Результаты пилотного исследования коровника с отдельно установленной подстилкой показали хорошие стандарты чистоты животных и снижение распространения хромоты по сравнению с другими коровниками, где есть стойла и используются традиционные материалы для подстилок. Уровень здоровья и гигиены молока, а также санитарное состояние вымени полностью соответствовали нормам в регионе производства сыра Пармеджано Реджано.
В Эмилии Романия большинство молочных ферм закупает материалы для своих подстилок напрямую у рынка, потому что возделывание их земли организовано почти полностью вокруг производства зерновых культур фуража. Однако в последние десятилетия агрономические веяния принудили многочисленные средние и крупные фермы установить механическое разделение культур, а некоторые из них экспериментировали с использованием цельных фракций в материалах для подстилок в коровниках с открытыми перегородками.
Преимущество очевидно, особенно для крупных коровников, но есть также последствия для здоровья и гигиены, к которым необходимо подойти с особой тщательностью, главным образом в плане производства молока, предназначенного для решения проблем, связанных с клиническим маститом или заражением молока (Valacon-Diary, 2012).
Есть относительно немного ферм, успешно использующих эту систему в Эмилии-Романье. Некоторые пробовали ее применять ранее, но позже отказались, возвратившись к традиционным материалам подстилок.
В соответствии с нормами (CE)1069/2009, навоз из коровников классифицируется как 2 категория животных отходов и таким образом может быть использован в технических целях, пока это не представляет недопустимый риск для общественности и здоровья животных. В Соединенном Королевстве и Голландии проводилось 2 исследования по отдельному использованию подстилок для дойных коров, что привело к публикации ряда рекомендаций (Defra, 2017, Грин и др. 2014, Valacon-Diary, 2012).
Решающий фактор для успешного отдельного использования подстилок зависит от их химического, физического и микробиологического состава, который может на многое повлиять в зависимости от типа обрабатываемого навоза, типа и калибровки сепаратора, и его последующей эксплуатации. В табличке 1 дается библиографическая справка с графиком значений для общего микробного числа (ОМЧ – TotalBacterialCount (TBC)) и общих колиформных бактерий TotalColiforms (TC), представленная в «единицах, формирующих колонии» на логарифмической шкале (logbase 10 Ufc/g) для различных типов подстилок, демонстрирующих изменчивость от материала к материалу и даже для тех же самых материалов.
Термин «используемые» материалы означает, что они уже были использованы в качестве подстилки.
Пояснения к таблице Левая колонка:
- свежий осадок
- дигестат
- свежая бумага
- гипс
- использованная солома
- свежая солома
- свежие опилки
- использованные опилки
- отстоянная разделенная подстилка
- свежая подстилка
- использованный компост
- свежий компост
- свежеразделенный навоз
- использованная подстилка из навоза
- использованный песок
- свежий песок
Средняя колонка: TBC = ОМЧ Правая колонка: TC = общие колиформные бактерии
График значений по общему микробному числу свежих отдельных подстилок варьируется от 104 до 108 Ufc/g. Прошлый опыт показал, что статическое или динамическое (с периодическим переворачиванием) накопление подстилок или подобных материалов вызывают развитие аэробных процессов, которые могут поднять внутреннюю температуру до 60 или 70°C. Это — минимальное условие, необходимое, чтобы провести санитарную обработку продукта, с точки зрения здоровья и гигиены. На основе этого знания в рамках Программы по Региональному Сельскому развитию 2014-2020гг. была создана Рабочая группа по инновациям (Wgi) под названием “Стабилизированные подстилки”,для групп, работающих в Европейском союзе по инновациям: производительность и устойчивость для сельского хозяйства — зона 2 А.
В рамках программы рабочая группа протестировала прототип, предоставленный компанией Cri-man. В течение одного года проводились исследования по влиянию стабилизированной подстилки на здоровье коров, качество молока, его себестоимость и т.д. Полученный опыт позволил компании Cri-man разработать три модели биореакторов с разной производительностью: HBC250, HBC500, HBC1000 и HBC2500.
МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССА
В период наблюдения с декабря 2016 по ноябрь 2017 среднее время нахождения твердой фракции навоза составила 1,2 дня. На графике 2 показано изменение TBC и TC– на входе и на выходе биореактора.
На пилотном объекте обеззараженная подстилка выгружалась непосредственно в навесной разбрасыватель подстилки, который раскидывал ее в коровнике. Материал «выравнивался» горизонтальным ножом, который позволял создать подстилку толщиной около 10 см. В качестве меры предосторожности применялись добавки из карбонада и сульфата кальция, смешивавшихся с подстилкой в течении 1,5 часов перед разбрасыванием.
Микробиологический анализ показал, что такое смешивание дает контрпродуктивный эффект, и увеличивает микробиологическую нагрузку. Кроме того, ряд библиографических источников указывает на крайне незначительный эффект такого рода добавок на только что отделенную твердую фракцию.
Таким образом, можно утверждать о нежелательности перемешивания и аэрации твердой фракции перед разбрасыванием.
СРАВНЕНИЕ ПОДСТИЛОК
В ходе эксперимента было проведено сравнение здоровья и гигиены коров (степень загрязнения и % хромоты) пилотного стойла и других коровников, где использовались различные подстилки и системы разбрасывания. В таблице 1 видно, что средняя загрязненность животных в пилотном стойле была низкой и в целом, сопоставима с загрязнением коров в стойлах, где в качестве подстилки использовалась солома в объемах не меньших, чем 2 кг на одну корову в день (стойла B, G и I), или подстилка из древесных опилок в количестве 0,7 кг на одну корову в день.
Высокий показатель чистоты в пилотном стойле обусловлен в первую очередь высоким объемом сухих веществ в стабилизированной подстилке (38%). При этом, в стойле A, где применялся свежий разделенный материал с объемом сухих веществ ниже 30%, степень загрязнения была выше.
Средний уровень хромоты у коров в пилотном стойле (4,3%) был ниже допустимого порога – 10%, и являлся промежуточным по сравнению с другими стойлами (от 1,9% до 7,3%). Следует отметить, что на хромоту влияют не только комфортность стойла и тип подстилки, но и ряд других факторов: тип дорожек, питание и уход за животными (например, мытье, дезинфекция и т.д.).
| Стойло | Тип стойла | Тип подстилки |
Расход подстилrи |
Степень загрязнения | Хромота, % |
| Пилотное | В три ряда, сплошные дорожки | Обеззараженная подстилка (СВ = 38%) | 5 | 2,59 | 4,3 |
| A | В три ряда, сплошные дорожки | Необеззараженная подстилка (СВ <30%) | 9 | 3,46 | 4,1 |
| B | В три ряда, сплошные дорожки | Солома | 2 | 2,74 | 4,3 |
| C | В три ряда, сплошные дорожки | Порезанная солома | 1 | 3,45 | 7,3 |
| D | Маты в три ряда, щелевой пол | Древесные опилки | 0,7 | 2,65 | 11,4 |
| E | В два ряда, сплошные дорожки | Древесные опилки | 0,4 | 3,95 | 6,9 |
| F | В три ряда, щелевой пол | — | 0 | 4,68 | 17 |
| G | В три ряда, сплошные дорожки | Солома | 3,3 | 2,38 | 1,9 |
| H | Твердый пол в два ряда, сплошные дорожки | Солома | 0,5 | 3,70 | 5,8 |
| I | В два ряда, сплошные дорожки | Солома | 2,3 | 1,92 | 2,7 |
КАЧЕСТВО МОЛОКА ДЛЯ СЫРА ПАРМИДЖАНО РЕДЖАНО
Parmigiano Reggiano — это твердый сыр PDO (Защищённое наименование места происхождения), полученный из молока, которое не подвергается термическому гигиенированию (необработанное молоко). По этой причине качество готового сыра зависит от химических, физико-химических и микробиологических характеристик исходного молока.
Главной задачей исследования стала оценка влияния подстилки на характеристики молока, в особенности – уровень микробного загрязнения. Так, масляные споры клостридий являются основными микробными агентами, ответственными за серьезное ухудшения качества Пармиджано Реджано.
| Азот | СВ | Минимум | Среднее | Максимум | |
| Лактоза | 44 | 0,06 | 4,71 | 4,90 | 5,03 |
| Жиры | 44 | 0,25 | 3,01 | 3,39 | 3,95 |
| Протеин | 44 | 0,11 | 3,02 | 3,19 | 3,51 |
| Казеин | 44 | 0,09 | 2,36 | 2,48 | 2,73 |
| Казеиновый индекс | 44 | 0,86 | 76,43 | 77,88 | 79,82 |
| Мочевина | 37 | 2,73 | 2 | 25,92 | 31,9 |
| pH | 44 | 0,05 | 6,55 | 6,69 | 6,85 |
| Титратируемая кислотность | 43 | 0,12 | 3,00 | 3,27 | 3,50 |
| Общее количество бактерий | 44 | 235 | 7 | 87 | 1,591 |
| Соматические клетки | 44 | 34 | 248 | 320 | 396 |
| Споры | 44 | 48 | 30 | 55 | 200 |
| Афлатоксин | 12 | 0,002 | 0,005 | 0,006 | 0,011 |
ХОРОШИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ С ОБЕЗЗАРАЖЕННОЙ ПОДСТИЛКОЙ
С декабря 2016 года по ноябрь 2017 года были взяты 44 пробы молока утреннего доения, а также 42 пробы из баков (смешанное в пропорции 1: 1 молоко предыдущего вечера, частично обезжиренное из-за естественного повышения сливок в течение ночи, и нескребленное молоко из утреннего доения, отобранное ранее).
Значения, приведенные в таблице 2, являются важными показателями состояния здоровья молочной железы. В условиях мастита наблюдается увеличение соматических клеток (более 400 000 клеток / мл) вместе с уменьшением лактозы (около 5 г / 100 г) и показателем казеина (менее 77%). Соматическое содержание клеток в образцах утреннего молока составляло в среднем 320 000 клеток / мл (мин. 248 000 и не более 396 000 / мл), не превышая при этом значения 400 000 клеток / мл.
Средние значения лактозы (4,90 г / 100 г) и индекс казеина (77,88%) указывают на хорошее самочувствие животных. Среднее значение для общего количества бактерий в утреннем молоке составляло 87 000 КОЕ/ мл (минимум 7000 и максимум 1 591 000 / мл). Максимальное наблюдаемое значение можно рассматривать как эпизодическое, учитывая, что на следующей неделе это значение уже вернулось к норме (46 000 / мл). Анализируя отдельные данные, выясняется, что только 4 образца из 44 имели значения выше 100 000 КОЕ / мл. Кроме того, среднее геометрическое от общего количества микробов, рассчитанное в течение двух месяцев с двумя выборками в месяц, никогда не достигало 100 000 КОЕ / мл (максимально 93 000).
Среднее содержание спор бутирических клостридий в образцах утреннего молока и в молоке из баков составило, соответственно, 55 и 61 спору на литр, что является нормой.
При этом, 8 образцов показали содержание выше 100 спор / л (пороговое значение для производства Parmigiano Reggiano) – это касалось, как утреннего молока, так и молока из баков (около 19% для обоих). Этот процент может считаться нормальным в регионе, который в течение некоторого времени пытался решить проблему загрязнения молока масляными клостридскими спорами. Содержание споры в молоке не повлияло на качество сыра.
За период с первого квартала 2015 года по 2017 года эксперты (график 3) отнесла 97,57% головок сыра к 1-му классу (средний балл для производственной площади составил 90,06%), 2,41% — ко 2-му классу (средний балл для производственной площади составил 8,06%), и только 0,02% головок не были отмечены (средний балл для производственной площади составил 1,87%).
Содержание афлатоксина M1 (измеренное в 12 образцах с одной выборкой в месяц) составляло в среднем 0,006 мкг / кг с максимальным значением 0,011 мкг / кг, что считается низким.
Данные, полученные в коровниках с обеззараженной в биореакторе подстилкой, показали, что здоровье и гигиена молока и санитарное состояние молочных желез коров полностью соответствуют тем, которые наблюдались в производственной зоне Пармиджано Реджано в предыдущих исследованиях.
На пилотной ферме находилось порядка 480 коров фризской породы. Они размещались в три ряда с твердыми дорожками, которые убирались при помощи скрепера.
Биореактор имеет каркас из нержавеющей стали. Твердая фракция с объемом сухого вещества не менее 31% загружается сверху и потом выгружается внизу конструкции. Внутри происходит перемешивание при помощи горизонтальных лопастей.
Для нагнетания воздуха и активизации аэробных процессов применяется принудительная вентиляция. Параллельно происходит обезвоживание материала еще на 3%. Для обеззараживания материал находится внутри биореактора не менее 1 часа при температуре 70 °C.
Регулировка подачи воздуха и управление процессами осуществляется при помощи PLC (программного модуля).