загрузка...
 
Приготовление силоса
Повернутись до змісту

Приготовление силоса

Консервирование корма путем силосования основывается на естественном молочнокислом брожении. Силосуемый материал закладывается на хранение в полной влажности (силос) или после непродолжительного провяливания (сенаж). Чтобы уменьшить потери при сбраживании, необходима быстрая закладка массы с прикатыванием. Образованные вследствие брожения кислоты вызывают увеличение концентрации водородных ионов и тем самым — снижение значения pH (табл. 9).

Таблица 9

Критическое значение pH в зависимости от содержания сухого вещества в силосуемой массе

Сухое вещество, %

Требуемое значение pH для надежного хранения

15

4,10

20

4,20

25

4,35

30

4,45

35

4,60

40

4,75

45

4,85

50

5,00

 

Когда концентрация водородных ионов превышает критическую величину, в установившихся анаэробных условиях не происходит дальнейших количественных и качественных изменений. Такой силос способен храниться долгое время.

Л. Физиологические процессы в растениях во время силосования

После скашивания зеленого корма в растениях некоторое время продолжают протекать процессы ассимиляции, диссимиляции и переноса питательных веществ, интенсивность которых зависит от ряда факторов. Процессы расщепления, осуществляемые растительными ферментами, тем активнее, чем выше температура массы, содержание сахара (особенно глюкозы и фруктозы) и воды, а также чем сильнее приток кислорода. С увеличением потерь воды при провяливании и снижением pH после закладки силосуемой массы активность растительных ферментов, которые расщепляют питательные вещества, падает. При концентрации сухого вещества на уровне 35% резко снижается дыхательная активность клеток, которая полностью прекращается при концентрации СВ свыше 40%. В процессе дыхания растительные прсггеазы разлагают протеины до пептидов и аминокислот. Это увеличивает концентрацию водорастворимых азотосодержащих соединений до 70% от общего содержания азота. При недостаточном провяливании наблюдаются ощутимые потери протеина с выделяющимся соком растений. В отличие от других растительных ферментов протеазы активны еще и в анаэробной среде. Однако при значении pH ниже 4,3 их действие также прекращается.

Предпосылки для биологического брожения

Желаемый процесс при силосовании — это молочнокислое брожение. При этом легкоферментируемые углеводы сбраживаются молочнокислыми бактериями (лактобактериями) до молочной кислоты. Эти бактерии сохраняют свою полную активность в анаэробных условиях. Они также переносят небольшое количество кислорода. Первоначальное содержание воды в силосуемой массе сохраняется, если содержание СВ при закладке составляет 25%. Величина потерь питательных веществ зависит от вида корма, условий закладки на хранение, течения процесса силосования, а также от согревания консервированного корма после вскрытия силосного сооружения.

Молочнокислые бактерии продуцируют консервирующую молочную кислоту при небольших потерях питательных веществ. В процессе брожения принимает участие большое количество различных видов молочнокислых бактерий (Leuconostoc, Laktobacillus, Pediococcus, Streptococcus и др.). По типу воздействия на гексозы молочнокислые бактерии делятся на гомо- ферментативные и гетероферментативные. Гомоферментативные бактерии разлагают гексозы исключительно до молочной кислоты, в то время как при разложении пентоз образуется еще дополнительно и уксусная кислота: 1 моль глюкозы —» 2 моля молочной кислоты;

1 моль фруктозы 2 моля молочной кислоты;

1 моль пентозы —> 1 моль молочной кислоты + 1 моль уксусной кислоты.

Гетероферментативные бактерии наряду с молочной кислотой образуют еще и другие продукты брожения (уксусную, масляную и валериановую кислоты; диоксид углерода, метан, этанол и др.). Чем меньше доля побочных продуктов, тем ниже потери энергии при брожении:

1 моль глюкозы —» 1 моль молочной кислоты + 1 моль этанола + 1 моль диоксида углерода;

3 моля фруктозы 1 моль молочной кислоты + 2 моля маннита + 1 моль уксусной кислоты + 1 моль диоксида углерода;

моль пентозы —» 1 моль молочной кислоты + 1 моль уксусной кислоты.

Содержащиеся в растениях сахароза и полисахариды должны быть расщеплены растительными и микробными ферментами до моносахаридов, прежде чем смогут преобразовываться дальше. Чистого молочнокислого брожения не существует. Если содержание молочной кислоты достигает 75% от общей массы кислот брожения, то считается, что процесс протекает оптимально. Состав кислот существенно обуславливает качество силоса. Даже небольшое количество масляной кислоты в силосе снижает его сохранность и поедаемость.

При закладке в 1 г силосуемого сырья содержится менее 1000 лактобактерий. Уже в течение первых суток происходит их быстрое размножение до 108-109 микробных клеток на 1 г силосуемой массы. Если процесс силосования завершился, то количество бактерий снова уменьшается. Скорость размножения лактобактерий, а следовательно, и качество силосования, зависят от количества легкосбраживаемых углеводов (моно- и дисахаридов), содержания макро- и микроэлементов, витаминов и протеинов. Увеличение концентрации молочной кислоты и следующее за этим снижение значения pH в силосе протекают медленнее, чем размножение лактобактерий. Классификацию молочнокислых бактерий проводят, руководствуясь изменениями температуры в ходе брожения. Брожение с низкими потерями энергии обеспечивают только те молочнокислые бактерии, оптимум жизнедеятельности которых находится в пределах 20-30°С (табл. 10).

Таблица 10

Классификация молочнокислых бактерий по температурному оптимуму

Вид молочнокислых бактерий

Температурный оптимум, °С

Холодолюбивые бактерии

20-30

Теплолюбивые бактерии

35-40

Термофильные бактерии

>40

 

На основании данных о соотношении трех важнейших кислот брожения возможна точная оценка качества силоса по Флигу. Для этого определяется доля молочной, уксусной и масляной кислот, а оценка силоса производится в баллах. Сумма баллов характеризует качество корма (табл. 11).

Таблица 11

Оценка силоса по соотношению между кислотами брожения (по Флигу)

Молочная

 

Уксусная

 

Масляная

 

кислота, % от

Балл

кислота, % от

Балл

кислота, % от

Балл

массы всех

 

массы всех

 

массы всех

 

кислот

 

кислот

 

кислот

 

0-25

0

0-15,0

20

0-1,5

50

25,1-30,0

2

15,1-20,0

18

1,6-3,0

30

30,1-34,0

4

20,1-24,0

16

3,1-4,0

20

34,1-38,0

6

24,1-28,0

13

4,1-6,0

15

38,1-42,0

8

28,1-32,0

10

6,1-8,0

10

42,1-46,0

10

32,1-36,0

7

8,1-10,0

9

46,1-50,0

12

36,1-40,0

4

10,1-12,0

8

50,1-54,0

14

40,1-45,0

2

12,1-14,0

7

54,1-58,0

16

>45,1

0

14,1-16,0

6

58,1-62,0

18

 

 

16,1-18,0

4

62,1-66,0

20

 

 

18,1-20,0

2

66,1-70,0

24

 

 

20,1-30,0

0

70,1-75,0

28

 

 

30,1-40,0

-5

>75,0

30

 

 

>40,0

-10

Сумма баллов

 

Качество корма

 

81-100

 

Очень хорошее

 

61-80

 

Хорошее

 

41-60

 

Удовлетворительное

 

21-40

 

Посредственное

 

0-20

 

Плохое

 

 

В силосной массе содержится ряд нежелательных микроорганизмов, которые препятствуют развитию лактобактерий. Эти микроорганизмы объеди-

 

нены в группу вредящих брожению, поскольку они не только лишают молочнокислые бактерии питательного субстрата, но и выделяют вещества, которые снижают продуктивность животных и вызывают ухудшение их здоровья. К вредящим брожению относятся аэробные бактерии, которые активны до тех пор, пока в силосной массе присутствует кислород. Аэробные баетерии составляют основную часть эпифитной микрофлоры растений. Они находятся, в основном, в почве, и поэтому их содержание значительно повышается в сильно загрязненном силосе. Большинство видов аэробных бактерий питается наряду с моно- и дисахаридами также и крахмалом, чем составляет конкуренцию молочнокислым бактериям по питательным веществам. Некоторые виды обеспечивают свою потребность в энергии исключительно за счет протеина.

В силосной массе в качестве преобладающей микрофлоры также нежелательны бактерии группы Coli-Aerogenes (виды Aerobakter и Escherichia). Это грамотрицательные неподвижные палочки. Они относятся к факультативным аэробам и образуют почти исключительно уксусную кислоту и углекислый газ. Если в силосной массе их концентрация превышает 104 микробных клеток на 1 г массы, то они используют практически весь запас сахара. При их быстром размножении выделяется значительное количество тепла, что может привести к нагреву силосуемой массы свыше 60°С. При отсутствии сахара и повышенной температуре молочнокислое брожение прекращается. Повышение температуры силосуемой массы отрицательно сказывается и на переваримости протеина.

Другая группа бактерий, находящихся в силосе, — это пигментообразующие палочки. К ним относятся бактерии рода Pseudomonas, Alcaligenes, Serratia, Flavobacterium, которые факультативно анаэробны и наряду с углеводами также разлагают белок. Их называют еще бактериями гниения. Однако они активны только в слабокислой и нейтральной среде (табл. 12).

Таблица 12

Показатели значений pH для различных микроорганизмов

Микроорганизмы

Величина pH

оптимальная для роста

нижняя граница роста

Молочнокислые бактерии

6,0-6,5

3,0-3,6

СоИ-АеюдепеБ

7,0

4,3-4,5

Другие грам

 

 

отрицательные бактерии

6,5-7,5

4,2-4,8

Клостридии

7,0-7,5

4,2-4,4

Плесневые грибы

5,0-7,0

2,5-3,0

Дрожжи

5,0-7,0

1,8-2,2

Дрожжевые осадки (гуща)

4,0-6,0

1,3-1,6

 

К роду Clostridien относятся облигатно анаэробные, спорообразующие бактерии палочковидной формы. Они подразделяются на сахаролити- ческие и протеолитические виды. Сахаролитические виды в большом объеме сбраживают углеводы исключительно до масляной кислоты. Уже образованную молочную кислоту они превращают в масляную (2 моля молочной кислоты —> 1 моль масляной кислоты ?+? 2 моля диоксида углерода). Однако масляная кислота снижает pH значительно меньше, чем молочная. Протеолитические виды бактерий разлагают аминокислоты и высвобождают аммиак, который нейтрализует кислоты брожения. В качестве продуктов обмена образуются токсины кадаверин и путресцин. Даже при нормальном протекании брожения при этом происходит практически полный распад триптофана.

При высоком содержании клостридий в силосной массе значение pH уменьшается недостаточно. При этом создаются благоприятные условия для размножения бактерий гниения, что приводит к снижению качества силоса. Иная проблема — распространение спор клостридий с фекалиями коров, которые получали такой силос. В результате контаминации (заражение) молока этими спорами, оно становится непригодным для производства твердого сыра.

Отрицательно влияют на сохранность силоса дрожжи. Поскольку дрожжи развиваются при низких значениях pH в силосе для них имеются оптимальные условия жизнедеятельности. Даже при невысоком содержании кислорода в силосной массе они разлагают углеводы, молочную кислоту и протеины. Эти процессы протекают тем интенсивнее, чем больше имеется кислорода. При промедлении с уплотнением силосуемой массы в силосохранилище концентрация дрожжей в расчете на 1 г СВ возрастает в течение 3-х дней с 102 до 1012 клеток, способных к размножению. При недостаточно уплотненном силосе и особенно неинтенсивном его использовании из хранилища дрожжи снова становятся очень активными, что приводит к сильному разогреванию корма и снижению его поедаемости.

Плесневые грибы рода P?nicillium, Aspergillus, Mucor и другие относятся к облигатно аэробным микроорганизмам. Они размножаются, прежде всего, в недостаточно уплотненной силосной массе в закрытых хранилищах или в открытом силосе, разлагая протеины и углеводы и выделяя при этом различные токсины (афлатоксины, охратоксин А), которые вызывают у животных ухудшение аппетита, расстройства пищеварения, аборты, нарушение функций почек и др.

Изменение количества микроорганизмов в процессе силосования

При благоприятных условиях силосования количество микроорганизмов в сырье при закладке находится в пределах 106— 10 7 клеток в 1 г. В анаэробных условиях микробное число в течение нескольких дней возрастает до 1-3-109 клеток в 1 г. При нормальном протекании процессов брожения, после снижения pH их количество сокращается до 108 клеток.

При благоприятном течении брожения подавляются вредящие брожению микроорганизмы, поскольку снижается значение pH и уменьшается содержание кислорода. В ходе оптимального молочнокислого брожения требуемое значение pH достигается уже в течение 1-3 дней. Количество вредных бактерий резко снижается на протяжении 3-6 суток и многие из них в течение последующих нескольких дней совершенно исчезают. При свободном доступе воздуха развитие молочнокислых бактерий составляет меньше 20% от нормы. Свободный доступ воздуха также способствует развитию дрожжей и бактерий E. coli, поэтому силосное сооружение необходимо закрывать сразу же после его заполнения, которое должно продолжаться не более 3-х суток.

В высококачественном силосе концентрация молочнокислых бактерий остается постоянной — 108 на 1 г корма. С увеличением концентрации масляной кислоты в силосе уменьшается количество лактобактерий, поскольку они чувствительны к бутирату. В процессе хранения происходят изменения в составе популяции лактобактерий. В начале силосования преобладают гомоферментативные виды, а в период хранения возрастает количество видов, устойчивых к ацетату, и гетероферментативных.

Развитие клостридий, в отличие от лактобактерий, происходит постепенно в течение первых 2-3 недель. При закладке массы их количество не должно превышать 103 в 1 г сырья. При недостаточном образовании молочной кислоты и в анаэробных условиях концентрация клостридий увеличивается до 106—108*

Процесс брожения

Растительные ферменты прекращают разложение сахара на диоксид углерода и воду, если силосохранилище закрыто от доступа воздуха и использован весь кислород. Развитие микрофлоры начинается еще в поле и резко усиливается после закладки массы, причем сначала преобладают аэробные

микроорганизмы, а потом начинают размножаться и анаэробные молочнокислые бактерии. Значительное количество тепла, образуемое вследствие дыхания растений и аэробного обмена веществ у микроорганизмов, а также расщепление сахаров в силосуемой массе, существенно ухудшают условия жизнедеятельности холодолюбивых молочнокислых бактерий, особенно в летнюю погоду. Образование промежуточных продуктов расщепления сахара зависит от вида микроорганизмов (рис. 4). Высокая температура способствует размножению микроорганизмов, образующих масляную кислоту.

Рис. 4. Схема расщепления сахара в силосе

 

Для оптимального развития молочнокислых бактерий необходимо быстро заложить, уплотнить и укрыть силосуемую массу, чтобы сохранить образовавшуюся углекислоту и подавить развитие аэробных микроорганизмов. Поэтому следует постоянно проверять целостность пленочного укрытия и устранять появляющиеся повреждения.

Уже в первый день после закрытия хранилища в микрофлоре преобладают лактобактерии. Однако при дефиците сахара или высокой буферности силосуемого сырья (большое содержание протеина) может наблюдаться недостаточное образование молочной кислоты. Это является основной причиной протекания процесса брожения по нежелательному пути.

Обычно процессы брожения заканчиваются в течение 3-х первых дней после прекращения доступа атмосферного кислорода в силосуемую мае-

су. Через 5 дней после изоляции микробиологические превращения в силосной массе прекращаются. Этот промежуток времени называется главной фазой брожения. При благоприятных условиях концентрация образовавшейся в силосе молочной кислоты в расчете на свежую массу составляет 2-3%. Благодаря этому значение pH снижается и прекращается размножение сахаролитических и протеолитических микроорганизмов. Становятся нежизнеспособными также клостридии и бактерии E. coli. Вследствие отмирания клеток и выделения клеточного сока происходит образование однородного силосного монолита. В готовом силосе после окончания процессов брожения не происходит дальнейшее превращение питательных веществ. Корм остается стабильным до самой выгрузки его из силосохранилища. Однако неограниченное по длительности хранение силоса, даже высококачественного, невозможно, поскольку со временем происходят естественные процессы разложения органической массы. Поэтому силос можно хранить максимум 2 года.

Нежелательные типы брожения

Стабильность качества силоса достигается благодаря анаэробным условиям и наличию достаточного количества лактат-анионов, которые характеризуются бактериостатическими и бактерицидными свойствами. Предполагают, что продукты жизнедеятельности молочнокислых бактерий сходны по свойствам с действием антибиотиков. Однако, если количество образовавшейся молочной кислоты является недостаточным, то брожение идет по нежелательному пути. При этом можно выделить следующие процессы:

уксуснокислое брожение, вызываемое гетероферментативными молочнокислыми бактериями;

маслянокислое брожение, вызываемое клостридиями;

процессы диссимиляции, вызываемые дрожжами.

В ходе уксуснокислого брожения гетероферментативные лактобактерии при недостатке сахара в качестве питательного субстрата используют уже образованную молочную кислоту. При этом они вырабатывают уксусную кислоту, углекислый газ и воду, что приводит к повторному увеличению значения pH, в результате чего создаются благоприятные условия для развития клостридий. При недостаточном образовании молочной кислоты, когда значение pH не достигло необходимого минимума, также создаются благоприятные условия для размножения клостридий C. butyricum и C.thyrobutyricum. Поскольку клостридии активны в анаэробной среде, они начинают превращать имеющуюся молочную кислоту в масляную с образованием углекислого газа и воды:

моля молочной кислоты —> 1 моль масляной кислоты + 2 моля оксида углерода.

Одновременно протеолитические клостридии разлагают протеины до аммиака. Аммиак превращается в аммоний, который нейтрализует часть образовавшихся органических кислот. Разложение и нейтрализация кислот брожения приводят к повышению значения pH в силосе. Это продолжает способствовать дальнейшему разложению протеинов протеолитическими грамотрицательными бактериями. Увеличение pH приводит к активизации пигментообразующих палочек, гнилостных микроорганизмов, которые разлагают протеины на амины и диамины (путресцин и кадаверин), высшие спирты, метан, сероводород и другие продукты. В ходе этих превращений происходит повышенное высвобождение воды и образование силосного сока, который вымывает из силоса питательные вещества. Такое вторичное образование масляной кислоты и связанное с этим разложение белка называются порчей силоса.

Процессы диссимиляции, вызываемые дрожжами, особенно заметно проявляются в богатом углеводами силосном сырье, таком как кукуруза, картофель, свекла и сенаж с высоким содержанием сухого вещества. Дрожжи в небольшом количестве содержатся в любом силосе и в неуплотненной массе вследствие незначительного притока кислорода медленно размножаются. Они используют для своего размножения имеющийся остаток сахара и молочную кислоту. Наряду с углекислотой дрожжи производят также уксусную кислоту и спирт. В зависимости от их активности происходит более или менее интенсивное образование тепла. Эти процессы резко усиливаются при выемке силоса, когда имеет место доступ воздуха, и поэтому их часто называют вторичным брожением. В результате протекания названных процессов резко повышается температура и происходят большие потери питательных веществ в корме. Животные отказываются потреблять такой корм, а в случае его поедания у них возникают тимпания, нарушение пищеварения и др.

В открытом хранилище в течение 2-3 суток может разложиться 10-20% сухого вещества силоса. Процесс развивается в очаге разогревания, который в зависимости от плотности монолита может распространяться на глубину до 80 см и более (определяется глубиной проникновения кислорода).

Размножение дрожжей прекращается при создании анаэробных условий. Поэтому даже при повышенном содержании дрожжей в силосуемом сырье можно добиться нужной интенсивности молочнокислого брожения. Чтобы предупредить вторичное брожение, закладку силоса необходимо проводить в течение 3-х дней. Закладываемая в силосохранилище масса должна изолироваться от доступа воздуха. Уменьшению содержания воздуха в силосе способствуют оптимальное измельчение и плотное прикатывание закладываемой массы. Нельзя разгребать и рыхлить массу, поскольку это


только усиливает развитие дрожжей и других аэробных микроорганизмов.

Если травяной силос закладывается в сырую холодную или влажную теплую погоду, а также если сырье подвергалось действию низких температур (заморозки), то происходит сильное поражение корма плесневыми грибами. Даже незначительный доступ кислорода после закладки массы приводит к размножению в верхних слоях монолита грибов рода P?nicillium, Aspergillus, Minascus, Fusarium и др. (табл. 13). В ходе их жизнедеятельности происходят разложение питательных веществ и загрязнение корма продуктами обмена грибов, которые имеют сильное токсическое действие и поэтому называются микотоксинами.

Таблица 13

Характеристика плесневых грибов

Род и вид грибов

Характеристика и объекты поражения

Токсины и их действие

1

2

3

Белые, розовые:

Fusarium

tricictum

Fusarium graminearum Gibberella zeae

Споры частично красноватые, плодовые тела пыльные пудровидные Поражает преимущественно зерно

Поражает зерно Оранжево-красные споры

Трихотецины: дизентерия, низкие суточные приросты живой массы и удои

Зеарелон: снижение плодовитости, особенно у свиией

Деоксиниваленол: отказ от корма, снижение плодовитости, особенно у свиией

Зеленые до зелено-голубых: Aspergillus flavus

Aspergillus

fumigatus

P?nicillium

viridicarum

P?nicillium

citrinin

P?nicillium urticae

Вегетативный рост не заметен, образуют пудровидные споры

Поражает кукурузный силос

Поражает зерно кукурузы и других злаков, а также злаковые травы В кукурузе и молодых зерновых, злаковых травах В кукурузе и молодых зерновых, злаковых травах

Афлатоксины В1, В2, Єї, Є2: вызывают рак, кровотечения, снижают аппетит, приводят к поносу; возможен переход токсина в мясо и молоко Фуминозины: поражение легких, снижение аппетита, понос и аборты

Охратоксин А. поражает почки у свиней и не влияет на жвачных

Цитрин: поражение почек, потеря массы, снижение аппетита Патулин: кровотечения в легких и в мозге

Коричневые до

черных:

Rhizoctonia

leuminicola

Claviceps

purpurea

В основном в клевере

Токсин внутри плодовых тел

Слафрамины: выделение слюиы, тимпания

Эрготалкалоиды: некрозы, судороги, аборты

 

Вид и количество образуемых микотоксинов зависят от рода плесневых грибов и условий хранения силоса. Удаление микотоксинов связано с большими затратами и в настоящее время не практикуется. Развитие плесневых грибов начинается только при выемке силоса из хранилища, особенно если в день забирается слой массы толщиной менее 10 см или выгрузка проводится фронтальными или грейферными погрузчиками, которые сильно взрыхляют силосный монолит.



загрузка...