мешки повысило сохранность и питательность силоса. Сейчас около 2025% силосов делают этим методом, однако, все еще преобладают наземные силосные траншеи. Они состоят из твердых (плотных) стен до 2,5-3,5 м высотой с обвалкой до самого верха стен с внешней стороны грунтом, чтобы повысить их герметичность и защиту силоса от мороза и жары. Практикой доказана обязательность укрытия траншей двумя пленками, первая пленка – 0,04 мм, вторая более – 0,2 мм. Вторая пленка укрывает силосную наземную траншею вместе со стенками с внешней стороны. Она защищает силос от проклевывания птицами. Это предотвращает доступ воздуха и дождевых осадков внутрь с краев стенки (рис. 26.3). Сверху пленка придавливается автомобильными покрышками или соломенными тюками.
26.1. Роль растительных ферментов при силосовании
Сразу после скашивания в силосуемой массе происходят химические изменения в результате активации энзимов, присутствующих в растительной ткани. Процессы дыхания и протеолиза наиболее существенны по действию на питательную ценность силоса.
Дыхание. Дыхание означает окислительный распад органических веществ для производства энергии в атмосфере воздуха. Углеводы – основной источник дыхания и окисления – это, как правило, гексозный сахар (глюкоза и фруктоза), который подвергается гликолизу и последующей оксидации в цикле трикарбоновых кислот до углекислоты и воды. В скошенных растениях происходят биосинтетические реакции, в результате которых вся энергия гексоз превращается в тепло. В изолированном растении эта тепловая энергия будет уходить в атмосферу, а в силосных емкостях тепло накапливается в силосной массе, вызывая повышение ее температуры. Потеря растворимых сахаров при дыхании (респирации) вредно сказывается на силосовании (ферментации) и при-
водит к плохим результатам. Дыхание растения будет продолжаться в хранилище пока имеется кислород и субстрат (сахар). Ключевой способ прекращения дыхания состоит в создании анаэробных условий при силосовании настолько быстро, насколько это возможно. Это достигается, если слой толщиной не более 30 см трамбуется за 10 мин.
Протеолиз . В свежей зеленой массе 75-90% общего азота присутствует в виде белка. После уборки происходит быстрый протеолиз (гидролиз пептидных связей) под действием протеолитических ферментов, присутствующих в клетках силосуемых растений. После нескольких дней провяливания в поле содержание белка может снизиться на 30%. Размер деградации белка варьирует в зависимости от вида растений, содержания СВ и температуры. Протеолиз продолжается и в засилосованном материале, однако, его активность уменьшается по мере снижения рН. Продукты протеолиза – аминокислоты и пептиды разной длины. Дальнейшее разрушение аминокислот происходит в значительно большей мере под действием микробных, а не растительных энзимов.
26.2. Виды микроорганизмов и их роль в силосовании
Аэробные грибы и бактерии являются доминирующими микроорганизмами в свежей силосуемой массе, однако, в анаэробных условиях в силосе их заменяют бактерии, способные размножаться при отсутствии кислорода. Они включают молочнокислые бактерии, клостридии и энтеробактерии.
Молочнокислые бактерии. Молочнокислые бактерии, которые являются факультативными анаэробами (способны расти в присутствии или отсутствии кислорода), обычно присутствуют на растущих культурах в небольшом количестве, однако, быстро размножаются после скашивания, в особенности при выделении сока, когда культуры измельчены или плющатся. Их можно разделить на две категории: гомоферментативные бактерии ( Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus и Enterococcus faecalis ) и гетероферментативные бактерии ( Lactobacillus brevis и Leuconostoc mesenteroides ). Когда масса силосуется, молочнокислые бактерии продолжают размножаться, ферментируя водорастворимые углеводы в культуре до органических кислот, главным образом, молочной, которая снижает величину рН. Гомоферментативные молочнокислые бактерии являются более эффективными при производстве молочной кислоты из гексозных сахаров, чем гетероферментативные организмы (см. табл. 26.1). Во время силосования происходит также некоторый гидролиз гемицеллюлозы, освобождающий пентозы, которые ферментируются до молочной и уксусной кислот большинством типов молочнокислых бактерий.
Клостридия. Клостридия присутствует на растениях, однако, главным их источником в силосе является загрязнение его почвой. Они
находятся в форме спор и прорастают в строго анаэробных условиях. Их можно разделить на две основные группы: сахаролитические клостридии и протеолитические клостридии. Сахаролитические бактерии (например, Clostridium butyricum и Clostridium tyrobutyricum ) ферментируют молочную кислоту и остаточные водорастворимые углеводы до масляной кислоты, увеличивая при этом рН. Протеолитические клостридии ( Clostridium bifermentans и Clostridium sporogenes ) ферментируют, главным образом, аминокислоты до разных продуктов, включая уксусную и масляную кислоты, амины и аммиак (табл. 26.1). Клостридия лучше всего растет при рН 7,0-7,4, она не переносит кислую среду, а при рН 4,2 ее рост подавляется. Вид кислот, ответственных за понижение рН, является важным, при этом недиссоциированные органические кислоты считаются наиболее сильными. Клостридия чувствительна к потреблению воды и требует очень сырых условий для активного роста. При очень сырой массе (т.е. с концентрацией СВ 15% и воды 85%) даже при достижении рН ниже 4 их активность не может быть подавлена.
Таблица 26.1 – Ферментативные процессы при силосовании
Молочнокислые бактерии Гомоферментативные процессы:
Глюкоза → 2 молочная к-та Фруктоза → 2 молочная к-та Пентоза → молочная к-та + уксусная к-та Гетероферментативные процессы: Глюкоза → молочная к-та + этанол + СО2 3 фруктоза → молочная к-та + 2 маннитол + уксусная к-та + СО2 Пентоза → молочная к-та + уксусная к-та
Клостридия Сахаролитические процессы 2 Молочная к-та → масляная к-та + 2 СО2 + 2 Н2 Протеолитические процессы: Дезаминирование Глютаминовая к-та → уксусная к-та+пировиноградная к-та+NH3 Лизин → уксусная к-та + масляная к-та + 2 NH3 Декарбоксилирование Аргинин → путресцин + СО2 Глютаминовая к-та → γ- аминомасляная к-та + СО2 Гистидин → гистамин + СО2 Лизин → кадаверин + СО2 Процессы окисления/восстановления Аланин + 2 глицин → 3 уксусная к-та + 3 NH3 + CO2 Энтеробактерии Глюкоза → уксусная к-та + этанол + 2 СО2 + 2 Н2
