Влияние бактериальных культур на сохранность зеленых кормов

DOI:

Сочные травянистые корма занимают значительный удельный вес в ежедневном рационе молочного скота наравне с грубыми кормами и витаминными концентратами. В роли основных видов корма из травянистых растений и сельскохозяйственных культур выступают силос и сенаж. Питательная ценность, безопасность и наличие в них качественных компонентов являются решающими факторами, определяющими производительность и общее состояние здоровья скота.

Длительность процесса закладки, некачественная утрамбовка и защищенность зеленой массы от попадания кислорода ведут к возникновению процессов гниения во время хранения силоса; загрязненность почвой повышает возможность неправильного протекания процесса ферментации, что приводит к образованию маслянокислых бактерий; нарушение технологии выемки биокорма повышает возможность развития возбудителей анаэробной порчи. Главным консервирующим веществом в силосе должна быть молочная кислота. Для ее образования требуется меньше сахара, недостаток которого в растениях отрицательно сказывается на качестве их консервирования. Поэтому при силосовании растений с недостатком сахара в зеленую массу добавляют легкосилосующиеся культуры и специальные силосные бактериальные закваски, приготовленные из молочнокислых бактерий.

В настоящее время наибольшее применение находят именно биологические методы силосования кормов. Одним из способов сохранения бобовых, зерновых и травянистых растений является силосование, основанное на действии бактерий молочнокислого брожения. Для того, чтобы улучшить качество процесса брожения, повысить анаэробную стабильность, снизить уровень образующегося в процессе консервирования сока, а также значительно увеличить кормовую ценность силоса производителями ежегодно предлагается широкий спектр силосующих средств именно биологического происхождения.

Ключевым фактором эффективного повышения энергетической и протеиновой питательности силоса является применение микробиологических заквасок. При этом их качество определяет не цена, а способность надежно сквашивать трудно поддающиеся силосованию высокобелковые травянистые растения с низким содержанием сахара, такие как люцерна, лебеда, амарант и т. д.

Практика показывает, что в процессе заготовки кормов преимущество следует отдать не сухим концентрированным закваскам, а жидким формам консерванта, поскольку они представляют собой бактерии в активной фазе развития и при внесении в зеленую массу начинают действовать немедленно, в сравнении с сухими формами микробных консервантов. За это время концентрация патогенной микрофлоры, представленной, в основном, плесневыми грибами и гнилостными бактериями, достигает своего максимума, нагревая травянистую массу и активируя процесс маслянокислого брожения, который затруднительно и зачастую невозможно полностью погасить с помощью силосных препаратов.

В связи с этим широкое распространение получили различные силосные закваски, действие которых направлено на обеспечение доминирования микрофлоры молочнокислого брожения. Такие препараты при достаточной дозе их внесения в силосуемую массу обеспечивают доминанту молочнокислого брожения на всех этапах процесса силосования.

Материалы и методы

Для создания бактериальной закваски, которая будет соответствовать заявленным требованиям и сможет обеспечить сохранность в готовом сырье максимального числа жизнеспособных клеток,были тщательно изучены свойства микробных культур и выбраны штаммы молочнокислых и пропионовокислых бактерий, наиболее полно удовлетворяющимт-ребованиям, предъявляемым к консервирующим препаратам. Для решения поставленной задачи были использованы следующие виды микроорганизмов: лиофильно высушенная культура бактерий Bifidobacterium bifidum – N1; жидкая бактериальная закваска Propionibacterium freudenreichiisub sp. shermanii – КМ 186; лиофильно высушенный концентрат бактерий Lactobacillus plantarum 8Р-А3. При выборе микробных монокультур для силосования определенного вида растительного сырья были учтены индивидуальные особенности каждого вида бактерий и их специфические свойства.

В качестве силосуемого сырья были выбраны следующие сельскохозяйственные культуры и травянистые растения: легкосило-суемые (кукуруза в фазе восковой спелости (конец фазы молочно-восковой спелости), подсолнечник однолетний масличный) и труд-носилосуемые (лебеда обыкновенная, амарант молочно-восковой спелости).

Ниже изложен последовательный процесс силосования выбранных травяных культур.

Была проведена серия опытов по подбору оптимальных концентраций монокультур бактерий для каждого вида силосуемого сырья. Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Подбор оптимального расхода монокультур бактерий для силосования растений

Table 1.

Selection of optimal consumption of monocultures of bacteria for ensiling plants

Штамм микроорганизмов Strain of microorganisms	Количество жизнеспособных клеток, КОЕ/гр Number of viable cells, CFU/g	Диапазон рекомендуемого расхода бактерий на0,1 дм3воды, г The recommended range of bacteria for 0.1 dm3 of water, g	Расход рабочего раствора на 0,15 кг силосуемой массы, дм3 The consumption of the working solution is 0.15 kg of silage mass, dm3
Bifidobacterium bifidum N1	5х 108	0,5–3,0	0,001
Propionibacterium freudenreich-iisub sp. shermanii КМ 186	2 x 109	0,5–2,0	0,001
Lactobacillus plantarum 8Р-А3	2 x 109	1,0–4,0	0,001

Бактериальную закваску применяли из расчета 3,34 дм ³ на 1 т зеленой массы. Силосуемую биомассу очищали, измельчали до 0,5 см и орошали выбранной концентрацией монокультур микроорганизмов, утрамбовывали по 150 г. в стерильные емкости на хранение без доступа воздуха.

Положительным результатом считали отсутствие посторонней микрофлоры в заложенной на хранение биомассе по истечении 2-x месяцев. Качество силосования оценивалось по физико-химическим показателям (наличие молочной кислоты, уровень рН) [9–11].

На основе полученных данных определили, что для силосования легкосилосуемых культур оптимальной концентрацией бактерий Bifidobacterium bifidum N1 является 1,5 г на 0,1 дм ³ водного раствора. При полученном расходе достигается требуемый уровень рН = 4,1.

В исследуемых образцах амаранта и лебеды при концентрации ниже 2 г на 0,1 дм ³ водного раствора после обработки восстановленной бактериальной закваской было обнаружено присутствие посторонней микрофлоры: бактерии группы кишечной палочки, плесневые грибы рода Aspergillus , Penicillum , Fusarium . Это позволяет сделать вывод о недостаточной концентрации выбранного штамма по сравнению с легкосилосуемым сырьем.

Рост вышеперечисленных микроорганизмов снижает кормовую ценность травянистой массы и увеличивает риск возможности развития заболеваний у сельскохозяйственных животных. Для достижения оптимального диапазона рН = 4,1–4,2 для обработки трудносилосуемых растений применяют выбранный штамм из расхода 2 г сухого бактериального концентрата на 0,1 дм ³ воды. Результаты представлены на рисунке 1.

Восстановленная закваска на основе лактобактерий позволила достичь требуемого уровня рН зеленой массы легкосилосуемых культур (кукуруза в конце фазы молочно-восковой спелости, подсолнечник в начале цветения)

при расходе 2,4 г сухого концентрата на 0,1 дм ³ раствора для восстановления закваски.

При силосовании амаранта и лебеды до рН среды выше 4,5 активно развивалась патогенная микрофлора: плесневые грибы. Полученные результаты отражены на рисунке 2.

Consumption of bifidobacteria

Рисунок 1. Зависимость рН от концентрации бифидобактерий для обработки трудносилосуемого сырья

Figure 1. Dependence of рНof the medium on the concentration of bifidobacteria for the treatment of labor-sensitive raw materials

Consumption of Lactobacillus

Рисунок 2. Зависимость реакции среды рН от концентрации лактобактерий для обработки трудносилосуемого сырья

Figure 2. Dependence of the reaction of the рНof the medium on the concentration of lactic acid bacteria for the treatment of labor-sensitive raw materials

При силосовании легкосилосуемых культур закваской на основе пропионовокислых бактерий при ее восстановлении из расчета 1,2 г на 0,1 дм ³ воды отсутствовала посторонняя микрофлора консервируемой массы.

На рисунке 3 представлена зависимость уровня рН среды от концентрации бактерий Propionibacterium freudenreichiisub sp. shermanii для заготовки силоса из трудносилосуемого сырья. При концентрации 1,9 г бактерий на 0,1 дм ³ воды реакция среды достигает оптимальных значений (рН =4,1) для эффективного процесса силосования. При снижении концентрации бактерий наблюдался рост плесневых грибов родов Fusarium , Mucor , Aspergillus и Penicillum .

Расход пропионовокислых бактерии (г) ня 0,1 дм1 воды.

Consumption of propionic acid bacteria

Рисунок 3. Зависимость уровня рН среды от концентрации пропионовокислых бактерий для обработки трудносилосуемого сырья

Figure 3. Dependence of the рН of the medium on the concentration of propionic acid bacteria for the treatment of labor-scarce raw materials

Высокое содержание молочной и пропионовой кислот гарантирует хорошую сохранность силоса. Их низкое содержание означает недостаток сахаров в массе или же указывает на то, что в массу проникает кислород.

Бактерии Propionibacterium freudenreichiisub sp. shermanii накапливают в процессе своей жизнедеятельности пропионовую кислоту, что характеризует их способность к сбраживанию сахаров, а, следовательно, воздействие на патогенные микроорганизмы при приготовлении силоса.

Consumption of bifidobacteria

Рисунок 4. Зависимость количества молочной кислоты в силосе от концентрации бифидобактерий

Figure 4. Dependence of the amount of lactic acid on silage of the concentration of bifidobacteria

На рисунке 4 отражено содержание образовавшейся молочной кислоты при различных концентрациях бифидобактерий для каждого вида силосуемого сырья.

При силосовании выбранных культур лактобактериями наибольшее содержание молочной кислоты достигалось при концентрации 2,4 г сухого бакконцентрата на 0,1 дм ³ воды для кукурузы и подсолнечника и 3,5 г – для лебеды и амаранта. Полученные результаты отражены на рисунке 5.

Рисунок 5. Зависимость количества молочной кислоты в силосе от концентрации лактобактерий Figure 5. Dependence of the amount of lactic acid on the concentration of lactic acid bacteria

Определили, что при концентрации 1,2 г сухого концентрата пропионовокислых бактерий на 0,1 дм ³ воды для легкосилосуемых и при 1,9 для трудносилосуемых культур уровень пропионовой кислоты достигает своих оптимальных значений.

На рисунке 6 представлена зависимость количества пропионовой кислоты в силосуемой массе от концентрации пропионовокислых бактерий.

Расход пропионовокислых бактерий(г) на ОД дм® воды

Consumption of propionic acid bacteria

Рисунок 6. Зависимость количества пропионовой кислоты в силосе от концентрации пропионовокислых бактерий

Figure 6. Dependence of the amount of lactic acid on silage of the concentration of propionic acid bacteria

Основными показателями качественной заготовки силоса из травянистых растений и культуртакже являются цвет, запах, структура. В соответствие с ГОСТ 10444.11-2013 (ISO 15214:1998) «Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных»данные показатели определили органолептически.

Было выяснено, что цвет и структура силоса соответствовали требованиям, посторонний запах силосуемой массы отсутствовал при всех концентрациях бактериальной закваски, а контаминантная микрофлора присутствовала в сырье до оптимальной концентрации засева бактерий.