На животноводческой конференции в Алтайском государственном аграрном университете недавно обсуждали особенности ферментации и консервации кормов в условиях Сибири. Вот что говорил об этом направлении микробиолог из Новосибирской области Максим Силин.
Что роднит кормозаготовку с приготовлением вина, квашенной капусты или например теста? В банке солений или сырной головке по сути идут те же процессы, что и в силосной траншее под укрывной пленкой. Начинается все с ферментации, а заканчивается консервацией. Дрожжи и бактерии поедают свободные сахара и выделяют ферменты, которые и перерабатывают органику. Вносимые кислоты и соли при этом сдерживают аппетит «сладкоежек». Ключевой вопрос, как лучше это проконтролировать: удачно подобрать консервант и его оптимальную концентрацию.
Масштаб микроотрасли
Есть научнообоснованная версия, что первым в мире одомашненным «животным» стал отнюдь не волк, а именно дрожжи. Некоторые биологи убеждены, что без них у человечества не было бы шанса, если не выжить, то, как минимум, развить такую цивилизацию. В животноводстве сохранность, питательность и перевариваемость кормов во многом определяет эффективность отрасли и всецело зависит от сообщества микроорганизмов и возможности контролировать их развитие.
Промышленная консервация кормов при производстве силоса и сенажа, по словам Максима Силина, имеет, как минимум столетнюю историю. Масштабные производственные эксперименты пошли в этой области в 20-е годы прошлого века. В качестве консервантов для контроля за деятельностью микроорганизмов уже тогда использовались соли, кислоты, а также газы. Одно время в поисках оптимального метода силосования испытывались даже серно-фосфорная и соляная кислоты.
– Современные подходы сместились не только в сторону лучшей сохранности, но и улучшения кормовых качеств, что привело нас к появлению такой области, как управляемая (направленная) ферментация. Сегодня это очень высокотехнологичное и наукоемкое производство, – отмечает Максим Силин. – Менялись и способы внесения, и оборудование. Еще недавно консерванты вносились поливом траншей из шланга. Не самый эффективный способ. Внесение консерванта непосредственно в процессе уборки стало очень важным шагом.
Производство консервантов для кормов опирается на запросы аграриев. И поэтому сегодня консервант, по мнению Максима Силина, должен иметь удобную в применении форму, хорошо храниться и транспортироваться, быть устойчивым к основным негативным факторам и выполнять свои основные функции.
– Раньше было гораздо сложнее донести до сельхозтоваропроизводителя мысль о пользе работы с профессиональными консервантами, потому что лабораторные анализы делали либо очень редко, либо вообще не делали. Консерванты ведь приводят к удорожанию производства кормов, однако, когда ты видишь результаты, понимаешь, что это оправдано, – подчёркивает Максим Силин. – Для высокопродуктивного стада энергетическая питательность объемистых кормов должна составлять не менее 10 МДж ОЭ в расчете на 1 кг сухого вещества при 17% сырого протеина. Обеспечить корма с такой отдачей можно лишь с использованием силоса или сенажа повышенного качества по энергетической питательности, минимум 10,4 МДж ОЭ и наличию сырого протеина свыше 20% в 1 кг сухого вещества, а добиться этого без консерванта не представляется возможным.
Кислый плацдарм
Все консерванты для кормозаготовки условно можно разделить на химические и биологические. К первым относят препараты на основе органических кислот и солей этих кислот. К биологическим – инокулянты: бактериальные, ферментно-бактериальные, а также ферментные консерванты. И в каждом из этих направлений есть свои инновации.
К общим достоинствам химических консервантов на основе кислот Максим Силин относит их универсальность и скорость воздействия с возможностью быстро снизить pH в зеленой массе до уровня 5 и создать таким образом благоприятную среду для развития титров аборигенных дрожжей и бактерий. С другой стороны, пропионовая и муравьиная кислоты, которые сегодня присутствуют в основе большинства химконсервантов, очень хорошо сдерживают развитие опасных патогенов.
– В сезоне-2023 мы сталкивались со случаем, когда люцерну (и без того трудносилосуемую бобовую культуру) закладывали вообще без подвяливания. Причем занимался этим крупный агрохолдинг. Высокая влажность – серьезный риск при консервации кормов. Свободных сахаров в люцерне и так немного, а повышенная влажность размывает среду питания бактерий, необходимых для запуска ферментации. Вопрос в данном случае был решен с помощью больших дозировок химического консерванта. В таких условиях именно химия способна более эффективно предотвратить порчу кормов и купировать такие распространенные в Сибири патогены, как например кластридии.
Большинство химконсервантов, как отмечает Максим Силин, работают хорошо, но по большому счету являются именно стартерами, обеспечивая «плацдарм» для аборигенной молочнокислой флоры, которая позже силосует или сенажирует зеленую массу. То есть кислоты по большому счету направляют деятельность дрожжей в сторону нормального ферментативного брожения.
Есть у этого успеха обратная сторона – дороговизна. Химконсерванты нужно вносить в высоких дозировках, 3-5 л/т. В денежном выражении это удовольствие, по оценкам Максима Силина, сейчас может обойтись в 500-800 рублей на тонну корма.
– Если в хозяйстве приняли решение сэкономить на химконсервантах и обойтись полумерой, скажем в 1,5 л/т – это плохая идея, – поясняет Максим Силин. – Лучше инвестируйте эти деньги куда-то еще, например, в технику или оборудование, которое позволит улучшить кормозаготовку на другом этапе.
Для разных силосуемых культур есть свои рекомендации по химконсервантам. Например, для кукурузного силоса из-за достаточно высокого содержания сахаров, где активно размножается плесень, наилучшим действующим веществом будет пропионовая кислота. Муравьиная – более агрессивна, и в некоторых препаратах ее действие намерено смягчают. Но, по словам микробиолога, она – наилучший вариант для консервации переувлажненных кормов и выручит, если не удалось нормально подвялить траву из-за погоды.
– Важно помнить о том, что консервант на основе органических кислот – это опасное вещество и его использование требует строжайшего регламента, – поясняет эксперт. – Инциденты, к сожалению, не такая уж редкость. Это человеческий фактор: руки без перчаток, глаза без защиты, сигареты…
К инновациям из области химконсервантов относят препараты на основе солей органических кислот. Это консерванты, содержащие всевозможные нитраты, ацетаты, сорбаты и беноаты, применяемые в различных комбинациях с традиционными органическими кислотами.
– Это относительно новое направление. К нам в Сибирь всего 2-3 года, как пришло. Результаты впечатляют. Препараты прощают некоторые ошибки в работе – качество и особенно сохранность корма существенно улучшается, поскольку действие солей более продолжительно, они лучше блокируют развитие различных плесеней, – рассказывает Максим Силин.
Штамм штаммом вышибают
Бактериальные инокулянты успешно применяются в отрасли уже более 50 лет. Их действие, по словам Максима Силина, основано на более эффективной ферментации и подавлении одной микрофлоры другой. При производстве инокулянтов применяются селектированные штаммы бактерий.
– По своим характеристикам селективные штаммы превосходят родственные им аборигенные. Живущая, например, на кукурузе микрофлора потребляет на ней свободные сахара, однако в силосе они не всегда могут выработать достаточное количество молочной кислоты необходимой для высококачественной ферментации. Как правило, «дикие» дрожжи и бактерии вырабатывают около 30% молочной и 40% уксусной кислот, остальное – это углекислый газ, тогда как у лучших селектированных штаммов процентовка выделения кислот гораздо выше – до 70-80% молочной кислоты, 10-15% – уксусной. CO2 в остатке – 5-10%. Все это результат селекции, аналогичный выведению высокопродуктивных пород скота. Здесь тот же принцип, – говорит эксперт.
Селективные штаммы будут быстрее наращивать свой титр и лучше конкурировать с патогенной микрофлорой, быстрее ее вытеснять. Наибольшую эффективность инокулянты показывают, когда доля сухого вещества в зеленой массе превышает 30%.
– Некоторые штаммы выводились, чтобы активизировать молочнокислое брожение на первых этапах, то есть стартовать они могут уже при pH 7 – это уровень только что скошенной зеленой массы. Другие штаммы активизируются и подключаются на следующем этапе – в более кислой среде при pH около 5, выделяя при этом метаболиты, которые подавляют и теснят патогенную микрофлору, – отмечает Максим Силин.
По сравнению с химическими консервантами биологически – более безопасные и доступные по цене. Работа ведется меньшими объемами препаратов, однако они технологически сложнее и требовательнее к условиям: температурной среде, влажности, ботаническому составу и загрязнению зеленой массы.
– Ещё один важный нюанс: поскольку эти консерванты являются биологическими, они могут испортится. Из-за нарушений в хранении их действие может не просто снизиться, но и сойти на нет, – подчёркивает Максим Силин.
Инновационное направление здесь – ферментативные биоконсерванты. Действие не выработанных, а дополнительного добавленных ферментов (таких как протеаза, амилаза и ксиланаза) направлено на более быстрое расщепление субстратов растений, таких как клетчатка, пектины и крахмалы. Ферменты начинают работать сразу и быстрее разрушают сложные цепочки сахаров до простых и доступных. Это свойство ферментов крайне важно при дефиците сахаров в зеленой массе, особенно при силосовании или сенажировании бобовых и злаковых культур.
Дополняющие биоконсервант ферменты, по словам микробиолога Максима Силина, могут очень существенно повлиять на сдвиг ферментационного процесса, а затем уже молочнокислые штаммы быстрее вытеснят вредную микрофлору. В противном случае долгая ферментация чревата потерей питательных веществ из-за длительной конкуренции между бактериями. Что может привести к разогреву кормов.
Кроме того, ферменты способствуют лучшей перевариваемости кормов, что в итоге положительно сказывается на здоровье стада.
– Нужно понимать, что любой консервант – лишь этап в технологической цепочке кормозаготовки, наряду с оптимальными сроками, уровнем оборудования, качеством трамбовки и укрывной пленки, – подытожил микробиолог.
Собственные биоконсерванты
На сессии «вопрос-ответ» в числе прочего поговорили на тему самодеятельных попыток размножать ценные штаммы в условиях хозяйств в целях экономии. Один из партнеров Силина рассказал, что за 10 лет опыта в агроснабжении по сибирским регионам сталкивался с таким лишь дважды: в Омской области и Алтайском крае. Во-втором случае фермер битый час пытался убедить консультанта, что делает биоконсерванты не хуже специализированных. Работал он в данном случае со штаммами, завезенными из Германии. Оборудовал в сарае цех и размножал их в большом чане. По итогам той дискуссии каждый остался «при своем».
– Едва ли у кого-то получится, купив одну упаковку консерванта, вырастить из нее каком-то гараже 100 упаковок того же качества. Нужно понимать, что и на высокотехнологичном производстве в лабораторных условиях, где ферментер стерилизуется в три этапа, всё равно при синтезе препарата может произойти поражение вирусом, – отмечает Максим Силин. – Тогда в лучше случае в утиль пойдёт вся партия. Представьте, если такой консервант окажется в кормах.
Фото автора и ИА «Светич»
