Эффективность применения жидких консервантов в технологии прессованного сена



В настоящее время недостаточно изучен вопрос об использовании химических консервантов при заготовке зеленых кормов. Химическое консервирование является одним из эффективных способов заготовки растительной массы, обеспечивающих минимальные потери питательных веществ и сохранение качества корма. За последние годы в нашей стране и за рубежом был испытан целый ряд бактериальных препаратов. Из них особый интерес по своему консервирующему действию, влиянию на качество корма представляет пропионовая кислота.

При проведении опытов мы применяли пропионовую кислоту, которая по данным ряда исследователей проявляет свои консервирующие действия не только через посредство подкисления корма, но и за счет бактериостатичности.

Этот препарат не подавляет деятельность молочнокислых бактерий, сильно задерживает развитие гнилостных микроорганизмов и бактерий типа кишечной палочки. Отмечается также, что пропионовая кислота, обеспечивает надежную сохранность корма, в процессе силосования частично (до 40 %) распадается [6].

Мы в своих опытах поставили задачу оценить консервирующие свойства пропионовой кислоты при добавлении ее в разных дозах к различным видам растительного сырья, определить влияние концентрации рабочего раствора и способа его внесения на качество и сохранность корма, выявить действие этого препарата на переваримость питательность веществ.

В августе 2016 года были заложены опыты с растительным сырьем, обработанным пропионовой кислотой. В качестве сырья брали провяленную растительную массу влажностью от 18 % до 36 % (смесь разнотравье).

При прессовании растительного сырья в рулон поступающая масса на подборщике обрабатывалась пропионовой кислотой в дозе 5,8 и10 л/тонну. Рабочий раствор вносили устройством разработанным и запатентованным в Институте агроинженерных и экологических проблем в 2012 году. [1].

Затем одна часть отобранных проб закладывалась в емкости для определения начальных показателей содержания питательных веществ, а другая шла на прессование рулонов. Рулоны заготовленной массы закладывались на хранение.

Для точного замера температуры в различных частях рулона были вмонтированы электрические термодатчики.

На протяжении всего времени консервирования и последующего хранения следили за изменением температуры и пришли к выводу, что температура внутри рулона, при влажности растительной массы от 24 % до 32 % практически не превышала температуру окружающей среды, была выявлена динамика изменения температуры в рулоне, которая является следствием протекания процессов самосогревания и порчи корма. Определен удельный расход химического консерванта при консервировании корма в зависимости от его влажности во время прессования (см. рисунок 1). Норма внесения химических консервантов в зависимости от влажности приведена в Таблице 1

Рис. 1. Удельный расход пропионовой кислоты

Таблица 1

Отношение влажности корма кнорме внесения

Консервант	Влажность трав, %
	до 25	25–30	31–35
	Расход консерванта, л/т
Пропионовая кислота	5	8	10

Установлено, что с увеличением влажности (выше 35 %) провяленных трав надежность сохранения сена, обработанного химическими консервантами, снижается, так как усиливаются интенсивность дыхания растений и жизнедеятельность нежелательных организмов.

При производственных испытаниях обработка сена пропионовой кислотой получено, что разогрев сена тем сильнее, чем ниже доза вводимого жидкого консерванта. Анализ обработанного сена показал, что пропионовая кислота прочно связывается с компонентами корма. Её концентрация колеблется от 0,28 до 0,38 %. Оптимальная доза консерванта при влажности сена 25–35 % — 6–8 литров реагента на 1 тонну.

Выявлено, что консерванты при заготовке сена в рулонах снижают разогрев массы по сравнению с необработанной массой на 15–20⁰С. Так, если в необработанном консервантами массе максимальная температура достигала 50⁰С, то в обработанной массе пропионовой кислотой в дозе 1/6 температура не превысила 36⁰С [4,5].

Расчетное уравнение описывающее удельный расход пропионовой кислоты:

.(1)

Глубина проникновения жидкого консерванта в слой растительной массы зависит от плотности укладки массы дозы консерванта и степени разведения водой. Исследования глубины проникновения консерванта при поверхностном внесении проведены на естественных травах и при плотности укладки 160–200 кг/м³.

Модель процесса изменения содержания питательных веществ в корме в зависимости от вида консервирующего препарата и погодно-климатических условий невозможно выразить напрямую. Динамика содержания питательных веществ непосредственно зависит от времени провяливания, хранения и влажности корма. В свою очередь, выбор консерванта, как и время провяливания зависит от складывающихся в период заготовки погодно-климатических условий.

Рис. 2. Динамика сырой клетчатки () и протеина () в сухом веществе в зависимости от времени хранения

В результате обработки при прессовании провяленной травяной массы пропионовой кислотой корм имеет более высокие качественные показатели на протяжении всего периода проведения исследований (0–46 дней): по содержанию протеина на 0–2 %, сырой клетчатки — 0–2,5 %. Тренд изменения данных качественных показателей корма, практически, одинаков.

Модель изменения динамики протеина в процессе хранения с достоверностью R²=0,932:

.(2)

Модель изменения динамики сырой клетчатки в процессе провяливания с достоверностью R²=0,751:

.(3)

В результате исследований было выявлено, что содержание каротина в корме в течении первых двух недель одинаковое, однако затем он начинает уменьшаться в корме, который не обработан консервантом. В корме же обработанным химическим консервантом каротин не распадается в течении одного месяца, а затем происходит его резкое разрушение. Содержание и динамика изменения переваримого протеина в корме обработанного химическим консервантом и не обработанного существенно не отличается.

Модель изменения динамики каротина в процессе хранения с достоверностью R²=0,799:

.(4)

Модель изменения динамики переваримого протеина в процессе хранения с достоверностью R²=0,933:

.(5)

В процессе хранения содержание кормовых единиц и обменной энергии в корме при обработке химическим консервантом выше, чем в контрольном рулоне.

Модель изменения динамики кормовых единиц в процессе хранения с достоверностью R²=0,795:

.(6)

Модель изменения динамики обменной энергии в процессе хранения с достоверностью R²=0,75:

.(7)

В общем виде математическая модель динамической системы изменения питательности корма в процессе хранения выглядит следующим образом [3]:

.(8)

.(9)

При t=1:

.(10)

Математическая модель питательности имеет вид:

,(11)

где P₁ — питательность после стабилизации температуры рулона, к.е.;

Х — константа математической модели;

P₀ — начальная питательность травы, к.е.;

N_в — норма внесения консерванта, л/т,

W_в — относительная влажность корма, %;

Т_в — температура в рулоне, ^оС;

a, b, c, d — соответствующие коэффициенты влияния показателей на процесс хранения.

Так математическая модель динамической системы изменения питательности клеверотимофеечной смеси прессованной рулонным пресс-подборщиком в процессе хранения с достоверностью R²=93,89 % выглядит следующим образом:

.(12)

Анализируя полученные уравнения можно сделать вывод, что основным фактором, определяющим динамику питательных веществ в траве является применение консервантов, влияющих на продолжительность хранения и сохранение основных веществ.

Использование химических консервантов при заготовке кормов может обеспечить не только высокую технологическую, но и энергетическую эффективность из провяленной травы до влажности 22–55 %. Следовательно, разработка технологических режимов, параметров основных рабочих органов и оборудования для сохранения влажного кормового сырья является актуальной темой исследования.

В результате обработки при прессовании провяленной травяной массы пропионовой кислотой корм имеет более высокие качественные показатели на протяжении всего периода проведения исследований — 0–46 дней (хранения):

– по содержанию протеина на 0–2 %;

– сырой клетчатки — 0–2,5 %;

– переваримого протеина — 0–4 %;

– обменной энергии — 0–19 %.

Получены модели изменения энергетической и питательной ценности прессованного корма из трав обработанных химическим консервантом в зависимости от времени хранения, которые используются в алгоритме при оценке энергетической эффективности производства сена с внесением химического консервирующего препарата.

Модели процесса изменения качественных показателей прессованной провяленной травы в процессе ее хранения в зависимости от объёма внесения жидких химических препаратов позволяют прогнозировать время и оценивать целесообразность хранения корма и заготовку его при неблагоприятных погодных условиях.

На основании полученных моделей и выявленных зависимостей можно осуществлять оперативное управление технологическим процессом заготовки кормов из трав, за счет расчета различных технологических сценариев протекания всего процесса заготовки кормов, как в целом, так и на уровне отдельных технологических операций. Полученные результаты в дальнейшем будет использован при разработке программного продукта по управлению машинными технологиями производства кормов из трав.

Литература:

1. Зыков А. В. Устройство для внесения консервирующих препаратов в растительную массу / Зыков А. В., Попов В. Д., Юнин В. А., Сеник Я. С., Гокоев И. А. // патент на изобретение RUS 2490933 20.03.2012
2. Юнин В. А., Интенсификация кормопроизводства в условиях Северо-Западного региона / Юнин В. А., Зыков А. В., Кузнецов Н. Н. // В сборнике: Технические науки в России и за рубежом Материалы V Международной научной конференции. 2016. С. 82–85.
3. Валге А. М. Использование информационных технологий при проектировании процессов производства продукции растениеводства / Валге А. М., Папушин Э. А., Пакскина Е. Г. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2012. № 3. С. 17–18.
4. Кузнецов Н. Н. Технология заготовки высококачественного сена в условиях повышенного увлажнения / Кузнецов Н. Н., Терентьев А. В. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2008. № 80. С. 106–111.
5. Попов В. Д. Технология заготовки высококачественного сена в рулонах / Попов В. Д., Кузнецов Н. Н. // В сборнике: Экология и сельскохозяйственная техника Материалы 5-й международной научно-практической конференции: в 3-х томах.. 2007. С. 107–110.
6. Сухопаров А. И. Условия и показатели управления технологиями заготовки кормов из трав и зерна / Сухопаров А. И.// Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2010. № 82. С. 17–24.