Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СИЛОСОВАНИЯ ТРАВ БИОЛОГИЧЕСКИМ КОНСЕРВАНТОМ "ФЕРБАК-СИЛ Б-1"

Изобретение относится к области биотехнологии и сельскому хозяйству, а именно к разработке биологического консерванта с добавлением ферментного препарата для силосования свежескошенных и провяленных трав с целью получения кормов повышенной биологической ценности.

Решение задач по дальнейшему увеличению производства животноводческой продукции требует, прежде всего, обеспечение сельскохозяйственных животных достаточным количеством высококачественных кормов. При этом снижение себестоимости и повышение рентабельности являются основными факторами успешного функционирования этой отрасли.

Основным сырьем для производства растительного белка и обменной энергии при заготовке кормов, особенно для жвачных животных, являются многолетние бобовые и бобово-злаковые травы. Установлено, что у данных видов трав максимальный сбор переваримых питательных веществ и высокое качество зеленой массы по содержанию сырого протеина (18-22%), биологически активных веществ, высокая энергетическая питательность (10,5-10,8 МДж ОЭ в 1 кг сухого вещества), обеспечивается при скашивании растений в фазе бутонизации или ее начале. Однако в эти фазы вегетации бобовые травы представляют собой трудноконсервируемое сырье. И, как правило, высокое содержание белка и легкосбраживаемых углеводов не позволяет заготовить доброкачественный силос (Победнов Ю.А. Как приготовить качественный силос из трав // Кормопроизводство. 2013. №4. С. 35-37).

В связи с этим широкое распространение при силосовании на практике получили различные химические консерванты и силосные закваски, принципиальное назначение которых состоит в том, чтобы обеспечить подавляющее превосходство молочнокислого брожения.

Известен способ силосования провяленных многолетних трав с применением препарата Биотроф, в состав которого входит штамм бактерий Lactobacillus plantarum 60 ВНИИСХМ 78 Д. Указанный штамм эффективен для силосования различных трав, в том числе козлятника, ежи сборной и смеси люцерны с злаковыми, в результате чего получается силос высокого качества (Пат. 2168909 Российская Федерация, A23K 3/02, опубл. 20.06.2001).

Недостатком данного способа является то, что биологические препараты на основе осмотолерантных молочно-кислых бактерий не обеспечивают глубокий гидролиз сложных труднопереваримых углеводов, которые в результате ферментативной обработки могут восполнить дефицит легкосбраживаемых сахаров для питания молочно-кислых бактерий и образования достаточного количества молочной кислоты - консерванта силоса.

Известен способ силосования провяленных многолетних трав с применением ферментного препарата «Феркон» (ООО ПО «Сиббиофарм»), созданной на основе комплекса гидролитических и лиазных ферментов: целлюлазы, ксиланазы. В результате образования достаточного количества сахара появляются благоприятные условия для развития молочно-кислых бактерий (Анисимов А.А. Эффективность технологии силосования люцерны с новым биологическим препаратом «Феркон» // Ваш сельский консультант. 2006. №4. С. 28-30).

Недостатком данного способа является то, что препарат, содержащий только ферменты, рассчитан на наличие в силосуемой растительной массе в достаточном количестве естественных эпифитных молочно-кислых бактерий, способных производить оптимальное количество молочной кислоты для устранения масляно-кислого и гнилостного брожения. Кроме того, биологический консервант «Феркон» довольно дорогостоящий, в среднем 75-100 руб./т.

Известен биологический консервант «Сил-Олл» (Alltech), содержащий молочно-кислые бактерии (Lactococcus faecium, Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus salivarius) и набор ферментов (целлюлаза, гемицеллюлаза, пентоназа, амилаза). Использование биоконсерванта при заготовке силоса ведет к увеличению (сохранности) питательных веществ, а именно: сухого вещества на 15,1%, обменной энергии на 32,3%, сырого протеина на 47,9% и безатисто-экстрактивных веществ на 27,6%. Что касается содержания сырой клетчатки, то она снижается на 16,48% (Пристач Н.В., Цой А.А. Эффективность применения биологической добавки Сил-Олл при заготовке силоса // Научный журнал «Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета». 2007. №6. С. 73-78).

Однако силос, заготовленный с использованием биопрепарата «Сил-Олл» имеет высокую себестоимость. Например, затраты на приобретение консерванта «Сил-Олл» составляют 40-50 руб./т силосуемой массы.

Известен биологический консервант «Силос Фидтек F18» (ЗАО «ДеЛаваль») (прототип) для заготовки злаковых и бобовых культур, состоящий из 2 видов молочно-кислых бактерий (Pediococcus acidilactici, Lactobacillus plantarum) и фермента (cellulose-xylanase). При введении данного препарата в злаково-бобовую смесь трав, сохранилось: сырого протеина, обменной энергии и сахара от их содержания в исходной зеленой массе, соответственно, больше на 11,1; 2,5; 1,8%, чем в силосе при спонтанном подкислении (Михалев В.В. Влияние биоконсервантов на сохранность питательных веществ в силосе // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2012. №4. С. 3-8).

Однако затраты на приобретение указанного биологического консерванта составляют в среднем 110 руб./т, что повышает стоимость готового продукта.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в разработке способа силосования провяленных бобовых и бобово-злаковых трав с использованием нового, дешевого биологического консерванта с ферментным препаратом «Фербак-Сил Б-1», расширяющий отечественный импортозамещающий ассортимент имеющихся препаратов и в тоже время обеспечивающий высокую биологическую ценность, продуктивное действие силоса.

Технический результат заявленного изобретения состоит в создании способа силосования трав с биологическим консервантом «Фербак-Сил Б-1», который повышает эффективность молочно-кислого брожения, разрушает компоненты клетчатки, при этом достаточно обеспечивает молочно-кислые бактерии питательной средой - сахарами, образующиеся в результате ферментного отщепления их от растительной клетчатки.

Результат достигается тем, что силосование бобовых и бобово-злаковых трав, предусматривает провяливание скошенных растений и внесение в провяленную зеленую массу биологического консерванта «Фербак-Сил Б-1» состоящего из молочно-кислых бактерий штамма - Lactobacillus plantaram 52, Lactobacillus lactis, Lactobacillus buchneri, пропионово-кислых - Propionibacterium frendeureichii 11 и ферментного препарата «Биоксил».

Для реализации заявленного решения были проведены серии лабораторных опытов по изучению эффективности способа силосования провяленных бобовых, бобово-злаковых трав с добавлением нового биологического консерванта «Фербак-Сил Б-1» в сравнении с другими известными препаратами на базе ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии, а также научно-производственный эксперимент в условиях ООО «Хаерби» Лаишевского района Республики Татарстан.

Сырьем для лабораторных исследований служила зеленая масса люцерны, смеси люцерны с кострецом безостым, выращенная на опытных полях отдела кормопроизводства ГНУ ТатНИИСХ Россельхозакадемии в Лаишевском районе Республики Татарстан.

В лабораторных условиях силос закладывали в бутыли с притертой резиновой пробкой емкостью 1 л в соответствии с «Методическими рекомендациями» и хранили в затемненном помещении при температуре +8-18°С (Методические рекомендации по изучению в лабораторных условиях консервирующих свойств химических препаратов, используемых при силосовании кормов / М.Т. Таранов, В.Л. Владимиров, П.А. Науменко и др. - Дубровицы, 1983. 25 с.). По истечении 2,5 месяцев с момента закладки опытов бутыли были вскрыты и подвергнуты полному химическому анализу кормов, согласно общепринятым зоотехническим методикам (Петухова, Е.А. Зоотехнический анализ кормов: 2-е издание, дополненное и переработанное. М.: Агропромиздат, 1989. 239 с). Также в исследуемых силосах определены структурные углеводы на хромотографе La Chrom компании Hitachi (Воробьева С.В. Методические рекомендации по использованию нейтрально - и кислотно-детергентной клетчатки в кормлении сельскохозяйственных животных и методам их определения в зоотехническом анализе. Дубровицы, 2002. 30 с.). Микробиологический анализ кормов проводили согласно методикам, описанным Е.З. Теппером (Теппер Е.З. Практикум по микробиологии / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева. М.: Колос, 1993. 175 с.).

Силосование в производственных условиях осуществлялось следующим образом: скашивали зеленую массу из смеси люцерны с кострецом безостым, провяливали, подбирали, измельчали, закладывали в бетонированные траншеи, добавляли консервант, трамбовали, герметизировали полиэтиленовой пленкой и сверху укрывали соломой, толщиной 40-50 см.

Доза внесения консерванта «Фербак-Сил Б-1» составляет 1 л препарата на 15 т силосуемой массы растений.

Пример 1. Консервирующий эффект «Фербак-Сила Б-1» проверяли при силосовании зеленой массы люцерны, скошенной в фазе полной бутонизации в сравнении другими известными препаратами.

Органолептическая оценка силосов приготовленных из данной массы, показала, что все образцы экспериментального силоса обладали ярко выраженным запахом квашеных фруктов и овощей без признаков затхлости, желто-зеленым цветом, без плесени. Структура стеблей и листьев сохранена, консистенция не мажущаяся.

Содержание питательных веществ в силосах из люцерны с применением различных консервантов представлено в таблице 1.

Полученные данные свидетельствуют о том, что препарат «Фербак-Сил Б-1» при силосовании люцерны влажностью 70% по содержанию питательных веществ превосходит контрольный вариант, а также другие биологические консерванты и находится на уровне химического консерванта «АИВ 2000 Плюс». Так, содержание сырого протеина в опытном образце силоса с применением биологического консерванта с ферментным препаратом «Фербак Сил Б-1» увеличилось на 3,9%, по сравнению с контролем.

Концентрация сырой клетчатки была ниже во всех исследуемых образцах, чем в контроле. Снижение этого показателя в силосе с консервантом «Фербак Сил Б-1» составило 4,2% (р<0,05), чем в контрольной пробе без добавления консерванта.

Данная аналогия сохраняется и по отношении нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), которая в целом является индикатором качества (переваримости и питательности) кормов растительного происхождения. Наибольшее снижение этого показателя установлено в опытном образце силоса с «Фербак Сил Б-1» и составило 12,7% (р<0,05) по сравнению с контролем.

Одним из важнейших показателей оценки качества силоса является показатель активной кислотности - рН. Как видно из таблицы 2, в силосе, заложенном с «Фербак Сил Б-1», концентрация рН составила 4,23%, что ниже по сравнению с контролем, «Биотроф» и «Силос Фидтек F18», соответственно на 13,6; 14,4 и 7,8%, однако незначительно уступает химическому консерванту - на 2,9%.

Анализ данных по содержанию аммиака в силосах показал, что при внесении различных консервантов наблюдается тенденция к ее снижению по сравнению с контрольным образцом. Наибольшое снижение обнаружено в силосе с добавлением «Фербак Сил Б-1» на 6,1% и «АИВ 2000 Плюс» - 15,1%.

В общем количестве органических кислот (молочной, уксусной, масляной) в нескольких образцах, в том числе в контроле выявлено наличие масляной кислоты, который является одним из основных показателей недоброкачественности заготовленных силосов. Наивысший уровень его установлен в контрольном силосе и составил 4,2%. Также выявили масляную кислоту при применении биологических консерванта «Биотроф». При добавлении «АИВ 2000 Плюс» и «Фербак-Сил Б-1» наличие масляной кислоты не обнаружено.

Таким образом, сравнительный анализ применения различных консервантов по химическому составу и питательности исследуемых силосов из люцерны показал, что наименьшие потери питательных веществ и улучшение ферментации установлено в силосе с применением опытного образца биологического консерванта «Фербак Сил Б-1», а также химического «АИВ 2000 Плюс».

Результаты микробиологических исследований, силосов с использованием различных консервантов, представлены в таблице 3.

Как видно из микробиологических анализов, при внесении биологических консервантов отмечалось закономерное возрастание общей численности молочно-кислых бактерий. Так, если в контрольном образце их количество равно 9,81⋅10⁶ КОЕ/г, то при добавлении «Фербак-Сил Б-1» они возросли выше в 4 раза. Наименьшее количество молочно-кислых бактерий установлено в силосе с химическим консервантом «АИВ 2000 Плюс».

В отношении аммонифицирующих бактерий установлена обратная динамика. Наибольшее снижение при введении консервантов выявлено в силосе с биологическим препаратом «Биотроф» в 15 раз, чем в контроле.

Численность аэробных гетеротрофов в контрольном образце силоса без внесения консерванта была выше в 2,7 раза, по сравнению с опытным образцом с препаратом «Фербак-Сил Б-1».

В исследуемых пробах обнаружено небольшое количество микроскопических грибов и дрожжей. Так, наивысший их уровень установлен в контрольном образце, соответственно 0,01 и 0,10⋅10⁶ КОЕ/г.

Пример 2. Изучение действия «Фербак-Сил Б-1» на зеленой массе из смеси люцерны с кострецом безостым в соотношении 60:40%.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что по уровню обменной энергии все силоса из люцерно-кострецовой смеси с применением консервантов превосходили контрольный образец без введения препарата (таблица 4).

Химический консервант «АИВ 2000 Плюс» и биологический консервант «Фербак Сил Б-1» способствовали максимальному сохранению сырого протеина. Так, в данных образцах превышение этого показателя составило соответственно 8,1 и 4,9%.

По количеству сырой клетчатки при введении консервантов в зеленую массу наблюдается тенденция к снижению по сравнению с контрольным образцом. В опытном образце с «Фербак Сил-1» данный показатель достиг наименьшего уровня и был ниже на 16,4% (р<0,05), чем в контроле.

Данная зависимость сохраняется и по уровню нейтрально-детергентной клетчатки. Так, снижение НДК в опытном образце достигает 18,9%, по сравнению с контролем.

Как видно из таблицы 5, уровень рН в силосах из люцерны с кострецом безостым при добавлении консервантов снижается. Данная тенденция наблюдается и по количеству аммиака. Наиболее желательный уровень по данным показателям установлен в силосах с биологическими консервантами с добавлением ферментных препаратов «Фербак-Сил Б-1» и «Силос Фидтек F18».

По содержанию и соотношению органических кислот силоса отвечали требованиям 1 и 2 класса (ОСТ 10202-97). В образцах силоса без консерванта, с «Биотроф» и «Силос Фидтек F18», было обнаружено наличие масляной кислоты (от 4,82 до 0,26%).

Следовательно, силосование люцерно-кострецовой смеси с добавлением препарата «Фербак-Сил Б-1» оказало положительное влияние на общую питательность силосов. Он способствовал более полному расщеплению клетчатки на 16,4%, сохранению сырого протеина и суммы сахаров соответственно на 4,9; 81% при оптимальном уровне рН и соотношении органических кислот, по сравнению с контрольным образцом без введения консерванта.

Пример 3. Производственная проверка способа силосования с консервантом «Фербак-Сил Б-1» проведена в условиях ООО «Хаерби» Лаишевского района при закладке зеленой массы из люцерно-кострецовой смеси, скошенная в фазе полной бутонизации люцерны и выхода в трубку костреца безостого.

Для закладки силоса использовались бетонированные траншеи объемом 300 т. Свежескошенная трава подвергалась провяливанию для установления сухого вещества на уровне 30-35%. Далее производили подбор, измельчение длиной 10-15 см и транспортировку провяленной зеленой массы до места закладки и хранения силоса. При загрузке ее в траншеи, с помощью комплекта оборудования ОВК-400 с рамой и креплением, послойно вносили консервант «Фербак-Сил Б-1» из расчета 1 л на 15 т силосуемой массы. Непосредственно перед применением из препарата готовили рабочий раствор при разведении 1:50 л воды. Опрыскивание производили после равномерного распределения зеленой массы по траншее слоями не более 40 см. Перед каждым опрыскиванием рабочий раствор тщательно перемешивали. Трамбующий трактор во время опрыскивания удаляли за пределы траншеи. После заполнения траншеи силосуемую массу люцерны и костреца безостого сверху накрывали полиэтиленовой пленкой и слоем соломы толщиной 30-40 см. Продолжительность закладки составила 3 дня.

Результаты питательности силосов, заготовленных в условиях научно-производственного эксперимента, приведены в таблице 6.

Согласно данным таблицы 6 в опытном образце силоса с использованием препарата «Фербак-Сил Б-1» установлено повышение ОЭ на 5,8%, переваримого протеина - 9,8, сырого жира - 22,2, сахара - 26,3%, при одновременном снижении сырой клетчатки и НДК, соответственно на 11,7 и 11,8%, чем в контроле. Также в опытном силосе наблюдается повышение уровня молочной кислоты на 9,6% по сравнению с контролем. В пробе силоса без внесения консерванта выявлено наличие масляной кислоты в количестве 2,2% от общей массы кислот.

Сравнительный анализ средней рыночной стоимости различных консервантов на 1 т силосуемой массы представлен в таблице 7.

Как видно из таблицы 7, одним из дополнительных преимуществ силосования провяленных бобовых и бобово-злаковых трав с предлагаемым новым биологическим консервантом «Фербак-Сил Б-1» является то, что его стоимость в 42 раза ниже по сравнению с химическим консервантом и в 13,5 раз с ближайшим аналогом и установлена на уровне биологических консервантов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Анисимов А.А. Эффективность технологии силосования люцерны с новым биологическим препаратом «Феркон» / А.А. Анисимов // Ваш сельский консультант. - 2006. - №4 - С. 28-30.

2. Воробьева C.B. Методические рекомендации по использованию нейтрально - и кислотно-детергентной клетчатки в кормлении сельскохозяйственных животных и методам их определения в зоотехническом анализе. - Дубровицы, 2002. - 30 с.

3. Методические рекомендации по изучению в лабораторных условиях консервирующих свойств химических препаратов, используемых при силосовании кормов / М.Т. Таранов, В.Л. Владимиров, П.А. Науменко и др. - Дубровицы, 1983. - 25 с.

4. Михалев В.В. Влияние биоконсервантов на сохранность питательных веществ в силосе / В.В. Михалев, И.Д. Арнаутовский, В.Н. Кондратьев // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2012. - №4. - С. 3-8.

5. Пат. 2168909 Российская Федерация, A23K 3/02, Штамм бактерий Lactobacillus plantarum для силосования кормов / Грудинина Т.Н. и др.; заявитель и патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Биотроф». - №2000110409/13; заявл. 14.04.2000; опубл. 20.06.2001.

6. Петухова, Е.А. Зоотехнический анализ кормов: 2-е издание, дополненное и переработанное / Е.А. Петухова, Р.Ф. Бессарабова, Л.Д. Халенева. - М.: Агропромиздат, 1989. - 239 с.

7. Победнов Ю.А. Как приготовить качественный силос из трав / Ю.А. Победнов // Кормопроизводство. - 2013. - №4. - С. 35-37.

8. Пристач Н.В., Цой А.А. Эффективность применения биологической добавки Сил-Олл при заготовке силоса / Н.В. Пристач, А.А. Цой // Научный журнал «Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета». - 2007. - №6. - С. 73-78.

9. Теппер Е.З. Практикум по микробиологии / Е.З. Теппер, В.К. Шильникова, Г.И. Переверзева. - М.: Колос, 1993. - 175 с.