Гидропоника как способ выращивания растений без почвы, при котором растение получает из раствора все необходимые питательные вещества в нужных количествах и точных пропорциях, известна испокон веков (висячие сады Семирамиды, плавающие сады ацтеков [1].
Гидропоника позволяет регулировать условия выращивания растений — создавать режим питания для корневой системы, полностью обеспечивающий потребности растений в питательных элементах, концентрацию углекислого газа в воздухе, наиболее благоприятную для фотосинтеза, а также регулировать температуру воздуха и корнеобитаемого пространства, влажность воздуха, интенсивность и продолжительность освещения. Создание идеальных условий для роста растений обеспечивает получение высококачественных урожаев за минимально короткие сроки.
Гидропонный способ выращивания сочного корма представлен во многих публикациях [2–6]. Оценка перспективности использования этой технологии, с изложением позитивных и негативных ее сторон, дана в таблице 1.
1. Позитивные и негативные особенности гидропонного способа производства кормов
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
Агротехника и питательные растворы для каждой культуры могут быть унифицированы, что позволит стандартизовать выращивание растений и получать корма с заданными свойствами. В связи с этим актуальным становится вопрос стандартизации требований к качеству гидропонного корма.
Термины и определения. Гидропонный корм — это сочный корм, приготовленный из семян злаковых или бобовых зерновых культур, пророщенных без почвы гидропонным способом, и использованный в срок максимального содержания в нем биологически активных веществ.
Гидропонный корм состоит из гидропонной зелени высотой 13–23 см и гидропонной матрицы (корневая масса и ферментированные зерна) высотой приблизительно 6 см. Готовая единица продукции представляет собой мат 60 × 60 см (возможны другие параметры) массой 13–15 кг. Для идентификации вида гидропонного корма рекомендуется указывать наименование исходной зерновой культуры (например, «гидропонный ячменный корм», «гидропонный овсяный корм» и т. д.).
Гидропонные корма выращивают из ячменя, овса, ржи, кукурузы, гороха, чины, вики, сои, а также из смеси злаковых и бобовых культур. Выбор зерна для производства гидропонного корма определяется агроклиматическими условиями, доступностью семян, а также их вкусовыми свойствами и биологической полноценностью для тех или иных видов животных и птицы. Так, в России при производстве гидропонного корма для жвачных животных преимущественно используется ячмень, в Индии предпочитают зерно кукурузы из-за его легкой доступности, низкой стоимости и быстрого роста зеленой биомассы. Гидропонные корма из семян бобовых считаются наиболее пригодными в питании птицы, требовательной к кормам, богатым протеином и энергией.
Немаловажно, чтобы зерно, намеченное к прорастанию, было чистым, здоровым, неповрежденным, свободным от инвазии насекомыми, необработанным химикалиями, жизнеспособным и хорошего качества для быстрого производства биомассы, то есть в соответствии с аксиомой: от худого семени не ждите хорошей гидропонной зелени.
Выращивание гидропонного корма сопровождается потерей сухого вещества (СВ) исходного зерна. Наибольшие потери СВ наблюдаются в период проращивания корма в течение первых трех суток. В это время происходит основной расход пластических веществ зерновки, который не компенсируется приростом сухого вещества при фотосинтезе. Фотосинтез начинается на пятый день, когда активизируются хлоропласты, и наступает период накопления сухого вещества [7].
В процессе прорастания семян увеличивается урожай гидропонной массы. В опытах С.А. Куропаткина [8] из 1 кг зерна ячменя получено в среднем 1,5–2 кг зелени и 8–10 кг гидропонного корма с матрицей. Для кукурузы характерно Пяти–шестикратное увеличение урожая зеленой массы и низкое содержание сухого вещества (12–18%).
На рис. 1 показано, как по мере прорастания зерна снижается концентрация крахмала в проростках, но возрастает доля водорастворимых углеводов («сахаров»), главным образом глюкозы, которая расходуется на дыхание и на синтез сахарозы и органических кислот. Кроме того, глюкоза используется для синтеза сахарозы, из которой строятся клеточные стенки проростков [8].
Рис. 1. Динамика изменения концентрации сахаров и крахмала
в гидропонной массе по дням прорастания зерна
Трансформация зерна в условиях гидропоники сопровождается кардинальным изменением свойств корма. Одним из существенных недостатков гидропонного корма является низкое содержание в нем сухого вещества (в среднем 150 г в 1 кг корма). Простой подсчет показывает, что из 1 кг семян, содержащих 900 г СВ, производят примерно 600–700 г СВ гидропоники (5–6 кг зеленой массы с содержанием СВ 12%), что свидетельствует о значительных потерях СВ в процессе выращивания гидропонного корма. В опытах А.Н. Ембулатова [9] потери с гидропонным кормом в сравнении с исходным зерном кукурузы составили: сухого вещества — 45%, сырого протеина — 13, сырого жира — 26, БЭВ — 55%.
Потери СВ могут быть, по-видимому, уменьшены за счет технологических приемов. Путем прекращения полива растений за одни–двое суток до уборки урожая удается повысить содержание СВ до 20% [5]. С.А. Куропаткин [8] выращивал гидропонную зелень с содержанием СВ в среднем 28%, а в зелени с матрицей — 40%.
Однако потери сухого и питательных веществ до некоторой степени компенсируются качественными преобразованиями корма: повышается концентрация всех основных питательных веществ — протеина, клетчатки, жира, золы (рис. 2). По данным А.Р. Мацерушки и сотрудников [10], в сухом веществе гидропонного корма содержалось сырого протеина на 28,93%, сырого жира на 96,73% больше, чем в исходном фуражном ячмене.
Рис. 2. Изменение концентрации питательных веществ
в гидропонной массе по дням прорастания кукурузы
(СП — сырой протеин, СЖ — сырой жир, СК — сырая клетчатка, СЗ — сырая зола)
Более того, наряду с повышением концентрации сырых питательных веществ происходят глубинные качественные изменения. По обобщениям Н.И. Капустина и Н.А. Щекутьевой [11], питательные вещества зерна переходят из сложных форм в более простые и легко усвояемые животными: крахмал распадается до водорастворимых углеводов, белки — до аминокислот, жиры превращаются в жирные кислоты. Идут процессы преобразования и новообразования витаминов, повышается активность и возрастает количество ферментов и стимуляторов роста. Правда, в опытах С.А. Куропаткина [8] каротина содержалось немного: в гидропонном корме — 86 мг/кг СВ, в зелени с матрицей — 40 мг/кг СВ. Наблюдалось увеличение в гидропонном корме содержания рибофлавина, токоферола, аскорбиновой кислоты.
В таблице 2 приведены ориентировочные табличные данные сравнительного содержания питательных веществ в сухом веществе исходного зерна и полученного гидропонного корма.
За исключением сухого вещества и крахмала, все параметры концентрации питательных и биологически активных веществ гидропонного корма существенно превосходят аналогичные данные исходного зерна.
На химический состав и питательность гидропонной зелени существенное влияние оказывают условия проведения опыта (сортность семенного материала, агроклимат, состав питательного раствора, продолжительность выращивания растений и т. д.). Так, зерно ячменя, как и других культур, характеризуется значительными сортовыми различиями по химическому составу. В частности, концентрация протеина колеблется от 11 до 15%.
Трудами Н.А. Родиной и сотрудников созданы высокоурожайные сорта ячменя Север 1 и Дина, кормовые качества которых улучшены за счет повышения содержания протеина до 19%. Содержание сырой клетчатки и других веществ также сильно варьирует в зависимости от климатических условий и доз удобрений.
2. Сравнительный состав питательных веществ и энергия 1 кг сухого вещества
зерна и гидропонного корма (по данным кормовых таблиц)
|
Показатель |
Ячмень |
Овес |
Кукуруза |
Горох |
||||
|
зерно |
гидропонный корм |
зерно |
гидропонный корм |
зерно |
гидропонный корм |
зерно |
гидропонный корм |
|
|
Обменная энергия, МДж |
12,3 |
11,3 |
10,8 |
10 |
14,3 |
13,3 |
13,4 |
14 |
|
Сырой протеин, г |
134 |
186 |
127 |
206 |
121 |
200 |
256 |
333 |
|
Лизин, г |
4,8 |
9,7 |
4,2 |
10 |
2,5 |
10 |
16,7 |
16,6 |
|
Метионин + цистин, г |
4,2 |
12,7 |
3,7 |
11,3 |
3,9 |
10,6 |
6,5 |
10,7 |
|
Сырая клетчатка, г |
58 |
133 |
114 |
206 |
45 |
127 |
45 |
127 |
|
БЭВ, г |
750 |
580 |
674 |
447 |
768 |
526 |
626 |
426 |
|
Крахмал, г |
570 |
1,3 |
376 |
1,3 |
535 |
0,7 |
535 |
1,3 |
|
Сахара, г |
23 |
— |
29 |
— |
47 |
— |
65 |
— |
|
Сырой жир, г |
26 |
40 |
47 |
53 |
49 |
90 |
22 |
49 |
|
Сырая зола, г |
32 |
61 |
38 |
78 |
17 |
57 |
51 |
65 |
|
Кальций, г |
2,3 |
5,6 |
1,8 |
5,6 |
0,6 |
1,7 |
2,3 |
5,6 |
|
Фосфор, г |
4,6 |
12 |
4 |
11,7 |
6,1 |
16,6 |
5 |
13,3 |
|
Магний, г |
1,5 |
1,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Натрий, г |
0,1 |
0,2 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Железо, г |
59 |
167 |
48 |
140 |
35 |
153 |
70 |
187 |
|
Марганец, мг |
16 |
367 |
66 |
376 |
4,6 |
353 |
24 |
393 |
|
Кобальт, мг |
0,3 |
2,33 |
0,08 |
2,47 |
0,7 |
2,35 |
0,21 |
2,53 |
|
Цинк, мг |
41 |
1533 |
26 |
1640 |
35 |
1566 |
31 |
1633 |
|
Селен, г |
0,05 |
0,29 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Медь, мг |
5,7 |
27 |
6 |
27 |
3,4 |
26 |
9 |
25 |
|
Каротин, мг |
1,6 |
147 |
1,5 |
113 |
8 |
106 |
0,3 |
120 |
|
Витамин С, мг |
— |
2666 |
— |
933 |
— |
2000 |
— |
1666 |
|
Витамин Е, мг |
— |
233 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Витамин РР, мг |
70 |
220 |
15 |
233 |
40 |
226 |
40 |
287 |
|
Витамин В1, мг |
4,1 |
14,7 |
8,6 |
16 |
4,7 |
15,3 |
8,8 |
14 |
|
|
1,3 |
15 |
1,3 |
16 |
1,4 |
17 |
2,7 |
16 |
Гидропонный ячменный корм также характеризуется достаточно высоким уровнем сырого протеина (147 г/кг СВ), но низкой концентрацией кислотно-детергентной клетчатки (199 г/кг СВ), нейтрально-детергентной клетчатки (405 г/кг СВ) и низким содержанием сухого вещества (108 г/кг корма) [13].
Значительно реже проводили опыты и с такими зернофуражными культурами, как овес и вика в смеси с ячменем. Так, в опытах Воронежского ГАУ имени императора Петра I [14] изучали влияние различных питательных сред на интенсивность роста растений и питательность гидропонного корма из этих видов культур (табл. 3). В 1 кг СВ гидропонной зелени из овса и вико-ячменной зелени, выращенной на оптимальном для данного опыта минеральном растворе, содержалось в среднем соответственно: 10,1 и 11,0 МДж обменной энергии, 129 и 112 г сахаров; 54 мг каротина в вико-ячменной зелени.
3. Сравнительный состав питательных веществ и энергии в разных гидропонных кормах
|
Показатель |
Гидропонный корм |
|||||||
|
ячменный |
овсяный |
кукурузный |
вико-ячменный |
|||||
|
[12] |
[15] |
[13] |
[14] |
[4] |
[15] |
[9] |
[14] |
|
|
Сухое вещество, г/кг |
119 |
142 |
— |
158 |
150 |
185 |
120 |
182 |
|
Обменная энергия, МДж |
11,7 |
— |
12,0 |
10,1 |
9,3 |
— |
11,7 |
11,0 |
|
Сырой протеин, г |
205 |
144 |
136 |
76 |
206 |
165 |
156 |
227 |
|
Лизин, г |
— |
— |
7,4 |
— |
10,0 |
|
5,9 |
— |
|
Метионин + цистин, г |
— |
— |
3,7 |
— |
11,3 |
— |
2,4 |
— |
|
Сырая клетчатка, г |
163 |
135 |
124 |
183 |
206 |
125 |
108 |
100 |
|
Сырой жир, г |
35 |
56 |
33 |
19 |
— |
47 |
84 |
32 |
|
|
1,6 |
6,8 |
1,5 |
5,1 |
9,3 |
7,2 |
2,6 |
12,8 |
Параметры концентрации питательных веществ в разных видах гидропонного корма, представленные в таблице 3, контрастируют с данными сводной кормовой таблицы 1. Так, если в таблице 1 концентрация сырого протеина в гидропонном ячменном корме составляла 186 г, то в опытах она колебалась соответственно в пределах 136–205 г/кг СВ, что свидетельствует о нестабильности состава гидропонных кормов. Поэтому пользоваться усредненными данными кормовых таблиц при балансировании рационов крайне нежелательно.
В длительных опытах ВНИИ кормов [7] изучали закономерности формирования урожая и изменения качества гидропонных кормов в зависимости от видовых и сортовых особенностей растений; разработаны оптимальные параметры технологических процессов выращивания гидропонного корма; определено содержание и переваримость питательных веществ корма; определена экономическая эффективность его выращивания и применения.
Результаты исследований показали, что наиболее ценный в кормовом отношении компонент гидропонного корма — зеленая масса, составляющая 18% общей массы сухого вещества корма. Содержание сырого протеина в зеленой массе возросло за период выращивания в 2,5 раза, сырой клетчатки — вдвое, БЭВ уменьшены в два раза. Содержание каротина и хлорофилла было максимальным на шестые сутки выращивания (соответственно 515 и 6512 мг/кг СВ).
В таблицах 4 и 5 представлены извлечения из материалов этих опытов [7].
4. Химический состав гидропонной зелени в зависимости от вида и сорта злаковых культур
|
Вид и сорт злаковой культуры |
Концентрация питательных веществ, г/кг СВ |
||||||
|
сырой протеин |
сырая клетчатка |
сырой жир |
сырая зола |
БЭВ |
кальций |
фосфор |
|
|
Ячмень Московский 121 |
285 |
217 |
59 |
93 |
345 |
3,5 |
9,7 |
|
Ячмень Факел |
281 |
179 |
59 |
102 |
384 |
5,4 |
10,5 |
|
Рожь Кормовая 61 |
294 |
205 |
65 |
107 |
325 |
3,2 |
9,7 |
|
Тритикале АМ-206 |
367 |
201 |
66 |
105 |
270 |
3,3 |
11,4 |
|
Тритикале 46-ПАД-137 |
345 |
194 |
56 |
103 |
304 |
7,8 |
10,6 |
|
Пшеница Московская 21 |
302 |
228 |
42 |
97 |
331 |
3,2 |
10,9 |
|
Пшеница Мироновская 808 |
308 |
168 |
47 |
89 |
385 |
3,2 |
10,5 |
|
|
289 |
187 |
76 |
103 |
345 |
4,4 |
7,8 |
5. Химический состав гидропонной зелени в зависимости от вида и сорта бобовых культур
|
Вид и сорт бобовой культуры |
Концентрация питательных веществ, г/кг СВ |
||||||
|
сырой протеин |
сырая клетчатка |
сырой жир |
сырая зола |
БЭВ |
кальций |
фосфор |
|
|
Горох посевной Ульяновский |
423 |
130 |
66 |
81 |
300 |
3,6 |
7,4 |
|
Вика яровая Орловская |
452 |
196 |
46 |
70 |
235 |
3,9 |
7,5 |
|
Люпин белый Солнечный |
446 |
92 |
89 |
52 |
371 |
3,7 |
5,0 |
|
Бобы кормовые Аушра |
482 |
105 |
91 |
85 |
256 |
2,7 |
9,1 |
Полученные данные показывают существенную вариабельность химического состава гидропонного корма по видам и сортам злаковых зерновых культур: по сырому протеину — от 281 до 367 г/кг СВ, по сырой клетчатке — от 168 до 228, по сырому жиру — от 42 до 76, по кальцию — от 3,2 до 7,8, по фосфору — от 7,8 до 10,5 г/кг СВ. Это позволяет целенаправленно подходить к выбору вида и сорта зернофуражной культуры. По комплексу показателей (выход зеленой массы, концентрации сырого протеина и клетчатки) автор считает наиболее пригодным для выращивания гидропонного корма ячмень Московский 21. По биохимическим показателям от него не отличаются гидропонные корма из тритикале, ржи и пшеницы.
Взаимосвязь химического состава зерна и гидропонного корма особенно не проглядывается, но автор делает вывод, что высокое содержание сырого протеина в зерне тритикале сказалось, в конечном счете, на концентрации сырого протеина в гидропонной зелени.
Аналогичным образом изучены виды бобовых зернофуражных культур (табл. 5).
Обращает на себя внимание очень высокое содержание сырого протеина в гидропонной зелени всех видов бобовых семян (423–482 г/кг СВ), что в 1,5–2 раза выше, чем в исходных семенах (20,2–31,4 г/кг СВ). Такие корма весьма ценно включать в рационы, бедные по протеину, а также для молодняка всех видов животных.
По всем другим показателям наблюдаются существенные различия: по сырой клетчатке — от 92 до 196 г/ кг СВ, по сырому жиру — от 46 до 91, по фосфору — от 5,0 до 9,1 г/кг СВ.
Автор отмечает, что вика и горох наиболее перспективны для выращивания как в чистых посевах, так и в смеси с ячменем. Однако учитывая недостаточное и неустойчивое производство семян зернобобовых культур, и особенно вики яровой, наиболее целесообразно использовать ячмень, который возделывается на больших площадях во всех природных зонах, зерно его дешевле зерна других злаковых и бобовых культур. Наиболее пригодным для выращивания гидропонного корма является ячмень Московский 21.
Такой вывод нельзя понимать буквально. С ячменем (как правило, без указания названия сорта) проведено большое количество опытов другими авторами, что позволяет более подробно рассмотреть эту культуру как основу для выращивания гидропонного корма.
Быстрый рост растений обеспечивается в гидропонике свободным доступом к удобрениям в растворимой форме, что способствует накоплению нитратов в растительных тканях. При правильном дозировании удается избежать перенасыщения нитратами. Так, в данных опытах содержание нитратов не превышало 90 мг/кг при предельно допустимой их концентрации в кормах растительного происхождения не более 500 мг/кг. Аналогично в опытах С.А. Куропаткина [8] количество нитратов в гидропонной зелени и в гидропонном корме составляло в среднем соответственно 60 и 40 мг/кг.
С.Н. Пиуткин [5] определял нитраты в сухой массе растений и в соломенном субстрате с остатками зерна и корней. На шестые–седьмые сутки нитратов (в пересчете на N-NO2) в гидропонной зелени содержалось 0,25–0,30% при минимально допустимой норме 0,20%.
В целом, при всех положительных изменениях, имеющих место при выращивании гидропонного корма, вопросы безопасности кормовой продукции для животных, а через них и для людей, стоят на первом месте. Упрощение технологии получения гидропонного корма приводит, как правило, к снижению его качества и даже к получению недоброкачественной массы.
Помимо строгого соблюдения технологических стандартов, высокие требования предъявляются к исходному сырью. Всхожесть элитных семян должна быть не ниже 90%, поскольку часть невсхожих зерен при проращивании загнивает, микроорганизмы, участвующие в этом процессе, вырабатывают токсины, которые снижают качество готового корма и могут привести к отравлению животных [3].
Самую главную опасность в гидропонном корме представляют плесень, грибки и подобные паразиты. Если небольшая часть продукции заражается плесенью, она поражает всю остальную партию, так как микомицеты быстро распространяются, и продукция уже не подходит для скармливания животным. У них могут развиться атаксия и онемение задних конечностей, скованность путового сустава, негнущаяся походка, тремор, прогрессирующий парез, гиперчувствительность, лежачая позиция, конвульсии вегетативной нервной системы, снижение удоя и возможный летальный исход [16].
Свежий гидропонный корм пригоден для кормления практически всех видов животных. Вид, запах и вкус — основа для предпочтения пищи животными, рецепторы обоняния и вкусовых ощущений которых специфичны и сильно развиты. Запах минеральных и органических веществ питательного раствора, плесени и других факторов могут повлиять на потребление корма. К сожалению, вопрос о поедаемости тех или иных гидропонных кормов не изучен. За ориентировочную норму скармливания гидропонного корма можно принять: коровам и быкам-производителям — до 10 кг, свиньям — до 4 кг, овцам — 1–1,5 кг, кроликам — 400 г, птице — 50 г.
В опытах ВНИИ кормов [17] на коровах голштино-фризской породы изучали возможность использования гидропонного ячменного корма при частичной и полной замене в рационе кукурузного силоса. Предварительно в опытах на валухах определили переваримость и питательность гидропонного корма (табл. 6).
6. Химический состав и переваримость гидропонного корма на основе ячменя
|
Показатель |
Питательные вещества |
||||
|
органическое вещество |
сырой протеин |
сырой жир |
сырая клетчатка |
БЭВ |
|
|
Содержание, г/кг СВ |
965,6 |
164 |
44,5 |
125,1 |
632,2 |
|
Переваримость, % |
75,54 |
69,94 |
73,80 |
56,82 |
80,94 |
В 1 кг СВ корма содержалось 11,33 МДж обменной энергии, 134,4 г водорастворимых углеводов («сахаров»), 11,8 г кальция, 5,4 г фосфора. Растворимость и расщепляемость протеина были на оптимальном уровне — соответственно 25,72 и 78,14–81,61%. Уровень нитратов (101 мг) не превышал допустимой нормы — 500 мг в 1 кг зеленого корма.
Тезис, что гидропонные корма и проросшие семена внутри корневой системы охотно поедаются животными, не всегда находит подтверждение. В частности, в данных опытах коровы потребляли умеренное количество гидропонного корма (18 кг), что способствовало повышению удоя высокопродуктивных коров (на 8,7%), при этом возрастала обеспеченность животных каротином, протеином, сахаром. Полная замена силоса гидропонным кормом (59 кг на голову в сутки) приводила к нежелательным результатам: увеличение содержания небелкового и аммиачного азота в рубце, усиленное выделение его с мочой. Отмечается ее сильное закисление и экскреция. Поэтому авторы рекомендовали использовать гидропонный корм в качестве добавки в рационах высокопродуктивных коров [17].
Исследованиями А.Р. Мацерушки и сотрудников [10] установлено, что удой коров опытной группы за 305 дней лактации был выше на 549,5 кг, или 6% по сравнению с коровами контрольной группы. Среднесуточный удой коров опытной группы был выше на 1,8 кг, или 6%, массовая доля жира в молоке — на 0,4%, массовая доля белка — на 0,35%. Вследствие этого количество молочного жира и белка в опытной группе было больше на 118 кг, или 17,5% и 98,9 кг, или 19,0% соответственно.
Более высокое содержание форменных элементов: эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов; кальция, неорганического фосфора, каротина; лизоцимная активность, были в крови лактирующих коров опытной группы. Это свидетельствует о более интенсивном обмене веществ в их организме и о положительном влиянии гидропонного зеленого корма из ячменя на переваримость протеина, жира, клетчатки, БЭВ и лучшему использованию азота, усвоению кальция и фосфора [10].
В целях сокращения потерь питательных веществ и замедления порчи невсхожих зерен в процессе проращивания зерна используют субстраты, включающие соломенную или травяную резку, а также верховой торф, сапропель и мох сфагнум, обладающие фунгицидным и бактерицидным действиями, ускоряющие процесс прорастания зерна и используемые в качестве нетрадиционных видов кормовых средств для различных видов животных.
С.Н. Пиуткин [18] пришел к выводу, что изменяя соотношение зерна и соломы, а также состав питательного раствора, можно регулировать качество получаемого корма. В его опытах благодаря соломе содержание клетчатки в гидропонном корме повысилось на 10,3%, а БЭВ снизилось на 9,7%.
По поводу поедаемости гидропонного корма нет единого мнения. Считается, что животные с удовольствием поедают гидропонный корм, особенно предпочитают корешки [4]. Иногда, наоборот, животные поедают облиственную часть гидропонного корма, оставляя корневую часть, чего удается избежать, смешивая гидропонный корм с другими компонентами рациона [19; 20]. Есть сообщения о снижении потребления животными СВ (табл. 7), когда в рацион включается гидропонный корм.
Скармливание гидропонного корма повышало переваримость питательных веществ рациона. Содержание переваримого протеина и СППВ (суммы переваримых питательных веществ) гидропонного ячменного корма было достаточным, чтобы удовлетворить потребность коров для производства продукции [19]. Надой повышался на 7,8–13,7%, по мнению авторов, за счет более высокой переваримости гидропонного корма [19; 20].
Изучение молочной продуктивности и качества молока дойных коров показало, что скармливание им гидропонного ячменного корма взамен 30% концентрированного корма по питательности было экономически выгодно [8]. Так, суточный удой коров в опытном варианте был выше на 24,2% в сравнении с контролем. По содержанию жира и белка в молоке коровы опытной группы также превосходили контроль на 0,04%. Живая масса коров контрольной группы увеличилась на 22,1 кг, а опытной — на 29,5 кг.
7. Влияние кормления гидропонным кормом из ячменя
на потребление и переваримость питательных веществ
|
Показатель |
Гидропонный корм в рационе |
|
|
отсутствует |
в наличии |
|
|
Потребление |
||
|
гидропонного корма, кг/сутки |
— |
50,38 |
|
сухого вещества, кг/сутки |
7,2–9,7 |
6,6–8,8 |
|
сухого вещества на 100 кг живой массы, кг |
2,17–2,84 |
2,05–2,74 |
|
Соотношение «грубый корм : концентраты» |
63 : 37 |
65 : 35 |
|
Переваримость, % |
||
|
сухого вещества |
60,34–61,15 |
64,48–65,53 |
|
органического вещества |
61,89–64,19 |
65,98–68,47 |
|
сырого протеина |
61,89–68,86 |
66,77–72,46 |
|
сырого жира |
69,92–82,05 |
77,6–87,69 |
|
сырой клетчатки |
47,93–53,25 |
54,85–59,21 |
|
безазотистых экстрактивных веществ |
65,84–67,37 |
68,13–70,47 |
|
Питательность, % |
||
|
содержание переваримого протеина |
6,89–8,61 |
7,82–9,65 |
|
сумма переваримых питательных веществ |
55,43–64,00 |
61,19–73,12 |
|
Потребление питательных веществ, кг в сутки |
||
|
сырого протеина |
— |
0,97 |
|
|
— |
5,20 |
В странах с теплым благоприятным климатом, где кукуруза является основной зернофуражной культурой, ее используют для производства гидропонного корма. G. Rajkumar et al. [21] провели опыты по оценке влияния гидропонного кукурузного корма на трех группах телят, по шесть голов в каждой. Стартерные комбикорма были одинаковы по СППВ, но различались по содержанию сырого протеина (СП) — соответственно 24, 20 и 17%. Опытные группы 1 и 2 выровняли по уровню СП в контрольном варианте за счет скармливания гидропонного корма. Данные о потреблении сухого вещества (СВ), приросте живой массы, среднесуточному привесу и затратам корма у телят группы 3 существенно отличались от результатов, полученных в группах 1 и 2. Различий по переваримости питательных веществ между вариантами опыта не обнаружено. Затраты корма на единицу прироста живой массы были существенно ниже в группе 3. Таким образом, частичная замена стартерного комбикорма (7% по протеину) гидропонным кормом из кукурузы повышает потребление сухого вещества, прирост живой массы, среднесуточный прирост и снижает затраты корма на единицу прироста живой массы телят.
Гидропонный корм считают полноценным кормом и для домашней птицы, поскольку в нем содержатся все незаменимые питательные вещества, витамины, макро- и микроэлементы, необходимые для производства мяса и яиц. Использование гидропонного корма в рационах домашней птицы укрепляет ее здоровье и активность, способствует производству более качественного яйца и мяса. В птицеводстве предпочтительны гидропонные корма из семян бобовых зернофуражных культур (прежде всего сои), богатых протеином и энергией. Из зерна злаковых культур предпочтительна кукуруза, так как ячмень содержит больше клетчатки и меньше энергии.
Изучению биологической ценности протеина гидропонного кукурузного корма была посвящена работа А.Н. Ембулатова [9].Так как в промышленных условиях птицефабрики скормить цыплятам высоковлажную (до 88%) биомассу не представлялось возможным, гидропонный корм был высушен на агрегате витаминной травяной муки АВМ-0,4.
Для ростовых опытов на цыплятах часть протеина (~ 6%) кормосмеси контрольной и опытной групп, содержащей 17,1–17,3% СП, заменили зерном кукурузы (контроль) или мукой из высушенного гидропонного корма (опытные группы). Все основные показатели зоотехнической оценки (переваримость питательных веществ, использование энергии корма, ретенция азота и др.) кормосмесей с мукой из сухой гидропонной массы были хуже, чем кормосмесей с зерном кукурузы. Сделан вывод: биологическая ценность протеина гидропонного корма, выращенного из зерна кукурузы, значительно уступает биологической ценности протеина исходного зерна.
Поскольку в экспериментах на цыплятах вместо сочной биомассы скармливали грубый корм, то название темы и опыта следовало конкретизировать: «Об эффективности замены натурального гидропонного корма мукой, приготовленной из искусственно высушенной гидропонной зелени».
В Саратовском ГАУ им. Н.И. Вавилова [22] изучали эффективность гидропонного пшеничного корма в питании кур-несушек. Установлено, что включение гидропонного корма в рационы кур-несушек в количестве 5% от СВ комбикорма сказалось положительно как на их продуктивности, так и на качестве яиц (более прочная скорлупа, больше каротиноидов и витаминов А, Е, и В2).
Из представленного обзора вытекает, что производство гидропонного корма весьма неоднозначно. В развитых странах, где нет недостатка в качественных кормах, гидропонное производство кормов менее конкурентоспособно, чем традиционное кормопроизводство. Высокие первоначальные инвестиции в полностью автоматизированные коммерческие гидропонные системы и высокие затраты труда и энергии на поддержание требуемой среды в системе существенно увеличивают стоимость производства гидропонных кормов. Такие системы не являются экономически целесообразным вариантом для крупных животноводческих ферм, оптимально обеспеченных продуктивными пастбищами и высококачественными кормами.
Перед производителями молока нередко возникают такие негативные препятствия, как нехватка земельных угодий для производства зеленых кормов, дефицит поливной воды, отсутствие посевных семян хорошего качества, недостаток рабочей силы, органических и минеральных удобрений, продолжительный период роста трав (45–60 дней), необходимость ограждения посевов от диких животных и т. д. Например, в Индии, где дефицит зеленых и концентрированных кормов составляет 84– 88%, нехватка земельных угодий для производства фуража, качество которого нуждается в серьезном улучшении [15], гидропонный способ становится альтернативной технологией производства кормов для животных.
Многие ученые и специалисты в области кормления признают за гидропонным кормом определенное будущее, чтобы использовать генетический потенциал животных, эффективно вести агробизнес и получать при этом экологически безопасную продукцию с безупречными вкусовыми качествами. В настоящее время более 20 сельскохозяйственных предприятий и фермерских хозяйств России, в частности ГК «Лосево» и ООО «СП Матросово» Ленинградской области, ввели гидропонный корм в повседневную практику [23].
Однако следует отметить, что, несмотря на продолжительную историю гидропоники, в области производства и использования кормов остается еще немало нерешенных вопросов. Практически не изучены вопросы поедаемости тех или иных гидропонных кормов в зависимости от их вкуса и структуры, состава, запаха минеральных и органических веществ питательных сред, наличия плесени и других факторов. Слабо изученной остается проблема безопасности кормовой продукции для животных, а следовательно, и для людей.
