Сельскохозяйственная биотехнология

Техника приготовления  навозноземляных компостов проста и сводится к следующему: на выбранный под компостирование участок равномерно вносят известь, после чего участок культивируют или пашут на глубину 10-12 см. Затем на компостную площадку вносят навоз и фосфоритную муку, участок снова пашут на глубину 10-14 см и дискуют. В результате удобрения хорошо перемешиваются с почвой.

 

6.1.4 Компосты из бытовых отходов

В связи с возрастающими  требованиями к охране окружающей среды  и ростом количества бытовых отходов  в городах всё более широкое  распространение получают промышленные методы биотермического обеззараживания отходов и приготовления из них компостов. В пригородных хозяйствах городской мусор используют как биотопливо в парниках.

 Из промышленных  отходов наибольшее значение  для приготовления компостов  имеют следующие: отходы боен  и кожевенных заводов, отходы табачной, шерстяной, рыбной, маслобойной, сахарной, костяной промышленности и различные шлаки металлургических заводов. Немаловажную роль как сырьё для компостов имеют фекалии муниципальных канализаций.

Барьером для использования  мусора городских свалок и предприятий является наличие в нём стекла, железа, костей и др. предметов, требующих удаления из компостируемого материала путём просеивания и прочих видов сортировки. Большой проблемой являются токсичные отходы, опасные для здоровья человека и почв, поскольку способны привносить с собой тяжёлые металлы, химикаты, токсины, которые очень сложно удалять из почвы. Эти компоненты делают её непригодной для сельскохозяйственного использования.

По действию на урожай заводской компост из бытовых  отходов не уступает в эквивалентных дозах навозу и при наличии соответствующего сертификата качества может применяться с агрохимическим контролем под различные культуры.

 

6.1.5 Компостирование отходов сельскохозяйственного производства

Во многих районах  нашей страны, особенно в лесостепной и степной зонах, часто большие количества соломы, мякины, половы и других отходов полеводства остаются неиспользованными. Из этих отходов можно приготовлять высококачественные удобрения.

Особенно ценно использование  соломы для подстилки в пастбищный период на временных полевых загонах скота. Для этого полевую стоянку скота покрывают слоем соломы 20-30 см. Солома смачивается мочой, перемешивается с калом животных и хорошо уплотняется. Благодаря атмосферным осадкам и влаге, которая подтягивается к слою навоза из почвы, солома начинает быстро разлагаться, и в течение 1,5-2 месяцев на загоне образуется хороший, полноценный навоз. Перед сменой стоянки скота навоз укладывают в хорошо уплотнённый штабель, где навоз дозревает быстро и без больших потерь азота.

Сельскохозяйственной  наукой разработаны приёмы приготовления  из соломы так называемого искусственного навоза. На специально приготовленной площадке закладывают слой соломы (лучше  в виде резки) шириной 3-4 м, толщиной 80-100 см, длина зависит от количества соломы.

При укладке солому равномерно посыпают азотными минеральными удобрениями, после этого равномерно смачивают  водой в 3-4 приёма (через каждые 10-12 часов), чтобы вода не вытекала из-под  соломы, а целиком ею впитывалась (на каждую тонну заложенной соломы – 0,5 т воды). Только после того, как начинается брожение первого слоя соломенной резки и температура в нём поднимается до 50-60⁰С, следует закладывать второй слой соломы, потом третий и т.д., пока высота штабеля не поднимется. Вместо минерального азота и воды можно использовать навоз и навозную жижу.

Приготовлять искусственный  навоз из соломы злаковых и бобовых  культур, не пригодной на корм половы, мякины и других отходов можно  непосредственно в поле, на месте  использования его на удобрение.

 

6.1.6 Компосты с использованием дождевых червей

Вермикультивирование  – искусственное разведение червей, одно из перспективных направлений  в сельскохозяйственной практике всего  мира. В качестве источников корма  для червей используют различные органические материалы: навоз, бытовые отходы, растительные остатки, осадок сточных вод и др.

Питаясь, черви быстро размножаются и способствуют превращению  отходов в компост. При этом в  сравнении с компостом, получаемым традиционными методами вермикомпост характеризуется гомогенностью и высокой водоудерживающей способностью. Также здесь отмечается сбалансированное соотношение основных макроэлементов, что позволяет сократить применение минеральных удобрений, а также в конечном итоге решить проблему утилизации бытовых и прочих органических отходов.

Первоначально вермикультивирование было разработано в США и распространилось впоследствии по многим регионам мира. Из европейских стран широкое  распространение это направление  получило в Италии, есть масштабные коммерческие хозяйства во Франции, Германии, Голландии, Великобритании, Польше, Венгрии, во многих азиатских странах, а также в Южной Америке и Австралии.

В странах СНГ работы по разведению червей ведутся в России (Владимир), Киргизии (Бишкек), Беларуси (Гомель, Минск, Добруш), на Украине (Ивано-Франковск).

Из большого количества видов дождевых червей для вермикультуры  пригодны только те, которые приспособились к жизни в компостах. Одним  из таких видов является Eisenia foetida.

Промышленное разведение целесообразно проводить при крупных животноводческих фермах и причина тому - навоз. Под хозяйство необходимо определить закрытое помещение, в котором размещаются контейнеры или гряды для выращивания червей, участок для буртования органических отходов и их хранения, помещение для просушивания и просеивания гумуса. Крайне желательно иметь отапливаемое помещение для содержания маточных культур.

Гряды располагают с  небольшим уклоном для стока  воды. Расстояние между грядами не менее 1,5 метра с учетом прохождения  тележки или малогабаритного трактора, ширина гряды – 1 метр, длина может быть любой.

7 Силосование   

 

Силос — законсервированная в процессе силосования зелёная  масса кукурузы, подсолнечника и  других силосных культур. Сочный корм для сельскохозяйственных животных всех видов, по питательности близок к зелёным кормам.   

 Силосование зеленых  кормов сопровождается меньшими  потерями питательных веществ,  в частности протеина (белка), чем  при сушке на сено. Если при  обычных условиях уборки на  сено из зеленой травы теряется до 30% и более питательных веществ, то при правильно проведенном силосовании в хороших силосных сооружениях потери в общей питательности редко достигают 10%, а в белке близки к нулю. Белки в процессе силосования распадаются частично на пептиды и аминокислоты, но это не существенно снижает их питательность.   

 Силосование дает  возможность заготавливать сравнительно  дешевый сочный корм на зимний  период, а в засушливых районах  — и на летние месяцы при  недостатке пастбищного корма;  позволяет возделывать такие кормовые культуры, которые дают наивысший урожай, и убирать их независимо от погоды в наиболее удобное для хозяйства время; дает возможность широко пользоваться пожнивными и промежуточными культурами, а также хорошо использовать осенью отаву, которую не удается высушить на сено; позволяет использовать на корм сорняки и грубое разнотравье, из которых при сушке получается плохое сено, а при силосовании — вполне удовлетворительный сочный корм.   

 В настоящее время  трудно представить зимние рационы  животных без силоса. Силос повышает аппетит животных, улучшает пищеварение, обеспечивает потребность животных в витаминах и минеральных веществах. В значительной мере этим качествам способствует специфический вкус и запах силоса, образующийся в процессе сложных биохимических превращений белка и углеводов силосуемой массы и напоминающий запах квашеной капусты и других овощей, хлебного кваса и свежевыпеченного хлеба.   

 Основное преимущество  силосования состоит в том,  что доброкачественный силос  по своей питательности и биологической ценности почти не отличается от зеленой травы. В силосованном корме количество протеина, жира, клетчатки, минеральных веществ и каротина почти не изменяется. Уменьшается лишь содержание сахара на 60-90%, который расходуется на образование органических кислот, главным образом, молочной кислоты.

Органические кислоты  по своим энергетическим свойствам  незначительно уступают простым  сахарам и легко усваиваются  организмом животного. Например, уксусная кислота, накапливающаяся в процессе силосования, необходима для образования молочного жира. В целом силос высокого качества оказывает положительное влияние на молочную продуктивность коров. Переваримость основных питательных веществ силоса по сравнению со свежескошенной травой изменяется незначительно. 

7.1 Микробиологические процессы, протекающие в силосуемой массе

7.1.1 Аэробные  процессы. Термогенез.   

 Микрофлора силоса. При соблюдении технологических  правил заготовки и хранения  в силосе создаются условия  (анаэробиоз, повышенная кислотность, температура), при которых количество первоначальной микрофлоры, в том числе «полевой», значительно сокращается. Однако ряд грибов приспосабливается к этим условиям и составляет так называемую силосную микрофлору.

К ней, помимо дрожжей, представляющих доминантную грибную флору силоса хорошего качества, относят Geotrichum candidum, некоторые Muco-raceae (Mucor griseo-cyanus, M. hiemalis, Absidia corymbifera, Rhizo-pus arrhizusn др.), Manascus pursureus, Penicillium rogueforti, а также Byssochlamys (B. nivea, B. fulva) и их конидиальные стадии, относящиеся к роду Palcilomyces. Наибольшую опасность представляют грибы двух последних родов, способные продуцировать микотоксин—патулин.   

 Кроме того, в периферийных  участках силосуемой массы (верхние  и боковые слои, поверхность среза — в траншеях; пристеночные части — в башнях) локализуются Fusarium (F. роае, F. graminea-тит), Aspergillus (A. fumigatus, A. flavus, A. glaucus), виды группы Botrytis, Trichoderma и др. При значительных нарушениях технологии заготовки силоса эти грибы могут интенсивно развиваться в глубинных слоях, поражая либо отдельные участки, либо всю его массу, вызывая заплесневение.    

 В случаях длительной  закладки корма, плохой трамбовки  массы и недостаточной герметизации  увеличивается ее аэрация и постепенно наступает самосогревание. В этом процессе большую роль играют грибы, образующие плесени. Температура массы силоса может повышаться до 60—70 °С.

Термогенез сопровождается снижением содержания углеводов, переваримого протеина, каротина и других веществ. Самосогревшийся корм становится малоценным, а в ряде случаев при интенсивном гнилостном распаде белковой части растительной массы и вредным для здоровья животных. Токсигенные штаммы грибов в таких благоприятных условиях для их развития могут продуцировать различные микотоксины.  

 При нарушении правил  выемки усиливаются аэрация и  подсыхание корма, в обнажившемся  слое начинает развиваться микофлора.  

 В результате нарушений  технологии силосования в силосе  в больших количествах образуются  масляная, капроновая, валериановая кислоты, кетоновые тела. Такой корм вреден для организма жвачных. Повышенное содержание масляной кислоты в рационе или усиленное маслянокислое брожение в рубце обусловливают развитие субклинической формы кетоза, которая в дальнейшем переходит в клинически выраженный кетоз.

 

7.1.2 Анаэробные  процессы

7.1.2.1 Недостаточное уплотнение и плохое укрывание  силосных буртов   

 Приведенная причина  может также привести к плохой  консервации и большим потерям  при силосовании из-за доступа воздуха (кислорода). В таких условиях значение рН 4.0 не достигается. Следовательно, могут быстро размножаться микроорганизмы, которые обычно ингибированы анаэробиозом.

Энтеробактерии и Clostridium, которые ингибируются низкими значениями рН, будут способны расти и утилизировать молочную кислоту,белок последующей утратой пищевой ценности силоса. Рост видов Clostridium, имеющий оптимум при рН 7.2, не ингибируется до тех пор, пока рН не упадет ниже  5.5. Следовательно, в плохо законсервированном влажном силосе они могут доминировать среди микрофлоры. Виды Clostridium предпочитают также более высокую влажность и силос с низким содержанием СВ.  

 Сахаролитические  виды, такие как Clostridium tyrobutyricum, используют  ВРУ и молочную кислоту в  процессе своего роста, и в силосе, который может изначально иметь низкую концентрацию молочной кислоты, неизбежно будет расти рН из-за наработки масляной кислоты, которая слабее, чем молочная.  

 Протеолитические  виды бактерий, такие как С.sporogenes, используют многие из аминокислот силоса, продуцируя преимущественно масляную кислоту и аммиак.       

Скармливание  коровам, молоко которых идет на сыр, недоброкачественного силоса, подвергавшегося  маслянокислому брожению, вызывает в сыре подобное брожение.       

Также нежелательны в силосе и дрожжи. Обычно после начального быстрого размножения  аэробные виды, такие как Candidas spp. и Pichia spp., «остаются в спячке» в анаэробных условиях, пока силос не откроют для кормления животных. Аэробная порча силоса на поверхности бурта может быть очень быстрой и приводить к полной потере питательности, сопровождаясь образованием диоксида углерода, воды и выделением теплоты, как видно из приведенных ниже типичных реакций дрожжей.

 

8 Этапы  превращения питательных веществ  в силосуемой массе