DYNAMICS OF NUTRITION VALUE AND ALFALFA HAYLAGE MICROBIOLOGICAL INDICATORS WHEN USING BIOLOGICAL PRESERVATIVES

Full Text

Устойчивая интенсификация систем животноводства является новым подходом к достижению эффективного использования ресурсов за счет снижения стоимости кормов, совершенствования биотехнологии получения безопасных и сбалансированных кормов. Сенаж является одним из основных кормов, используемых в рационах крупного рогатого скота, овец, коз, лошадей и других видов домашних животных. В структуре рациона при сенажном типе кормления на долю сенажа может приходится 30-45% общей питательности рациона. В связи с этим качеству сенажа должно уделяться большое внимание [4, 7]. Одним из перспективных направлений, нацеленных на уменьшение потерь и повышение качества кормов, является биоконсервирование, основанное на применении индивидуальных штаммов или ассоциаций молочнокислых бактерий [8]. В России разработано и используется большое количество биологических консервантов на основе различных бактериальных препаратов повышенной осмотолерантности как в чистом виде, так и с добавлением ферментных препаратов. Однако их использование не всегда обеспечивает получение доброкачественного продукта. Именно поэтому регулярно ведутся исследования, связанные с поиском, подбором, селекцией и анализом эффективных штаммов молочнокислых бактерий. Применение биологического консервирования способствует успешной заготовке кормов из любых зелёных культур и является элементом ресурсосберегающей технологии заготовки кормов [1, 4, 5]. Известно, что в процессе консервирования высокобелковых бобовых растений внесение молочнокислых бактерий приводит к быстрому подкислению зеленой массы и, в результате, к подавлению жизнедеятельности бактерий рода Clostridium, которые вызывают распад белка с образованием масляной кислоты и ядовитых биогенных аминов - триптамина, гистамина, путресцина и кадаверина, а также к снижению потерь питательных веществ в кормах на 8-10 % [1]. Цель исследований - повышение эффективности использования жидких и сухих биологических консервантов при приготовлении сенажа из люцерны. Задача исследований - изучить влияние биопрепаратов на органолептические свойства, сохранность, питательную ценность и микробиологические показатели сенажа из люцерны за период 2016-2018 гг. Материалы и методы исследований. Согласно схеме опытов материалом для приготовления сенажа послужила зеленая масса люцерны посевной сорта Айслу селекции Татарского НИИ сельского хозяйства ФИЦ Казанского научного центра РАН, выращенной на экспериментальных полях «Наука», расположенных в Лаишевском районе Республики Татарстан. В сравнительном аспекте в качестве консерванта для сенажа были использованы промышленные образцы жидкого биологического консерванта Фербак-Сил (ООО «НПИ «Биопрепараты», г. Казань, Россия) с добавлением ферментных препаратов и сухого Биоамид-3 (ЗАО «Биоамид», г. Саратов, Россия) без ферментов. Микробиологический состав и нормы внесенения биоконсервантов приведены в таблице 1. Биоконсервант Фербак-Сил является совместной разработкой научных сотрудников ООО «НПИ «Биопрепараты» и ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН [2]. Дозы внесения препаратов определяли согласно инструкции производителя. Таблица 1 Микробиологический состав и нормы применения биологических консервантов Наименование биологического консерванта Активные компоненты Норма ввода КОЕ в 1 г продукта штаммы микроорганизмов ферменты Фербак-Сил Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactis Propionibacterium freudenreichii ксиланаза, амилаза, целлюлаза 70 мл/т 1*109 Биоамид-3 Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactis, Propionibacterium freudenreichii - 2,5 г/т 1,3*109 Исследования образцов сенажа проводились в лабораторных условиях отдела агробиологических исследований ТатНИИСХ ФИЦ КазНЦ РАН в соответствии с «Методическими рекомендациями по изучению в лабораторных условиях консервирующих свойств химических препаратов, используемых при силосовании кормов». Измельченную зеленую массу люцерны закладывали в двух повторностях в полимерные банки, тщательно утрамбовывали, герметично закрывали и хранили в затемненном помещении при температуре +8…+18°С [3]. Контрольным образцом служил сенаж, приготовленный из зеленой массы люцерны без применения заквасок. В готовом сенаже после вскрытия банок провели органолептические исследования. Согласно схеме общего зоотехнического анализа определяли химический состав кормов по следующим методикам: влажность - высушиванием навесок в электросушильном шкафу; общий азот и массовую долю сырого протеина методом Къельдаля; сырую клетчатку - с применением промежуточной фильтрации (ГОСТ 55452-2013 Сено и сенаж. Технические условия (с поправкой)). Также изучили наличие и концентрацию различных физиологических групп микроорганизмов. При проведении микробиологических исследований в пробах сенажа определяли общее число микроорганизмов (ОМЧ) и концентрацию молочнокислых бактерий. Для определения концентрации молочнокислых бактерий производили посев разведений сенажной массы в 3-4 степени на питательную среду - сусло-агар с мелом (ГОСТ 10444.11-2013 Микробиология пищевых продуктов и кормов для животных. Методы выявления и подсчета количества мезофильных молочнокислых микроорганизмов). Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программы Microsoft Excel пакета Microsoft Office 2010 с определением критерия достоверности по таблице Стьюдента. Исследования проведены в рамках государственного задания «Мобилизация генетических ресурсов растений и животных, создание новаций, обеспечивающих производство биологически ценных продуктов питания с максимальной безопасностью для здоровья человека и окружающей среды», зарегистрированного под номером АААА-А18-118031390148-1. Результаты исследований. Органолептический анализ показал, что все образцы сенажа были не мажущейся консистенции, без признаков ослизнения, зеленовато-коричневого цвета с фруктовым запахом, быстро исчезающим при растирании в руках. Сравнительное изучение химического состава и питательности сенажа из люцерны, законсервированного с различными биоконсервантами, показало, что исследуемые препараты оказали положительное влияние на сохранность питательных веществ в процессе хранения (рис. 1). При комплексной оценке химического состава сенажа в 2017 г. выявлено снижение всех показателей, в сравнении с другими годами исследования. С учетом того, что образцы зеленой массы люцерны были отобраны в одинаковой фазе вегетации (начало бутонизации), данную разницу мы связываем с погодными условиями. Люцерна интенсивно растет и формирует полноценную кормовую массу при температурах воздуха выше +18ºС. В 2017 г. переход среднесуточных tº через +15ºС осуществился только 14 июня, на месяц позже обычных сроков. В то же время под травостоем наблюдалось переувлажнение, создались благоприятные условия для развития листовых болезней люцерны. В результате к моменту скашивания растения люцерны лишились 35-45% наиболее ценной растительной части - листьев [6]. В отношении концентрации сухого вещества, за 3 года исследований наблюдается тенденция увеличения данного показателя во всех пробах сенажа люцернового с добавлением обоих испытуемых препаратов на 0,43-3,52% по отношению к контролю. Наибольший его рост - на 3,52% - отмечен в 2018 г. в образце корма с Фербак-Сил. Рис. 1. Динамика изменения химического состава сенажа из люцерны, 2016-2018 гг. Закономерность в сторону повышения зафиксирована и по количеству сырого протеина. Максимальный уровень данного показателя установлен в сенаже люцерновом с добавлением биоконсерванта Биоамид-3 в 2016 г. и с Фербак-Сил - в 2018 г., где составил, соответственно, 10,03 и 9,76 %, что выше, чем в контрольном образце на 0,77 и 1,13 %. Такая же картина наблюдается и с сохранностью сырого жира в готовых люцерновых сенажах. Увеличение его варьируется в кормах в границах от 0,02% (в 2017 г. с Биоамид-3) до 0,4% (в 2016 г. с Фербак-Сил) в сравнении с контролем. Наибольшее значение уровня сырой клетчатки наблюдали в 2016 г. в контрольном образце сенажа без добавления препаратов - 9,29%. Однако в последующие годы выявлена направленность на повышение сохранности сырой клетчатки в пробах корма с применением биозаквасок. Так, при внесении Фербак-Сил в 2016 г. разница по отношению к контролю составила 0,54%, в 2018 г. - 0,50%. В среднем по 3-летним данным, образцы сенажа, заготовленного с использованием биоконсерванта Фербак-Сил, имели преимущество перед контрольным вариантом по сохранности сухого вещества на 2,06%, сырого протеина - на 0,69%, сырой клетчатки - на 0,37%, сырого жира - на 0,19%. Аналогичные показатели в вариантах опыта с препаратом Биоамид-3 превосходили показатели контрольного образца, соответственно, на 0,78, 0,51, 0,11, 0,08 %. При оценке уровня питательных веществ, выраженного в обменной энергии (ОЭ) корма, выявлено увеличение в образцах сенажа люцернового с биозаквасками (рис. 2). Рис. 2. Динамика изменения питательности сенажа из люцерны, 2016-2018 гг. Наивысший уровень питательных веществ - 4,16 МДж - установлен в 2018 г. в пробах с Фербак-Сил, что превышало контрольные значения на 12,4 %. В среднем за 3 года ОЭ возросла на 7,10% в исследуемых образцах с добавлением Фербак-Сил и на 3,13% в образцах с Биоамид-3, по отношению к контролю. Установлено снижение основного питательного субстрата для микроорганизмов - суммы сахаров в сенаже с применением биологических заквасок. Входящие в состав биоконсервантов осмотолерантные штаммы молочнокислых бактерий в результате микробиологических процессов при созревании сенажа обеспечивают быстрое подкисление корма до рН 4,0 и увеличивают долю выхода молочной кислоты из сахара. Это, в свою очередь, обеспечивает прекращение жизнедеятельности всех нежелательных бактерий [8]. Максимальный спад суммы сахаров (на 36,3%) выявлен в 2016 г. в пробах корма с Фербак-Сил по сравнению с контролем. В дальнейшем этот показатель немного выравнивается. За 3 года исследований снижение в вариантах опыта с Фербак-Сил составляет 16,8%, с Биоамид-3 - 3,0%, по сравнению с контролем. При этом уровень каротина в образцах снизился, соответственно, на 7,6 и 4,1%. С целью выявления концентрации различных микроорганизмов в образцах сенажа люцерны были проведены микробиологические исследования (рис. 3). Рис. 3. Концентрация различных физиологических групп микроорганизмов в сенаже из люцерны, 2016-2018 гг. (** - р<0,01, *** - р<0,001 по отношению к контрольному образцу) По общему микробному числу максимальное значение - 13,1х106 КОЕ/г (с превосходством над контролем на 60,74%) - было зафиксировано в 2016 г. в пробе сенажа с добавлением консерванта Биоамид-3. В 2018 г. по данному показателю наблюдается увеличение в образцах с Фербак-Сил на 26,09% и с Биоамид 3 - на 23,15% по отношению к контролю. В целом за 3 года исследований общее микробное число в пробах с Фербак-Сил было на уровне контроля, а с биоконсервантом Биоамид-3 превышало его на 21,9%. По концентрации наиболее необходимых молочнокислых бактерий в сенаже из люцерны установлена положительная тенденция увеличения их количества во всех пробах с добавлением исследуемых биоконсервантов. Между тем, в 2017 г. в сенаже прослеживается динамика резкого снижения числа молочнокислых бактерий (как и по питательности кормов). В образце с Фербак-Сил - в 44,54 раза, с Биоамид-3 - в 41,91, в контроле - в 33,68 раза, по сравнению с предыдущим годом. В дальнейшем, в 2018 г. просматривается рост их концентрации с наибольшей разницей с применением биозакваски Фербак-Сил (в 3,33 раза), по отношению к контролю, и в 20,07 раза, чем в 2017 году. В среднем за 3 года исследований число молочнокислых бактерий было больше в пробах с добавлением Фербак-Сил - на 230,1%, с Биоамид-3 - на 171,8%, по сравнению с контролем. Заключение. В образцах сенажа из люцерны, законсервированного с использованием жидкого биологического консерванта Фербак-Сил с добавлением ферментных препаратов, установлено преимущество по сохранности сухого вещества, сырой клетчатки, сырого протеина, сырого жира, энергетической ценности, а также по концентрации молочнокислых бактерий, по сравнению с сухим биопрепаратом Биоамид-3 и контрольными пробами, приготовленными без применения заквасок. Таким образом, применение биоконсерванта Фербак-Сил позволит контролировать нежелательные процессы брожения при приготовлении сенажа с целью снижения потерь питательных веществ и улучшения органолептических качеств.

About the authors

Z. F. Fattakhova

Tatar Scientific Research Institute of Agriculture FRC Kazan Scientific Center Russian Academy of Sciences

Email: fattahova.zf@mail.ru
Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Department Agrobiological Research Kazan

Sh. K. Shakirov

Tatar Scientific Research Institute of Agriculture FRC Kazan Scientific Center Russian Academy of Sciences

Email: intechkorm@mail.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Chief Researcher of the Department Agrobiological Research Kazan

G. S. Sharafutdinov

FSBEI HE Kazan State Agrarian University

Email: gazimsharaf_kgay@mail.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department «Biotechnology, Livestock and Cchemistry» Kazan

I. N. Khakimov

FSBEI HE Samara State Agrarian University

Email: xakimov_2@mail.ru
Doctor of Agricultural Sciences, Professor of theDepartment «Zootechnia» Samara region, settlement Ust-Kinelskiy

References

Supplementary files