47

Роль ферментации в процессе силосования. Что может пойти не так?

Embed Size (px)

Citation preview

Alltech

• Входим в десятку компаний-лидеров индустрии здоровья животных

• Единственная компания, которая находится в частной собственности не является фармацевтической

• Демонстрируем последовательный рост в течение 35 лет

• Приближаемся к отметке в 4 миллиарда долларов

ИДЕАЛЬНАЯ КАРТИНА

  Трава

( )злаки Люцерна Кукуруза

Сухое вещество 28 - 35 35 - 45 30 - 35

Длинна резки 1.5 - 4 см 1.5 -2.5 см 0.9 - 1.9 см

Длинна частиц    

>19 мм 15-25 10-15

8-9 мм 20-35 20-35

1.2 - 7.9 мм 20-30 20-40

<1.2 мм 10 10

Плотность трамбовки 200 / Неменее кг м вСВ

Высота среза 10 см 30 см

ИДЕАЛЬНАЯ КАРТИНА

Ферментация Цвет Запах Текстура

Хорошая Яркий

Светло-зеленый, желтый

Сладкий/Фруктовый

Твердая

Мягкие ткани сложно отслаиваются от волокон

Удовлетворительная

Светло-коричневый

Резкий запах отсутствует

Достаточно твердая

Процесс силосования: простой процесс

Время

pH

Идеальная ферментация

5.0

Ireland, 2005

Как еще бываетНеудовлетворительная

Светло-коричневый

Уксусный/Спиртовой

Достаточно твердая

Плохая (Масляная)

От оливково-зеленого до черного

Очень неприятный

Вязкая – мягкие ткани легко отслаиваются от волокон

Перегретый силос

Оранжевый/Коричневый до темно-коричневого

Карамельный/Табачный

Сухая и очень рыхлая

Процесс силосования: простой процесс

Кислота

Лучшие огурчики

Свободные сахара и активность ферментов

Преобразование сахаров бактериями в кислоты

Что не так?Результат Причина

1) Гнилостный, с рыбным привкусом запах. Слизистая, липкая текстура. Высокое содержание масляной кислоты. Темно-коричневый тусклый цвет.

• загрязнение почвой или• позднее внесение удобрений или• низкое содержание сухого вещества (<25%)

2) Заплесневелый силос с затхлым запахом

Проникновение кислорода из-за:• плохого заполнения или изолирования или• высокое содержание сухого вещества( > 50%) или неправильная выгрузка

3) Запах уксуса Замена молочной кислоты уксусной

4) Приторный сладкий запах силоса Высокое содержание этанола из-за наличия дрожжей и молочнокислых бактерий

5) Аммиачный запах Причины:• повышенное содержание аммиака из-за интенсивного расщепления белков или• клостридиальная ферментация или• высокий уровень pH

6) Табачный/жженый запах. Оранжевый/коричневый цвет.

Причины:• чрезмерное нагревание или • слишком высокое содержание сухой массы

Процесс силосования: простой процесс

Время

pH

Идеально

Клостридиальная ферментация

Активность дрожжей

Слишком ферментировано

5.0

…. Может быть!Неэффективная

(гетероферментативная) ферментация, или

ферментация энтереобактериями→ медленое

снижение pH

Adapted from McCullough

КлеткаДыханиеПроизводство CO2Тепло иВода

Производство Уксусной и Молочной кислотыЭтанол

Образование Молочной кислоты

Сохранение материала

Порча корма при попадании кислорода

32°С 29°С 29°С

6.0-6.5 5.0 4.07.0

Бактерии Уксусной и Молочной кислот

Бактерии производящие молочную кислоту

Активность плесеней и грибков

20°СРазницатемператур

Дни от начала силосования2 3 4 21

Изменение рН

Фаза 5Фаза 4Фаза 3Фаза 2Фаза 1

Погоня за стабильным кормом : контроль всех сторон силосования

38+°С

Основные причины нарушения технологии заготовкиПогодные условия

Подвяливание Трамбовка

Укрытие

ПОГОДНЫЕ УСЛОВИЯ

СЛИШКОМ ВЛАЖНО СЛИШКОМ СУХО

СУХОЕ ВЕЩЕСТВО ПРИ ЗАКЛАДКЕ МОЖЕТ БЫТЬ МЕНЬШЕ 28 % или

БОЛЬШЕ 50 %

ПОДВЯЛИВАНИЕ

Подвяливание

Bosma 1991

Oткрытый валок100 л / т / ч

Закрытый валок20 л / т / ч

Испарение воды

Использование плющилки200 л / т / ч

0 2 6 14 35 980.00.51.01.52.02.5

1.301.00

1.401.70

2.20 2.20

Влияние времени подвяливания на размножение Clostridium

в травяном силосе (O'Kiely et al, 2008)

время подвяливания в часах

КО

Е/г

ТРАМБОВКА И ВЫСОТА СРЕЗА

Силосная ямаОптимальная плотность-потери СВ

Плотность (кг СВ/м3) Потери СВ (180 дней) 160 20,2

224 (600-700 кг/м3) 16,8 256 15,1 288 13,4

352 10,0 Источник: K.K. Bolsen (2002)

Рекомендованная плотность: 200 кг/м3 (600-700 кг/м3)

Силосная яма: факторы, влияющие на плотность

Факторы, влияющие на плотность• Толщина слоёв: 15-30 см (D. Howes, 2005)• Количество тракторов• Вес тракторов отдельного и общий (+ навесные плиты, вода)• Относительное время закладки (мин/т свеж. матер): 1-3 мин /т• Относительное время закладки (мин/т СВ): 9 мин /т СВ. (D. Howes, 2005)• Скорость тракторов: 8-10 км/ч• Мощность комбаина (отрицательное соотношение с плотностью!!)• Количество грузовиков (растояние между полем и фермой)• Колеса (состояние, давление, кол-во, вождение)

• Наполненные водой,• Груз спереди и сзади• Сдвоенные колеса (ниже относительное давление)

Силосная яма: факторы, влияющие на плотность

Толщина слоев (15-20 см, макс. 30 см)!

Больше массы для укладки!!!!

Высота ямы в центре (метры) 3

Укос (т/час) 50 Mean: 15-200 T AF/hour

Содержание СВ (0.35) 0,35 Recommended DM = 0.3-0.4

Толщина слоев (см) = 30 Recommended 6 in = 15 cm min.

Трактора трамбовщики Вес тракторов (кг) Время трамбовки (% от загрузки)=======================================================================================Трактор # 1 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 10000 150 150Трактор # 2 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0

Трактор # 3 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0

Трактор # 4 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0 0 0Общий вес тракторов (кг) = 15000Средняя высота (м) 2,8

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Уровень трамбовки = 1080,1

Предполагаемая плотность (кг СВ/м3) = 170,9 Результат

Максимальная плотность (кг СВ./м3)= 411,3170,9

Высота ямы в центре (метры) 3

Укос (т/час) 50 Mean: 15-200 T AF/hour

Содержание СВ (0.35) 0,35 Recommended DM = 0.3-0.4

Толщина слоев (см) = 15 Recommended 6 in = 15 cm min.

Трактора трамбовщики Вес тракторов (кг) Время трамбовки (% от загрузки)=======================================================================================Трактор # 1 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 10000 150 150Трактор # 2 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0

Трактор # 3 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0

Трактор # 4 Typical traktor weight 4,500-27,000 Kg 0 0 0Общий вес тракторов (кг) = 15000Средняя высота (м) 2,8

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Уровень трамбовки = 2160,2

Предполагаемая плотность (кг СВ/м3) = 213,6 Результат

Максимальная плотность (кг СВ./м3)= 411,3

1 трактор с таким прицепом

=16 тракторов обычных

Силосная яма: факторы, влияющие на плотность

Поверхность! Проверяйте следы!

Наполнение ямы

Плохая плотность трамбовки замедляет ферментацию и увеличивает рост вредоносных

дрожжей

4,4

4,8

5,2

5,6

6

0 3 5 8 42

Дней после укрытия

pH с

илос

а

Lynch and Kung 2000

рыхлый ~ 500 кг/m3

Плотный ~750 кг/m3

>100,000 клеток/г

< 100 клеток/г

Технологические факторы, влияющие на качество и переваримость кукурузного силоса:

высота стерниУвеличим высоту укоса с 10 cм до 30 cм

(Bernard et al, 2004): Увеличения переваримости НДК +2,4%

+ 1 % переваримости НДК = + 0,25 кг 4% молока (Oba and Allen, 1999)

Различные составы клетчатки в скошенной кукурузе Высота укоса 40 см против 15 см

-8,9

-24,0

-28,1-30

-25

-20

-15

-10

-5

0НДК КДК Лигнин

г/кг

СВ

4,9

84.000 CFU 3,6

4000 CFU

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

2cm 10 cm

log

CFU

/g

Stubble height

Влияние длины укоса на размножение Clostridium в травяном силосе

2cm10 cm

Потери при силосовании неизбежны

Причина потерь Оценка Потери энергии %остаточное дыхание неизбежно 1 – 2 %брожение неизбежно 4 – 10 %утечка с соком зависит от технологии 0 – 8 %потери в поле зависит от технологии 1 – 5 %гнилостное брожение неизбежно 0 – 10 %

аэробная порча неизбежно 0 – 10 %

нагревание (вскрытие) неизбежно 0 – 10 %

34

5 – 6 % это абсолютная нижняя граница минимальных потерь.Но они могут доходить и до 30 %!!!

Соотношение потерь сухого вещества к потерям

энергии составляет от 1,4 до 1,7 к 1%

Как работает идеальная ферментация?

СенажCO2

Спирт

Уксусная кислота

H20

СахарПреобразование

Конец ферм

ентации

Преобазование

Качественные изменения микрофлоры за время

силосования

4

5

6 StreptococciLeuconostocsPediococci

Лактобациллы

Протеолитические клостридии

СахаролитическиеКлостридии

Энтеробактерии

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНСЕРВАНТОВ

БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАКВАСКИ

- Для подавления нежелательной микрофлоры и снижения рН корма закваска должна иметь концентрацию минимум 100 000 бактерий на 1 грамм силосуемого сырья

- Гомоферментативные сохраняют больше питательных веществ чем гетероферментативные

- Для силосования бобовых или при плохих условиях силосования (СВ меньше 28 или больше 50) требуется в не сколько раз большая концентрация бактерий – до 1 000 000 бактерий на 1 грамм силосуемого сырья

Количество и виды микроарганизмов в растении

Группы Популяция (КОЕ/г от натурального веса)

Общее кол-во аэробных бактерий

>10,000,000

Молочнокислые бактерии

10 – 1,000,000

Энтеробактерии 1000 – 1,000,000Дрожжи 100 – 100,000Плесени 1,000 – 10,000Клостридии 100 – 1,000Бациллы 100 – 1,000Бактерии производящие уксусную кислоту

100 – 1,000

Пропионовые бактерии 10 - 100Pahlow, Muck, Driehuis, Oude Eleferink and Spoelstra 2003

Изучение 11 опытов L. buchneri или гомоферментативные бактерии

Гомо- и Гетероферментативные закваски

Молочная Уксусная NH3-N Потери СВ

Среднее (гомо.) 137 64 77 58

Среднее (гетеро.) 66 270 113 198

Davies et al 2002

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНСЕРВАНТОВ

ЛАКТОБАКТЕРИИ + ФЕРМЕНТЫ

Выбор культуры для силосованиякультура Сахар**

г/кг СВБуферная

емкость Мг/кг СВ

С/БЕ коэффициент

СВ% КС*

Люцерна свежескошенная

65(35-75)

79 0,8 20 26

Люцерна подвяленная 65(35-75)

79 0,8 35 41

Кукуруза (молочная спелость)

230 35 6,6 22 75

Кукуруза (молочно-восковая спелость)

110 32 3,4 30 58

41

КС должен быть не ниже 45! C/БЕ соотношение сахара к буферной емкости, желательно не ниже 3.0 *КС = коэффициент силосуемости, ** Сахар = водорастворимые углеводы БЕ = содержание веществ, препятствующих силосованию (сырой протеин и щелочные компоненты сырой золы)

Комплекс ферментов – как они работают

Accept No Imitations

Амилаза – как она работает

Accept No Imitations

+ =

Сложные углеводы растения, которые не доступны для

бактерий

Теперь их можно использовать

==

КАК ДОЛЖЕН РАБОТАТЬ КОНСЕРВАНТ?

Accept No Imitations

pH

Время

Без консерванта

С консервантом

ЛАКТОБАКТЕРИИ

Чего мы пытаемся добиться?

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12 14 16ДНИ

pH

Идеальное снижение рН

ВЫВОДЫ• Соблюдайте правила заготовки

корма• Если пока не получается,

покупайте самый эффективный консервант, который позволит Вам:

1) Сохранить корм2) Сделать его вкусным и съедобным3) Сделать его безопасным

СПАСИБО