Способ хранения сена

(57) Использова ское хозяйство, изобретения: се, ми бактерий Вас ВасВз рцп 1 пц рцв 11 цз АТСС 53 53685, Вас 111 цз рц Роли 1 цз АТСС 53 53688, Вас 1 Оз р валентных колич л, М 2 Инк,ед Интернэш ас (ОЯ) льство ССС 1/00, 1985, льство ССС 3/00, 1984,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(72) Нэнси Джейн То(56) Авторское свидеМ 1151575, кл. С 12Авторское свидеМ 1068092, кл, А 23 К Изобретение относится к сельскому хо зяйству, в частности к способам храненисена,Прлмерно 150 миллионов тонн сена заготавливают каждый год в Соединенных Штатах, Потери сена при этом вероятно больше, чем любой другой сельскохозяйственной культуры. Эти потери вызваны недостаточной зрелостью люцерны, высоким содержанием влаги, потерями при уборке урожая и потерями при хранении. Эти потери в общем случае составляют примерно 20 - 400, но могут достигать и 70% при неблагоприятных погодкых условиях, Потери являются результатом продолжающегося дыхания растения, повреждения листвы от механических воздействий и выщелачивания из-за дождей. Сено в тюках с содержанием влаги выше нормального (25 - 30,) обладает минимальным риском в том, что касается ущерба от дождей и механических потерь листвы, Однако изготовление тюков при влажности выше 20 значительно увеличивает риск потерь при хранении из-за окисления и гниения,5 О,., 13907 АЗ(54) СПОСОБ ХРА 1-ЕНИЯ СЕНА кие: биотехнология, сель- хранение сека. Сущность о обрабатывают штамма 111 цз рцпл 11 цз АТСС 53682, з АТСС 53683, Вас 1 цз 684, Вас 111 цз рцт 11 цз АТСС гп 11 цз АТСС 53686, Вас 111 цз 687, Вас 111 цз рцгп 11 цз АТСС огп 11 цз АТСС 53689 в эквиествах, 4 табл,Потери при хранении являются главными, но это - регулируемый источн я потерь кормовых Веществ Секо, хранящееся Внут" ри помещения при содер:каки влаги ниже 20 будет иметь потери в Общем случае в пересчете ка суху О массу ит 5 до 10";6, Более высокая Влажнось увеличиаае: акгивность аэробных окисляющих микроорганизмоь, что приводит к выделеки О тепла, ИзбьггочНОЕ ТЕПЛО ПрИьадИт ПОТЕряМ Суке,: МВССЫ из-за дыхания, В результате которого образуется СО 2 и вода, Тепло вызы;.ает также потерл кормовых веществ, благодаря нефермектныь; реакциям, которые придают массе кори. :еву:О окраску, Количество тепла, которое и и этом Выделяется, будет за- ВИСЕТВ ОТ КО: - цвнтрацИ 4 ВЛВГИ В СЕНЕ, окружающей 1 е. перат, ры, содержащихся популяций мирооргакизмов, а также раз- мерОВ и плотности гюков,Воздействйе избыточного тепла снижает переьариваемость протеинов и уменьшает выделение энергии, Содеожание разрушенных теплом протеинов измеряют определением содержания азота В волокнах в виде азота, содерх:аГцегося в разрыхлен 182990755 микроорганизмами,ных кислотой волокнах (АОМ или АОГ-И), При нормальных условиях менее 7 общего азота должно содержаться в волокнах, Избыточное разрушение теплом имеет место, когда это значение достигает 15%,Потери в результате гниения во время хранения также могут приводить к существенным убыткам. Только примерно 50 микроорганизмов гниения продуцируюг микотоксины, однако они могут оказывать неблагоприятное воздействие на вкусовые свойства и усвоение сена. Кормление гнилым сеном животных будет приводить к значительно более низкому усвоению сухой массы, снижению привесов у животных и снижению степени переваривания корма, Эти потери могут достигать 25% по сравнению с негниющим нормальным контрольным сеном,Хранящееся сено содержит естественно присутствующие, характерные эпифиты. Эти эпифиты могут быть либо ценными, либо могут наносить ущерб качеству сена и конкурировать между собой за экологическое преобладание в хоанящемся сене, Такие зпифиты могут быть либо бактериями, такими как Ярогозаге 1 пэ и ВасПоз, либо грибами, такими как Азрегдйоз Реп 1 сИИогп или Мосог,Были предложены различные подходы для ограничения развития микроорганизмов, вызывающих порчу сельскохозяйственных продуктов. Один из них состоит в обработке растительного сырья во время хранения ингибитором гниения, например, пропионовой кислотой. Недостатком такого подхода являются значительные затраты на кислоту. Кроме того, свойственная кислотам тОксичнОсть и коррозилность, в частности, В пропионовой кислоте, тоебуют от фермера специальных приемов для обеспечения безопасности при работе с кислотой, К тому же все оборудование, имеющее контакт с кислотой, должно быть тщательно очищено, чтобы избежать коррозионного воздействия.Однако, несмотря на широкие исследования с целью создания различных продуктов для использования в качестве добавок в сельскохозяйственные материалы, гниение сена остается злободневной проблемой.Основной целью изобретения является использование новой композиции для сохранения сена, содержащей только естественно встречающиеся микроорганизмы в концентрациях, ингибирующих рост организмов, вызывающих процесс гниения и одновременно способствующих уменьшению выделения тела в сене с высоким содержа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нием влаги и не влияющих на окружающую среду,Способ заключается в следующем, Сено обрабатывают микроорганизмами ВасШоз рощИоз,Подробное описание изобретения, Порча сена, вызванная разрушительным действием быстрого роста микроорганизмов гниения, является основной проблемой для занятых в сельском хозяйстве, К наиболее общим организмам, ответственным за порчу сена относится род Азрегдйоз и вид АзрегдИ 1 оз Лачоз, а также представители родов РепСИИогп и Мосог.Сено, из которого изготавливают тюки, при влажности, превышающей примерно 25%, будет нагреваться и гнить примерно 97% от общего времени, как показывают полевые обследования. Такие нагревшиеся тюки значительно бледнее по цвету, ниже по питательной ценности и имеют более заметные признаки гниения,Было установлено, что штаммы бактерий Васйоз рогпИоз способны сохранять качество сена, так как они продуцируют ингибиторы, подавляющие рост грибов и бактерий, таких как Ярогозагс 1 пэ. Зрогозагспа служат причиной нежелательного воскового налета на стеблях сена уже через несколько дней хранения. Такие организмы в общем случае появляются в очень горячих тюках, Кроме того, они появляются в качестве поддерживающих рост грибов, либо параллельно его росту, либо на более поздней стадии,Правильное понимание взаимодействия микроорганизмов является существенным элементом при использовании этого штамма для улучшения качества хранимого сена, Сначала., когда сено уложено в тюки, появляется массивный восковой налет одного класса микроорганизмов (грамотрицательная группа), Его можно наблюдать в первые 1 - 3 дня, Затем они заменяются второй группой (грамположительная группа), Васйоз рогпИоз принадлежат этой группе. Если выбранные Вас 11 оз роа 11 оз содержатся в значительных количествах, которые определяются ниже, на этой стадии сено не будет нагреваться или гнить, Позже другие группы микрофлоры становятся преобладающими, когда популяции ВасИ 1 оз ротИоз уменьшаются. В конце периода хранения, когда сено используют в качестве корма, ВасШоз становится частью микро- флоры. Возможно, что ВасИоз может воздействовать на качество сена просто в результате конкуренции за питательные вещества с другими, содержащимися в сене55 В соотв 8 тствии со спосооом, сено оорабатывают эффективным коллчеством бактерий Вас 111 цэ рцгп 11 цэ или их мутантами, или их эквивал 8 нтами с тем, чтобы увеличить степень сохранности сена и поддержать качество сена, а также для того, чтобы уменьшить скорость размножения микроорганизмов, вызывающих порчу сена,Используемые бактерии непатогенны и содержатся естественным образом в сене в низких концентрациях и. следовательно, они не вызывают заболеваний у животных, потребляющих хранящийся сельскохозяйственный продукт, В отличие от многочисленных известных способов хранения, в соответствии с которыми использую 1 дорогостоящи 8, часто Опасны 8 химически 8 агенты, способ основан на увеличении колонизации необходимых, имеющихся в природе, организмов путем улучшения их способности "конкурировать" с имеющимися в природе микроорганизмами гниения порчи), такими как Аврег 9111 цэ йачцэ, Контроль за развитием этих вредных организмов является основным моментом, так как многие из организмов, которые связаны с порчей хранящихся сельскохозяйственных продуктов, являются грибами, коорые, как известно, синтезируют сильные микотоксины. Эти микОтОксины, как известно, вызыва ют заболевания и даже гибель животных, потребляющих корм, зараженный этими грибами.Имеется несколько предпочтительных штаммов рода Вас 111 цэ рцгп 1 кцэ, используемых в способе, Эти штаммы имеют номера М.К. 288, 289, 290, 296, 299, 302, 305 и 307, Они сданы на хранение в Американское Собранле Типов Культур в Роквилле, Мэри- лэнд, и там имеют шифры АТСГ 53682, 53683, 53684, 53685, 53686, 53687, 53688 и 53689, соответственно, Можно исгользовать смеси этих штаммов или любуо комбинацию меньшего числа этих шаммов, или просто один единственный штамм,Бактерии Вас 111 цз рцп 1111 э выделены лз хранящегося сена с использованием приемов, хорошо известных в этой области техники и описанных в общем случае выше,Под термином "сено" понлмаюгся любые виды сена, как этот термлн в общем случае используется в сельском хозяйстве Сено в большинстве случаев состоит из люцерны, травы или смесей люцерны и травы, Имеется также возможность использовать штаммы бактерий для сохранения сена в качестве закваскл для силоса. чтобы снизить порчу его. Другая возможность закл,очается в том, что бактерии можно использовать эффект,1 вным образом для 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 хранения зерна такого, как кукуруза, пшеница, рис и соевые бобы.Композиции, которые используют по способу настоящего изобретения, могут быть либо в жидкой, либо в сухой форме, кроме того, они могуг содержать дополнительные бактериальные штаммы. При обработке твердыми формами такая композиция может содержать Вас 1 ця рцп 11 цз вместе с носителем, Носитель может быть по всей ПРИООД 8 ВОДНОЙ ИЛИ Н 8 ВОДНОЙ ЖИДКОСТЬЮ, или твердым материалом. В твердой композиции может содержать твердые носители или физические наполнители. Примерами таких твердых носителей. твердых разбавителей или физических наполнителей являются мальто-декстрин, крахмалы, карбонат кальция, целлюлоза, сыворотка, измельченная кукурузная кочерыжка и двуокись кремния, Твердая композиция может быть применена непосредственно к сену в форме легкого норошкообразного дуста или, если она получена в жидком носителе, ее можно с успехом использовать для опрыскивания сена.Для обработки сена используют композицию, содержащую 10 - 10 живых бакте 2 12рий/г, в предпочтительном варианте - 10 -4 10 . а ь более предпочп гельном 10 - 10, л 10 5 7Для обработки сена в общем случае необходимо 10 - 10 живых микроорганиз 5 15моа/тонну сена, предпочтительно 107 101, а в оолее предпочтительном 10 - 10.Способ иллюстрируется следующими примерами.Сенс обраоатывают штамь ами бактерий Вас 111 цв рцгп 1 цз Ыь 288, 289, 290, 296, 299, 302, 306 и 307 в смеси.Качество сева определяют измерением температуры, определением микрофлоры, в том числе наличие спор гнилостных бактерий, кормозой ценности, а также исследуют окраску, различные степени белизн ,Л оцерну срезают косллксй и просушивают в поле при оощих полевых условиях, Скошенное сено размещают полосами и сгребают только один раз п 8 ред приготовлением тюков, Фиксируют скорость сушки, зрелость и данные о погоде, Сено используЮт ДЛвЗГОтОЕЛ 8 НИЯ ТОКОВ ПРИ СОДЕРжаНИИ влаги от 22 Да 34 процентов во время всех испытаний, во в каждом данном испытании влажность сена варьировалась только в области от 2 до 5 процентов между обработанными и контрольными тюками. СенО Збрабатыва;От растворимь,м в вОде агентом для сохра;ения сена с использо ванием опрыскивателя, Для более масштабных полевых экспериментов Обработку осуществляют д;= 15 - 20 тюков весомприблизительно нэ О, 2, 7, 14, 21, 30 и 60 40 день,Бактерии Васцз ровнз наносят на пробы сена опрыскиванием в дозе 10 кл/гб сена, что соответствует количеству 109 кл/тонну сена. Штаммы бактерий смешива ют в равных количествах, Культуры бактерий Васоз рнтцз для обработки получают выращиванием новых штаммов отдельно в триптическом соевом бульоне в течение 24 часов при температуре 37 С, 50 Клетки извлекают центрифугированием при температуре 4 С, отделенную биомассу суспендируют в 0,04 М фосфатном буфере. Биомассу следует транспортировать в поле на льду для немедленного применения или за мороженной при температуре - 70 С для последующего применения, Перед применением биомассу диспергируют в пяти галлонах (19 л) воды и применяют (пять галлонов на тонну) с использованием опры 100 фунтов (45,36 кг). Для контроля используют 15 - 20 тюков необработанных. Сено складывают штабелем и хранят на деревянных нарах на цементном полу в закрытом ангаре. Температурные зонды помещают вцентре каждого штабеля и температуру фиксируют каждый час,С целью моделирования тюков более значительных размеров получают модельную систему меньших размеров, Один фунт(0,453 кг) сена помещают в контейнер из пенопласта (толщина стенок 2 дюйма) с примерными размерами 6" х 10" х 6" (15 см х25,5 см х 15 см). Сено прессуют, помещая на верхний тюк штабеля кирпичи после того, как термометр установлен в центре массы сена. На верхней части штабеля свободно размещают пенопластовую крышку и контейнер полностью помещают в инкубаторпри температуре 37 С для инициирования нагревания, Обработку сена осуществляютс использованием стеклянного опрыскивателя Т С,Отбор проб из тюков осуществляют при помощи извлечения шести центральныхпроб каждый момент отбора проб с использованием пробоотборника. Внутри каждого штабеля отбирают пробы из двух нижних, двух средних и двух верхних тюков, чтобы минимизировать разброс данных внутри каждого штабеля. Отобранные пробы помещают в скрученные стерильные мешки, которые заполняют во время каждойобработки и хранят на льду для транспортировки в лабораторию, Отбор проб из пенопластовых контейнеров с модельнымитюками осуществляют при помощи извлечения одной пробы из центра каждого контейнера, Отбор проб осуществляют 1015202530 скивателя, установленного на устройстве для изготовления тюков,Наблюдение осуществляют визуальнс во время испытания, а в конце периода хранения за признаками гниения и белой микрофлоры. Сено оценивают на гниение и белую порчу по шкале от единицы до 10, причем 10 относится к самому плохому качеству. Различия по цвету определяют в конце периода хранения, используя окрашенные полоски для сравнения, Спектр цвета простирался от 1 (зеленый) до 23 (коричневый).В модельной системе меньших размеров различия по температуре между экспериментами представляют собой наиболее информативные результаты, так как термометры обладают точностью до 0,2 С и зти данные фиксируют каждый час, По существу самой "холодной" обработкой, осуществленной в зкспериментальных моделях, была обработка бактериями Васцз (Таблицы 1 и 2), Такая обработка приводила к более низким популяциям дрожжей и гнилостных микроорганизмов, Обработка с использованием Васоз кроме того, улучшает кормовую ценность сена (более низкие значения АОГ). При определении значений АОР, АОГМ, РIЯС, М и концентрации доступного протеина также были получены более высокие значения питательной ценности, хотя зти величины различия не были столь существенными. Визуально установлено меньшее количество участков гниения сена,Влияние обработки сена бактериями на среднюю температуру, количество микроорганизмов и визуальное качество сена в экспериментальных модельных тюках дано в табл, 1,Влияние обработки сена бактериями на финальный химический состав сена в экспериментальных модельных тюках дано в табл. 2.Те же тенденции были отмечены для тюков из сена более значительных размеров, что видно из табл, 3, 4 и 5, которые приведены ниже, А именно, сено, обработанное Васцз, более холодное, чем при контрольной обработке. Содержание дрожжей и гнили одни и те же для всех тюков, но гниение, отмеченное визуально, снижается при обработке с использованием Васцз рцвоз, и цвет сена более зеленый, Анализ на кормовую ценность также указывает на тенденции, аналогичные тем, что были отмечены для модельной системы, результаты которой приведены в таблицах 1 и 2. Доступный протеин (АР) выше в тюках, обработанных Васцз рцгпоз, э АОР- и ЙОР - значения также указывают на самую высо10 1829907 Таблица 1 УМ - значения, полученные в конце испытания.гГниль - количество гнили, отмеченное визуально в тюках по шкале от 1 (гниль отсутствует) до 10 (очень гнилое).Результаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются от контрольного Р0,1,Таблица 2 Доступный протеин (М 0 ) ф АОР-М) (6,25) = АРРезультаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются (Р0,1) отконтрольных. кую питательную ценность таких обработанных тюков,Обработка сена штаммами Вас 1 Ицз рцаИцз приводит к более холодному, менее гнилому, более зеленому сену в тюках, чем в необработанных контрольных тюках, а также более высокому содержанию доступного протеина, перевариваемости,Эксперимент Ф 590 тюков (2-ой укос) показан в табл, 3.Эксперимент Ф 590 тюков показано в табл. 4.При замене обработки опрыскиванием из приведенных примеров обработкой микроорганизмами в виде порошкообразного дуста получают аналогичные результаты.Расшифровка обозначений, используемых в таблицах:УМ - дрожжи и плесень МОР - нейтральные волокна, содержащие клетчатку, лигнин и гемицеллюлозуАОР - кислотные волокна, содержащиелигнин и клетчатку5 АОР-И - азот, связанный с клетчаткой илигниномМ - азотДМ - сухое вещество. 10 Формула изобретенияСпособ хранения сена путем нанесенияна него микроорганизмов, предохраняющихего от гниения, о тл и ч а ю щи й ся тем,что из микроорганизмов используют штам 15 мы бактерий Вас 1 Ицз рцгпИцз АТСС 53682,В а с 1 1 ц з р ц т 1 ц 3 АТ С С 53 683, В а с И 1 ц 3рцгпИцз АТСС 53684, ВасИ 1 цз рцаИцз АТСС53685, Вас 1 Ицз рцглИцз АТСС 53686, ВасИцзрцтИцз АТСС 53687, ВасИ 1 цз рцпп 1 цз АТСС20 53688 и ВасИцз рцгпИцз 53689 в эквивалентных количествах,1829907 12 Таблица . Влияние обработки сена на среднюю температуру, содержание микрофлоры и визуальное качество сена в штабелях из небольших кубических тюковТаблица 4 Влияние обработки сена на окончательный химический состав в штабелях из небольших кубических тюковИ начальное = 3,61%МОЕ начальное = 51,42%АОЕ начальное = 38,66%Полуцеллюлоза = 12,76%АОЕ - К = 0,276%АР = доступный протеин = 20,83%ДМ = 70,15%Результаты обработки с последующей звездоонтрольного. твенно отличаются (Р0,1) Составитель Т. ПолянсТехред М, 1 оргентал Корректор Н, Кешеля дакто агова аказ 2481 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Х, РаПодписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина 101 УМ - значения приведены для окончания испытанияРезультаты абоаботки с последующей звездочкой существенно отличаются (Р0,1) отконтрольного,