Після того, як силосовану масу заклали в силосну траншею і герметично вкрили, в ній починають відбуватися найрізноманітніші біологічні процеси. Які процеси є бажаними, а які ні?
Молочно-кисле бродіння: молочнокислі бактерії (МКБ), що зустрічаються на кормових рослинах, перетворюють рослинний цукор на молочну кислоту. Порівняно з іншими кислотами бродіння молочна кислота є сильною, завдяки чому призводить до різкого зниження рівня рН. Це є бажаним, оскільки забезпечує оптимальне зберігання силосу. Однак, дія молочнокислих бактерій потребує суворих анаеробних умов. За швидкого перекриття доступу повітря молочнокисле бродіння розпочинається вже за кілька годин після вкриття силосу. Частка молочної кислоти в хорошому силосованому кормі повинна становити 80% вмісту всіх кислот.
Примітка: занадто суха або занадто волога силосована маса, а також низький вміст цукру ускладнюють молочнокисле бродіння. Часто воно ускладнене також у сінажах, які містять багато конюшини або травосумішей (великий буферний обєм), а також у забрудненому кормі (понад 10% вмісту сирої золи). Молочнокислі бактерії залежно від типу обміну речовин поділяють на гомоферментативні та гетероферментативні.
- Гомоферментативні бактерії під час бродіння перетворюють глюкозу та фруктозу на молочну кислоту з відносно малими втратами енергії.
- На противагу їм, гетероферментативні бактерії окрім молочної кислоти виробляють також значну кількість оцтової, пропіонової кислот, етанол та двуокис вуглецю (СО2). Це відбувається в наступних фазах бродіння, причому утворена до цього молочна кислота частково перетворюється на інші види.
- Оцтовокисле бродіння: супровідний процес – це оцтовокисле бродіння (різкий запах), інтенсивність та обсяг якого залежить від залишку кисню в силосованій масі. За швидкого перекриття доступу повітря оцтовокисле бродіння триває лише короткий час і спричиняє лише незначний вміст оцтової кислоти. Оцтова кислота проникає крізь кліткові стінки мікроорганізмів та денатурує клітковий протеїн. З цієї причини незначний вміст оцтової кислоти в силосі є бажаним, оскільки вона обмежує, наприклад, розвиток дріжджів, які заважають процесу бродіння. Оптимальним є вміст 15-20% оцтової кислоти.
- Маслянокисле бродіння: утворення масляної кислоти є, навпаки, небажаним процесом. Маслянокислі бактерії (клостридії), основним продуктом обміну яких є масляна кислота, широко розповсюджені в грунті. У силосні ями вони потрапляють, наприклад, через забрудення (низька висота укосу, миші). У верхньому та бокових шарах сінажу, де часто зустрічається самозігрівання та пліснява, спори клостридій після зростання рівня рН стають знову активними і розмножуються. В хорошому сінажі з низьким вмістом сирої золи вміст масляної кислоти становить менше 1,0 г/кг сухої речовини (СР). Вміст масляної кислоти в жодному разі не повинен перевищувати показник «норми» в 3,0 г/кг СР.
Маслянокислі бактерії, як і молочнокислі, є суворими анаеробами. Вони продукують масляну кислоту до досягнення критичного рівня рН. Тому стримати маслянокисле бродіння можна шляхом швидкого підкислення. Розрізняють клостридії, що розщепляють цукор і виробляють масляну кислоту, а за браком цукру розщепляють також молочну кислоту, а також клостридії, що розщепляють білок і виробляють амоніак.
Дріжджі, плісняві грибки та інше
Навіть за найкращої технології силосування слід розраховувати на самозігрівання та на те, що корм може бути заражений грибками. Найкращим захистом від дріжджів та пліснявих грибків – це захист від кисню!
Простими словами консервувальна дія силосування базується на анаеробному молочнокислому бродінні. Сильна молочна кислота через падіння рівня рН стримує активність небажаних мікроорганізмів, а також ензимів, що містяться в самих рослинах і таким чином забезпечує стабільність зберігання корму. Для того, щоб наявні в силосній траншеї бактерії могли виробляти достатню кількість молочної кислоти (та інші кислоти бродіння), потрібне швидке перекриття доступу повітря.
До того, як в силосі чи сінажі буде досягнуто критичного рівня рН, мине від шести до восьми тижнів бродіння, причому більш сухій масі потрібен довший час. Якщо силосну яму відкривають зарано, існує ризик (особливо якщо маса ущільнена погано і є «повітряні подушки») зворотного процесу, причому можуть активізуватися різні шкідливі мікроорганізми. Сінаж в обмотаних тюках можна відкривати вже через три тижні, причому згодувати їх необхідно протягом двох днів.
Загалом працює правило: що швидше буде досягнуто «анаеробної стабільності» корму, то раніше молочнокислі бактерії можуть закінчити свою роботу і то більше енергії в формі цукру залишиться в кормі. Це дуже важливо (особливо якщо корм призначений для високопродуктивних корів), оскільки цукор, що перетворився в процесі бродіння на молочну кислоту, не може бути засвоєний у рубці. Молочна кислота спочатку має бути перетворена на пропіонову. Зрештою бактерії рубця використовують з молочної кислоти лише одну четверту енергії, яка утворилася з цукру на початку процесу бродіння. Тому так важливим є різке зниження рівня рН та короткий процес бродіння!
Від дріжджів захищають анаеробні умови
Молочнокислі бактерії, які необхідні для утворення молочної кислоти, містяться на траві та кукурудзі. Однак вони завжди існують в парі з небажаними для процесу бродіння бактеріями. До найважливіших належать маслянокислі та колібактерії (звязують оцтову кислоту). Дріжджові та плісняві грибки відповідальні за самозігрівання, тоді як гнильні бактерії розкладають насамперед білок.
Дріжджові грибки зустрічаються на всіх рослинах, у великих кількостях у силосні траншеї потрапляють через забруднення. Загалом, можуть працювати як в аеробних, так і в анаеробних умовах і разом з пліснявими грибками відповідають за самозігрівання корму.
Найважливішим захистом від дріжджів є звільнення від кисню! Цього досягають хорошим ущільненням та ретельним вкриттям силосованої маси. Це гарантує те, що рівень рН різко знижується і таким чином вміст грибків перебуватиме нижче критичного порогу. У разі потрапляння повітря дріжджі починають переробляти всі багаті на енергію речовини (залишок цукрів, молочна кислота, алкоголь). Під впливом кисню (наприклад, недостатнє ущільнення, повітряні подушки) дріжджі можуть розмножуватися у вже закритому сінажі/силосі. Після відкриття ями це може призвести до різкого їх розмноження (самозігрівання корму). Багатий на енергію кукурудзяний силос особливо під загрозою. Внаслідок «дихання» (окисно-відновний процес) силосований корм не лише різко зігрівається, а й в ньому швидко знижується вміст енергії.
За температури понад 40°С в силосній ямі пошкоджується також білок. Силосований корм набуває запаху смаженого хліба. Внаслідок підвищення температури утворюються сприятливі умови для пліснявих грибків. Якщо умови залишаються анаеробними, деякі дріжджові грибки здатні перетворювати цукор в алкоголь, при цьому утворюються різні речовини, що спричиняють специфічний запах і смак.
Плісняві грибки обовязково потребують кисню. Кисень може бути доступним через погане ущільнення (повітряні подушки) або слабо утрамбовані шари чи проникати при відкритті силосу (малі обсяги забору, бокові шари). Потреба грибка в кисні покривається ще в шарі корму залежно від щільності трамбування два-три метри поза шаром забору у відкритій ямі. Зокрема, це означає, що до утворення плісняви призводить не залишкове повітря з часів наповнення ями, а постійне мінімальне проникнення кисню крізь нещільності або після забору корму з ями! Якщо з ями забирають шар товщиною 1 м/тиждень, то після забору корму грибок для свого розвитку має аж до трьох тижнів часу!
Плісняві грибки ростуть незалежно від рівня рН. Вони не лише розщеплюють білок та цукор, вони можуть утворювати також отруйні речовини (мікотоксини). Тому корм, забруднений пліснявою, необхідно відсортовувати. Його у жодному разі не можна згодовувати тваринам!
- Біла або сіра пліснява (часто зустрічається як «aspergillus fumigatus») вказує на нерівномірне ущільнення маси, малу товщину її забору або проникнення повітря (дірки у плівці, пошкоджені стіни ями).
- Маленькі червоні чи блакитні подушечки (так звані «hog spots») спричиняються видами плісняви, які потребують мало кисню. Значне розповсюдження «hog spots» – це «Penicillium roqueforti» з кулеподібними блакитними гніздами і червоним грибком «Monascus ruber». Найчастіше їх можна зустріти у кукурудзяному силосі. Такі локально обмежені процеси – наслідок нерівномірного розподілення кисню та оцтової кислоти, а також негомогенної концентрації оцтової кислоти в силосі.
Факти силосування: ви про це знали?
Максимально швидке привялювання: доки є вода, є життя. Навіть після скошування рослина продовжує «жити», і в ній відбувається обмін речовин. І лише, коли вміст сухої речовини сягає 60%, обмінна активність рослини припиняється, однак корм ще далеко не стабільний! Навпаки, якщо не розпочати консервування (сушіння у випадку сіна, швидке вкриття у випадку сінажу та силосу), розпочинається неправильне бродіння (зумовлене мікроорганізмами) і зрештою розщеплення поживних речовин.
Вологий сінаж/силос через буферну дію води та занизький вміст цукрів схильний до оцтово- та маслянокислого бродіння. Зниження рівня рН у цьому випадку не таке сильне, як за молочнокислого бродіння. Крім того, у вологому сінажі/силосі молочна кислота часто перетворюється бактеріями на оцтову та масляну. Привялювання покращує силосованість корму.
Високий вміст бруду (підвищений вміст сирої золи) підвищує буферний обєм та протидію підкисленню. Крім того, з брудом в корм потрапляють шкідливі для бродіння бактерії (неправильне бродіння)! З цієї причини травяний сінаж повинен містити менше 10% сирої золи у сухій речовині. Підвищення вмісту сирої золи на 1 % знижує вміст енергії в кормі на 0,1 МДж NEL/кг СР.
Висока якість бродіння можлива також за високого ступеня привялювання! Хоча, що більше привялюють силосовану масу, то менше утворюється бродильних кислот і тим меншим є зниження рівня рН, проте нема жодного взаємозвязку між ступенем привялювання та якістю бродіння. Навіть якщо вірогідність дуже високої якості бродіння за вмісту СР 30-40% є найбільшою.
Сам по собі рівень рН не є показовим: загалом, існує взаємозвязок між показником рН і якістю бродіння, проте в межах окремих ступенів якості бродіння існують значні відхилення:
- За дуже хорошої якості бродіння рівень рН коливається між показниками 3,4 та 5,0;
- За поганої та дуже поганої якості бродіння показники рН перебувають в межах 4,6 – 6,9.
Шкідливі бактерії тим чутливіше реагують на кислоту, що менше води є в масі. Тобто, критичний рівень рН тим вищий, що вищий вміст сухої речовини силосованої маси. Отже, ані низький рівень рН не гарантує високої якості бродіння, ані високий рівень рН не означає автоматично низьку якість бродіння.
Надування плівки після вкриття силосної ями свідчить про те, що розпочався бродильний процес. Таке надування зумовлює консервувальна дія СО2. За кілька днів бродильний газ зникає, плівка знову щільно прилягає до поверхні корму. В жодному разі не можна проколювати надуту плівку або відкривати силосну яму. Це призведе до неправильного бродіння.
Певний вміст нітратів в зеленому кормі є передумовою вдалої заготівлі сінажу. В ході перетворення (редукції) нітрит, що утворюється під час силосування, сприяє стриманню розвитку клостридій в першій фазі бродіння. Мало удобрений або пізно скошений корм може мати занизький вміст нітратів, а тому схильний до маслянокислого бродіння. У таких випадках рекомендовано додавати нітритовмісні консерванти.
Комбінація бродильних кислот дуже хорошого силосу/сінажу складається на 80% з молочної кислоти, на 10-20% з оцтової і макс. 3% масляної кислот. Зі зниженням якості бродіння співвідношення бродильних кислот наближається. За поганої якості бродіння вміст кислот: молочної, оцтової, масляної майже однаковий.
Частка аммоніаку в загальному вмісті азоту у хорошому сінажі/силосі становить приблизно 5%. В погано законсерованому кормі, навпаки, приблизно 30%. Що більше шкідливих факторів бродіння зустрічається в сінажі/силосі, то частіше зачіпаються азотовмісні зєднання білку.
Самозігріванню та утворенню плісняви сприяють вплив повітря після відкриття силосної ями, а також високий вміст мікроорганізмів дріжджів, пліснявих грибків та (зокрема у кукурудзяному силосі) оцтовокислі бактерії. (Часткове) зігрівання корму в силосній ямі неминуче призводить до високих втрат сухої маси та енергії. Крім того, мікотоксини, що утворилися пліснявими грибками, є ризиком для здоровя тварин. Дріжджові та плісняві грибки практично завжди присутні у силосованій масі. Низький рівень рН жодним чином не впливає на дріжджі та плісняві грибки. Стримати їх розвиток можна лише шляхом швидкого перекриття доступу повітря: до аеробної нестабільності схильні особливо багаті на цукор та енергію силоси, залишкові цукри в яких після відкриття слугують кормом для дріжджів та оцтовокислих бактерій.
