Эффективность применения биологических препаратов при консервировании люцерны

DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11104

УДК 636.085

Эффективность применения биологических препаратов при консервировании люцерны*

И. Т. БИКЧАНТАЕВ, А. А. АСКАРОВА

Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - обособленное структурное подразделение федерального исследовательского центра КазНЦ РАН, ул. Оренбургский тракт, 48, Казань, 420059, Российская Федерация

Резюме. Лабораторные исследования проводили с целью оценки эффективности использования биологических консервантов при заготовке сочных объемистых кормов из провяленной зеленой массы люцерны посевной (Medicago sativa) сорта Айслу. Люцерну выращивали в Лаишевском районе Республики Татарстан и скашивали в фазе бутонизации. Провяленную массу консервировали в полимерных банках. Биологические препараты Фербак-Сил (Россия) и Сил-Олл (Великобритания) добавляли согласно рекомендациям производителей в дозах 70 мл и 2,5 г на 1 т массы соответственно. Фитомассу тщательно утрамбовывали, герметично закрывали и хранили в затемненном помещении при температуре +8 °С... + 18 0С. Контролем служил вариант без консервантов. Содержание сухого вещества в провяленной массе люцерны перед закладкой на хранение составляло 41,4 %, обменной энергии - 3,57 МДж, сырого протеина - 8,41 %, сумма сахаров - 35,87 г, каротина - 31,28 мг/кг натурального корма. Среди испытуемых образцов лучшие результаты обеспечил препарат Фербак-Сил, применение которого стимулировало молочнокислое брожение в фитомассе. Это в свою очередь положительно отразилось на сохранности сухого вещества и обменной энергии, концентрация которых в готовом сенаже составила соответственно 43,50 % и 3,75 МДж, и была выше контроля на 5,47 % и 13,98 %. Использование препарата Сил-Олл способствовало максимальному в опыте увеличению образования органических кислот (молочная, уксусная) на 1,15 %. Содержание каротина в корме с добавлением этого консерванта было выше, чем в контроле, на 16,69 %. Ключевые слова: люцерна, биологические препараты молочнокислых бактерий, сенаж, обменная энергия, молочная кислота.

Сведения об авторах: И. Т. Бикчантаев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник (е-mail: bichantaev@ mail.ru); А. А. Аскарова, младший научный сотрудник.

Для цитирования: Бикчантаев И. Т., Аскарова А. А. Эффективность применения биологических препаратов при консервировании люцерны // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 11. С. 18-21. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11104.

*Статья подготовлена 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». Номер регистрации АААА-А18- 118031390148-1.

Efficacy of Biological Products in Alfalfa Preservation

I. T. Bikchantaev, A. A. Askarova

Tatarian Agricultural Research Institute - autonomous structural subdivision of the Federal Research Center of the Kazan Scientific Center of the RAS, ul. Orenburgskii trakt, 48, Kazan', 420059, Russian Federation

Abstract. Laboratory studies were conducted to assess the efficacy of biological preservatives in the preparation of succulent forage from the pre-wilted green mass of Aislu alfalfa (Medicago sativa). Alfalfa was grown in the Laishevsky district of the Republic of Tatarstan and harvested in the budding phase. The dried mass was canned in polymer jars. Ferbak-Sil (Russia) and Sil-All (Great Britain) biological preparations were added according to the manufacturers' recommendations at doses of 70 mL and 2.5 g per 1 ton of weight, respectively. The phytomass was carefully tamped, hermetically closed and stored in a darkened room at temperatures from 8 С to 18 С. The control was phytomass without preservatives. The dry matter content in the pre-wilted mass of alfalfa before laying for storage was 41.4%, metabolic energy - 3.57 MJ, crude protein - 8.41%, total sugars - 35.87 g, carotene - 31.28 mg/ kg natural forage. Ferbak-Sil demonstrated the best preservation results, the use of which stimulated lactic fermentation in the phytomass. This, in turn, had a positive effect on the dry matter safety and metabolic energy, which concentrations in the haylage were 43.50% and 3.75 MJ, respectively. These values were higher than the control by 5.47% and 13.98%, respectively. The use of Sil-All led to the maximum increase (1.15%) in the formation of organic acids (lactic, acetic). The carotene content in the forage with the addition of this preservative was 16.69% higher than in the control.

Keywords: alfalfa; lactic acid bacterium biological preparations; haylage; metabolic energy; lactic acid.

Author Details: I. T. Bikchantaev, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow (е-mail: bichantaev@mail.ru); A. A. Askarova, junior research fellow.

For citation: Bikchantaev I. T., Askarova A. A. Efficacy of Biological Products in Alfalfa Preservation. Dostizheniya naukii tekhniki APK. 2019. Vol. 33. No. 11. Pp. 18-21 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2019-11104.

Главная цель кормопроизводства - повышение продуктивности кормовых угодий и заготовка высококачественных кормов. Полноценное обеспечение животноводства недорогими объемистыми кормами положительно влияет на здоровье, реализацию генетического потенциала продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы. Это в конечном итоге способствует снижению себестоимости животноводческой продукции (молока, мяса, яиц и др.) [1, 2, 3].

На сегодняшний день во многих хозяйствах применяют круглогодовое однотипное кормление крупного рогатого скота. Главным элементом в таких рационах служат объемистые сочные корма. Поэтому их заготовка и хранение имеет важнейшее значение [4, 5, 6].

Основной способ заготовки высококачественных объемистых кормов - консервирование зеленой массы растений, которое происходит в результате жизнедеятельности представителей нормальной эпифитной микрофлоры {Lactobacillus, Enterococcus, Lactococcus, Pediococcus). Это факультативные анаэробы с метаболизмом бродильного типа, в результате чего по меньшей мере половина углерода конечных продуктов брожений приходится на молочную и уксусную кислоты, подавляющих рост и развитие гнилостных микробов. У желательной микрофлоры есть конкуренты в виде аэробных (гнилостные бактерии и плесневые грибы) и анаэробных (клостридии и дрожжи) патогенных микроорганизмов, которые в первые дни консервирования зеленой массы активно

Таблица 1. Характеристика испытуемых препаратов

Наименование

Фербак-Сил

Сил-Олл

Консорциум штаммов микроорганизмов

Lactobacillus plan-tarum, Lactobacillus lactis, Lactobacillus buchneri, Propioni-bacterium frendreichi Lactococcus faecium, Lactobacillus plan-tarum, Pediococcus acidilactici, Lactoba-cillus salivarius

Дополнительные ферменты

Вид продукта

целлюлаза, жидкии ксиланаза, амилаза

целлюлаза, жидкии гемице-люлаза, пентоназа, амилаза

потребляют моно- и дисахариды. При этом образуются различные продукты (масляная, уксусная кислоты, ацетон и др.) которые вызывают гниение и потери питательных веществ корма, понижение поедаемости корма животными [6, 7, 8].

Полностью избежать таких потерь невозможно, но их можно уменьшить путем применения различных препаратов химического и биологического происхождения. При нарушении технологий консервирования суммарное количество потерь питательных веществ может достигать 30...40 %, причём доля потерь, которые действительно неизбежны, составляет только 5.7 % [9, 10, 11].

Цель исследований - сравнительное изучение качества готового сенажа из люцерны, заложенного с использованием биологических препаратов отечественного и зарубежного производства.

Условия, материалы и методы. Работу проводили в отделе агробиологических исследований ТатНИИСХ - обособленного структурного подразделения ФИЦ КазНЦ РАН. Объектами исследования служили люцерна посевная (Medicago sativa) сорта Айслу и биологические препараты Фербак-Сил (Россия), Сил-Олл (Великобритания). Люцерну выращивали в Лаишевском районе Республики Татарстан. Закваски (табл. 1) использовали в дозах рекомендованных производителями: Фербак-Сил - 70 мл/т, Сил-Олл - 2,5 г/т. Контроль - измельченная провяленная зеленая масса без биологических препаратов.

Для закладки сенажа использовали зеленую массу, скошенную в фазе бутонизации и провяленную до содержания сухого вещества 41,40 %. Массовая доля обменной энергии (ОЭ) в 1 кг исходного сырья составляла 3,80 МДж, сырого протеина (СП) - 8,41 %, сырой клетчатки (СК) - 9,34 %, сырого жира (СЖ) -0,89 %, сахара - 35,87 г, каротина - 31,28 мг.

Консервирование проводили в лабораторных условиях в трех повторностях. Измельченную фито-массу тщательно трамбовали в полимерные банки, герметично закрывали в соответствии с Методическими рекомендациями [12] и хранили в затемненном помещении при температуре +8... + 18 °С. По истечении двух месяцев (60 дней) банки вскрывали и проводили полный зоотехнический анализ исследуемых образцов готового сенажа. В качестве испытательного оборудования использовали автоматический комплектдля определения сырого протеина по Къельдалю (дигестратор KB-20S, дистиллятор, титратор), экстрактор автоматический для определения сырой клетчатки (VELP Scientific).

Массовую долю влаги определяли по ГОСТ 316402012 методом двухступенчатого определения содержания сухого вещества (СВ); массовую долю сырого

протеина - по ГОСТ 32044.1-2012 (ISO 5983-1:2005) методом Къельдаля; клетчатки - по ГОСТ 316752012 (с применением промежуточной фильтрации); растворимых углеводов - по ГОСТ 26176-91 (с применением антронового реактива); содержание органических кислот (молочной, масляной и уксусной) в кормах - по ГОСТ Р55986-2014 (методом Леппера-Флига); активной кислотности (рН) - по ГОСТ 2618084 (потенциометрическим методом). Статистическую обработку данных осуществляли на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Excel пакета Microsoft Office 2007.

Результаты и обсуждение. Важная задача кормопроизводства - снижение потерь питательных веществ и энергии в процессе ферментации при консервировании зеленой массы [13,14].

%

50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00

МДж

4,00 3,90 3,80 3,70 3,60 3,50 3,40 3,30 3,20 3,10

Контроль Фербак-Сил

Сил-Олл

Рис. 1. Содержание сухого вещества и обменной энергии в люцерновом сенаже:  - СВ; -- - ОЭ.

Применение изучаемых заквасок привело к изменениям в химическом составе сенажа. Так, использование препарата Фербак-Сил способствовало лучшей сохранности сухого вещества (СВ) и обменной энергии (ОЭ) в 1 кг готового сенажа, содержание которых составило 43,50 % и 3,75 МДж и было выше, чем в контроле, на 5,47 и 13,98 % соответственно (рис. 1). Мы считаем, что это обусловлено отмиранием клеток растений и высвобождением ими дополнительного количества влаги в процессе механического воздействия путем трамбовки. В этом же варианте отмечена лучшая сохранность сырого протеина, концентрация которого в готовом корме составила 9,37 % и была выше, чем в контроле, на 1,64 %, а по сравнению с сенажом с препаратом Сил-Олл, - на 1,45 % (рис. 2).

Рис. 2. Содержание сырого протеина в готовом сенаже (п=3).

Каротин растений в организме животных под воздействием фермента каротиназы превращается в витамин А, который способствует повышению и стабилизации уровня продуктивности и качества животноводческой продукции [15]. Наибольшая его концентрация в нашем опыте установлена при использовании препарата Сил-Олл. Она составила 19,93 мг/кг корма, что было выше, чем в контроле, на 16,69 % (рис. 3).

Таблица 2. Содержание органических кислот в готовых сенажах законсервированные различными

биопрепаратами

Вариант опыта Сумма трёх кислот, % Массовая доля кислот, %

молочная I уксусная | масляная

Контроль 2,79±0,53 2,50±0,52 0,26±0,04 0,03±0,01

Фербак-Сил 3,40±0,22 2,95±0,30 0,43±0,12 0,02±0,22

Сил-Олл 3,94±0,29 3,50±0,35 0,44*±0,07 0,0±0,0

* р<0,05

При консервировании зеленой массы растений концентрация ценных сахаров в готовом сенаже уменьшается, по отношению к исходному сырью, в процессе образования молочной кислоты, которая предотвращает развитие нежелательных микробиологических процессов [16]. В нашем эксперименте показатель суммы сахаров в готовых сенажах был ниже, чем в первичном сырье, в 3,66...4,20 раза. Активность молочнокислых бактерий в сенажируемой массе люцерны с препаратом Сил-Олл была выше, по сравнению с контролем и вариантом с препаратом Фербак-Сил, в результате чего при его использовании отмечена наименьшая концентрация сахаров -8,55 г в 1 кг готового сенажа. Это на 11,68 % меньше, чем в контроле, что свидетельствует о правильном течении биохимичсеких процессов в консервируемой массе растений.

мг/кг

19,58 _ 19,93

I 1

Контроль Фербак-Сил Сил-Олл

Рис. 3. Содержание каротина в готовом сенаже (п=3).

Активная кислотность и накопление органических кислот в процессе консервирования фитомассы - один из важных показателей качества заготовки сочных объемистых кормов [17]. Результаты проведенных исследований показали, что во всех образцах экспериментального сенажа актуальная кислотность (рН) была несколько ниже, чем в контроле (рис. 4). Наименьшая величина этого показателя (4,77 ед. рН) отмечена в варианте с применением препарата Фербак-Сил, разница с контролем составила 0,26 ед. рН.

Аналогичные факты установлены в работе По-беднова Ю. А. и др. (2018), по сведениям которых внесение биологического препарата на основе молочнокислых бактерий в зеленую массу люцерны способствовало подкислению готового корма

до рН 4,81, что обеспечило его стабильность при хранении [18].

Содержание органических кислот (молочная, уксусная) в сенаже, заготовленном с изучаемыми заквасками, было выше, чем в контроле (табл. 2). При использовании препарата Сил-Олл их концентрация превышала величину этого показателя в контроле и варианте с препаратом Фербак-Сил на 1,15 и 0,54 % соответственно.

Рис. 4. Кислотность сенажа из люцерны при использовании различных консервантов, ед. рН (п=3).

О более интенсивном образовании молочной и уксусной кислот в сенаже в случае применения препаратов, содержащих молочнокислые бактерии, сообщают и другие исследователи [19].

По органолептическим показателями экспериментальный корм из провяленной массы люцерны соответствовал требованиям ГОСТ Р 55452-2013.

Выводы. Лучшее качество брожения, а также сохранность сухого вещества и обменной энергии обеспечивало использование закваски отечественного производства Фербак-Сил, в варианте с которой величины этих показателей были выше, чем в контроле, на 5,47 и 13,98 %.

Применение изучаемых биологических препаратов при консервировании провяленной массы люцерны способствовало снижению кислотности корма, по сравнению с контролем, на 0,23.0,26 ед. рН. Максимальное в опыте кислотообразование обеспечило использование биологического препарата зарубежного производства Сил-Олл, где сумма органических кислот была выше, чем в контроле, на 1,15 %.

Литература.

1. Косолапов В. М. Проблемы кормопроизводства и пути их решения на современном этапе //Достижения науки и техники АПК. 2010. № 11. С. 23-25.

2. Поберухин М., Сиразетдинов Р. Качество и продуктивное действие силосов, заготовленных с биоконсервантами // Молочное и мясное скотоводство. 2010. № 8. С. 28-29.

3. Победнов Ю. А., Косолапов В. М. Биологические основы силосования люцерны с препаратами молочнокислых бактерий // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 2. С. 258-269.

4. Effect of Lactobacillus buchneri LN4637and Lactobacillus buchneri LN40177on the aerobic stability, fermentation products, and microbial populations of corn silage under farm conditions / E. Tabacco, S. Piano, A. Revello-Chion, etc.// Journal of Dairy Science. 2011. Vol. 94. Pp. 5589-5598.

5. Misir Silajlannda Saha §artlarinda Aerobik Stabilite Suresince Mikrobiyal Kompozisyondaki Degi§ikliklerin Termal Kamera Goruntuleme Teknigi ile Degerlendirilmesi / F. Koc, M. L. Ozduven, A. §. Demirci, etc. // KSU J. Agric Nat. 2018. Vol. 21 (2). Pp. 167-174.

6. McGarvey J. A., Franco R. B., Palumbo J. D. Bacterial population dynamics during the ensiling of Medicago sativa (alfalfa) and subsequent exposure to air// Journal of Microbiology. 2013. Vol. 114. No. 6. Pp. 1661-1670.

7. Pang H., Tan Z., Qin G. Phenotypic and phylogenetic analysis of lactic acid bacteria isolated from forage crops and grasses in the Tibetan Plateau // Journal of Microbiology. 2012. Vol. 50. No. 1. Pp. 63-71.

8. Arriola K. G., Kim S. C., Adesogan A. T. Effect of applying inoculants with heterolactic or homolactic and heterolactic bacteria on the fermentation and quality of corn silage // Journal Dairy Sci. 2011. Vol. 94. No. 3. Pp. 1511-1516.

9. Эффективность биологических консервантов при различном содержании сухого вещества зеленой массы люцерны / И. Т. Бикчантаев, Ш. К. Шакиров, М. Ш. Тагиров и др. // Вестник Казанского ГАУ. 2018. № 3 (50). С. 5-9.

10. Ларина Н. А., Прокопьев В. Г. Эффективность заготовки силоса с консервантом Биотроф и его использования в рационах сухостойных коров //Достижения науки и техники АПК. 2009. № 9. С. 42-43.

11. Цай В. П., Акулич В. И. Химичексие консерванты серии кормоплюс при заготовке злакового силоса //Ученые записки УО ВГАВМ. 2010. Т. 46. Вып. 1. Ч. 2. С. 222-226.

12. Методическое руководство по химическому консервированию кормов и испытание их на животных / К. М. Солнцев, Н. И. Денисов, М. П. Таранов и др. М.: Колос. 1980. 24 с.

13. Качество кормов из люцерны посевной и козлятника восточного / Н. В. Соболева, И. А. Бабичева, С. В. Карамаев и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. №. 5 (61). С. 103-105.

14. Влияние бактериальных культур на сохранность зеленых кормов / О. Ю. Мальцева, О. Л. Мещерякова, И. В. Новикова и др. //Вестник ВГУИТ. 2017. № 3 (73). С. 174-179.

15. Паршуткин Д. П. Оптимизация А-витаминного питания бычков при откорме на рационах с солодковыми ростками: дисс....канд. с.-х. наук. Саранск., 2017. 122с.

16. Технология производства и оценка качества кормов: монография. Улан-Удэ: БГСХА им. В. Р. Филиппова, 2009. 92 с.

17. Шурхно Р. А., Гибадуллина Ф. С., Тагиров М. Ш. Интродукция природного штамма Lactobacillus sp. RS4 при сенажи-ровании клевера лугового //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 5. С. 75-79.

18. Биологические особенности и принципы консервирования люцерны / Ю. А. Победнов, В. П. Клименко, А. А. Мамаев и др. //Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 2. С. 44-47.

19. Качество сенажа из люцерны и силоса кукурузного, приготовленных с биоконсервантами «Биовет-закваска» и «Битасил» / Н. Н. Забашта, А. Ф. Глазов, Е. Н. Головко и др. // Сборник научных трудов Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства. 2012. Т. l. № 1. С. 86-91.

References

1. Kosolapov VM. [Problems of feed production and ways to solve them at the present stage]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2010;11:23-5. Russian.

2. Poberukhin M, Sirazetdinov R. [Quality and productive action of silage, prepared with bio preservatives]. Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. 2010;8:28-9. Russian.

3. Pobednov YuA, Kosolapov VM. [Biological basis of alfalfa silage with preparations of lactic acid bacteria]. Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2018;53(2):258-69. Russian.

4. Tabacco E, Piano S, Revello-Chion A, et al. Effect of Lactobacillus buchneri LN4637 and Lactobacillus buchneri LN40177 on the aerobic stability, fermentation products, and microbial populations of corn silage under farm conditions. Journal of Dairy Science. 2011;94:5589-98.

5. Koc F, Ozduven ML, Demirci AS, et al. Misir Silajlarinda Saha Sartlarinda Aerobik Stabilite Suresince Mikrobiyal Kompozisyondaki Degisikliklerin Termal Kamera Goruntuleme Teknigi ile Degerlendirilmesi [Evaluation of the changes in microbial composition of corn silage under farm conditions during aerobic stability using thermal camera imaging technique]. KSU J. Agric Nat. 2018;21(2):167-74. Turkish.

6. McGarvey JA, Franco RB, Palumbo JD. Bacterial population dynamics during the ensiling of Medicago sativa (alfalfa) and subsequent exposure to air. Journal of Microbiology. 2013;114(6):1661-70.

7. Pang H, Tan Z, Qin G. Phenotypic and phylogenetic analysis of lactic acid bacteria isolated from forage crops and grasses in the Tibetan Plateau. Journal of Microbiology. 2012;50(1):63-71.

8. Arriola KG, Kim SC, Adesogan AT. Effect of applying inoculants with heterolactic or homolactic and heterolactic bacteria on the fermentation and quality of corn silage. Journal Dairy Sci. 2011;94(3):1511-16.

9. Bikchantaev IT, Shakirov ShK, Tagirov MSh, et al. [The effectiveness of biological preservatives in various dry matter contents of alfalfa green mass]. Vestnik Kazanskogo GAU. 2018;3(50):5-9. Russian.

10. Larina NA, Prokop'ev VG. [Efficiency of silage preparation with Biotrof preservative and its use in the diets of dry cows]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2009;9:42-3. Russian.

11. Tsai VP, Akulich VI. [Chemical preservatives of Kormoplus series when storage cereal silage]. Uchenye zapiski UO VGAVM. 2010;46(1)2:222-6. Russian.

12. Solntsev KM, Denisov NI, Taranov MP, et al. Metodicheskoe rukovodstvo po khimicheskomu konservirovaniyu kormov i ispytanie ikh na zhivotnykh [Guidelines for the chemical conservation of feed and animal testing]. Moscow: Kolos; 1980. 24 p. Russian.

13. Soboleva NV, Babicheva IA, Karamaev SV, et al. [The quality of feed from sowing alfalfa and eastern goat's]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016;5(61):103-5. Russian.

14. Mal'tseva OYu, Meshcheryakova OL, Novikova IV, et al. [The influence of bacterial cultures on the safety of green feed]. Vestnik VGUIT. 2017;3(73):174-9. Russian.

15. Parshutkin DP. Optimizatsiya A-vitaminnogo pitaniya bychkovpri otkorme na ratsionakh s solodkovymi rostkami[Optimization of A-vitamin nutrition of bull-calves when fattening on diets with licorice] [dissertation]. [Saransk (Russia)]; 2017. 122 p. Russian.

16. Tekhnologiya proizvodstva i otsenka kachestva kormov [Production technology and feed quality assessment]. Ulan-Ude (Russia): BGSKhA im. V. R. Filippova; 2009. 92 p. Russian.

17. Shurkhno RA, Gibadullina FS, Tagirov MSh. [Introduction of native strain of Lactobacillus sp. RS4 at preparation of haylage from meadow clover]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015;29(5):75-9. Russian.

18. Pobednov YuA, Klimenko VP, Mamaev AA, et al. [Biological peculiarities and the main principles of alfalfa conservation]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2018;32(2):44-7. Russian.

19. Zabashta NN, Glazov AF, Golovko EN, et al. [The quality of alfalfa and corn silage haylage prepared with the bio-preservatives Biovet-starter and Bitasil]. Sbornik nauchnykh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva. 2012;l(1):86-91. Russian.