В НовГУ рассказали, как полезные бактерии улучшают качество кормов для животных
22 сентября 2025, 11:13 1002
Аспирантка кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции НовГУ Наталья Антонова исследовала современные биотехнологии, с помощью которых можно улучшить процесс заготовки кормов для животных. Это позволит сократить вредные выбросы в атмосферу и сделать корм более питательным. В работе рассматриваются два основных способа: генная модификация и специальные бактериальные добавки.
Как считает автор, сельское хозяйство значительно влияет на изменение климата. Животноводство занимает крупную долю в уровне выброса парниковых газов – 14,5% от мировых выбросов. Значительная их часть приходится на производство кормов, в частности — на силосование. Традиционные методы этого процесса приводят к потере питательных веществ и выбросам метана. Решением могут стать экологичные биотехнологии, например, специальные микробные добавки, которые снижают вред и повышают качество кормов.
— Силосование – это процесс анаэробной ферментации, при котором микроорганизмы преобразуют сахара в органические кислоты – молочную, уксусную, консервируя растительный корм, — рассказала Наталья Антонова. — Однако при нарушении условий – медленное снижение pH, доступ кислорода – развиваются вредные микробы, выделяющие метан, CO2 и аммиак. Это приводит к потере до 20 % сухого вещества, увеличению углеродного следа, а использование химических консервантов, например, формальдегида, негативно влияет на экосистемы.
По мнению автора, традиционные методы силосования, такие как заготовка корма в башнях, траншеях, буртах и рулонах, хоть и популярны из-за своей доступности, но имеют серьезные недостатки. Содержание капитальных сооружений вроде башен требует больших финансовых вложений, что может оказаться экономически нецелесообразным для некоторых сельскохозяйственных предприятий. Для буртов необходимо строго соблюдать уровень влажности 65-70%, чтобы не развивались патогены. Эти методы также сильно зависят от погоды: зимой масса промерзает, а при повышенной влажности корм в рулонах портится и теряет питательные вещества из-за плохого уплотнения.
Современные методы генного редактирования, такие как CRISPR-Cas9 и TALEN, позволяют целенаправленно изменять гены микроорганизмов для силосования. Это дает возможность создавать штаммы с улучшенной способностью производить важные ферменты, такие как фитаза и целлюлоза, что повышает эффективность процесса.
— В результате генной модификации ускоряется расщепление растительных волокон, повышается устойчивость бактерий к экстремальным условиям – низкий pH, высокая температура, недостаток кислорода – и оптимизируются эффективность и стабильность процесса силосования, — рассказала Наталья Антонова. — Применение ускоренной ферментации и быстрого расщепления растительных волокон с помощью модифицированных штаммов бактерий способствует сокращению сроков заготовки кормов и повышению усвояемости питательных веществ животными. Устойчивость данных штаммов к экстремальным условиям минимизирует риск порчи корма, что гарантирует его более длительное хранение.
По утверждению автора, новые биотехнологии оптимизируют ферментацию кормов, снижая потери от ошибок при заготовке и экономя ресурсы, что сокращает затраты на строительство и обслуживание емкостей для хранения кормов, минимизирует порчу корма и повышает рентабельность. Современные штаммы микроорганизмов повышают питательность корма, сохраняя белки и витамины, что улучшает здоровье и продуктивность животных.
К успешным примерам относятся отредактированный штамм Lactobacillus plantarum, который производит на 30% больше молочной кислоты, ускоряя консервацию и сохраняя питательные вещества, а также синтетический консорциум Bacillus subtilis и Lactobacillus buchneri, снижающий порчу корма при хранении на 50%.
— Инновацией последних лет стало проектирование искусственных микробных сообществ, в которых штаммы дополняют функции друг друга, — рассказала Наталья Антонова. — Например, гетероферментативные молочнокислые бактерии (LAB), такие как Lentilactobacillus hilgardii, комбинируются с гомоферментативными видами, что обеспечивает баланс между быстрым подкислением и стабильностью силоса. Также включение редуцирующих метан архей (одноклеточных микроорганизмов – прим. ред.), таких как Methanobrevibacter, в препараты позволяет снизить эмиссию метана (CH₄) на этапе ферментации.
Как считает автор, современные аналитические технологии активно внедряются в микробиологию и агрономию, углубляя понимание микроорганизмов и оптимизируя сельскохозяйственные процессы. Машинное обучение, включая нейронные сети, всё активнее используется для проектирования микробных консорциумов в производстве кормов. Технология позволяет прогнозировать сотрудничество между микроорганизмами, формируя высокопродуктивные микробные группы. Это оптимизирует ферментацию и повышает питательную ценность конечного продукта.
— Интеграция передовых методов анализа данных открывает новые возможности для развития устойчивого и высокотехнологичного сельского хозяйства, способствуя повышению эффективности и экологичности производства продуктов питания, — отметила Наталья Антонова. — Например, компания EcoSilage Tech разработала препарат «BioSilage Pro» на основе штаммов, отобранных с помощью искусственного интеллекта. Результаты применения этого препарата показывают снижение выбросов CO2 на 15 % за счет сокращения этапа ферментации и увеличение усвояемости клетчатки у коров на 12%.
По словам исследователя, экологически чистые биотехнологии в силосовании являются не только инструментом повышения эффективности сельского хозяйства, но и вносят важный вклад в борьбу с изменением климата.
Эту и другие новости читайте в официальном телеграм-канале Новгородского университета.
