CC BY
101
Биология
Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2014, № 2 (і), с. 127-132
УДК 636.085: 631.563.8
ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА СИЛОСУЕМОСТЬ ОДНОЛЕТНИХ БОБОВО-ЗЛАКОВЫХ ТРАВ В ФАЗУ ВОСКОВОЙ СПЕЛОСТИ ЗЕРНОФУРАЖНОГО КОМПОНЕНТА
© 2014 г. Н.Н. Кучин,1 А.П. Мансуров2
Нижегородский государственный инженерно-экономический институт ^Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
ar.mansurow@yandex.ru
Поступила в редакцию 25.09.2013
Рассмотрено влияние биологических препаратов на качество брожения и химический состав сило-сов из смесей однолетних бобово-злаковых травостоев разного состава при силосовании их в фазу восковой спелости зерна злакового компонента.
Ключевые слова: вика, люпин, ячмень, восковая спелость, биопрепараты, силос, кислотность, молочная, уксусная и масляная кислоты, аммиачный азот, химический состав.
Введение
Смешанные посевы однолетних трав, помимо агротехнических преимуществ, заключающихся в повышении урожайности, лучшем использовании элементов плодородия, меньшей потребности в азотных удобрениях, благоприятном влиянии на агрохимические показатели почвы и др. [1], являются наиболее простым и технологичным решением проблемы смешивания различных по силосуемости растительных компонентов. Для этих целей трудносилосую-щиеся однолетние бобовые культуры (вика, люпин, донник, соя и др.) выращивают с легко-силосующимися растениями - однолетними злаковыми травами и подсолнечником [2]. В настоящее время проведены исследования и предложено немало способов приготовления качественного силоса или «зерносенажа» из однолетних бобово-злаковых смесей с высоким содержанием белка, являющихся трудно- и не-силосующимся сырьем [3].
Оптимальными сроками скашивания однолетних бобово-злаковых смесей, установленными в результате многочисленных исследований по силосованию [4-6], является восковая спелость зерна в двух нижних ярусах бобов, а ячменя - восковая спелость зерна, когда их питательность составляет 9.5-9.7 МДж ОЭ. Влажность смеси в эту фазу вегетации позволяет закладывать ее на «зерносенаж» без стадии провяливания зеленой массы в поле. Согласно другим данным [7, 8], в зависимости от погодных условий заготовку силоса из смесей однолетних бобово-злаковых трав рекомендуется начинать при молочно-восковой спелость зерна. Кроме
того, что в этом вопросе существует некоторая неопределенность, в обоих случаях в качестве критериев при определении сроков уборки принимались либо максимальная урожайность травостоя, либо наивысшая энергетическая ценность сырья, но не учитывалась его силосуемость, являющаяся наиболее важным показателем возможности использования данной технологии.
В связи с этим, в задачи нашего исследования входило изучение качества брожения вико- и люпино-ячменных смесей в фазе восковой спелости зерна злакового компонента, изменений химического состава и питательной ценности готовых силосов при традиционном способе их приготовления и с использованием биодобавок.
Экспериментальная часть
Исследования выполнялись на базе Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. Объектами исследований были вико-ячменная и люпино-ячменные смеси № 1 и № 2, отличающиеся тем, что в составе посевной нормы в первом случае было 45, во втором -30% люпина от полной. Смеси силосовали в фазу восковой спелости зерна ячменя традиционным способом и с использованием биологических препаратов Биосила НН, состоящего из равного количества штаммов гомофермента-тивных молочнокислых бактерий Lactococcus lactis (L. lactis) и Lactobacillus casei (L. casei), и отдельно L. lactis. Доза внесения препаратов 1 л/40 т. Методика закладки опытов в лабораторных условиях общепринятая [9]. Качество брожения определяли по количеству и составу продуктов брожения, степени подкисления. Для
Рис. 1. Влияние биопрепаратов на качество брожения
контроля изменении химического состава его определяли в исходной массе и в готовых силосах.
Результаты и их обсуждение
Вид смесей и варианты консервирования однолетних бобово-злаковых трав в фазу восковой спелости зерна злакового компонента при использовании для этих целей биопрепаратов оказывали разное влияние на показатели, характеризующие надежность консервирования корма способом силосования. Смеси однолетних бобово-злаковых трав в фазу восковой спелости зерна ячменя силосовали с биопрепаратами при испытании их влияния на показатели консервирования. В результате было установлено (табл.
1), что их внесение хотя и не приводило к увеличению образования органических кислот, но улучшало подкисление готовых силосов на 0.40.5 (р < 0.05) ед. рН, приближая этот показатель к требованиям стандарта, благодаря повышению массовой доли молочной кислоты в общем объеме кислотообразования. Лучший результат давало использование комплексного биопрепарата Биосил НН.
Биопрепараты Биосил НН и L. lactis позволяли улучшить подкисление силосов из люпи-но-ячменной смеси № 1 за счет снижения рН соответственно на 0.2 (р < 0.10) и 0.4 ед. рН (< 0.01), благодаря увеличению синтеза органических кислот на 2.4 (р < 0.10) и 4.0 абс.% (р < 0.05), в том числе молочной на 2.4 (р < < 0.05) и 3.9 абс.% (р < 0.01).
Положительного влияния биопрепаратов на кислотообразование и подкисление силосов из люпино-ячменной смеси № 2 не отмечено (табл.
2).
В силосах из вико-ячменной смеси в фазе восковой спелости зерна ячменя с биопрепаратами наблюдали более высокое содержание уксусной кислоты, чем в силосе без добавок. Однако в этих силосах было значительно меньше масляной кислоты (р < 0.10-0.05), уровень которой не выходил за пределы требований к силосу высокого качества. Уровень аммиака у всех силосов был примерно одинаковым.
Все силосы из люпино-ячменных смесей имели приблизительно равное содержание уксусной кислоты. В силосах с биопрепаратами было меньше аммиака, причем в силосах из смеси № 1 с Биосилом НН и в силосе из смеси № 2 с Ь. lactis - достоверно (соответственно р < 0.01 и 0.05). В силосах с биопрепаратами из смеси № 1 масляная кислота отсутствовала, а в силосе без добавок обнаруживалась в незначительном количестве. В силосах из смеси № 2 ее содержание не имело достоверных различий между вариантами (табл. 2).
В среднем по всем видам смесей варианты силосования в наибольшей мере отличались по содержанию масляной и уксусной кислот, доле последней в общем объеме кислот брожения (рис. 1). При этом минимальное содержание масляной кислоты обеспечивало применение Ь. ІасШ, аммиачного азота - Биосила НН. Наименьшее образование уксусной кислоты (УК) и
Таблица 1
Общее количество кислот брожения, в том числе молочной, и степень подкисления готовых силосов из смесей в фазе восковой спелости зерна ячменя
Вариант силосования рН Органические кислоты, % от сухого вещества
всего в том числе молочная
абс.% | отн.%
Вико-ячменная смесь
Без добавок 5.12±0.06 5.53±0.15 3.65±0.12 66.0
С Биосилом НН 4.58±0.03*** 4.83±0.46 3.41±0.59 70.6
С Ь. Іасі 4.68±0.13** 5.59±0.61 3.77 ±0.65 67.4
Люпино-ячменная смесь № 1
Без добавок 4.37±0,07 11.57 ±0.44 8.94 ±0.24 77.3
С Биосилом НН 4.2 ±0,03* 13.98 ±0.95* 11.36±0.51** 81.2
С Ь. Іасі 4.02±0,02*** 15.52 ±0.81** 12.79±0.74*** 82.4
Люпино-ячменная смесь № 2
Без добавок 4.37±0.02 14.77 ±0.88 11.5 ±0.72 77.9
С Биосилом НН 4.9 ±0.08*** 14.16±0.39 9.61 ±0.91 67.9
С Ь. Іасі 4.43±0.03 13.61 ±0.82 9.41 ±0.74 69.1
* р < 0.10; ** р < 0.05; *** р < 0.01.
Таблица 2
Количество уксусной и масляной кислот и аммиачного азота в силосах из смесей в фазе восковой спелости зерна ячменя______________________
Вариант Органические кислоты, % от сухого вещества Аммиак
силосования уксусная масляная
Вико-ячменная смесь
Без добавок 0.92±0.23 0.97±0.29 0.09±0.004
С Биосилом НН 1.28±0.15 0.13±0.08** 0.08±0.00
С Ь. Іасі 1.57±0.18* 0.25±0.09* 0.12±0.006
Люпино-ячменная смесь № 1
Без добавок 2.44±0.47 0.19±0.11 0.14±0.01
С Биосилом НН 2.56±0.61 0 0.09±0.001***
С Ь. Іасі 2.72±0.18 0 0.12±0.004
Люпино-ячменная смесь № 2
Без добавок 2.14±0.29 1.20±0.12 0.16±0\.01
С Биосилом НН 2.26±0.29 2.29±1. 11 0.14±0.00
С Ь. Іасі 2.89±0.09 1.31±0.15 0.12±0.004**
* р < 0.10; ** р < 0.05; *** р < 0.01.
ее доли в суммарном количестве кислот брожения отмечено при спонтанном брожении силосуемого сырья, что аналогичным образом отразилось и на общем кислотообразовании. Наиболее значимое отклонение от контрольных показателей (силос без добавок) имел силос с Ь. Іас^ по содержанию уксусной кислоты (на 30.6%), ее доле от кислот брожения (на 19.8%) и по общему кислотообразования (на 8.0%), силос с Биосилом НН - соответственно на 10.9, 7.6 и 3.5%.
По содержанию молочной кислоты (МК) заметное отклонение от остальных силосов имел силос с Ь. lactis. Ее доля в общем кислотообра-зовании во всех силосах была примерно одинаковой. Особенности кислотообразования при разных способах силосования обусловили несколько лучшее подкисление силосов с Ь. Іас^, тогда как между остальными вариантами силосования разницы практически не было (рис. 1).
Еще более контрастными в среднем по вариантам опыта были изменения показателей качества брожения в зависимости от вида силосуемых смесей (рис. 2). В силосах из вико-
ячменной смеси образовалось наименьшее количество кислот брожения. В сравнении с лю-пино-ячменными смесями общее кислотообра-зование в них сокращалось в 2.7-3.6 раза, синтез молочной кислоты в 2.8-3.0, уксусной - в 1.9-2.0 раза. Наименьшее содержание масляной кислоты было в силосах из люпино-ячменной смеси № 1. В силосах из вико-ячменной смеси ее было в 7.5, из люпино-ячменной смеси № 2 -в 26.7 раза больше.
В силосах из вико-ячменной смеси отмечены самые низкие значения содержания аммиачного азота и массовой доли молочной кислоты, в сило-сах из люпино-ячменной смеси № 2 - доли уксусной кислоты. В остальных силосах эти показатели были выше, соответственно, на 20.6-44.3, 1.1-2.1 и 7.6-19.8%. В результате оптимально подкисленными были силосы из люпино-ячменной смеси № 1, а остальные - недостаточно кислыми.
Силосы из люпино-ячменных смесей в фазе восковой спелости зерна с биопрепаратами содержали больше сухого вещества, чем силос без добавок (табл. 3). Силос из вико-ячменной смеси с
Таблица 3
Химический состав готовых силосов из смесей в (фазе восковой сиелости зерна ячменя
Вариант силосования Сухое вещество Состав сухого вещества, %
сырая клетчатка сырая зола
Вико-ячменная смесь
Без добавок 37.4±0.74 29.3±0.97 6.75±0.22
с Биосилом НН 38.0±1.44 27.4±0.86 (5.:50±0.06
с L. Іасґі,? 36.8±0.78 2 8. 5± 1. 02 6.56±0.24
Люпино-ячменная смесь № 1
Без добавок 17.4±0.33 27.3±1.77 7.05±0.35
С Биосилом НН 18.5±0.72 25.0±0.58 (5.:5'7±0.44
ь-4 С Іасі 18.4±0.42 28.7±0.90 6.29±0.47
Люпино-ячменная смесь № 2
Без добавок П.9±1.09 27.5±0.93 6.20±0.75
С Биосилом НН д8.0±0.22 29.5±1.29 "7.125 ±0.51
С Іасі 18.5±0.66 28.0±0.52 6.77±0.40
pH ДоляМК Доля УК Аммиачный
азот
Показатели
Рис. 2. Влияние вида смесей на качество брожения
Биосилом НН содержал больше, а с L. 1а^ -меньше сухого вещества, чем традиционный. Однако по этому показателю достоверных отклонений между вариантами консервирования не было. Очень близкими по значению были также показатели содержания сырой клетчатки и сырой золы, причем у силосов из вико-ячменной смеси с биопрепаратами они были ниже, а из люпиноячменной смеси № 2 - выше, чем у силосов без добавок. Сравнение этих показателей с аналогичными данными исходной массы показало, что преобладающей тенденцией изменений содержания сухого вещества было снижение, как правило малозначимое. По содержанию сырой клетчатки и сырой золы силосы превосходили исходное сырье, причем по содержанию сырой клетчатки, чаще всего, высоко достоверно.
В силосах из вико-ячменной смеси в фазе восковой спелости зерна ячменя с биопрепаратами было больше сырого протеина и сырого жира (табл. 4), чем в контрольном силосе без добавок, причем в силосе с L. lactis - достоверно (р < 0.10-0.05). По содержанию безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) силос с Биосилом НН был на уровне контрольного варианта, а силос с L. lactis уступал ему по этому показателю (р < 0.10). Сравнение с составом сухого вещества исходного сырья показало, что готовые силосы традиционно содержали больше сырого жира и меньше БЭВ (р < 0.05-0.01), однако из-за малого объема образования органических кислот (табл. 1) разница в содержании сырого жира была либо малодостоверной (р < 0. 10), либо недостоверной. По содержанию сырого
Таблица 4
Протеин, жир и БЭВ в силосах из смесей в фазе восковой спелости зерна ячменя___________________
Вариант силосования В сухом веществе, %
Сырой протеин Сырой жир БЭВ
Вико-ячменная смесь
Без добавок 12.5±0.77 2.50±0.12 49.0±0.81
С Биосилом НН 13.8±0.20 2.82±0.12 49.5±0.98
С L. Іасі 15.7±0.67** 2.77±0.03* 46.5±0.57*
Люпино-ячменная смесь № 1
Без добавок 17.6±0.15 3.10±0.19 44.8±2.42
С Биосилом НН 16.8±0.57 3.11±0.11 48.6±1.28
С L. Іасі 15.7±0.40** 3.10±0.08 46.2±0.68
Люпино-ячменная смесь № 2
Без добавок 16.5±0.99 2.88±0.09 47.0±1.67
С Биосилом НН 15.6±0.84 3.09±0.11 44.7±0.95
С L. Іасі 16.1±0.72 3.19±0.15 45.9±1.33
Примечание: * р < 0.10; ** р < 0.05.
протеина было достоверно (р < 0.01) лишь его повышение в силосе с L. lactis.
Силос без добавок из люпино-ячменной смеси № 1 имел в составе сухого вещества больше сырого протеина и меньше БЭВ при равном содержании сырого жира в сравнении с силосами с биодобавками. Однако достоверной (р < 0.05) была лишь разница по содержанию сырого протеина в силосе с L. lactis. По отношению к исходному сырью в сухом веществе готовых силосов содержалось больше сырого протеина, сырого жира (р < 0.01) и меньше БЭВ (р < 0.05-0.01).
Силос, приготовленный из люпино-ячмен-ной смеси № 2 по традиционной технологии, содержал в составе сухого вещества больше сырого протеина и БЭВ, но меньше сырого жира (табл. 4), чем силосы с биодобавками, однако отмеченные различия не были достоверными. В сравнении с исходным сырьем в сухом веществе готовых си-лосов было больше сырого протеина и сырого жира и достоверно меньше БЭВ (р < 0.05-0.01).
Нами был проведен корреляционный анализ взаимосвязей показателей качества брожения и химического состава силосов из смесей однолетних трав в фазе восковой спелости злакового компонента. Наиболее важным показателем качества брожения служит степень подкисления силосуемой массы, измеряемая значением рН, снижение которого указывает на усиление под-кисления. Проведенный анализ показал, что наибольшее влияние на этот показатель оказала массовая доля молочной кислоты (г = -0.88, р < 0.01), что указывает на ее наиболее значимую роль в данном процессе. Из этого следует, что при приготовлении силоса, чем ближе тип брожения к гомоферментативному молочнокислому, тем надежнее результаты консервирования. Вполне естественна также достоверная связь с подкислением уровня содержания в силосе молочной кислоты (г = -0.69, р < 0.05), синтеза ук-
сусной кислоты (г = -0.72, р < 0.02) и, в несколько меньшей мере, объема общего кислотообразова-ния (г = -0.59, р < 0.1). Повышение уровня образования молочной кислоты в силосах сопровождалось адекватным увеличением ее долевого участия в общем объеме кислот брожения (г = 0.77, р < 0.01), а также содержания уксусной кислоты (г = 0.87, р < 0.01) - одного из побочных продуктов молочнокислого брожения.
В процессах брожения в первую очередь расходуются легкогидролизуемые углеводы, входящие во фракцию безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ). На этом фоне содержание стабильных показателей химического состава увеличивается. Поэтому чем меньше сохранялось в силосах БЭВ, тем больше в них было сырой клетчатки (г = -0.64, р < 0.05) и сырой золы (г = -0.86, р < 0.01).
Содержание в силосах сухого вещества -наиболее простого элемента для определения в производственных условиях - имеет прямое отношение к качеству брожения и их питательной ценности. Повышение его уровня приводит к сокращению общего кислотообразования (г = = -0.96, р < 0.01), в том числе накопления молочной (г = -0.94, р < 0.01) и уксусной кислот (г = -0.91, р < 0.01), снижению доли молочной кислоты в суммарном количестве органических кислот (г = -0.62, р <0.10), что закономерно приводит к ухудшению подкисления корма (г = = -0.59,р < 0.10).
Заключение
Положительное действие на качество брожения при силосовании вико-ячменной смеси в фазе восковой спелости зерна ячменя оказывало применение Биосила НН, люпино-ячменной смеси № 1 - L. lactis. В силосах с добавками,
особенно с L. lactis, как правило, было больше органических кислот, в особенности уксусной, чем и обеспечивалось лучшее подкисление корма. Использование L. lactis резко ограничивало образование масляной кислоты, Биосила НН - аммиачного азота. Наиболее благоприятные условия для силосования в фазу восковой спелости зерна ячменя складывались у люпиноячменной смеси № 1. Силос их этой смеси имел оптимальное содержание и соотношение кислот брожения, был нормально подкислен. Удовлетворительные результаты давало силосование вико-ячменной смеси, а при силосовании люпи-но-ячменной смеси № 2 образовывалось избыточное количество масляной кислоты, что предопределяло плохое подкисление готового корма.
Имеющиеся различия между стабильными показателями химического состава в силосах из однолетних бобово-злаковых трав были незначительными и недостоверными. Расхождения силосов с исходным сырьем по содержанию сухого вещества силосов имели сходный характер. По содержанию сырой клетчатки и сырой золы в них отмечалось повышение к исходному уровню, причем в первом случае чаще всего достоверное. Силосы с биопрепаратами в составе сухого вещества в 56% случаев имели меньше сырого протеина, больше БЭВ и в 61% случаев - больше сырого жира, чем силосы без добавок. По отношению к исходной массе в гото-
больше сырого протеина, в подавляющем большинстве случаев (~93%) - сырого жира и практически всегда достоверно меньше БЭВ.
Список литературы
1. Курлович Б.С., Шишкин А.И. Рекомендации по возделыванию смешанных посевов и производству зерносенажа. Л., 1979. 25 с.
2. Богданов Г.А., Привало О.Е. Сенаж и силос. М.: Колос, 1983. 319 с.
3. Кнабе О., Вайзе Г. // Материалы 12 международного конгресса по луговодству, Москва, 11-20 июня 1974 г. Т. 2. С. 242-244.
4. Курлович Б.С., Толстов А.И., Уфимцева И.Е. // Краткие тез. докл. межреспубликанской конф. -смотру достижений молодых ученых, специалистов и аспирантов общественных аспирантур в интенсификации сельскохозяйственного производства, Ленинград, 1975. С. 47-52.
5. Курлович Б.С., Тарасов М.П., Толстов А.И. // Земля родная. 1976. № 7. С. 30-31.
6. Коваленко Т.В. // Кормопроизводство. 2006. № 5. С. 28-30.
7. Щеглов В.В., Боярский Л.Г. Корма: приготовление, хранение, использование. Справочник. М.: Агропромиздат, 1990. С. 48-53.
8. Технология приготовления сенажа: Рекомендации. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. 15 с.
9. Проведение опытов по консервированию и хранению объемистых кормов: методические рекомендации. М.: ФГУ РЦСК, 2008. 28 с.
IMPACT OF BIOLOGICAL PREPARATIONS ON ENSILABILITY OF ANNUAL LEGUMES AND GRASSES IN THE PHASE OF WAX RIPENESS OF FODDER GRAIN COMPONENT
N.N. Kuchin, A. P. Mansurov
The article considers the impact of biological preparations on the fermentation quality and chemical composition of different legume-grass silages when siloing in the phase of wax ripeness of a fodder grain component.
Keywords: vetch, lupine, barley, grain wax ripeness, mixtures, biopreparations, silage, acidity, lactic, acetic and butyric acids, ammonia nitrogen, chemical composition.
вых силосах в более чем половине случаев было
References
1. Kurlovich B.S., Shishkin A.I. Rekomendacii po vozdelyvaniyu smeshannyh posevov i proizvodstvu zerno-senazha. L., 1979. 25 s.
2. Bogdanov G.A., Privalo O.E. Senazh i silos. M.: Kolos, 1983. 319 s.
3. Knabe O., Vajze G. // Materialy 12 mezhdunarod-nogo kongressa po lugovodstvu, Moskva, 11-20 iyunya 1974 g. T. 2. S. 242-244.
4. Kurlovich B.S., Tolstov A.I., Ufimceva I.E. // Kratkie tez. dokl. mezhrespublikanskoj konf. - smotru dostizhenij molodyh uchenyh, specialistov i aspirantov obshchestven-
nyh aspirantur v intensifikacii sel'skohozyajstvennogo proizvodstva, Leningrad, 1975. S. 47-52.
5. Kurlovich B.S., Tarasov M.P., Tolstov A.I. // Zemlya rodnaya. 1976. N2 7. S. 30-31.
6. Kovalenko T.V. // Kormoproizvodstvo. 2006. М
5. S. 28-30.
8. Shcheglov V.V., Boyarskij L.G. Korma: prigotov-lenie, hranenie, ispol'zovanie: Spravochnik. M.: Agro-promizdat, 1990. S. 48-53.
9. Tekhnologiya prigotovleniya senazha: Rekomenda-cii. M.: FGNU «Rosinformagrotekh», 2003. 15 s.
10. Provedenie opytov po konservirovaniyu i hrane-niyu ob"emistyh kormov: metodicheskie rekomendacii. M.: FGU RCSK, 2008. 28 s.
