Введение

Широкое распространение микроорганизмов свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах. При самом активном, широком участии микроорганизмов в природе, главным образом в почве и гидросфере, постоянно осуществляется два противоположных процесса: синтез из минеральных веществ сложных органических соединений и, наоборот, разложение органических веществ до минеральных. Единство этих противоположных процессов лежит в основе биологической роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

Среди различных процессов превращения веществ в природе, в которых микроорганизмы принимают активное участие, важнейшее значение для осуществления жизни растений, животных и человека на Земле имеют круговорот азота, углерода, фосфора, серы, железа. Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, ферментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и многих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорганизмов.

Особенно важно использование микроорганизмов в растениеводстве и животноводстве. От них зависит обогащение почвы азотом, борьба с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микробных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных.

Микробиолгоя кормов

Корма, их состав во многом определяют состояние и продуктивность животных. По происхождению различают растительные, животные и минеральные корма. Из всех кормов наибольший удельный вес занимают растительные (грубые), к которым жвачные и другие виды животных приспособились в процессе эволюции. В зависимости от содержания влаги в заготовленных растительных кормах различают: сено (12-17%), сенаж (40- 50%), силос ( 70- 80%).

Эпифитная микрофлора

Микроорганизмы, которые живут и размножаются на наземных частях растений ( листья, стебли и т.д.), называют эпифитными. Поверхность растений для эпифитов является средой обитания. Их количество зависит от фазы развития растения, влажности, температуры и других факторов. При увлажнении численность микроорганизмов возрастает. Чем старше растение , тем больше микробов. Среди них можно встретить представителей разных физиологических групп.

Таблица 1

Количество микроорганизмов на поверхности листьев растений ( по данным Е. И. Квасникова), тыс. на 1 г сухого вещества.

Вид Растения	Физиологические группы микроорганизмов
	аммонификаторы	молочнокислые	маслянокислые	дрожжи	Эшерихии	Нитрификаторы	Денитрификаторы
Люцерна	5600	1	10	0,015	1,7	0	0,1
Кукуруза	23000	10	1	5,5	3,6	0	0,1

Из таблицы видно, что на поверхности листьев растений содержится большое количество аммонификаторов и меньше представителей других физиологических групп микроорганизмов. Эпифиты на растения попадают из почвы, семян, а также другими путями. Для эпифитов в отличие от других микробов характерно то, что они, находясь на поверхности растений, хорошо переносят действие фитонцидов, солнечных лучей и питаются веществами, выделяемыми растениями. Устойчивость эпифитов к фитоцитам гораздо выше, чем у почвенных микробов. Многие организмы усваивают даже летучие факторы растений.

Взаимоотношения между микробами и скошенными растениями. Растительная масса служит хорошей питательной средой для микроорганизмов. После скашивания растений исчезают преграды, которые препятствуют проникновению микробов в их ткани. Появляется деятельность находящихся в анабиотческом состоянии эпифитов, среди которых большое число гнилостных грибов, маслянокислых и др. При их развитии происходит потеря больших количеств питательных веществ и порча корма. Он приобретает гнилосный, затхлый запах, изменяет окраску. Растения легко разрываются, их консистенция становится мажущейся. Такой корм плохо поедается животными и представляет опасность для их здоровья.

Для жизни бактерий требуется более высокая влажность, чем для плесеней. Поэтому при относительно одинаковых условиях корма чаще подвергаются плесневению, чем каким-нибудь другим изменениям. Такие корма бывают нередко причиной отравлений.

Силос

Силосование. Силос- один из древнейших видов корма. Его знали земледельцы Египта и Карфагена. Тогда этот метод использовался в основном для хранения зерна. Позднее, главным образом в северных странах, где мало тепла и видимых излучений, стали силосовать зелёные растения (травы). Слово «силос» (silos) – испанское, что означает «яма». Со временем сохранение кормов путём силосования получило широкое распространение.

Силосование- это сложный процесс превращения свежей растительной массы в заквашенный корм.

Силосуемую массу закладывают в траншеи, ямы, башни, уплотняют и изолируют от воздуха. В таком состоянии корм хорошо сохраняется благодаря микробиологическим процессам, происходящим в нём. Силосование имеет ряд положительных сторон. Во-первых, силосовать сочную растительную массу можно в любую погоду. При этом потери составных частей корма, в том числе и витаминов, значительно ниже, чем, например, при заготовке сена. Правильно заквашенный корм хорошо поедается животными, и в результате повышается их продуктивность. Во-вторых, силосовать можно такие корма (ботва свеклы, картофеля, отходы крахмало-паточного производства), которые часто не используются в хозяйствах. Засилосованный корм можно хранить длительное время, иногда десятилетиями. В-третьих, правильно приготовленный силос имеет хорошие вкусовые качества, возбуждает аппетит и в сбалансированных рационах улучшает использование разных составных частей корма. Существует 2 способа силосования кормов: холодный и горячий.

Холодный способ силосования проходит при сравнительно невысокой температуре (25-35 С). Такая температура достигается плотной укладкой силосуемой массы и хорошей изоляцией её от воздуха. В таких условиях развитие аммонификаторов не только сдерживается, но и подавляется. Уменьшается распад веществ и образование энергии. Для лучшего уплотнения силосуемую массу измельчают. В настоящее время имеется большое количество полимерных плёнок, с помощью которых можно предотвратить попадание в силосуемую массу почвы и других загрязнений, что улучшает качество корма. Холодный способ силосования получил в нашей повсеместное распространение.

Горячий способ силосования применяется сравнительно редко: при квашении грубостебельных малоценных кормов. Чтобы температуру повысить до 50 С, корм укладывают рыхло и постепенно, что создаёт условия для более бурного развития микробиологических процессов. При такой технологии происходит потеря больших количеств питательных веществ.

Микробиологические процессы, происходящие при силосовании.

Количественный и качественный (видовой) состав сообщества микроорганизмов, участвующих в созревании силоса, также зависит от ботанического состава зеленой массы, содержания в ней растворимых углеводов и протеина, влажности исходной массы. Так, например, сырье богатое белками (клевер, люцерна, донник, эспарцет) в отличие от сырья, богатого углеводами (кукуруза, просо и др.), силосуется при длительном участии в процессах гнилостных бактерий и при замедленном нарастании численности молочнокислых бактерий.

Однако, в любом случае после закладки растительной массы в хранилище наблюдается массовое размножение микроорганизмов. Их общее количество уже через 2-9 суток может значительно превышать количество микроорганизмов, попадающих с растительной массой (таблица 2).

При всех способах силосования в созревании силосов участвует сообщество микроорганизмов, состоящее из двух диаметрально противоположных групп по характеру воздействия на растительный материал: вредные (нежелательные) и полезные (желательные) группы . Характер их взаимоотношений варьирует не только от симбиотических до антагонистических, обуславливающих в конечном итоге успех или неудачу в исходе силосования, но и от природы силосуемого материала, воздушного и температурного режима .

Таблица 2

Динамика развития молочнокислых и гнилостных микроорганизмов при силосовании кукурузы и клевера.

Анализируемый материал	Количество микроорганизмов (млн. на 1 г силосуемой массы)
	Молочнокислые	Гнилостные
Исходная масса кукурузы с початками	0,2	19,6
Силос: 2-суточный	620,0	430,0
7-суточный	483,0	105,0
15-суточный	14,0	0,0015
Исходная масса клевера	0,013	6,2
Силос: 5-суточный	5,5	500,0
9-суточный	650,0	10,0
30-суточный	50,0	7,0

Таким образом, в процессе силосования происходит замена гнилостных микроорганизмов молочнокислыми, которые вследствие образования молочной и частично уксусной кислот снижают рН корма до 4,0-4,2 и тем самым создают неблагоприятные условия для развития гнилостных микроорганизмов (табл.2).

Условия для существования (потребность в кислороде, отношение к температуре, активной кислотности и т.д.) для различных групп микроорганизмов неодинаковые. С точки зрения потребности в кислороде различают условно три группы микроорганизмов:

• размножающиеся только при полном отсутствии кислорода(облигатные анаэробы);

• размножающиеся только при наличии кислорода (облигатные аэробы);

• размножающиеся как при наличии кислорода, так и без него (факультативные анаэробы).

Большинство микроорганизмов, которые вызывают порочное брожение, не выдерживают рН ниже 4,0, поэтому желательно быстро достичь этого оптимального уровня кислотности.

Чтобы ограничить деятельность вредных микроорганизмов и стимулировать размножение полезных бактерий следует знать особенности отдельных групп микроорганизмов. В таблице 3 схематично представлены физиолого-биохимические особенности основных представителей микроорганизмов, участвующих в процессах силосования.