CC BY
40
УДК 636.4.084.412
ТЕХНОЛОГИЯ И КОМПЛЕКТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ДОБАВОК НА ОСНОВЕ САПРОПЕЛЕЙ
В.И. Передня, доктор технических наук, главный научный сотрудник Ю.А. Башко, заведующий лабораторией
A.А. Кувшинов, младший научный сотрудник
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» E-mail: belagromech@tut.by
B.Ф. Радчиков, доктор с.-х. наук, заведующий отделом РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству» E-mail: belniig@tut.by
Аннотация. Рассмотрен дефицит важнейших биологически активных веществ в рационах животных, за счет чего происходит перерасход зерновых компонентов в составе комбикормов. Показано, что одним из путей сокращения зерна могут стать сапропели. Приведен компонентный состав органического вещества сапропелей и показано, что гуминовые кислоты являются основной группой биологически активных веществ, в которых содержатся и витамины групп В, С и Е. Важным компонентом сапропелей является фракция легкогидрализируемых веществ, представленная углеводно-белковым комплексом. Азот, находящийся в сапропелях, белкового происхождения, что обуславливает присутствие в нем жизненно важных незаменимых аминокислот, таких, как лизин, метионин, цистин, триптофан и др. Сапропели представляют собой уникальный природный источник органического, минерального и витаминного сырья. Разработка месторождений сапропелей, залегающих под слоем торфа, является технически более простым и экономически более выгодным, чем добыча сырья из озер. Изложены технологии добычи и сушки сапропелей, залегающих под слоем торфа в зимний и летний периоды. Описан комплект оборудования для приготовления минеральной кормовой добавки на основе сапропелей и приведены его технико-экономические показатели. Исследована эффективность использования в кормлении сельскохозяйственных животных минеральных кормовых добавок с включением сапропелей в комбикорма в количестве 2, 4, 6 и 8%. В результате исследований установлено, что реакция среды рубцового содержимого была нейтральной у животных всех групп с незначительным отклонениями между ними. Поедаемость комбикорма во всех группах практически одинакова. Поскольку важнейшим показателем, определяющим питательную ценность и продуктивное действие корма, является переваримость, то были проведены исследования по определению коэффициента переваримости основных питательных веществ. Лучшие результаты по исследуемым показателям получены у животных, которые получали 8% сапропелей. Переваримость всех питательных веществ у них оказалась выше.
Ключевые слова: сапропели, биологически активные вещества, гуминовые кислоты, легкогидрализуе-мые вещества, комплект оборудования, перевариваемость, корм.
Животноводство Республики Беларусь из-за дефицита важнейших биологически активных веществ испытывает серьезные трудности с обеспечением полноценности рационов и комбикормов для крупного рогатого скота и свиней. Кроме того, большую долю в структуре комбикормов занимают зерновые компоненты. Одним из путей сокращения зерна для выработки комбикормов может быть сапропель [1,2]. Состав и свойства са-пропелей определяются естественно-геогра-
фическими условиями данного региона и колеблются в значительных пределах.
С целью квалифицированного практического использования и на основании генетических признаков вещественного состава и свойств сапропели разделены на четыре типа: кремнеземистые, карбонатные, органические и смешанные. По условиям залегания различают открытые и погребенные сапропелевые отложения. К открытым относятся отложения современных водоемов, процесс
накопления осадков в которых протекает и сейчас. Погребенные залегают, в основном, под торфяной залежью, для них стадия седиментации уже закончилась. В результате отмирания различных представителей флоры и фауны в сапропелях накопилось множество ценнейших элементов, минеральных, органических, органоминеральных соединений, микроэлементов (кобальт, цинк, медь, железо и др.), аминокислот, углеводов, гу-миновых кислот, витаминов и др. [3].
В органических сапропелях в сухом веществе количество органического вещества (ОВ) колеблется в пределах 70-93%, кремнеземистых и карбонатных - 15-60%, смешанных - 43-58%. Компонентный состав ОВ са-пропелей представлен битумойдами, углеводным комплексом (гемицеллюлозы и целлюлозы), гуминовыми веществами (гумино-выми кислотами), негидролизуемым остатком. Гуминовые кислоты являются основной группой биологически активных веществ в сапропелях и занимают в них от 10 до 48% от ОВ. Выявлено бактерицидное действие гуминовых кислот на различные группы возбудителей болезней, а также их влияние на деятельность окислительно-восстановительных ферментов различных органов и систем животного организма. Содержание соединений битумоидного характера (битумов) сравнительно невелико и составляет в среднем от 2 до 7% на ОВ. Однако ряд компонентов би-тумоидов относится к биологически активным веществам. Это каротиноиды, хлорофилл, ксантофиллы, стерины, органические кислоты, спирты, которые были обнаружены в сапропелях; целую группу биологически активных веществ образуют витамины, обнаруженные в сапропелях различных регионов (В1, В2, В3, В6, В12), а также С и Е.
Вторым важным компонентом органического вещества сапропелей является фракция легкогидролизуемых веществ (ЛГ), представленная, в основном, углеводно-белковым комплексом. В органической части сапропе-лей разных типов обнаружено от 6 до 59,8% ЛГ веществ. Фракция ЛГ выполняет важную биологическую функцию, являясь питательной средой для микрофлоры желудка.
Таблица 1. Питательная ценность сапропеля _оз. Червоное (Житковичский р-н)_
Показатели Количество
Тип сапропеля органический
Естественная влажность, % 81,5
Содержится в абсолютно сухом веществе, %
кормовых единиц, кг 0,23
обменной энергии, МДж 3,13
сырого протеина, г/кг 12,3
сырого жира, г/кг 1,1
сырой клетчатки, г/кг 13,6
сырой золы 5,8
кальций, г/кг 17.8
фосфор. г/кг 0.17
сера, г/кг 4.18
магний, г/кг 5,03
мель, г/кг 9.63
цинк, мг/кг 45,7
железо, мг/кг 9500
кобальт, мг/кг 3,09
марганец, мг/кг 300
В1 (тиамин), мг/кг 0.42
В2 (рибофлавин), мг/кг 21,6
В5 (ниацин), мг/кг 340
Преимущественно белковое происхождение азота сапропелей обуславливает присутствие в них жизненно важных незаменимых аминокислот, таких, как лизин, метионин, цистин, триптофан и др., в которых животные часто испытывают недостаток. Количество азота в сапропелях различных типов колеблется в пределах 2,7-6,05 ОВ или 0,54,0% СВ.
Содержание липидов в сапропелях составляет 0,2-1% от сухой массы. Количество золы также неодинаковое и зависит от типа сапропеля. В органических сапропелях на долю минеральной части приходится 7-30%, смешанных - 32-56%, кремнеземистых и карбонатных - 40-85% в расчете на СВ. Причем в карбонатных сапропелях основным минеральным компонентом золы является карбонат кальция (30-80%),а в кремнеземистых - окись кремния (30-70%) СВ. В сапро-пелях смешанного типа содержание карбоната кальция и окиси кремния примерно одинаковое [4].
Наряду с вышеуказанными элементами сапропели содержат другие ценные в биологическом отношении элементы, в том числе подвижные формы соединений железа, ка-
лия, фосфора, алюминия, а также целого комплекса микроэлементов, таких, как медь, марганец, кобальт, йод, цинк.
Таким образом, сапропели представляют собой уникальный природный источник жизненно важных биологических соединений. Это кладовая органического, минерального и витаминного сырья для использования в различных отраслях, промышленности и сельского хозяйства. Поэтому освоению запасов сапропелей всегда придавалось большое значение.
Начиная с 1975 года, в Беларуси проведены целенаправленные работы по поиску и оценке ресурсов озерного сапропеля. В настоящее время имеется общая геологоразведочная информация по запасам сапропеля.
Разработка месторождений сапропеля, залегающего под торфом, является более простой технической задачей, чем добыча сырья из озер, так как она позволяет применять упрощенные технологии. Пониженная влажность сапропеля на торфоучастках, разнообразный состав, использование созданных для добычи торфа инженерных сооружений делает разработку сапропелевого сырья здесь на 20-40% энергетически более выгодной, чем разработка озерных сапропелей. Средняя цена на добычу, доработку и внесение сапропеля (расстояние транспортировки
5 км), добытого из-под торфа, составляет до
6 USD/т, озерного сапропеля - 18-25 USD/т.
В результате исследований, проведенных сотрудниками РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству», ГГАУ, РУП «Белорусского НИИ экспериментальной ветеринарии им. С.Н. Вышелесского» и ИПИПРЭ НАН Беларуси установлено, что сапропель полностью или частично может удовлетворить потребность животных в жизненно-необходимых элементах питания, оказывающих стимулирующее действие на живой организм, улучшает деятельность органов и систем, в том числе секреторной, всасывающей функции желудочно-кишечного тракта, кроветворения, половой и защитной функций. Эффект от применения сапропелей обусловлен комплексным действием имеющихся в них компонентов.
Использование сапропеля в качестве кормовой добавки к основному рациону для молодняка крупного рогатого скота и свиней способствует увеличению интенсивности роста на 5-8% и 2-3-кратной окупаемости затрат по их применению.
В связи с тем, что сапропели, залегающие под торфом, имеют влажность ниже, чем озерные, то добыча их значительно дешевле.
Технология добычи и сушки сапропелей, залегающих под торфом: с промораживанием в зимний период; с использованием технологии фрезерной добычи торфа.
Технология добычи и сушки сапропеля с включением промораживания состоит из следующих операций: срез и удаление торфа за пределы участка; срез сапропеля, доставка к месту сушки и укладки в навалы высотой 0,9-1,2 м; промораживание; сушка в навалах; перемешивание при подсыхании; при влажности 50% складирование его в штабеля высотой 3-4 м; погрузка в транспортные средства и доставка к месту переработки.
В летний период можно производить сушку и уборку сапропеля по технологии фрезерной добычи торфа: срез и удаление торфа; срез сапропеля и доставка его к месту сушки; разравнивание сапропеля слоем 15-20 см; фрезерование верхнего слоя сапропеля; ворошение верхнего слоя сапропеля; валкова-ние и уборка верхнего слоя сапропеля влажностью 50%; штабелирование и хранение.
РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству» изучена эффективность использования в кормлении сельскохозяйственных животных кормовых добавок с включением сапропелей (таблица 2). Так, включение в рацион бычков белково-витаминно-мине-ральных добавок, содержащих 4, 6 и 8% са-пропелей в составе комбикорма, не оказало отрицательного влияния на поедаемость комбикормов и рационов в целом. Животные охотно и полностью поедали комбикорма, содержащие разные дозы сапропеля.
В результате исследований установлено (таблица 2), что реакция среды (рН) рубцо-вого содержимого была нейтральной у животных всех групп с незначительными различиями между ними.
Таблица 2. Показатели рубцового пищеварения
Показатели Группы
I (2%) II (4%) III (6%) IV (8%)
рН 7,10 7,20 7,55 7,57
ЛЖК, моль/л 11,6 10,0 11,4 11,8
Аммиак, моль/л 17,8 14,0 11,0 13,6
Общий азот, % 0,184 0,160 0,181 0,185
Содержание в рубцовой жидкости аммиака является одним из важнейших показателей расщепления протеина. По количеству его в пищевой массе рубца и мочевины в крови можно судить об эффективности использования азота корма. Оптимальное потребление аммиака рубцовыми микроорганизмами осуществляется при концентрации его в рубце 3,84-14,85 ммоль/л [5].
Важнейшим показателем, определяющим питательную ценность и продуктивное действие корма, является переваримость питательных веществ. От нее во многом зависит эффективность использования корма, так как
Лучшие результаты по изучаемым показателям получены у молодняка IV опытной группы, в состав комбикорма которого включали 8% сапропеля. Переваримость всех питательных веществ у него оказалась выше, чем в контрольной группе, за исключением протеина, переваримость которого находилась практически на одинаковом уровне у животных всех групп. Различия по переваримости БЭВ между бычками контрольной и IV опытной группой оказались достоверными. Несколько хуже переваривали корм животные II опытной группы, в состав рациона которых входил комбикорм с включением 4% сапропеля. При скармливании молодняку III опытной группы концентратов, содержащих 6% изучаемого сапропеля, переваримость питательных веществ увеличилась по
корма при разном химическом составе могут иметь неодинаковую переваримость питательных веществ и степень их усвоения, что и определяет их продуктивную ценность. Переваримость находится в тесной взаимосвязи с уровнем поступления питательных веществ в организм, соотношением между отдельными компонентами рациона и количеством выделения их с продуктами обмена.
Переваримость питательных веществ может изменяться в зависимости от пола и вида животных, их возраста, живой массы, физиологического состояния, структуры рациона и других факторов, что подтверждают работы многих ученых [6,7].
В результате анализа данных установлено, что скармливание бычкам комбикормов с включением разных доз кремнеземистого сапропеля определенным образом сказалось на переваримости питательных веществ рациона (табл. 3).
сравнению со II группой, однако она находилась практически на одном уровне с контрольными бычками [7].
Использование в кормлении бычков БВМД с включением 8, 16 и 24% карбонатного сапропеля или 2, 4 и 6% в составе комбикорма также оказало влияние на переваримость питательных веществ рациона. Так, скармливание молодняку крупного рогатого скота комбикорма, содержащего 6% карбонатного сапропеля, обеспечило увеличение переваримости всех питательных веществ на 2,07-9,5 процентных пункта, причем разница по безазотистым экстрактивным веществам оказалась достоверной (табл. 4).
Переваримость корма животными II и III опытных групп, в состав рациона которых входил комбикорм с включением 4 и 6% са-
Таблица 3. Коэффициенты переваримости основных питательных веществ, %
Показатели Группы/Количество сапропелей
I (2%) II (4%) III (6%) IV (8%)
Сухое вещество 79,63±1,08 80,01±0,91 76,78±0,59 82,09±1,37
Органическое вещество 81,25±1,06 81,55±0,79 78,66±0,59 83,57±1,23
Жир 79,82±1,75 78,6±0,65 77,12±2,76 83,41±2,79
Протеин 84,23±1,3 84,14±1,66 81,92±0,64 84,25±0,82
БЭВ 83,81±0,6 84,26±0,33 81,29±0,75 86,49±1,07*
Клетчатка 73,8±2,15 74,25±1,43 71,02±0,75 76,29±2,08
Примечание: * - Р<0,05
.^ипт! of VNIIMZH №4(24)-2016
35
пропеля, находилась практически на одинаковом уровне и имела показатели несколько ниже, чем в IV, но выше, чем в контрольной.
В РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработана технология и комплект оборудования для приготовления комплексных концентратов с использованием местных сапропелей производительностью 2 т/ч (рис. 1).
Полученные технико-экономические и качественные показатели приведены в таблице 5 (по данным Белорусской МИС).
Таблица 5. Показатели качества технологического _процесса_
Производительность эксплуатационная, т/ч 2
Удельный расход электроэнергии, кВт/ч 46
Установленная электрическая мощность, кВт 67
Равномерность смешивания, % до 80
Однородность измельчения, % до 80
Погрешность значений массы дозы, % ± 5
Масса, т 10,4
Разработанная технология и комплект оборудования предназначены для приема подсушенного (не более 30% влажности) сапропеля, приема минеральных добавок, дозированной подачи их в дробилку, измельчения, смешивания и расфасовки в тару от 20 до 50 кг. Комплект оборудования прошел государственные приемочные испытания и рекомендован для производства.
Рис. 1. Технологическая схема комплекта оборудования для приготовления комплексных концентратов с использованием местных сапропелей производительностью 2 т/ч: 1, 12 - приемный бункер сапропеля; 2 - приемный бункер
добавок; 3 - дозатор; 4, 14 - конвейер; 5 - дробилка; 6 - элеватор, 7 - смеситель; 10 - фасовочная установка; 11 - шкаф управления; 13 - сушилка
Достоинством и главным преимуществом разработанного комплекта оборудования является выпуск новой продукции сельскохозяйственного назначения, востребованной на отечественном и зарубежных рынках, т.к. кормовой сапропель представляет собой уникальный органо-минеральный комплекс, богатый микро- и макроэлементами, витаминами, гуминовыми кислотами, протеином, гор-моно-ферментоподобными соединениями.
Разработанный комплект оборудования позволяет повысить продуктивность животных на 7-10% и снизить удельные расходы электроэнергии на 10-15%.
Таблица 4. Коэффициенты переваримости основных питательных веществ, %
Показатели Группы/Количество сапропелей
I (2%) II (4%) III (6%) IV (8%)
Сухое вещество 63,87±2,62 69,59±0,36 67,48±2,78 71,6±0,22
Органическое вещество 66,62±2,36 71,91±0,28 69,97±2,59 73,62±0,16
Жир 67,66±3,66 67,27±1,91 67,4±2,8 71,94±0,84
Протеин 73,09±2,04 73,77±0,49 72,9±0,85 75,16±0,92
БЭВ 71,87±1,69 77,53±0,15* 75,05±2,46 79,04±0,79*
Клетчатка 48,23±4,8 55,39±1,06 54,82±4,51 57,74±1,63
Примечание: * - Р<0,05
Литература:
1. Самосюк В.Г., Передня В.И. Новые малозатратные технологии и оборудование для эффективного использования высокоэнергетических кормов в животноводстве // Материалы МНПК БГСХА. Горки, 2010.
2. Технологическое и техническое переоснащение свиноводческих ферм на современном этапе / Иванов Ю.А. и др. М., 2009.
3. Лапотко М.З. Состав, свойства, ресурсы сапропе-лей и научные основы их комплексного освоения: автореф. дис. д. т. н. Минск, 1984.
4. Пестис В.К. Сапропели в кормлении сельскохозяйственных животных. Гродно, 2003.
5. Адамович К.Ф. Особенности использования питательных веществ комбикормов с сапропелем супоросными свиноматками // Зоотехническая наука Беларуси. Т. 41. Жодино, 2006.
6. Гутиков К.Д., Пестис В.К. Влияние биопрепаратов из сапропеля на пищеварение и обмен веществ в молодняке // Зоотехническая наука Беларуси. Т. 41. Жодино, 2006.
7. Гурин В.К., Шорец Р.Д. Эффективность использования рационов с микродобавками при выращивании на мясо // Зоотехническая наука Беларуси. Т. 41. Жодино, 2006.
Literatura:
1. Samosyuk V.G., Perednya V.I. Novye malozatratnye tekhnologii i oborudovanie dlya ehffektivnogo ispol'zo-vaniya vysokoehnergeticheskih kormov v zhivotnovod-stve // Materialy MNPK BGSKHA. Gorki, 2010.
2. Tekhnologicheskoe i tekhnicheskoe pereosnashchenie svinovodcheskih ferm na sovremennom ehtape / Ivanov YU.A. i dr. M., 2009.
3. Lapotko M.Z. Sostav, svojstva, resursy sapropelej i na-uchnye osnovy ih kompleksnogo osvoeniya: avtoref. dis. d. t. n. Minsk, 1984.
4. Pestis V.K. Sapropeli v kormlenii sel'skohozyajstven-nyh zhivotnyh. Grodno, 2003.
5. Adamovich K.F. Osobennosti ispol'zovaniya pitatel'-nyh veshchestv kombikormov s sapropelem suporosnymi svinomatkami // Zootekhnicheskaya nauka Belarusi. T. 41. ZHodino, 2006.
6. Gutikov K.D., Pestis V.K. Vliyanie biopreparatov iz sapropelya na pishchevarenie i obmen veshchestv v mo-lodnyake // Zootekhnicheskaya nauka Belarusi. T. 41. ZHodino, 2006.
7. Gurin V.K., SHorec R.D. EHffektivnost' ispol'zovaniya racionov s mikrodobavkami pri vyrashchivanii na myaso // Zootekhnicheskaya nauka Belarusi. T. 41. ZHo-dino, 2006.
THE TECHNOLOGY AND EQUIPMENT SET FOR THE COMPLEX MINERAL ADDITIVES BASED
ON SAPROPEL PREPARATION V.I. Perednya, doctor of technical sciences, senior research worker Y.A. Bashko, chief of laboratory A.A. Kuvshinov, junior research worker RYP "Belarus agriculture mechanization NAN NPZ " V.F. Radchikov, doctor of agricultural Sciences, department head RYP "Belarus animal husbandry NAN NPZ "
Abstract. The animals' diets most important biologically active substances deficit, whereby there is a wastage of cereals components in combined feed is considered. It is shown that grain reducing one way can become the sapro-pels. The organic matter of sapropels' component composition is given and it is shown, that the humic acids are a major group of biologically active substances containing the B, C and E groups of vitamins. The important component of the sapropels is the easy hydrolyzed fraction of substance presented with carbohydrate-protein complex. The nitrogen containing in the sapropels, has the protein origin, which leads to the presence in it of the lysine, methionine, cystine, tryptophan, etc., vital essential amino acids. Sapropels are unique natural source of organic, mineral and vitamin raw materials. The development of sapropelfields, overlain by a layer of peat, is technically more simple and economically more advantageous than the raw materials extraction from the lakes. The technologies of extracting and drying of sapropels, overlain by a peat layer in winter and summer periods are contained. The equipment set for the mineral feed additives based on sapropel's preparation is described and its techno-and-economic indicators are given. The farm animals feeding effectiveness with mineral feed additives with 2, 4, 6 and 8% sapropel inclusion in combined feed is investigated. As a result of researches it was established that the pH of all animals groups rumen content reaction was neutral with easy variations between them. The combined feed eatability of all groups was almost identical. Because of the most important indicator in determining the feed nutritive value and productive action was digestibility, there research on the basic nutrients digestibility coefficient determination was carried out. The studied parameters best results were obtained on animals that 8% sapropels received. Their nutrients digestibility was higher then of all other.
Keywords: sapropels, biologically active substances, humic acids, easy hydrolyzed substances, the equipment set, the digestibility, feed.
