Использование продуктов микробного синтеза для кормления животных.

Микробиологические процессы происходящие при хранении навоза и сушении сена

В свежем навозе размножается огромная масса разнообразных микроорганизмов. В зависимости от условий хранения навоза и развитие имеет специфику. Главную роль в созревании холодного навоза играют неспорообразующие бактерии, а численность бацилл и актиномицетов здесь невелика В свежем навозе первоначально более половины микроорганизмом составляют кокковидные бактерии, число которых постепенно уменьшается. Большинство из них являются аммонификаторами, начинающими гнилостный процесс. Многие аммонифицирующие бактерии навоза могут вызывать распад мочевины. Общее число подобных форм микроорганизмом достигает 200—300 млн на 1 г навоза. Грибы существенного значения в созревании холодного навоза не имеют, так как для их развития нужен обильный доступ воздуха. Многочисленна в навозе группа аэробных микроорганизмов, разлагающих целлюлозу. Помимо окисления аммиака, некоторые из этих микроорганизмов разлагают в навозе пуриновые основания. В результате подъема температуры и удаления из навоза воздуха большая часть мезофильной микрофлоры отмирает. Абсолютная численность термофильных микроорганизмов и навозе даже в период разогревания не бывает высокой. Это можно объяснить тем, что хотя эти микроорганизмы быстро размножаются, индивидуальная жизнь их коротка. Сено готовят из скошенных трав, которые имеют влажность 70-80% и содержат большое количество свободной воды. Такую воду для своего развития используют микроорганизмы. В процессе сушки свободная вода испаряется, остается связанная, которая недоступна микроорганизмам.

При влажности сена 12-17% микробиологические процессы приостанавливаются, что прекращает разрушение высушенных растений. После высушивания в сене сохраняется большое количество эпифитов, которые находятся в анабиотическом состоянии, так как в такой среде нет условий для их размножения. При попадании воды внутрь скирды или стога деятельность микроорганизмов начинает усиливаться. Процесс характеризуется повышением температуры до 40-50 градусов и выше. При этом происходит гибель мезофилов, а деятельность микроорганизмов начинает усиливаться. Через 4-5 дней температура повышается до 70-80 градусов, происходит обугливание, растения становятся сначала бурыми, а затем черными. При 90 градусов микроорганизмы прекращают свою деятельность.

36. Силосование кормов. Микробиологические процессы при разных способах силосования. Это лучший способ консервирования зеленого корма, при котором растительную массу укладывают в силосные ямы, траншеи и другие сооружения. Существует два способа силосования: холодный и горячий. При холодном способе, имеющем наибольшее распространение, в созревающем силосе происходит умеренное повышение температуры - до 25- 30 °С. Растительная масса в этом случае укладывается в траншею одномоментно, утрамбовывается и изолируется слоем земли. При горячем способе силосная траншея заполняется по частям, без утрамбовки, с перерывами в 1-2 дня. При таком силосовании обеспечивается аэробиоз, более интенсивно идут микробиологические и ферментативные процессы, в результате которых температура корма повышается до 45-50 °С, затем укладывают второй слой толщиной до 1,5 м, третий, и так до полного заполнения траншеи. В процессе созревания зеленой массы при холодном силосовании различают три последовательные фазы: Первая фаза - бурное размножение эпифитной микрофлоры, кишечной палочки, дрожжей, молочнокислых и гнилостных бактерий. В это время силос разогревается и подкисляется, создаются анаэробные условия, в результате чего большая часть смешанной микрофлоры погибает. Вторая фаза - бурное размножение молочнокислых стрептококков, а затем молочнокислых палочек, продуцирующих молочную кислоту, которая подавляет размножение гнилостных и маслянокислых микроорганизмов. Третья фаза - постепенное отмирание возбудителей молочнокислого брожения, концентрация молочной кислоты достигает 60 % и более, рН силосной массы снижается до 4,2—4,5. Кроме молочной кислоты в силосе накапливаются уксусная кислота.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ МИКРОБНОГО СИНТЕЗА ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ.

1. СИНТЕЗ КОРМОВОГО БЕЛКА И АМИНОКИСЛОТ

Корма, содержащие недостаточно протеина, незаменимых аминокислот и витаминов, неэффективны и невыгодны. Расход их для получения той или иной животноводческой продукции повышается в несколько раз. В условиях интенсивного ведения хозяйства важно не только обеспечить достаточное валовое производство кормов, но и получать корма с высоким содержанием в них белка и сбалансированными по аминокислотному составу.

В существующих кормовых рационах далеко не всегда имеется достаточно белка, необходимых аминокислот и витаминов. Поэтому ставится вопрос о дальнейшем введении их в корм в виде тех или иных препаратов, в частности, полученных с помощью микроорганизмов. Так, большое внимание ученых привлекает вопрос получения кормового белка путем микробного синтеза. Вследствие быстрого размножения продуктивность микроорганизмов по сравнению с высшими организмами несопоставимо велика. Например, сравнительно небольшой дрожжевой завод в сутки выпускает около 30 т массы, содержащей 15 т белка, то есть 5,5 тыс. т в год. Чтобы получить такую продукцию от крупного рогатого скота, надо иметь стадо в несколько десятков тысяч голов

Освоено производство кормовых дрожжей на отходах спиртовой, сахарной промышленности, а также на целлюлозных гидролизатах. Использование в этих целях целлюлозных гидролизатов было начато в нашей стране в 1935 г. Этот метод применяется и сейчас, но он имеет существенные организационные недостатки. Так, сбор и транспортировка целлюлозосодержащего сырья на крупные заводы оказываются дорогостоящими, а мелкие заводы малорентабельны.

Изучается возможность производства микробного белка на этиловом спирте, на котором получается более высокая биомасса дрожжей.

Большое внимание в нашей стране и за рубежом уделяют получению белка с помощью автотрофных водородных бактерий. Используя окисление водорода как энергетический процесс в качестве источников питания, они довольствуются лишь минеральными соединениями.

Многие микроорганизмы могут быть использованы для получения незаменимых кормовых аминокислот и витаминов. Только правильное сочетание всех компонентов корма дает наилучший результат, а недостаток хотя бы одного из них снижает эффективность остальных.

2. СИНТЕЗ МИКРООРГАНИЗМАМИ ВИТАМИНОВ И ФЕРМЕНТОВ

Витамины представляют собой группу низкомолекулярных органических соединений, необходимых для поддержания жизни животных, организм которых должен получать их с кормом. Отдельные витамины (например, витамин С) организм животного может синтезировать. У взрослых жвачных животных витамины комплекса В и витамин К синтезируются микрофлорой рубца в достаточном количестве. Животные-копрофаги (например, кролики) получают, витамины, поедая собственный кал в котором бактерии накапливают значительное количество витаминов.

Однако в ряде витаминов животные нуждаются, а в обычном корме их не хватает. Это относится прежде всего к витамину B12, каротину и в некоторой степени к витаминам группы В, которые особенно требуются для откорма свиней и птицы.

используя гриб Eremothecium ashbyi, можно получать препарат витамина В2 (рибофлавина). Как субстрат для производства рекомендуется питательная среда из соевой муки, кукурузного экстракта и мелассы. Ферментация идет около трех суток при 28°С. Культуральная жидкость сгущается в вакуум-аппарате при температуре не превышающей 80°С, а затем высушивается на вальцовой сушилке. Ведется работа по подбору более дешевой среды из непищевого сырья.

Гриб Blakeslea trispora продуцирует провитамин А (р-каротин). Процесс может проходить на гидролизате сои или на отходах пищевой промышленности. Брожение осуществляется 3 дня при 25°С, после чего мицелий гриба сепарируется или отделяется фильтрацией. Он подвергается сушке в вакууме и расфасовывается. Препарат представляет собой мелкопластинчатую массу или песчаную массу красного цвета.

Некоторые микроорганизмы (Str. aurantiaca), культивируемые на отходах животноводческих ферм или гидролизате древесины, позволяют получить массу, содержащую не только 0-каротин, но и витамины группы В и антибиотики.

Не представляет сложности получение витамина D (кальциферола), дефицит которого в кормах сельскохозяйственных животных наблюдается наиболее часто. Основным источником витамина D являются облученные кормовые дрожжи. Готовый препарат представляет собой мелкозернистый порошок, имеющий светло-желтый цвет.

За рубежом в настоящее время, кроме отмеченных препаратов, производят микробиологическим способом треанин, аланин и ают влияние различных ферментных препаратов, добавляемых в корм, на продуктивность сельскохозяйственных животных. Как добавки в корм используют амилазу, глюкоамилазу, липазу, пектиназу, целлюлазу и т. д. Стремятся выяснить возможность производства мультиэнзимных ферментов для различных видов и возрастных групп животных с учетом особенностей их кормления.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНТИБИОТИКОВ В КОРМЛЕНИИ ЖИВОТНЫХ

Введением в рацион молодых животных небольших количеств антибиотиков (5—10 г на 1 т) можно ускорить рост и уменьшить отход молодняка в период выращивания.

Куры-несушки при введении в корм антибиотиков дают значительно больше яиц.

Осуществляемое в последние десятилетия беспорядочное применение антибиотиков в животноводстве, которые используются в малом количестве как стимуляторы роста, а также в качестве превентивной меры против вызванных стрессом желудочно-кишечных расстройств у животных на фермах, приводят к все более широкому распространению в микробной популяции факторов устойчивости к антибиотикам(R-факторов), передающихся от одной бактериальной клетки к другой при конъюгации. Передача происходит через плазмиду- кольцевую экстрахромосомную молекулу ДНК, способную к репликации.

38.Микробные землеудобрительные препараты,их влияние на урожайность с/х культур. Биопрепарат Ризоторфин. Это высокоэффективный улучшающий структуру почвы препарат который помогает добиться отличного качества и высокой урожайности бобовых культур и некоторых видов зерновых. По мере своего роста почвенных мо благоприятно вождействуют на накопление питательных в-в в почве минерализуя орг. Компоненты перевоплощая их в различные пит.соед. легко доступные по степени усвояемости для растений. Ризоторфин стимулирует эти процессы и способствует обогащению полезными мо ризосферы растений. Он относится к наиболее известным широко применяемым в с/х. Препарат увеличивает концентрацию протеинов и аминокислот, снижает концентрацию нитратов. Использование позволяет экономить до 200 кг азотных удобрений на га. Одноразовое применение ризоторфина оказывает положит воздействие в течение 3-5 лет. Приготовление: подготавливают торф(сушат и перемалывают в порошок) облучают гамма-лучами затем заражают клубеньковыми бакт при помощи шприца.

Биопрепарат Азотобактерин. Это удобрение содержащее мо способные фиксировать до 20 мг азота на 1 г использованного сахара. Внесенные удобрения в почву бакт выделяют активные в-ва(гиббериллин,биотин,пиридоксин). Использовать его рекомендуется только на почвах содерж фосфор и микроэлементы. Применяют для бактеризации семян, рассады,компостов. Азотобактерин используют обычно для оранжерейной и парниковой культуры растений.

Биопрепарат на основе культур цианобактерий. Водоросли влаголюбивы и плохо растут на недостаточно влажной почве. В воде рисовых полей цианобактерии могйт размножаться долгое время. Это дает хороший эффект: мо накапливают довольно большое кол-во азота обогащают почву орг в-ми. За вегетационный период цианобактерии связывают до 50 кг азота на 1 га и более. Цианобактерии чувствительны к гербицидам применяемым в крупных хоз-х. Для условий южного климата существенный интерес представляет водный папоротник рода Азолла(растение образует большле кол-во орг в-ва удобряющего почву).

Биопрепараты на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий:Агрофил- чистая культура бакт рода Агробактериум рекомендуемый при выращивании капусты огурцов томатов перца салата моркови лука тыквы. Агробактерии вырабатывают антибиотики подавляющие развитие фитопатогенных грибов и бакт. Агрофор- применяется для ускорения детоксикации пестицидов в тепличных грунтах и в почве, стимулирует рост растений,улучшает кач-о рассады. Азоризин- при внесении в посевы пшеницы ячменя риса кормовых злаков. Биоплант-К- под овощные культуры(увеличивает урожайность огурцов и тыквы томатов и картофеля). Мирозин- порошковидный торфяной субстрат для посевов зерновых,корм трав, овощных культур. Миколин- устойчив у высоким концентр аммиака в почве. Это позволяет получить высокую эффективность при внесении в почву сульфата аммония и мочевины. Ризоагрин- повышает урожайность зерновых,кормовых злаков и др с\х культур. Ризозитерин- повышает урожайность риса озимой ржи и пшеницы. Флавобактерин- улучшает мин.питание водный обмен продуцирует фитогармоны и др. Эти биопрепараты безвредны для человека,животных и насекомых, не оказывают вредного влияния на окруж среду.

Фосфоробактерин содержит спороносную бактерию которая разрушает орг соед и переводит их в доступ для раст форму. Его наносят на семена перед посевом. Оказывает положит влияние и повышает урожайность.

Препарат АМБ для биодинамики окультуриваемых почв северной зоны. Готовят на основе измельченного низинного торфа. Рекомендуется применять в защищенном грунте. Нет широкого применения.

Микоризация растений это заражение растений грибами-микоризообразователями. Микоризация очень полезна при рекультивации земель. В таких случаях она нужна как древесной так и травянистой растительности. Искусственное культивирование этих грибов не удается и их них нельзя готовить соответ. препараты.

39.Морфология плесневых грибов,актиномицетов,их значение в природе. Пле́сневые грибы́, или пле́сень — различные грибы (в основном, зиго- и аскомицеты) образующие ветвящиеся мицелии без крупных, легко заметных невооружённым глазом, плодовых тел. Зигомице́ты-низшие грибы с одноклеточным мицелием; Размножаются половым, собственно бесполым и вегетативным путём. Все стадии развития, кроме зиготы, гаплоидны. Мицелий зигомицетов имеет два знака («+» и «-»). При контакте противоположных мицелиев формируется зигота, после мейоза, дающая зачаточный мицелий со спорангием, в котором развиваются споры полового спороношения, дающие вегетативный мицелий разных знаков. Для бесполого размножения на нём образуются спорангии с 2—3 спорами, в которых развиваются споры бесполого спороношения.Вегетативно распространяются столонами — выбрасываемыми в воздушную среду длинными гифами, которые находят подходящий субстрат и выпускают ризоиды, давая начало новой колонии;представитель-мукор; Типичные почвенные грибы, многие образуют микоризу. В основном являются сапротрофами. Аскомицеты-отдел в царстве грибов, имеют и бесполое спороношение. Мицелий разделён поперечными перегородками. Аскомицеты играют важную роль в наземных экосистемах. Разрушая такие субстраты, как опад, мёртвые ветки и стволы деревьев (в том числе входящие в их состав целлюлозу и лигнин, недоступные большинству организмов), они вносят существенный вклад в биологические циклы углерода и азота. Сами по себе аскомицеты являются пищей для беспозвоночных, грызунов и более крупных животных: оленей и кабанов. Много аскомицетов и в водной среде — в самом разном качестве. Аскомицеты являются основой для многих (до 98 %) лишайников. С корневыми системами высших растений многие аскомицеты образуют микоризу. Широко распространены аскомицеты как паразиты растений, в том числе возбудители исключительно тяжёлых болезней. Среди паразитов животных и человека большинство — аскомицеты. От некоторых аскомицетов страдают и пищевые продукты.

Актиномицеты— бактерии, имеющие способность к формированию на некоторых стадиях развития ветвящегося мицелия диаметром 0,4—1,5 мкм, которая проявляется у них в оптимальных для существования условиях. Имеют кислотоустойчивый тип клеточной стенки, которая окрашивается по Грамму как грамположительная. Наиболее распространены в почве: в ней обнаруживаются представители почти всех родов актиномицетов. Актиномицеты обычно составляют четверть бактерий, вырастающих на традиционных средах при посевах их разведённых почвенных суспензий и 5—15 % прокариотной биомассы, определяемой с помощью люминесцентной микроскопии. Их экологическая роль заключается чаще всего в разложении сложных устойчивых субстратов; предположительно они участвуют в синтезе и разложении гумусовых веществ. Могут выступать симбионтами беспозвоночных и высших растений. Ценозообразующую роль актиномицеты играют в местах первичного почвообразования, находясь в этих условиях в ассоциации с водорослью. Эти ассоциации формировали лишайникоподобный таллом. Актиномицеты (рода Streptomyces, Streptosporangium, Micromonospora, Actinomadura) являются постоянными обитателями кишечника дождевых червей, термитов и многих других беспозвоночных. Разрушая целлюлозу и другие биополимеры, они являются их симбионтами. Представители рода Frankia способны к азотфиксации и образованию клубеньков у небобовых растений (облепиха, ольха и др.). Есть патогенные формы, вызывающие актиномикоз. В организме человека обитают в ротовой полости, в кишечнике, в дыхательных путях, на коже, в зубном налете, в кариозных зубах, на миндалинах.

40.Морфология дрожжей и их использование в с/х и промышленности. Спиртовое брожение. Дрожжи-сборная группа одноклеточных организмов. Типичные размеры дрожжевых клеток составляют 3—7 мкм в диаметре, а некоторые виды способны вырастать до 40 мкм.Аскомицеты-Вегетативное тело часто представляет собой отдельные почкующиеся клетки, то есть дрожжевую форму, в определённых условиях они могут образовывать псевдомицелий, есть и виды, имеющие настоящий мицелий. Размножение — вегетативным, бесполым и половым способом, но вегетативное размножение (почкованием или фрагментацией гиф) часто трудно чётко отграничить от бесполого (образования конидий).Базидиомицеты-образуются половые структуры-базидиоспоры. Большая часть этих дрожжей родственна головневым грибам.Дейтеромицеты – не имеют эндоспор. Размножаются почкованием. Некоторые виды могут вызывать спиртовое брожение. Некоторые виды дрожжей с давних пор используются человеком при приготовлении хлеба, пива, вина, кваса и др. В сочетании с перегонкой процессы брожения лежат в основе производства крепких спиртных напитков. Полезные физиологические свойства дрожжей позволяют использовать их в биотехнологии. В настоящее время их применяют в производстве ксилита, ферментов, пищевых добавок, для очистки от нефтяных загрязнений.Также дрожжи широко используются в науке в качестве модельных организмов для генетических исследований и в молекулярной биологии. Дрожжи кормовые, дрожжи, выращиваемые специально на корм с.-х. животным. Для производства Д. к. используют дрожжи видов Torula utilis, Monilia murmanica и др. Выращивают их на отходах древесины, кукурузных кочерыжках, лузге подсолнечника, соломе, камыше, а также на отходах сульфитно-целлюлозного и спиртового производства. Спиртовое брожение: С6Н12О6 = 2СН3СН2ОН + 2СО2. Спиртовое брожение углеводов вызывается дрожжами, отдельными представителями мукоровых грибов и некоторыми бактериями. Брожение зависит не только от условий, в которых оно про­текает, но также от вида и расы применяющихся дрожжей. К числу этих условий относятся концентрация сахара, кислот­ность среды, температура и количество накопившегося спирта.Наиболее благоприятная концентрация сахара в сбраживаемом субстрате для большинства дрожжей составляет около 15%. Наилучшая температура брожения находится в пределах 28-32°С. Спиртовое брожение используется человеком с глубокой древности при изготовлении вина, пива, браги и др.

41.Мо зоны корня, поверхности растений. Рассмотрим состав микрофлоры зоны корня. Обычно выделяют «корневые» микроорганизмы, поселяющиеся на самой поверхности корня, — микрофлора ризопланы. Вычленяют также группу микробов, обитающих в слое почвы, прилегающем к корню,— микрофлора ризосферы. Количество микроорганизмов на поверхности корня и в ризосфере в сотни раз больше, чем в остальной массе почвы. В зоне молодого корня в основном размножаются неспорообразующие бактерии (Pseudomonas, Mycobacterium и т. д.). Здесь же встречаются микроскопические грибы, дрожжи, водоросли и другие микроорганизмы. Состав микрофлоры ризосферы меняется с возрастом растений. Например, бациллы, актиномицеты и целлюлозоразлагающие микроорганизмы, практически отсутствующие в ризосфере молодых растений, появляются при более позднем развитии последних. Очевидно, отмеченная группа микроорганизмов живет не за счет экзосмоса растений, а принимает активное участие в разложении отмирающих корней. Микрофлора поверхности корня несколько отличается по составу от микробного ценоза ризосферы. Так, в ризоплане богаче представлен род Pseudomonas, здесь слабо размножаются Azotobacter, целлюлозоразлагающие и некоторые другие микроорганизмы, которых много в ризосфере.

Микроорганизмы, развивающиеся на поверхности стеблей или листьев растений, получили название эпифитной микрофлоры. Микроорганизмы-эпифиты вынуждены довольствоваться минимальными источниками питательного субстрата, представленного выделениями растительных тканей и веществами-загрязнителями (пылью). Поэтому состав эпифитной микрофлоры весьма специфичен. Нередко 80% общего количества эпифитов составляют бактерии Erwinia herbicola. Второе место по численности занимают различные грибы (Penicillum, Mucor, Fusarium и другие). На поверхности многих тропических растений обнаружены азотфиксирующие бактерии рода Beiyerckia, поставляющие азот непосредственно в лист.

Разнообразная и обильная микрофлора находится на поверхности семян. Так, на 1г зерна ржи приходится не менее 2.500 тыс. микробных клеток, пшеницы – 1.500 тыс., риса – 250 тыс. Общая численность эпифитных микроорганизмов резко возрастает при повышении влажности воздуха и усиленном выделении продуктов обмена растительными тканями.

При жизни растения эпифитная микрофлора не оказывает на него вредного влияния. Наоборот, питаясь продуктами выделений растений, она способствует освобождению тканей от продуктов собственного обмена. Эпифитная микрофлора образует определенный биологический барьер, препятствующий заражению растительных тканей фитопатогенными микробами.

Таким образом, симбиотические взаимоотношения микроорганизмов с высшими растениями разнообразны. При таком контакте пользу получают оба организма, не нанося друг другу вреда.

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: