ЛЬВІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ВЕТЕРИНАРНОЇ

МЕДИЦИНИ ім. С. З. ГЖИЦЬКОГО

КАВУН Олександр Федорович

УДК: 636.087:633.1:636.085.52

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

РОЗРОБКИ НОВИХ КОНСЕРВАНТІВ ДЛЯ ЗАГОТІВЛІ

ВОЛОГОГО ЗЕРНА, СИЛОСУ І СІНАЖУ

06.02.02 — годівля тварин і технологія кормів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Львів — 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті кормів УААН.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент УААН, заслужений діяч науки і техніки України КУЛИК Михайло Федорович, Інститут кормів УААН, заступник директора з наукової роботи.

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор ВУДМАСКА Василь Юрійович, Інститут землеробства і тваринництва західного регіону України УААН, лабораторія годівлі тварин і технології кормів, головний науковий співробітник;

доктор сільськогосподарських наук, професор БУРЛАКА Віктор Анатолійович, Державний агроекологічний університет, завідувач кафедри годівлі тварин і технології кормів.

Провідна установа: Одеський державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України, кафедра годівлі сільськогосподарських тварин.

Захист дисертації відбудеться “ 27 ” листопада 2003 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.826.02 у Львівській національній академії ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького за адресою: 79010, м. Львів, вул. Пекарська, 50, аудиторія № 1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького, за адресою:

79010, м. Львів, вул. Пекарська, 50.

Автореферат розісланий “ 27 ” жовтня 2003 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, кандидат

сільськогосподарських наук О. М. Слобода

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Консервування кормів з використанням хімічних та біологічних препаратів — прогресивний елемент технології заготівлі, насамперед силосу, сінажу, вологого зерна кукурудзи та інших видів кормів. Розробка нових консервантів, які б задовольняли вимоги щодо високої консервуючої дії, та були б доступні для використання, безпечні відносно впливу на продукцію тваринництва, а отже на здоров’я людей та економічно вигідні для товаровиробника — все це покладено в основу актуальності роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота входила до науково-технічної програми “Кормовироб-ництво”, завдання 0,5. “Розробити і впровадити технологію заготівлі високоякісного силосу з кукурудзи з використанням біогенних консервантів” та завдання 06. “Розробити нові консерванти для вологого зерна та технології його зберігання в аеробних умовах” (1996-2000 рр.) та входить до програми на (2001-2005 рр.), номер держреєстрації 0102U000109.

Мета і задачі досліджень полягають у вивченні консервуючої дії пропіонової кислоти, молочнокислих бактерій препарату “Літосил” вітчизняного виробництва й аналогічного — зарубіжного виробництва та розробки нових консервантів біологічного, мінерального і рослинного походження.

Об’єкт досліджень. Пропіонова кислота, сухі бактеріальні закваски молочнокислих бактерій як відомих та розробка нових консервантів для вологого зерна кукурудзи, силосу з підв’яленої маси люцерни і кукурудзяного силосу.

Предмет дослідження. Технологічні прийоми внесення консервантів при заготівлі вологого зернофуражу, мікробіологічний аналіз зерна, використання мінеральних консервантів для консервування вологого зерна кукурудзи в анаеробних умовах, мінерально-біологічний консервант для зеленої маси кукурудзи, консервуюча дія гірчиці білої різних фаз вегетації при силосуванні кукурудзи, насіння гірчиці білої — консервант і фактор підвищення перетравності поживних речовин кукурудзяного силосу та меляса і насіння гірчиці білої — стимулятори ферментації в соєво-кукурудзяній суміші зерна.

Методи досліджень. В роботі при проведенні досліджень використані загальноприйняті зоотехнічні та хімічні методи оцінки консервуючої дії відомих та розроблених нами нових консервантів, біохімічні, спектрофотометричні, потенціометричні методи оцінки якості кормів та статистичні методи.

Наукова новизна полягає в експериментальному обгрунтуванні розкриття механізму високої консервуючої дії розроблених нових консервантів біологічного і мінерального походження.

Практичне значення одержаних результатів полягає у використанні пропіонової кислоти для консервування вологого зерна кукурудзи, ячменю, пшениці та гороху в аеробних умовах і подрібненого зерна кукурудзи в анаеробних умовах, мінерального і біологічно-мінерального консервантів для заготівлі силосованих кормів, вологого зерна кукурудзи і соєво-кукурудзяної суміші та використання вегетативної маси гірчиці білої у фазу молочно-воскової стиглості як консерванту і протеїнового компоненту у фазу цвітіння в кількості 30% за масою при заготівлі силосу з кукурудзи.

Особистий внесок здобувача в обсязі виконаної роботи полягає в самостійному проведенні, освоєнні та викладенні основних методів досліджень. Самостійно проведені технологічні досліди по консервуванню та зберіганню в аеробних умовах вологого зерна кукурудзи, пшениці, ячменю та гороху, соєво-кукурудзяної зерносуміші, заготівлі силосу кукурудзи з добавленням вегетативної маси гірчиці білої як консерванту та протеїнового компоненту силосу. Лабораторні дослідження проводилися в умовах лабораторії підвищення поживності кормів, науково-виробничі на базі дослідного господарства “Бохоницьке” Інституту кормів УААН та господарствах “Берладинка” і “Серединка” Бершадського району Вінницької області. Із спільних наукових експериментів і публікацій дисертантом за згодою співавторів використано лише свою частину результатів досліджень в обсязі 70%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації були покладені в основу проведених в Вінницькій області семінарів у 1995-1997 рр., за участю фірми “Мушел” при виконанні проекту ТАСІS /93/ А& UК9302 “Вдосконалення умов зернозберігання”. Доповідалися основні положення дисертації та міжнародних конференціях (Львів, 9-11 жовтня 1997 р.) “Сучасні проблеми ветеринарної медицини, зооінженерії та технологій продуктів тваринництва”, “Годівля високопродуктивних тварин та перспективні технології виробництва кормів” (Вінниця 2002) та науково-практичній конференції “Нові технології заготівлі кормів і біологічні аспекти використання вулканічних туфів у кормовиробництві та тваринництві” (Вінниця 2003).

Публікація результатів досліджень. Основні положення дисертації опубліковані в співавторстві в книзі “Вдосконалення технології зберігання і використання зерна”, Вінниця, 1996; “Біохімічні процеси та якість подрібненого зерна кукурудзи при консервуванні пропіоновою кислотою”, “Зберігання зерна в аеробних умовах при консервуванні пропіоновою кислотою” зб. матеріалів міжнародної науково-практичної конференції “Сучасні проблеми ветеринарної медицини, зооінженерії та технологій продуктів тваринництва”, Львів, 1997; “Використання пропіонової кислоти для консервування вологого зернофуражу” та “Порівняльна оцінка дії біологічних консервантів при силосуванні кукурудзи” “Тваринництво України” № 4, 1998 р., “Консервуюча дія пропіонової кислоти і нових консервантів при заготівлі вологого зернофуражу і силосу” “Вісник аграрної науки” № 7, 1999 р., “Хімічне консервування зерна” в книзі “Сучасні та перспективні технології зберігання і використання вологого зернофуражу” К.: Світ, 2000 р., “Гірчиця біла в консервуванні і підвищенні перетравності поживних речовин кукурудзяного силосу” “Вісник аграрної науки” № , 2002 р., “Мінерально-біологічний консервант для зеленої маси кукурудзи” та “Консервуюча дія гірчиці білої різних фаз вегетації при силосуванні кукурудзи” в Міжв. тем. збірнику “Корми і кормовиробництво” № 47, 2001 р. і № 49, 2002 р.

Обсяг роботи. Дисертація викладена на 171 листах комп’ютерного тексту і складається із вступу, 4-х розділів, висновків та пропозицій виробництву. Робота включає 30 таблиць і 17 малюнки. До списку використаної літератури входить 303 джерел, із них 49 іноземних.

МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Базою для проведення досліджень було колективне сільськогосподарське підприємство “Берладинка” і „Серединка” Бершадського району Вінницької області, дослідне господарство “Бохоницьке” та лабораторія підвищення поживності кормів Інституту кормів УААН. Дослідження також проводилися в господарствах Вінницького, Оратівського районів Вінницької області та Здолбунівському районі Рівненської області.

В основу роботи покладено вивчення консервуючої здатності пропіонової кислоти і нових консервантів рослинного і мінерального походження при заготівлі силосу з кукурудзи, підв’яленої зеленої маси люцерни, вологого зерна кукурудзи та соєво-кукурудзяної зерносуміші. Консервували пропіоновою кислотою також зерно пшениці, ячменю та гороху. Критерієм оцінки консервуючої дії консерванту — насіння гірчиці білої сорту Кароліна була поживна цінність силосу з кукурудзи, яку оцінювали в балансових дослідах на валухах. Проводили порівняльну оцінку консервуючої дії вегетативної маси гірчиці білої у фазу цвітіння та молочно-воскової стиглості насіння при заготівлі силосу з кукурудзи та порівнювали різні композиції біологічних, мінеральних та кислотних консервантів. Вивчали процес інгібування антитрипсину в зерні сої за рахунок цукрів меляси і насіння гірчиці білої при одержанні соєво-кукурудзяного консервованого корму з низьким вмістом уреази в ньому.

Вивчення динаміки, інтенсивності та тривалості бродильних процесів у закладеній кормовій масі чи вологому зерні проводили в 3-х літрових скляних банках, які з’єднували по типу сполучених судин з ємкістю з насиченим розчином кухонної солі. По кількості витісненої рідини в збірну ємкість судили про об’єм виділених газів як показника інтенсивності протікання бродильних процесів та консервуючої дії нових консервантів рослинного і мінерального походження. Облік виділення газів проводили щодобово із розрахунку см3 на 1 кг досліджуємого корму. Концентрацію аміаку визначали за класичним методом Конвея. Вміст органічних кислот і спиртів в консервованих кормах виражали в % і визначали з використанням газового хроматографа “Хром-5”. Визначення загальної кислотності та величини рН консервованих кормів проводили за загальноприйнятими методиками.

Аналіз видового складу грибів і кількість колонійутворюючих одиниць (КУО) проводились за “Методичними вказівками по санітарно-мікологічній оцінці і покращенню якості кормів”. Визначення проводилось за такою схемою: зразок зерна розмелювали у млинку типу “Пірует”, потім 1 г одержаного борошна розводили у 100 разів водою, після чого робили висів на поживне середовище у чашки “Петрі”. Чашки “Петрі” витримували в термостаті протягом 10 днів, після чого проводили підрахунок КУО і визначали видовий склад грибів.

Згідно нормативів кількість КУО в 1 г зерна не повинна перевищувати 10000 для грибів родів Aspergillus, Alternaria, Mucor, Penicillium, Rhizopus та 200 — для роду Fusarium при згодовуванні тваринам, а також птиці.

Аналізи зразків зерна на вологу, азот, сирий протеїн, сирий жир, сиру клітковину, золу, кальцій, фосфор і розчинні вуглеводи проводили згідно “Руководства по анализам кормов”.

Консервуюча дія нового біологічного консерванту рослинного походження при силосуванні кукурудзи вивчалася в порівнянні з бактеріальними заквасками, а при силосуванні підв’яленої маси люцерни досліджувалась консервуюча здатність консервантів біологічного і мінерального походження. Дослідження проводилися також по розробці нових консервантів для вологого зерна кукурудзи в анаеробних умовах.

В основу біологічного консерванту покладено тонко подрібнене зерно гірчиці білої (Плешков В. П., 1984), а консерванту мінерального походження — природний мінерал сапоніт (Засуха Т. В., 1997).

Всього проведено 12 дослідів, із них 8 лабораторних — по відпрацюванню параметрів технології, 3 науково-господарських по оцінці консервуючої дії нових консервантів та 1 балансовий дослід на баранах-валухах по вивченню перетравності основних поживних речовин консервованого кукурудзяного силосу.

Зоотехнічну та економічну оцінку відомих і розроблених нами консервантів проводили розрахунковим методом на основі фактичних витрат. Основні показники досліджень оброблені біометрично (Плохинский И. А., 1969).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Консервування зерна пропіоновою кислотою в аеробних умовах

Консервоване в аеробних умовах вологе зерно не піддається дії бактерій, про що свідчить практично стабільний рівень протеїну, розчинних вуглеводів та амонійного азоту, а також відсутність оцтової кислоти — про-дукту життєдіяльності багатьох видів бактерій. Результати аналізів вказують на високу нерівномірність вне-сення консерванту в вологе зерно, що в деяких випадках призводить до утворення пластів зіпсованого зерна в середині бурта, тому слід приділити більшу увагу технології внесення консерванту.

Консервуюча дія нового біологічного консерванту — насіння гірчиці білої

при силосуванні кукурудзи в порівнянні з бактеріальними заквасками

Дослідження проводили в умовах лабораторії підвищення поживності кормів Інституту кормів УААН за схемою, що подана в таблиці 1. Зелену масу кукурудзи закладали в 3-х літрові скляні банки. При вивченні бродильних процесів спостерігалося значне зниження інтенсивності бродіння в варіанті з біологічним консервантом рослинного походження і незначне з “Літосилом” та “Eko corn”.

1. Схема досліду

Варіант | Характеристика варіанту

І контрольний | Зелена маса кукурудзи без консерванту

ІІ дослідний | Кукурудза + біологічно рослинний консервант 10 кг/т

ІІІ дослідний | Кукурудза + “Літосил” 5 г/т

ІV дослідний | Кукурудза + “Eko corn” 8 г/т

На основі проведених досліджень зроблено заключення, що при силосуванні зеленої маси кукурудзи молочно-воскової стиглості найкраще проявив консервуючу здатність біологічно-рослинний консервант в дозі 10 кг/т. Силос цього варіанту за всіма показниками якості та органоліптичної оцінки перевищував контрольний та дослідні з бактеріальними сухими заквасками “Літосил” і “Eko corn”. Подальше вивчення цього консерванту дало грунтовну відповідь про перспективу його широкого застосування в технології заготівлі силосованих кормів.

Консервуюча здатність біологічно-рослинного консерванту та природного

мінералу сапоніту при силосуванні підв’яленої маси люцерни

Дослідження проводили в лабораторних умовах Інституту кормів по схемі, яка наведена в таблиці 2. В контрольному варіанті оцтова кислота на 10% перевищувала норму. Виявлені також пропіонова і кислота невідомого походження, причому вони були присутні в усіх варіантах. Найбільше пропіонової кислоти в контрольному варіанті — 4,2% та в ІV варіанті з сумішею біологічного консерванта з сапонітом — 4,7%, але їх кількість в межах норми. В дослідних варіантах ІІ, ІІІ, та ІV молочна кислота займає більшу частку — 47,1; 57,6; 50,6%, оцтова кислота відповідно в цих варіантах складала 42,1; 30,4; та 39,6%, тобто бродіння молочно-кислого типу. Найкращим є варіант з біологічним консервантом — 2%, в якому високий вміст молочної та в межах норми оцтової кислот.

2. Схема досліду

Варіант | Характеристика варіанта

І — контрольний | Люцерна підв’ялена без консерванта

ІІ — дослідний | Люцерна + біологічно-рослинний консервант — 1%

ІІІ — дослідний | Люцерна + біологічно-рослинний консервант — 2%

ІV — дослідний | Люцерна + сапоніт — 1% + біологічно-рослинний консервант — 1%

V — дослідний | Люцерна + сапоніт як мінеральний консервант — 5%

Проведені дослідження дають змогу зробити висновок про перспективу використання біологічно-рослинного консерванту при силосуванні зеленої маси люцерни, особливо в дозі 2% до маси. Цей консервант суттєво впливає на ферментативні процеси силосування, інгібує ферментацію, діє по типу кислотних консервантів.

Розробка нових консервантів для вологого зерна і силосу кукурудзи в анаеробних умовах

Дослід по консервуванню вологого зерна кукурудзи в анаеробних умовах проводили в лабораторних умовах Інституту кормів (табл. 3).

3. Схема досліду

Варіант | Характеристика варіанта

І — контрольний

ІІ — дослідний

ІІІ — дослідний

ІV — дослідний | Зерно кукурудзи без консерванта

Зерно кукурудзи + сапоніт 7% від маси

Зерно кукурудзи + сапоніт 10% до маси

Зерно кукурудзи + вермикуліт 10% до маси

Динаміка бродильних процесів у зерні кукурудзи з мінеральним консервантом сапонітом в дозі 7 і 10% переконливо розкриває процес гальмування, очевидно, в першу чергу гетероферментативного молочнокислого бродіння. Природній мінерал — сапоніт володіє бактерицидною властивістю, чим зумовлює зміну перебігу бродильних процесів при консервуванні вологого зерна кукурудзи. Якщо порівнювати динаміку бродіння в зерні кукурудзи з мінералом вермикулітом в дозі 10%, то проявлення консервуючої дії сапоніту є переконливим фактором.

Закладали вегетативну масу кукурудзи молочно-воскової стиглості вологістю 75% для порівняння консервуючої дії насіння гірчиці білої як біологічного консерванту в подрібненому вигляді — 2% від силосуємої маси, 1% пропіонової кислоти, 2% сапоніту, як мінерального консерванту та 5 г/т — мікробіальної закваски молочнокислих бактерій препарату “Літосил” та поєднання біологічного і мінерального консервантів, а саме: 1% насіння гірчиці білої та 2% сапоніту. В досліді за абсолютний контроль був варіант без консерванту і другий контроль 2% цеоліту як відомого мінералу.

Результати досліджень наведені в таблиці 4 розкривають різну ступінь консервуючої здатності пропіоновою кислоти, насіння гірчиці білої, сухої бактеріальної закваски молочнокислих бактерій, цеоліту, сапоніту та поєднання останнього із біологічним консервантом — насінням гірчиці білої і бактеріальним препаратом “Літосил”.

4. Консервуюча здатність пропіонової кислоти, насіння гірчиці та якість кукурудзяного силосу

Консервуючі засоби

і дози їх внесення | Збереженість поживних речовин силосу, % | Сума кислот, % | % співвідношення кислот | рН силосу | Вміст аміаку, мг%

молочна | оцтова | пропіонова | масляна

Контроль | 85 | 2,4 | 25 | 70 | 4,5 | 0,2 | 3,8 | 37

Пропіонова кислота – 1% | 96 | 1,1 | 30 | 30 | 40– | 4,1 | 27

Насіння гірчиці білої – 2% | 98 | 1,1 | 83 | 45 | 2,5– | 4,6 | 28

Проведені дослідження свідчать про високу консервуючу здатність біологічно-мінерального консерванту в порівняні з пропіоновою кислотою, окремо насінням гірчиці та в поєднанні останньої з бактеріальним препаратом “Літосил”. Розроблений консервант відповідає критерію охорони навколишнього середовища і в достатній кількості є сировина для його виробництва.

Консервуюча дія гірчиці білої різних фаз вегетації при силосуванні кукурудзи

Вивчали інтенсивність, тривалість бродіння та біохімічні показники в силосуємій масі кукурудзи (контроль) і в поєднанні з соєю і гірчицею білою різної фази стиглості (дослідні варіанти). Проявлення консервуючої дії вегетативної маси гірчиці фази молочно-воскової стиглості зерна переконливо засвідчує концентрація аміаку та спирту в силосній маси різних варіантів закладки (табл. 5). Молочна кислота є критерієм оцінки якості силосу. У контрольному варіанті (силос із кукурудзи молочно-воскової стиглості) її містилося 5% від сухої речовини, а в дослідному – з кукурудзи та гірчиці молочно-воскової стиглості зерна 6%. В силосі з кукурудзи та гірчиці початку цвітіння концентрація молочної кислоти досягла 5%, тоді як в такому ж силосі при додаванні вегетативної маси сої – лише 3,5%. Звідси випливає, що вегетативна маса гірчиці білої сорту Кароліна проявляє консервуючу здатність тільки у фазі молочно-воскової стиглості зерна. З метою одержання силосу з високим вмістом протеїну при силосуванні кукурудзи доцільно додавати до 30% за масою вегетативної маси гірчиці білої, як у фазу початку цвітіння, так і молочно-воскової стиглості зерна.

5. Біохімічні показники силосу кукурудзи та в поєднанні з соєю

і білою гірчицею різної фази стиглості

Характеристика

варіантів | рН | Тітруєма кислотність, °Т | Спирти, % | Аміак, мг% | Сума кислот, % | Міститься кислот, %

Молочна | Оцтова | Пропіонова | Масляна

Контрольний (кукурудза молочно-воскової стиглості) | 3,74 | 17,4 | 0,34 | 44 | 2,1 | 1,165 | 0,90––

Дослідний (кукурудза + соя + гірчиця початку цвітіння) | 3,98 | 17,0 | 0,90 | 74 | 2,2 | 0,841 | 1,26 | 0,06 | 0,039

Дослідний (кукурудза + гірчиця початку цвітіння) | 3,83 | 16,8 | 0,46 | 66 | 3,0 | 1,126 | 1,75 | 0,10 | 0,013

Дослідний (кукурудза + гірчиця молочно-воскової стиглості зерна) | 4,1 | 14,8 | 0,27 | 32 | 2,7 | 1,346 | 1,36 | 0,02 | 0,008

Додавання до зеленої маси кукурудзи 30% вегетативної маси гірчиці у фазу молочно-воскової стиглості вміст сирого протеїну в кормі знаходиться на рівні 28,2 г в кілограмі натурального корму, а з гірчицею початку цвітіння 27,4 г/кг. Із додатковим додаванням сої початку наливу бобів нижнього ярусу сирий протеїн досягає 30,2 г/кг, тоді як в контролі такий показник становить 21,2 г/кг.

Насіння гірчиці білої – консервант і фактор підвищення

перетравності поживних речовин кукурудзяного силосу

Дослід проводився в умовах фізіологічного двору Інституту кормів УААН. Оцінку силосу кукурудзи з біологічним консервантом проводили в науково-виробничому досліді при закладанні маси в бетоновані амфори. В амфору закладали по 2 тонни зеленої маси з додаванням 1% подрібненого насіння гірчиці (дослід) і без консерванту (контроль). Масу ущільнювали, герметизували поліетиленовою плівкою та шаром глини товщиною 10-15 см. Амфори із силосом відкрили через 8 місяців.

Для визначення коефіцієнтів перетравності органічної і сухої речовин, протеїну, жиру, клітковини та безазотистих екстрактивних речовин (БЕР) був проведений балансовий дослід на баранах-валухах методом груп.

Хімічний склад спожитих кормів і продуктів обміну показав високу вірогідність підвищення перетравності поживних речовин силосу з біологічним консервантом рослинного походження (табл. 6).

6. Коефіцієнти перетравності основних поживних речовин силосу

кукурудзи з використанням біологічного консерванту (%) (n )

Показник | 1 група (контрольна) | 2 група (дослідна)

Суха речовина | 63,4±1,0 | 70,2±1,8

Органічна речовина | 67,1±1,0 | 73,7±1,8

Протеїн | 53,0±1,7 | 57,2±3,2

Жир | 81,0±1,8 | 83,3±1,3

Клітковина | 65,0±2,1 | 68,7±2,0

БЕР | 71,3±1,3 | 80,4±1,4

Нерозкритою є здатність насіння гірчиці білої як консерванту кукурудзяного силосу вірогідно підвищувати перетравність клітковини, сухої та органічної речовини корму. Результати такого впливу біологічного консерванту дають підставу висловити припущення, що в основі такої дії є вітамін Е та селен, які в значних кількостях містяться в насінні гірчиці білої. Селен у взаємодії з вітаміном Е можуть відігравати важливу роль у захисті корму від перекисного пошкодження, чим обумовлювати вищу перетравність корму.

Меляса і насіння гірчиці білої – стимулятори ферментації

в соєво-кукурудзяній суміші зерна

В Інституті кормів УААН розроблена технологія заготівлі та використання в годівлі сільськогосподарських тварин силосованих кукурудзяно-соєвих сумішей зерна. Результати досліджень показали, що силосування суміші подрібненого зерна кукурудзи в кількості 70% та 30% сої забезпечує одержання корму хорошої якості. У процесі силосування кукурудзяно-соєвих зерносумішей проходить руйнування антипоживних речовин зерна сої. Так. уреазна активність сої знижується з 2,6 до 0,03-0,05 од. рН, або на 98%. При силосуванні зерна сої в чистому вигляді майже не відбувається гідролітичного руйнування білка уреази, оскільки вона знизилась лише на 19,3% і становила 2,1 од. рН (Кулик М. Ф. та ін., 2000). З огляду на важливість знешкодження антипоживних речовин у зерні сої при мінімальних енергетичних витратах нами досліджувалися питання біологічного методу інгібування антипоживних речовин за рахунок цукрів меляси та насіння гірчиці білої. В основу нами покладено протилежне співвідношення подрібненого зерна кукурудзи і сої, зокрема, 70% становило подрібнене зерно сої, а кукурудзи – лише 30% при додаванні на 1 тонну зерносуміші 10 кг меляси та 1,0 кг подрібненого насіння гірчиці білої. Мета досліджень – одержати високобілковий корм із зерна сої з низькою активністю уреази.

Вивчення цього питання проводили на базі колективного сільськогосподарського підприємства “Берладинка” Бершадського району Вінницької області в 1995-1996 році. Зерно сої і кукурудзи кожне окремо подрібнювали на агрегаті “Блок-700”. Мелясу розбавляли водою у співвідношенні 1:1. Подрібнене зерно сої 70% і 30% подрібненої кукурудзи вручну змішували з додаванням 20 літрів водного розчину меляси та 1 кг мілко подрібненого на ДКУ насіння гірчиці білої з розрахунку на 1 тонну підготовленої зерносуміші, яку затарювали і ретельно ущільнювали методом ручного трамбування в поліетиленові мішки. Зберігали мішки в складському приміщенні. Контрольні варіанти закладали в мішки без меляси і гірчиці. Через чотири місяці зберігання розкривали мішки, оцінювали придатність корму до використання на кормові цілі та згодовували свиням як високобілкову добавку. Детальну оцінку якості та поживної цінності такого виду корму проводили в лабораторії підвищення поживності кормів Інституту кормів УААН. Результати досліджень наведені в таблиці 7.

7. Оцінка соєво-кукурудзяної суміші за вмістом кислот, аміаку,

етилового спирту та активності уреази

Показники | Соєво-кукурудзяна суміш в подрібненому вигляді (контроль) | Соєво-кукурудзяна суміш в подрібненому вигляді з додаванням меляси і насіння гірчиці як консервантів (дослід)

Вологість | 26,3 | 28,2

рН | 5,8 | 4,4

Органічні кислоти, % | 1,20 | 2,57

в т.ч. оцтова | 0,42 | 0,46

молочна | 0,76 | 2,04

пропіонова | 0,01 | 0,01

масляна | 0,01–

Етиловий спирт, % | 0,09 | 0,18

Аміак, мг% | 93,4 | 47,8

Уреазна активність, од. рН | 1,22 | 0,04

Зменшення активності уреази в соєво-кукурудзяній суміші зерна з добавленням водного розчину меляси та насіння гірчиці білої (дослідний варіант) є наслідком процесів ферментації в порівнянні з таким видом суміші, але при відсутності факторів стимулювання бродіння (табл. 7).

Таким чином, високобілковий корм із зерна сої можна одержувати за технологією консервування зерносуміші в подрібненому вигляді 70% сої та 30% зерна кукурудзи з використанням меляси та тонкого помелу насіння гірчиці білої.

Теоретичні основи використання насіння гірчиці білої

як біологічного консерванту кормів

В основу біологічного консерванту покладено тонко подрібнене зерно гірчиці білої (Плешков В. П., 1984). При розтиранні насіння хрестоцвітих відбувається руйнування клітин, що містять мірозиназу, яка розщеплює глюкозинолати з утворенням глюкози, аглікону та сульфат-іону, в зв’язку з чим, розчин набуває кислої реакції:

де R: СН2=СН–СН2 — (синігрин), СН2=СН–(СН2)2 — (глюконапін), СН2=СН–(СН2)3 — (глюко-брасиконапін), СН2=СН–С(ОН)Н–СН2 — (прогойтрин), СН2=СН–СН2–С(ОН)Н–СН2 — (наполейферин) та ін. (Плешков В. П., 1984).

У насінні білої гірчиці міститься специфічний для неї глюкозинолат сінальбін (1,5-2,5%), який за емпіричною формулою:

містить сполуку з фенольним кільцем, яка мало присутня в глюкозинолатах інших хрестоцвітих культур.

В рослинах існує природна система захисту від травоїдних комах, грибів та рослин, яка включає синтез і наявність глюкозинолатів та ферменту глюкозидази (мірозинази). Система мірозиназа-глюкозинолати виконує декілька функцій для рослин. Це захист від комах і фітопатогенів та регуляції росту, а в цілому функція глюкозинолатів-мірозинази — це унікальна система захисту рослин (Lenman et al., 1993; Falk et al., 1995; Bestwick et al., 1993).

Наші дослідження базувалися на закладенні подрібненого зерна кукурудзи вологістю 32%, яке закладали в півлітрові лабораторні ємкості звичайним способом з додаванням 1,0% подрібненого насіння гірчиці білої сорту Кароліна, таку ж кількість подрібненого насіння ріпаку і коренів хрону також подрібнених, 1,0% пропіонової кислоти та контрольний варіант без консерванту. Півлітрові банки для кожного варіанту закладали в 5-ти повторностях, які відкривали через 1, 5, 10, 15, і 30 діб і в такій же послідовності визначали величину рН водної витяжки зернової маси. Результати досліджень показали, що добавки, які вивчались, по різному прискорювали підкислення силосуємої маси і механізм цього процесу під впливом певних факторів даних консервантів відносно контролю мав істотну різницю.

Пропіонова кислота відразу підкислила середовище в результаті чого величина рН водної витяжки зерносуміші була стабільною і становила 4,1 одиниць до 10-ї доби, а через 15 і 30 діб досягла сталої величини. В міру підсилення інтенсивності молочнокислого бродіння різниця рН в контрольному варіанті зерносуміші і приготованій з додаванням 1,0% подрібненого насіння ріпаку змінювалась практично в однакових величинах і після одного місяця дозрівання була на рівні 3,96. На основі першого співставлення можна зробити висновок, що насіння ріпаку, незважаючи на певний вміст в ньому глюкозинолатів і ферменту мірозинази, не впливало на протікання бродіння і підкислення зерносуміші. Найбільш виразно на пригнічення процесів бродіння в зерновій масі проявили корені хрону, зокрема, найнижча величина рН 4,4 на 30-у добу зберігання зерна суміші, а на другому місці по характеру такої дії проявило себе насіння гірчиці білої. Це і зрозуміло, оскільки тільки в насінні гірчиці чорної (Brassica nigra (L.)) та хроні міститься глюкозинолат (глікозид) — синігрін, а в гірчиці білій (Sinapis alba (L.)) — синальбін, які зумовлюють характерний гірчичний різкий смак і запах цих продуктів рослинного походження. Відноситься він до групи S-глікозидів. Вміст синігріну в гірчиці та хроні складає близько 3% від сухої речовини: знаходиться він там у вигляді калієвої солі. Під дією ферментів синігрін розщеплюється на D-глюкозу, алілгірчичне масло СН2=СН–СН2–N=C=S і КНSО4 (Плешков Б. П., 1975).

Стверджувати, що основою консервуючої дії є D-глюкоза і калійна сіль сірчаної кислоти після розщеплення сінальбіну і синігріну експериментальні підтвердження відсутні, оскільки вміст цих сполук у загальній масі зерносуміші незначний. Так, при додаванні 1,0% насіння гірчиці на одну тонну зерна вологістю 32% фактично його вноситься 10 кг. Оскільки в насінні міститься 2% від сухої речовини сінальбіну, то його маса становить від сухої речовини близько 200г. Якщо таку кількість сінальбіну через продукти його розщеплення (D-глюкозу, алілгірчичне масло і КНSО4) взяти за еквівалент сірчаної кислоти, то це буде становити 0,020% консерванту. Безперечно, така кількість сірчаної кислоти не проявить ніякої консервуючої дії. На нашу думку, консервуюча дія подрібненого насіння гірчиці білої забезпечується дією n-оксібензилгірчичними (НОС6Н4СН2NCS) та алілгірчичним (СН2=СН–СН2–N=C=S) для коренів хрону маслами (оліями). Підтвердженням такої гіпотези послужили подальші наші спостереження за консервованим зерном у півлітрових скляних банках при їх розгерметизації.

Переконливим аргументом в таких спостереженнях є поява пліснявих грибів. Результати спостережень показали, що зерносуміш із кукурудзи вологістю 32%, яка готувалася для зберігання з добавкою насіння гірчиці білої, коренів хрону та пропіонової кислоти мала високу аеробну стабільність порівняно з таким кормом контрольного варіанту та при додаванні 1,0% подрібненого насіння ріпаку. Після розгерметизації, тобто відкриття банок відбулися процеси аерації корму при кімнатній температурі +18-20°С. Видимі колонії пліснявих грибів на контрольному варіанті, а також із насінням ріпаку з’явилися на 3-ю добу, а через 7 діб зерно було суцільно покрито плісенню. Подрібнене зерно в банках із гірчицею, хроном та пропіоновою кислотою не пліснявіло на протязі 10-ти днів, тобто достатнього строку зберігання в умовах ферми, комбікормового заводу і до кінцевого його використання в годівлі тварин.

Механізм дії консерванту на основі вулканічних туфів

та ефективність їх використання при заготівлі кормів

Досягнення у з’ясуванні питань консервування зелених кормів мінеральними кислотами належать фінському вченому-агрохіміку Віртанену (1933). Він уперше показав значення підкислення силосованої маси до рН 4,2 як для швидкого пригнічення життєздатності рослинних тканин, так і для обмеження мікробіологічної дії бактерій кормової маси. Віртанен використовував для підкислення зеленої маси соляну кислоту в суміші з сірчаною. Його спосіб був запатентований у 1931 р. і він став лауреатом Нобелівської премії.

Нами проведені пошукові дослідження розробки консерванту кормів, в основу якого покладено не підкислення середовища в кормовій масі, а утворення комплексних сполук, які інгібують ферментні системи бактерій.

У консерванті містяться окиси: заліза, титану, магнію, марганцю, барію, цинку, міді, кобальту, нікелю, срібла, інших металів і кухонна сіль.

На першому етапі у підв’яленій масі бобових чи злаково-бобових трав з вологістю 65-68 % під дією епіфітної мікрофлори відбувається гетероферментативне бродіння.

В процесі бродіння відбувається ферментація цукрів, протеїну та інших речовин, що є наслідком утворення в кормовій масі кислот: оцтової, пропіонової, масляної, молочної та вуглекислого газу і аміаку. Підкислення середовища кормової маси не відбувається, рН знаходиться в межах 4,6-5,2. Корм має високу органолептичну оцінку і, незважаючи на високий вміст аміаку, запаху його в силосі чи сінажі не відмічається, тому такий корм охоче поїдається тваринами.

Аміак вступає в реакцію з вуглекислим газом, а потім із кухонною сіллю, а утворення комплексних сполук із окисами металів відбувається за участю іонів NH4+ i Cl–:

NH3 + H2O + СО2 NH4HCO3

NH4+

NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl

Cl–

[Zn(NH3)2]Cl2 – діамінцикохлорид, [Ag(NH3)2]Cl2; [Co(NH3)6]Cl3; [Cu(NH3)4]Cl2; [Ni(NH3)6]Cl2; сполуки іонів металів (заліза, марганцю, титану та ін.) з іонами хлору.

Кінцеві сполуки є інгібіторами ферментних систем бактерій шляхом проникнення їх через мембрану бактеріальної клітини.

Наведене трактування дії нейтрального консерванту без участі фактору підкислення середовища корму до оптимальних величин рН 3,9-4,2 викликає дискусії, але відповідь у захист позитивної дії консерванту на основі туфів Берестовецького родовища були одержані в дослідах на коровах, проведених нами спільно з співробітниками Рівненської обласної дослідної сільськогосподарської станції.

В дослідному господарстві “Тучинське” Рівненської обласної дослідної сільськогосподарської станції Гощанського району було закладено 5000 т кукурудзяного силосу із внесенням на 1 т силосуємої маси по 10 кг консерванту на основі вулканічного туфу. Силос був високої якості, добре поїдався тваринами.

В агрофірмі “Мир” того ж району було заготовлено 3000 т кукурудзяного силосу із внесенням 6 кг туфів та 3 кг кухонної солі на 1 т силосуємої маси. На 1 кг силосу було внесено 6 г туфів та 3 г солі. Даний силос був високої якості, добре поїдався тваринами. В господарстві, у виробничих умовах, було вивчено вплив силосу із внесенням туфів на молочну продуктивність корів. Для чого було підібрано дві групи корів-аналогів, по 15 голів у групі. Коровам першої групи згодовували силос без туфів, а другої — із туфами.

В даному стаді нараховується 341 корова із середньою продуктивністю 3,5-4,0 тис. кг молока за лактацію.

Дослідження проводилось протягом 75 днів. В зимово-стійловий період коровам згодовували в день: суміш концкормів — 2,3 кг, силосу кукурудзи — 15,0, жому — 20, січки соломи — 6,0, сінажу — 8 кг. Загальна продуктивність раціону була 10,5 кормових одиниць. Корови дослідної групи додатково одержували 90 г туфів, які вносились при закладанні силосу.

За цей період від корів дослідної групи було одержано молока більше на 105,5 кг (848,3 проти 742,8 кг) при вищих середньодобових надоях на 1,4 кг (11,3 проти 9,9) або на 14 %.

Отже, можна зробити висновок, що згодовування коровам силосу, збагаченого туфами підвищує надої молока на 14 % і знижує витрати кормів на його виробництво на 12 %.

Крім цього, слід відмітити, що в даному господарстві корови після зимівлі були добре вгодовані, волосяний покрив в них був блискучим і при виході в першій декаді травня на пасовище середньодобові надої були на рівні 16-17 кг молока без підгодівлі концентратами.

Виробнича перевірка ефективності використання нового консерванту мінерального походження на значних обсягах заготівлі силосу та згодовуванні його також великому поголів’ї корів із різним рівнем продуктивності підтвердила викладений нами механізм дії з участю утворення комплексних сполук, які інгібують життєдіяльність бактерій шляхом проникнення через мембрану бактеріальної клітини.

Економічна ефективність впровадження розробок

Використання пропіонової кислоти як консерванту економічно виправдане при її реалізаційній ціні 2,0-2,5 тис. грн. за тонну, тобто затрати повинні становити не більше 20-25 грн. на консервування однієї тонни зерна.

Проте на підприємствах хімічної промисловості в нашій країні пропіонова кислота не випускається. Імпорт її при сучасній ціні 1,5 тис. дол. за тону є економічно недоцільним.

Силос із кукурудзи та підв’яленої маси люцерни одержується високої якості при використанні сухої бактеріальної закваски “Літосил”. Економічна ефективність впровадження такої закваски в технології силосування і сінажування обгрунтовується заготівлею кормів високої якості, але вітчизняна мікробіологічна промисловість припинила виробництво такої закваски. Ладижинське підприємсво “Ензим” Вінницької області збирається відновити випуск препарату “Літосил”.

Все це заставляє наукові установи спільно з виробничниками випробувати інші технологічні рішення, які б не залежали від імпорту консервантів та навіть і від їх виробництва на підприємствах вітчизняної хімічної і мікробіологічної промисловості.

Перспективним із економічною оцінкою виявився біологічний консервант у вигляді насіння гірчиці білої сорту Кароліна селекції Інституту кормів УААН та її вегетативна маса у фазі молочно-воскової стиглості при заготівлі силосу з кукурудзи. Поєднання насіння гірчиці білої в подрібненому вигляді з природним мінералом сапонітом дало можливість одержати біологічно-мінеральний консервант з низькою собівартістю власного виробництва. Сапоніт і анальцим є природними мінералами вулканічних туфів і на їх основі нами розроблено і вивчено консервуючу дію нейтрального консерванту для заготівлі силосу та сінажу.

Вивчення консервуючої дії вегетативної маси гірчиці білої у фазі молочно-воскової стиглості насіння показало перспективу впровадження такої технології при силосуванні кормів. Обгрунтовується це тим, що синтез – глікозиду – сінальбіну, як консервуючого фактору відбувається у фазі молочно-воскової стиглості насіння одночасно з накопиченням в масі значної кількості протеїну. Вміст сирого протеїну в силосі кукурудзи збільшується на 33% при додаванні 30% за масою гірчиці у фазі молочно-воскової стиглості.

Таким чином, нами експериментально обгрунтовано широкомасштабне впровадження в практику виробництва використання вегетативної маси гірчиці білої сорту Кароліна у фазі молочно-воскової стиглості поєднання насіння гірчиці білої з сапонітом та інших природних мінералів вулканічного походження як основи нових консервантів для заготівлі силосу, сінажу і вологого зерна кукурудзи.

ВИСНОВКИ

1. Експериментально розкрито механізм консервуючої дії нового нейтрального консерванту на основі вулканічних туфів для заготівлі силосу і сінажу та мінерально-біологічного консерванту в поєднанні сапоніту і насіння гірчиці білої для зберігання вологого зерна кукурудзи в анаєробних умовах.

2. За умови виробництва пропіонової кислоти в Україні внесення її в дозі 10-14 л/т при консервуванні зерна кукурудзи вологістю 30-32% та 7_ л/т для пшениці, ячменю, гороху вологістю 20-25% забезпечує високу якість зернофуражу при зберіганні в буртах без укриття плівкою на критих токах протягом 6-12 місяців. Висока якість подрібненого зерна кукурудзи вологістю 30-32% при зберіганні в анаеробних умовах досягається при використанні пропіонової кислоти в дозі 3 л/т.

3. Насіння гірчиці білої сорту Кароліна, завдяки наявності в ньому сінальбіну, одного з найбільш ефективних фітонцидів, проявляє консервуючу дію при силосуванні кормів, тому може використовуватися як біологічний консервант. При силосуванні кукурудзи молочно-воскової стиглості висока консервуюча дія біологічного консерванту проявляється в дозі 10 кг/т. Силос за показниками якості та органоліптичної оцінки перевищував контрольний та дослідні варіанти з сухими бактеріальними заквасками в дозі внесення 5 г/т “Літосил” вітчизняного і “Есо соrn” зарубіжного виробництва.

4. Нерозкритою є здатність насіння гірчиці білої сорту Кароліна як консерванту кукурудзяного силосу достовірно підвищувати перетравність клітковини, сухої та органічної речовин корму. В основі такої дії є вітамін Е та селен, які в значних кількостях