Разработка биологических препаратов для повышения питательности и эффективности использования кормов

В отличие от химических консервантов, силосные закваски являются полностью безопасными для персонала, проводящего силосование, поскольку не содержат токсичных и пахнущих компонентов. Они не являются химически агрессивными и не приводят к коррозии аппаратуры, используемой для их внесения в силос. Полученный силос является экологически чистым, он не содержит консервантов и продуктов их распада. Силос, полученный с биологической закваской Биотроф, не уступает по качеству силосу, приготовленному с химическим консервантом, при этом затраты на закваску Биотроф в 10-15 раз ниже, чем на химический консервант.

Консервирование плющеного зерна ранних стадий спелости является исключительно перспективным направлением в кормопроизводстве. Высокие производственные показатели молочных хозяйств Ленинградской области во многом обусловлены применением данной технологии.

Более широкое применение технологии в какой-то степени сдерживается высокой стоимостью химических консервантов. Муравьиная кислота, составляющая основу консерванта небезопасна для человека. В реальной жизни сельскохозяйственного предприятия заготовку зачастую проводят в замкнутых помещениях. В этих условиях пары муравьиной кислоты могут приводить к отравлениям персонала.

Известно, что микробиологические процессы при консервировании силоса принципиально отличаются от таковых, при консервирования зерна. Трава, как правило, содержит достаточно много сахаров. На траве содержится много спонтанных молочнокислых бактерий. Они быстро размножаются в силосе и синтезируют молочную кислоту. Именно поэтому хозяйства иногда получают качественный силос, не применяя ни заквасок, ни химических консервантов. Зерно, однако, не содержит достаточного количества сахаров.

Изучение микрофлоры зерна показало, что при отсутствии консервантов в зерне очень быстро развиваются плесневые грибы родов Aspergillus и Penicillum. В связи с этим был проведен скрининг изолятов, способных подавлять рост грибов. Наиболее активный изолят (№600) был определен нами как Lactobacillus buchneri.

Клетки имеют форму коротких палочек, одиночные или в цепочках. Грамположительные, каталазоотрицательные. Колонии на МПА с глюкозой мелкие, точечные, глубинные. Желатину не разжижают, казеин не расщепляют. Обладают слабой амилазной активностью. Штамм обладает антагонистической активностью к грибам рода Penicillium, Aspergillus niger и A. flavus, дрожжам родов Torula, Pichia и Saccharomyces.

Образуют газ из глюкозы и глюконата. Оптимум роста - 25-37°С. Растут при 15°С, не растут при 45°С. Растут в присутствии 6% NaCl. Сбраживают сахара: арабинозу, фруктозу, глюкозу, мальтозу, рибозу, ксилозу, слабо сбраживают раффинозу. Не сбраживают: целлобиозу, рамнозу, сорбит, маннит, галактозу, мальтозу, сахарозу, лактозу.

Для выявления способности штамма L. buchneri 600 оказывать ингибирующее влияние на развитие плесневых и фитопатогенных грибов была протестирована его антифунгальная активность против F. graminearum, F. oxysporum и F. solani. Живая культура лактобацилл подавляла рост мицелия, и зоны ингибирования составляли в среднем 15 мм, в зависимости от вида гриба. Анализ антифунгальной активности неразделенного на фракции этилацетатного экстракта культуральной жидкости бактерий, выращенных на картофельной среде, показал наличие высокой антифунгальной активности - зона ингибирования роста мицелия F. graminearum составляла 50 ± 10 мм.

Хроматографический анализ полученного экстракта культуральной жидкости обнаружил наличие группы интенсивных пиков с временем удержания 3 - 26 мин (рис.8).

Рис. 8 HPLC анализ этилацетатного экстракта культуральной жидкости штамма Lactobacillus buchneri 600. 1 - масляная кислота; 2 - неидентифицированный антифунгальный метаболит; 3 - валериановая кислота

Анализ антифунгальной активности соединений, соответствующих пикам, зарегистрированным в пробе, показал наличие ингибирующего влияния на рост мицелия F. graminearum соединение 1 (зона 56 ± 8 мм) и 2 (зона 10 ± 2 мм), активность соединения 3 была незначительна. Эффект метаболита 3 был скорее фунгистатическим (наблюдалась задержка прорастания спор), тогда как фракции 1 и 2 полностью подавляли развитие гриба. Сравнение времен удержания веществ в стандартной смеси предельных карбоновых кислот жирного ряда и пиков в анализируемом экстракте показало, что соединение 1 соответствует масляной, а соединение 3 - валериановой кислотам (рис. 8). Концентрация масляной кислоты в культуральной жидкости достигала 1360 ± 200 нМ, а концентрация валериановой кислоты - 61.7 ± 9.8 нМ. Метаболит, соответствующий фракции 2 не был идентифицирован.

Рис. 9 Результаты производственных испытаний препарата Биотроф-600 в АОЗТ «Родина» Сланцевского района Ленинградской области

Производственные опыты по испытанию нового препарата «Биотроф-600» были проведены в АОЗТ «Родина» Ленинградской области, в которых были заложены партии зерна с препаратом и с химическим консервантом.Результаты анализа зерна приведены на рис. 9. Результаты широких производственных испытаний убедили в целесообразности использования препаратов на основе L. buchneri для консервирования влажного плющеного зерна. Все опытные партии заготовленные с биопрепаратом, были не хуже, заготовленных с химическими консервантами, как по содержанию сырого протеина, так и по обменной энергии.

Производственные испытания препарата проводились не только в Ленинградской области, но и в Московской, Белгородской областях, Татарстане и Белоруссии.

3.10. Препарат Биотроф-111

Для гарантированного повышения качества силоса и его сохранности крайне желательно, чтобы интродуцируемый в силосуемую массу штамма бактерий обладал как бактерицидными, так и фунгицидными свойствами. Исходя из данных литературы, этими свойствами обладают бактерии рода Bacillus. Из нескольких изолятов был отобран штамм B. subtilis 111, у которого способность подавлять дрожжи, плесневые грибы и бактерии кишечной группы была выше, чем у других изолятов. Размер зон подавления тест-штаммов приведен в табл.15.

Таблица 15

Антагонистическая активность штамма Bacillus subtilis- 111 по отношению к различным микроорганизмам

Результаты полученные совместно с сотрудниками ВНИИ кормов Ю.А.Победновым, А.А.Мамаевым и Н.Н.Щукиным, показали, что использование штамма с высокой антагонистической активности как против бактерий, так и против плесневых грибов и дрожжей, в качестве инокулянта для силоса привело к получению качественного корма, при этом потери сухого вещества были невелики (табл.16)

Таблица 16

Эффективность консервирования несилосующихся трав препаратами Биотроф 111 и АИВ-3 плюс

Производственные испытания показали, что привесы бычков, получавших силос, приготовленный с использованием B. subtilis 111, статистически не отличались от силоса, приготовленного с таким качественным химическим консервантом, как АИВ-3 плюс (табл.17). Более того, препарат Биотроф-111 более надежно устранял маслянокислое брожение.

Таблица 17

Живая масса и среднесуточный прирост животных в учетный период опыта

ВЫВОДЫ

1. Исследованиями установлено, что в рубце клинически здоровых животных неполное переваривание клетчатки не связано с дефицитом целлюлаз. Интродукция целлюлозолитических микроорганизмов целесообразна в случае дисбаланса микрофлоры при смене рационов или нарушений нормальной физиологии рубца.

2.Изучение свойства целлюлаз R. albus и Bacillus pantothenticus показало, что целлюлазные комплексы этих бактерий расположены на поверхности бактериальных клеток, как это имеет место у целлюлосомоподобных структур.

3. Разработан ферментативный препарат-пробиотик целлобактерин. У телят целлобактерин способствует ускоренному развитию рубцовой микрофлоры и нормализует работу пищеварительной системы. Наибольший эффект достигается при скармливании препарата телятам в возрасте от 2-х до 4-х месяцев. Применение в более раннем возрасте также возможно и целесообразно.

4. Использование целлобактерина в рационах телят повышает их жизнеспособность и аппетит, повышает среднесуточные привесы в сравнении с контролем на 10-20%. Целлобактерин способствует поддержанию нормальной микрофлоры рубца у коров, что обеспечивает увеличение продуктивности и улучшение качественных характеристик молока.

4. Скармливание целлобактеринв рационах бройлеров увеличивет среднесуточные привесы на 3-10% и снижает затраты корма на единицу привеса на 9-15% у бройлеров, у яичных молодок улучшает выравненность стада к началу продуктивного периода, что обеспечивает повышение яйценоскости на 8-12% и уменьшение затрат корма на продукцию на 5-7%. Включение целлобактерина удешевляет рацион для несушек за счет более широкого использования подсолнечного шрота (до 20-30%) и отрубей, а также повысить устойчивость птицы к стрессам.

5. Поросятам рекомендуется давать целлобактерин с первых дней жизни. В подсосный период целлобактерин ускоряет рост и повышает сохранность. После отъема целлобактерин компенсирует недостаток собственных пищеварительных ферментов у поросят, облегчая переход к концентратному кормлению.

Увеличение привесов поросят до постановки на откорм благодаря действию препарата может составлять до 30%. В период откорма свиней целлобактерин позволяет существенно снизить стоимость рационов за счет большего включения шротов и отрубей, уменьшить затраты корма на привес и повысить сохранность.

6. Разработан препарат целлобактерин-Т, который отличается от целлобактерина и других ферментативных и пробиотических препаратов уникальной термостабильностью. Целлобактерин-Т выдерживает не только обычное гранулирование, но также экспандирование и экструдирование при температуре до 105С.

7. На основе осмотолерантного штамма (L. plantarum 60) разработан препарат для консервирования подвяленных трав. Приготовленный силос с закваской Биотроф лучше поедается животными и оказывает положительное влияние на их продуктивность. При скармливании силоса, приготовленного с закваской Биотроф лактирующим коровам, удои молока повышаются на 5-7%, процент жира в молоке - на 0,1%, снижается кислотность молока (на 1%).

8. На основе гетероферментативной бактерии Lactobacillus buchneri 600 разработан безопасный препарат для консервирования плющеного зерна Биотроф-600.

9. На основе B. subtilis 111 разработан препарат для консервирования корма с высокой влажностью (Биотроф-111). Экспериментально доказана возможность эффективного использования препарата при силосовании несилосующихся трав (с сахаро-буферным отношением менее 1,0), но при условии их обязательного провяливания до содержания сухого вещества не менее 35%.

2. Предложения производству