DE19539029A1 - Verfahren zur Silierung von Futter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Silierung von Futter oder Gärfutter, das vornehmlich für die Tierfutterung bestimmt ist. Ins­ besondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem durch Zusatz eines Gemisches Kohlendioxid freigesetzt wird, das zu einer verbesserten Gärqualität des Futters führt.

Die Produktion von Silagen hat in der Tierernährung eine große wirt­ schaftliche Bedeutung. Bekannt sind eine Reihe von Zusatzstoffen zur Verbesserung des Gärvorgangs und zur Verbesserung der Silagequalität. So beschreibt die derzeit gültige Liste der von der Deutschen Landwirt­ schaftlichen Gesellschaft (DLG) geprüften Siliermittel den Einsatz von Salzen der Ameisensäure und der Propionsäure, Nitritverbindungen, Sorbinsäure, Formaldehyd-generierenden Verbindungen und von zucker­ haltigen Stoffen, wie z. B. Melasse. Daneben ist auch der Zusatz von Milchsäurebakterienkulturen oder Enzymen zusammen mit festem Kohlen­ dioxid in Form von sogenanntem Trockeneis in DE 43 05 638 C1 zur Verbesserung der Silagequalität beschrieben.

Allgemein gilt für das Gelingen einer sehr guten Silage, daß möglichst schnell eine genügende Menge Milchsäure produziert wird und diese während des gesamten Lagerzeitraumes in der Silage erhalten bleibt. Eine Voraussetzung für eine ausreichende Milchsäureproduktion ist das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an vergärbaren Kohlenhydra­ ten, anaerober Bedingungen im Futterstock und möglichst niedriger Temperaturen. Zwischen diesen Parametern bestehen enge Wechselwir­ kungen. Bei Vorhandensein von Luftsauerstoff können vergärbare Kohlen­ hydrate durch noch nicht abgestorbene Pflanzenteile und durch aerobe Mikroorganismen verarbeitet werden. Bei diesem Prozeß kommt es zu einem Nährstoffverlust, der Milchsäurebakterien in ihrer Entwicklung hemmt und gleichzeitig Silageschädlingen Wachstumsmöglichkeiten eröff­ net. Dieser Prozeß läuft solange ab, bis der Luftsauerstoff verbraucht ist. Unter ungünstigen Bedingungen führt dies dazu, daß die im Siliergut rasche und notwendige pH-Absenkung nicht erreicht wird. Unter diesen Bedingungen können Clostridien Buttersäure bilden, die von einer Quali­ tätsminderung der Silage bis zu deren vollständigem Verderb führt.

Das Vorhandensein von Luftsauerstoff ermöglicht es auch, daß aerobe Bakterien, Hefe und Pilze sich stark vermehren und sich nach dem Öffnen der Silage explosionsartig vermehren können. Dies führt zu einer starken Erwärmung der Silage verbunden mit hohen Nährstoffverlusten sowie einer Verschimmelung der Silage verbunden mit der Produktion von Mykotoxinen.

In aller Regel wird schon bei der Einlagerung des Siliergutes über den Siliererfolg entschieden. Es kommt darauf an, daß eine möglichst schnelle Verdrängung des Luftsauerstoffs im Siliergut erfolgt. Wie bereits oben ausgeführt, ist es aus DE 43 05 638 C1 bekannt, daß Luftsauerstoff aus dem Siliergut schnell durch den Einsatz von festem Kohlendioxid ver­ drängt werden kann. In dieser Patentschrift wird auch beschrieben, warum frühere Versuche mit festem Kohlendioxid fehlschlugen, wobei als Ursachen hierfür unter anderem genannt werden, daß der Besatz des Siliergutes mit homofermentativen Milchsäurebakterien nicht beachtet wurde und daß der Zusatz von festem Kohlendioxid oftmals nicht zielge­ richtet mit dem Anwelkverfahren verknüpft wurde. Um diese Probleme zu lösen, schlägt DE 43 05 638 C1 vor, festes Kohlendioxid dem Silier­ gut nach einem bestimmten Verteilprinzip zuzusetzen, wobei die Luft­ sauerstoff-gefährdeten Zonen des Silos, insbesondere die Randzonen, vorrangig versorgt werden. Da hierbei jedoch festes Kohlendioxid ver­ wendet wird, weist dieses Verfahren eine Reihe von Nachteilen auf:

• - Festes Kohlendioxid muß in einer Kühlkette bis zum Verbraucher transportiert werden und kann nur unter erheblichem Aufwand vom Verbraucher über einen längeren Zeitraum gelagert werden. In der Praxis ist ein sofortiger Verbrauch des Trockeneises notwendig.
• - Damit verbunden sind erhebliche Kosten und ein hoher logistischer Aufwand, da der günstigste Erntezeitpunkt (Reifestadium der Futter­ pflanze) mit günstigen Wetterbedingungen und mit der notwendigen Bereitstellung von Arbeitskräften in Übereinstimmung gebracht wer­ den muß.
• - Durch die Applikation von Trockeneis in Form von Blöcken, Schei­ ben, Pellets, Stücken oder in Form von Kohlensäureschnee wird die Temperatur in unmittelbarer Umgebung des Trockeneises unter den Gefrierpunkt abgesenkt. Dadurch kann in diesen Bereichen die gewünschte schnelle Produktion von Milchsäure nicht einsetzen.
• - Eine kombinierte Verabreichung von festem Kohlendioxid gemeinsam mit anderen Siliermitteln (vgl. die oben erwähnten Formiate, Propio­ nate, Nitrite, Formaldehyd-freisetzenden Substanzen, Milchsäurebakte­ rien und Enzyme) ist in der Praxis technisch kaum realisierbar, so daß immer eine getrennte Applikation verbunden mit entsprechen­ dem erhöhten Arbeitsaufwand erfolgen muß.

Somit bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Ver­ fahren zur Silierung von Gärfutter zu schaffen, das die Vorteile des Einsatzes von Kohlendioxid nutzt, ohne die oben beschriebenen Nachteile zu haben.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich dieses Problem lösen läßt, indem man einen Kohlendioxid-generierenden Stoff, z. B. ein Hydrogen­ carbonat, in Kombination mit festen Säuren im Siliergut einsetzt. Unter der Wirkung der üblicherweise im Siliergut vorhandenen Feuchtigkeit wird hierbei Kohlendioxid rasch freigesetzt, ohne daß es, wie bei festem Kohlendioxid, zu einer starken Temperaturabsenkung kommt.

Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Silierung von Futter, bei dem man mindestens eine erste Verbindung und mindestens eine zweite Verbindung zusetzt, wobei die erste Verbindung mit der zweiten Ver­ bindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit, die vorzugsweise aus dem Siliergut stammt, unter CO₂-Bildung reagiert. Bevorzugte Ausführungs­ formen dieses Verfahrens sind in den dazugehörigen Unteransprüchen definiert. Daneben betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines aus der ersten und zweiten Verbindung erfindungsgemäß hergestellten Gemi­ sches als Siliermittel, ein Siliermittel sowie das damit hergestellte Silier­ gut.

Erfindungsgemäß eignen sich als erste Verbindung alle chemischen Verbindungen, die beim Zusammenbringen mit einer zweiten Verbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit Kohlendioxid freisetzen, wobei weder die Ausgangsverbindung noch das nach der Kohlendioxid-Freisetzung entstehende Zersetzungsprodukt schädlich auf das Siliergut wirken sollen. Erfindungsgemäß besonders geeignet sind feste und/oder wasserfreie Ver­ bindungen, insbesondere solche, die ausgewählt sind aus Hydrogencarbo­ naten, vorzugsweise Natriumhydrogencarbonat oder Ammoniumhydrogen­ carbonat, oder Carbonaten, vorzugsweise Natriumcarbonat. Daneben eignen sich auch feste und/oder wasserfreie, decarboxilierende Verbindun­ gen, vorzugsweise Brenztraubensäure (α-Keto-propionsäure) oder deren Salze (Pyruvate), oder β-Keto-carbonsäuren der allgemeinen Formel

wobei R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenwasserstoff­ atomen, vorzugsweise einen Alkylrest, besonders Methyl, darstellt. Am meisten bevorzugt ist Natriumhydrogencarbonat.

Auch die erfindungsgemäß verwendete zweite Verbindung unterliegt an sich keiner besonderen Beschränkung. Grundsätzlich eignen sich alle chemischen Verbindungen, die in Kombination mit der ersten Verbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit zur Freisetzung von Kohlendioxid führen und die keinen schädlichen Einfluß auf das Siliergut ausüben. Als beson­ ders geeignet haben sich feste und/oder wasserfreie Verbindungen, insbesondere solche einer anorganischen oder organischen Säure oder deren saure Salze gezeigt, wobei Zitronensäure und Natriummetabisulfit besonders bevorzugt sind. Daneben sind auch Adipinsäure, Sorbinsäure, Fumarsäure, Benzoesäure und Maleinsäure besonders geeignet. Auch wegen ihres niedrigen Preises ist feste, wasserfreie Zitronensäure am meisten bevorzugt.

Daneben können gemäß der Erfindung dem Siliergut weitere Siliermittel oder -hilfsmittel zugesetzt werden. Beispielsweise und als bevorzugt seien hier genannt die in der von der DLG herausgegebenen (oben erwähnten) Liste genannten Siliermittel (5. Auflage, Stand: 10. April 1995). Diese enthalten meist Calciumformiat, Calciumpropionat, daneben zum Teil Dicalciumphosphat, Natriumchlorid, Natriumbenzoat, Natriumbisulfit, Natriumnitrit, Hexamethylentetramin, (Zuckerrohr-)Melasse, Propionsäure, Sorbinsäure, Salze aus anorganischen Säuren (Phosphorsäure-, Natrium-, Magnesium-Verbindungen) sowie weiter Mineralstoffe, Mineralstoffträger, Spurenelemente. Bevorzugte zusätzlich zugesetzte Siliermittel sind auch Bakterienkulturen, wie Milchsäurebakterien, Enzyme oder Enzymkomplexe, insbesondere wenn sie auf einen Träger adsorbiert/aufgebracht sind. Weiterhin eignen sich zuckerhaltige Produkte, die fermentierbare Kohlen­ hydrate enthalten, wie, neben der bereits oben erwähnten Melasse, gekochte Kartoffeln, Getreideschrot oder getrocknete Molke. Derartige zusätzliche Siliermittel können auch erfindungsgemäß als die zweite Verbindung verwendet werden, soweit sie in Kombination mit der ersten Verbindung in Anwesenheit von Feuchtigkeit zur Freisetzung von Kohlen­ dioxid führen. Allgemein werden die zusätzlichen Siliermittel in einer Menge von 1 bis 10 kg, insbesondere 2 bis 5 kg, je Tonne Siliergut zugesetzt. Die genaue Menge hängt von der Art des Siliergutes ab, insbesondere davon, ob es leicht silierbares, mittelschwer silierbares oder schwer silierbares Siliergut ist. Genauere Werte lassen sich der oben genannten Liste der DLG sowie den entsprechenden Anleitungen zu den einzelnen Siliermitteln entnehmen. Üblicherweise werden bei Verwendung von Bakterienkulturen oder Enzymen als zusätzliche Siliermittel diese in einer Menge von 10⁴ bis 10⁸ CFU, insbesondere 10⁵ bis 10⁷ CFU, je g Siliergut eingesetzt. Die am besten geeignete Menge läßt sich für den Fachmann durch einfache Versuche bestimmen. Am meisten bevorzugt als Silierhilfsmittel sind Formiat und/oder Propionat.

Das gemäß der Erfindung einsetzbare Siliergut aus Gärfutter unterliegt an sich keiner besonderen Beschränkung. Geeignet sind alle leicht silier­ baren Futter (leicht angewelktes Gras und andere Futterpflanzen mit mehr als 3% Zuckergehalt in der Frischmasse, angewelktes Gras < 30% Trockenmasse, angewelkte Leguminosen < 35% Trockenmasse, Silomais und Maiskolbenprodukte < 25% Trockenmasse, Ganzpflanzen-Getreide, Feuchtgetreide und Feuchtmais, Preßschnitzel), mittelschwer silierbares Futter (Gras 20 bis 25% Trockenmasse, Leguminosen 25 bis 30% Trockenmasse und andere Futterpflanzen mit Zuckergehalten von 1,5 bis 3% in der Frischmasse) oder schwer silierbares Futter (Gras < 20% Trockenmasse oder Leguminosen < 20% Trockenmasse mit weniger als 1,5% Zucker in der Frischmasse sowie Gras oder Leguminosen, deren Anwelken mißlang). Vorzugsweise besitzt das Siliergut eine Feuchtigkeit von mindestens 50%, stärker bevorzugt von 60 bis 90% (entsprechend 40 bis 10% Trockensubstanz). Erfindungsgemäß kann ein homogenes Ge­ misch der ersten und zweiten Verbindung, ggf. in Kombination mit weiteren Silier(hilfs)mitteln, homogen im Siliergut verteilt werden, indem z. B. das Siliergut lagenweise aufgebracht wird und über jeder Lage das erfindungsgemäße Siliergemisch verteilt wird. Daneben besteht auch die Möglichkeit, das Siliergut bereits vor dem Einbringen in das Silo mit dem erfindungsgemäßen Siliergemisch zu vermischen. Am meisten bevor­ zugt ist es, das Siliergemisch am Auswurf des Häckslers durch eine spezielle Dosiervorrichtung automatisch zuzudosieren.

Das erfindungsgemäß hergestellte Gemisch von erster und zweiter Ver­ bindung wird dem Siliergut in einer Menge von 0,01 bis 10 kg, insbeson­ dere 0,05 bis 0,6 kg, am meisten bevorzugt 0,1 bis 0,3 kg, je Tonne Siliergut zugesetzt. Das molare Verhältnis von erster Verbindung zu zweiter Verbindung beträgt 0,5 : 1 bis 2,0 : 1, wobei ein äquimolares Ver­ hältnis am meisten bevorzugt ist. Bei Verwendung eines Silierhilfsmittels ist das Verhältnis von erster und zweiter Verbindung zu dem Silierhilfs­ mittel nicht kritisch. Vorteilhaft enthält das Siliermittel 0,1 bis 90 Gew.­ %, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%, der ersten und zweiten Verbindung, und 99,9 bis 10 Gew.-%, insbesondere 99 bis 90 Gew.-%, des Silierhilfs­ mittels, jeweils bezogen auf 100 Gew.-% Siliermittel. Wird ein Enzym- oder Bakterienpräparat als Silierhilfsmittel verwendet, so ist eine ent­ sprechend kleinere, für den Fachmann leicht ermittelbare Menge zu wählen. Üblicherweise wird bereits das fertige erfindungsgemäße Gemisch aus erster und zweiter Verbindung und ggf. dem weiteren Silier(hilfs)mit­ tel an den Landwirt abgegeben. Daneben besteht auch die Möglichkeit, daß die Einzelbestandteile getrennt abgegeben und erst beim Landwirt vermischt werden. Das Aufbringen des Siliergemisches erfolgt dann entweder über Hand, einen Applikator oder ein Dosiergerät, das vorzugs­ weise am Auswurf eines Häckslers angebracht ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß das erfindungsgemäß eingesetzte Gemisch über einen langen Zeitraum lagerstabil ist und keine aufwendige Verpackung oder Logistik benötigt. Durch das erfindungsgemaße Ver­ fahren wird sehr effektiv der Sauerstoff aus der Silage verdrängt und somit das Wachstum der aeroben Keime verhindert. Da sich die Milch­ säurebakterien in Konkurrenz zu aeroben Keimen befinden, führt die Verdrängung des Sauerstoffs durch das Kohlendioxid zu einer Verbes­ serung der Wachstumsbedingungen der Milchsäurebakterien und damit zu einer verbesserten Qualität der Silage.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, näher erläutert.

BEISPIEL 1

Angewelktes Gras mit einem Trockensubstanzgehalt von 35% wurde gehäckselt und eine homogene, pulverförmige Mischung von Natrium­ hydrogencarbonat und Zitronensäure, die in äquimolaren Anteilen vor­ lagen, in einer Menge von 1 g pro kg Gras zugesetzt. Anschließend wurde dieses Gras mit dem zugesetzten Gemisch sofort in einen Enghals- Erlenmeyerkolben (250 ml) eingebracht. Unmittelbar vor und 30 Minuten nach dem Einbringen wurde der Kohlendioxidgehalt im Erlenmeyerkolben gemessen.

Während der Kohlendioxidgehalt vor dem Einbringen des Grases (mit dem erfindungsgemäßen Gemisch) identisch mit dem Kohlendioxidgehalt der Umgebungsluft (< 0,5%) war, zeigte sich 30 Minuten nach dem Ein­ bringen eine deutliche Erhöhung. So lagen dann im im Erlenmeyerkolben vorliegenden Gasgemisch 25% Kohlendioxid vor.

BEISPIEL 2

Stark angewelktes Futtergras (Knaulgras) mit einem Trockensubstanzanteil von 50,7% und 2,7% wasserlösliche Kohlenhydrate im Feuchtgewicht wurde in den Silos 1 bis 9 einsiliert, wobei gemäß untenstehender Tabelle in den Silos 1 bis 3 kein Siliermittel, in den Silos 4 bis 6 ein bekanntes Siliermittel und in den Silos 7 bis 9 ein Siliermittel gemäß der Erfindung zugesetzt wurde.

Nach zwei Monaten wurde der Gewichtsverlust in den einzelnen Silos bestimmt. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle nieder­ gelegt, wobei jeweils über die drei angegebenen Silos gemittelt wurde.

Tabelle

Die Menge an Trockensubstanz-Verlust ist ein Maß für die Menge an (unerwünschter) aerober Atmung durch Pilze und/oder Hefen, d. h. je höher der Trockensubstanz-Verlust, desto mehr aerobe Gärung findet statt und desto schlechter ist die Qualität der Silage. Dagegen tritt bei anaerober Milchsäuregärung weniger Trockensubstanz-Verlust auf.

Wie sich der Tabelle entnehmen läßt, ist der Verlust an Trockensubstanz bei Verwendung des Siliermittels gemäß der Erfindung (Silos 7 bis 9) am geringsten. Verglichen mit den Versuchen, bei denen kein Siliermittel (Silos 1 bis 3) bzw. ein bekanntes Siliermittel (Silos 4 bis 6) zugesetzt wurde, findet bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens infolge der Kohlendioxidbildung am wenigsten aerobe und die meiste anaerobe Gärung statt, und somit wird dort die Silage mit der besten Qualität erhalten.

Claims (15)

1. Verfahren zur Silierung von Futter, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine erste Verbindung und mindestens eine zweite Verbindung zusetzt, wobei die erste Verbindung mit der zweiten Verbindung in Anwesenheit von insbesondere aus dem Siliergut stammender Feuchtigkeit unter CO₂-Bildung reagiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Verbindung eine feste und/oder wasserfreie Verbindung, insbesondere eine solche ausgewählt aus Hydrogencarbonaten, Carbonaten und decarboxilierenden Verbindungen, vorzugsweise Pyruvat, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweite Verbindung eine feste und/oder wasserfreie Verbindung, insbesondere eine solche ausgewählt aus einer anorganischen oder organischen Säure und deren sauren Salzen, vorzugsweise Zitronen­ säure oder Natriummetabisulfit, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß als erste Verbindung festes, wasserfreies Natriumhydrogen­ carbonat und als zweite Verbindung feste, wasserfreie Zitronensäure eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Verbindung miteinander vermischt werden und homogen im Siliergut verteilt werden, oder daß das Siliergut vermischt mit der ersten und zweiten Verbindung in ein Silo eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Siliergut die erste und zweite Verbindung in einer Menge von 0,05 bis 0,6 kg, insbesondere 0,1 bis 0,3 kg, bezogen auf 1 t Siliergut, zugesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Siliergut weitere Silierhilfsmittel, insbeson­ dere mindestens eines ausgewählt aus Alkali- oder Erdalkalisalzen von Ameisensäure, Propionsäure oder Sorbinsäure, Formaldehyd- erzeugenden Substanzen, zuckerhaltigen Verbindungen, vorzugsweise Melasse, und, insbesondere auf einen Träger aufgebrachten, Milch­ säurebakterien oder Enzymen, zugesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliergut mindestens 50% Feuchtigkeit, bezogen auf das eingesetzte Futter, enthält.

9. Verwendung eines Gemisches aus mindestens einer ersten Verbin­ dung und mindestens einer zweiten Verbindung, wobei die erste Verbindung mit der zweiten Verbindung in Anwesenheit von ins­ besondere aus dem Siliergut stammender Feuchtigkeit unter CO₂- Bildung reagiert, als Zusatzmittel zu Siliergut.

10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung und die zweite Verbindung und ggf. ein Silierhilfsmittel so wie in einem der Verfahrensansprüche definiert sind.

11. Siliermittel, enthaltend mindestens eine erste Verbindung und minde­ stens eine zweite Verbindung, wobei die erste Verbindung mit der zweiten Verbindung in Anwesenheit von insbesondere aus dem Siliergut stammender Feuchtigkeit unter CO₂-Bildung reagiert, und ein Silierhilfsmittel, insbesondere ein solches wie in Anspruch 7 definiert.

12. Siliermittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung und die zweite Verbindung so wie in einem der Ver­ fahrensansprüche 1 bis 4 definiert sind, und das Silierhilfsmittel Formiat und/oder Propionat ist.

13. Siliermittel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Verbindung in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-% und das Silierhilfsmittel in einer Menge von 99 bis 90 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% Siliermittel, enthalten sind.

14. Siliergut, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einer ersten Verbindung und mindestens einer zweiten Verbindung, wobei die erste Verbindung mit der zweiten Verbindung in Anwesenheit von insbesondere aus dem Siliergut stammender Feuchtigkeit unter CO₂-Bildung reagiert, bzw. das entsprechende Zersetzungsprodukt.

15. Siliergut nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung und die zweite Verbindung und ggf. ein Silierhilfsmittel so wie in einem der Verfahrensansprüche definiert sind.