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Eine neue Epoche der Getreidelagerung: »BIO-SIL® plus Wasser als Konservierungsmittel«und Anmerkungen zur aeroben Stabilität und zur Hemmung von Clostridien in Sila-gen und neue Produkte der Dr. Pieper Technologie- und Produktentwicklung GmbH

Dr. Bernd Pieper, Dr. Ulrich Korn; Dr. Pieper Technologie- und Produktentwicklung GmbH, NeuruppinMsc. Robert Pieper, Dr. Wolfgang Hackl; Institut für Nutztierwissenschaften und Technologie, Universität Rostock

Zusammenfassung

Feuchtes Getreide, das zur Verfütterung oder für Biogasanlagen bestimmt ist, kann mitBIO-SIL® und Wasser sehr kostengünstig siliert werden. Das Prinzip des Konservie-rungsverfahrens beruht darauf, dass feuchtes Getreide mit einem Trockenmasse (TM)-Gehalt unter 75 % gleich nach der Ernte geschrotet wird und mit osmotoleranten, hoch-aktiven BIO-SIL® Milchsäurebakterien (Lactobacillus plantarum) beimpft und einsiliertwird. Liegt der TM-Gehalt über 75 % wird beim Schroten soviel Wasser zugesetzt bis imSiliergut ein TM-Gehalt unter 75 % erreicht ist. pH-Verlauf, Gärsäurenmuster und Gär-verluste zeigen eindeutig die Notwendigkeit des Impfkulturenzusatzes. Das Verfahrenbefindet sich bereits erfolgreich in der großtechnischen Anwendung. Der Futterwertwird durch die Silierung im Vergleich zum trockenen Getreide nicht verringert. DiePhosphor- und Calciumverdaulichkeiten werden durch die Silierung deutlich erhöht.In Bezug auf die aerobe Stabilität von Gras- und Maissilagen wird darauf verwiesen,dass bei guter Siliertechnik und luftdichter Abdeckung mit fortschreitender Lagerdauerdie Unterschiede in der aeroben Stabilität von homo- und heterofermentativ vergorenenSilagen sehr gering werden. Die Vorteile im Futterwert und in der Biogasausbeute, diesich aus homofermentativen Gärprozessen ergeben und die Verbesserung der aerobenStabilität können durch die Kombination von BIO-SIL® (hochaktive, homofermentativeMilchsäurebakterien) mit »Sila-fresh« (Kaliumsorbat) genutzt werden. Die Hemmungvon Clostridien in Silagen durch Zugabe von Nitrit setzt einen langsamen pH-Wert-Ab-fall voraus. Damit werden zwangsläufig wichtige Kennzahlen des Futterwertes von Sila-gen vermindert. Da Nitrit ein Gift der Klasse 2 und ein Grundwasserschadstoff ist, wirddarüber hinaus der Einsatz in Siliermitteln sehr kritisch gesehen. Die sicherste, preiswer-teste, ökologisch- und arbeitsschutztechnisch-unbedenklichste Methode zur Verhinde-

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rung der Buttersäuregärung durch Clostridien ist die schnelle und tiefe pH-Wert-Absen-kung. Vorzugsweise wird das durch Zusatz von hochaktiven, homofermentativen Milch-säurebakterien, die gleichzeitig den Futterwert verbessern, und bei Bedarf durch Kom-bination mit leichtlöslichen Kohlenhydraten (z. B. Melasse) erreicht. Die Weiterentwick-lungen unserer hygienischen, frostfreien, elektronisch gesteuerten Kipptränke, der »Käl-berdatsche« sowie des schmackhaften und sehr wirksamen sauren Salzes »Transi-fit«werden vorgestellt.

Summary

A new era of grain storage: »BIO-SIL® plus water as preservative« and remarkson aerobic stability and inhibition of Clostridia in silages and new products of Dr. Pie-per Technologie- und Produktentwicklung GmbHPreservation of high moisture grains as animal feeds or for biogas-production can beeasily realised using BIO-SIL® and water. The principle of conservation procedure isbased upon coarsely grinding of the grain with DM content lower than 75 % immedia-tely after harvesting, followed by inoculation and ensiling with osmotolerant, high acti-ve BIO-SIL® -lactic acid bacteria (LAB - Lactobacillus plantarum). At DM contenthigher than 75 %, water has to be added until the moisture content is higher than 25 %.The progress of pH-decline, the pattern of fermentation acids and the dry matter lossesclearly indicate the necessity to add biological starter cultures. Actually, the procedureis successfully applied in practice. The nutritive value is not depressed by ensiling incomparison to dry grains, whereas the phosphorus- and the calcium-digestibility arenoticeable increased. Concerning aerobic stability of grass- and maize-silages it is shown that differences inhomo-and heterofermentative produced silages become very low with the prolongationof storage time when best practice and correct airtight covering are realised. The ad-vantages of nutritive value and biogas recovery resulting from homofermentative fer-mentation as well as the enhancement of aerobic stability can be used by combinationof BIO-SIL® (high active, homofermentative LAB) with »Sila-fresh« (potassium sorba-te). The inhibition of Clostridia in silages by addition of nitrite assumes a low pH-drop, re-sulting inevitably in a loss of nutritive value of the silage. Since nitrite is a class-2 poisonand a groundwater contaminator, the application of nitrite in chemical silage additiveshas to be considered critically. The safest, cheapest, ecological, reliable, and employ-ment protective method to avoid butyric acid fermentation by Clostridia is a rapid anddeep pH-drop. Primarily, this can be achieved by addition of high active, homofermen-tative LAB, which simultaneously increase the nutritive value, and, if required, a combi-nation with soluble carbohydrates (i.e. molasses).At least the enhancement of our hygienic, frost resistant, electronically controlled wate-rer, the modular »calf house« and the palatable and very efficient anionic salt »Transi-fit« are introduced.

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Eine neue Epoche der Getreidelagerung: »BIO-SIL® plus Wasser als Konservierungsmittel«

Getreide mit einem Trockenmassegehalt unter 85 % ist nur bedingt lagerfähig. Es wirdzur Langzeitlagerung je nach Feuchtegehalt und Temperatur belüftet, gekühlt, getrock-net, mit chemischen Mitteln behandelt oder in luftdichten Behältern (CO2-Lagerung) auf-bewahrt. Diese Verfahren haben entweder ein sehr begrenztes Einsatzspektrum odersind mit erheblichem finanziellen Aufwand verbunden. Wir stellten uns die Aufgabe,

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ein kostengünstiges Konservierungsverfahren für Getreide, das zur Verfütterung oderfür Biogasanlagen bestimmt ist, zu entwickeln. Das Prinzip des Konservierungsverfah-rens beruht darauf, dass feuchtes Getreide mit einem Trockenmassegehalt unter 75 %gleich nach der Ernte geschrotet, mit osmotoleranten, homofermentativen Milchsäure-bakterien (BIO-SIL® - Lactobacillus plantarum) beimpft und einsiliert wird. Liegt derTrockenmassegehalt über 75 %, wird nach dem Schroten soviel Wasser zugesetzt, bisim Siliergut ein Trockenmassegehalt unter 75 % erreicht ist (Abbildung 1). In der Abbil-dung 2 sind die Arbeitsschritte zur Untersuchung der Konservierung von Getreide mitBIO-SIL® und Wasser dargestellt.

Abb. 1 Prinzip der Konservierung von zerkleinertem Getreide mit Milchsäurebakterien und Wasser

Abb. 2Arbeitsschrittezur Untersu-chung derKonservie-rung von Ge-treide mitBIO-SIL®

und Wasser

Trockenmassegehalte im Getreide

65% 70% 75% 80% 85%

+ + BIOBIO--SILSIL®® + + BIOBIO--SILSIL®® ++ Wasser Wasser (Rückanfeuchtung)

1. Modellversuche mit rekonstituiertem Getreide* (Gerste, Triticale, Weizen, Mais)

a) Gärverlauf, Verluste, Mikrobiologieb) Verdaulichkeit-Schwein

2. Getreide aus der Ernteverfrühung bzw. Schlechtwetter-varianten mit TM-Gehalten unter und über 75% (Gerste, Triticale, Weizen, Roggen)

a) Gärverlauf, Verluste, Mikrobiologie b) Verdaulichkeit beim Schwein

3. Einsatzmöglichkeiten des mit BIO-SIL® + Wasser konservierten Getreides

a) Schweinb) Rindc) Biogas

* Rückanfeuchtung von lagerfähigem Getreide

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Im folgenden Beitrag werden Ergebnisse zu den Punkten 1a,1b und 2a vorgestellt.

1. Modellversuche mit rekonstituiertem Getreide

Beispielhaft für alle untersuchten Getreidearten werden die Ergebnisse zu pH-Verlaufund Gärverlusten anhand der Gerste gezeigt. In Abbildung 3 ist der Gärverlauf derrückangefeuchteten Gerste (von 85 % TM auf 65 % TM) mit und ohne Bakterienzusatzdargestellt.Ohne Beimpfung mit BIO-SIL® ist die pH-Wertabsenkung bis zum 10. Tag verzögert.Danach erfolgt eine Angleichung zur Probe mit Bakterienkultur. Für die Hygiene von Si-lagen sind die ersten Gärtage sehr entscheidend. Bei einem TM-Gehalt der Gerste von75 % ergibt sich ein ganz anderes Bild (Abbildung 4).

Abb. 3 pH-Verlauf von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot mit einem Trockenmassegehalt von 65 %

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Silierdauer in Tagen

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Gerste Kontrolle

Gerste + BIO-SIL®

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Abb. 4 pH-Verlauf von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrotmit einem Trockenmassegehalt von 75%

Diese Gerste säuert ohne Milchsäurebakterien kaum noch. Mit Bakterienzusatz wird inRelation zum hohen TM-Gehalt sehr schnell ein tiefer pH-Wert erreicht. Die Grenzender Leistungsfähigkeit des natürlichen epiphytischen Besatzes einerseits und das hohePotenzial der Lactobacillus-Stämme im BIO-SIL® zur tiefen pH-Wert-Absenkung beisehr hohen TM-Gehalten andererseits, zeigen sich sehr deutlich. Das Niveau der Gär-verluste ist sehr gering: Bei einem TM-Gehalt von 65 % liegen sie um 1 % (Abbildung5). Bei einem TM-Gehalt von 75 % ergibt sich ein ähnliches Bild (Abbildung 6)

Abb. 5 Trockenmasseverluste von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot mit 65 % TM nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

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Gerste + BIO-SIL®

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Abb. 6 Trockenmasseverluste von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot mit 75 % TM nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

Sowohl bei 65 % TM als auch bei 75 % TM werden mit Bakterienzusatz die schon ge-ringen Gärverluste noch halbiert.Weitere Informationen zur Wirkung der eingesetzten Impfkultur geben die analysiertenGärparameter. Bei 65 % TM weist die Kontrolle als auch die behandelte Variante bei al-len Getreidearten eine intensive Milchsäuregärung auf (Abbildung 7).

Abb. 7 Milchsäuregehalt von rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizen-schrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

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65 % Kontrolle 65 % + BIO-SIL® 75 % Kontrolle 75 % + BIO-SIL®

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Gerste Triticale Weizen Mais

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Bei der Variante mit 75 % TM wird bei der Kontrolle kaum noch Milchsäure gebildet.Demgegenüber werden mit Bakterien-Zusatz noch relativ hohe Milchsäurewerte er-reicht. Der Mais mit 75 % TM wurde in unserem Versuchsprogramm nicht weiter unter-sucht, da über Mais bereits umfangreiche Erkenntnisse vorliegen.Die Essigsäurewerte (Abbildung 8) liegen insgesamt auf einem sehr niedrigen Niveau.Durch die Impfkultur wird bei 75 % TM die Essigsäurebildung erhöht. Selbst bei dersehr hohen TM bestehen mehr als 75 % der gebildeten Gärsäuren aus Milchsäure. Mitsteigender Trockensubstanz bildet die Impfkultur ein etwas engeres Lactat-/Acetat-Ver-hältnis.- Die Propionsäurewerte liegen ebenfalls auf sehr niedrigem Niveau (Abbildung9).

Abb. 8 Essigsäuregehalt von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

In allen behandelten Silagen sowie in den Kontrollsilagen bei 75 % TM wurde keineButtersäure nachgewiesen (Abbildung 10). Der recht hohe Buttersäure-Wert in der un-behandelten Körnermaissilage macht erneut deutlich, dass die Buttersäurebildung innitratarmen Substraten durch geeignete Impfkulturen sicher unterdrückt wird.

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65 % Kontrolle 75 % Kontrolle

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65 % + BIO-SIL® 75 % + BIO-SIL®

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Abb. 9 Propionsäuregehalt von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

Abb. 10 Buttersäuregehalt von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

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n.n. n.n.n.n.

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Die in Abbildung 11 aufgetragenen Ethanolwerte sind sehr niedrig und werden durchden Zusatz von Impfkulturen weiter abgesenkt. Ebenfalls sehr niedrige Werte werdenbeim Ammoniak gefunden (Abbildung 12).

Abb. 11 Ethanolgehalt von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

Abb. 12 Ammoniakgehalt von siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

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65 % + BIO-SIL® 75 % + BIO-SIL®

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In Abbildung 13 ist der Ausgangskeimbesatz des Getreides für die Rekonstitutionsver-suche dargestellt. Auffällig ist unter anderem der niedrige Besatz an Milchsäurebild-nern beim trockenen Getreide und die hohe Anzahl an coliformen Keimen bei der Triti-cale-Variante.

Abb. 13 Ausgangskeimbesatz von Gersten-, Triticale-, Weizen- und Maiskörnern vor den Rekonstitutions- und Silierversuchen

Mit dem für die Silierung verwendeten trockenen Getreide und dem wiederangefeuch-tetem und anschließend mit BIO-SIL® einsiliertem Getreide wurden am Institut fürNutztierwissenschaften und Technologie der Universität Rostock Verdauungsversuchemit Schweinen durchgeführt. Als Versuchstiere dienten Göttinger Miniaturschweine. In der Verdaulichkeit der organischen Substanz treten zwischen den einzelnen Varian-ten keine signifikanten Unterschiede auf (Abbildung 14). Unbeeinflusst bleibt auch derGehalt an umsetzbarer Energie (Abbildung 15).

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Gesamtkeimzahl

Enterobacteriaceae

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nicht nach-weis-bar

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Abb. 14 Verdaulichkeit der organischen Substanz von trockenem und mit BIO-SIL®

siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

Abb. 15 Umsetzbare Energie (ME) von trockenem und mit BIO-SIL® siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

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Trocken 65 % TM 75 % TM

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* Korrigierte ME anhand verd. Nährstoffe; DLG-Futterwerttabellen - Schweine, 1991

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)

*

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Hervorzuheben ist der Anstieg der Calciumverdaulichkeit, besonders bei der Variantemit 75 % TM (Abbildung 16). Wirtschaftlich besonders interessant ist der starke Anstiegder Phosphorverdaulichkeit bei der Silagevariante mit 75 % TM (Abbildung 17). DieserBefund wird in zukünftigen Untersuchungen weiter verfolgt.

Abb. 16 Verdaulichkeit von Calcium in trockenem und mit BIO-SIL® siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

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Abb. 17 Verdaulichkeit von Phosphor in trockenem und mit BIO-SIL® siliertem, rekonstituiertem Gerstenschrot, Triticaleschrot, Weizenschrot und Maisschrot mit 65 % und 75 % TM nach 49 Tagen Silierdauer

Eine umfangreiche Diskussion der Ergebnisse mit rekonstituiertem Getreide findet sichbei PIEPER et al. (2006 a, 2006 b, 2006 c).

2. Versuche mit Getreide aus der Ernteverfrühung bzw. Schlechtwettervarianten

Nachdem die Modellversuche mit rekonstituiertem Getreide zu positiven Ergebnissengeführt hatten, wurde unter praktischen Bedingungen feuchtem, erntefrischem Getreidebei TM-Gehalten über 75 % Wasser zugesetzt und mit und ohne BIO-SIL® siliert. Einegünstige technologische Variante ist die Aufbereitung des zu konservierenden Getreidesbereits auf dem Feld. Unsere technologische Kette vom Mähdrescher über die mobileHammermühle mit Dosiereinrichtungen für BIO-SIL®, Sila-fresh (= Kaliumsorbat) undWasser bis zum Transportfahrzeug ist in Abbildung 18 zu sehen. Direkt an der Mühlesind der Wasser- und Bakteriendosierer sowie ein Sila-fresh-Dosierer (der in den hiervorgestellten Versuchen nicht benutzt wurde) platziert (Abbildung 19).

Zur großtechnischen Erprobung wurden in unserem Unternehmen insgesamt in dreiFahrsilos mit BIO-SIL® behandelte feuchte Gersten-, Weizen- und Roggenschrote ein-siliert. Die gleiche Mühle wurde zur Zerkleinerung des Getreides für die Gefäßversuche(Weckgläser und 200 L-Fässer) benutzt. Obwohl vor der Kontrollvariante 2 t unbehan-

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deltes Getreide zur Reinigung gemahlen wurde, war eine Kontamination der Kontroll-variante mit Resten BIO-SIL® in der Mühle nicht völlig vermeidbar. Das bedeutet, dassdie nachfolgend dargestellten Differenzen zwischen BIO-SIL®-Behandlung und Kon-trolle tatsächlich noch größer sein könnten.

Abb. 18 Technologische Kette zur Gewinnung von silierfähigem Getreideschrot

Abb. 19 Dosierer an der Mühle: Für BIO-SIL®, Sila-fresh (bei sehr hohen Anforderungen an die Stabilität) und für Wasser

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Ergebnisse:

Der pH-Verlauf mit und ohne Bakterienzusatz bei der Gerste mit 73 % TM, nicht rück-angefeuchtet, ist in der Abbildung 20 dargestellt. Der Einfluss der Bakterienkultur aufden pH-Verlauf ist deutlich. Die Trockenmasseverluste waren, wie aus Abbildung 21 zuentnehmen ist, ebenfalls sehr gering.

Abb. 20 pH-Verlauf von siliertem, erntefrischem Gerstenschrot mit einem Trockenmassegehalt von 73 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

Abb. 21 Trockenmasseverluste von siliertem, erntefrischem Gerstenschrot mit einem Ausgangs-TM-Gehalt von 73 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

Die mikrobiologischen Untersuchungen zeigen, dass im Ausgangsmaterial eine großeZahl Enterobakterien vorhanden ist. Diese werden durch den Silierprozess bis unter dieNachweisgrenze zurückgedrängt. Die Hefen bleiben wahrscheinlich in ihrer Dauerform

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) Kontrolle

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erhalten, der Besatz steigt nicht an. Ebenso bleiben die aeroben Sporenbildner in derAnzahl, wie sie auf dem Getreide vorhanden sind (Abbildung 22), erhalten.

Abb. 22 Ausgangskeimbesatz von erntefrischem Gerstenschrot (73 % TM) sowieKeimbesatz in Kontroll- und BIO-SIL®-behandelter Silage

Die Triticale wurde mit 71,5 % TM geerntet. Der pH-Verlauf und die Verluste sind in denAbbildungen 23 und 24 dargestellt. Wie bei der Gerste sind die TM-Verluste auch beiTriticale sehr gering. Die Wirkung der Impfkultur bei Triticale zeigt sich noch deutlicheranhand des pH-Wert-Verlaufes.

Abb. 23 pH-Verlauf von siliertem, erntefrischem Triticaleschrot mit einem Ausgangs-TM-Gehalt von 71,5 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

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Ausgangsbesatz Kontrollsilage BIO-SIL®-Silage

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aerobe Sporenbildner Hefen Enterobakterien

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Abb. 24 Trockenmasseverluste von siliertem, erntefrischem Triticaleschrot mit einem Ausgangs-TM-Gehalt von 71,5 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

Durch die Silierung der Triticale werden die Enterobakterien eliminiert (Abbildung 25).Die Anzahl der Hefen wird leicht zurückgedrängt und in der BIO-SIL®-Variante sinddie aeroben Sporenbildner nicht mehr nachweisbar.

Abb. 25 Ausgangskeimbesatz von erntefrischem Triticaleschrot (71,5 % TM) sowie Keimbesatz in Kontroll- und BIO-SIL®-behandelter Silage

Der Bakterienzusatz zu erntefrischem Weizen führte zu einer schnellen Absenkung derpH-Werte, wobei die Differenz zur Kontrolle am dritten Gärtag besonders groß war(Abbildung 26). Die Trockenmasseverluste waren sehr gering, wie die Abbildung 27zeigt.

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Ausgangsbesatz Kontrollsilage BIO-SIL®-Silage

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Abb. 26 pH-Verlauf von siliertem, erntefrischem Weizenschrot mit einem Ausgangs-TM-Gehalt von 69,6 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer

Abb. 27 Trockenmasseverluste von siliertem, erntefrischem Weizenschrot mit einem Ausgangs-TM-Gehalt von 69,6 % nach 3, 10 und 49 Tagen Silierdauer)

Beim Keimbesatz war wiederum festzustellen, dass durch die Silierung die Enterobakte-rien verschwanden (Abbildung 28).

Beim Roggen liegen von erntefeuchtem und teilweise zusätzlich mit Wasser rückange-feuchteten Silagen mehr Ergebnisse vor. In Abbildung 29 ist die Abhängigkeit des pH-Wertes vom TM-Gehalt des Ausgangsmaterials in mit BIO-SIL® behandelten Roggen-silagen dargestellt. Mit steigendem TM-Gehalt des Siliergutes steigt der pH-Wert an.Wenngleich in großen (200-1500 t), gut verfestigten und sorgsam abgedeckten Praxis-silos sehr stabile Silagen mit TM-Gehalten über 75 % erzeugt werden, sind aus Sicher-heitsgründen TM-Gehalte kleiner als 75 % auch bei der Roggensilage zu empfehlen.Generell treffen bei Roggen die gleichen Aussagen zum pH-Wert-Verlauf, zu den TM-

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Verlusten und zur Mikrobiologie beim Einsatz einer leistungsstarken Impfkultur wie beiGerste, Triticale und Weizen zu.

Abb. 28 Ausgangskeimbesatz von erntefrischem Weizenschrot (69,9 % TM) sowie Keimbesatz bei Kontroll- und BIO-SIL®-behandelter Silage

Abb. 29 pH-Werte von BIO-SIL®-behandelten Roggensilagen in Abhängigkeit von der Trockenmasse im Ausgangsmaterial

Wird ein TM-Gehalt von weniger als 75 % im Siliergut angestrebt, so ergibt sich die inAbbildung 30 angegebene Dosierung von BIO-SIL® und Wasser mit den dazugehöri-gen Siliermittelkosten. Bei 73 % TM bzw. bei 27 % Feuchte werden 1 g in Wasser ge-

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Ausgangsbesatz Kontrollsilage BIO-SIL -Silage

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Trockensubstanz im Ausgangsmaterial (%)

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löste Bakterien zugegeben. Es entstehen Konservierungskosten von ca. 0,60 Euro jeTonne oder 6 Cent/dt. Man könnte einwenden, dass das Getreide zerkleinert werdenmuss, aber wenn das Getreide verfüttert werden soll oder einer Verwertung in der Bio-gasanlage zugeführt werden soll, muss es zuvor auch zerkleinert werden. Die Zerklei-nerungskosten, die am Feldrand entstehen, sind mit Sicherheit geringer als die, diedann später bei der Auslagerung anfallen. Wird Wasser zugesetzt, um auf TM-Gehal-te von 75 % rückanzufeuchten, werden Kosten in Höhe von 5 Cent/100 Liter Wasserkalkuliert. Interessant am vorgestellten Verfahren ist, dass Getreide nicht in Hallen gela-gert werden muss, sondern auch Fahrsilos oder andere befestigte Flächen genutzt wer-den können (Abbildung 31).

Abb. 30 Dosierung von BIO-SIL® und Wasser zu zerkleinertem Getreide zur Silierung

Abb. 31 Lagerung von Feuchtgetreide-Silage auf einer befestigten Fläche

0,6430122780,657011882

0,6310125750,60-12773

€/tl/tg/t%%

KostenWasserBIO-SIL®Feuchte im

Getreide

TM im

Getreide

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Neben den sehr geringen Konservierungskosten besteht ein weiterer Vorteil des Verfah-rens vor allem in der Ernteverfrühung und in der wesentlich besseren Auslastung derErnte- und Ackertechnik.

Aktuelle Ergebnisse zu Fragen der aeroben Stabilität

In den letzten zwei Jahren haben wir uns intensiv mit der Frage der aeroben Stabilitätauseinander gesetzt. Das Ziel unserer Forschung war und ist die Erhöhung der aerobenStabilität in Kombination mit den Vorzügen der Behandlung mit leistungsfähigen ho-mofermentativen Milchsäurebakterien. Das erste Ergebnis ist unser neues Produkt»BIO-SIL®-Stabil«. Es ist die Kombination von BIO-SIL® (aktive homofermentativeMilchsäurebakterien) und Sila-fresh (Kaliumsorbat). Beide Produkte müssen zur Entfal-tung ihrer optimalen Wirksamkeit separat flüssig appliziert werden. Da die Milchsäure-bakterien in 30%iger Lösung nach 1,5 Stunden absterben (PIEPER et al., 2003), müss-ten sie ansonsten ummantelt (»gecoatet«) werden. Dies würde aber bedeuten, dass siein der äußerst wichtigen ersten Gärphase nicht wirksam würden und der Vorzug desschnellen energiesparenden pH-Wert-Abfalls durch die homofermentativen Bakteriennicht nutzbar wäre. Für »BIO-SIL®-Stabil CCM« ist das DLG-Gütezeichen 2 beantragt(dieses wurde 2006 erteilt).Bei heterofermentativen Gärprozessen, die entweder durch heterofermentative Impfkul-turen oder durch spontane Gärung in unbehandelten Silagen hervorgerufen werden,fällt der pH-Wert nur langsam ab (Abbildung 32).

Abb. 32 pH-Verlauf in Silagen bei homo- und heterofermentativer Milchsäuregärung

Durch Beimpfung mit aktiven, leistungsfähigen homofermentativen Bakterienkulturensinkt der pH-Wert sehr schnell. Die unterschiedlichen Bakterienkulturen bewirken ganzunterschiedliche Gärsäuremuster (Abbildung 33).

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0 3 6 9 12 15 18 21TageTage

pHpH--WertWert heterofermentativ (durch spezielle Kulturen oder unbehandelte Silagen)

homofermentativ (durch spezielle Kulturen)

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Abb. 33

Gehalt von Essigsäure undPropionsäure in Silagen bei homo- undheterofermenta-tiver Milchsäu-regärung

Bei der heterofermentativen Gärung sind die Milchsäuregehalte geringer und insbeson-dere die Essigsäuregehalte stark erhöht. Erhöhte Mengen an Essigsäure können in derersten Gärphase auch durch Enterobakterien, die Toxine und biogene Amine bildenkönnen, produziert werden. Die rasante Vermehrung der Enterobakterien ist nur im hö-heren pH-Bereich möglich und wird durch Nitrit gefördert.Bei der homofermentativen Gärung treten im Vergleich zur heterofermentativen Gärungwesentlich geringere Nährstoffverluste auf (Abbildung 34).

Abb. 34

Nährstoff-verluste von Silagen nach homo- undheterofermenta-tiver Milchsäu-regärung

4,0

3,0

2,0

1,0

0homofermentativhomofermentativ heterofermentativheterofermentativ

EssigsäureEssigsäure + + PropionsäurePropionsäure

(% i. d.(% i. d. TM)TM)

8,0

6,0

4,0

2,0

0homofermentativhomofermentativ heterofermentativheterofermentativ

Näh

rsto

ffve

rlus

teN

ährs

toff

verl

uste

(%)

(%)

182

Durch die homofermentativen Milchsäurebakterien wird eine Erhöhung der Energiekon-zentration von 0,2 MJ NEL/kg TM erreicht (Abbildung 35). Das ist nicht nur für dieMilchproduktion wichtig, sondern führt in Zusammenhang mit den geringeren Nähr-stoffverlusten zu ca. 5 % höheren Biogasausbeuten.

Abb. 35

Veränderungder Energiekon-zentration vonMaissilagen beihomo- undheterofermenta-tiver Milchsäure-gärung

Heterofermentative Gärprozesse sollen die aerobe Stabilität von Silagen verbessern. InAnlehnung an Erkenntnisse aus der Lebensmittelkonservierung wird vor allem der Essig-säure eine stabilisierende Wirkung zugeschrieben. Während bei Grassilagen Zusam-menhänge zwischen aerober Stabilität und Essigsäuregehalt erkennbar sind, konnteWYSS (2002) bei Maissilagen keinen Zusammenhang zwischen aerober Stabilität undEssigsäuregehalt feststellen. In eigenen Untersuchungen zur Zulage von Essigsäure bzw.Natriumacetat zur Maissilierung bzw. zu fertiger Maissilage konnte ebenfalls keinesignifikante Beziehung zur aeroben Stabilität beobachtet werden.Bei guter fachlicher Praxis, d. h. hoher Verdichtung bei zügiger Befüllung und soforti-gem Zudecken des Silos, steigt mit der Lagerdauer generell die aerobe Stabilität von Si-lagen an. Bereits nach 90 Tagen Lagerdauer im gut verschlossenen Silo bestehen zwi-schen hetero- und homofermentativen Vergärungen in der aeroben Stabilität nur nochsehr geringe Differenzen (Abbildung 36).

6,9

6,7

6,5

6,3

6,1

MJ MJ NEL/kg TMNEL/kg TM

homofermentativhomofermentativ heterofermentativheterofermentativ

183

Abb. 36 Aerobe Stabilität von Silagen nach der Auslagerung bei heterofermentativer ( � ) und homofermentativer ( � ) Milchsäuregärung in Abhängigkeit von der Lagerdauer bei guter fachlicher Praxis im Vergleich zu chemischen Konservierungsmitteln ( � )

Hemmung der Entwicklung von Clostridien in Silagen

Von Praktikern wird immer wieder angefragt, wie die Entwicklung von Clostridien in Si-lagen unterbunden werden kann. Diesbezügliche Möglichkeiten sind in Abbildung 37zusammengefasst. Die Hemmung der Entwicklung der Clostridien in Silage ist nur nachKeimung der Sporen möglich.Bei der Bewertung von Siliermitteln ist deshalb zwischen der Verringerung der Anzahlder Clostridiensporen und der Erzeugung buttersäurefreier Silagen zu differenzieren.Es bestehen grundsätzliche Unterschiede in der ersten Gärphase in der Weise, dass dieVerringerung der Clostridiensporen einen langsamen pH-Wert-Abfall voraussetzt. Da-mit werden aber zwangsläufig wichtige Kennzahlen des Futterwertes der Silage ver-mindert. Die sicherste, preiswerteste, ökologisch- und arbeitsschutztechnisch-unbedenklichsteMethode zur Verhinderung der Buttersäuregärung durch Clostridien ist die schnelle undtiefe pH-Wert-Absenkung mit leistungsfähigen Milchsäurebakterien (MSB). Bei Mangelan zu Milchsäure fermentierbaren Kohlenhydraten werden die MSB mit Zucker z. B. inForm von Melasse kombiniert. Es ist wissenschaftlich eindeutig und in der Praxis an ei-ner Vielzahl von Getreideganzpflanzen-, Mais-, Weidelgras- und Extensivsilagen be-stätigt, dass die Verhinderung der Buttersäuregärung durch schnellen und tiefen pH-Wert-Abfall unabhängig vom Nitratgehalt des Futters ist, d. h., dass keine Mindestge-halte an Nitrat erforderlich sind.

0123456

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Lagerdauer (d)

Aer

ob

e S

tab

ilit

ät (

d)

184

Abb. 37 Möglichkeiten zur Clostridienhemmung in Silagen

Bei der Anwendung von Nitrit als Silierzusatz sind hohe Sicherheitsstandards und CrossCompliance Auflagen zu beachten, da es zur Giftklasse 2 gehört und einen Grundwas-serschadstoff darstellt. Das Aerosol, das beim Einsprühen von Nitrit am Häcksler oderLadewagen entsteht und abdriften kann, birgt beim Einatmen gesundheitliche Risiken.In Lohnarbeitsbetrieben sollten die zum Umgang mit Nitrit erforderlichen Belehrungensorgfältig dokumentiert werden. Der Einsatz von Nitrit in trockenen Silagen ist unbe-dingt zu vermeiden, da es in diesen sehr langsam abgebaut wird. In einigen kritischen Diskussionen um Nitrit als Silierzusatz wird versucht, das Giftpro-blem zu verharmlosen indem der Vergleich zum umstrittenen Pökelsalz, das ca.0,8 % NaNO2 enthält, herangezogen wird. Dieser Vergleich ist jedoch unzulässig, daes sich hier um einen völlig anderen biochemischen Prozess handelt: Das Nitrit wird imFleisch sofort an das Myoglobin gebunden. Dadurch bleibt die charakteristische frischeFleischfarbe erhalten. Darüber hinaus entspricht die beim Pökeln eingesetzte Nitrit-menge nur 1/100 der beim Silieren empfohlenen Aufwandmenge.

Neue Produkte der Dr. Pieper Technologie- und Produktentwicklung GmbH

Zum Abschluss sei auf die Weiterentwicklungen in unserer Produktpalette hingewiesen.Die neue, frostfreie und hygienische, elektronisch gesteuerte Kipptränke wurde in vielenDetails noch verbessert (Abbildung 38). Dadurch ist die schon hohe Nachfrage weitergestiegen.

1.1. Schnelle und tiefe Schnelle und tiefe pHpH--WertabsenkungWertabsenkung

- durch Zusatz von hochleistungsfähigen MSB und nach Bedarf Kombination mit Zuckerzusatz (Melasse)

- durch Zusatz hoher Säuremengen, z. B. Ameisensäure

2.2. Zusatz von NitritZusatz von Nitrit

- wirksam bei tiefem pH-Wert, d.h. Zuckergehalt und Pufferkapazität müssen beachtet werden

- neu: Cross Complience-Auflagen beachten !

3.3. Zusatz von Zusatz von NisinNisin

- wirksam bei hohem pH-Wert

185

Abb. 38 Neue Kipptränke (0,6 und 1,5 m breit) mit Acrylwanne u. Edelstahlumman-telung; starke Verwirbelung mit Reinigungseffekt durch hohen Wasserzufluss

Auf Wunsch vieler Betriebe haben wir eine zweite, größere Kälberdatsche entwickelt.Statt wie bisher für 6 Kälber, ist diese für 8-10 Kälber ausgelegt (Abbildung 39).

Abb. 39 Kälberdatsche für 8-10 Kälber

186

Die dritte Weiterentwicklung betrifft unser schmackhaftes saures Salz »Transi-fit« aufder Basis von mikronisiertem Calciumsulfat. Es wurde insbesondere im Vitamingehaltden neuesten Forschungsergebnissen angepasst. Die überzeugende Wirkung von»Transi-fit« ist auch daran zu messen, dass es in mehr als 1000 Hochleistungsherdeneingesetzt wird.

Als Hinweis darauf, dass Kühe für die Gesundheit und Fruchtbarkeit sowie zur Erzie-lung hoher Leistungen Topsilagen benötigen, hat eine meiner Töchter das folgende Bildgemalt (Abbildung 40):

Abb. 40 Aquarell Juliane Pieper

»Ich freu mich auf den Winter. Dann gibt es wieder BIO-SIL®-Silage« – in diesem Sin-ne, vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

187

Literatur

DLG-Futterwerttabellen – Schweine (1991): 6.Auflage, DLG-Verlag, Frankfurt/Main. PIEPER, B., U. KORN, S. POPPE, R. PIEPER, A. SCHMIDT, M. GABEL UND K. FRIEDEL, (2003): Eingroßes Ziel erreicht: Homofermentative Gärung + Stabilität. In: Pieper/Poppe/Schröder, Tagungs-bericht 7. Symposium, Neuruppin: Fütterung und Management von Kühen mit hohen Leistun-gen,129-161.PIEPER, R., W. HACKL, B. PIEPER und U. KORN (2006 a): Einfluss der Silierung von Feuchtkorn-Maisschrot mit Milchsäurebakterien (Lactobacillus plantarum) auf ausgewählte Fermentationspara-meter und den Futterwert beim Schwein. Im Druck.PIEPER, R., B. PIEPER, W. HACKL und U. KORN (2006 b): Ensiling reconstituted wheat, barley andtriticale grains using two different moisture contents and addition of lactic acid bacteria (Lactoba-cillus plantarum). 1. Fermentation characteristics after a fifty day storage period. Eingereicht.PIEPER, R., B. PIEPER und W. HACKL (2006 c): Ensiling reconstituted wheat, barley and triticalegrains using two different moisture contents and addition of lactic acid bacteria (Lactobacillusplantarum). 2. Nutrient digestibility of grains in »Goettingen Minipigs«. Eingereicht.WYSS, U. (2002): Einfluss verschiedener Maissorten auf aerobe Stabilität. AGRAR Forschung 9(09) 380-385.

Diskussion

Jörg Rohde, Landberatung Südniedersachsen:Was hat diese angefeuchtete Ährenschrotsilage für eine Energiedichte?

Antwort:Es ist keine Ährenschrotsilage, sondern Silage von rückangefeuchteten Getreidekör-nern. Die umsetzbare Energie beim Schwein liegt im Bereich von 15 MJ ME. Durch dieSilierung tritt keine Futterwertminderung ein.

Klaus Hünting, Haus Riswick:Herr Dr. Pieper, Sie haben bei Ihren Versuchen die gute Wirksamkeit bezüglich der pH-Wertabsenkung angesprochen. Wie sieht es aus mit der Lagerstabilität? Haben Sie dieeinfach für dieses Jahr erst mal noch außer Betracht gelassen oder vertrauen Sie da aufdie Ergebnisse, die Herr Dr. Pries vorgestellt hat?

Antwort:Herr Hünting, erst mal vertraue ich auf die Ergebnisse aus Ihrem Hause. Wir haben zu-nächst die Frage gestellt, wie ist der Gärverlauf und wie ist der Futterwert. Wenn wir dains Leere laufen würden, bräuchten wir den nächsten Schritt nicht zu machen und dieaerobe Stabilität messen. Der Schritt kommt jetzt. Allerdings muss ich auch sagen, dassbeim Öffnen der Laborsilagen schon eine hohe aerobe Stabilität zu erkennen war.

188

Klaus Hünting:Dann habe ich noch eine zweite Frage bezüglich der Lagerungskosten. Sie hatten nurdie Kosten für Siliermittel und Wasserzugabe aufgeführt. Eigentlich müsste man ja nocheinen gewissen Aufwand für Folie berücksichtigen oder rechnen Sie das dann gegenmit eventuellen Lagerplatzeinsparungen unter Dach?

Antwort:Die Lagerkosten unter Dach sind bereits ohne eine notwendige Belüftung wesentlich hö-her.

Schlusswort zum Symposium, Dr. Bernd Pieper

Ich möchte mich recht herzlich bedanken bei Frau Dr. Ott, die unsere Tagung souverängeleitet hat, bei den Referenten für ihre wissenschaftlichen und sehr praxisrelevantenBeiträge, ganz besonders bei den beiden Praktikern für ihre lebendigen Vorträge, beiden Mitarbeitern meines Unternehmens für die sorgfältige Planung und Durchführungder Tagung sowie bei den Mitarbeitern von Spezialfutter Neuruppin für die vielfältigeUnterstützung. Mein außerordentlicher Dank gebührt Ihnen verehrte Gäste für Ihre Auf-merksamkeit und Disziplin mit der Sie das Symposium verfolgt haben. Damit haben Sieaber auch den Referenten für die Qualität ihrer Vorträge Ihre Anerkennung gezollt.Ich wünsche uns allen Gesundheit, einen hohen Milchpreis und Erfolg. Ein ehemaligerProfessor definierte »Erfolg ist 25 % Können, 25 % Engagement, 25 % Vision und 25 %Schwein gehabt«. Und das brauchen wir auch. Alles Gute!

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