Уміст і співвідношення амілази й амілопектину в крохмалі зерна впливає на ферментаційні процеси під час силосування силосної маси кукурудзи та перетравність її і силосу в організмі тварин.
Зерно кукурудзи, як і зерно інших злакових культур, містить невелику кількість сирого протеїну (55–80 г на 1 кормову одиницю). Основна маса його сухої речовини представлена вуглеводами, тоді як у зерні бобових значно більше сирого протеїну й порівняно невелика кількість вуглеводів. Це є основною причиною того, що в годівлі сільськогосподарських тварин використовують сумішки різних видів зерна. Перетравність зернофуражу досить висока — 75–90%. Основна умова його зберігання — забезпечення вмісту вологи до 15% і дотримання відповідних умов.
Сорок — сорок п’ять років тому у світовому виробництві зерно кукурудзи посідало третє місце після пшениці та рису, а тепер ця культура — на другому, а в деяких країнах на першому місці. Виробництво зерна кукурудзи в загальній структурі агровиробництва України є одним із сегментів, що найінтенсивніше розвивається. За останнє десятиліття більш ніж у 2 рази розширилися посівні площі під цією культурою і значно виросла її врожайність. Такий розвиток насамперед спричинений світовим попитом на зерно цієї культури, частка якого сьогодні є основною в загальній пропозиції зерна, що експортується Україною. Ця культура характеризується оптимальним співвідношенням продуктивності й економічних витрат на вирощування. У світі зерно кукурудзи використовують на продовольчі цілі близько 20%, технічні — 15–20, а кормові — 60–65.
Особливості зберігання зерна
Зберігання зерна кукурудзи пов’язано з певними труднощами, адже його вологість на період збирання досягає 30–40% і більше. За такої вологості зерно швидко зігрівається, уражається грибами й стає непридатним для годівлі. Моніторинг умісту мікотоксинів у зерні кукурудзи, яке використовується господарствами Вінницької області в годівлі тварин, показав, що перевищення допустимих рівнів може досягати афлотоксину — у 2,1 раза, дезоксиніваленону — у 1,6, зеараленону — у 1,2, Т-2 токсину — у 3 рази (табл. 1).
Таблиця 1. Діапазон умісту мікотоксинів, визначений у зерні кукурудзи, мг/кг
Найкращий спосіб для його зберігання — консервування, а саме сушіння, але це дуже енергозатратний процес. Нині відомо вже такі способи консервування, як силосування зернострижневої суміші, силосування зерна кукурудзи із застосуванням консервантів.
Зерно кукурудзи, порівнюючи із зерном інших злаків, бідне на вміст протеїну (7–10%), прикрість також у тому, що більша його частина представлена білком зеіном, у якому низький уміст амінокислот лізину й триптофану.
Результати досліджень
Дослідження, які ведуть в Інституті кормів та сільського господарства Поділля НААН, доводять, що амінокислотна незбалансованість протеїну за наявності відповідної його кількості в раціоні свиней спричиняє зниження їх продуктивності у 3–4 рази.
Установлено: якщо кукурудза є головним джерелом білка у харчовому ланцюгу людини, то виникає захворювання квашіоркор — тяжка форма дистрофії на тлі браку білка, спричинена дефіцитом амінокислот. Це захворювання є головною причиною смертності дітей у багатьох частинах світу.
Протягом багатьох років учені всього світу намагаються створити сорт кукурудзи, зерно якого б містило протеїн, більш збалансований за амінокислотним складом. На жаль, створені сорти, білок яких містить майже у два рази більше лізину і триптофану, характеризуються м’якою, мучнистою зернівкою і, як наслідок, низькою вагою. А головне — легко піддаються зараженню різними паразитами, зокрема комахами, що призводить до низького врожаю, як порівняти із сортами, що мають тверде кременисте та зубоподібне зерно.
Суттєвою причиною зниження вмісту протеїну в кормових культурах, зокрема і в зерні, є зменшення протягом останніх 20 років гумусу в ґрунті на 12–18%, адже внесення органічних добрив суттєво знизилось. У результаті чого сповільнились процеси денітрифікації азоту, порушився баланс поживних для рослин речовин, знизилася поживність кормів, зокрема амінокислотна, але натомість зросла питома вага амідів. За даними вітчизняних науковців, уміст протеїну в зерні сої, пшениці, ячменю, кукурудзи, тритикале, вівса знизився на 9,0%; 12,6; 9,1; 5,1; 6,42; 7,1% відповідно. Розбалансованість середовища орного шару земельних угідь призводить до пригнічення синтезу амінокислот у рослинах і збільшення вмісту в них небілкового азоту, зокрема нітратів і нітритів.
Зерно злакових культур — це переважно енергетичний корм, у якому вміст безазотовоекстрактивних речовин досягає 60–70%, а в зерні кукурудзи цей показник може бути вищим і досягати 80%. В основному це крохмаль — полісахарид, що легко засвоюється організмом тварини. Частка зерна кукурудзи у комбікормі для птиці досягає 60%, свиней і рогатої худоби — 50, овець — 70, коней — 30, кролів — 20%.
Досліджуючи вуглеводний склад зерна кукурудзи різних сортів, звернули увагу, що силосні гібриди накопичують більшу кількість вуглеводів, як порівняти з іншими. І це стосується насамперед неструктурних вуглеводів, які є критично необхідними для організму тварини. Так, ця фракція потрібна як джерело енергії, щоб гарантувати ефективне використання аміаку, виділеного в процесі розщеплення протеїну корму в організмі жуйних тварин. Максимальний синтез мікробного білка може бути забезпеченим тільки за умови оптимального рівня неструктурних вуглеводів у раціоні. І одним з основних їх джерел для організму жуйних є зерно кукурудзи, вміст неструктурних вуглеводів у ньому може досягати більше як 75% у перерахунку на абсолютно суху речовину. Поряд із цим слід ураховувати й негативний вплив неструктурних вуглеводів, адже вони легко ферментуються, що може призвести до швидкого закислення рідини рубця, а це зменшить перетравність клітковини та засвоєння сухої речовини раціону. Підбір кормів для взаємного їх доповнення та балансування раціону за розщеплюваним і нерозщеплюваним протеїном, структурними й неструктурними вуглеводами відповідно до потреби ризиковано, якщо постійно користуватися інформаційно-довідниковими даними. Слід використовувати фактичні дані хімічного складу кормів, провівши лабораторні дослідження. Моніторинг умісту протеїну та різних вуглеводних фракцій, який постійно триває в Інституті кормів та сільського господарства Поділля НААН, це вкотре підтверджує (табл. 2). Адже вміст поживних речовин у зерні кукурудзи різних видів має широкий діапазон умісту.
Таблиця 2. Хімічний склад зерна кукурудзи різних видів, % в абсолютно сухій речовині
Силосно-зернові та силосні гібриди кукурудзи належать до зубоподібного, напівзубоподібного або воскоподібного виду, але кожен сорт, гібрид має свої особливості в хімічному складі зерна, що і впливає на його перетравність в організмі тварини (табл. 3). Зерно силосних гібридів містить більше неструктурних вуглеводів, що підтверджується показником БЕР і менше структурних вуглеводів, які проявляють депресивну дію на процеси травлення.
Таблиця 3. Хімічний склад зерна силосно-зернових і силосних гібридів кукурудзи, % в абсолютно сухій речовині
Важливо, що в зерні силосно-зернових гібридів діапазон умісту крохмалю дещо вищий і його склад характеризується більшим умістом амілази. Відомо, що молекула крохмалю складається з двох полісахаридів: амілази в середньому 20–30% і амілопектину 70–80%. Співвідношення їх залежить від виду та сорту рослини, у кукурудзяному крохмалі в середньому амілази 25%, а амілопектину — 75%, разом із тим є гібриди, у яких уміст амілази може досягати 75%. Співвідношення амілази й амілопектину, кристалічна структура, гранулометрія крохмалю (лінійний розмір крохмальних гранул), співвідношення різних типів гранул, їх фізична стійкість до механічної дії характеризує не лише ферментабільність зерна кукурудзи, а і його кормову цінність. Адже амілопектин легко піддається дії амілолітичних ферментів, а амілаза, навпаки, практично не ферментується. Така властивість крохмалю враховується у виробництві етанолу, а в перетравності зерна в організмі тварин відіграє важливу роль. Адже стійкі крохмальні гранули відрізняються від інших наявністю кристалічної структури, що менш піддатлива до дії кислоти й ферментативного гідролізу. За даними Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН, у зерні кукурудзи силосних гібридів уміст крохмалю від 677 до 751 г/кг, а його склад 45–55% амілази і 55-45% амілопектину. Таке зерно значно легше подрібнюється, а перетравність його основних поживних речовин в організмі свиней на рівні 95–98%.
Чинники впливу на якість і поживність силосу
Звичайно, хімічний склад і поживність силосу, виготовленого із зеленої маси кукурудзи, залежить від фази стиглості зерна під час збирання її на силос. Установлено, що найякісніший за хімічним складом і поживністю силос одержують із кукурудзи у фазу молочно-воскової та воскової стиглості зерна, коли вміст вологи в ній не нижчий як 65%. Для характеристики кукурудзяного силосу як корму важливе значення має величина частки зерна у ньому, адже завдяки їй цей корм може мати значно вищу кормову цінність. Але не завжди більша кількість зерна у силосі свідчить про його вищу поживність, тому що зерно, яке має склоподібний тип ендосперму гірше перетравлюється в організмі тварини, як порівняти з борошнистим типом. Подрібнення та пережовування твариною останнього відбувається легше і швидше, а під час силосування таке зерно краще піддається ферментації. Науковці визначили, що, порівнюючи із сирим протеїном, крохмаль із цукром забезпечують вищу в 3–6 раз продуктивність молока в дійних корів. А тому зерно кукурудзи треба використовувати в годівлі високопродуктивних корів у складі кормосумішок із високобілковими кормами, а силос виготовляти із зеленої маси, що містить зерно.
Висновки
Установлено, що найякісніший за хімічним складом і поживністю силос одержують із кукурудзи у фазу молочно-воскової та воскової стиглості зерна, коли вміст вологи в ній не нижчий за 65%. Для характеристики кукурудзяного силосу як корму важливе значення має величина частки зерна в ньому, адже завдяки їй даний корм може мати значно вищу кормову цінність. Але не завжди більша кількість зерна у силосі свідчить про його вищу поживність, тому що зерно, яке має склоподібний тип ендосперму, гірше перетравлюється в організмі тварини, як порівняти з борошнистим типом. Зерно силосних гібридів кукурудзи належить до борошнистого типу, адже співвідношення амілази й амілопектину у ньому 0,8–1,2, а вміст крохмалю може досягати більше ніж 75%. Подрібнення та пережовування твариною такого зерна легше і швидше, а під час силосування воно краще піддається ферментації.
Людмила ЧОРНОЛАТА, канд. с.-г. наук, завідувачка
відділу оцінки якості, безпеки кормів і сировини
Лариса ЗДОР, старший науковий співробітник
Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН
