Лекция 5. Современные технологии приготовления силоса.

1. Теоретические основы силосования культур.

2. Технология приготовления силоса.

3. Использование консервантов при силосовании кормов.

1. Теоретические основы силосования культур. Микробиологические процессы, происходящие при силосовании. Силос – это вид сочного корма, заготовленного из свежескошенной или провяленной растительной массы и сохраненный в герметичных условиях.

Силосование – сложный микробиологический и биохимический процесс консервирования растительной массы.

Консервирование осуществляется за счет создания в растительной массе кислой среды и анаэробных условий. Кислая среда создается за счет образования органических кислот в результате жизнедеятельности бактерий, сбраживающих сахара, содержащихся в растении. Анаэробная среда создается вытеснением из массы воздуха путем ее уплотнения и герметичного укрытия.

Молочно-кислые бактерии, присутствующие в растительной массе, наиболее быстро сбраживают сахара до образования молочной кислоты, а так же незначительного количества уксусной кислоты, СО₂ и этилового спирта. Для одних форм молочнокислых бактерий оптимальной является температура 15–30 °С (холодное брожение), для других – 45–60°, свойственная горячему брожению. При холодном брожении потери энергии меньше. Чем больше в растениях содержится сахара, тем больше образуется молочной кислоты. Когда ее образуется столько, что силос будет иметь рН 4,2–4,3, никакие бактерии развиваться не могут, процессы брожения заканчиваются и силос считается стабильным. Он пригоден к хранению и готов к использованию.

Масляно-кислые бактерии вызывают распад не только сахаров, но и белков, молочной кислоты. По сравнению с молочнокислым брожением потери энергии при масляно-кислом брожении в 7–8 раз больше. Это брожение протекает в анаэробных условиях при рН 5,4–5,5 с образованием масляной, уксусной, пропионовой, муравьиной, янтарной кислот, диоксида углерода, водорода, спиртов, аммиака, сероводорода. Продукты масляно-кислого брожения придают силосу неприятный запах, горький вкус.

В силосной массе помимо указанных микроорганизмов, присутствуют и другие. Например, дрожжевые грибы. Они сбраживают сахара до образования этилового спирта и СО₂. Если количество спирта незначительно  – это не ухудшает качество корма. Обычно его содержание не превышает 0,4 %. Иногда в силосе из кукурузы и некоторых других растений его концентрация повышается до 4 %. Это снижает качество силоса. Дрожжевые грибы хорошо развиваются в аэробных условиях. При уплотнении массы и вытеснении воздуха их деятельность подавляют молочнокислые бактерии.

Наряду с дрожжевыми грибами в силосной массе могут развиваться плесневые грибы при плохом уплотнении и наличии воздуха. Они быстро разлагают молочную кислоту, белки, углеводы и уменьшают кислотность силоса. Это создает предпосылки для масляно-кислого брожения, гнилостных процессов. Предотвратить их развитие можно путем надежной герметизации массы и хорошего уплотнения.

Пригодность растений для силосования. Пригодность растений для силосования, обусловленного их химическим составом, называется силосуемостью.

Кормовые растения по химическому составу сильно различаются и в зависимости от этого подразделяются на три группы: легкосилосующиеся, трудносилосующиеся и несилосующиеся.

При оптимальном содержании сахара интенсивное молочнокислое брожение приводит к образованию значительных количеств органических кислот (в основном молочной), которые необходимы для подкисления корма до рН 4,2–4,3. Расход органических кислот зависит от буферных свойств растений. Буферность, в свою очередь, определяется содержанием сырого протеина, минеральных веществ с щелочными свойствами и степенью загрязнения корма. Чем выше буферная емкость, тем хуже силосуется растения. Кукуруза, зеленый овес из-за низкого содержания сырого протеина имеют малую буферную емкость и высокое содержание сахара, поэтому они хорошо силосуются.

Буферная емкость определяется как количество молочной кислоты, которое необходимо для подкисления массы до рН 4,2. Она выражается в граммах молочной кислоты на 1 кг или 100 г сухого вещества.

Буферная емкость важнейших кормовых культур колеблется в очень широких пределах, как и содержание сахара. Поэтому, чтобы управлять процессом силосования, необходимо заранее знать, хватит ли в силосной массе сахара для подкисления корма до рН 4,2-4,3.

Процент сахара, необходимый для накопления в силосуемом корме молочной кислоты в количестве, обеспечивающим смещение показателя рН силоса до 4,2 при данной буферности исходного сырья называется сахарным минимумом. Для определения величины сахарного минимума необходимо вычисленное содержание молочной кислоты в граммах (буферная емкость) умножить на 1,7 – постоянный коэффициент расхода сахара на образование 1 г молочной кислоты. Для определения возможной степени подкисления силосуемой массы необходимо учитывать содержание в ней сахара (С) и буферную емкость (Б). Отношение содержания сахара к буферной емкости (С : Б) – важный показатель силосуемости кормовых культур:

Содержание сахара, г в 1 кг СВ

Буферная емкость, г молочной кислоты в 1 кг СВ

Он в среднем должен превышать 4. Как правило, кормовые культуры не достигают этой величины.

Кроме показателя С : Б, для суждение о пригодности кормовых культур для силосования важно знание содержания сухого вещества в натуральном корме. Чтобы в силосе не происходило масляно-кислого брожения, в силосуемой массе должно быть оптимальное содержание сухого вещества.

Величина рН, необходимая для получения стабильного силоса при определенном содержании сухого вещества, называется критической величиной рН.

Силос стабилен, если в нем в процессе хранения не образуется масляная кислота. Нужная степень подкисления при определенном  содержании сухого вещества зависит от соотношения сахар : буферная емкость. Чтобы брожение протекало в нужном направлении, соотношение С : Б должно быть тем больше, чем ниже содержание сухого вещества.

Если фактическое содержание сухого вещества в исходном сырье ниже максимального расчетного, то силос получится некачественным, в нем будет содержаться масляная кислота.

Отрицательное влияние на силосуемость растений оказывают азотные удобрения: высокие дозы существенно снижают отношение С : Б и содержание сухого вещества.

Стадия вегетации также влияет на силосуемость. В поздних стадиях развития растений содержание сухого вещества достигает 30–35 %, но из-за высокого содержания сырой клетчатки силосовать их нельзя, так как будет низкая питательность корма. Подсчитано, что запаздывание с уборкой трав ежедневно ведет к потере 2 % корм. ед.

Однако все они должны быть убраны в ранние фазы вегетации, так как в этот период в растениях меньше всего клетчатки, 17–20 % сухого вещества и 15–18 % переваримого протеина.

2 Технология приготовления силоса. При производстве силоса из свежескошенных растений выполняются следующие технологические операции: скашивание, измельчение, погрузка в транспортное средство, транспортировка, разгрузка и закладка на хранение, разравнивание, уплотнение массы и герметизация.

Скашивание растений осуществляется кормоуборочными комбайнами или косилками-измельчителями с одновременным измельчением массы. Ключевой машиной в технологиях заготовки кормов из провяленных трав является полевой измельчитель (кормоуборочный комбайн) оснащенный подборщиками валков. В республике применяют самоходные и навесные комбайны отечественного: К-Г-6 «Полесье», КВК-800 и зарубежного производства:  Ягуар 830-950, Джон Дир-7200-7500, Нью Холланд FX28-FX58 и др.

Измельчение массы – важное условие хорошего ее уплотнения. Кроме того, оно способствует активизации молочно-кислого брожения. Величина рН в силосе из мелкоизмельченной массы снижается гораздо быстрее и до более низкого значения, чем в корме из цельной травы. Длина резки должна изменяться в зависимости от вида растений, влажности массы, количества внесенных удобрений. Для высокой сохранности корма, правильного течения брожения при влажности 70-80 % растения измельчают на отрезке 5–7 см, 80–85 % – 8–10 см и при влажности более 85 % – на 10–12 см. При закладке силоса в башни массу измельчают на мелкие отрезки, а в горизонтальные хранилища – на средние.

Транспортировка осуществляется тракторами с прицепными транспортными средствами, например МТЗ-82+2ПТС-4, МТЗ-1221+ПИМ-40 и другими.

Разравнивание массы и уплотнение при траншейном или наземном хранении силоса осуществляется тракторами К-701, «Амкадор». При этом большое значение имеет продолжительность закладки, которая должна составлять 3, максимум 4 дня. Это связано с тем, что при длительной закладке в результате доступа воздуха происходит окисление углеводов и имеют место большие потери энергии кормовой массы. Кроме того, расходуются и другие питательные вещества, например, протеин, жир.

Хорошее уплотнение массы при этом играет важную роль.

Для хранения силоса используют в основном траншеи как исключение закладывают эти корма в бурты и в курганы. Хранилище должно обеспечивать изоляцию корма от воздуха и осадков, а так же высокую степень механизации и автоматизации при загрузке и выгрузке массы. Лучше всего при небольших эксплуатационных затратах этим требованиям соответствуют башни. При хранении кормов в башнях нет необходимости в интенсивной механической трамбовке и опасности загрязнения массы тракторами, невелика свободная поверхность (0,06–0,09 м²/м³). Они занимают в 3–4 раза меньшую площадь на единицу объема, чем траншеи.

Наиболее часто корма консервируют в траншеях. Траншеи бывают заглубленными, полузаглубленными и наземными. Ширина их 8–18 м, глубина – 2,5–3,5, длина – 30–100 м, вместимость – 500–3000 т. Траншеи позволяют в короткие сроки заготовить большое количество корма использовать на подвозе все виды транспорта. Капитальные затраты на их строительство относительно небольшие, невысоки и энергозатраты при загрузке и выгрузке массы. Масса может хорошо уплотняться. К недостаткам траншей относятся достаточно высокие трудовые затраты на закладке, выемке и раздаче массы, большая свободная поверхность (до 0,5 м²/м³), трудоемкость герметизации корма, большие потери при хранении.

С большими потерями связано хранение силоса в буртах или курганах, так как открытая поверхность в них достигает 0,9–1,0 м²/м³. При необходимости их располагают на возвышенных местах с уплотненным грунтом.

Технология заготовки хранилищ должна обеспечивать хорошее уплотнение и укрытие массы. Уплотнение способствует созданию в силосуемой массе анаэробных условий, замедлению процесса воздухообмена, накоплению диоксида углерода и других газов, имеющих консервирующее значение. В траншеях, курганах и буртах массу уплотняют тяжелыми тракторами. Утрамбовывают ее слоями толщиной 35–45 см. Чем больше содержание сухого вещества в массе, тем труднее ее уплотнить, тем в большей степени поднимается корм после прекращения трамбовки.

До начала закладки силоса хранилища должны быть очищены, отремонтированы, продезинфицированы. При закладке силоса в траншеи дно устилают соломой слоем до 30–50 см.

Траншею можно заполнять путем сквозного проезда транспорта, боковой выгрузки с возвышающейся между траншеями дороги (рампы), а так же выгрузки массы на площадке с твердым покрытием у одного из торцов траншеи. Первый вариант применять не рекомендуется из-за значительного загрязнения корма. Для устранения загрязнения массы подъездные пути к траншее на расстоянии 10–15 м выстилают соломой или другими материалами.

С площадки массу перемещают тракторами с бульдозерной навеской или навесной волокушей. Массу распределяют слоями по всей площади траншеи или наклонными слоями, начиная с одного из концов траншеи. Во втором случае после доведения слоя массы до верха в одном из концов траншеи заполнение траншеи продолжается по направлению к другому концу траншеи. Слои массы располагаются под углом около 30°. На трамбовке используют гусеничные и колесные тракторы К-701, «Амкодор-332С», «Амкодор-352С-02». Гусеничные тракторы оказывают более длительное давление на массу, хотя удельное давление у них меньше. Достаточно двух проходов гусеничных и трех колесных тракторов. Колесные тракторы рекомендуется оборудовать сдвоенными колесами для повышения эффекта уплотнения и по соображениям техники безопасности. В процессе заполнения траншей поверхность штабеля вблизи стен должна иметь небольшой уклон к середине. На трамбовке нагрузка на один гусеничный трактор тягового класса 3 при влажности массы 40–60 % составляет 90-120 т ежедневной укладки массы, при влажности 60–70 % – 120-150 т, 71–75 % – 160–180, 76–80 % – 200–250, более 80 % – 300 т. О недостаточной трамбовке судят по повышению температуры массы (выше 37–40 °С). В этом случае усиливают трамбовку или увеличивают подачу массы. Уплотненный за один день слой массы должен иметь толщину не менее 70–100 см. Срок заполнения хранилищ не более 3–4 дней. При слабом уплотнении массы трамбовку проводят круглосуточно. Обычно же бывает достаточно трамбовать массу 2–3 ч после прекращения загрузки. Поверхность массы в хранилище должна быть выпуклой, так как она дает осадку на 8–10 % высоты штабеля корма. По краям масса должна возвышаться над уровнем стен на 0,3–0,5, в центре – на 1,0–1,5 м. На верхний слой силосуемой массы целесообразно уложить не провяленную массу слоем 15–50 см, хорошо утрамбовав ее.

От укрытия массы во многом зависят потери готового корма. Массу укрывают, чтобы предотвратить проникновение в нее воздуха, атмосферных осадков, прекратить газообмен массы с атмосферой, способствовать накоплению газов, образующихся в результате деятельности микроорганизмов и обладающих консервирующим действием (окислов азота, сернистого газа, диоксида углерода).

Наиболее надежно укрывать консервируемую массу синтетической пленкой, обычно полиэтиленовой. Пленки бывают прозрачными, белыми и черными. Прозрачные малоустойчивы к ультрафиолетовым лучам и быстро разрушаются при прямом солнечном свете. Черная пленка сильно нагревается на солнце, что может привести к увеличению поверхностных потерь силоса. Меньше нагреваются белые пленки. Повысить устойчивость пленок к внешним воздействиям, в том числе механическим, можно при укрытии их землей и другими материалами.

Укрывают массу предварительно склеенной полимерной пленкой, так как укрытие полосами внахлест приводит к увеличению на 10–15 % расхода пленки, и силос хуже изолируется от воздуха. Пленку хорошо заделывают у стен, затем по всей поверхности прижимают слоем земли (10 см) или торфа (25 см). Перед наступлением заморозков траншею утепляют соломой.

Вскрытие силоса производят после двухмесячного хранения.

Заготовка силоса из провяленных трав. Провяливание с целью снижения влажности растительной массы до 65–70 % позволяет увеличить содержание в силосуемом сырье сухого вещества. Этот прием повышает активность обменных процессов при брожении, понижает распад питательных веществ, особенно белка, уменьшает или полностью прекращает вытекание сока, в результате чего потери питательных веществ снижаются.

Увеличение содержание сухого вещества способствует получению устойчивых при хранении (стабильных) силосов при меньшем рН. При хороших условиях силосования и наличии в сырье 20 % сухого вещества рН составляет 4,2; соответственно при 25 % – 4,3; 30 % – 4,4; 35 % – 4,6; 40 % – 4,8; 45 % – 5,0.

К тому же сухое вещество оказывает селективное бактериостатическое действие на микрофлору корма.

При содержании в силосуемой массе сухого вещества 32 % и выше достигается достаточно высокое осмотическое давление, которое не позволяет размножаться масляно-кислым бактериям. Максимальная сосущая сила большинства бактерий равна 50–55 атм, плесеней – 220–295. Молочнокислые бактерии устойчивы к данному фактору и способны размножаться при содержании 50 % сухого вещества, а для угнетения плесневых грибов нужно 85 % сухого вещества. Но поскольку плесени – аэробы, то их рост можно приостановить созданием анаэробных условий, то есть, достаточным уплотнением и герметизацией.

Чем больше в силосуемой массе сухого вещества, тем меньше сахара используется на подкисление корма.

При приготовлении силоса из провяленных трав следует учитывать некоторые сложности организованного и технологического плана. Во-первых, эта технология требует дополнительных технологических операций, связанных с провяливанием массы: скашивание массы в прокосы или валки; ворошение прокосов или переворачивание валков; подбор массы с измельчением. Чаще всего при этом скашивают травы с образованием валков.

Во-вторых, чем сильнее подвялена масса, тем она труднее уплотняется и требует хорошей герметичности силосохранилищ. При недостаточном уплотнении массы неизбежны большие потери и выделение значительного количества тепла (самосогревание), что приводит к снижению переваримости и питательности корма.

Подвяливание трав позволяет получать качественный корм лишь при условии тщательного выполнения всего технологического процесса. Так, значительное влияние на качество силоса и величину потерь питательных веществ оказывают продолжительность подвяливания (табл.1). Они зависят от погодных условий, вида и свойств убираемых растений.

Таблица 1. Переваримость и питательность силосов из клевера в зависимости от сроков подвяливания массы

Подвяливание злаково-бобовых смесей с 20 % сухого вещества до 27 % сопровождается 5 % потерь, а более глубокое подвяливание – 13–14 %. Высокие потери объясняются утратой прикорневых листьев клевера, так как при достижении 40 % сухого вещества, они пересыхают и подобрать их невозможно.

При подвяливании травы до 25–30 % сухого вещества теряется 10 %, до 30–40 % – 12–14 и свыше 40 % – 15–16 %. Только в результате механической обработки при скашивании теряется 1,5 % сухого вещества и столько же при подборе массы.

Значительно ускоряют ход сушки оборачивание валков и плющение трав. Плющеные злаковые травы подсыхают в 2,2 раза быстрее неплющенных, бобовые – в 2,19 раза. Для сокращения продолжительности подвяливания трав нужно максимально аэрировать валки скошенной массы, особенно когда они велики.

При благоприятных погодных условиях на подвяливание потребуется 2-3 дня, а однократное переворачивание валков уменьшит время сушки на 6 ч, то есть при трехкратном переворачивании валков время нахождения массы в поле составит два дня.

Эффект сушки в поле тем выше, чем шире и тоньше валок. Процесс уборки подвяленной массы должен быть непрерывным. Скашивать травы нужно на ограниченной площади: при последовательной обработке небольших площадей уменьшается влияние неблагоприятной погоды. Однако даже при соблюдении всех этих условий в зависимости от погодных условий 25–30 % провяленных силосов будет иметь сниженную питательность.

Степень измельчения трав после провяливания имеет большое значение в получении качественного силоса. С уменьшением влажности уменьшается и длина резки. При неглубоком провяливании массы до влажности 70–75 % она должна составлять 3–4, а при влажности 70 % и менее – 1–3 см.

Масса 1 м³ провяленной до влажности 70 % и измельченной травы составляет в среднем 170 кг.

Измельченную провяленную массу перевозят к месту хранения.

3. Использование консервантов при силосовании кормов. При неблагоприятном химическом составе (сахаро-буферном соотношении и содержании сухого вещества) зеленой массе бобовых и бобово-злаковых трав существует риск плохого качества брожения. Внесение в этом случае различных добавок (биологических и химических консервантов или их сочетание) с соблюдением технологических приемов и в соответствии с инструкциями производителей позволяют получить корм высокой протеиновой и энергетической питательности.

Основная цель химического консервирования – снижение до минимума потерь питательных веществ в силосе в период закладки, хранения и использования. Внесение в зеленую массу химических консервантов позволяет по сравнению с обычным силосованием в 3–5 раз снижать потери питательных и биологически активных веществ, на 15–20 % повышать выход силоса.

В качестве консервирующих веществ применяют химические соединения. По способу действия они подразделяются на подкисляющие силосуемую массу минеральные (неорганические) кислоты (серная, соляная, фосфорная и их смеси), органические (антибактериальные) кислоты (муравьиная, пропионовая, бензойная) и их смеси, антибактериальные соли (нитрат натрия, бензоат натрия и др.). Основой действия этих веществ является способность ингибировать процессы дыхания силосуемых растений и жизнедеятельность находящихся на них микроорганизмов.

Недостаток минеральных кислот – повышение кислотности силоса до 3–3,5. Скармливание его животным снижает их продуктивность, вызывает ацидоз, гипомагнезию и тимпанию, что особенно негативно сказывается при несбалансированных рационах на высокопродуктивных животных.

Более эффективны органические кислоты, обладающие бактерицидными, бактериостатическими и фунгицидными свойствами. Они более токсичны для микроорганизмов, чем минеральные, и безвредны для животных.

В республике Беларусь зарегистрирован широкий ассортимент сухих и жидких биологических консервантов (таблица 2).

Таблица 2. Нормы внесения биологических консервантов

* - для кукурузы.

Большинство – зарубежного производства. Отечественные жидкие биологические препараты: «Лаксил» (производитель: Институт микробиологии НАН Беларуси), «Лактофлор» (производитель: ООО «Микробиотики»). РУП «Институт мясо-молочной промышленности» совместно с РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству» разработали новый биологический консервант «Биоплант», который по своим микробиологическим и биохимическим характеристикам максимально приближен к зарубежным аналогам. «Биоплант» выпускается в сухой и жидкой формах. Кроме того, РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству» совместно с ООО «Снаб Сельхоз Техника» разработан химический консервант КОС-79 на основе органических кислот, в стоимости которого отечественные компоненты составляют 50%. Хорошо зарекомендовал себя сравнительно недорогой, но эффективный сухой биологический консервант российского производства «Биоамид-2»,  предназначенный для консервирования широкого спектра растительного сырья.  Кроме того, ГНУ «Институт природопользования НАН Беларуси» совместно с РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству» разработан природный биологический активный препарат для консервирования влажного плющеного зерна «Гумоплюс» (производитель: ЧПУП «ЧервеньАГРО»). Консервант «Гумоплюс» представляет собой комплекс природных биологически-активных соединений, представленных преимущественно полифункциональными гуминовыми кислотами, низкомолекулярными органическими кислотами (муравьиная, уксусная, молочная и др.), фенолкарбоновыми кислотами (бензойная, оксибензойная и др.).

По оценке РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по животноводству», энергетическая питательность кормов, заготовленных с применением различных консервантов, характеризуется высокими показателями, корм хорошо поедается животными и нормализует процессы пищеварения.

Выбор консервантов осуществляется с учетом особенностей силосуемого и сенажируемого растительного сырья, технологичности применения, стоимости. При строгом соблюдении технологии заготовки они позволяют сохранить питательность кормов и обеспечивают их качество не ниже I класса.

Опыт стран Европы, где практически весь силос заготавливается с применением консервантов, свидетельствует о полном переходе на использование сухих биологических препаратов, многие из которых соответствуют высшим европейским стандартам качества.

Преимущества сухих консервантов перед жидкими заключаются в следующем:

– устойчивость и стабильность при хранении (не менее 2 лет);

– способность консервировать различное по силосуемости растительное сырье;

– сочетание взаимодополняющих культур молочнокислых бактерий (не менее 4) и углеводов для стартового развития бактерий.

Для повышения протеиновой питательности кукурузного силоса рекомендуется вносить в него при закладке отаву многолетних бобовых трав (от 25 до 50 %), что повышает содержание переваримого протеина на 8–15 %. Хорошие результаты дает закладка силоса из смеси люпина и кукурузы.

Наиболее технологично получение обогащенного протеином силоса из смеси кукурузы и подсолнечника при их совместном выращивании. Чередование полос кукурузы и подсолнечника обеспечивает при прямом комбайнировании получение готовой смеси с заданным содержанием обоих компонентов.

Для комбинированного обогащения протеином и минеральными веществами применяют консервант-обогатитель. В 1 кг содержится: кальция – 54 г, фосфора – 14,5 г, серы – 9,7 г, азота – 230 г, магния – 4,2 г,  натрия – 65 г. Состав консерванта-обогатителя – добавка кормовая минеральная комплексная (сапропель, доломит, поваренная соль, фосфогипс, источники фосфора и других минеральных веществ) и карбамид.

Расход консерванта – 10 кг/т.