Вырас­тить водо­рос­ли и скор­мить их сви­ньям – сель­хоз­пред­при­я­тие в Сак­со­нии (ФРГ) добав­ле­ни­ем в раци­о­ны необыч­но­го ком­по­нен­та дости­га­ет хоро­ших при­ве­сов. Вли­я­ют водо­рос­ли и на пове­де­ние живот­ных в группах.

Кормление свиней

Вот уже несколь­ко недель, как рядом с ком­плек­сом по откор­му сви­ней сель­хоз­то­ва­ри­ще­ства Agraset в Эрлау выстро­и­лись «искус­ствен­ные ели». Одна­ко до Рож­де­ства еще дале­ко, да и не име­ют они к празд­ни­ку ника­ко­го отно­ше­ния. «Ели» – фото­био­ре­ак­то­ры, в кото­рых куль­ти­ви­ру­ют­ся мик­ро­во­до­рос­ли, и у них поми­мо цве­та дей­стви­тель­но есть кое‑что общее с рож­де­ствен­ски­ми дере­вья­ми – фор­ма. Двух­мет­ро­вые усе­чен­ные кону­сы пред­став­ля­ют собой кол­лек­то­ры све­та: кар­кас обви­ва­ют про­зрач­ные шлан­ги, в кото­рых содер­жат­ся водо­рос­ли. Поза­им­ство­ван­ная у самой при­ро­ды фор­ма поз­во­ля­ет каж­до­му отдель­но­му вит­ку шлан­га исполь­зо­вать доступ све­та по максимуму.

Взрастить водоросль

Фото­ре­ак­тор необыч­ной фор­мы раз­ра­бо­та­ли инже­не­ры дрез­ден­ской Gicon Group в сотруд­ни­че­стве с научно‑исследовательскими инсти­ту­та­ми и пред­ста­ви­те­ля­ми про­мыш­лен­но­сти. «Самая важ­ная часть реак­то­ра – сили­ко­но­вый шланг с двой­ны­ми стен­ка­ми. Бла­го­да­ря это­му воз­мож­но тер­мо­ре­гу­ли­ро­ва­ние, спо­соб­ству­ю­щее рав­но­мер­но­му росту водо­рос­лей, – пояс­ня­ет д‑р Мар­тин Экке, пред­став­ля­ю­щий компанию‑разработчика. – Систе­ма закры­то­го типа надеж­на и спе­ци­аль­но спро­ек­ти­ро­ва­на так, что­бы ее было лег­ко исполь­зо­вать на практике».

Два фото­био­ре­ак­то­ра, появив­ших­ся на откор­моч­ном ком­плек­се, име­ют общий блок управ­ле­ния и насос – систе­му, через кото­рую про­из­во­дит­ся ино­ку­ля­ция пита­тель­ной сре­ды. Подан­ный рас­твор всю спи­раль шлан­га «про­бе­га­ет» за три‑четыре мину­ты. При этом про­из­во­дит­ся добав­ле­ние пита­тель­ных солей и уда­ля­ет­ся кис­ло­род, обра­зо­вав­ший­ся в про­цес­се фото­син­те­за водо­рос­лей. Зна­че­ние рН рас­тво­ра, а оно по мере роста био­мас­сы водо­рос­лей воз­рас­та­ет, мож­но регу­ли­ро­вать вве­де­ни­ем в систе­му угле­кис­ло­го газа.

Мик­ро­во­до­рос­ли намно­го эффек­тив­нее исполь­зу­ют сол­неч­ный свет в срав­не­нии с рас­те­ни­я­ми и в рас­че­те на еди­ни­цу пло­ща­ди дают уро­жай био­мас­сы, пре­вы­ша­ю­щий пока­за­те­ли послед­них в несколь­ко раз.

«При поис­ке вари­ан­тов при­ме­не­ния мик­ро­во­до­рос­лей мы обна­ру­жи­ли потен­ци­ал в сфе­ре корм­ле­ния живот­ных, – рас­ска­зы­ва­ет М. Экке. – Да, то, что водо­рос­ли в каче­стве кор­мо­вой добав­ки ока­зы­ва­ют такой же поло­жи­тель­ный эффект, как и про­био­ти­ки, – факт не из новых. Наша ком­па­ния зани­ма­ет­ся иссле­до­ва­ни­я­ми в этой обла­сти. В част­но­сти, было обна­ру­же­но, что добав­ле­ние водо­рос­лей в пре­де­лах одно­раз­ряд­ных про­цен­тов по отно­ше­нию к стан­дарт­но­му коли­че­ству кор­ма ока­зы­ва­ет пора­зи­тель­ное вли­я­ние на харак­те­ри­сти­ки про­дук­тив­но­сти, пока­за­те­ли здо­ро­вья и соци­аль­ное пове­де­ние живот­ных. Так, в ходе испы­та­ний яйце­нос­кость кур на фер­ме по орга­ни­че­ско­му про­из­вод­ству яйца уве­ли­чи­лась до уров­ня, кото­рый может быть достиг­нут толь­ко в усло­ви­ях интен­сив­но­го содер­жа­ния пти­цы. Так­же куры ста­ли замет­но спо­кой­нее даже в усло­ви­ях стрес­са перед забоем».

В ходе тести­ро­ва­ний на сви­ньях уче­ные ком­па­нии по резуль­та­там ана­ли­за наво­за и кон­троль­ных взве­ши­ва­ний живот­ных кон­ста­ти­ро­ва­ли зна­чи­тель­ное улуч­ше­ние пока­за­те­лей кон­вер­сии кор­ма. В рам­ках про­ек­та AlgaPork, стар­то­вав­ше­го в кон­це 2019 года и вос­поль­зо­вав­ше­го­ся финан­со­вой под­держ­кой от ЕС и феде­раль­ной зем­ли Сак­со­ния на сум­му почти 700 тыс. евро, его участ­ни­ки полу­чи­ли воз­мож­ность про­во­дить экс­пе­ри­мент с добав­ле­ни­ем в корм водо­рос­лей толь­ко на неболь­ших груп­пах живот­ных. Акту­аль­ный этап про­ек­та, кото­рый про­длит­ся до кон­ца 2022 года, направ­лен на под­твер­жде­ние резуль­та­тов в более широ­ких мас­шта­бах. Так­же тех­но­ло­гия долж­на прой­ти обкат­ку на дей­ству­ю­щем сви­но­вод­че­ском пред­при­я­тии, кото­рым и ста­ло хозяй­ство в Эрлау.

Не толь­ко проч­ная кон­струк­ция харак­тер­на для фито­био­ре­ак­то­ров на сви­но­фер­ме. В повест­во­ва­нии о про­ек­те М. Экке, поми­мо шлан­гов с двой­ны­ми стен­ка­ми, ссы­ла­ет­ся на воз­мож­ность регу­ли­ро­ва­ния тем­пе­ра­ту­ры в систе­ме. «Это гаран­ти­ру­ет неиз­мен­но высо­кое каче­ство мик­ро­во­до­рос­лей даже в изме­ня­ю­щих­ся усло­ви­ях окру­жа­ю­щей сре­ды», – отме­ча­ет руко­во­ди­тель про­ек­та из компании‑разработчика.

Кро­ме того, без­опас­ный для пище­вых про­дук­тов мате­ри­ал шлан­га не под­вер­жен нали­па­ни­ям – отло­же­ни­ям на внут­рен­них стен­ках погиб­ших мик­ро­ор­га­низ­мов или про­дук­тов их жиз­не­де­я­тель­но­сти. Сей фак­тор спо­соб­ству­ет бес­пе­ре­бой­ной рабо­те уста­но­вок. Еще одно пре­иму­ще­ство участ­ни­ки про­ек­та видят в воз­мож­но­сти раз­ме­ще­ния реак­то­ра в непо­сред­ствен­ной бли­зо­сти от живот­но­вод­че­ской построй­ки. А зна­чит, отпа­да­ет необ­хо­ди­мость в транс­пор­ти­ров­ке и кон­сер­ви­ро­ва­нии полу­ча­е­мой ско­ро­пор­тя­щей­ся биомассы.

Эффекты от суспензии

Общее пого­ло­вье сви­ней на откор­моч­ном ком­плек­се Agraset состав­ля­ет 4 600 голов. Орга­ни­зо­ва­на систе­ма жид­ко­го корм­ле­ния. Важ­ным ком­по­нен­том раци­о­на явля­ет­ся тер­тый кар­то­фель, постав­ля­е­мый дочер­ней ком­па­ни­ей Agraset Friweika, рас­по­ла­га­ю­щей лини­ей по пере­ра­бот­ке ово­щей. Измель­чен­ная мас­са по под­зем­но­му тру­бо­про­во­ду пере­ка­чи­ва­ет­ся насо­сом в емкость, уста­нов­лен­ную рядом с живот­но­вод­че­ским кор­пу­сом, после чего нагре­ва­ет­ся под воз­дей­стви­ем теп­ла, посту­па­ю­ще­го от хозяй­ствен­ной био­га­зо­вой установки.

С авгу­ста 2021 года на началь­ном эта­пе откор­ма в раци­он для груп­пы из 300 сви­ней нача­ли добав­лять 200 л све­жей сус­пен­зии водо­рос­лей, толь­ко что сли­той из систе­мы по их выра­щи­ва­нию. Дан­ный объ­ем состав­ля­ет при­мер­но пятую часть содер­жи­мо­го реак­то­ра. Как толь­ко часть сус­пен­зии поки­да­ет систе­му, сра­зу же рав­ное коли­че­ство воды с пита­тель­ны­ми соля­ми посту­па­ет в буфер­ный бак фото­био­ре­ак­то­ра. По заве­ре­ни­ям М. Экке, регу­ляр­ное раз­бав­ле­ние сус­пен­зии сти­му­ли­ру­ет рост водорослей.

Для охла­жде­ния в хозяй­стве исполь­зу­ют воду из сква­жин, кото­рая затем идет на зати­ра­ние зер­на, так­же явля­ю­ще­го­ся ком­по­нен­том раци­о­на. В резуль­та­те для подо­гре­ва воды до необ­хо­ди­мо­го уров­ня тре­бу­ет­ся мень­ше энергии.

«Пер­вый экс­пе­ри­мент с кон­сер­ви­ро­ван­ны­ми мик­ро­во­до­рос­ля­ми про­во­дил­ся на неболь­шой груп­пе живот­ных и за пять недель про­де­мон­стри­ро­вал пора­зи­тель­ные резуль­та­ты, – рас­ска­зы­ва­ет гла­ва сви­но­вод­че­ско­го направ­ле­ния това­ри­ще­ства Кри­стоф Ольт­маннс. – И теперь я дей­стви­тель­но заин­три­го­ван, про­явят­ся ли те же эффек­ты на груп­пе из 300 живот­ных. Не исклю­че­но, что исполь­зо­ва­ние све­жих водо­рос­лей в каче­стве кор­мо­вой добав­ки про­де­мон­стри­ру­ет резуль­та­ты, более ярко выра­жен­ные по срав­не­нию с полу­чен­ны­ми ранее. Напри­мер, в части улуч­ше­ния кон­вер­сии кор­ма, что поз­во­лит нам добить­ся тех же при­ве­сов при мень­ших рас­хо­дах кор­ма, а так­же боль­шей их рав­но­мер­но­сти у живот­ных одной откор­моч­ной группы».

По ито­гам тесто­вых испы­та­ний было уста­нов­ле­но, что из сви­ней, поеда­ю­щих корм с водо­рос­ля­ми, на докорм воз­вра­ща­лось суще­ствен­но мень­шее их чис­ло в срав­не­нии с живот­ны­ми на стан­дарт­ном корме.

«Осо­бен­но при­ме­ча­тель­ным нахо­жу, что эффект рав­но­мер­но­сти набо­ра мас­сы рас­про­стра­ня­ет­ся и на после­ду­ю­щий этап основ­но­го откор­ма, где в кор­ма водо­рос­ли уже не добав­ля­ют­ся, – про­дол­жа­ет ком­мен­ти­ро­вать экс­пе­ри­мент К. Ольт­маннс. – Оче­вид­но, нали­чие в раци­оне сви­ней мик­ро­во­до­рос­лей на началь­ных эта­пах закреп­ля­ет этот эффект на весь пери­од откор­ма, вплоть до дости­же­ния убой­ной массы».

Суще­ство­ва­ние такой тен­ден­ции под­твер­жда­ет и Ште­фа­ни Цвинц­шер, руко­во­дя­щая в насто­я­щий момент маточ­ным под­раз­де­ле­ни­ем на 600 сви­но­ма­ток. В пер­спек­ти­ве ей пред­сто­ит воз­гла­вить все сви­но­вод­че­ское направ­ле­ние сель­хоз­пред­при­я­тия. Спе­ци­а­лист поми­мо эффек­та рав­но­мер­но­го набо­ра веса, выде­ля­ет еще один: добав­ле­ние водо­рос­лей в раци­он сни­зи­ло агрес­сию живот­ных – в экс­пе­ри­мен­таль­ной груп­пе было суще­ствен­но спокойнее.

Наблю­да­лись ли про­бле­мы с вклю­че­ни­ем добав­ки в раци­он? «Да, сна­ча­ла поро­сят сби­ва­ли с тол­ку цвет и запах, но это про­дол­жа­лось недол­го», – уточ­ня­ет специалист.

С мыслями об углеродном следе

Сре­ди участ­ни­ков про­ек­та AlgaPork чис­лит­ся еще одна дрез­ден­ская ком­па­ния – fodjan. Она спе­ци­а­ли­зи­ру­ет­ся на циф­ро­ви­за­ции про­цес­сов корм­ле­ния и постав­ля­ет про­грамм­ное обес­пе­че­ние для ком­пью­те­ри­зи­ро­ван­ной оцен­ки опыт­ных дан­ных. Управ­ля­ю­щий дирек­тор Кар­стен Гизе­лер обри­со­вал тех­ни­че­скую сто­ро­ну фик­са­ции резуль­та­тов экс­пе­ри­мен­та: «На ком­плек­се по откор­му сви­ней мы уста­но­ви­ли дат­чи­ки кон­тро­ля окру­жа­ю­щей сре­ды, при­чем как в зоне содер­жа­ния поро­сят, кор­мя­щих­ся с добав­ле­ни­ем водо­рос­лей, так и там, где три­ста голов из кон­троль­ной груп­пы полу­ча­ют свой обыч­ный жид­кий корм. Посто­ян­но реги­стри­ру­е­мые изме­ри­тель­ны­ми при­бо­ра­ми зна­че­ния содер­жа­ния в воз­ду­хе поме­ще­ния угле­кис­ло­го газа, амми­а­ка и серо­во­до­ро­да, а так­же соот­вет­ству­ю­щие алго­рит­мы поз­во­ля­ют делать опе­ра­тив­ные выво­ды об эффек­тив­но­сти про­те­ка­ния про­цес­са пище­ва­ре­ния у свиней».

В кон­тек­сте кон­тро­ля эмис­сии угле­кис­ло­го газа и ее мини­ми­за­ции при откор­ме сви­ней пред­се­да­тель прав­ле­ния сель­ско­хо­зяй­ствен­но­го това­ри­ще­ства Agraset Ян Гум­перт от про­во­ди­мо­го экс­пе­ри­мен­та видит инте­рес­ный сопря­жен­ный эффект: в резуль­та­те поеда­ния кор­ма с добав­ле­ни­ем мик­ро­во­до­рос­лей погло­щен­ная био­мас­са оста­ет­ся в орга­низ­ме сви­ньи доль­ше, а зна­чит, и пар­ни­ко­вых газов живот­ное выде­ля­ет мень­ше. «Если бы еще уда­лось исполь­зо­вать азот из отра­бо­тан­но­го воз­ду­ха откор­моч­ни­ка в каче­стве сырья для фото­био­ре­ак­то­ра, то это ста­ло бы вишен­кой на нашем тор­те», – уже гораз­до даль­ше на пер­спек­ти­ву загля­ды­ва­ет руко­во­ди­тель сельхозпредприятия.

В даль­ней­шем для под­дер­жа­ния в шлан­го­вой систе­ме тем­пе­ра­тур­но­го режи­ма, необ­хо­ди­мо­го для водо­рос­лей в усло­ви­ях вес­ны и осе­ни, пла­ни­ру­ет­ся исполь­зо­вать теп­ло от хозяй­ствен­ной био­га­зо­вой уста­нов­ки. Часть элек­тро­энер­гии, полу­ча­е­мой от нее же, в буду­щем мог­ла бы обес­пе­чить током и спе­ци­аль­ные лам­пы, сти­му­ли­ру­ю­щие рост водо­рос­лей в сезо­ны недо­стат­ка сол­неч­но­го света.

От пищеварения до экономики

Науч­ную под­держ­ку про­ек­ту AlgaPork ока­зы­ва­ет Росток­ский уни­вер­си­тет (ФРГ). Здесь иссле­до­ва­тель­ская груп­па под руко­вод­ством про­фес­со­ра Пет­ры Вольф с исполь­зо­ва­ни­ем так назы­ва­е­мых буты­лок Ankom моде­ли­ру­ет пище­ва­ри­тель­ные про­цес­сы сви­ней и изу­ча­ет изме­не­ния кишеч­ной фло­ры в зави­си­мо­сти от вве­де­ния в систе­му раз­лич­но­го коли­че­ства мик­ро­во­до­рос­лей. В иссле­до­ва­ни­ях было уста­нов­ле­но, что водо­рос­ли спо­соб­ству­ют сни­же­нию газо­об­ра­зо­ва­ния и пони­жа­ют уро­вень рН.

Про­фес­сор П. Вольф уточ­ня­ет: «Ана­лиз газов на лету­чие жир­ные кис­ло­ты пока­зы­ва­ет, что добав­ле­ние водо­рос­лей обес­пе­чи­ва­ет обра­зо­ва­ние более высо­кой доли бути­ра­та и про­пи­о­на­та». Оба этих веще­ства игра­ют замет­ную роль в пита­нии энте­ро­ци­тов – кле­ток сли­зи­стой обо­лоч­ки кишеч­ни­ка – и важ­ны для фор­ми­ро­ва­ния жела­е­мой мик­ро­био­ты у сви­ней. Вме­сте со сни­же­ни­ем зна­че­ния pH это под­дер­жи­ва­ет здо­ро­вье кишеч­ни­ка. «Если при под­корм­ке водо­рос­ля­ми сви­ньи реа­ги­ру­ют так же, как в лабо­ра­тор­ных усло­ви­ях наш искус­ствен­ный желудочно‑кишечный тракт, то рис­ки диа­реи сокра­ща­ют­ся, в воз­ду­хе про­из­вод­ствен­ных поме­ще­ний будет мень­ше амми­а­ка, а живот­ные ста­нут дости­гать убой­ной мас­сы рань­ше», – пред­по­ла­га­ет про­фес­сор по физио­ло­гии пита­ния и корм­ле­нию животных.

Для кури­ру­ю­ще­го в хозяй­стве сви­но­вод­ство Кри­сто­фа Ольт­манн­са сей фак­тор явля­ет­ся лучом све­та вви­ду ката­стро­фи­че­ской ситу­а­ции на рын­ке, когда цено­вой прес­синг на сви­ней в живом весе не осла­бе­ва­ет уже несколь­ко меся­цев кря­ду. Спе­ци­а­лист Agraset с бес­по­кой­ством смот­рит в буду­щее: «По эффек­тив­но­сти мы опре­де­лен­но вхо­дим в 25 % сви­но­вод­че­ских хозяйств – лиде­ров в Гер­ма­нии, но уже в этом году, веро­ят­ней все­го, и мы не смо­жем остать­ся в плюсе».