Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав
Владельцы патента RU 2277345:
Некоммерческое партнерство Научно-технический центр "Лекарства и биотехнология" (RU)
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к разработке биотехнологической продукции - полиферментной композиции, предназначенной для консервирования многолетних высокобелковых трав. Полиферментная композиция содержит комплекс ферментов в соотношении целлюлазы и ксиланазы 1,0:(3,8-4,2), а соотношение целлюлазы и пектин-лиазы при этом составляет 1,0:(1,3-1,7). Предлагаемая полиферментная композиция обеспечивает разрушение компонентов клетчатки, пектиновых веществ, в том числе нерастворимого протопектина, и гемицеллюлоз клеточных и межклеточных структур растительного сырья. 13 табл.
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к разработке биотехнологической продукции - полиферментной композиции, которая обеспечивает при консервировании трудносилосующихся многолетних бобовых трав (люцерна, клевер, эспарцет) получение высококачественных кормов без использования химических консервантов.
Современные технологии консервирования многолетних бобовых трав не обеспечивают получение из них высокопротеиновых, энергонасыщенных объемистых кормов, равноценных или превосходящих исходную массу по кормовой ценности и усвояемости энергии животными. Лишь при химическом консервировании слабопровяленных многолетних трав можно получить корм высокого качества с незначительными потерями питательных веществ. Но химические консерванты дороги, экологически небезопасны и сложны при хранении и внесении, вследствие чего не находят широкого применения в кормопроизводстве. Кроме того, при химическом консервировании не обеспечивается переход зеленой массы в качественно новое состояние с повышенным содержанием переваримой энергии и сырого протеина.
Основным сырьем для производства растительного белка и обменной энергии при заготовке кормов, преимущественно для жвачных животных, служат многолетние травы, доля которых в структуре полевых кормовых культур занимает свыше 60%. В соответствии с концепцией развития животноводства в Российской Федерации до 2010 года (МСХ и РАСХН), предусматривающей значительное увеличение производства высокобелкового растительного сырья, площадь их возделывания увеличится до 18,8 млн. га, а для высокобелковых трав составит 14,5-15,0 млн. га. Поэтому проблема его рационального и экологически безопасного использования является актуальной задачей кормопроизводства и без разработки принципиально новых способов консервирования и технологий заготовки кормов из высокобелковых трав не может быть решена задача полноценного питания животных. К таким технологиям относится, прежде всего, консервирование сырья путем силосования.
Известно, что наивысшей урожайностью и кормовой ценностью многолетние бобовые травы обладают в ранние стадии развития - в начале и полной бутонизации. Однако в эти фазы вегетации бобовые травы наряду с высоким содержанием сырого протеина характеризуются недостатком легкосбраживаемых углеводов, необходимых для жизнедеятельности молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты, обеспечивающей подкисление силосуемой массы до рН 4,0-4,3, которое и определяет процесс консервирования. В связи с этим высокобелковые травы относятся к трудно- и несилосующемуся сырью. Из таких трав сложно приготовить сенаж, а дефицит растворимых сахаров не позволяет получать высококачественный силос. Вместе с тем высокобелковые травы содержат достаточное количество трудногидролизуемых углеводов (таблица 1), которые в результате ферментативной обработки могут восполнить дефицит легкосбраживаемых сахаров для питания молочнокислых бактерий и образования достаточного количества молочной кислоты - консерванта силоса. Кроме того, снижение концентрации труднопереваримых углеводов в связи с переходом их в легкодоступные формы будет способствовать повышению питательности консервируемых кормов.
| Таблица 1 Содержание сырого протеина и основных углеводов в клевере и люцерне по фазам вегетации | ||||||||
| Культура | Фаза вегетации | Содержание сырых питательных веществ в СВ, % | ||||||
| протеина | клетчатки | сахаров | крахмала | пектиновых веществ, пентозанов | ||||
| всего | в том числе | |||||||
| гемицеллюлоз | целлюлозы | |||||||
| Клевер луговой | бутонизация | 17,00-18,50 | 22,00-23,00 | 11,00-12,50 | 8,43 | 8,50-9,50 | 3,00-3,50 | 33,45 |
| начало цветения | 15,00-15,50 | 27,50 29,00 | 12,00-13,00 | 12,42 | 9,50-10,00 | 3,20-3,40 | 31,24 | |
| Люцерна синяя | бутонизация | 18,50-21,00 | 21,40-22,00 | 12,30-13,00 | 8,01 | 4,00-4,50 | 2,50-2,80 | 38,50 |
| начало цветения | 15,00-16,50 | 27,00-27,50 | 13,00-13,50 | 11,84 | 4,50-5,00 | 2,50-3,00 | 35,65 |
На основании исследований, проведенных в последние годы НТЦ "Лекбиотех" и ВНИИкормов, было установлено, что ферментативная обработка сырья является перспективным и надежным способом сохранения биологической и питательной ценности высокобелковых трав. В отличие от химических консервантов ферменты обладают экологической чистотой и безопасностью как в производстве, так и при использовании кормов, обеспечивая при этом высокий консервирующий и ресурсосберегающий эффект.
В связи с научно-обоснованными предпосылками использования ферментов при консервировании растительного сырья [1-3] поставлена задача создания эффективного ферментного препарата, способствующего максимальному разрушению трудногидролизуемых полисахаридов (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и др.) высокобелковых многолетних трав с целью увеличения образования легкосбраживаемых сахаров, необходимых для осуществления молочнокислого брожения в оптимальном режиме. С учетом биохимических особенностей углеводного состава растительного сырья разработка препарата была направлена на создание мультисистемы, содержащей комплекс гидролитических (целлюлаза, ксиланаза) и лиазных (пектин- и пектат-лиаза) ферментов, обеспечивающих разрушение не только целлюлозы, гемицеллюлоз, в том числе ксилана, арабана и их производных, но и межклеточных структур, "цементирующих" растительную ткань, что повышает степень доступности растительных клеток гидролазам.
Фирма "Суомен Сокери" (Финляндия) предлагает комплексный ферментный препарат Клэмзайм, содержащий целлюлазу и глюкозооксидазу и предназначенный для консервирования многолетних бобовых трав с целью получения высококачественных силосованных кормов. Использование препарата в дозе 200 мл/т позволяет повышать качество опытных силосов по содержанию органических кислот и протеина в сравнении с контрольным, полученным с применением муравьиной кислоты (2,6 л/т). Однако в информационных материалах фирмы отсутствуют данные об уровне активностей ферментов в препарате, что, вероятно, является предметом "ноу-хау" [4].
Известен биологический препарат Клампзим [5], содержащий комплекс ферментов, гидролизующих в процессе силосования клеточные оболочки высокобелковых бобовых трав (люцерна). Показано, что использование препарата в дозе 0,25 л/т позволяет снизить уровень целлюлозы в люцерновом силосе на 5% по сравнению с контролем, но не влияет на содержание гемицеллюлоз, что может быть связано с отсутствием в нем ферментов, разрушающих ксилано-арабановые комплексы растительного сырья. Величина рН в опытном силосе составила 4,77 против 4,92 в контрольном варианте, а содержание молочной кислоты (%) - 1,54 против 1,46 соответственно К сожалению, в материалах фирмы не приведены данные по соотношению и уровню ферментов в препарате.
Известна работа, в которой приведены результаты опытов по силосованию свежескошенной люцерны (СВ 23,5%) с применением целловиридина в дозе 2 кг/т. В качестве контрольного варианта был использован сенаж, полученный из той же массы, провяленной до 43,52% СВ. Применение целловиридина при силосовании люцерны способствовало получению силоса высокого качества по сравнению с сенажом. Так, содержание протеина и каротина в опытном силосе было только на 3,44 и 16,5%, а в сенаже - на 36,96 и 71,43% ниже, чем в исходной массе люцерны [6].
Проведены исследования влияния добавок ферментов целлюлазы и гемицеллюлаз, полученных из разных источников: энзим A (Trich. reesei) и энзим В (Trich. sp.) на процессы силосования райграса многолетнего. Установлено, что в опытных силосах с применением энзима А в дозе 250 см3/кг после двухмесячного хранения отмечено снижение содержания сырой клетчатки с 503 до 445 г/кг СВ и до 462 г/кг СВ при использовании энзима В в дозе 200 см3/кг, гемицеллюлоз - с 200 до 171 г/кг и до 186 г/кг СВ соответственно. Величина рН и содержание органических кислот (молочная + уксусная) в опытных и контрольных силосах находились практически на одном уровне. Отмечено, что максимальное количество лактата образовывалось в силосе, обогащенном энзимом А [7].
Известен комплексный препарат, содержащий β-1,4- и β-1,3-ксиланазу и не содержащий β-глюканазу и целлобиогидролазу. Препарат предназначен для стабилизации силосованных кормов из зерновых культур и другого растительного сырья с целью повышения его питательной ценности. В состав предлагаемого средства входят также микроорганизмы, сбраживающие пентозы в молочную кислоту без разрушения белка при рН - 4,0-6,5 [8].
В работе Филатова И.И. и Митяковой Р.П. [9] приведены данные по силосованию люцерны в фазе бутонизации с использованием ряда ферментных препаратов, в том числе целловиридина (ЦлА1 (1 - целлюлолитическая активность)=50 ед./г) в дозе 0,1-0,3% к массе сырья. По мнению авторов, лучшие результаты получены при использовании целловиридина. Так, количество молочной кислоты в силосе составило 0,55%, уксусной - 1,19%, аммиака - 0,17%, питательность силоса - 0,74-0,78 корм. ед. На наш взгляд, полученные силосы не могут быть отнесены к силосам высокого качества, так как имеют низкую питательную ценность и повышенное содержание уксусной кислоты по сравнению с молочной, что связано с низким уровнем целлюлазы, не обеспечивающей получение качественных силосов.
Английские исследователи считают [10], что ферментные препараты, эффективно работающие в качестве консервантов, должны содержать комплекс целлюлаз, гемицеллюлаз и пектиназ, причем в целлюлазном комплексе обязательно наличие трех ферментов: эндо-глюканазы, экзо-глюканазы и целлобиазы, и высвобождать достаточно легкосбраживаемых сахаров из растений в первые 48 часов силосования; быть активными при рН от 6,5 до 4,0 и температуре до 50°С. На наш взгляд, такой подход к вопросу консервирования является обоснованным, так как спектр предложенных ферментов соответствует полисахаридному составу трудногидролизуемого растительного сырья.
Известен способ силосования свежескошенной люцерны в фазе бутонизации с использованием целловиридина (ЦлА=200 ед./г) в дозе 0,4-0,6% от массы. При этом величина рН опытных силосов составила 3,85-3,97, содержание молочной кислоты от суммы кислот - 56,3-73,4% при отсутствии масляной кислоты, количество аммиака уменьшилось по сравнению с контролем в 2,6-1,8 раза, в силосах содержалось больше каротина, а содержание водорастворимых сахаров увеличилось с 1,62 до 2,10% [10]. Однако получение силосованных кормов с добавлением целловиридина в количестве 4-6 кг на 1 тонну сырья является малорентабельным, так как затраты на приобретение и внесение препарата значительно удорожают стоимость готового корма.
Ближайшей по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полиферментной композиции является композиция, состоящая из целлюлазы (ЦлА=1000 ед./г) и мацеробациллина (ПлА2 (2 - пектин-лиазная активность)=900 ед./г) в соотношении ≅1:3, что составляет 250 ед. ЦлА и 675 ед. ПлА в 1 г смеси, и рекомендуемая для силосования многолетних высокобелковых трав в дозе 0,3%, то есть в расчете на 1 кг силосуемой массы - 750 ед. ЦлА и 2030 ед. ПлА. Использование предложенной композиции позволяет получать консервированные корма с рН 4,54 против 4,70 в контроле и содержанием молочной кислоты 4,51% против 5,05% в силосах без добавок. При этом сохранность сухого вещества (СВ) и протеина в опытных вариантах составляла 93% и 84% против 89% и 73% в контроле. По содержанию кормовых единиц в 1 кг СВ контрольный силос уступал опытному - 0,89 и 0,93 (10,5-10,7 МДж ОЭ) соответственно [11].
Следует отметить, что использование композиции, содержащей достаточно высокий уровень целлюлазы (750 ед. ЦлА) и пектин-лиазы (2030 ед. ПлА) в расчете на единицу сырья, на наш взгляд, не в полной мере соответствует полученным, хотя и положительным результатам, по качественной оценке силосов. Это может быть связано с тем, что клеточные оболочки растительного сырья и межклеточных структур содержат также труднодоступные для ферментативного гидролиза соединения пентозанов (ксиланы, арабаны и их производные) и пектиновых веществ, в том числе протопектина, которые могут разрушаться только при воздействии соответствующего комплекса ферментов, включающего помимо целлюлазы и пектин-лиазы также эндо- и экзо-ксиланазы в оптимальном соотношении как с пектин-лиазой, так и целлюлазой. Практически отсутствие в данной композиции комплекса ксиланаз (KcA3 (3 - ксиланазная активность)=150 ед./г) не позволяет в полной мере осуществить гидролиз гемицеллюлозных структур обрабатываемого сырья, несмотря на наличие высокого уровня целлюлазы и пектин-лиазы. Включение ксиланазы вызывает необходимость изменения соотношения используемых ферментов в композиции в направлении оптимизации процесса комплексного воздействия на сырье, которое обеспечит более полный гидролиз всех полисахаридов сырья с целью максимального образования водорастворимых сахаров для интенсивного развития молочнокислого брожения и получения силосованных кормов высокого качества.
Задача изобретения заключалась в создании полиферментной композиции для консервирования многолетних бобовых трав, позволяющей повысить не только качество, но и энергетическую и протеиновую питательность силосованных кормов.
Технический результат заявленного изобретения состоит в разработке полиферментной композиции (ПФК), которая обеспечивает разрушение компонентов клетчатки, пектиновых веществ, в том числе нерастворимого протопектина и гемицеллюлоз клеточных и межклеточных структур растительного сырья.
Для достижения технического результата полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав содержит комплекс ферментов целлюлазы, пектин-лиазы и дополнительно содержит ксиланазу при соотношении целлюлазы и ксиланазы 1,0:(3,8-4,2), а соотношение целлюлазы и пектин-лиазы при этом составляет 1,0:(1,3-1,7).
Для реализации заявляемого решения, в первую очередь, были проведены исследования по определению основной и сопутствующих активностей ряда ферментных препаратов [12-17] с целью выбора оптимальных для использования в качестве компонентов при создании полиферментного препарата.
Характеристика ферментных препаратов представлена в таблице 2.
| Таблица 2 Характеристика ферментных препаратов | |||||||
| № | Препараты | Ферментативная активность, ед./г | |||||
| ЦлА | ПлА | КсА | β-ГлА | экзо-ПГ | ПЭ | ||
| 1 | Целлюлаза 100 | 1000 | - | 600 | 845 | 100 | - |
| 2 | Целловиридин | 1000 | - | 1050 | 612 | - | - |
| 3 | Целловиридин | 1850 | - | 2000 | 1100 | - | - |
| 4 | Мацеробациллин | - | 700 | 0 | - | 62 | 24 |
| 5 | Мацеробациллин | - | 900 | 0 | - | 108 | 19 |
| 6 | Мацеробациллин | - | 12900 | 35 | - | 600 | 320 |
| 7 | Ксиланаза | 465 | 0 | 5000 | 576 | 0 | 0 |
| 8 | Ксилозим | 1641 | 0 | 13000 | 1290 | 0 | 0 |
| 9 | Ксиланаза | 205 | 0 | 5250 | 1200 | 0 | 0 |
| 10 | Ксиланаза | 2000 | 0 | 4000 | 560 | 0 | - 0 |
| 11 | Ксиланаза | 24 | 0 | 3000 | 567 | 0 | 0 |
| Ближайший аналог | 250 | 675 | 150 | - | - | 0 | |
| Примечание - Величина ЦлА выражена в ед./г по действующей документации, индекс 100 в названии препарата обозначает величину ЦлА в ME (коэффициент перевода = 10) |
Из данных таблицы 2 видно, что представленные целлюлазы отличаются не только уровнем основного фермента (1850-1000 ед./г), но и сопутствующих - ксиланазы (2000-600 ед./г) и β-глюканазы (1100-512 ед./г). Из трех образцов мацеробациллина наиболее активным является вариант 6, в котором наряду с высоким уровнем пектин-лиазы (ПлА=12900 ед./г) содержится достаточно высокий уровень экзо-полигалактуроназы (экзо-ПГ=600 ед./г) и пектинэстеразы (ПЭ=320 ед./г). Анализируя препараты ксиланаз по уровню КсА и сопутствующих ферментов - ЦлА и β-ГлА, следует отметить, что все варианты ксиланаз различаются между собой как по содержанию основного фермента (КсА=3000-13000 ед./г), так и сопутствующих: ЦлА (24-2000 ед./г) и β-ГлА (560-1290 ед./г).
В лабораторных условиях из выбранных ферментных препаратов, представленных в таблице 2, были наработаны экспериментальные образцы полиферментных композиций (ПФК) с различными уровнями целлюлазы, пектин-лиазы и ксилаыазы, а также ближайший аналог. Наработанные образцы (таблицы 3-5) были испытаны в модельных опытах по исследованию процессов деструкции полисахаридов высокобелковых трав. Опыты проводили на люцерне (СВ - 35-28%), как наиболее трудносилосуемой культуре, поскольку содержание водорастворимых сахаров в ней в 1,5-2,0 раза меньше, чем в клевере (таблица 1).
Таблицы 3-10 иллюстрируют изобретение.
Для обоснования состава заявляемого полиферментного препарата были проведены исследования [18-19] по разрушению целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, содержащихся в люцерне, на фоне различного уровня целлюлазы, пектин-лиазы и ксиланазы. В первую очередь, изучали влияние различного уровня целлюлазы - от 750 ед. (как в ближайшем аналоге) до 100 ед./кг люцерны, при одном и том же значении пектин-лиазы - 2030 ед./ кг на разрушение трудногидролизуемых полисахаридов люцерны (таблица 3).
Как видно из таблицы 3, под действием ферментов, входящих в состав как ближайшего аналога, так и ПФК, интенсифицируются процессы гидролиза сложных полисахаридов растительного сырья по сравнению с контрольным вариантом (люцерна без добавок). Снижение уровня целлюлазы с 750 ед. (ближайший аналог) до 300 ед./кг люцерны (ПФК) при постоянной величине ПлА не уменьшило показателей содержания водорастворимых сахаров, целлюлоз, гемицеллюлоз и несколько повысило образование водорастворимых пектиновых веществ (8,50 против 8,00%), несмотря на значительное снижение целлюлазы. Дальнейшее снижение уровня целлюлазы (150-100 ед./кг люцерны) уступало ближайшему аналогу и вариантам ПФП 1-3 по изучаемым показателям. Следует также отметить, что в ближайшем аналоге экспериментально установлено наличие ксиланазы, которая, как правило, является сопутствующим ферментом целлюлазы (таблица 2). Наличие ксиланазы в ближайшем аналоге и экспериментальных образцах ПФП практически не оказало существенного влияния на расщепление целлюлоз и гемицеллюлрз. Анализ представленных данных позволяет считать, что величина ЦлА, равная 300 ед. при обработке 1 кг люцерны, при постоянном значении пектин-лиазы, является достаточной, так как полученные результаты по образованию сахаров идентичны действию ближайшего аналога.
В таблице 4 представлены данные по эффективности действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня пектин-лиазы при установленном значении ЦлА (300 ед./кг) и сопутствующем ферменте ксиланазе (КсА=320 ед./кг). Известно, что пектин-лиаза осуществляет расщепление связей между метоксилированной полигалактуроновой кислотой и ксиланоарабаном, в результате чего образуется свободный растворимый пектин, увеличение которого свидетельствует о положительном воздействии пектин-лиазы на растительную ткань [20]. Снижение уровня пектин-лиазы с 2030 ед. (ближайший аналог) до 450 ед. (ПФК) на 1 кг люцерны при постоянной величине ЦлА (300 ед./кг) не выявило существенных изменений в образовании растворимой фракции пектина: 8,60% в ближайшем аналоге и 8,45-8,70% - в образцах ПФК, что свидетельствует о завышенном уровне пектин-лиазы в ближайшем аналоге. Дальнейшее снижение уровня пектин-лиазы (250 и 50 ед./кг) привело к уменьшению образования растворимого пектина - 8,0-7,5%. Полученные результаты позволяют заключить, что использование пектин-лиазы на уровне 450 ед./кг совместно с ЦлА, равной 300 ед./кг, то есть при соотношении ЦлА:ПлА=1,0:1,5, не уступает ближайшему аналогу по образованию конечных продуктов гидролиза.
В таблице 5 представлены результаты эффективности действия ПФК с установленными уровнями целлюлазы и пектин-лиазы в зависимости от активности ксиланазы, вводимой дополнительно в состав композиций, на разрушение полисахаридов люцерны. Как видно из таблицы 5, экспериментальные образцы ПФК превосходят ближайший аналог по образованию водорастворимых сахаров и пектинов, а также целлюлозы, гемицеллюлоз за счет увеличения в них уровня ксиланазы (с 1200 до 4000 ед./кг), участвующей в деградации гемицеллюлоз, а также совместно с целлюлазой и пектин-лиазой, в разрушении целлюлозы и пектиновых веществ. Наиболее оптимальным вариантом по уровню и соотношению ферментов следует считать образец ПФК-5 - ЦлА=300, ПлА=450 и КсА=1200 ед./кг люцерны, в котором соотношение ЦлА:ПлА=1,0:1,5, а - ЦлА:КсА=1,0:4,0.
Увеличение активности КсА с 1200 до 4000 ед./кг люцерны не выявило существенных преимуществ перед оптимальным вариантом по изучаемым показателям. Снижение уровня КсА с 1200 до 200 ед./кг привело к ухудшению полученных результатов по содержанию водорастворимых сахаров 2,33-1,9% против 2,50% (вариант 5), степени разрушения целлюлозы 6,30-6,15% против 5,8%, гемицеллюлоз 2,20-2,50% против 2,00%, растворимого пектина 8,00-8,80% против 9,12% (вариант 5).
В таблице 6 приведены лабораторные данные по качественной оценке силосов из люцерны [21-23], полученных с использованием ПФК в сравнении с ближайшим аналогом, причем диапазон соотношений ЦлА:ПлА был расширен от оптимального 1,0:1,5 до 1,0:1,1-1,9, а ЦлА:КсА соответственно от 1,0:4,0 до 1,0:3,6-4,4 с целью выявления допустимых пределов соотношений активностей ферментов в ПФК.
Представленные данные по качественной оценке силосов из провяленной люцерны, полученных с использованием ПФК в сравнении с ближайшим аналогом (вариант 2), свидетельствуют об их эффективности. Как видно из таблицы, использование ПФК с соотношениями ферментов ЦлА:ПлА=1,0:1,3-1,7 и ЦлА:КсА=1,0:3,8-4,2 (образцы 4-6) позволяет получать консервированные корма с величиной рН 4,37-4,41 против 4,51 в ближайшем аналоге, содержанием молочной кислоты 5,01-4,90% против 4,51%, уксусной 0,99-1,03% против 1,62%, и пониженным содержанием аммиака 0,063-0,070% против 0,106% (ближайший аналог) соответственно. Образцы ПФК (варианты 3 и 7), имеющие соотношения ферментов, отличающиеся от упомянутых, хотя и превосходят ближайший аналог по некоторым показателям (аммиак, молочная кислота), уступают им.
В таблице 7 показаны данные, полученные в опытных условиях ВНИИкормов, по сохранности и качеству силосов из люцерны с использованием ПФК по заявляемому решению в сравнении с ближайшим аналогом оценку силосов проводили по действующим методам [22-25]. Анализируя полученные результаты, следует отметить, что по сохранности сухого вещества (СВ) и протеина опытные варианты превосходят ближайший аналог. Так, сохранность протеина в образцах силосов вариантов 3-5 составила 94,0-95,0 против 84,0% в ближайшем аналоге, а СВ - 94,6-95,0 против 86,0% соответственно. Также установлено в них повышенное содержание молочной кислоты (2,57-2,62%) по сравнению с ближайшим аналогом (1,65%), при наилучшем соотношении молочной и уксусной кислот (78,8/21,2 и 81,8/18,2), что свидетельствует о высокой эффективности полиферментных композиций. Соотношение органических кислот в силосе с применением ближайшего аналога составило 50,8/43,1, и, хотя произошло подкисление его до рН 4,2, преимущественного развития молочнокислого брожения не было обеспечено.
В таблице 8 представлены данные по сохранности, переваримости и питательности силосов из люцерны, полученных с использованием ПФК и ближайшего аналога [26-30]. Из таблицы 8 следует, что наилучшие результаты по переваримости питательных веществ силосов получены с применением ПФК по заявляемому решению (варианты 3-5) в сравнении с ближайшим аналогом. Так, переваримость сухого вещества силосов составила 67,5-68,0 против 60,8% в ближайшем аналоге; переваримость сырых питательных веществ - протеина, клетчатки, жира и БЭВ - в опытных силосах находилась на уровне 77,2-78,1%; 62,4-63,7%; 87,2-87,7% и 67,2-67,8% против 72,4%; 53,1%; 69,6% и 63,6% в контрольном соответственно. Отмечена тенденция к улучшению питательности опытных силосов в сравнении с ближайшим аналогом, а по содержанию переваримого протеина опытные варианты значительно превосходили его - 20,9-21,4 г/кг против 17,1 г/кг.
Таким образом, использование полиферментных композиций заявляемого состава и соотношения ферментов позволяет за счет расширенного спектра их действия на трудногидролизуемые полисахариды сырья получать силосы из люцерны более высокого качества, особенно по сохранности и переваримости питательных веществ, чем при применении ближайшего аналога.
Эффективность полиферментной композиции по заявляемому решению была изучена также и при силосовании клевера лугового (таблицы 9-10).
Как видно из таблицы 9, использование ПФК при консервировании провяленного клевера подтвердило его высокую эффективность, о чем свидетельствуют данные по снижению величины рН опытных вариантов силосов (3-5) до 4,20-4,30 против 4,60 в контроле и содержанию аммиака до 0,038-0,042 против 0,098%, по значительному увеличению уровня молочной кислоты - 1,03-1,34 в сравнении с контролем - 0,34% и отсутствию в опытных силосах масляной кислоты. Отмечено в них также повышение уровня протеина до 21,00-21,80 против 19,07% и снижение содержания клетчатки с 26,17% в силосе без добавок до 23,20-23,96% (варианты 3-5). Образцы ПФК (2 и 6), отличающиеся от заявляемых вариантов уровнем и соотношением ферментов, уступают оптимальным вариантам, но превосходят силосы без добавок.
Данные таблицы 10 убедительно свидетельствуют о высокой эффективности ПФК при консервировании клевера, что подтверждается результатами по переваримости и питательности опытных силосов (варианты 2-4). Так, переваримость СВ в них составила 70,1-71,0%, протеина - 78,4-79,1%, клетчатки 64,9-65,4%, жира 64,1-64,9%, БЭВ - 75,4-75,9% против 68,4%; 76,0%; 62,9%; 63,0%; 74,6% в силосе без добавок. По питательности опытные силосы значительно превосходили контрольный вариант, который в 1 кг СВ содержал 0,87 корм. ед. и 10,3 МДж ОЭ, тогда как в опытных вариантах эти показатели находились в пределах 0,95-0,96 корм. ед. и 10,8-10,9 МДж ОЭ. Необходимо отметить, что силосы по вариантам 1 и 5, которые не относятся к разряду заявляемых, хотя и уступают им, также характеризуются высокими показателями питательности (0,93-0,92 корм. ед., 10,7-10,6 МДж ОЭ).
На основании заявленного решения по предлагаемому изобретению был установлен состав полиферментной композиции на основе целлюлазы, пектин-лиазы и ксиланазы с учетом их величин и соотношений: ЦлА=1000 ед./г, ПлА=1300-1700 ед./г, КсА=3800-4200 ед./г, то есть ЦлА:ПлА=1,0:(1,3-1,7) и ЦлА:КсА=1,0:(3,8-4,2). Полиферментная композиция была испытана в полупроизводственных и производственных условиях при силосовании люцерны и клевера.
| Таблица 3 Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня целлюлазы | ||||||||
| Варианты | Ферментативная активность, ед./кг люцерны | Соотношение ЦлА:ПлА | Содержание углеводов, % | |||||
| ЦлА | ПлА | КсА | водорастворимые сахара | целлюлоза | гемицеллюлозы | водорастворимый пектин | ||
| Люцерна без добавок | - | - | - | - | 1,62 | 7,04 | 2,80 | 7,75 |
| Люцерна + ближайший аналог | 750 | 2030 | 450 | 1:3,0 | 2,00 | 6,70 | 2,70 | 8,00 |
| 1. Люцерна+ПФК-1 | 600 | 2030 | 645 | 1:3,4 | 1,90 | 6,70 | 2,60 | 8,55 |
| 2. Люцерна + ПФК-2 | 450 | 2030 | 487 | 1:4,5 | 1,95 | 6,65 | 2,70 | 8,50 |
| 3. Люцерна + ПФК-3 | 300 | 2030 | 320 | 1:6,8 | 2,00 | 6,65 | 2,70 | 8,50 |
| 4. Люцерна + ПФК-4 | 150 | 2030 | 160 | 1:13,5 | 1,75 | 6,80 | 2,80 | 7,90 |
| 5. Люцерна + ПФК-5 | 100 | 2030 | 107 | 1:20,3 | 1,70 | 7,00 | 2,80 | 7,75 |
| Таблица 4 Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня пектин-лиазы | ||||||||
| Варианты | Ферментативная активность, ед./кг люцерны | Соотношение ЦлА:ПлА | Содержание углеводов, % | |||||
| ЦлА | ПлА | КсА | водорастворимые сахара | целлюлоза | гемицеллюлозы | водорастворимый пектин | ||
| Люцерна без добавок | - | - | - | - | 1,62 | 7,04 | 2,80 | 7,75 |
| Люцерна + ближайший аналог | 750 | 2030 | 1:3,00 | 2,00 | 6,70 | 2,70 | 8,60 | |
| 1. Люцерна+ПФК-1 | 300 | 1700 | 320 | 1:5,70 | 1,95 | 6,60 | 2,65 | 8,60 |
| 2. Люцерна + ПФК-2 | 300 | 1400 | 320 | 1:4,70 | 1,90 | 6,65 | 2,65 | 8,50 |
| 3. Люцерна+ПФК-3 | 300 | 1100 | 320 | 1:3,70 | 1,90 | 6,70 | 2,70 | 8,45 |
| 4. Люцерна + ПФК-4 | 300 | 800 | 320 | 1:2,70 | 1,95 | 6,65 | 2,65 | 8,68 |
| 5. Люцерна + ПФК-5 | 300 | 450 | 320 | 1:1,50 | 2,00 | 6,65 | 2,70 | 8,70 |
| 6. Люцерна + ПФК-6 | 300 | 250 | 320 | 1:0,83 | 1,80 | 6,70 | 2,70 | 8,00 |
| 7. Люцерна + ПФК-7 | 300 | 50 | 320 | 1:0,17 | 1,80 | 6,65 | 2,70 | 7,75 |
| Таблица 5 Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня ксиланазы | |||||||||
| Варианты | Ферментативная активность, ед./кг люцерны | Соотношение | Содержание углеводов, % | ||||||
| ЦлА | ПлА | КсА | ЦлА:ПлА | ЦлА:КсА | Водорастворимые сахара | целлюлоза | гемицеллюлоза | Водорастворимый пектин | |
| Люцерна без добавок | - | - | - | - | - | 1,62 | 7,04 | 2,80 | 7,75 |
| Люцерна + ближайший аналог | 300 | 2030 | 450 | 1:3,00 | 1:0,60 | 2,00 | 6,70 | 2,70 | 8,60 |
| 1. Люцерна + ПФК-1 | 300 | 450 | 4000 | 1:1,5 | 1:13,30 | 2,50 | 5,80 | 2,00 | 8,70 |
| 2. Люцерна + ПФК-2 | 300 | 450 | 3200 | 1:1,5 | 1:10,67 | 2,50 | 5,80 | 2,10 | 8,70 |
| 3. Люцерна + ПФК-3 | 300 | 450 | 2400 | 1:1,5 | 1:8,00 | 2,40 | 5,80 | 2,00 | 9,00 |
| 4. Люцерна + ПФК-4 | 300 | 450 | 1600 | 1:1,5 | 1:5,30 | 2,50 | 5,80 | 2,00 | 9,00 |
| 5. Люцерна + ПФК-5 | 300 | 450 | 1200 | 1:1,5 | 1:4,00 | 2,50 | 5,80 | 2,00 | 9,12 |
| 6. Люцерна + ПФК-6 | 300 | 450 | 800 | 1:1,5 | 1:2,66 | 2,33 | 6,30 | 2,20 | 8,80 |
| 7. Люцерна + ПФК-7 | 300 | 450 | 400 | 1:1,5 | 1:1,33 | 2,00 | 6,10 | 2,40 | 8,40 |
| 8. Люцерна + ПФК-7 | 300 | 450 | 200 | 1:1,5 | 1:0,67 | 1,90 | 6,15 | 2,50 | 8,00 |
| Таблица 6 Показатели качества силосов при ферментативной обработке люцерны по заявляемому решению | |||||||||||
| Варианты | Ферментативная активность, ед./кг люцерны | Соотношение | Выделено газов брожения, л/кг СВ | pH | Содержание, % | ||||||
| ЦлА | ПлА | КсА | ЦлА:ПлА | ЦлЛ:КсА | аммиака | органических кислот | |||||
| молочной | уксусной | масляной | |||||||||
| 1. Люцерна без добавок СВ=25,85% | - | - | - | - | - | 12,1 | 4,80 | 0,123 | 3,86 | 0,94 | 0,27 |
| 2. Ближайший аналог | 750 | 2030 | 450 | 1,0:3,0 | - | 10,2 | 4,51 | 0,106** | 4,51 | 1,62 | 0,00 |
| 3. Люцерна + ПФК | 300 | 330 | 1080 | 1,0:1,1 | 1,0:3,6 | 11,0 | 4,63 | 0,087 | 4,50 | 0,95 | 0,00 |
| 4. Люцерна + ПФК* | 300 | 390 | 1140 | 1,0:1,3 | 1,0:3,8 | 9,1 | 4,40 | 0,070 | 5,01 | 0,99 | 0,00 |
| 5. Люцерна + ПФК* | 300 | 450 | 1200 | 1,0:1,5 | 1,0:4,0 | 9,2 | 4,37 | 0,063 | 4,94 | 1,03 | 0,00 |
| 6. Люцерна + ПФК* | 300 | 510 | 1260 | 1,0:1,7 | 1,0:4,2 | 9,2 | 4,41 | 0,068 | 4,90 | 1,01 | 0,00 |
| 7. Люцерна + ПФК | 300 | 570 | 1320 | 1,0:1,9 | 1,0:4,4 | 10,85 | 4,58 | 0,081 | 4,80 | 1,01 | 0,00 |
| Примечание 1 - ПФК* - вариант ПФК но заявляемому решению Примечание 2 - ** соответствует 12% азота аммиака к общему азоту |
| Таблица 7 Сохранность и качество силосов из люцерны с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению | ||||||||||
| Соотношение | Сохранность, % | Содержание, % | Соотношение кислот-молочная: уксусная | |||||||
| Варианты, ферментативная активность, ед./кг люцерны | ЦлА:ПлА | ЦлА:КсА | рН | протеина | СВ | аммиака | молочной | уксусной | масляной | |
| Силос с добавкой: | ||||||||||
| 1. Ближайший аналог ЦлА=750, ПлА=2030 | 1,0:3,0 | - | 4,20 | 84,0 | 86,0 | 0,058 | 1,65 | 1,40 | 0,2 | 50,8:43,1 |
| 2. ПФК ЦлА=300, ПлА=330, КсА=1080 | 1,0:1,1 | 1,0:3,6 | 4,40 | 90,0 | 91,3 | 0,065 | 2,23 | 0,9 | 0 | 71,2:28,8 |
| 3. ПФК* ЦлА=300, ПлА=390, КсА=1140 | 1,0:1,3 | 1,0:3,8 | 4,30 | 94,0 | 95,0 | 0,060 | 2,57 | 0,57 | 0 | 81,8:18,2 |
| 4. ПФК* ЦлА=300, ПлА=450, КсА=1200 | 1,0:1,5 | 1,0:4,0 | 4,25 | 94,5 | 94,8 | 0,060 | 2,62 | 0,60 | 0 | 81,4:18,6 |
| 5. ПФК* ЦлА=300, ПлА=510, КсА=1260 | 1,0:1,7 | 1,0:4,2 | 4,30 | 95,0 | 94,6 | 0,058 | 2,60 | 0,70 | 0 | 78,8:21,2 |
| 6. ПФК ЦлА=300, ПлА=570, КсА=1320 | 1,0:1,9 | 1,0:4,4 | 4,37 | 89,0 | 92,0 | 0,068 | 2,44 | 0,72 | 0 | 77,2:22,8 |
| Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению |
| Таблица 8 Показатели переваримости силосов из провяленной люцерны (СВ=36,4%), полученных с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению | ||||||||||
| Варианты, ферментативная активность, ед./кг люцерны | Соотношение | Переваримость, % | Питательность 1 кг СВ | Содержание переваримого протеина, г/кг СВ | ||||||
| ЦлА:ПлА | ЦлА:КсА | СВ | сырых питательных веществ | корм. ед. | МДж ОЭ | |||||
| протеина | клетчатки | жира | БЭВ | |||||||
| Силосование с добавкой: | ||||||||||
| 1.Ближайший аналог ЦлА=750, ПлА=2030 | 1,0:3,0 | - | 60,8 | 72,4 | 53,1 | 69,6 | 63,3 | 0,91 | 10,6 | 17,1 |
| 2. ПФК ЦлА=300, ПлА=330, КсА=1080 | 1,0:1,1 | 1,0:3,6 | 64,9 | 73,1 | 62,0 | 84,0 | 66,2 | 0,91 | 10,6 | 19,8 |
| 3. ПФК* ЦлА=300, ПлА=390, КсА=1140 | 1,0:1,3 | 1,0:3,8 | 67,5 | 77,2 | 62,4 | 87,7 | 67,8 | 0,93 | 10,7 | 21,4 |
| 4. ПФК* ЦлА=300, ПлА=450, КсА=1200 | 1,0:1,5 | 1,0:4,0 | 68,0 | 78,1 | 63,0 | 87,2 | 67,4 | 0,92 | 10,6 | 20,9 |
| 5.ПФК* ПлА=300, ПлА=510, КсА=1260 | 1,0:1,7 | 1,0:4,2 | 67,9 | 77,4 | 63,7 | 87,0 | 67,2 | 0,93 | 10,7 | 21,0 |
| 6. ПФК ЦлА=300,ПлА=570, КсА-1320 | 1,0:1,9 | 1,0:4,4 | 65,1 | 73,8 | 61,8 | 85,4 | 66,0 | 0,90 | 10,5 | 19,6 |
| Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению |
| Таблица 9 Химический состав и качество силоса из провяленной массы клевера лугового в фазе бутонизации с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению | |||||||||||||
| Вариант | Соотношение | Содержание питательных веществ, % СВ | рН | Содержание, % | |||||||||
| сухого вещества | сырых питательных веществ | ||||||||||||
| ЦлА:ПлА | ЦлА:КсА | протеина | клетчатки | жира | золы | БЭВ | аммиака | органических кислот | |||||
| молочной | уксусной | масляной | |||||||||||
| 1. Силос без добавок (контроль) | - | - | 35,08 | 19,07 | 26,17 | 4,01 | 10,44 | 40,31 | 4,60 | 0,098 | 0,34 | 0,088 | 0,04 |
| 2. Силос с добавкой ПФК | 1,0:1,1 | 1,0:3,6 | 35,10 | 20,80 | 24,6 | 4,08 | 9,70 | 40,82 | 4,37 | 0,059 | 1,03 | 0,48 | 0 |
| 3. Силос с добавкой ПФК* | 1,0:1,3 | 1,0:3,8 | 36,20 | 21,80 | 23,2 | 4,18 | 10,00 | 40,82 | 4,20 | 0,038 | 1,22 | 0,52 | 0 |
| 4. Силос с добавкой ПФК* | 1,0:1,5 | 1,0:4,0 | 36,15 | 21,03 | 23,96 | 4,20 | 10,12 | 40,69 | 4,20 | 0,042 | 1,34 | 0,48 | 0 |
| 5. Силос с добавкой ПФК* | 1,0:1,7 | 1,0:4,2 | 36,00 | 21,00 | 23,80 | 4,46 | 9,90 | 40,84 | 4,30 | 0,040 | 1,24 | 0,47 | 0 |
| 6. Силос с добавкой ПФК | 1,0:1,9 | 1,0:4,4 | 35,40 | 20,40 | 24,20 | 4,02 | 9,00 | 42,38 | 4,41 | 0,052 | 0,98 | 0,42 | 0 |
| Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению |
| Таблица 10 Переваримость и питательность силосов из клевера (СВ -38,9%), полученного с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению | |||||||||
| Вариант | Соотношение | Переваримость, % | Питательность 1 кг СВ | ||||||
| ЦлА:ПлА | ЦлА:КсА | СВ | сырых питательных веществ в СВ | корм. ед.. | МДж ОЭ | ||||
| протеина | клетчатки | жира | БЭВ | ||||||
| Силос без добавок | - | - | 66,5 | 75,8 | 62,1 | 62,3 | 73,6 | 0,87 | 10,3 |
| Силос с добавкой: | |||||||||
| 1. ПФК | 1,0:1,1 | 1,0:3,6 | 68,4 | 76,0 | 62,9 | 63,0 | 74,6 | 0,93 | 10,7 |
| 2. ПФК * | 1,0:1,3 | 1,0:3,8 | 70,1 | 78,4 | 65,4 | 64,9 | 75,6 | 0,96 | 10,9 |
| 3. ПФК * | 1,0:1,5 | 1,0:4,0 | 70,1 | 79,0 | 65,0 | 64,1 | 75,4 | 0,96 | 10,9 |
| 4. ПФК * | 1,0:1,7 | 1,0:4,2 | 71,0 | 79,1 | 64,9 | 64,8 | 75,9 | 0,95 | 10,8 |
| 5. ПФК | 1,0:1,9 | 1,0:4,4 | 67,1 | 76,3 | 63,0 | 62,9 | 74,3 | 0,92 | 10,6 |
| Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению |
В ПНО "Пойма" Московской области проведена производственная проверка технологии получения консервированных кормов с применением заявленной ПФК. Для силосования использовали пестрогибридную люцерну первого укоса в фазе бутонизации с примесью костреца безостого. В свежескошенной травосмеси содержалось 82,5% воды, 20,9% сырого протеина, 26,2% клетчаткой 6,4% сахаров. Из-за низкого содержания сахаров эта масса является несилосующейся без применения консервантов, поэтому для силосования ее провяливали и в ней содержалось 64,5% воды, 16,8% сырого протеина, 24,9% клетчатки, 3,05% жира, 9,2% золы и 46,05% БЭВ. В качестве контроля заложен вариант из провяленной массы с использованием химического консерванта АИВ-3 Плюс (Финляндия), в котором содержится 62% муравьиной кислоты.
Силосование массы контрольного и опытного вариантов вели в наземных бетонированных траншеях емкостью 1260 м3, высотой стен 3,5 м, шириной 12 и длиной 30 м. Для защиты силосуемой массы от доступа кислорода воздуха и атмосферных осадков стены каждой траншеи выстилали полимерной пленкой, склеенной в 2 отдельных полога, каждый размером на 1,0 м больше половины ширины траншеи. По завершении загрузки силосуемую массу укрывали вначале этими двумя пологами внахлест, а затем целиковым пологом по всей ширине и длине траншеи, с тщательной заделкой краев пленки у стен и торцов.
По мере поступления в траншею массу обрабатывали послойно заявляемой полиферментной композицией в дозе 0,03% (3 кг/т), предварительно смешанной с ячменной дертью в соотношения 1:9 с целью равномерного распределения в массе путем рассеивания ее по всей поверхности уложенных в траншею измельченных растений. В контрольную траншею при подборе и измельчении массы вносили АИВ-3 Плюс с помощью насосов-дозаторов, установленных на измельчителях.
При вскрытии траншей и скармливании животным силоса опытного и контрольного вариантов определяли его качество по продуктам брожения, химический состав и сохранность (таблица 11).
| Таблица 11 Характеристика опытного и контрольного силосов | ||||||||||
| Варианты | Сохранность СВ, % | рн | Содержание в корме, % | |||||||
| аммиака | кислот* | питательных веществ | ||||||||
| молочной | уксусной | протеина | клетчатки | жира | золы | БЭВ | ||||
| Силос с ПФК | 95,9 | 4,32 | 0,098 | 5,33 | 0,78 | 18,92 | 27,35 | 3,92 | 9,42 | 40,39 |
| Силос с АИВ-3 Плюс | 93,7 | 4,30 | 0,101 | 3,74 | 1,03 | 17,62 | 28,22 | 4,06 | 9,89 | 40,21 |
| Примечание - *Масляная кислота отсутствовала |
Как видно из таблицы 11, силос, приготовленный из люцерны с внесением ПФК, отличался от законсервированного химическим препаратом АИВ-3 Плюс более высоким качеством по биохимическим показателям, лучшей сохранностью сухого вещества и содержанием отдельных питательных веществ. В опытном варианте сохранность сухого вещества составила 95,9% против 93,7% в контроле, в нем накопилось 6,11% органических кислот против 4,77% в контроле, при соотношении молочной и уксусной 87,2/12,8 и 78,0/22,0 соответственно, содержание протеина в опытном силосе оказалось выше и составило 18,92% против контроля (АИВ 3 - Плюс) - 17,62%.
Для определения фактической питательности свежескошенной массы люцерно-кострецовой смеси, а также силосов, полученных с использованием полиферментной композиции и химического консерванта, был проведен специальный зоотехнический опыт на взрослых валухах. Для этого с того же участка поля было взято 300 кг свежескошенной травосмеси для определения показателей переваримости и питательности в зоотехнических опытах на валухах. Скошенную массу расфасовывали в полиэтиленовые пакеты по 15 кг, сразу же охлаждали в течение 1,5 часов при температуре -13°С и хранили в холодильной камере КНТ-10, емкостью 25 м2 при 0-2°С в течение проведения всего опыта.
В первую стадию опыта свежескошенную массу скармливали трем взрослым валухам романовской породы живой массой около 50 кг в качестве единственного корма в рационе, с добавкой соли. При потреблении 5 кг травы каждое животное получало 847 г сухого вещества или 17 г на 1 кг живой массы, 160,5 г сырого протеина, 257,9 г сырой клетчатки, 20,7 г жира и 321,4 г БЭВ. Кормление валухов было 2-разовое, утром в 800 (половина суточного рациона) и в 1700 - оставшийся корм. Продолжительность предварительного периода составила 9, учетного - 6 дней. Ежедневно учитывали поедаемость корма, количество выделившегося кала и мочи. Переваримость и питательность опытного и контрольного силосов определяли на тех же валухах по аналогичной схеме кормления без предварительного периода, продолжительность учетного периода составила также 6 дней (таблица 12).
| Таблица 12 Данные по переваримости и питательности люцерно-кострецовой смеси и полученных силосов | ||||||||
| Исследуемый материал | Переваримость, % | Питательность 1 кгСВ | ||||||
| сухого в-ва | орган. в-ва | протеина | клетчатки | жира | БЭВ | МДж ОЭ | корм. ед. | |
| Свежескошенная масса | 69,9 | 71,3 | 81,8 | 58,7 | 46,4 | 75,9 | 10,7 | 0,93 |
| Силос с ПФК | 68,3 | 71,2 | 72,5 | 70,0*±1,27 | 67,0*±0,04 | 71,3 | 10,7 | 0,93 |
| Силос с АИВ-3 Плюс | 65,4 | 67,3 | 72,5 | 60,8 | 64,4 | 69,9 | 10,4 | 0,87 |
| Примечание - *Разница достоверна Р<0,05 |
Данные таблицы 12 свидетельствуют о высоких показателях переваримости питательных веществ исходной люцерно-кострецовой смеси, скошенной в фазе бутонизации люцерны, а также опытного силоса, полученного с использованием полиферментной композиции. Установлено, что переваримость клетчатки и жира оказалась достоверно выше не только в сравнении с силосом контрольного варианта, но и свежескошенной массой. Питательность 1 кг СВ опытного силоса была равнозначна питательности свежескошенной массы - 0,93 корм. ед. и 10,7 МДж ОЭ против 0,87 корм. ед. и 10,4 МДж ОЭ контрольного варианта.
Полученное результаты показали, что применение полиферментной композиции в дозе 0,03% при силосовании многолетних высокобелковых трав, типичным представителем которых является люцерна, позволяет получать консервированные корма, по питательности равноценные исходной зеленой массе. Полиферментная композиция по заявляемому решению оказалась даже эффективнее АИВ-3 Плюс, признанного одним из лучших хим-консервантов в мировой практике.
В условиях опытного хозяйства ВНИИкормов проведен производственный опыт по консервированию клевера лугового первого укоса с использованием ПФК в дозе 0,03% к силосуемой массе в сравнении с силосованием без добавок.
Закладку массы на силос вели одновременно в две наземные бетонные траншеи объемом по 340 м3 каждая (контрольная - 210,8 т, опытная - 214,7 т). Из каждой траншеи было отобрано по 3 образца массы с интервалом отбора проб для определения влажности и проведения химического анализа. Исходная провяленная масса содержала от 34,24 до 34,55% СВ, протеина - от 17,02 до 17,05%, клетчатки - от 23,41 до 23,44%, сырого жира - 4,02-4,01%, золы - 9,15-9,18% и БЭВ - 46,32-46,40%.
Полиферментную композицию использовали в смеси с измельченной ячменной дертью в соотношении 1:9. Приготовленную смесь вносили в количестве 3 кг на 1 т массы путем рассеивания ее по всей поверхности уложенных в траншею измельченных растений.
Было установлено, что качество силоса до начала выемки, определяемое по пробам, взятым в середине по ширине и длине траншей на глубине 0,5 м, было хорошим как в опытном, так и в контрольном вариантах, судя по продуктам брожения и содержанию питательных веществ. Однако силос опытного варианта имел существенное преимущество перед силосом контрольного по снижению интенсивности гнилостного распада белка до аммиака и усилению процесса молочнокислого брожения, вследствие чего произошло большее его подкисление (таблица 13).
| Таблица 13 Показатели качества силосов из клевера, приготовленных без добавок и с внесением полиферментной композиции | ||||||||||
| Силос, варианты | Влажность, % | рН | Содержание, % | Содержание сырых питательных веществ в СВ,% | ||||||
| аммиака | кислот | протеина | клетчатки | жира | золы | БЭВ | ||||
| молочной | уксусной | |||||||||
| Контрольный | 68,65 | 4,3,0 | 0,073 | 1,05 | 0,87 | 16,97 | 26,31 | 4,72 | 10,15 | 41,85 |
| Опытный (ПФК) | 68,00 | 4,20 | 0,031 | 1,56 | 0,48 | 19,54 | 23.51 | 4,98 | 9,31 | 43,66 |
| Примечание - *Масляная кислота отсутствовала |
Показано, что по величине рН, содержанию и соотношению кислот силос опытного варианта следует считать эталонным кормом. Наибольшая разница в качестве силосов контрольного и опытного вариантов отмечена по содержанию основных питательных веществ, прежде всего сырого протеина (19,54 против 16,97% в контроле) и сырой клетчатки (23,51 против 26,31% в контроле).
Полезное продуктивное действие силоса контрольного и опытного вариантов определяли в опытах на лактирующих коровах чернопестрой породы третьей и четвертой лактации. Было подобрано две группы животных по 10 голов в каждой по принципу парных аналогов на втором и третьем месяцах лактации. Живая масса коров контрольной группы равнялась 591 кг (±21,4 кг), средняя продуктивность 20,6 кг молока в сутки, жирность - 3,85%; у коров опытной группы соответственно 592 кг (±22,1 кг), 20,8; 3,87%. Предварительного периода в опыте не было, поскольку животные находились 1,5 месяца на стойловом содержании и одинаковом рационе, который состоял из клеверо-тимофеечного сенажа - 14 кг, кукурузного силоса из растений конца молочной спелости зерна - 18 кг, сена из смеси злаково-бобовых трав - 4 кг, комбикорма - 5,9 кг. Из минеральных кормов животные получали в сутки: соли поваренной - 110 г, динатрийфосфата - 55 г, цинка сернокислого - 1,4 г. Питательность рациона равнялась 15,4 корм. ед. (170,9 МДж ОЭ). В рационе содержалось 18,9 кг сухого вещества, 2395 г сырого протеина и 4458 г сырой клетчатки. Рацион животных по всем показателям соответствовал нормам кормления коров живой массой 600 кг, продуктивностью 20-21 кг молока при жирности 3,8-4,0%.
В учетный период опыта сенаж и сено заменяли на силос из провяленного клевера, а комбикорм - на зерносмесь, состоящую из 50% ячменя и 50% овса, с тем, чтобы энергетическая питательность концентратов осталась неизменной, но с пониженным содержанием сырого протеина, в целях снижения содержания его в рационе, общее количество которого значительно увеличилось за счет опытного клеверного силоса. Дача коровам контрольного и опытного клеверных силосов была установлена по количеству сухого вещества, содержащегося в клеверо-тимофеечном сенаже и злаковом сене, равного 9,6 кг. Поскольку концентрация сухого вещества в силосах была близкой, соответственно 31,4 и 32,0%, то животным обеих групп задавали того и другого корма по 30 кг. В итоге животные получали с кормами такое же количество сухого вещества, но существенно различающегося по содержанию сырого протеина и сырой клетчатки. В рационе коров опытной группы содержалось больше сырого протеина на 247 г и меньше на 257 г сырой клетчатки, в связи с чем была выше и энергетическая питательность опытного силоса. Продолжительность учетного периода опыта длилась 67 дней. Это было обусловлено тем, что выемку силоса в соответствии с существующими инструкциями должны вести слоями толщиной не менее 40-45 см по всей ширине и высоте траншей, чтобы не допустить значительного снижения его качества под действием аэробных микроорганизмов, прежде всего плесневых грибов и гнилостных бактерий. Но и за этот промежуток времени отчетливо выявилось повышение продуктивности коров, получавших силос, приготовленный с полиферментной композицией, которая составила в среднем за 67 дней опыта 21,4 кг молока практически неизменной жирности - 3.88%. Продуктивность коров, получавших контрольный силос, за учетный период опыта снизилась и составила 19,2 кг молока жирностью 3,85%, то есть в данном опыте продуктивность коров опытной группы повысилась более чем на 11%. Следовательно, повышение сохранности и качества силоса, приготовленного из клевера с полиферментной композицией, обуславливает и существенное увеличение его полезного действия за счет более высокой энергетической и протеиновой питательности.
Использованная литература
1. А.с. 1752320 СССР, МКИ5 А 23 К 3/00. Способ силосования люцерны / Э.В.Удалова, П.И.Тишенков, Л.В.Рыженок, Г.А.Ахмедов, В.А.Бондарев, Ю.М.Некрасов, В.В.Козлова, Н.М.Павлова, Б.Б.Ицыгин, М.В.Фисунов и А.А.Симонов (СССР). - 4854008/15; Заявлено 25.07.90; Опубл. 07.08 90, Бюл. №29.
2. Пат. 2004161 РФ, МКИ5 А 23 К 3/02. Способ силосования растительного сырья / Э.В.Удалова, П.И.Тишенков, Л.В.Рыженок, Г.А.Ахмедов, О.А.Бетерсултанов, В.А.Бондарев, А.А.Симонов, М.В.Фисунов, А.А.Панов, Б.Б.Ицыгин (РФ). - 5015574/15; Заявлено 11.12.91; Опубл. 15.12.93, Бюл. №45-46.
3. А.с. 1802690 СССР, МКИ5 А 23 К 3/03. Способ силосования свежескошенного клевера в стадии бутонизации / П.И.Тишенков, Э.В.Удалова, Г.А.Ахмедов (СССР). - 4931296; Заявлено 23.04.91; Опубл. 15.03.93, Бюл.№10.
4. Кари Хисса. Применение ферментов при силосовании трав - результаты опытов силосования и кормления // Научно-исследовательский центр А/О "Суомен Сокери"/ - Финляндия, 1987 - 6 с.
5. Schmidt J. Silierung der Grunluzerne mit zellwandhydrolisierenden Enzym-komplex enthaltenden biologischen Siliermittel // Acta agron. ovariensis, Mosonmagyaraovar - 1993. - Vol.35 - №2. - P.125-135.
6. Багрин В. Силос из зеленой массы / Багрин В., Исмаилов А., Назиров З. // Сельское хозяйство Узбекистана. - 1981. - №5. - С.38-39.
7. Selmer-Olsen J. Cell Wall degrading enzymes for silage // Grase and Forage Sci. - 1993. - Vol.48. - №1. - P.45-54.
8. Заявка 92/10945 международ. МКИ N А 23 К 3/00. Formulation for treating silage / Christopher Т., Stable S., Fowimere R. - 1992, Bull. N 17.
9. Филатов И.И. Ферментные препараты при силосовании люцерны / Филатов И.И., Митякова Р.П // Научно-технический бюллетень Сибирского отделения ВАСХНИЛ / 1979. - вып.31. - Новосибирск. - С.3-7.
10. Seale D.R. Bacterial inoculants as silage additives // J. app. Bacteriol. - 1987. - Vol.61. - P. 239-269.
11. Панов А.А. Разработка и совершенствование технологий силосования зеленой массы кормовых культур с использованием химических и биологических препаратов: Дис... докт. с.-х. наук: 06.02.02. - Защищена 18.09.98; Утв. 12.03.99. М., - 1998. - 340 с.
12. ТУ 9291-015-00479698-2002. Препарат ферментный Целловиридин. Технические условия.
13. ТУ 9291-037-34588571-2001. Препарат ферментный Мацеробациллин Г3х-СХ. Технические условия.
14. ТУ 0291-035-34588571-2001. Препарат ферментный Ксиланаза. Технические условия.
15. ТУ 9291-036-34588571-2000. - Препарат ферментный Мультиэнзимная композиция (МЭК-СХ-2). Технические условия.
16. ТУ 9291-034-34588571-2000. - Препарат ферментный Мультиэнзимная композиция (МЭК-СХ-3). Технические условия.
17. ГОСТ 20264. 3-81. Препараты ферментные. Методы определения активности пектолитического комплекса. М.: Изд-во стандартов, 1981.
18. ГОСТ 26176-84. Корма, комбикорма. Метод определения водорастворимых и легкогидролизуемых углеводов. - М.: Изд-во стандартов, 1984.
19. Газдаров В.М. Последовательный анализ углеводов в кормах и химусе птицы / Газдаров В.М., Ковальский С.Д., Луньков С.В. // Бюллетень ВНИИФБиП с/х животных. - Боровск. - 1988. - вып.4, - С.73-75.
20. Кислухина О. Биотехнологические основы переработки растительного сырья / Кислухина О., Кюдулас И. // Каунас: Технология, 1997. - С.16-32.
21. ГОСТ 27262-87 Корма растительного происхождения. Методы отбора проб. - М.: Изд-во стандартов, 1987.
22. ГОСТ 26180-84 Метод определения рН силоса. - М.: Изд-во стандартов, 1984.
23. ГОСТ Р 50466-92 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения азота и сырого протеина. - М.: Изд-во стандартов, 1992.
24. ОСТ 19201-84 Метод определения органических кислот. - М.: Изд-во стандартов, 1984.
25. ГОСТ 27548-87 Корма растительные. Методы определения влаги. - М.: Изд-во стандартов, 1987.
26. Лебедев П.Т. Методы исследования кормов, органов и тканей животных / Лебедев П.Т., Усович А.Т. // М.: Россельхозиздат. - 1965- С.297-298.
27. ГОСТ 26226-95 Метод определения сырой золы. - М.: Изд-во стандартов, 1995.
28. Методика определения переваримости кормов и рационов. / Разраб. ВАСХНИЛ - М.: 1969.
29. Методические рекомендации по оценке энергетической и протеиновой питательности кормов для жвачных животных. / Разраб. ВАСХНИЛ - М.: 1988.
30. Технология силосования кормов. Рекомендации. / Разраб. МСХ РФ - М. - 2003. - 31 с.
Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав, содержащая комплекс ферментов целлюлазы и пектин-лиазы, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ксиланазу при соотношении целлюлазы и ксиланазы 1,0:(3,8-4,2), а соотношение целлюлазы и пектин-лиазы при этом составляет 1,0:(1,3-1,7).
