Сравнительная характеристика качественных показателей амарантового и кукурузного силоса

Большая роль в кормлении сельскохозяйственных животных всех видов принадлежит силосу, от качества которого зависит их продуктивность. Силос является универсальным кормом, обеспечивающим животный организм белками, углеводами и необходимыми витаминами [10]. В условиях Центрально-Черноземного региона в зимне-стойловый период удельный вес силоса в рационах сельскохозяйственных животных достигает по питательности 50% и более [5]. Для большинства регионов страны основной силосной культурой является кукуруза, однако из-за дефицита белка в традиционных кормовых культурах актуальной задачей является поиск новых видов сырья для силосования. Одной из перспективных высокобелковых культур является амарант [4,11]. Амарант относится к аспартатным представителям С 4 – типа растений и обладает способностью адаптироваться к различным условиям внешней среды. Урожайность амаранта в условиях ЦентральноЧерноземного региона составляет 20 ц/га семян, биомассы до 600 ц/га [8]. По сбору белка, аминокислот, витаминов, макро- и микроэлементов с единицы площади амарант превосходит традиционные зерновые и зернобобовые культуры [2]. В зеленой массе амаранта в пересчете на абсолютно сухой вес содержится: сырого протеина 15,6–16,75% (а в листьях до 30%), жира – от 2,4 до 2,8%, клетчатки – от 16,1 до 21,7%, кальция 2,1–2,6%, фосфора 0,2–0,21%, каротина 160–200 мг [1, 3]. Для сравнения зеленая масса кукурузы в фазу молочно-восковой спелости зерна содержит 7,5–8% протеина [6], что в 2 раза меньше, чем в амаранте. Белок амаранта входит в число лучших белков растительного происхождения. Если оценить идеальный белок (близкий к яичному) в 100 баллов, то белок кукурузы будет иметь 44 балла, а амаранта – 75 [7]. В связи с этим, использование зеленой массы амаранта для закладки сочных кормов на зимне-стойловый период представляет определенный интерес. Однако силосование амаранта имеет трудности, в связи с низким содержанием сахаров, необходимых для интенсификации молочнокислого брожения [13]. Для решения этой проблемы используют различные силосные закваски.

Целью данной работы явилось проведение сравнительной характеристики качественных показателей силоса из амаранта метельчатого и из кукурузы, как сырья наиболее распространенного для заготовки зеленых кормов

Материалы и методы

Экспериментальную часть работы проводили на базе кафедры Биохимии и биотехнологии ФГБОУ ВО ВГУИТ.

Исследуемые образцы силоса из амаранта метельчатого ( Amaranthus paniculatus ) и кукурузы были заложены с использованием штаммов молочнокислых бактерий.

Основные органолептические показатели силоса (цвет, запах, цвет индикатора в водной вытяжке силоса) определяли в соответствии с ГОСТ Р 55986-2014 «Силос из кормовых растений. Общие технические условия».

Для определения качества силоса по химическим показателям определяли содержание первоначальной влаги методом высушивания, ГОСТ 1396.3-92; сухого вещества расчетным методом; сырой золы, ГОСТ 26226-95; сырого протеина методом Кьельдаля, ГОСТ 13496.15-94; молочной, уксусной и масляных кислот методом Леппера-Флига ГОСТ Р 55986-2014; сырого жира экстрагированием бензином по Сокслету, ГОСТ 13496.95; сырой клетчатки по Геннебергу и Штоману (модификация), ГОСТ 1396.2-91.

Приготовление силоса в экспериментальных условиях в мини-бегах емкостью 0,5 м3 проводили следующим образом: растения амаранта измельчали до 4 см, затем помещали в приготовленный пакет, спрессовывали, откачивали воздух, создавая вакуум. Силосование амаранта осуществляли в следующие фазы вегетации [12]: в фазе начала цветения (при влажности растений 84,7%), в молочной (80%) и молочно-восковой спелости семян (79%). Через 3 месяца вскрывали мини-беги во всех вариантах опыта и проводили оценку полученного силоса [9].

Результаты и их обсуждение

Использование амаранта для приготовления силоса представляет большой интерес, ввиду того что амарант по содержанию белка, сбалансированного по количеству незаменимых аминокислот (особенно лизина, метионина и триптофана), масла, микро- и макроэлементов, витаминов и биологически активных веществ значительно превосходит традиционные кормовые растения, в том числе и бобовые. Известно, что кормовые культуры по способности к силосованию характеризуются как легко-, трудно- и несилосующиеся. Основным показателем при этом делении считается уровень содержания в них сахара. Обычно содержание сахара в сухом веществе различных растений неодинаково (% в среднем): в кукурузе – 28, в красном клевере – 9, люцерне 5, в амаранте 6,4–7,2.

Амарант, как и многолетние бобовые и другие травы с низким содержанием растворимых сахаров, относится к трудносилосуемым культурам. Согласно теории силосуемости кормов, или теории сахарного минимума, для нормального процесса силосования отношение фактического содержания сахаров к сахарному минимуму должно быть не меньше единицы. Под сахарным минимумом понимается такое содержание сахара в растениях, которое обеспечивает образование молочной кислоты, в количестве, необходимом для подкисления массы до рН 4,2 при данной буферной емкости сырья. При такой кислотности в корме не развиваются гнилостные бактерии и корм сохраняется [12]. В таблице 1 представлены данные, по которым можно оценить степень силосуемости культур.

Таблица 1.

Показатели силосуемости легко и трудносилосуемых растений

Table 1.

Indicators of capacity for silage of easy- and hard-silage plants

Силосуемое растение Filled plant	Отношение сахар: буферность | Sugar: buffering ratio		Отношение сахар: протеин | Sugar: protein ratio
	среднее average	Колебания fluctuation	среднее average	Колебания fluctuation
Амарант Amaranth	0,7	0,6–0,9	0,42	0,37–0,47
Кукуруза Corn	7,8	4–11,6	3,3	1,5–5,0
Люцерна Alfalfa	0,7	0,2–1,2	0,3	0,1–0,5
Зеленый овес Green oats	4,0	2–6	1,8	0,4–3,2
Клевер Clover	1,4	0,5 – 2,2	0,5	0,2–0,9

Значительный интерес представляло определение содержания накапливаемых кислот, протеина, каротина в амарантовом силосе в зависимости от сроков вегетации. В результате эксперимента было установлено, что лучшие технологические свойства для заготовки силоса амарант имел в фазе молочно-восковой спелости семян. Так влажность растений составила 76–78% (против 84–86% в фазе начала цветения), что резко сокращает потери питательных веществ с вытекающим соком. Одновременно ограничивалась и интенсивность брожения.

Содержание протеина, клетчатки, жира, БЭВ в силосе, приготовленном из зеленой массы амаранта в различные фазы вегетации, представлено в таблице 2.

Качество силоса во многом зависит от соотношения в нем летучих органических кислот (рисунок 1). Установлено, что содержание масляной кислоты в силосе из зеленой массы амаранта метельчатого не обнаружено, также как и в кукурузном силосе. Отсутствие масляной кислоты свидетельствует об отсутствии процессов гниения и характеризует силос как высококачественный. Однако содержание молочной кислоты в амарантовом силосе выше (79,5% против 68,7%), что свидетельствует об интенсивности молочнокислого брожения в силосуемой зеленой массе из амаранта.

Таблица 2.

Содержание питательных веществ в силосе в зависимости от срока уборки

Table 2.

The nutrient content of the silage depending on the term of harvest

Фаза при уборке Phase at harvest	Питательные вещества, % к абсолютно сухому веществу Nutrients,% to absolutely dry substance
	Протеин Protein	Клетчатка Cellulose	Жир Fat	БЭВ NFE
Бутонизации Budding	16,7	21,5	3,42	36,3
Цветения Flowering	14,8	26,0	3,4	39,4
Молочно-восковой  спелости Milk wax ripeness	14,3	27,9	3,2	40,7

Milk acid containing, %

Acetic acid containing, %

Рисунок 1. Содержание органических кислот в силосе

Figure 1. The content of organic acids in the silage

В таблице 3 представлена органолептическая оценка амарантового и кукурузного силоса. Цвет и структура силоса в обоих вариантах соответствовали требованиям, посторонний запах у силоса отсутствовал, силос имел приятный ароматно-фруктовый запах. Однако силос из амаранта по органолептическим показателям получил большее количество баллов (12 баллов против 10), что свидетельствует о его более высоком качестве по сравнению с кукурузным силосом.

Результаты химической оценки качества силосов представлены в таблице 4.

Таблица 3.

Органолептические показатели качества силоса

Table 3.

Organoleptic indicators of silage quality

Органолептические показатели качества силоса Organoleptic quality indicators of silage		Силос из кукурузы Silage corn		Силос из амаранта Silage amaranth
Показатель Score	баллы points	Показатель Score	баллы points	Показатель Score	баллы points
Запах Smell: – приятный ароматнофруктовый; -    pleasant aromatic-fruity; – резкий уксуснокислый; -    sharp acetic acid; – навозный затхлый. -    dung musty	2 1 0	приятный ароматнофруктовый pleasant aromatic-fruity	2	приятный ароматнофруктовый pleasant aromatic-fruity	2
Цвет силоса Color of silage: – зеленый, коричнево или желто-зеленый; -    green, brown or yellow-green; – черный. -    the black.	1 0	желто-зеленый yellow-green	1	Зеленый green	1

Продолжение табл. 3

Цвет индикатора в водной вытяжке силоса The color of the indicator in the water extract of the silage: – карминно-красный (рН = 4,2 и ниже); - carmine red (pH = 4.2 or lower); – красно-оранжевый (рН = 4,2–4,5); - red-orange (pH = 4,2-4,5);	9 7	красно-оранжевый red-oange	7	карминно-красный carmine red	9
– оранжевый (рН = 4,5–4,8);	5
- orange (pH = 4,5-4,8); – желто-зеленый (рН = 4,8–5,5); -yellow-green (pH = 4.8-5.5);	2
– зеленый (рН = 5,5 и выше). - green (pH = 5.5 and above).	0
Качество силоса Quality of silage: – силос отличный;	11–12
-    Silage is excellent; – силос хороший; -    silage is good;	9–10	силос хороший	10	силос отличны	12
– силос средний;	5–8	silage is good		silage is excellentй
-    medium silage; – силос плохой, непригодный к скармливанию. -    silage is bad, unsuitable for feeding	4 и ниже

Таблица 4.

Оценка качества силоса по химическим показателям

Table 4.

Assessment of silage quality by chemical parameters

	Потери сухого вещества, % Loss of dry matter,%	Сухое вещество, % Dry matter,%	Влажность, % Humidity,%	Сырой протеин, % Crude protein,%	Сырой жир, % Crude fat,%	Сырая клетчатка, % Crude fiber,%
Силос из кукурузы Silage corn	3,7	19,9	80,1	9,8	4,3	30,7
Силос из амаранта Silage amaranth	2,3	22,3	77,7	17,6	6,45	24,35

Потери сухого вещества амарантового силоса составили 2,3% в то время как у кукурузного силоса 3,7%, что говорит о правильной закладке сырья на силосование. Содержание «сырого» протеина в сухом веществе исследуемого образца силоса составило 17,6%, что практически в 2 раза выше, чем в кукурузном силосе. Концентрация «сырого» жира в амарантовом силосе составила 6,45%, что практически в 1,5 раза выше, чем в силосе из кукурузы. Превосходство амарантового силоса над кукурузным наблюдалось и по показателю содержания «сырой» клетчатки (24,35% по сравнению с 30,7%). В соответствии с ГОСТ Р 55986-2014 данный показатель для качественного силоса не должен превышать 28%.

Заключение

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что лучшие технологические свойства для заготовки силоса амарант имеет в фазе молочно-восковой спелости семян. Общие потери питательных веществ при силосовании амаранта в фазе молочно-восковой спелости семян - минимальные.

Правильно заготовленный силос в течение длительного времени сохранял свои показатели качества. Анализ содержания «сырого» протеина в силосе из амаранта метельчатого и кукурузном, показал высокий белковый потенциал амарантового силоса. Этот показатель является важным, в условиях дефицита белка в традиционных кормовых культурах.

На основании оценки качества силоса по содержанию сухого вещества, органических кислот, сырого протеина, величине кислотности и органолептическим показателям можно сделать вывод о том, что силос из амаранта является более сбалансированным по всем