Виробництво силосу

Виробництво силосу

Міністерство аграрної політики України

Миколаївський державний аграрний університет

Кафедра годівлі та розведення

сільськогосподарських тварин

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни «Годівля сільськогосподарських тварин»

на тему «Годівля корів» (завдання № 65)

Виконав:

студент ІІІ курсу 3 групи

денної форми навчання

Кравченко А.В.

Номер і дата реєстрації

проекту на кафедрі ___________________

Дата захисту проекту ________________

Оцінка ____________________________

Миколаїв - 2006

Зміст

Завдання для виконання курсового проекту

Вступ

1. Огляд літератури

1.1. Способи силосування

1.2. Фази дозрівання силосу.

1.3. Буферні властивості.

1.4. Недостатнє ущільнення і погане приховування силосних буртів.

1.5. Силосні добавки.

1.5.1. Інгібітори ферментації.

1.5.2. Стимулятори ферментації.

1.6. Роль молочнокислих бактерій в силосних добавках.

1.7. Додаткові вимоги до мікробіологічних добавок

1.7.1. Пропіонові бактерії в силосуванні.

1.8. Виробничі рекомендації.

Література

Вступ

Мистецтво приготування силосу як спосіб збереження соковитих кормів було відомо тисячі років, хоча складні біохімічні і мікробіологічні зміни, які відбуваються при процесах силосування, сталі зрозумілі порівняно недавно.

Силосування, або закваска, - спосіб консервації зеленого корму, при якому рослинну масу зберігають у вологому стані в ямах, траншеях або спеціальних спорудах - силосних баштах. Корм, більш менш спресований і ізольований від доступу повітря, піддається бродінню, набуває кислого смаку, стає м'якше, декілька змінює колір (буре забарвлення), але залишається соковитим.

Силосування має ряд переваг в порівнянні з іншими способами консервації корму.

У основі силосування лежить переважно молочнокисле бродіння. При зброджуванні цукру, наявного в сировині, що силосується, в готовому кормі накопичуються молочна і оцтова кислоти. У хорошому силосі молочної кислоти міститься приблизно в 2--3 рази більше оцтової. В процесі дозрівання силосу в незначній кількості утворюються і інші органічні кислоти, а також спирт, який є кінцевим продуктом зброджування вуглеводів дріжджовими клітками. Оскільки в достатньо кислому середовищі за анаеробних умов шкідливі бактерії (гнильні, маслянокислі і деякі інші) розвиватися не можуть, то правильно приготований і добре ізольований від зовнішнього середовища силос не псується впродовж тривалого періоду зберігання.

Утворення оптимальної кількості молочної кислоти в силосі визначається перш за все характеристикою сировини і умовами силосування. Молочнокисле бродіння інтенсивно йде в анаеробних умовах при достатньому вмісті в масі цукру, що силосується, як основного джерела енергії для розвитку молочнокислого бродіння. Чим вище вміст цукру (але не надлишок) в зеленій сировині, тим краще умови для розвитку молочнокислих бактерій[3].

1. Огляд літератури

1.1. Способи силосування

Є два способи силосування: холодний та гарячий.

 При холодному способі силосування дозрівання силосу йде при помірному підвищенні температури, що доходить в деяких шарах корму до 40°С; оптимальною температурою вважається 25-30°С. При такому силосуванні скошену рослинну масу, якщо потрібно, подрібнюють, укладають повністю в кормосховище, утрамбовують, зверху якомога щільніше вкривають для ізоляції від повітря.

При гарячому способі силосну споруду заповнюють по частинах. Зелену масу на один - два дні рихло укладають шаром близько 1-1,5 м. При великій кількості повітря в ній розвиваються енергійні мікробіологічні і ферментні процеси, внаслідок чого температура корму піднімається до 45-50С. Потім укладають другий шар такої ж товщини, як і перший, і він, у свою чергу, піддається розігріванню. Рослини, що знаходяться внизу і розм'якшені під впливом високої температури, спресовуються під тяжкістю нового шару корму. Це викликає видалення повітря з нижнього шару силосу, чому аеробні процеси в ньому припиняються і температура починає знижуватися. Так шар за шаром заповнюють всі силососховище. Самий верхній шар корму утрамбовують і щільно прикривають для захисту від повітря. У зв'язку з тим, що силососховище при гарячому способі силосування звичайно роблять невеликих розмірів, на верхній шар корму, що силосується, поміщають вантаж. Розігрівання рослинної маси пов'язане з втратою іноді значної частини живильних речовин корму. Зокрема, різко зменшується перетравність білків. Тому гаряче силосування не може вважатися раціональним способом збереження рослинної маси. Загальні втрати сухих речовин корму при холодному силосуванні не повинні перевищувати 10-15%, в другому досягають 30% і більш.

Холодний спосіб силосування найбільш поширений, що пояснюється як порівняльною його простотою, так і хорошою якістю корму, що виходить. Гарячий спосіб силосування допустимий лише для квашення грубостебельчастих, малоцінних кормів, які після розігрівання краще згодовується тваринами.

Британські фермери прибирають трави, поки вони ще знаходяться в щодо ранньої стадії зростання, з високим вмістом ферментуючих цукрів (водорозчинних вуглеводів - БРЕШУ) і низьким змістом волокон. Чи збирають культуру негайно або залишають на полі в'янути декілька годин, залежить від погодних умов під час косовиці, але в ідеалі фермер хоче закладати на силос культуру із змістом сухої речовини 25-30%. У багатьох країнах з помірним кліматом, таких як Великобританія, дощі пізніше весною і раннім літом не завжди дозволяють підсушити траву, і тому при силосуванні трав, що містять менше 25% СВ, завжди використовуються силосні добавки, щоб досягти хорошої ферментації і зменшити втрати силосу. [11].

1.2. Фази дозрівання силосу.

Розглянемо динаміку дозрівання силосу. Процес квашення можна умовно розбити на три фази.

Перша фаза дозрівання заквашуваного корму характеризується розвитком змішаної мікрофлори. На рослинній масі починається бурхливе розмноження різноманітних груп мікроорганізмів, внесених з кормів в силосне приміщення. Силосування пов'язане з накопиченням в кормі кислот, що утворюються в результаті зброджування мікробами-кислотоутворювачами цукристих речовин, що містяться в рослинах. Основну роль в процесі силосування грають молочнокислі бактерії, що продукують з вуглеводів (в основному з моно- і дисахаридів) молочну і частково оцтову кислоти. Дані кислоти мають приємні смакові властивості, добре засвоюються організмом тварини і порушують у нього апетит. Молочнокислі бактерії знижують реакцію середовища корму до pH 4.2...4.0 і нижче. Накопичення молочної і оцтової кислот в силосі обумовлює його збереження, оскільки гнильні та інші небажані для силосування бактерії не здатні розмножуватися в середовищі з кислою реакцією (нижче за рН 4.5...4.7 ). Самі ж молочнокислі бактерії відносно стійкі до кислот.

Звичайно перша фаза бродіння буває короткочасною. Спочатку захоплений атмосферний кисень в сировині використовується рослинними ферментами в ще дихаючих рослинах, але кисень незабаром кінчається, і далі бродіння відбувається в анаеробних умовах. В цей час молочнокислі бактерії, присутні спочатку в невеликій кількості, починають швидко розмножуватися до концентрації 109 -1010 кліток/г, використовуючи цукру, звільнені із зруйнованих рослинних кліток, як основне джерело енергії.

  В другій фазі - головного бродіння - основну роль грають молочнокислі бактерії, що продовжують підкисляти корм. Більшість не спороносних бактерій гинуть, але бацилярні форми у вигляді спор можуть тривалий час зберігатися в заквашеному кормі. На початку другої фази бродіння в силосі звичайно переважають коки, які пізніше змінялися паличкоподібними молочнокислими бактеріями, що відрізняються великою кислотостійкістю. За ідеальних умов рН стабілізується на рівні 3.8 - 4.2, залежно від змісту сухої речовини, і силос ефективно консервується за декілька тижнів. Проте, коли зміст СВ скошеної трави менше 25%, умови не ідеальні, процес консервації може пройти погано, особливо якщо рівень БРЕШУ також низок (як часто буває у трав, що виросли в помірному кліматі). Для нормального силосування нормальних кормів потрібне неоднакове підкислення, залежно від різного прояву буферних властивостей деяких складових частин рослинного соку. [4].

 1.3. Буферні властивості.

Механізм дії буферів полягає в тому, що в їх присутності значна частина іонів водню нейтралізується. Тому не дивлячись на накопичення кислоти, реакція середовища майже не знижується до тих пір, поки не витрачений весь буфер. У силосі утворюється запас так званих зв'язаних буферами кислот. Роль буферів можуть грати різні солі і деякі органічні речовини (наприклад, протеїни), що входять до складу рослинного соку.

Для підвищення в силосі змісту сирого протеїну, а також поліпшення ферментації корму в період закладки до маси додають мелясу, сечовину, соєвий шрот. Дрібне подрібнення стрижнів і обгорток качанів підвищує на 30% згодованість силосу. [1].

Більш буферний корм для отримання хорошого силосу повинен мати більше цукрів, чим менш буферний. Отже, силосування рослин визначається не тільки багатством їх цукрами, але і специфічними буферними властивостями. Ґрунтуючись на буферній соку рослин, можна теоретично обчислити норми цукру, необхідні для успішного силосування різної рослинної сировини.

Буферна соку рослин знаходиться в прямій залежності від кількості в них білків. Тому більшість бобових рослин важко силосуються, оскільки в них відносно мало цукру (3...6%) і багато білка (20...40%). Прекрасна силосна культура - кукурудза, в стеблах і качанах її міститься 8...10% білка і близько 12% цукру. Добре силосується соняшник, в якому багато білка (близько 20%), але і досить вуглеводів (більше 20%). Приведені показники розраховані на СВ. [1].

В основному силосування пов'язують із запасом моно- і дисахаридів, що дають необхідне підкислення. Мінімальний їх зміст для доведення реакції середовища корму до рН 4.2 може бути названа цукровим мінімумом. Технічно визначити цукровий мінімум нескладно. Титруванням встановлюють необхідну кількість кислот для підкислення проби досліджуваного корму до рН 4.2. потім визначають кількість простих цукрів в кормі. Допускаючи, що близько 60% цукрів перетворюються на молочну кислоту, можна розрахувати, чи вистачає наявного цукру для належного підкислення корму [12].

Якість силосу у багатьох випадках не відповідає зоотехнічним вимогам. Це обумовлено порушенням технології силосування (тривале знаходження зеленої маси в полі, силосування перезрілої маси силосних культур, слабке утрамбовування при заповненні траншеї).

1.4. Недостатнє ущільнення і погане приховування силосних буртів.

Приведена причина може також привести до поганої консервації і великих втрат при силосуванні із-за доступу повітря (кисню). У таких умовах значення рН 4.0 не досягається. Отже, можуть швидко розмножуватися мікроорганізми, які звичайно інгібіровані анаеробіозом. Энтеробактерии і Clostridium, які інгубуются низькими значеннями рН, будуть здатні рости і утилізувати молочну кислоту. Білок і залишкові БРЕШУ з подальшою втратою харчової цінності силосу. Зростання видів Clostridium, що має оптимум при рН 7.2, не інгубуются до тих пір, поки рН не впаде нижче 5.5. Отже, в погано законсервованому вологому силосі вони можуть домінувати серед мікрофлори. Види Clostridium віддають перевагу також вищій вологості і силосу з низьким змістом СВ. [16].

Цукролітичні види, такі як Clostridium tyrobutyricum, використовують БРЕШУ і молочну кислоту в процесі свого зростання, і в силосі, який може спочатку мати низьку концентрацію молочної кислоти, неминуче ростиме рН із-за напрацювання масляної кислоти, яка слабкіша, ніж молочна.[13].

Протеолітичні види бактерій, такі як З.sporogenes, використовують багато з амінокислот силосу, продукуючи переважно масляну кислоту і аміак. Ці реакції міняють умови середовища, підсилюючи розвиток З.spp. Типові реакції З.spp приведені нижче.

Типові реакції клостридій, що розщеплюють цукру:

глюкоза масляна кислота + 2 СО2 + 2 Н2

2 молочна кислота масляна кислота + 2 СО2 + 2 Н2.

 Типові реакції протеолітичних клостридій:

1.   дезамінування

лізин оцтова кислота + масляна кислота + 2 NH3,

2.   декарбоксилювання

глутамінова кислота - аміномасляна кислота + СО2

3.   окислювально-відновна реакція

аланін + 2 гліцин оцтова кислота + 3 NH3 + СО2.

Згодовування коровам, молоко яких йде на сир, недоброякісного силосу, що піддавався маслянокислому бродінню, викликає в сирі подібне бродіння.

Також небажані в силосі і дріжджі. Звичайно після початкового швидкого розмноження аеробні види, такі як Candidas spp. і Pichia spp., «залишаються в сплячці» в анаеробних умовах, поки силос не відкриють для годування тварин. Аеробне псування силосу на поверхні бурту може бути дуже швидким і приводити до повної втрати поживності, супроводжуючись утворенням діоксиду вуглецю, води і виділенням теплоти, як видно з приведених нижче типових реакцій дріжджів.

Анаеробіоз:

глюкоза 2 етанол + 2 СО2 + 64,7 кДж.

Втрата сухої речовини 100%, енергії 9%.

Аеробіоз:

глюкоза + 6 О2 6 СО2 + 6 H2O + 710,5 кДж.

Втрата сухої речовини і енергії - 100%.

Якщо анаеробні умови встановлюються швидко, а досягнення низького рН запізнюється, то, крім видів роду Clostridium, проблеми можуть виникати також із-за дріжджів. Будучи стійкими до слабокислих умов, анаеробні дріжджі, наприклад Torulopsis spp., конкурують з молочнокислими бактеріями за цукру, які вони перетворюють на етанол і діоксид вуглецю з втратою СВ і підвищенням температури силосу. [9].

Отже, біологічні добавки до силосу повинні бути здатні швидко починати ферментацію і зберігати низьке значення рН в перебігу всього періоду освіти і збереження силосу. Зволікання може бути чревато втратою живильних речовин. 

Повернемося до основних бактерій, що беруть участь в силосуванні - молочнокислим бактеріям. Серед молочнокислих бактерій силосу є коків і неспоротворні палички: Streptococcus lactis, S. thermophilus, Lactobacillus plantarum, а з представників другої - L. brevis. Ці мікроби - анаероби. На характері продуктів, що утворюються молочнокислими бактеріями, позначаються не тільки біохімічні особливості тієї або іншої культури, але і вид вуглеводів. У рослинній сировині є пентозани, що дають при гідролізі пентози. Тому навіть при дозріванні силосу, що нормально йде, в ньому звичайно накопичується деяка кількість оцтової кислоти, яка також утворюється, як відомо, деякими іншими молочнокислими бактеріями з гексоз. Більшість молочнокислих бактерій живуть при температурі 7...42С (оптимум близько 25...30С). Відмічено, що при розігріванні до 60...65С в ньому накопичується молочна кислота, яку продукують деякі термотолерантні бактерії, наприклад Bacillus subtilis.

Третя фаза бродіння корму - кінцева - пов'язана з поступовим відмиранням в дозріваючому силосі збудників молочнокислого процесу. До цього часу силосування підходить до природного завершення.

Про якість корму, що силосується, можна судити по складу органічних кислот, що накопичилися при бродінні (таблиця 1.4.1.). [12].

Таблиця 1.4.1

Зразкове співвідношення кислот в силосі різної якості

1.5. Силосні добавки.

По їх дії на процес ферментації силосні добавки діляться на 2 основних групи: інгібітори і стимулятори ферментації. Інгібітори- це кислотні добавки (сірчана і мурашина кислоти) і консерванти (наприклад, формальдегід і параформальдегід). Стимулятори - це джерела вуглеводів - патока і барда - або різноманітні добавки, такі як молочнокислі бактерії і ферменти.

1.5.1. Інгібітори ферментації.

Досліди по годуванню показали, що силос з рН нижче 3.0 (таке значення легко досягти за допомогою сильних неорганічних кислот) був неприємним для тварин, і навіть якщо вони його ялини, викликав ацидоз в рубці. Була обчислена кількість кислоти, необхідне для досягнення рН 3.6-4.0, придатнішого для живлення тварин, що проте все ще інгібірує деякі шкідливі процеси ферментації. Хоча сірчана кислота і суміш сірчаної і соляної кислот як добавки були популярні в багатьох північноєвропейських країнах, вони поступово вийшли з вживання через корозійну дію і виникнення проблем, зв'язаних з використанням цих кислот.

Ще в двадцятих років було запропоновано як добавки використовувати органічні кислоти. Але розбризкування суміші мурашиної і соляної кислот по силосній масі не привело до успіху. Невдача була пов'язана в основному з трудністю рівномірного розподілу кислоти в товщі силосної маси, але з появою спеціальних збиральних машин і накопичувальних фургонів стало можливим окропляти кормову культуру мурашиною кислотою відразу після скошування. Зокрема, використання добавок мурашиної кислоти стало промислово доступним в 50-х роках. Хоча мурашина кислота слабкіша за неорганічні кислоти, вона знижує значення рН нижче 4.0, якщо додавати її в концентрації, пропорційній змісту СВ. Мурашина кислота володіє антибактеріальною активністю за рахунок поєднання дії водневого іона і бактерицидності самої недисоційованої кислоти. Хоча вона діє інгібуюче на Clostridium spp., ентеробактерії і деякі штами Streptococcus spp. і Pediococcus spp., але при цьому значенні рН не повністю пригнічує Lactobacillus spp. і, таким чином, деяка мікробна активність зберігається. [9].

Страницы: 1, 2