СПОСОБ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ЗЕЛЕНЫХ КОРМОВ Российский патент 2009 года по МПК A23K3/00 A23K3/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кормопроизводстве для консервирования зеленой массы кормовых культур при силосовании.

Цель изобретения - повышение сохранности питательных веществ и качества силоса за счет нового консерванта - алюмосиликата, скармливание консервированного силоса молодняку крупного рогатого скота увеличивает его продуктивность.

Для консервирования зеленой массы кукурузы использовали алюмосиликат - бентонит Южноскворцовского месторождения Оренбургской области, который вносили в растительную массу в расчете 0,75-1,75% на тонну корма.

Известны способы консервирования зеленой массы кукурузы, люцерны элементарной серой гипохлоритом натрия, бишофитом [1, 2, 3] и другими минеральными соединениями [4]. Недостатком этих способов является более высокая стоимость консервирующих средств в современных условиях рыночной экономики, когда необходимо изыскание новых, экологически безопасных, недорогих и удобных при применении. Очень важно их безвредность для обслуживающего персонала и животных, доступность для производства и оптимальное сохранение основных питательных веществ в заготовленном корме, значительное повышение его качества.

Наиболее близким к предложенному способу консервирования кукурузы является применение биоконсерванта литосил в смеси с цеолитом или сапонитом в соотношении 0,005-0,01:2,5-5 кг на тонну сырья [2]. Однако этот способ трудоемкий в техническом отношении и небезопасен для здоровья животных, когда используется гликозид-сапонин. При разработке способа консервирования зеленой массы кормов при силосовании использовали алюмосиликаты Южноскворцовского месторождения, которые являются уникальными по своим запасам (50 млн т) и по химическому составу. Они добываются экологически безопасным - открытым, наиболее дешевым способом и их химсостав, по данным комплексно-аналитической лаборатории ГНУ ВНИИМС, включает следующие оксиды и элементы: 62,6% SiO₂; 16,3% Al₂О₃; 2,17% Fe₂O₃; 1,5-2,0% CaO; 1,6-1,7% MgO; 1,32% К₂О; 0,6-0,7% Na₂O; 0,37 SO₃ и более 25 различных элементов, в том числе Со - 11 мг/кг; Мо - 0,43 мг/кг; Cu - 80 мг/кг; Zn - 73 мг/кг; Mn - 390 мг/кг; Pb - 0,8 мг/кг; As - 0,11 мг/кг; Se - 10 мг/кг. Вода в составе алюмосиликатов может быть как в виде молекул Н₂О (кристаллизационная), так и в виде ионов ОН^- и Н⁺ (конституционная). Используемый алюмосиликат - бентонит отличается от цеолитов своим сложным строением. Алюмосиликаты обладают высокой адсорбционной, ионно-обменной и каталитической активностью. Они доступны для использования в качестве консерванта каждому сельскохозяйственному предприятию, нетоксичны, не являются горючими, взрывоопасными веществами, легко транспортируются на любых транспортных средствах и хранятся в крафтмешках в сухих помещениях, не теряя своих полезных свойств в течение длительного времени.

Отметим, что после скашивания кормовых культур в них нарушается равновесие между синтезом и распадом протеина и углеводов в пользу последних. Гидролиз сырого протеина и углеводов растений до конечных продуктов (аммиак, СО₂ и вода) происходит под действием соответствующих ферментов, снижая питательность и качество заготавливаемого корма. Кроме того, закладываемая зеленая масса является хорошей питательной средой для различной микрофлоры (бактерии, грибки, плесени и др.), дополнительно разлагающей питательные вещества и витамины.

Для лучшего сохранения питательных веществ заготавливаемого корма необходимо создать условия, снижающие активность ферментов или разрушающие энзимы растительных клеток и микроорганизмов. Консервирование корма достигается также быстрым его подкислением, способствующим смещению рН до 3,8-4,2 в анаэробных условиях, при котором микробиологические и биохимические процессы подавляются за исключением некоторых кислотоустойчивых молочнокислых бактерий. При этом также происходят необратимые превращения белков и ферментов в денатурированное состояние. При использовании алюмосиликатов в качестве консервантов рН силосуемой массы достигает требуемой величины довольно быстро. Снижается не только распад сырого протеина, сахара, крахмала, но и процессы анаэробного дыхания и маслянокислого брожения.

Консервирование зеленой массы кукурузы проводили в два этапа. На первом этапе проводили лабораторный опыт по закладке силоса из зеленой массы кукурузы, убранной в фазе молочно-восковой спелости зерна, в трехлитровых банках.

Пример 1. Измельченную зеленую массу кукурузы закладывали на силос без консерванта.

Пример 2-5. В измельченную зеленую массу кукурузы добавляли в качестве консерванта алюмосиликат Южноскворцовского месторождения из расчета 0,75-1,75% по массе.

Пример 6. В измельченную зеленую массу кукурузы добавляли элементарную серу - 3 кг/т, то есть известное консервирующее средство.

Химический состав приготовленных силосов был изучен после 15- и 50-дневного их хранения. По органолептическим показателям (по запаху, структуре частиц корма) силоса не имели различий, а по результатам химического анализа лучшее качество было при добавлении алюмосиликата из расчета 1,5-1,75% на тонну зеленой массы. Использование указанных доз приводит к увеличению протеина, сахаров и БЭВ - от 1,3-12,2%, молочной кислоты на 5,8-8,1% и уксусной кислоты - на 5,6-8,9%, лучшей сохранности сухого вещества по сравнению с силосом без консерванта. При этом питательность изучаемых силосов составляла соответственно 0,28; 0,29; 0,29; 0,28 ЭКЕ (табл.1).

Таблица 1ПоказательБез консервантаАлюмосиликат - 1,5%Алюмосиликат - 1,75%Сера - 3%контрольсрок хранения, дней1550155015501550Сухое вещество27,7227,8928,2629,5430,9628,9529,3728,78Жир0,750,720,690,660,890,680,920,78Протеин1,992,292,032,572,242,472,572,67Клетчатка5,845,586,045,856,375,656,226,10БЭВ16,4617,0816,8318,0518,2417,5917,2517,29Сахар0,460,461,320,761,860,740,450,50Крахмал3,202,802,632,244,902,544,182,67Ca0,140,150,130,140,130,120,120,20Р0,070,080,070,080,060,060,060,09S0,090,030,150,070,140,030,120,05Молочная кислота0,751,001,081,451,091,461,181,55Уксусная кислота0,560,500,300,640,330,570,210,60Сумма кислот1,311,501,382,091,422,031,392,15рН4,44,24,34,24,34,24,34,2

В разложении жира принимают участие ферменты липазы и липопротеинлипаза, которые ускоряют освобождение глицерина и жирных кислот. Распад липидов активизируется ионами Са⁺⁺, т.к. они положительно влияют на эти ферменты. В частичном разложении жира могут участвовать плесневые грибы. Кроме этого Са устраняет вредные действие других катионов (Н, K⁺, Na⁺, Mn⁺⁺, AI⁺⁺⁺). Антогонизм проявляется например, при увеличении концентрации водорода в растворе. Перечисленные и др. уже ионы являются, как бы, организаторами центров ряда ферментов, они входят в состав их простатических групп, а ионы Fe, Zn, Mn, AI, Cr, Ni и другие уже участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, входят в состав рибосом. Последние обеспечивают в клетках синтез белка. Белок рибосом отличается высоким содержанием азота. Все это указывает на положительную роль минеральных элементов алюмосиликатов в повышении протеина в процессе силосования. При этом следует отметить, что анаэробные бактерии в силосе (Clostridium Pasterianum) и сульфатредуцирующие бактерии используют энергию, получаемую при окислении моносахаридов для восстановления растворимых соединений азота и в дальнейшем синтеза белка по реакциям:

1) N₂+2H→HN=NH

2) 2NH+2H₂O=2NH₂OH, который принимает участие в синтезе аминокислот, а промежуточным продуктом является NH₃. Продукты распада углеводов (сахара, крахмал) пировиноградная, щавелевоуксная, 2-кетоглутаровая кислоты являются исходными соединениями для синтеза аминокислот и других мономеров, используемых для синтеза белка. Реакции активизируются ионами Mg²⁺ или Mn²⁺ или Со²⁺, причем Со действует сильнее, чем Mg²⁺. Одновременно происходит увеличение распада углеводов (сахаров, крахмал) в анаэробных условиях, одним из продуктов является уксусной ангидрид, при окислении которого образуется уксусная кислота. Часть уксусного ангидрида взаимодействует с клетчаткой, в результате образуется триацетилклетчатка и уксусная кислота.

Повышение содержания питательных веществ в опытных образцах силосов достигается за счет более быстрого смещения рН до 4,2, что способствует снижению гидролиза белковых веществ и углеводов.

Консервирующий эффект применяемых алюмосиликатов может быть достигнут:

1. Окислением серы и ее соединений, содержащихся в алюмосиликатах, тионовыми бактериями по схеме с образованием кислой среды:

2S+3O₂+2Н₂О→2H₂SO₄;

SNa₂S₂O₃+Н₂O+4O₂→2Na₂SO₄+H₂SO₄+4S;

2Na₂S₂O₃+1/2 O₂+Н₂O→Na₂S₄O₆+NaOH.

Тетратионаты могут в дальнейшем подвергаться окислению в серную кислоту: Na₂S₄O₆+5O₂+6Н⁺→Na₂SO₄+3H₂SO₄.

Тионовые бактерии, которые находятся на поверхности растений, окисляют серу и ее соединения с образованием сульфатов, тетратионатов. Последние в результате дальнейшего окисления дают серную кислоту, которая является хорошим консервантом.

Образующая H₂SO₄ может вступать в реакцию с нерастворимой окисью Al₂О₃ с содержанием ионов SO₄ ^2-, хорошо усвояемыми организмом:

Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3Н₂O или 2Al³⁺+3SO₄ ^2-.

Тионовые бактерии для синтеза углеводов используют CO₂ и бикарбонаты. Углеводы, органические кислоты, спирты подвергаются дегидрогенизации и водород переносится на сульфаты и тиосульфата.

2. Соединения фосфора, входящие в состав алюмосиликатов, не доступны растениям. Однако многие микроорганизмы, находящиеся в силосуемой массе, могут их переводить в растворимое состояние. К ним относятся бактерии, актиномицеты, грибы и другие, образовавшиеся при дыхании растительных клеток и гидролизе органического вещества с выделением CO₂ с последующим переходом в угольную кислоту (Н₂СО₃), которая быстро растворяет нерастворимый: Са₃(PO₄)₂+2CO₂+H₂O→2CaHPO₄+Са(НСО₃)₂ в растворимые формы фосфатов с кислыми консервирующими свойствами.

3. Чистый каолин (Al₂О₃·2SiO₂·2Н₂O) - составная часть алюмосиликатов, в результате биохимического процесса при силосовании его кремний переходит в SiO₂·Н₂O, а Al в Al(ОН)₃, который имеет амфотерный характер, не растворим в воде, но легко растворимый в органических кислотах, образует соль уксусной кислоты [Al(СН₃СОО)₃], полученную из Al(ОН)₃ и СН₃СООН.

4. В соке силоса имеются ионы Н⁺ и возможна реакция по схеме:

Al³⁺+6H⁺=2Al³⁺+2Н₂ и 2Al+8ОН^-=2Al(ОН)₄.

В водной среде ионы Al³⁺ непосредственно окружены 6 молекулами воды. Такой гидротированный ион несколько диссоцирован по схеме:

[Al(ОН)₂]₆↔[Al(ОН₂)₅OH]+Н константа его диссоциации равна 1·10^-5, то есть он является слабой кислотой, близкой по силе к уксусной.

В природных алюмосиликатах, содержащих AI³⁺, Fe³⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Na⁺, К⁺ и другие, могут быть добавочные (не связанные с Si⁴⁺) анионы: О^2-, ОН^-, SO₄ ^2-, СО₃ ^2-, Cl^-, F^-.

5. Водные растворы силикатов щелочных металлов вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию, например: Na₂SiO₃+H₂O→Na₂Si₂O₃+2NaOH; в кислой среде - SiO₃+Н₂O→HSiO₃+ОН^-;

Na₂SiO₃+2HCl→NaCl+H₂SiO₃ (кремневая кислота обладает большой адсорбционной способностью и называется силикагель и относится к слабым электролитам).

Гидратные формы SiO₂ представляют слабые, очень мало растворимые кислоты - ортокремневая (SiO₂·2Н₂O), метакремневая (SiO₂·Н₂O) и др.

На втором этапе эксперимента силос кукурузный закладывали в хозяйственных условиях одновременно в двух траншеях по 50 т: в первой - по традиционной технологии и во второй - в зеленую массу добавляли алюмосиликат в дозе 1,50% от массы. Кормовое достоинство заготовленных силосов испытано в научно-хозяйственном и физиологическом опытах на двух группах бычков казахской белоголовой породы, выращиваемых на мясо.

Вместе с тем, доза алюмосиликатов при консервировании зеленой массы кукурузы 1,50% обуславливает лучшую обеспеченность рациона подопытных животных при выращивании на мясо основными питательными веществами, каротином, макро- и микроэлементами, что подтверждается экспериментальными данными.

Научно-хозяйственный опыт продолжался 230 дней, в том числе основной период опыта - 200 суток. Бычки контрольной группы получали в составе основного рациона (ОР) кукурузный силос без консерванта, а опытной - кукурузный силос, обогащенный алюмосиликатом в дозе 1,50%. Скармливание силоса, консервированного с использованием алюмосиликатов, положительно повлияло на прирост живой массы, абсолютных и среднесуточных привесов подопытных бычков (табл.2).

Таблица 2ПоказательГруппаконтрольнаяопытнаяКоличество животных1010Продолжительность опыта, сут200200Живая масса, кг:  в начале опыта, 9 мес239,0±0,96237,9±1,01в конце опыта, 15,5 мес419,5±1,21430,8±2,23Прирост живой массы:  абсолютный, кг180,5±0,79192,9±1,71среднесуточный, г912±3,39974±7,52% к контролю100106,80

Данные таблицы 2 свидетельствуют, что у животных, получавших силос с консервантом, среднесуточный прирост оказался выше на 6,80%, а абсолютный - соответственно на 6,87% по сравнению с контролем. За период научно-хозяйственного опыта на единицу прироста бычков контрольной группы израсходовано 8,77 ЭКЕ и переваримого протеина 825 г, а опытной группы - соответственно 8,73 и 793 г, или ниже 3,88%.

Результаты физиологических исследований свидетельствуют о том, что бычки опытной группы имели более высокие показатели переваримости кормов, обмена энергии, азота и минеральных веществ рационов (табл.3-5).

Таблица 3ПоказательГруппаконтрольнаяопытнаяСухое вещество61,83±1,0465,91±0,95Органическое вещество64,02±1,0367,95±1,10Сырой протеин62,26±0,8965,75±0,95Сырой жир65,83±0,9970,05±0,98Сырая клетчатка51,83±1,0455,51±0,90БЭВ68,15±0,9772,29±0,96

Таблица 4ПоказательГруппаконтрольнаяопытнаяЭнергия: валовая135,98±0,72143,92±1,22переваримая86,92±0,9597,65±1,42обменная68,64±0,7877,10±1,31в т.ч. на поддержание жизни42,2042,98энергия сверхподдержания26,44±0,8934,12±1,03энергия прироста15,73±0,6717,07±0,72коэффициент переваримости энергии, %63,9267,85

Таблица 5ПоказательГруппаАзотКальцийФосфорОтложено на 1 голову, гконтрольная26,24±0,7122,65±0,4114,32±0,24опытная28,20±1,2224,53±0,4815,12±0,27% использования от принятогоконтрольная16,4845,4337,86опытная16,9649,3339,99

Клинические и гематологические показатели бычков сравниваемых групп находились в пределах физиологических норм.

Таким образом, консервирование зеленой массы злаковых культур алюмосиликатами Южноскворцовского месторождения Оренбургской области в дозе 1,50% на тонну обеспечивает более высокую сохранность питательных веществ и позволяет получить силос значительно лучшего качества, а скармливание такого корма увеличивает продуктивность бычков при выращивании на мясо и улучшает качество говядины.

Источники информации

1. А.С. №1099937 от 11.03.1984 г.

2. А.С. №1658436 от 27.07.1989 г.

3. Патент RU №2195840 C2 от 12.07.2000 г.

4. Евстратов А.И. и др. Влияние минеральных добавок при заготовке объемистых кормов // Перспективные направления в производстве и использовании комбикормов и балансирующих добавок. Материалы III научно-практической конференции. Дубровицы. - 2003. - С.103-105.

Изобретение относится к области кормопроизводства. Способ консервирования зеленых кормов включает внесение консерванта в силосуемую массу, при том, что в качестве зеленого корма используют кукурузу, а в качестве консерванта - алюмосиликат - бентонит Южноскворцовского месторождения Оренбургской области, который вносят из расчета 15,0-17,5 кг на тонну корма, химический состав которого включает следующие оксиды и элементы, %: 62,6 SiO₂; 16,3 Al₂О₃; 2,17 Fe₂О₃; 1,5-2,0 CaO; 1,6-1,7 MgO; 1,32 K₂O; 0,6-0,7 Na₂O; 0,37 SO₃ и более 25 различных элементов, в том числе, мг/кг: Со - 11; Мо - 0,43; Cu - 80; Zn - 73; Mn - 390; Pb - 0,8; As - 0,11; Se - 10. Обеспечивается высокая сохранность питательных веществ, что позволяет получать силос высокого качества, а включение его в рационы бычков, выращиваемых на мясо, обуславливает увеличение продуктивности бычков и улучшает качество говядины. 5 табл.

Способ консервирования зеленых кормов, включающий внесение консерванта в силосуемую массу, отличающийся тем, что в качестве зеленого корма используют кукурузу, а в качестве консерванта - алюмосиликат - бентонит Южноскворцовского месторождения Оренбургской области, который вносят из расчета 15,0-17,5 кг на тонну корма, химический состав которого включает следующие оксиды и элементы, %: 62,6 SiO₂; 16,3 Al₂O₃; 2,17 Fe₂O₃; 1,5-2,0 CaO; 1,6-1,7 MgO; 1,32 K₂O; 0,6-0,7 Na₂O; 0,37 SO₃ и более 25 различных элементов, в том числе, мг/кг: Со 11; Мо 0,43; Cu 80; Zn 73; Mn 390; Pb 0,8; As 0,11; Se 10.