Научное обоснование и практическое использование методов интенсификации кормопроизводства и повышения качества производимых кормов в условиях рсо-алания

Исследования, связанные с химическим составом и питательностью послеспиртовой зерновой барды, глютена, фруктовых выжимок и зернофуража, муки из зеленой массы сорго, а также кормовых дрожжей, производимых с использованием перечисленных компонентов и усовершенствование технологии производства кормовых дрожжей осуществлялись на Республиканском дрожжевом заводе.

Материалом для исследования изучаемых растений послужили пробы зеленой массы и клубни топинамбура сорта Интерес и клубни батата (мелкие, средние и крупные), пробы зеленой массы сильфии пронзеннолистной, отобранные до бутонизации, в фазах бутонизации и цветения, а также образцы силоса из зеленой массы сильфии пронзеннолистной и топинамбура в 2002-2004 г.г. Отбор проб для анализов проводился по общепринятой методике. Анализы проводились в трехкратной повторности.

При изучении зависимости качества кормовых дрожжей от вида исходного сырья и технологии производства спирта материалом для исследований послужили: послеспиртовая хлебная барда, полученная из различного сырья с использованием разных технологий производства спирта на Осетинском спиртовом заводе; кукурузный глютен Бесланского маисового комбината и Владикавказского крахмального завода; фруктовые выжимки Владикавказского консервного завода, фуражное зерно и готовые кормовые дрожжи.

Химическому анализу было подвергнуто 2520 проб образцов зеленой массы, клубней, силоса из зеленой массы топинамбура, 192 пробы клубней батата, 390 проб зеленой массы сильфии пронзеннолистной, 30 образцов силоса из зеленой массы сильфии пронзеннолистной, 465 проб послеспиртовой барды и кормовых дрожжей. В исследуемых образцах по общепринятым методикам определяли первоначальную влагу, протеин, жир, клетчатку, БЭВ, золу, кальций, фосфор, а сахар в образцах барды и кормовых дрожжей - по методу Бертрана.

Для оценки хозяйственно-биологических качеств сильфии пронзеннолистной и топинамбура нами изучалось содержание органических веществ в зеленой массе и клубнях этих растений, а для характеристики уровня органических веществ в исследуемых образцах растений определяли содержание кислот – титрометрическим методом; витамина С – по ГОСТ 139698.

Содержание дубильных веществ устанавливали методом титрования перманганатом калия по Н.И. Гринкевичу (1983), базирующийся на окислении дубильных вещест, сапонинов - методом количественного определения глициризиновой кислоты, основанной на осаждении глицирризиновой кислоты из экстракта 25 %-м раствором аммиака (Н.И. Гринкевич 1983), концентрацию фенолгликозидов - методом, основанным на йодометрическом титровании гидрохинона, полученного после гидролиза арбутина (Н.И. Гринкевич 1983, антрагликозидов - калориметрическим методом (Н.И. Гринкевич 1983).

При исследовании минерального состава зеленой массы и клубней топинамбура, зеленой массы сильфии пронзеннолистной определяли содержание железа, меди, марганца, цинка, магния, серы, хрома, никеля, алюминия,свинца по общепринятым методикам; NO₃ - по Х. Починку-Гриссу; NO^-₂ - по Х. Починку-Гриссу; SO^2-₄ – количественным весовым методом.

Урожайность клубней и зеленой массы топинамбура сорта Интерес, клубней батата и зеленой массы сильфии пронзеннолистной устанавливали методом квадратов. Определение рН силосов проводили потенциометрическим методом.

Для количественного определения концентрации в силосах из топинамбура и сильфии пронзеннолистной органических кислот (молочной, уксусной, масляной) использовали метод Леппера-Флига, ГОСТ 2363.8-79.

При контролировании технологических параметров производства кормовых дрожжей использовано 2849 проб кормовых дрожжей и послеспиртовой барды, в которых определяли: рН – потенциометрическим методом; температуру – методом термометрии и число дрожжевых клеток – методом подсчета в камере Горяева.

Химическому анализу было подвергнуто 300 проб кормовых дрожжей, произведенных с добавлением йодистого калия, меди сернокислой, цинка сернокислого, кобальта хлористого и комплекса этих микроэлементов.

В изучаемых пробах определяли содержание сухого вещества и протеина.

При физико-химической оценке кормовых дрожжей устанавливали внешний вид, цвет, запах, массовую долю сухого вещества и содержание в нем «сырого» протеина и золы, наличие живых клеток продуцента - высевом на твердую питательную среду.

Данные исследований были обработаны статистически с использованием методов вариационной статистики (Е.К. Меркурьева,1972; Б.А. Доспехов,1979).

Как известно, высокоэффективным средством восполнения дефицита белка в кормовых рационах животных являются кормовые дрожжи, для культивирования которых успешно используются различные источники сырья растительного происхождения.

Состав и питательность дрожжей зависят от качества ис­ходного сырья: содержания в нем сухих веществ, наличия крахмала и сахара, органических кислот, вида и качества зерна, технологической схемы производства основной продукции.

Кормовые дрожжи являются биологически полноценным кормом, хорошим источником протеина, витаминов, минеральных веществ. Они повышают биологическую ценность белков других кормов за счет содержащихся в них незаменимых аминокислот, а являясь богатым источником витамина Д₂, успешно используются в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы, а также в комбикормовой промышленности (Б.Я. Нейман, 1983).

Кормовые дрожжи обладают важными свойствами: быстро растут, белок дрожжей по содержанию аминокислот приближается к кормам животного происхождения, а при обогащении их метионином и витамином В₁₂ не уступают животному белку. В сухом веществе кормовых дрожжей содержится 50-60% «сырого» и 40-50% пере­варимого протеина. Стоимость 1 т протеина кормовых дрожжей значительно ниже, чем цельного молока и обрата (К.А. Калунянц и др., 1980).

Дрожжевые клетки растут в сотни раз быстрее, чем растения и животные и производство их выгодно отличается от выращивания растительного белка тем, что не зависит от сезонных факторов и погодных условий. В природе нет ни одного вида растений, который мог бы сравниться с дрожжами в быстроте накопления биологически полноценных белковых веществ (Р.В.Гивартовский, 1941).

Особо следует отметить, что коэффициент переваримости про­теина дрожжей у крупного рогатого скота, овец и свиней высокий и колеблется от 83 до 91% (Б.Я. Нейман, 1983).

Минеральные вещества кормовых дрожжей находятся в легкоус­вояемой форме. В 1 кг сухого вещества дрожжей содержится: фосфора - 12-15 г, кальция - 3-8 г, железа - 18-17 мг, меди - 16-30 мг, цинка - 20-70 мг, кобальта - 1,4-2,2 мг (К.А.Калунянц и др.1980).

Положительное действие кормовых дрожжей на продуктивность животных связано с благотворным влиянием их на секрецию желез желудочно-кишечного тракта, на моторику кишечника, улучшением витаминной и минеральной обеспеченности и повышением резистентности, а, следовательно, и эффективности использования питательных веществ кормового рациона (А.И.Козлов,1959; И.Г.Шевелев,1974).

Многочисленными исследованиями как отечественных, так и зарубежных авторов установлено, что в обеспечении сельскохозяйственных животных питательными веществами успешно можно использовать такие растения, как топинамбур, батат и сильфия пронзеннолистная, которые представляют собой неприхотливые высокоурожайные, обеспечивающие значительный выход сухого вещества и его составляющих питательных компонентов с единицы площади посева.

Сильфия пронзеннолистная – многолетнее растение из центральной части Северной Америки, где оно обитает на влажных местах высокотравных прерий, является нетрадиционной культурой, представляющей интерес для кормопроизводства. В СССР сильфия изучалась с 1957 года, а в Ботаническом саду АН МССР – с 1974 года (М.В.Григоровская, 1988).

Из сильфии добывают душистый скипидар, обладающий стимулирующим и антисептическим свойствами. На сильфию как лекарственное и полезное растение указывают Folch A.R. (1957), Sokolov V.S., D.J.Critsak (1972), и Bentel E. (1951).

По сравнению с другими видами силосных культур сильфия пронзеннолистная пока не получила широкого распространения в производстве, но площади полей с ее посадками с каждым годом увеличиваются на Украине, Белоруссии, Казахстане, Узбекистане, России. Пристальное внимание в последние годы ей стали уделять в Германии, Франции, Венгрии, Швейцарии и Новой Зеландии. В мире в настоящее время создано более 20 сортов данного растения.

Научные исследования и передовой опыт свидетельствуют в пользу расширения площадей под сильфией пронзеннолистной на корм. По мнению А.А.Абрамова (1992) это доказывают такие факторы, как низкая себестоимость корма по сравнению с традиционными силосными культурами, многолетнее использование растения, применение на почвах, подвергаемых ветровой и водной эрозиям, предотвращение или уменьшение культурой опасности эрозии почвы, более низкие затраты на покупку семян, горюче-смазочных материалов, удобрений и средств защиты, пластичность, невысокая требовательность к условиям произрастания на легких почвах, в зонах с суровыми зимами и засухами в начале лета, улучшение структуры почвы, накопление органического вещества в почве, высокая урожайность зеленой массы – по 100 т и более с 1 га.

Сильфия пронзеннолистная обладает хорошей пластичностью и может выращиваться в различных почвенно-климатических условиях (А.А. Абрамов и Н.А.Стадничук, 1988). По мнению М.Д. Романдиной и В.Н. Скляр (1987), наиболее подходящей для нее является зона с повышенной увлажненностью и не очень суровыми зимами. Сильфия пронзеннолистная хорошо акклиматизируется в различных зонах и может расти на влажных, болотистых почвах на севере и юге страны.

Богатая сахарами зеленая масса сильфии хорошо силосуется. На силос ее убирают в начале бутонизации. Для снижения влажности ее силосуют чаще всего в смеси с гуменными или другими менее влажными кормами, добавляя их в зависимости от влажности силосуемых компонентов (И.А.Даниленко, 1972).

Таким образом, зеленая масса сильфии пронзеннолистной с большим удельным весом листьев, высоким содержанием протеина и витаминов может широко использоваться в кормлении животных. Эта культура способна стать важным звеном в системе зеленого конвейера, а также хорошим источником сырья при заготовке силоса и травяной муки. Внедрение ее в производство обогатит ассортимент ценных в кормовом отношении силосных культур.

Другой перспективной кормовой культурой является топинамбур, который представляет собой растение комбинированного использования.

В настоящее время в мировой практике, в том числе и в России, топинамбур широко используется как пищевое, лекарственное и кормовое растение и проводится большая селекционная работа по выведению новых сортов топинамбура и внедрению в практику уже проявивших себя положительно сортов данного растения.

Мировой и отечественной наукой, как отмечают З.И. Усанова и А.Р. Борова (1993), накоплен значительный экспериментальный материал по изучению культуры топинамбура, получены новые высокопродуктивные сорта и гибриды, разработаны технологии получения из него инулина, фруктозы, фруктозных сиропов, этанола и других производных инулина, расширены исследования по использованию топинамбура и продуктов его переработки в пищевых, лечебных, технических целях и как ценный корм для всех видов сельскохозяйственных животных.

Как считают В.Ф Пивоваров и др.(2002), зеленая масса топинамбура содержит 22 – 32% сухого вещества, а клубни – 19 – 30%. В 1 кг клубней содержится 0,23 – 0,24 корм. ед. , а в зеленой массе – 0,2 – 0,25 корм. ед., т.е. выше цветущего клевера. Клубни содержат 0,069% кальция и 0,052% фосфора. В сухом веществе зеленой массы содержится: 6,7% протеина, 1,3% жира, 26,2% клетчатки, 12,4% золы, 53,3% БЭВ, 1,4% кальция, 0,1% фосфора, 47,7 мг/кг каротина. Силос содержит: 2,1% протеина, 0,4% жира, 3,1% клетчатки, 1,9% золы и 8,9% БЭВ. На долю инулина приходится до 80% сухого вещества. Урожайность зеленой массы топинамбура сорта Интерес в разных регионах колеблется от 30 до 100 т/га, а клубней - от 5 до 30 т/га.

Ряд авторов приводит материалы о том, что топинамбур – растение многостороннего использования (В.Ф. Доценко (1993); Л.П. Пащенко и Е.А. Назинцева (1993); В.Н. Голубев, И.В. Волкова, Х.М. Кушалаков (1995); Е.В. Назарова и Т.Г. Мухамеджанова (1997); З.И. Усанова (1991), В.Н. Зеленков (1997).

Ценной в технологическом отношении сахаросодержащей культурой является батат.

Батат – важная продовольственная культура в развивающихся странах тропического и субтропического климата. Высокие пищевые и кормовые достоинства, универсальность использования, высокая урожайность способствовали его распространению во многих странах. Клубни батата используются в пищу в вареном, печеном, жареном виде. По содержанию углеводов и кальция они значительно превосходят картофель. 1 кг корневых клубней батата по питательной ценности в 1,5 раза выше 1 кг картофеля. Выход спирта из батата в 1,5 раза больше, чем из картофеля. (Г.В. Устименко-Бакумовский, 1980).

Родина батата - Мексика и Центральная Америка. В Европу батат был завезен Христофором Колумбом. В СНГ возделывается в Средней Азии, на Северном Кавказе, на Украине, на Дону и Нижней Волге. В средней полосе успешно выращивается в небольших масштабах на приусадебных участках под пленкой (М.Орехов, Д.Диль, 2001).

Высокие продовольственные качества батата делают эту культуру перспективной для возделывания в районах Северного Кавказа с субтропическим и умеренным климатом.

В условиях Республики Северная Осетия-Алания батат перспективен и как кормовая культура, так как может обеспечивать значительный выход с единицы пахотной площади как зеленой массы, так и клубней, богатых питательными веществами.

3.2.Кормовые дрожжи

Изучая качество кормовых дрожжей, выращиваемых на заводе кормовых дрожжей ''Владикавказский'', как материал для исследований брались пробы барды и жидких кормовых дрожжей, в которых определялись: азот протеина, сахар, остаточный азот, число дрожжевых клеток, сухое вещество.

В результате проведенных исследований нами установлена зависимость качества кормовых дрожжей от вида исходного сырья и технологии производства спирта.

Впервые разработана технология производства кормовых дрожжей на питательной среде, основными компонентами которой являются кукурузный глютен, фруктовые выжимки и фуражное зерно, а также изучено влияние на качество кормовых дрожжей микроэлементов, вносимых в питательную среду.

Установлено, что наиболее оптимальной для производства кормовых дрожжей является послеспиртовая зерновая барда, которая получается при производстве этилового спирта по полупрерывной технологии (рис.1).

При непрерывной же технологии (рис.2) производства спирта в дрожжевой суспензии с использованием послеспиртовой зерновой барды число дрожжевых клеток в 1 мл суспензии составляет всего 559 млн, то есть в два раза меньше.

Содержание переваримого протеина в кормовых дрожжах при полупрерывной технологии производства спирта было равно 27,6 г/л, а при непрерывной технологии - 23,8 г/л, то есть на 3,8 г меньше (табл.1).

При среднесуточной производительности завода 350 т жидких кормовых дрожжей, после введения непрерывной технологии производства спирта, завод кормовых дрожжей стал производить из того же количества барды на 1330 кг протеина меньше в сутки.