Основы силосования трав

23.09.2014

Силосование является биологическим методом консервирования кормов, в основе которого лежит молочнокислое брожение.
Теоретически силосование растений обосновано фундаментальными работами, выполненными в нашей стране в 1930-1940-х гг.
Согласно теории сахарного минимума, факторами, лимитирующими молочнокислый процесс, являются уровень сахаров в растении в момент скашивания и буферные свойства белков. Наличие сахаров, а также белков, аминокислот, щелочных солей органических кислот и других веществ, обладающих свойствами буфера, бактериальная обсемененность растительной массы определяют характер микробиологических процессов в созревающем силосе.
Выделяют три фазы жизнедеятельности микроорганизмов в силосе. В первую фазу усиленно развивается смешанная микрофлора, во вторую — молочнокислые кокки, затем палочки, в третью фазу микробиологические процессы затухают вследствие накопления органических кислот и снижения величины pH до 4,2.
Химические процессы, происходящие при силосовании зеленой массы растений, разделяют на пять фаз. В течение первой растительные клетки продолжают дышать, выделяя при этом углекислый газ и расходуя углеводы. Во вторую фазу происходит образование уксусной кислоты, в третью — молочной. Первые три фазы продолжаются по 3-5 дней. Самой продолжительной является четвертая (12-21 день), когда накапливается молочная кислота и pH корма должен понизиться до 4,2-3,8. Затем (пятая фаза) может начаться образование масляной кислоты, если содержание молочной оказалось недостаточно высоким. При этом разрушаются молочная кислота, протеины, углеводы, что в конечном счете вызывает порчу силоса. Сохранение силоса, в большей степени чем уровнем молочной кислоты, определяется активной кислотностью среды. Реакция среды считается важнейшим регулятором микробиологических процессов, независимо от того, за счет какой кислоты она достигнута.
При любом методе консервирования кормов принципиальным является вопрос о размерах потерь питательных веществ, так как это отражается на себестоимости корма и в конечном счете — на рентабельности производства животноводческой продукции.
Причины, вызывающие потери питательных веществ при силосовании, разнообразны.
Выделяют следующие группы потерь:
1) полевые (механические), обусловленные дыханием растительных клеток в начальной стадии консервирования;
2) происходящие в результате процессов брожения и ферментативного распада веществ;
3) связанные с вытеканием сока из силосной массы;
4) вызванные порчей силоса.
Основными источниками биологически неизбежных потерь питательных веществ при силосовании являются дыхание растительных клеток, брожение и ферментативный гидролиз. Расход питательных веществ при дыхании зависит от того, насколько быстро создадутся в силосной массе анаэробные условия. Эти потери бывают выше в тех случаях, когда условия благоприятствуют дыханию и развитию определенных типов брожения. Как известно, в процессе брожения простые углеводы в значительном количестве (иногда полностью) расщепляются до органических кислот, которые по своей энергетической ценности близки к сахарам, поэтому они не снижают питательности корма и могут быть приравнены к легкопереваримым углеводам.
Потери сахаров отмечаются при смешанном брожении и при развитии дрожжевых клеток. В этом случае образуются спирт, углекислота, уксусный альдегид и незначительное количество глицерина.
В сырье с высокой влажностью (80-90%) теряется много клеточного сока (до 20% массы), а вместе с ним — сухого вещества (10-19%).
При заготовке силоса величина потерь сухого вещества зависит от влажности сырья: при 80% -ной влажности растений с вытекающим соком теряется 8-15% сухого вещества, при 75% ной — 5-8, при 65% ной — только 1%.
Вытекающая жидкость содержит значительное количество органических и неорганических веществ, водорастворимых витаминов, с потерей которых кормовое достоинство силоса резко снижается. Вытекание клеточного сока косвенно приносит еще больший вред, так как происходит засасывание воздуха, который используется аэробными микроорганизмами, развивается маслянокислое брожение.
Источником потерь является порча вследствие плесневения силоса. Величина этих потерь зависит от технологии силосования. Наибольшие потери, связанные с порчей силоса, наблюдаются при курганном способе силосования.
В силосной массе протекают сложные биохимические процессы, связанные с функционированием многочисленных биологических катализаторов — ферментов. Состав ферментов и их активность зависят от вида растений, фазы роста и развития, способа и технологии заготовки кормов, условий хранения. Если ферменты бактерий в силосе играют главную роль в накоплении кислот, то ферменты растений изменяют характер азотистых соединений, а также вызывают гидролиз крахмала. В силосе ферменты растительных клеток, расщепляющие белок, проявляют свое действие, пока pH среды не достигнет 4,2. Содержание белка в силосе снижается на 10-15%, и его расщепление зависит от вида сырья, режима силосования.
Ферментативный распад белка при соблюдении технологии силосования идет в основном до стадии аминокислот, биологическая ценность которых достаточно высока. При определенных условиях аминокислоты в силосе могут разлагаться до аминов и аммиака.
Установлено, что при силосовании богатых белком растений около 50% белка может переходить в более простые формы азотсодержащих соединений.
В процессе силосования люцерны увеличивается содержание аспарагиновой, глутаминовой кислот и аргинина. Менее заметно изменяется в корме содержание других аминокислот. Разложению белковых соединений способствует выделение большого количества клеточного сока. Вместе с соком из растительных клеток высвобождаются протеолитические ферменты, которые интенсивно расщепляют белок. Образующиеся при этом продукты имеют щелочную реакцию, нейтрализуют часть молочной кислоты и тем самым ухудшают сохраняемость силоса.
При силосовании кукурузы механические потери составляют 27-35% биологического урожая. Потери зеленой массы бывают значительными из-за невыровненности поля, неполного подбирания комбайном полегших, низкорослых растений и особенно пониклых листьев.
При закладке кукурузы и, как правило, в первые 2-10 сут. созревания силоса теряется с выделяющимися газами 7-14% исходного сухого вещества силосуемой массы. Потери сухого вещества за счет выделения газа в процессе силосования ежи сборной составляют 5-7% за первые 5-10 дней и достигают 13% в период хранения силоса в течение 6-8 мес.
В США запатентован метод силосования растений с помощью ацетата натрия и дегидратированной молочной сыворотки. Эти препараты снижают потери питательных веществ в силосе за счет ингибирования процессов расщепления белков и образования масляной кислоты. Рекомендуемая влажность силосной зеленой массы люцерны, клевера, суданской травы, кукурузы и других культур — 40-60%. Состав добавки, вводимой при силосовании (%): ацетат натрия — 50, сухая молочная сыворотка — 35,3, карбонат кальция — 8,2, бентонит — 5, минеральное или кокосовое масло — 1, алюмосиликат натрия — 0,5. Добавка вводится с таким расчетом, чтобы на 1 т силосуемой массы приходилось 1-4 кг ацетата натрия. Обработка силосуемой массы с влажностью 54% повысила доступность сырого протеина в силосе с 80 до 87-91%; при влажности силосуемой массы 62% коэффициент переваримости протеина увеличился с 67 до 75%.
Если сырье богато сахарами и влажность его не выше 75%, то силос получается с приятным запахом и без всяких признаков гниения или маслянокислого брожения. Высокое содержание сахаров (сверх сахарного минимума) в силосуемой массе при влажности ее около 80% и более не только нежелательно, но и вредно. При силосовании такого сырья значительная часть сахаров пропадает, и виновниками этих потерь являются дрожжи. Высокая концентрация водородных ионов, которая создается в силосе, не предотвращает развития дрожжей, и они сбраживают сахар, не использованный молочнокислыми бактериями. При этом в силосе накапливается излишек органических кислот и pH уменьшается до 3,7 и ниже, корм становится перекисленным.
Значительно ухудшают качество силоса плесневые грибы. Они хорошо развиваются в кислой среде, выдерживая pH 1,2-1,6. При плохой изоляции силоса плесневые грибы превращают корм в сгнивший и непригодный для использования.
При силосовании кукурузы с влажностью 80% и более процесс накопления органических кислот ограничивается двумя-тремя днями, pH силоса сдвигается до 4,2-4,0, и в нем еще остается около 70% сахаров. Несброженные сахара потребляются другими микроорганизмами, способными развиваться и при более высокой, чем молочнокислые бактерии, кислотности. В силосной массе с нормальной или несколько повышенной влажностью и небольшим количеством сахаров молочнокислые микроорганизмы используют их полностью, и дрожжи не развиваются. Затруднена их деятельность и тогда, когда влажность массы невысокая.
Дрожжевое брожение — менее экономный путь превращения углеводов, чем молочнокислое. В процессе дрожжевого брожения значительное количество сахаров превращается в углекислоту, поэтому при силосовании влажного, богатого легкоусвояемыми углеводами сырья, каким является кукуруза ранних фаз развития, потери очень велики.
При силосовании кормов определенную роль играют антимикробные выделения растений — фитонциды, которые убивают на живых листьях и стеблях микроорганизмы или не дают им воспользоваться питательными веществами. После отмирания растений эти защитные свойства утрачиваются. Поскольку скошенные растения отмирают не сразу, то они некоторое время сохраняют свою фитонцидность. Действие этих веществ на гнилостные и маслянокислые микроорганизмы более сильное, чем на молочнокислые бактерии. Поэтому в изолированной растительной массе размножение гнилостной и маслянокислой микрофлоры задерживается веществами, выделяемыми травами. Молочнокислые же бактерии в это время будут развиваться и перерабатывать сахара в молочную кислоту, которая подкисляет силосную массу. Достаточно кислая среда подавляет жизнедеятельность гнилостной и маслянокислой микрофлоры.
Большое значение имеет температура растительной массы в силосохранилище, она является показателем создания анаэробных условий. Дыхание растений в силосном хранилище приводит к выделению тепла за счет сгорания органического вещества, и в частности углеводов, при этом из одной молекулы глюкозы выделяется по 6 молекул углекислого газа и воды и около 2,8 кДж тепла. Термогенез силосной массы, приводящий к разогреву ее до 50-70°С, крайне нежелателен. При длительном и значительном нагревании силосной массы происходит взаимодействие белков и аминокислот с углеводами, в результате образуется стойкий (непереваримый) комплекс так называемых меланоидинов, окрашенных в коричневый цвет.
В ходе реакции образуются разнообразные пахучие вещества: фурфурол (запах яблок), оксиметилфурфурол (запах меда), изовалериановый альдегид (запах ржаного хлеба) и др. При высокой температуре может происходить разрушение хлорофилла — зеленого пигмента. Под воздействием органических кислот он теряет магний и превращается в безмагниевое производное, носящее название феофитина и окрашенное в бурый цвет. Каротин при высокой температуре окисляется и в готовом силосе может отсутствовать. К тому же в перегретом силосе содержится много летучих кислот и бывают очень активны спорообразующие, гнилостные микробы. Для предотвращения сильного повышения температуры в силосуемом корме необходимо исключить доступ к нему воздуха сразу же после окончания закладки зеленой массы. В результате изоляции корма прекращается деятельность растительных клеток, так же как и аэробных бактерий, а в силосной массе поддерживается нормальная температура — не выше 38°С.