Konservierung von Futtermitteln - Willkommen - EkoConnect · Essigsäure und pH •Lagerstabilität...

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Konservierung von Futtermitteln

Beurteilung von Ernte- und Konservierungsverfahren

Optimierung der Silagebereitung unter den Bedingungen des

ökologischen Landbaus

Dr. Wolfram Richardt, 13.09.2017

07.10.2017 [email protected] 1


Anforderung an die Ration

• Mind. 60% der Ration aus Grobfutter (2.800 - 3.200 g Rohfaser aus

Grobfutter je Tier und Tag)

• max. 280 g Stärke + Zucker/kg TS (oder 5.500 g/Tier und Tag)

• Trockensubstanzgehalt der Mischration nicht über 50%

• Rohproteingehalt (140 bis 160 g/kg TS)

• <4% Rohfett/kg TS oder 120 g/100 kg Lebendmasse

• hygienisch einwandfreie Futtermittel (niedriger Gehalt an Hefen

und Schimmelpilze, Mykotoxine sowie Konserviererfolg 1 oder 2)

• Häckselqualität 1 oder 2, keine nicht angeschlagenen Körner in

Maissilagen

• Aerobe Stabilität der Silagen >5 Tage und damit stabile TMR



Ziele der Konservierung (Silierung)

• Haltbarmachung feuchter Futtermittel (über Tage, Wochen,

Monate)

• Luftabschluss (anaerobe Bedingung)

• bei Luftzufuhr (aeroben Bedingungen)

• geringe Nährstoffverluste

• keine Anreicherung von Schadkeimen (Hefen, Schimmelpilze,

Bakterien)

• keine Anreicherung von schädlichen Stoffwechselprodukten

(biogene Amine, Lager-Mykotoxine, Endotoxine)



Energieverluste während der Konservierung (modifiziert nach Zimmer, 1968)

• Feldverluste 1 – 5 %

• Restatmung 1 – 2 %

• Vergärung 4 – 10 %

• Sickersaft 0 – 7 %

• Nacherwärmung 0 – 10 %

• Aeroben Verderb 0 – 10 %

Unvermeidbare Verluste 10 – 15 %

Vermeidbare Verluste 6 – 40 %



Konserviererfolg


Konserviererfolg/Gärnote

• Gärschlüssel (Gärnote 1-5)

• Bestimmung der Buttersäure,

Essigsäure und pH

• Lagerstabilität unter Luftabschluss

• Beurteilung des Gärprozesses

(Verluste)

• Anreicherung schädlicher

Stoffwechselprodukte

aerobe Stabilität (ASTA)

• Fähigkeit unter Lufteinfluss nicht

warm zu werden

• Verluste an organischer Substanz

• Anreicherung von Schadkeimen

• gefährdet sind:

• energiereiche Silagen

• hoher Gehalt an Hefen, Bakterien

• schlechte Verdichtung

• zu spätes Schließen des Silos


Futteraufnahme und Futtermittelhygiene(Wichert et al. 1998)


Futtetisch-

besuche

Grundfutter-

aufnahme

104 - 10

5 KbE Bakterien

gute Qualität 103 - 10

5 KbE Hefen 48,5

102-10

3,8 KbE Schimmelpilze

106 - 10

8 KbE Bakterien

schlechte Qualität 105 - 10

7 KbE Hefen 75 -13%

104-10

6,8 KbE Schimmelpilze

Maissilage 50%, Grassilage 40%, Heu 10%



Schwärzepil

zeHefen

Penicillium

AspergillusMucor


Aerobe Stabilität oder mindestens eine warme

Mahlzeit pro Tag?


Quelle: Steinhöfel, 2010

Quelle: Controlling am Silo, BLfL, 2009


www.lks-mbh.com [email protected] 10


Jahr KE 4+5 BS [>5g/kg TS] SchimmelTrocken-

substanz

2006 4,1 2,2 3,9 36

2010 4,3 2,6 1,6 32

2011 1,7 0,3 4,5 38

2012 3,1 1,2 4,7 36

2013 9,0 5,1 6,1 31

2014 3,7 1,1 6,0 33

2015 2,2 0,5 5,3 33

2016 4,1 0,6 5,7 36

Anteil [%] Proben nach Konserviererfolg, Buttersäure

(BS) und Schimmelbefall (Grassilage, 1. Aufwuchs)




Grassilage 1. Schnitt


Maßnahmen zur Verhinderung aerober Instabilitäten

• geringe Verschmutzung (niedriger Rohaschegehalt)

• kein altes Pflanzenmaterial

• schnelles und hohes Verdichten des Siliergutes

• schnelles Verschließen des Silos

• angepasste Entnahme aus dem Silo (ggf. Ballen-, Schlauchsilage)

• Verwendung von Siliermitteln der Klasse 2 (DLG)

• Gras- und Maissilagen mit einer aeroben Stabilität >5 Tage sind als

sehr gut einzuschätzen



Anforderungen an eine Grassilage

• Siliermittel biologische Siliermittel

• pH-Wert 4,2 – 4,8 (abhängig vom TS-Gehalt)

• Essigsäure 1,5 – 2,5% (i. d. TS)

• Buttersäure < 0,3%

• Milchsäure 2,5 – 8%

• Äthanol < 1,5%

• pu Rohprotein < 25%

• NH3-N < 8%

• Hefen < 105 KbE

• Aerobe Stabilität > 5 Tage

• Biogene Amine < 5 g/kg TS



Anforderungen an eine Maissilage

• Siliermittel zur Verbesserung der aeroben Stabilität

• pH-Wert < 4,0

• Essigsäure 1,5 – 2,5% (i. d. TS)

• Buttersäure < 0,3%

• Milchsäure 2,5 - 8% (i. d. TS)

• Äthanol < 1,5%

• NH3-N < 6%

• Hefen < 105 KbE

• Aerobe Stabilität >5 Tage

• Häckselqualität 1 – 2 (keine Spindelscheiben, Stängelteile >20 mm)

• Nicht-Anges.-Körner 0% (bei Ende Teigreife alle Körner halbiert)



Anforderungen an eine Grassilage - Festfahren

• Walzschicht < 40 cm (3 min / t, mind. 5 Überfahrten)

• Walzgeschwindigkeit 4 – 6 km/h

• Reifendruck 2- 3,5 bar (schmale Reifen, keine Zwillingsreifen)

• Dichte 160 – 230 kg TS/m3

• Walzgewicht 25% der Bergeleistung (12,5 t bei 50t OS/h)

• Bergeleistung je Walzfahrzeug 20 - 25 t TM /h

• Abdeckung Unterziehfolie (40 µm), Silofolie (>150 µm)

• Abdeckung mit Häckselstroh oder anderem organischen Material

(???)

Festfahrer bestimmen die Geschwindigkeit !



Ballensilage

• Nutzung kleinerer Flächen (spezielle Futterarten, Restflächen,…)

• Verfütterung kleinerer Partien

• Geringere Gefahr des mikrobiellen Verderbes

• Nutzung von „Schönwetter“-Perioden

• Bei grobstängligen Leguminosen bzw. bei Getreide-Ganzpflanze

muss Anzahl Lagen erhöht werden (i.d.R. von 6 auf 8)

• Einsatz von zugelassenen Milchsäurebakterien bei schwer

silierbarem Pflanzenmaterial

• Geringere Trockenmasseverluste als bei Horizontalsilo

• Anfällig gegen mechanische Verletzung

• Geringere Schlagkraft (Einlagerung, Entnahme)



Degression der Kosten in Abhängigkeit von der

Erntemenge (SLfL, 2006, S. 104)



Degression der Futterkosten (ct/10 MJ NEL) in

Abhängigkeit vom Energieertrag/ha (SLfL, 2006, S. 115)



Siliermittel – Warum ?

• zusätzliche Sicherheit des Gärverlaufes

• gezielte Beeinflussung des Gärverlaufes – mehr Milchsäure

• Verringerung der Energie- und Nährstoffverluste

• Verbesserung der Futtermittelhygiene

• Bei Trockenen und energiereichen Silagen Klasse 2

• Bei nassen Silagen Klasse 1a (1b)

• Ansonsten Milchsäurebakterien-Präparate der Klasse 1 b und 1 c

(muss zugelassen sein)



Ernte(zeitpunkt) bei Klee-Gras und Luzernesilagen

• Schnitthöhe: 5 – 8 cm

• Verletzung der Narbe

• mehr Assimilationsfläche und schnelleres Wachstum des

Folgeschnittes

• Feldliegezeit: 12 h (max. 36 h)

• Verringerung der Veratmungsverluste (Energieverluste)

• keine Anreicherung von Schadkeimen (Hefen und

Schimmelpilze)

• geringere Proteolyse (mehr UDP)

• Bei ca. 25% Rohfaser (>23 % und <30%)

• Max. auf 40% anwelken



Zunahme der Rohfaser (in Gras) im Silierprozess

• etwa 20 - 30 g niedriger als der gewünschten Gehalt in der Silage

• Einschätzung durch (analytische) Schnittzeitpunktbestimmung

(etwa 2-3 Wochen vor dem erwarteten Termin)

g Rohfaser/kg TS

• Erntedauer 4 (2 - 7)

• Feldliegezeit 12 (2 - 52)

• Silierung 22 (7 - 94)

• Entnahme 2 (1 – 13)

• gesamt 40

(nach O. Steinhöfel, 1998)



Häcksellänge – Gras- und Gras-Leguminosen


Trockensubstanz [%] Theoretische Häcksellänge [mm]

<25 50

25 - 30 40

30 - 35 35

35 – 40 30

40 - 45 25

>45 20


Zuckergehalt – Warum und Wie ?

• Sicherung des ordnungsgemäßen Gärverlaufes (Zucker Milchsäure)

• Zucker positiv mit Energiegehalt korreliert

• Ziel ca. 50 g/kg TS in der Silage

• Einfluss:

• Pflanzenbestand (Weidelgräser)

• Vegetationsstadium (ca. 25% Rohfaser)

• Wetter (Sonnenscheindauer)

• Feldliegezeit (12-24 h)

• Anwelkgrad (30-40%)

• Silierdauer/Siliermittel



Anteil [%] Proben nach Gehalt an Zucker [g/kg TS]

(Grassilage, 1. Aufwuchs)


Erntejahr Mittelwert <25 25 - 50 51 - 75 76 - 100 >100

2007 69 21 21 20 14 24

2011 86 16 18 16 13 37

2012 47 33 24 17 12 14

2013 36 50 21 14 9 6

2014 58 30 23 17 12 17

2015 44 40 25 17 9 9

2016 67 26 17 17 14 25


Anteil [%] Proben nach Gehalt an Stärke [g/kg TS]

(Maissilage)


Erntejahr Mittelwert < 250 250 - 300 301 - 350 351 - 400 > 400

2006 301 17 26 37 17 3

2009 339 6 16 34 33 11

2010 304 17 25 35 18 6

2011 311 11 29 38 19 4

2012 317 9 25 41 22 3

2013 309 13 24 39 20 3

2014 339 5 14 37 35 9

2015 319 9 23 41 24 3

2016 319 8 24 44 22 3


Jahr TS [%]

MW < 130 130-180 > 180

2006 162 20 66 14 36

2007 159 10 71 18 38

2011 155 14 72 14 38

2012 154 15 74 11 36

2013 148 23 67 10 31

2014 147 22 70 8 33

2015 145 25 69 6 33

2016 151 19 71 11 36

Rohprotein [g/kg TS]

Rohproteingehalte in Grassilagen 1. Aufwuchs[g/kg TS]



2014 2015 2016

Trockensubstanz % 37 35 37

NELMJ/kg

TM6,0 5,8 5,7

Rohprotein g/kg TM 146 146 140

Rohfaser g/kg TM 254 259 266

NDFOM g/kg TM 477 483 498

ADFOM g/kg TM 278 284 293

Zucker g/kg TM 62 37 38

Rohproteingehalte in Grassilagen 2. Aufwuchs [g/kg TS]



Ursachen für niedrige Rohproteingehalte in

Grassilagen

• niedrige N-Versorgung (Düngung)

• Ungünstige Bodenverhältnisse (z. B. pH-Wert, Grunddüngung)

• Wassermangel

• Zu niedriger Humusanteil (!)

• Zu hoher Anteil an „modernen“ Weidelgräsern

• Zu geringer Anteil an Leguminosen



Kennzahlen Proteinqualität – Ammoniak [NH3-N in % des Gesamt-N]

• flüchtige Stickstoffverbindung und wird zu den NPN-

Verbindungen (Nicht-Protein-Stickstoff) gezählt

• entsteht durch Abbau von Eiweißverbindungen während des

Silierprozesses und ist ein Endprodukt des Aminosäureabbaus

• entsteht auch bei Anwesenheit von Nitrat

• Korrelation (0,67) zu Biogenen Aminen (Richardt et al. 2011)

• Indikator für die Qualität des Silierprozesses

• <8% sehr gut

• 8-10% gut

• 10-15% Hinweis auf Aminosäureabbau

• >15% Hinweis auf deutlichen Aminosäureabbau



Anteil [%] Proben nach Ammoniak-Gehalt [NH3-N in % des Gesamt-N] - Grassilage 1. Aufwuchs


Jahr <5 5 - 10 11 - 15 >15

2003 18 73 7 2

2004 12 66 16 6

2011 38 61 1 0

2012 24 68 7 2

2013 11 69 16 4

2014 12 79 9 <1

2015 16 63 18 3

2016 14 75 10 1


Vermeidung von hohen NH3 Gehalten und

buttersäurehaltiger Silagen (<0,3% i. d. TS)

• Vermeidung eines hohen Sporenbesatzes im Ausgangsmaterial

• Vermeidung der Verschmutzung

• Anwelken (max. 40% TS)

• schnelle pH-Wert Absenkung (durch zuckerreiche Gräser,

Siliermittel, schneller Luftabschluss, …)

• bei nassen Silagen (Risiko!) Einsatz eines Siliermittels der Klasse 1a

oder 5 (Dosierung einhalten!!)

• Wenn während der Silierung Wasser aus dem Silostock läuft

aufhören!



Rohasche in Grassilagen - Futtermittelhygiene

• < 100 g/kg TM sehr gut

• <120 g/kg TM gut

• 120 – 150 g/kg TM deutliche Verschmutzung

• 151 – 200 g/kg TM stark Verschmutzung

• >200 g/kg TM fütterungsuntauglich

• Anreicherung von Schadkeimen (Clostridien, ...)

• Anreicherung von Antagonisten (z. B. Eisen)

• Anreicherung von Schadstoffen (z. B. Schwermetalle)



Anforderungen an eine Grassilage - Rohasche

• Rohasche <100 g/kg TS

• Schnitthöhe 5 - 8 cm

• Grundsätze der Grünlandpflege

• Abschleppen im Frühjahr

• Regelmäßige Nachsaat (geschlossene Grasnarbe !!), Neuansaat

• Düngung (Grunddüngung, N-Düngung)

• Nachmahd, Schröpfschnitt

• Maulwürfe, Wühlmäuse,…

• Wildschweine

• Einstellung Wender/Schwader

• kein Überfahren des Silos (bei Regen)



Ungenügende Häckselqualität



Folgen einer schlechten Häckselqualität

• selektives Fressen

• geringere Aufnahme an Strukturwirksamer Faser

• Erhöhter Anteil an Restfutter

• partielle Azidose trotz ausreichender Strukturwirksamkeit der

Ration

• Fehler bei der Probenahme und Analytik



Anteil [%] an Proben nach Häckselqualität bei

Maissilage


Jahr HQ1 HQ2 HQ3 HQ4 / HQ5

2007 12 65 21 2

2009 5 62 30 3

2010 8 64 25 3

2011 6 63 29 2

2012 3 54 36 7

2013 2 35 57 6

2014 3 63 27 7

2015 13 71 14 2

2016 7 81 12 0


Ursachen einer schlechten Häckselqualität

• Unscharfe Messer und/oder abgenutzte Gegenschneide

• Falsche Messer (für Gras statt Mais)!

• Kein optimaler Druck auf den Schneiden.

• In der Regel wird dies durch zu hohe Fahrgeschwindigkeiten

und/oder zu hoher Einzugsgeschwindigkeiten verursacht.

• Seltener kann auch ein zu geringer Druck auf die Schneide durch

zu wenig Pflanzenmasse die Ursache sein.

• Einstellung der Walzen (Cracker)

• Aus langjährigen Erfahrung ergibt sich Zusammenhang, dass je

länger die Häcksellänge ist, dass Risiko einer schlechten

Häckselqualität steigt.



Shredlage

• Als eine Form der Maissilageproduktion möglich

• Nicht einfach „länger“ Häckseln !

• Gebunden an spezielle Aggregate (Häckseltrommel und Cracker),

nur durch Firma Claas verkauft

• Häcksellänge (22-30 mm), Zerfaserung der vegetativen

Pflanzenteile, besserer Aufschluss der Maiskörner

• Leicht schlechtere Verdichtungseigenschaft im Silo

• Leicht erhöhter Transportaufwand

• Verbesserung der Stärkeverdaulichkeit

• Keine Verbesserung der Strukturwirkung



Folgen von Nicht-Angeschlagenen-Körnern



Folgen von Nicht-Angeschlagenen-Körnern

• Verschlechterung der Stärkeverdauung (Abfall Milcheiweiß um 0,1-

0,2 %)

• Verschlechterung der Energieversorgung (Abfall Milchmenge 1-2

kg/Tier und Tag)

• Mangel an Energie im Pansen (Abfall Milchfettgehalt 0,2 – 04%)

• Vermehrtes Auftreten von Maisstärke und Maiskörnern im Kot

• Vermehrung unerwünschter Keime im Dickdarm (coliforme Keime,

Clostidien)

• Zusammenhang zu Euterentzündungen (Mastitis, Gehalt an

somatischen Zellen)



Anteil [%] an Proben mit Nicht (ausreichend)

Angeschlagenen Körner (Maissilage)


Jahr NAK 0% NAK 5% NAK >5%

2007 79 19 2

2009 81 17 2

2010 84 15 1

2011 74 21 5

2012 75 22 3

2013 84 14 2

2014 76 18 6

2015 97 3 0,1

2016 96 2,9 0,5


CSPS oder KPS

• Korn-Zerkleinerungs-Grad

• CSPS = corn silage processing score

• KPS = kernel processing score

• Definition:

• Ermittlung des Anteils der Stärkemenge an der

Gesamtstärkemenge, welche ein 4,75 mm Sieb passiert.

• Annahme: die Körner (Stärke) die durch ein 4,74 mm Sieb fällt,

wird vollständig verdaut



Zielwerte

• >70% Optimum

• 50-70 % Verbesserungswürdig

• >50% Unzureichend



Effect of corn silage kernel processing score on dairy cow starch digestibility (W. L.

Braman and J. E. Kurtz, 2015)



Einflüsse auf die Kornzerkleinerung

• Walzenabstand

• Drehzahldifferenz der Walzen

• Walzendruck

• Walzenoberfläche (?)

• Trockensubstanzgehalt des Korns



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit



Veränderung der Eiweißqualität während des

Silierprozess (Proteolyse und Desmolyse)

• umfangreiche Umbau- und Abbauprozesse des Reineiweißes

• Proteolyse : Abbau des Reinweißes durch pflanzeneigene und

bakterielle Proteasen

• Futterwert: Reduzierung des UDP und des nutzbaren

Rohproteins

• Abbau der Aminosäuren durch Clostridien:

• Decarboxylierung: Abspaltung einer Carboxylgruppe

(Aminosäure Amin + CO2)

• Desaminierung: Abspaltung einer NH2-Gruppe

(Aminosäure Buttersäure + NH3)



Einfluss der Silierung auf den UDP Gehalt (Richardt u. Steinhöfel, 2000, 2007)


0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0in %

Kleegras 27,6 4,2 37,8 24,1 6,3 32,7

Kleegrassilage 63,1 3,0 20,7 6,1 7,0 18,3

A B1 B2 B3 C UDP5

Parameter Einheit ohne Siliermittel mit Siliermittel Signifikanz

n = 25 n = 25

Fraktion A % des XP 52 (19,0) 50 (18,3) p<0,05

Reinptrotein % des XP 48 (19,0) 50 (18,3) p<0,05

Fraktion C % des XP 4,3 (1,9) 4,7 (1,9) n.s.

pepsinunl. XP % des XP 19,1 (3,8) 19,5 (4,7) n.s.

UDP5 % des XP 18,6 (7,7) 20,6 (8,0) p<0,05


Einfluss der Feldliegezeit (Edmunds et al. 2012)



Wie kann das UDP in Silagen erhöht werden ?

• kurze Anwelkzeiten (12 h)

• schnelle pH-Wert Absenkung

• Einsatz von MSB

• hohe Trockensubstanz-Gehalte (>60%)

• Heulage

• Heu

• Trockengrün



Alkohole

• entstehen sie aus dem Abbau von leichtlöslichen Kohlenhydraten

und Gärsäuren durch Hefen und Bakterien (Enterobakterien,

heterofermentative Milchsäurebakterien)

• sind aktuell nicht Bestandteil des Gärschlüssels, geben aber

wichtige Informationen über den Silierprozess

• ‘Alkohol’ ist ein Sammelbegriff für verschiedene Substanzen

• die Fermentationswege und auch die Wirkung im Tier

unterscheiden sich für die verschiedenen Alkohole

• differenzierte Bewertung ist zwingend notwendig



Alkohole

Ethanol

• durch Enterobakterien und Hefen

• höhere Ethanol Gehalte (>1,5 % TS) gelten als unerwünscht

• Ethanol kann gut verstoffwechselt werden (bis 500 g/T. u. T.)

• Reduktion der aeroben Stabilität (wenn Bildung durch Hefen)

• möglicher negativer Einfluss auf Futteraufnahme ( Ester)

1,2 Propandiol (Propyleneglycol)

• heterofermentative Fermentation durch L. buchneri

• Milchsäure Essigsäure und 1,2 Propandiol ( n-Propanol)

• normale Gehalte in Silagen: 0 – 6 % TS

• Anti-Ketose-Effekt ?



Maßnahmen zur Vermeidung erhöhter

Ethanolgehalte

• geringe Verschmutzung (niedriger Rohaschegehalt)

• kein altes Pflanzenmaterial

• schnelles und hohes Verdichten des Siliergutes

• schnelles Verschließen des Silos

• angepasste Entnahme aus dem Silo

• Verwendung von Siliermitteln der Klasse 2 (DLG)


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