В этом году в некоторых регионах существует вероятность того, что урожай зеленой массы будет низким из-за аномально влажной и прохладной погоды в весенне-летний период, что может привести к преждевременному открытию силосных траншей до наступления подходящего момента, определяемого правильной технологией.
По мнению одних исследователей (Ward, Ondarza, 2008) силос считается «созревшим» через 4 месяца после начала ферментации. Другие (Hallada, 2008) полагают, что «зрелость» наступает между 3-мя и 6-ю месяцами. Большинство же отечественных и зарубежных исследователей сходятся во мнении, что готовым к скармливанию силос можно считать минимум через месяц после закладки траншеи, вне зависимости от использования консервантов.
К сожалению, некоторые недобросовестные продавцы биоконсерантов утверждают, что их закваски почти волшебные в связи с уникальными свойствами «невероятно быстрой ферментации» и поэтому могут сократить срок созревания силоса до 2-х недель вопреки всем научным исследованиям.
Мы выражаем уверенность, что это всего лишь маркетинговый ход, который вводит потребителя в заблуждение. Разберемся, почему.
Реальные возможности заквасок
Основным механизмом действия правильно подобранной силосной закваски является быстрое снижение уровня рН силоса. Важность скорости подкисления связана с тем, что первые сутки силосования – это аэробная фаза развития корма, которая является критическим периодом в становлении микробиоты силоса. В этот период происходит бурное развитие аэробных бактерий, дрожжей и плесневых токсинопродуцирующих грибков, снижающих питательность и безопасность корма. От скорости подкисления растительной массы напрямую зависит качество консервированного корма.
Однако, важно понимать, что процесс ферментации на этом не заканчивается. Созревание силоса – это многоступенчатый микробиологический и биохимический процесс, состоящий из нескольких последовательных стадий. Как показали исследования с применением современных молекулярно-генетических технологий, биохимические изменения, происходящие в хранящемся субстрате возникают вследствие деятельности огромного разнообразия микроорганизмов, включая некультивируемые формы. Параллельно идут метаболические преобразования корма в результате действия растительных ферментов.
Несоблюдение приемов технологии закладки и хранения консервированного корма может вызвать рост нежелательных микроорганизмов и, как следствие, вторичное аэробное брожение, которое может возникнуть на любом из этапов хранения корма. Закваски используются, чтобы предотвратить это явление и направить ферментацию в нужное русло. Поэтому необходимо использовать правильно подобранные консерванты на основе штаммов бактерий с высокой конкурентоспособностью и антимикробной активностью, эффективность которых обоснована с научной точки зрения.
Только через четыре недели процесса ферментации (а иногда и больше) состояние силосной массы стабилизируется и корм можно будет скармливать. При этом, искусственно обогащая корм бактериями, невозможно уменьшить срок «созревания» силоса. Начало скармливания силоса до 4 недель хранения дает все шансы потерять в качестве, безопасности и аэробной стабильности силоса.
Ухудшение переваримости
Ученые (Kung, 2013) и практики животноводства нередко отмечают факт снижения жира в молоке и возникновения ламинитов у коров при скармливании 2-х и 3-х недельного силоса. С другой стороны, отмечено, что молочные коровы производят больше молока потребляя силос, ферментированный дольше, чем 3-4 недели. Это связано с тем, что в процессе созревания происходят важные метаболические преобразования корма, влияющие на здоровье и продуктивность животных.
Отчасти, это связано с тем, что в процессе правильной ферментации корма происходят постоянные изменения биохимического состава, питательной ценности, переваримости и усвояемости и доступности питательных веществ, содержащихся в силосе.
Так, например, в исследованиях (Grum et al., 1991, Kleinschmit, Kung, 2006) сообщалось, что содержание молочной кислоты увеличивается в течение многих месяцев хранения, включая корма с очень низкими значениями рН. Это подчеркивает факт, что молочнокислые бактерии крайне кислотоустойчивы и активны в течение длительных периодов в силосе.
В течение длительного срока наблюдаются изменения в переваримости и усвояемости нейтрально-детергентной клетчатки (НДК). В одном из зарубежных исследований, уровень переваримости НДК силоса резко увеличивался в процессе хранения и достиг плато лишь через 6 месяцев после закладки корма. Увеличение переваримости НДК положительно сказывается на руминации, уровне слюноотделения (образовании буфера), структуре рубцового микробиома, процессах образования летучих жирных кислот в рубце, жирности молока. Ведь как правило, этот важный компонент корма имеет низкую доступность для животных.
Другими исследователями (Benton et al., 2005) отмечено нарастание переваримости сухого вещества силоса, особенно с высокой влажностью, при длительном хранении.
Ряд авторов показали, что в течение периода силосования (Hoffman et al., 2011; Der Bedrosian et al., 2012) происходит увеличение доступности протеина и энергии.
Снижение аэробной стабильности
Один из важнейших показателей заготовленного корма - это его аэробная стабильность (АС), то есть сохранность питательных веществ и безопасность корма уже после открытия хранилища. Доступ кислорода в консервированную массу, в первую очередь, инициирует размножение дрожжей Saccharomyces cerevisiae, Torula sp., Pichia sp., Debaryomyces hansenii, Hanseniaspora uvarum и др. Их развитие приводит к потерям питательных веществ и разогреванию субстрата. Это связано с тем, что при контакте с кислородом спиртовое брожение сводится к минимуму и почти весь сахар тратится на синтез биомассы дрожжей, выделяющей значительное количество тепла. Белок при этом катаболизируется до NH3, что вызывает повышение уровня рН и провоцирует развитие плесневых грибов, продуцирующих микотоксины.
АС определяется временем, в течение которого корм сохраняет постоянное качество и не разогревается при доступе воздуха. В связи с этим, метод определения АС заключается в измерении температуры в образцах и установлении момента, когда она превысит окружающую температуру на несколько градусов.
Существенным правилом является то, что продолжительность АС напрямую зависит от длительности ферментации корма. Так, даже на 30-е сутки силосования, когда процесс брожения считается законченным и корм готов к употреблению, продолжительность АС составляет не более 1–2 суток. Длительность АС в разы возрастает с увеличением срока хранения корма (Лаптев, Хамитова, 2013).
Мы провели оценку эффективности использования консерванта европейского производства на основе смеси штаммов лактобактерий для повышения продолжительности АС «молодого», не зрелого зерносенажа со сроком ферментации 15 суток. Оказалось, что использование закваски не позволило продлить срок аэробной стабильности по сравнению с вариантом без консерванта (рис. 1). В течение полутора суток можно было наблюдать лишь незначительную разницу с контролем в скорости повышения температуры.
Рис. 1. Влияние европейского консерванта на показатели аэробной стабильности «молодого» зерносенажа (15 сут. хранения)
Это связано с тем, что жизнедеятельность микроорганизмов, которая была временно подавлена низким уровнем рН и бескислородными условиями, при открытии траншеи и доступе воздуха начинает возобновляться.
Больший срок аэробной стабильности зрелого силоса (более 4 недель хранения) связан с накоплением достаточного количества антимикробных веществ – бактериоцинов, органических кислот и полным ингибированием нежелательных форм микроорганизмов, включая некультивируемые формы.
Загрязнение токсинами
Проблема распространения микотоксинов в силосе в нашей стране оказалась очень острой для всех регионов. Так, по нашим данным, уровень превышения ПДК охратоксина А в силосе в некоторых фермах Северо-Западного региона достигает 54,4 раза.
В связи с этим, еще одним ключевым процессом созревания силоса является процесс биодеструкции микотоксинов – вторичных метаболитов плесневых грибков, который продолжается, как мы показали, в течение нескольких месяцев после завершения активной ферментации (рис. 2). Зарубежные исследователи (Boudra, Morgavi, 2008) также продемонстрировали снижение содержания ДОН, фумонизина В1, В2 и зеараленона в процессе силосования. При этом увеличение сроков хранения силоса приводило к возрастанию скорости деградации микотоксинов.
Рис. 2. Содержание ДОН в процессе хранения силоса в хозяйствах Северо-Западного региона (данные мониторинговых исследований НПК «БИОТРОФ»)
Процессы биотрансформации токсинов до безопасных соединений возможны при благоприятном процессе брожения на фоне размножения микроорганизмов, обладающих разнообразием ферментных систем, возможностью синтеза органических кислот и других активных соединений.
Именно поэтому в компании НПК «БИОТРОФ» селекция штаммов бактерий для создания консервантов ведется и в направлении возможности биодеструкции микотоксинов. Для этого используется генетический метод полногеномного секвенирования, который позволяет «поймать» соответствующие гены у бактерий.
Мы провели сравнение количества микотоксинов в злаково-бобовом силосе, заложенном в животноводческих хозяйствах нашей страны. Силос был заготовлен с жидкой закваской Биотроф-111 (40 образцов), высушенными консервантами зарубежного производства (16 образцов), химическим консервантом (17 образцов), а также без добавок (142 образцов).
В связи с тем, что сложные комбинации токсических грибковых метаболитов формируются уже в поле на вегетирующих растениях, присутствие микотоксинов было обнаружено во всех пробах (рис. 3). Однако, наименьшее среднее содержание микотоксинов было выявлено в образцах силоса, заготовленного с использованием жидкой закваски Биотроф-111, по сравнению с образцами силоса, заложенного без заквасок, а также с химическим и высушенными биологическими консервантами.
Рис. 3. Содержание микотоксинов в силосе, заложенном с различными консервантами, мг/кг (данные НПК «БИОТРОФ»)
Причины неудач при использовании биологических заквасок на основе высушенных штаммов лактобактерий мы описывали в предыдущих публикациях на портале «The DairyNews». Что касается химических консервантов, то агрессивное действие органических кислот, входящих в их состав, является стрессовым фактором, вследствие которого плесневые грибы активируют синтез микотоксинов.
Поражение патогенами
С применением молекулярно-генетического метода NGS-секвенирования мы доказали, что растительное сырье для силосования уже во время вегетации поражается опасными патогенами, которые выживают в силосе длительное время (не менее 4 недель и более). Ранее не удавалось обнаружить их традиционными методами микробиологии, однако, как стало известно в последние годы, это связано с тем, что в неблагоприятных условиях среды патогенные формы переходят в некультивируемое состояние.
Поэтому одним из источников заселения рубца патогенной микрофлорой может являться силос, заложенный с нарушениями технологии, либо «молодой» корм, который начали скармливать преждевременно.
Мы провели исследования, которые позволили выявить присутствие стафилококков (в среднем, 1,0х103 клеток/г) в силосах 4-недельного срока хранения в траншеях нескольких передовых хозяйств Ленинградской области (рис. 4). Стафилококки опасны для коров, поскольку являются возбудителями мастита. Изучение микробиологического состава рубцовой жидкости и молока коров, потреблявших контаминированный стафилококками силос, выявило присутствие там данных патогенов.
Рис. 4. Связь содержания стафилококков в силосе, рубце и молоке методом количественной ПЦР (данные НПК «БИОТРОФ»)
Мы провели линейный корреляционный анализ зависимости компонентов рациона от присутствия различных микроорганизмов в рубце. Было показано, что увеличение содержания 4-х недельного силоса в рационе было связано с возрастанием в рубце численности стафилококков (r=0,56, р≤0,05).
Дисбиозы рубца напрямую связаны и с нарушением деятельности молочной железы. Как показали исследования, количество соматических клеток в молоке положительно (r=0,89) коррелирует со стафилококками, которые присутствуют в рубце на фоне снижения представителей нормофлоры (рис. 5).
Рис. 5. Связь стафилококков в рубце и соматических клеток в молоке (ось х – в молоке, ось y – в рубце) (данные НПК «БИОТРОФ»)
Содержание патогенных клостридий в пищеварительной системе КРС также находится в прямой зависимости от микробиологической чистоты и зрелости силоса (Gouet, Contrepois, 1971). Согласно данным Бакстона с соавторами (Buxton et al., 2003) при погрешностях в кормозаготовке и дисбиозах у коров фекальная контаминация вымени коровы нередко приводит к проникновению клостридий в молоко (рис. 6). Присутствие клостридий в сырах, изготовленных из контаминированного молока существенно затрудняет его производство, приводя к его «разбуханию».
Рис. 6. Схематичное представление цикла клостридий в животноводческом хозяйстве
Еще один патоген, выживающий в силосе достаточно долго - это фузобактерии (прежде всего, Fusobacterium necrophorum). Это связано с тем, что фузобактерии потребляют молочную кислоту в качестве субстрата для развития, а низкие значения кислотности оптимальны для их жизнедеятельности. Поступление фузобактерий в рубец из «молодого» силоса приводит к размножению патогенов, поскольку в этих условиях среда для их развития также благоприятна: высококонцентратное кормление провоцирует гиперпродукцию ЛЖК, синтез лактата и снижение рН. Далее происходит нарушение целостности слизистой пищеварительной системы и распространение фузобактерий по организму. Этот патоген вызывает падение продуктивности (рис. 7А), а также все сопутствующие патологии у животных, такие как послеотельные осложнения, проблемы с воспроизводством ( табл. 1), ламиниты и хромоту (рис. 7Б).
Рис. 7. Последствия развития F. necrophorum в рубце: А -Зависимость между содержанием F. necrophorum в рубце коров и уровнем надоя, Б – поражения копыт (данные НПК «БИОТРОФ»)
Таблица 1. Содержание Fusobaterium sp. в соскобах с влагалища коров: клинически здоровых и с диагнозом «эндометрит» (данные НПК «БИОТРОФ»)
Что делать?
Таким образом, незрелый силос может вызвать проблемы с переваримостью питательных веществ, снижением надоя и жирности молока, поступлением в организм коров патогенов и микотоксинов. Скармливание «молодого» силоса может ухудшить структуру микрофлоры рубца. Следствием дисбиоза могут явиться такие патологии, как некробактериоз слизистой рубца, абсцессы печени, ламиниты, маститы, патологии органов воспроизводства, снижение уровня молочной продуктивности, что приведет к раннему выбытию из стада. Рекомендуется подождать не менее 4 недель (а в некоторых случаях и более), прежде чем скармливать силос нового урожая. При силосовании необходимо использовать закваски на основе штаммов бактерий с выраженной антимикробной активностью и возможностью продуцировать бактериоцины, поскольку многие патогены, выживающие в этой среде, например, F. necrophorum, устойчивы к действию молочной кислоты и используют ее, как субстрат для питания.
Одним из возможных профилактических приёмов является и применение пробиотиков. Особенное внимание следует уделить здоровью животных, которым скармливают силос, заложенный с нарушением технологии и в непогоду.
Хорошо ферментированный корм обладает большей аэробной стабильностью, он более качественный и безопасный, его потребление положительно отражается на производстве молока, а значит, рентабельности.
Источник: The DairyNews