Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1 Проблемы получения продукции птицеводства экологического направления и способы их решения 8
1.2 Проблема микроклимата птицеводческих помещений и утилизации помета 12
1.3 Нетрадиционные белково-энергетические кормовые ресурсы. Технологические и экономические аспекты повышения эффективности их использования в птицеводстве 16
1.4 Препараты на основе ферментативно-активной микрофлоры 22
1.5 Традиционные и перспективные биотехнологические решения для совершенствования системы переработки отходов птицеводства 31
2. Материал и методика исследований 38
2.1 Объекты исследований 38
2.2 Методы исследований 40
3. Результаты исследований 47
3.1 Подбор микроорганизмов и сырья для получения ферментной кормовой добавки Микозим СП 47
3.2 Подбор микроорганизмов и сырья для получения препарата -биодеструктора помета птицы 52
3.3 Биотехнология ферментной кормовой добавки Микозим СП 54
3.4 Биотехнология препарата - биодеструктора помета Органик БД 65
3.5 Токсикологическая оценка ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата - биодеструктора помета Органик БД 67
3.6 Влияние препарата Органик БД на процесс биодеструкции помета птицы 70
3.7 Влияние ферментной кормовой добавки на биоресурсный потенциал перепелов 73
3.7.1 Рост и развитие перепелов 73
3.7.2 Морфологические и биохимические показатели крови 75
3.7.3 Мясная продуктивность, развитие внутренних органов и качество мяса перепелов 79
3.7.4 Переваримость и использование питательных веществ
3.8 Экономическая эффективность применения препарата Микозим СП и Органик БД в технологии выращивания мясной птицы 86
3.9 Производственная схема выращивания птицы мясного направления с использованием препаратов Микозим СП и Органик БД 93
Заключение 97
Предложения производству 100
Список использованной литературы
- Нетрадиционные белково-энергетические кормовые ресурсы. Технологические и экономические аспекты повышения эффективности их использования в птицеводстве
- Традиционные и перспективные биотехнологические решения для совершенствования системы переработки отходов птицеводства
- Подбор микроорганизмов и сырья для получения препарата -биодеструктора помета птицы
- Мясная продуктивность, развитие внутренних органов и качество мяса перепелов
Введение к работе
Актуальность темы. Птицеводство – одна из важнейших отраслей агропромышленного комплекса России, обеспечивающая население высокоценными диетическими продуктами питания, что важно в решении проблемы продовольственной безопасности страны (В. В. Малышев, 2009; В. И. Нечаев, 2010; И. А. Голубев, 2011; А. И. Петенко, 2011).
В системе видового состава птицеводческой продукции становится популярным перепеловодство, что обусловлено высокими вкусовыми качествами мяса и яиц, быстрой воспроизводимостью продукции и окупаемостью затрат в короткие сроки (А. А. Гадаенко, 2007; В. И. Фисинин, 2011).
С увеличением объемов производимой продукции стоит вопрос улучшения ее качества, одним из важных условий которого является полноценное кормление птицы (Т. С. Галкина, 2012). Снижение себестоимости продукции часто связано с уменьшением затрат на корма и как следствие – повышением количества клетчатки в них, что не всегда положительно влияет на клинические и зоотехнические показатели птицы. Известно, что введение в рацион ферментных препаратов позволяет использовать более дешевые компоненты комбикормов с высоким содержанием клетчатки (Т. С. Околелова, 1999; И. А. Егоров, 2003; Т. Н. Позднякова, 2007).
Перевод птицеводства на промышленную основу привел к концентрации поголовья птицы на ограниченных площадях. В связи с этим возникли трудности хранения достаточно большого количества пометных масс, в которых содержится множество видов возбудителей болезней животных, в том числе опасных для человека. Применение биотехнологических способов в решении данной проблемы способно снизить экологическую нагрузку отрасли на окружающую среду, профилактировать распространение инфекционных и респираторных заболеваний. Кроме того, на основе побочного продукта возможно получение биоудобрения, способствующего повысить рентабельность и инвестиционную привлекательность отрасли птицеводства (В. И. Лысенко, 2011; А. И. Петенко, 2006; А. И. Есков, 2001).
Степень разработанности темы. Проведенные ранее исследования, касающиеся использования ферментных препаратов в рационах сельскохозяйственной птицы, а так же применения различных способов переработки помета свидетельствуют об их эффективности. Однако изученные варианты производства препаратов ориентированы на жидкофазный вариант ферментации на относительно дорогих субстратах и средах, кроме того, практически не изучены схемы применения, сочетающие профилактику дисбактериозов, повышение функционального состояния пищеварительного тракта, сохранение здоровья птицы, а
так же биоутилизацию помета. Это, а так же отсутствие ассортимента препаратов с нужными технологическими качествами уменьшает экономическую эффективность и экологическую безопасность птицеводческих предприятий.
Диссертационная работа входила в план научно исследовательской работы ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» на 2011 - 2015 гг. по теме «Разработка и научное обоснование способов получения и использования экологически безопасных функциональных кормов и пищевых концентратов и добавок на основе ресурсосберегающих биотехнологий: высококалорийные концентраты и добавки; микробиологические добавки и биопрепараты» (номер госрегистрации 010201153631).
Целью исследования являлись разработка технологии получения ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата - биодеструктора Органик БД и оценка их комплексного использования при выращивании птицы мясного направления.
Для достижения цели поставлены следующие задачи исследования:
подобрать штаммы микроорганизмов и сырье для получения ферментной кормовой добавки и препарата - биодеструктора помета;
разработать биотехнологию ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата - биодеструктора помета Органик БД;
провести токсикологическую оценку ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата - биодеструктора помета Органик БД;
изучить влияние препарата Органик БД на процесс биодеструкции помета птицы;
оценить реализацию биоресурсного потенциала перепелов при использовании ферментной кормовой добавки Микозим СП по показателям мясной продуктивности, конверсии корма и сохранности поголовья;
провести экономическую оценку эффективности применения ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата - биодеструктора помета Органик БД в технологии выращивания сельскохозяйственной птицы.
Научная новизна исследований. Впервые разработаны биотехнология получения и использования ферментной кормовой добавки Микозим СП (СТО 9291-004-65842460-14), исследовано ее влияние на основные хозяйственные и физиоло-го-биохимические показатели получаемой продукции. Разработана биотехнология и изучено влияние препарата Органик БД (СТО 9291-003-65842460-14) на процесс биодеструкции помета птицы. Впервые обоснована экономическая эффективность применения ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата-биодеструктора помета Органик БД в технологии выращивания перепелов и цып-
лят-бройлеров. На основании результатов исследований получен патент РФ № 2542115 на изобретение «Способ получения биоудобрения».
Теоретическая и практическая значимость работы. Введение в рацион ферментной кормовой добавки Микозим СП способствует эффективному использованию комбикормов, содержащих трудногидролизуемые компоненты и как следствие обеспечивает повышение продуктивности, сохранности и увеличение выхода готовой продукции. Результаты исследований по переработке отходов птицеводства с использованием препарата-биодеструктора Органик БД свидетельствуют о положительном влиянии его микробных компонентов, снижении экологической нагрузки отрасли птицеводства, ускорении процесса биоферментации и перспективе использования переработанного помета в качестве органического удобрения.
Методология и методы исследований. Лабораторные и производственные исследования в рамках данной диссертационной работы для решения поставленных задач проводились в соответствии с актуальными микробиологическими, зоотехническими и физиолого-биохимическими методиками.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Разработка биотехнологии ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата – биодеструктора помета Органик БД;
-
Определение влияния ферментной кормовой добавки Микозим СП на биоресурсный потенциал птицы мясного направления;
-
Исследование процесса биоферментация помета птицы с применением препарата Органик БД;
-
Оценка экономической эффективности отрасли птицеводства при использовании ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата – биодеструктра помета Органик БД.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы развития науки» (Уфа, 2014), Международной научно-практической конференции «Биотехнология: реальности и перспективы» (Саратов, 2014), XIV Международной агропромышленной выставке «Золотая Нива» (Усть-Лабинск, 2014), XVI Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (Москва, 2014), Агропромышленной выставке «Кубанская ярмарка – 2014» (Краснодар, 2014).
Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 11 научных статьях, из них 6 – в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, защищены 1 патентом на изобретение РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методик исследований, результатов собственных исследований, экономической эффективности исследований, заключения, выводов, предложения производству, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 121 страницах машинописного текста, включает 2 приложения, 22 таблицы и 13 рисунков. Библиографический список состоит из 195 источника, в том числе 23 – иностранных авторов.
Нетрадиционные белково-энергетические кормовые ресурсы. Технологические и экономические аспекты повышения эффективности их использования в птицеводстве
С древних времен люди, кроме получения от домашней птицы яиц и мяса, не забывали и о такой продукции птицеводства, как помет, ценные качества которого им были хорошо известны. Успешно практиковалось использование его в качестве удобрения, так как было известно о положительном воздействии на урожай при внесении помета в почву, однако, люди были осведомлены и о его отрицательном действии на урожай.
Перевод птицеводства на промышленную основу неизбежно привел к концентрации поголовья птицы на ограниченных площадях, в связи с чем возникли трудности хранения достаточно большого количества пометных масс сопровождающиеся повышением антропогенной нагрузки на окружающую среду, что влечет за собой увеличение затрат на предотвращение негативных последствий от загрязнений пометом птицы (С. Гришутина, 2008; Н. Корнева, 2008; В. П. Лысенко, 2008). По данным Всероссийского научно-исследовательского, конструкторского и проектно-технологического института органических удобрений и торфа (ВНИПТИОУ) на территории России функционируют более 600 птицефабрик. Каждая птица ежедневно производит в среднем, с учетом вида, возраста и способа содержания, от 100 до 150 г. помета. В общей сложности, каждый день в стране, по предварительным подсчетам, производится более 50 тыс. т помета, и эта цифра постоянно растет, так как из-за участившихся случаев африканской чумы свиней и вспышках ящура крупного рогатого скота птицеводство остается наиболее благополучной отраслью сельского хозяйства для производства безопасных продуктов питания. Об этом также свидетельствуют данные официального сайта Министерства сельского хозяйства РФ, говорящие о том, что на сегодняшний день основным источником мяса населения является именно мясо птицы. Активно ведется государственная поддержка данного направления в соответствии с программой «Развитие птицеводства в Российской Федерации на 2010–2012 годы и на период до 2018–2020 годов», задачей которой является обеспечение населения Российской Федерации качественной продукцией отечественного производства в полном объеме и экспорт продукции птицеводства в другие страны. Можно сделать вывод, что повышение количества поголовья приведет к скоплению еще большего количества пометных масс, а применение несовершенных технологий и технологических средств, несоблюдение установленных экологических требований представляет реальную экологическую угрозу при отсутствии альтернативного пути решения данной проблемы (В. С. Долгов, 1984; Н. Раев, 2008; Г. Е. Мерзглая, 2009).
Птичий помет представляет собой продукт обмена веществ коллоидной консистенции, серо-зеленого цвета, комковато-пористой структуры, выделяемый из организма птицы в виде смеси мочи и кала. Подразделяется на помет от кур, цыплят-бройлеров, индеек, гусей, уток, цесарок, перепелов, страусов. В зависимости от способа выращивания классифицируется на нативный и с подстилкой. С учетом вида, возраста и способа содержания птицы помет классифицируют на помет с подстилкой, помет от молодняка, помет от взрослого поголовья. Поступающий из производственных зон содержания или выращивания помет птицы должен соответствовать требованиям ГОСТ 53765-2009 «Помет птицы. Сырье для производства органических удобрений. Технические условия», ветеринарному законодательству, установленным нормативно-правовыми актам Российской Федерации: МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных пунктов», МУ МЗ СССР № 2293-81 от 19.02.81 «Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы», МУК 4.2.796-99 «Методические указания. Методы санитар-но-паразитологических исследований» (М. Д. Дабаева, 2001; Г. В. Маренюк, 2005; В. П. Лысенко, 2010)
Многими птицеводческими хозяйствами зафиксировано, что поступающий из птичников помет значительно контаминирован возбудителями инфекционных болезней, в том числе опасных для человека. В 1 мл3 помета содержится до 103 микробных клеток, возбудителей коли-паратифозных инфекций и других патогенных бактерий, вирусов и грибов. Следовательно, внесение помета в почву без предварительной обработки является неприемлемым в связи с возможным содержанием экотоксикантов (тяжелых металлов, пестицидов, микотоксинов и т. д.), остатков медицинских препаратов, присутствием возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, которые относительно длительное время сохраняют жизнеспособность и вирулентность. Например, возбудители сальмонеллеза сохраняют жизнеспособность в навозе в течение 92–157 сут., туберкулеза - 457 сут., листериоза - более 160 сут, вирус болезни Марека - свыше 6 мес. По данным Всемирной организации здравоохранения, навоз является источником передачи более ста видов возбудителей болезней животных, в том числе опасных для человека. Внесение в почву неперерабо-танных отходов провоцирует попадание с одной тонной помета в почву 12 млн семян сорных растений (О. П. Неверов, 2003; Д. Л. Петровский, 2004; Н. Л. Лопаева, 2006; Ф. Ф. Лопата, 2007; В. Тюрин, 2012).
В связи с размещением достаточно большого количества пометной массы вблизи птицеводческих хозяйств по целому ряду причин остро стоит проблема распространения инфекционных болезней, что привлекло пристальное внимание природоохранных и надзорных органов. Министерством природных ресурсов РФ от 02.12.2002 № 786 утвержден Федеральный классификационный каталог отходов, в который включен помет птиц как токсичный отход с отнесением его к III классу опасности, а птицефабрикам стали предъявлять серьезные штрафные санкции за размещение так называемого опасного отхода. При несанкционированном хранении отходов птицеводства с предприятий взимается штраф в размере 497 рублей за тонну в соответствии с постановлением правительства России от 12.07.2003 № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления».
При вывозе свежего куриного помета непосредственно на сельскохозяйственные земли нарушаются нормы ст. 51 ч. 2 Федерального закона от 10.01.2002 N 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» и СанПиН 2.1.7.1322-03.2.1.7. «Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы», что влечет за собой административную ответственность (А. И. Еськов, 2007; В. П. Лысенко, 2008).
Традиционные и перспективные биотехнологические решения для совершенствования системы переработки отходов птицеводства
Дальнейшее культивирование показало, что на третьи сутки количество мицелия возросло на 2,73 г/л (Trichoderma lignorum Омский), 2,27 г/л (Tr. ligno-rum Аджарский), 2,58 г/л (Tr. lignorum 81-17), 2,07 г/л (Tr. viride), 2,52 г/л (Tr. harsianum), 1,83 г/л (Tr. koningii). Количество сырого протеина и сухих веществ по сравнению с первыми сутками увеличилось соответственно на 1,57 и 45,0 % (Tr. lignorum Омский), 0,36 и 29,4 % (Tr. lignorum Аджарский), 3,28 и 39,1 % (Tr. lignorum 81-17), 2,67 и 36,8 % (Tr. viride), 6,63 и 38,1 (Tr. harsianum), 1,97 и 40,0 % (Tr. koningii).
Установлено, что оптимальное время роста штаммов микроскопического гриба Trichoderma трое суток – 72 ч., так как к этому времени они выходят на фазу стационарного роста и достигают максимального количества мицелия, что подтверждается процессом автолиза и снижением биомассы микромицетов. Количество недеградированной биомассы по сравнению с третьими сутками в исследуемых штаммах уменьшилось на 28,3 % (Tr. lignorum Омский), 22,3 % (Tr. lignorum Аджарский), 30,1 % (Tr. lignorum 81-17), 41,2 % (Tr. viride), 29,0 % (Tr. harsianum), 20,6 % (Tr. koningii).
После анализа характеристик штаммов микроскопического гриба Tricho-derma для детализации технических исследований как наиболее перспективные были определены Tr. lignorum 81-17 и Tr. harsianum.
Основным критерием выбора субстрата для роста микромицета были его биохимические, технологические (сыпучесть, для более удобной перевода конечного продукта в товарную форму) и экономические характеристики.
В качестве субстратов для процесса твердофазной ферментации использовали нативную лузгу подсолнечника, отработанную в процессе производства базидиальных грибов лузгу подсолнечника, рисовую шелуху, свекловичный жом, кукурузную кочерыжку, органоминеральную смесь на базе перлита. Сравнительная характеристика субстратов для получения ферментной кормовой добавки, представленная в таблице 5, учитывалась в мониторинговой схеме получения ферментной кормовой добавки. Таблица 5 – Сравнительная характеристика субстратов
В дальнейшем, в процессе твердофазной ферментации были исследованы характеристики отобранных штаммов и субстрата. При проведении исследования по подбору субстрата работу вели в асептических условиях и с предварительной стерилизацией субстрата. В качестве посевного материала использовались мицелиальная культура, выращенная глубинным методом, и (для экономии средств и упрощения технологии) выращенная на твердой питательной среде, а также споровый материал. С этой целью был проведен опыт, где в качестве посевного материала для твердофазной ферментации использовались жидкая культура Trichoderma lignorum 81-17 и Tr. harsianum, а в качестве спорового материала применялись вышеуказанные штаммы, выращенные на зерне сорго. Установлено, что при любой из форм внесения посевного материала и технология производства, и качество получаемого продукта не изменились.
Субстрат перед процессом ферментации предварительно автоклавирова-ли или (с целью экономии) обрабатывали острым паром, насыпали на поддоны тонким слоем толщиной 5–7 см и производили засев культурами микромицетов в дозе 10 % к массе субстрата с поддержанием влажности в пределах 65–70 %, температура 24–26С. Ферментация продолжалась в течение 7 сут.
Процесс твердофазной ферментации на свекловичном жоме проходил на достаточно высоком уровне, прорастание микромицета было активным и равномерным по всему объему субстрата. Аналогичные результаты были получены при использовании отработанной в процессе производства базидиальных грибов лузги подсолнечника и зерна сорго. Деструктивная активность исследуемых субстратов Trichoderma lignorum 81-17 была в пределах 26,9–27,6 Ед/г, Tr. harsianum 20,6–22,5 Ед/г. Менее интенсивный рост и более длительное время прорастания по всему объему субстрата зафиксированы при использовании в качестве субстрата для твердофазной ферментации лузги подсолнечника, кукурузной кочерыжки и зерна проса.
Использование шелухи риса не обеспечило убедительных результатов, что можно связать с наличием большого количества кремниевых соединений входящих в ее состав.
Качественные и количественные характеристики исследуемых субстратов могут варьировать в зависимости от степени огрубления клеточной стенки и условий произрастания биомассы.
На основе сравнительной оценки субстратов для твердофазной ферментации отобрана лузга подсолнечника, отработанная в процессе производства ба-зидиальных грибов. Основной причиной для выбора этого субстрата, помимо экономической целесообразности, были ее биохимический состав, возможность длительного хранения, сыпучесть. Эти качества являются важным условием для обеспечения аэрации в процессе твердофазной ферментации, а также для минимизации усилий перевода полувлажного продукта в конечную товарную форму. Отработанная лузга представляет собой и наполнитель, и органический субстрат, обладающий после ферментативного гидролиза сорбционными свойствами за счет освобожденного лигнина и пектиновых соединений. Установлено, что за время твердофазной ферментации отработанной лузги подсолнечника, происходило повышение количества протеина, глюкозы и снижение клетчатки. Содержание протеина на третьи, пятые и седьмые сутки у Trichoderma lignorum 81-17 и Tr. harsianum составило 6,6 и 6,4, 6,7 % и 6,6, 7,1 и 6,7 %, количество клетчатки – 46,9 и 47,2 %, 44,3 и 46,1 %, 41,8 и 45,1 %, концентрация глюкозы – 11,4 и 10,2 г/л. Более высокая деструктивная активность была у Tr. lignorum 81-17 – 27,6 Ед/г, что на 22,5 % больше, чем у Tr. harsianum. Таким образом, штамм Tr. lignorum 81-17 был выбран для получения ферментной кормовой добавки Микозим СП, так как он имеет наилучшие показатели в сравнении с Tr. harsianum.
В процессе подбора штамма микроскопического гриба рода Trichodermа и субстратов для получения ферментной кормовой добавки отобраны штамм Tr. lignorum 81-17 и отработанная в процессе производства базидиальных грибов лузга подсолнечника. Разработана технология производства добавки, включающая в себя следующие стадии: хранение чистой культуры продуцента, получение маточной и засевной культур, твердофазная ферментация, получение товарной формы продукта (рисунок 5). Хранение культуры Tr. lignorum 81-17 осуществлялось на плотной питательной среде Чапека–Докса следующего состава (г/л дистиллированной воды): NaNO3 – 3,0 г; K2НРO4 – 1,0 г; КCl – 0,5 г; MgSO4 7H2O – 0,5 г; FeSO4 7H2O – 0,01 г; сахароза – 30,0 г; агар – 20,0 г. В предварительно подготовленные пробирки разливали стерильную среду и оставляли в штативах под углом 45 до полного застывания.
Подбор микроорганизмов и сырья для получения препарата -биодеструктора помета птицы
При подборе микроорганизмов в состав препарата для биодеструкции помета птицы анализировали ассортимент наиболее подходящих штаммов, учитывая их свойства и количество вырабатываемых функциональных метаболитов, стимулирующих ускорение процесса естественной ферментации помета птицы. При этом происходит снижение уровеня аммиачного азота, титра кишечной палочки, подавление гнилостной микрофлоры, уменьшение гельминт-ного заражения и как следствие – обеспечение повышения класса экологической безопасности помета до 5-го. Ориентировались на такие свойства, как азотфиксация, оказывающая влияние на уровень аммиачного азота, а также на протеолитическую активность, способствующую биодеградации белка на более простые органические соединения, которые, находясь в более доступной для аборигенной микрофлоры форме, обеспечивают наилучший технологический эффект (В. В. Игнатов, 1998).
Проведя мониторинг уже существующих препаратов и культур микроорганизмов с интересующими нас свойствами, мы выбрали такие культуры микроорганизмов как Azotobacter chroococcum В 35 – агент биоутилизации азота и Pseudomonas sр. 114, обладающий протеолитической активностью.
Культура Azotobacter chroococcum B 35, депонированная в ВКПМ под номером В-6010, входит в группу аэробных грамотрицательных бактерий, фиксирующих молекулярный азот (рисунок 6). Молодые клетки данной культуры представляют собой короткие утолщенные палочки с тонкой капсулой, которая иногда отсутствует, из-за чего кокки находятся достаточно близко друг к другу, представляя парные (диплококки) и тетроидные (тетракокки) образования. По мере старения они теряют свою подвижность, покрываются общей капсулой. В жидких средах с хорошей аэрацией сроки развития азотобактера сокращаются до нескольких суток.
Сроки прохождения клетками азотобактера цикла развития неодинаковы и зависят от условий их культивирования. Известно, что на твердых средах он развивается в течение недели и больше, тогда как на жидких средах с хорошей аэрацией несколько суток (А. В. Хотянович, 1991).
Получение препарата на основе Az. chroococcum В 35 предполагает хранение микроорганизмов в музее чистых культур на среде Burc, наработку маточной культуры на среде Эшби, засевной культуры – на модифицированной среде Эшби, дальнейший засев в дозе 10 % к массе питательной среды в ферментационную установку «Ока МФ-100» (рисунок 7), предназначенную для культивирования микроорганизмов, биосинтеза, биокатализа и биотрансформации биологически активных веществ по энергосберегающей технологии с использованием в качестве продуцентов бактерий, дрожжей, мицелиальных гри Рисунок 6 – Культура Azotobacter chroococcum B 35. бов, микроводорослей и тканей. Установка имеет набор компьютерных программ, обеспечивающих режимы периодического и непрерывного культивирования микроорганизмов.
Культивирование осуществлялось в условиях строгой чистоты культуры, что связано со стерилизацией как основной, так и вспомогательной аппаратуры, а также всех компонентов среды, поступающих в ферментер.
Процедура непрерывной ферментации проводилась по следующему алго 57 ритму: загрузка среды из исходной емкости в ферментер, стерилизация, охлаждение, посев инокулята через верхний паростерилизуемый разъем, включение аэрирующего воздуха, системы терморегулирования, пульсаторов и контроль за процессом путем отбора проб через нижний паростерилизуемый разъем.
Хранение музейной культуры Azotobacter chroococcum В 35 осуществляли на плотной питательной среде Burc следующего состава (г/л дистиллированной воды): маннит - 10,0; К2НРО4 - 0,64; NaH2P04 - 0,16; NaCl - 0,2; MgSC 4 х 7Н20- 0,2; СаС12 - 0,1; со следующими микроэлементами (мг/л) (х 100 конц): FeSC 4 х 7 Н20 - 2,5; Н3ВО3 - 2.9; C0SO4 х 7 Н20 - 1,2; C11SO4 х 7 Н20 - 0,1; МпС12 х 4 Н20 - 0,09; Na2MoC 4 х 2 Н20 - 2,5; Z11SO4 х 7 Н20 - 1,2.
Активная кислотность для оптимального роста культуры Azotobacter chroococcum В 35 выдерживалась в пределах 7,0 ± 0,2 на начальном этапе роста (0-6 ч), а с 12-го часа культивирования рН поддерживали в приделах 6,0 ± 0,2. Для этого в качестве титранта использовали 5 %-й раствор КОН.
Маточную культуру Az. chroococcum В 35 готовили на среде Эшби следующего состава (г/л дистиллированной воды): К2НР04 - 0,2; MgS04 х 7Н20 -0,2; NaCI - 0,2; КЩРО4 - 0,1; СаСОз - 5,0; маннит (или сахароза) - 20,0.
Засевную культуру готовили аналогично маточной, но с заменой манни-та на кукурузную патоку с целью снижения себестоимости готовой продукции (модифицированная среда Эшби). Установлено, что замена данного компонента питательной среды не привела к изменению качественных и количественных показателей исследуемой культуры, так титр культуры составил 2,3 х 108 кл/мл. Ферментация продолжалась в течение 72 ч. Для периодического анализа и регулировки процесса ферментации проводили отбор проб в стерильных условиях.
Количество полисахаридов в процессе культивирования является важным показателем, так как полисахарид защитной капсулы обеспечивает наилучшую сохранность биомассы в процессе хранения и является одним из основных источников энергии. Его образование происходит в процессе выращивания культуры, количество зависит от режима культивирования, главным образом от температуры. Кроме того, полисахарид находится не только в капсуле, но и выделяется во внешнюю среду, что обусловливает высокую вязкость культураль-ной жидкости после культивирования (Е. В. Кириченко, 2011). Следует также учесть способность микробных полисахаридов адсорбировать токсичные метаболы в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных при использовании культуры в составе кормовых добавок (А. В. Хотянович, 1991).
В процессе культивирования Azotobacter chroococcum B 35 наблюдается повышение синтеза полисахарида, его количество на 72-й час ферментации составляло 9,7 г/л. Это объясняется тем, что клетки, попадая в экстремальные условия, накапливают большое количество полисахарида, образуя защитные капсулы, а также выделяют его в среду, чем обусловлена повышенная вязкость культуральной жидкости. Именно количество полисахарида оказывает влияние на увеличение срока годности культуральной жидкости, впоследствии и биопрепарата. Динамика изменения количества полисахарида в процессе культивирования Azotobacter chroococcum B 35 представлена на рисунке 8.
Количество редуцирующих веществ в процессе культивирования снижается на 76 % и к 72-му часу ферментации составляет 0,6 %, что вызвано введением культуры клеток в «экстремальные» для нее условия. Клетки при резком снижении температуры культивирования с 30 до 20 оС начинают активное потребление редуцирующих веществ с целью увеличения защитной капсулы клетки (Д. Кашнер, 1981). Изменение количества редуцирующих веществ в процессе культивирования представлено на рисунке 9.
На протяжении всего периода культивирования определяли количество клеток исследуемой культуры микроорганизма. Установили, что титр клеток повышался и к концу ферментации составил 2,1109, а резкое снижение температуры не повлияло на отмирание клеток, что связано с наличием редуцирующих веществ, являющиеся источником энергии для клетки.
Мясная продуктивность, развитие внутренних органов и качество мяса перепелов
Переваримость корма является достаточно важным показателем характеризующим усвоение его питательных веществ, так как большинство из них находится в форме не доступной для использования организмом. В процессе пищеварения происходят качественные реакции перехода питательных веществ из коллоидального состояния в кристаллоидное, что делает их растворимыми в воде, т.е. способствует всасыванию слизистой оболочкой пищеварительного тракта. Большая часть питательных веществ, не поддающаяся преобразованию, выделяется с калом. Доля баланса используемых и транзитных питательных веществ организмом представляет собой показатель, характеризующий переваримость кормов, а также выступает элементом оценки питательного достоинства кормов.
Опыт по изучению переваримости кормов и обмена веществ производился согласно методике, описанной А. И. Овсянниковым (1976). Время проведения - 37-42 сут эксперимента. Влияние ферментной кормовой добавки Микозим СП на переваримость питательных веществ корма представлено в таблице 17.
Анализ данных таблицы 17 показал, что введение в рацион ферментной кормовой добавки Микозим СП в дозе 1 и 1,5 % к массе корма положительно влияет на процесс перевариваемости его питательных веществ, так переваримость клетчатки обозначенных групп повысилась в сравнении с контролем на 14,6 и 14,9 %, что обосновывается действием ферментов. Процент переваримости жира повысился на 6,2 %. Однако следует учесть незначительные изменения в коэффициентах переваримости протеина и БЭВ.
Производственная проверка результатов научно-хозяйственных опытов и расчет экономической эффективности использования ферментной кормовой добавки Микозим СП проводились на перепелах породы Фараон и цыплятах-бройлерах кросса Росс-308 в условиях УМЦ Краснодарского края по развитию ЛПХ (ст-ца Брюховецкая). Наиболее важными показателями, учитываемыми в данном случае, являлись сохранность, прирост живой массы поголовья и снижение затрат корма.
В качестве апробируемых дозировок добавки определены 1 и 1,5 % к массе корма, так как при проведении научного опыта данные группы показали наилучшие результаты по всем исследуемым показателям. В ходе производственного опыта условия содержания всей подопытной птицы были одинаковыми. В рационы перепелов и цыплят-бройлеров в период производственного опыта входили те же корма, что и при проведении научных исследований.
В производственном испытании использовано 900 французских перепелов породы Фараон, из которых были сформированы 3 группы по принципу пар-аналогов. I контрольная группа получала основной рацион, его состав и смена соответствовали общепринятым нормативным рекомендациям ВНИИТИП (В. И. Фисинин, 2004); П-опытная группа совместно с основным рационом получала 1,0 % ферментной кормовой добавки Микозим СП, III опытной группе с кормом вводилось 1,5 % добавки. Учет основных хозяйственных показателей вели до 42-дневного возраста, результаты представлены в таблице 18.
В течение 42 суток выращивания перепелов во II и III опытных группах, получавших к основному рациону 1,0 и 1,5 % ферментной добавки, зафиксировано повышение процента сохранности в сравнении с контролем на 2,5 %. По показателю живой массы обозначенные группы превышали показатель I на 10,1 и 9,3 % соответственно. На прирост 1 килограмма живой массы перепелов контрольной группе потребовалось на 7,1(II) и 2,9 % (III) больше комбикорма, чем опытным.
При расчете экономической эффективности применения ферментной кормовой добавки учитывали, что в течение года в птицеводческих хозяйствах проходит 6 производственных циклов. Результаты расчетов использования ферментной кормовой добавки Микозим СП представлены в таблице 19.
Расчет экономической эффективности применения ферментной кормовой добавки Микозим СП показал, что лучшие результаты были получены во II опытной группе при введении 1 добавки к основному рациону перепелов. Этот вариант опыта обеспечил самый высокий чистый доход (200,7 руб. на 1 кг прироста) и производственную рентабельность на уровне 201,9 %, которая была на 50,0 п. п. выше, чем в контрольной группе, и на 11,0 п. п. выше, чем в III опытной группе.
Аналогичные производственные исследования проведены на цыплятах-бройлерах кросса Росс-308 в условиях УМЦ Краснодарского края по развитию ЛПХ, данные представлены в таблицах 20 и 21. Таблица 20 – Основные хозяйственные показатели выращивания цыплят-бройлеров в производственном опыте
Данные таблицы 20 свидетельствуют о положительном влиянии используемой ферментной кормовой добавки на показатель прироста живой массы за 42-дневный период выращивания цыплят-бройлеров, в опытных группа он был на 11,7 и 11,1 % больше, чем в контрольной. Количество комбикорма, необходимое для получения 1 кг прироста живой массы, составило в опытных группах 1,86 и 1,92 кг соответственно, что на 14,3 и 11,5 % меньше показателя контрольной. На основе полученных данных проведен анализ экономической эффективности выращивания цыплят-бройлеров, представленный в таблице 21. Таблица 21 –
Анализ экономической эффективности применения препарата– биодеструктора помета Органик БД показал, что окупаемость затрат на покупку препарата составляет 12,4 руб. Следует отметить, что параллельно с повышением экономической эффективности отрасли птицеводства решается еще и экологическая проблема, а получаемый на основе помета птицы и препарата Органик БД вторичный продукт производства является органическим удобрением, обогащенным культурами Pseudomonas sp. 114 и Azotobacter chroococcum В 35. Они обладают протеолитическими и азотфиксирующими свойствами, а также являются продуцентами ростостимулирующих веществ (НУК, ИУК), благоприятно влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур.
Результаты производственных испытаний подтвердили обоснованность полученных данных в лабораторных и научно-хозяйственных опытах. 3.9 Производственная схема выращивания птицы мясного направления с использованием Микозим СП и Органик БД
На основе данных исследований разработаны производственные схемы выращивания птицы мясного направления (перепела, цыплята-бройлеры) с использованием ферментной кормовой добавки Микозим СП и препарата– биодеструктора помета Органик БД. Технологическая схема выращивания перепелов представлена на рисунке 12.
Рисунок 12 – Технологическая схема выращивания перепелов с использованием препаратов Микозим СП и Органик БД Посадка поголовья производится в суточном возрасте в предварительно продезинфицированные выводные ящики, в которых перепела содержатся с первых по 7-е сутки с поддержанием температурного режимов в пределах 25–27 С. Дальнейшее содержание производили в многоярусных клеточных батареях. Такой способ содержания по сравнению с напольным способствует повышению процента выхода продукции с единицы площади производственного помещения и производительности труда, а следовательно снижению себестоимости продукции. Помещение, в котором содержатся перепела, должно быть сухим, теплым, с хорошей вентиляцией. Температурный режим для взрослых особей должен быть в пределах 18–25 С (оптимум), влажность 60– 70 %, поступление свежего воздуха на 1 кг живой массы птицы – не менее 1,5 м3, не допускается наличие сквозняков. Продолжительность светового дня не менее 17 ч. Рекомендуемая плотность посадки – 70 гол на 1 м2 , половое соотношение самки – самцы 4 : 1.
Используемые схемы скармливания комбикормов перепелам обеспечивали нормальный рост и развитие птицы во всех периодах роста. Смену рационов производят в соответствии с общепринятыми нормативными рекомендациями ВНИИТИП: 1–14-е сутки – комбикорм–старт, 14–28-е сутки комбикорм–рост и 28–42-е сутки – комбикорм–финиш. Ферментную кормовую добавку рекомендуется вводить с 4-х по 42-е сутки жизни перепелов в дозе 1 % к массе комбикорма.
Технологическая схема выращивания цыплят-бройлеров представлена на рисунке 13. Содержание осуществлялось в клеточных батареях КБУ-3 по сани-тарно-зоотехническим нормам, согласно рекомендациям ВНИТИП. Схемы смены рецептуры комбикормов цыплятам-бройлерам: 1–14-е сутки – комбикорм–старт, 14–28-е сутки комбикорм–рост и 28–4-е сутки – комбикорм– финиш. Помимо добавления 1,0 % ферментной кормовой добавки Микозим СП производились базовые ветеринарно-профилактические обработки по утвержденной ветеринарными структурами регионального уровня для цыплят-бройлеров конкретных кроссов.