные реакции, у которых при меньшей влажности процессы гидролиза превосходит процессы окисления, при большей влажности, наоборот, процессы окисления превосходит процессы гидролиза. Часть выделившейся энергии используется микроорганизмами, а основная часть ее превращается в тепловую энергию, повышающую температуру силосуемой массы. В процессе биологического окисления около 60 % энергии корма выводится с теплом и образовавшиеся при этом вода усиливает аэробное окисление, ухудшающее качество силоса. При этом в результате усиления уксусно-кислого брожения из двух молекул этилового спирта (658,8 ккал) образуется две молекулы уксусной кислоты (416,6 ккал) с потерей 242,2 ккал (37 %) энергии. Следовательно, количество этилового спирта и уксусной кислоты в силосе, являются индикаторами снижения качества силоса: в качественном силосе суммарное количество уксусной кислоты и уксусной плюс масляной кислот недолжны превышать более 1/3 части (30 %) количества молочной кислоты. Продукты гнилостного распада в силосе с кислотностью выше рН больше 4,5 с аммиаком дезаминированныхаминокислот наряду с высокомолекулярными жирными кислотами образуют уксусную (С2) или молочную и пропионовую (С3) кислоты, участвующие в образовании масляной кислоты, придающий ему неприятный запах прогорклого масла, снижая качество. Поэтому наличие вышеуказанных низкомолекулярных кислот говорит о начале гнилостных процессов в силосе. В раскрытом силосе наряду с ними начинают развиваться и плесеневые грибки. Эпитафная микрофлора растений, не могущая проникнуть через эпидермис растений и питавшаяся ее внешними соками, после скашивания и повреждения целостности растений получает доступ к ее питательным веществам и в результате анаэробной ферментации вырабатывает из сахара этиловый и бутиловый спирты, ацетон, муравьиную, уксусную, молочную, пропионовую, масляную и янтарную кислоты, СО2, Н2, СН4 и т. д. Под влиянием молочно-кислых бактерий из этого ряда в силосуемой массе происходит гомо- и гетеро- ферментное молочно-кислое брожение:

- при гомоферментном брожений глюкоза превращается в молочную кислоту С6Н1206 → 2С3Н6Оэ, в результате которого из 1 г/моль сахара с энергией 686 ккал/моль образуется 2 г/моль молочной кислоты с энергией 326,5 ккал/моль или суммарно 653 ккал при потере 686–653 равно 33 ккал или 5 % энергии корма;

- при гетероферментном брожениипомимо молочной кислоты образуется уксусная кислота, этиловый спирт, водород, метан, углекислый газ, два ацетила разных эфиров и другие вещества, в результате чего масса заложенного сырья снижается на – 22 %, а энергия на – 16 %, т.е. по сравнению с гомоферментным брожением масса заложенного сырья снижается в 3,2 раза больше.

При спиртовом брожении, на которое указывает образование спирта в силосуемой массе, теряется около 4 % энергии сырья. При масляно-кислом брожении, имеющем место при некачественном силосовании, из-за разложения 1 г/моль глюкозы (180 г) более чем наполовину (92 г или 51 %) теряется 156 ккал или 22,6 % энергии корма и, продукты гниения белков придают силосу неприятный запах прогорклого масла и снижают его вкусовые качества. Для предотвращения масляно-кислого брожения кислотность силосуемой массы в сжатые сроки должна быть снижена до рН равного 4,7. Для заготовки качественного силоса необходимо строго соблюдать технологию и сроки закладки силосуемой массы и сократить период «голодного обмена» растений путем ускоренного наступления анаэробных условий за счет ускоренного развития молочно-кислого брожения, на что влияет количество сахара в заложенной массе. При нарушении технологии силосования и развитии аэробных термохимических реакций окисления из-за повышения температуры силосуемой массы резко снижаются его качественные показатели: С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2 + 2822 кДж Интенсивность развития молочно-кислых бактерий и скорость накопления молочной кислоты до количества, снижающего кислотность силосуемой массы до необходимого уровня рН равным 3,7–4,2 зависит от наличия сахара. Наименьшее количество сахара, необходимое для обеспечения такого молочно-кислого брожения, называется сахарным минимумом (СМ). Его расчитывают путем умножения массы корма на количество 0,1 н. раствора молочной кислоты (Р, мл), затраченного на доведение кислотности оцениваемого корма до рН равного 4,2 и на коэффициент молочной кислоты (О):

СМ = К х Р х 100 / О, % Вследствие затрат сахара сырья в начальном этапе силосования наряду с молочно-кислым брожением протекают и другие виды брожения на которые тратится около 60 % сахара сырья и поученный результат умножется на поправочный коэффициент 1,7:100 / 60 = 1,7. По показателю сахарного минимума корма делятся на три группы:

1 Легкосилосуемые корма (кукуруза, подсольничник), у которых фактическое количество сахара превышает необходимый сахарный минимум;

2 Трудносилосуемые корма (бобовые), у которых фактическое количество равно необходимому сахарному минимуму;

3 Несилосуемые корма (солома\. тостник), у которых фактическое количество сахара меньше необходимого сахарного минимума.

Помимо количества сахара интенсивность и направленность процессов брожения в силосуемой массе зависит от буферной емкости сырья, определяемого количеством протеина и его фракций, минеральными солями. О направленности этих процессов можно судить, помимо молочной кислоты, по удельному весу естественного метаболита рубцового метаболизма пропионовой кислоты, который в качественном силосе должен составлть 8–10 % от общей массы летучих жирных кислот (ЛЖК). Технологии силосования. Для закладки на силос кукурузу скашивают в период восковой спелости зерна в початках, а подсолнечник – в период выметания корзинок и измельчают: при влажности зелной массы 65–70 % – до 2–3 см, при влажности 70–75 % – до 4–5 см. Измельченную массу укладывают при тщательной трамбовке в заранее подготовленную и выровненную со всех сторон траншею на всю ее длину и ширину слоем менее 1 м.

Мелко измельченная масса корма более плотно трамбуется, но с нее больше выжимается соков, с которыми выделяются питательные вещества и, в том числе, протеин, что снижает буферную емкость закладываемой массы. В результате снижается общая питательность силоса и повышается ее кислотность, ухудшаются вкус и запах. Для снижения негативного влияния повышенной влажности на качество силоса целесообразно закладывать влажное сырье в смеси с менее влажными компонентами.

Расчет соотношения количества компонентов для смеси с оптимальной влажностью можно произвести «методом квадрата»: для обеспечения влажности 70 % к кукурузе влажностью 80 % добовляют солому влажностью15 %. Для расчета количества соломы составляют следующий квадрат: 80% 55 15% 10

Отсюда следует, что на 55 (70 – 15 = 55) частей массы зеленой кукурузы влажностью 80 % (80 – 70 = 10) нужно добавить 10 частей массы соломы. Сначала на дно траншеи стелют 1,5–2 м не измельченной саломы, затем в процессе трамбования подкладывают измельченную солому слоем в 7–10 см для лучшей изоляции не доводя до стенок траншеи 0,5 м между слоями кукурузы в 15–20 см. Сверху траншеи укладывают тщательно утрамбованную зеленую массу толщиной 50–70 см.

Более сухую массу для закладки на силос увлажняют следующим способом:каждую тонну закладываемой массы влажностью 55 % обливают – 0,5 т воды, влажностью 50 % – 0,7 т воды, влажностью 45% – 0,8 т воды, содержащей 1–2 кг поваренной соли плюс 1,5–2 кг глауберовой соли плюс 3–4 кг карбамида плюс 2–3 кг диаммонийфосфата начиная с меньших доз раствора в нижних и средних слоях и увеличивая его количество в верхних слоях. Питательную и биологическую ценность силоса можно повысить закладкой комбинированного силоса со следующим составом:

1 вариант – сахарная свекла (60 %) плюс морковь с листьями (14 %) + масса кукурузы (8 %) + люцерновая мука (10 %) + отходы зернобобовых (8%);

2 вариант – кормовая тыква (60 %) + кормовая морковь (14 %) плюс масса кукурузы (8 %) плюс бобовая травянная мука (10%) плюс зерно отходы (8 %);

3 вариант – кормовая тыква (45 %) + кормовая свекла (15 %) + кормовая морковь (10 %) + масса кукурузы (20 %) + бобовая травянная мука (10 %).

Приготовленный таким образом комбинированный силос с содержанием в 1 кг – 0,22-0,25 кормовых единицы, 20-22 г переваримого протеина, 20-30 мг каротина рекомендуют использовать для кормления молодняка скота, для свиней и птицы. Продолжительность созревания силоса из легкосилосуемых культур злаковых и их смесей составляет – 2–3 недели, а силоса из трудносилосуемой массы бобовых культур – 2–3 месяца. Питательность 1 кг силоса І-класса составляет – 0,18 кормовых единицы, ІІ-класса – 0,16 кормовых единицы, ІІІ-класса – 0,13 кормовых единицы. Не отвечающий требованиям III-класса силос считает внекласным (0,09 КЕ/кг) и перед скармливанием требует обязательной переработки. Нейтрализацию повышенной кислотности силоса производят обрабатывая его мелкими частицами дикорбоната натрия или его растворами аммиачной силитры, попутно обогащающей силосную массу азотом. Сильно кислый силос можно использовать для выращивания кормовых дрожжей.

8.2 Приготовление сенажа

Хорошо сохраняющая свои соки и питательность провяленная до состояния, так называемой «физиологической сухости», трава, которую можно рассматривать как переходный корм от грубого к сочному, по содержанию «сырой» клетчатки в сухом веществе (свыше 19 %) относящийся к грубому, но по физиологическим свойствам к сочному корму. С уменьшением влажности скошенной зеленной массы растений у них повышается осмотическое давление гидрофильных коллоидов и возрастает внутриклеточная водоудерживающая сила, составляющая при влажности: 68–70 % – 21–27 кгк/см2, 59–60 % – 31–37 кгк/см2, 55 % – 50–62 кгк/см2, 50–52 % – кгк/см2 и, тем самым, превышающая сосущую силу эпитафной микрофлоры растений. В анаэробных условиях и углекислотной среде водоудерживающая сила их превышает сосущую силу плесневых грибков в 220–295 кгк/см2. При соблюдении технологии и сроков заготовки сенажа получается прекрасный пресный корм с рН равным 5–5,5, хорошо сохранивший цвет, запах и питательные качества свежескошенной зеленой травы, который успешно заменяет грубое сено и кислый силос в зимнем кормлении скота. К тому же технология закладки на сенаж обеспечивает лучшую сохранность питательности зеленой массы по сравнению как с высушиванием на сено, так и силосованием растений

Вид корма	Влажность, %	рН	Органические кислоты, %	молочная	уксусная	масляная
Силос	65	4,2	4,9	47,8	52,2	-
Сенаж	46	5,3	2,7	89.5	10,5	-

Высушивание сена влажностью менее 17 %; вымачивание скошенной массы под дождем повышает потери в 1,5–2 раза. Уменьшение молочно-кислого брожения снижает расход сахара. Для закладки на сенаж зелень злаковых скашивают в период колошения, а бобовых – в период бутонизации-начале цветения при содержании в сухом веществе 17–19 % протеина, 20–24 % клетчатки,140–160 мг/кг каротина, в то время как при полном цветении содержание протеина снижается – до 13–15 %, каротина – до 115–120 мг/кг, а труднопереваримой клетчатки, наобарот, возрастает – до 26–28 %. С целью сокрашения срока высушивания и уменьшения, тем самым, потерь «голодного обмена» клеток в резльтате дыхания, зелень скашивают в 4–7 часов утра, когда поры их устиц открыты для испарения влаги. Для равномерного и быстрого высушивания стебелей и листьев растений можно осуществить их предварительное плющение. Провяленную в течении 3–8 часов скошенную зеленую массу до влажности 45–55 % измельчают до частиц размером в 2–3 см и при тщательной трамбовке до плотности 450–500 кг/м3 укладывают в траншею шириной 9–12 м и длиной в зависимости от потребности. Ежедневно укладываемый слой сенажа должен быть не менее 1 м толщиной и за 3–5 суток следует полностью заполнить траншею в 4 м высотой и накрыть сверху 50–80 см слоем плотно утрамбованной измельченной зеленной массой, полиэтиленовой пленкой, засыпав сверху 1 см непогащенной извести, опилками или влажным грунтом для лучшей изоляции. В окислительных реакциях периода «голодного обмена» с 1 т заложен-ной зеленой массы высвобождается 1–1,5 м3 СО2 , что сопровождается выделением тепла, которое стабилизация на уровне 37–38 °С.

Дальнейшее повышение температуры заложенной массы вследствие нарушений сроков и технологии закладки сенажа до 50 °С денатурирует белки, снижая качество протеина и переваримость питательных веществ сенажа: «сырого» протеина с 65–70 % до 45 %, БЭВ с 75–80 % до 40–50 %. В случае развития термофильного брожения температура поднимаеться до 85–90 °С усиливая «угар» питательных веществ и понижая кислотность среды. Влажность сырья регулирует не только температурный режим сенажирования, но и влияет на характер бродильных процессов уксусно-кислым брожением и накопление молочной и уксусной килот происходит примерно на равном уровне.

При влажности 46 % и меньшей кислотности среды (рН = 5,3) молочно-кислое брожение превалирует над уксусно-кислым и удельный вес молочной кислоты намного превышает массу уксусной кислоты. Массу заготовленного сенажа опредеяют по истечении двух недель путем умножения объема траншеи на массу 1 м3 сенажа, которая при 50 % влажности составляет у сенажа из бобовых трав – 450–550 кг, из бобово-злаковых смесей – 420–450 кг. В 1 кг сенажа из бобовых тарв І-класса содержаться – 0,32 кормовых единицы, ІІ-класса – 0,29 кормовых единицы, IІІ – класса – 0,25 кормовых единицы, а внекласного сенажа – 0,20 кормовых единицы и, в зависимости от вида разнотравья, 35–45 г переваримого протеина. Его можно скармливать взамен сена и силоса. В 1 кг люцерневого сенажа содержаться 0,35 кормовых единицы, 70 г переваримого протеина, 9 г кальция, 1,3 г фосфора, 40 мг каротина, а люцерно-овсяного сенажа – 0,32 кормовых единицы, 38 г переваримого протеина, 4 г кальция, 1,8 г фосфора, 30 мг каротина.

8.3 Оценка качества химически консервированных кормов

Качество химически консервированных кормов оценивают по соотношению образовавшихся в нем кислот, химическому составу с использованием следующих требований в соответствии с его классом

Показатель	I	II	III
из кукурузы	18	15	12
из подсолнечника	18	15	12
из многолетних трав	20	18	15
из бобовых трав	15	13	11
- из злавовых трав	11	11	9

Исследования показали, что все опытные образцы силоса, а также контрольный вариант с кукурузой имели запах квашеных овощей с фруктовым оттенком. Добавка при силосовании молочнокислой закваски улучшала цвет, запах и структуру силоса, делая их характерными для доброкачественного корма. Силосование козлятника и клевера лугового без консервантов привело к ухудшению органолептических показателей. Так, бурый цвет силоса, свидетельствовал о термогенезе при приготовлении силоса и указывал на возможность нежелательного развития микробиологических процессов, о чем свидетельствовал затхлый кислый запах. Это объясняется тем, что бобовые культуры имеют богатый белковый состав, при этом содержат недостаточное количество редуцируемых сахаров и по этой причине относятся к трудносилосуемым кормам.