Top.Mail.Ru
Механизм действия инокулянтов для силосования | Блог | Пионер — Бренд семян

Механизм действия инокулянтов для силосования

Мы получаем много серьёзных вопросов от специалистов, связанных с кормлением, а также с механизмом действия инокулянтов для силосования. Многие вопросы связаны прежде всего с наличием разных видов бактерий в инокулянтах и их количеством.

В этой статье мы постараемся ответить на многие из них с учётом результатов современных исследований.

Лактобактерии в силосных инокулянтах выполняют главную роль при силосовании

Лактобактерии традиционно классифицируются как гомоферментативные или гетероферментативные в зависимости от того, какие конечные вещества получаются в результате их метаболизма из молекул 6-углеродных сахаров (глюкоза, фруктоза).

Гомоферментативные лактобактерии вырабатывают из одной молекулы сахаров 2 одинаковые 3-углеродные молекулы молочной кислоты. Гомоферментативные бактерии, специально подобранные для определенной культуры, эффективно и быстро снижают рН силоса.

Гетероферментативные лактобактерии вырабатывают из одной молекулы сахаров одну 3 углеродную молекулу молочной кислоты, одну 2-углеродную молекулу уксусной кислоты или этанола и 1-углеродную молекулу CO2. Гетероферментативные бактерии не столь эффективны для снижения рН силоса, так как уксусная кислота не такая сильная, как молочная, и происходит потеря углерода в виде CO2.

Потеря сухого вещества в силосе – результат потери CO2 из-за продолжающегося дыхания клеток частей растений, аэробных микроорганизмов, активных в начале силосования и позднее при отборе готового силоса, гетероферментативных лактобактерий, развития дрожжей при отборе готового силоса.

Зачем добавляют в инокулянты бактерии L. buchneri?

Несмотря на потери CO2, лактобактерии L. buchneri специально добавлены в состав некоторых инокулянтов Pioneer, поскольку метаболиты этих микроорганизмов ингибируют развитие и размножение дрожжей, которые вызывают согревание силоса и зерна плющеной кукурузы. Потери CO2 как результат метаболизма L. buchneri во время ферментации существенно меньше, чем потери CO2 при неконтролируемом развитии аэробных бактерий и дрожжей (особенно в больших траншеях при больших поверхностях отбора силоса).

Дрожжи вызывают согревание во время отбора силоса, и многие виды дрожжей более устойчивы к низкому значению рН, чем лактобактерии. Эти кислотно-толерантные дрожжи при доступе кислорода в процессе отбора силоса быстро поглощают молочную кислоту, в результате повышается рН силоса, что позволяет другим вредным микроорганизмам быстро распространяться, приводя к увеличению согревания, загрязнению и потере сухого вещества.

Гетероферментативные бактерии и этанол

Есть определенная путаница относительно варианта выработки этанола гетероферментативными бактериями. Хотя L. buchneri относится к гетероферментативным бактериям, L. buchneri не вырабатывает этанол из сахара (или молочной кислоты), поскольку у L. buchneri отсутствует энзим алкоголь дегидрогеназа. Любой этанол в силосе, обработанном с L. buchneri, — это результат работы других гетероферментативных бактерий или дрожжей на растениях в момент уборки.

Lactobacillus buchneri – действие в силосе

В силосе (в противоположность лабораторным исследованиям) L. buchneri растут в меньшей степени, чем гомоферментативные лактобактерии и они предпочитают меньшее значение рН.

Встречаются утверждения, что использование L. buchneri приводит к снижению (сжиганию) конечного уровня сахаров в силосе. Это неверно по следующим причинам:

  • большая часть глюкозы в силосе теряется на остаточное дыхание клеток растений и активность гомоферментативных лактобактерий во время начальных стадий фрементации для достижения стабильного значения рН;
  • много остаточных сахаров после первичного снижения рН представлены сахарозой, которую L. buchneri не очень легко метаболизируют;
  • L. buchneri легко метаболизируют предварительно образованную молочную кислоту в качестве источника углерода. Они производят метаболиты, которые обладают антигрибным действием и ингибируют рост дрожжей при отборе силоса.

Более того, неконтролируемые аэробные бактерии и дрожжи при отборе силоса обладают намного большим потенциалом для снижения уровня сахаров, чем любые возможные потери от L. buchneri.

Большинство инокулянтов Pioneer, содержащих L. buchneri, прежде всего содержат гомоферментативные специфичные для каждой культуры штаммы, которые были получены в процессе длительного отбора для того, чтобы они преобладали при ранней ферментации для эффективного снижения рН с минимальной потерей сахаров. Снижение потери сухого вещества и повышение сохранности корма за счет ингибирования дрожжей и плесени достигнуты за счет комбинирования элитных гомоферментативных штаммов, специфичных для каждой культуры.

Штаммы L. buchneri – это уже 5-ая генерация отселектированных штаммов. Штаммы самой последней селекции Pioneer обеспечивают улучшенную сохранность силоса на 7 дней дольше, чем медленно растущие «старые» штаммы L. buchneri.

В силосе, инокулированном штаммами L. buchneri, уровни молочной и уксусной кислоты будут изменяться с течением времени. Поскольку L. buchneri метаболизирует молочную кислоту, то её уровень снижается (и немного повышается рН) при повышении уровня уксусной кислоты.

Важно идентифицировать, был ли силос инокулирован содержащими L. Buchneri инокулянтами. Необработанный ими силос может иметь схожий профиль с повышенным уровнем уксусной кислоты.

Однако, это результат работы вредных для силосования микроорганизмов, обычно находящихся на культуре, таких как дрожжи, грамотрицательные бактерии, производящие уксусную кислоту (виды энтеробактера), гетероферментативные молочнокислые бактерии, которые не ингибируют рост дрожжей и могут вызывать различные проблемы при кормлении, снижать сохранность кормов.

Ряд специалистов по кормлению полагают, что высокий уровень уксусной кислоты будет снижать потребление корма. Многочисленные исследования университетов Делавера и Висконсина – University of Delaware (Kleinschmit and King J. Dairy Science Vol.89, No.10) and University of Wisconsin (Combs and Hoff man, https://fyi.extension.wisc.edu/forage/files/2014/01/LBuchneri.pdf) отчётливо показали, что силос с контролируемой выработкой уксусной кислоты L. Buchneri улучшает сохранность силоса и не оказывает негативного влияния на потребление сухого вещества корма.

Большинство вопросов касательно высокого содержания уксусной кислоты, вызывающее ограничения в потреблении корма, - результат прошлого опыта с кормами с высоким содержанием уксусной кислоты, которые не обрабатывались штаммами L. buchneri. Принимая во внимание то, что в болюсе у коров содержится до 60% уксусной кислоты, маловероятно, что вкус или запах уксусной кислоты является первичной причиной проблем с поеданием силоса. Вероятнее, что силос с высоким содержанием уксусной кислоты может получиться при наличии микроорганизмов, не являющихся L. buchneri, и эта неконтролируемая ферментация часто содержит высокий уровень продуктов деградации протеина, таких как аммоний, а также широкий спектр биогенных аминов, которые, как доказано, снижают поедаемость и усвоение корма.

Использование уровня 1,2 пропандиола в силосе можно ввести в заблуждение и не может быть индикатором активности L. buchneri в силосе. Уксусная кислота в силосе – лучший индикатор присутствия и активности L. buchneri.

1,2 пропандиол – транзитный метаболит, и его уровень меняется в зависимости от времени отбора образцов. Его уровень будет повышаться, если он генерируется из молочной кислоты, и снижаться при конвертации в другие метаболиты. В силосе присутствуют другие лактобактерии, которые метаболизируют 1,2 пропандиол в пропионовую кислоту и пропанол, при этом оба этих вещества обладают фунгицидной активностью для ингибирования развития дрожжей и удлинения сроков хранения силоса.

Количество бактерий в инокулянте

На рынке присутствуют продукты, содержащие L. buchneri и рекламируемые как более «продвинутые», поскольку они содержат 400 000 КОЕ/грамм корма, в то время как инокулянты Pioneer применяются в дозировке 100 000 КОЕ/грамм.

Этот факт отражает драматическую разницу, существующую в активности бактериальных штаммов и их доминирования в ферментации. Бактериальные штаммы в силосе будут развиваться до тех пор, пока популяция не достигнет 1 млрд КОЕ/грамм корма, и они редко превышают этот показатель. Специалисты Pioneer по микробиологии кормов провели сотни экспериментов для понимания дозировки наших штаммов L. buchneri, при которой они наиболее эффективно доминируют при ферментации.

Методика подсчета для инокулянтов других компаний не актуальна для инокулянтов Pioneer – они выражают только разницу в активности штаммов, и поэтому в других продуктах приходится завышать дозировки недостаточно активных штаммов.