Optimale Silagequalität für die Fermentation Dr. W. Richardt, Lichtenwalde 29. August 2012
Grundsätze Silagequalität Gute Silage darf etwas kosten! Schlechte Silage ist genauso teuer wie gute! Nicht nur in Konzentrationen denken! Mengen sind auch wichtig! gut heißt: Hoher Methanertrag sehr gute Häckselqualität, keine nicht angeschlagenen Körner keine sonstigen qualitätsmindernden Eigenschaften Gute aerobe und anaerobe Stabilität! 2
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Quelle: EBA-Zentrum Triesdorf 4
Energieverluste während der Konservierung (modifiziert nach Zimmer, 1968) Feldverluste 1 5 % Restatmung 1 2 % Vergärung 4 10 % Sickersaft 0 7 % Nacherwärmung 0 10 % Aerober Verderb 0 10 % Unvermeidbare Verluste 5 12 % Vermeidbare Verluste 6 40 % 5
Welche Parameter sind wichtig? Originalsubstanz - Wasser Trockensubstanz - Rohasche Organische Trockensubstanz (Raumbelastung kg ots/m3 Fermentervolumen) - Verdaulichkeit/Abbaubarkeit FoTS (fermentierbare organische Trockensubstanz) Biogas- und Methanertrag 6
Trockensubstanzgehalt in Maissilagen Trockensubstanzgehalt der Maissilagen Erntejahr Mittelwert < 28 28-32 33-40 > 40 2006 33,1 7 36 54 3 2007 33,6 5 39 51 5 2008 34,0 6 35 54 6 2009 34,7 5 30 55 10 2010 31,5 19 46 32 3 2011 33,9 6 36 52 6 7
Rohaschegehalt in Grassilagen Jahr Rohasche [g/kg TS] TS [%] MW < 100 100-120 > 120 2006 100 55 30 15 36 2007 93 75 17 7 38 2008 102 55 30 15 35 2009 95 67 25 8 33 2010 99 60 27 13 32 2011 92 74 20 6 38 8
Verdaulichkeit/Abbaubarkeit = FoTS (Fermentierbare Organische Trockensubstanz) Quelle: Weißbach (2009) Maissilage FoTS = 984 Rohasche 0,47 * Rohfaser 0,00104 * Rohfaser 2 Grassilage FoTS = 996 Rohasche + 0,26 * Rohfaser 0,003 * Rfa 2 Grassilage FoTS = 1000 Rohasche 0,62* EulOS 0,00021*EulOS 2 Getreide FoTS = 991 Rohasche 1,53 * Rohfaser Biogasertrag: je kg FoTS = ca. 790 l Methanertrag: je kg FoTS = ca. 420 l 9
Zunahme der Rohfaser (in Gras) im Silierprozess etwa 20-30 g niedriger als der gewünschte 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) 10
Rohfasergehalt in Grassilagen Jahr Rohfasergehalt [g/kg TS] MW < 200 200-240 241-280 281-320 > 320 2006 261 1 27 47 22 3 2007 253 2 39 41 16 3 2008 255 2 31 51 14 2 2009 255 2 33 48 14 3 2010 262 1 24 50 21 4 2011 236 12 49 30 7 2 11
Einflüsse auf Rohfasergehalt in Grassilagen Vegetationsstadium (Schnittzeitpunkt) Sortenwahl Düngung und allg. Grünlandpflege Anwelkdauer (<12 h) Silierung Entnahme 12
Rohfasergehalt in Massilagen Rohfasergehalt der Maissilagen Erntejahr Mittelwert < 150 150-170 170-220 > 220 2006 189 1 16 76 7 2007 187 2 19 73 5 2008 194 2 12 75 11 2009 192 2 15 74 9 2010 194 3 17 68 13 2011 199 0,5 9 77 14 13
Einflüsse auf Rohfasergehalt in Maissilagen Vegetationsstadium (Schnittzeitpunkt) Kolbenanteil Schnitthöhe (15 35 cm) Sortenwahl Silierung 14
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 verbesserte Verdaulichkeit/Abbaubarkeit gegenüber dem Ausgangsprodukt??? 15
Ernte(zeitpunkt) bei Grassilagen 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) 16
Anforderungen an eine Grassilage Siliermittel biologische und chemische Siliermittel ph-wert 4,2 4,8 (abhängig vom TS-Gehalt) Essigsäure höhere Gehalte unkritisch Buttersäure 0 NH 3 -N < 8% Hefen < 10 5 KbE Aerobe Stabilität > 5 Tage Häcksellänge 20 bis 40 mm Gaserträge 600 Nl Biogas/kg ots ; 320 Nl CH4/kg ots Nährstoffe 900 g ots/kg TS ; 670g FoTS/kg TS Trockenmasse 30 40 % 17
Anforderungen an eine Maissilage Siliermittel Siliermittel zur aeroben Stabilisierung ph-wert < 4,0 Essigsäure höhere Gehalte unkritisch Buttersäure 0 Hefen < 10 6 KbE Aerobe Stabilität >5 Tage Häcksellänge 6 bis 8 mm Häckselqualität 1 2 (keine Spindelscheiben, Stängelteile >20 mm) NAK (Nicht-Ang.-Körner) 0% (bei Ende Teigreife alle Körner Halbiert) Gaserträge 650 Nl Biogas/kg ots; 340 Nl CH4/ kg ots Trockensubstanz 28 35 % Nährstoffe 950 g ots/kg TS ; 800g FoTS/kg TS 18
Siliermittel Warum? zusätzliche Sicherheit des Gärverlaufes gezielte Beeinflussung des Gärverlaufes Gärsäuremusters Verringerung der Energie- und Nährstoffverluste Verbesserung der Futtermittelhygiene Verbesserung der Verdaulichkeit 19
Siliermittel (Email: www.guetezeichen.de) Verlustreduktion (Klasse 1) Verbesserung aeroben Stabilität (Klasse 2) 20
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Messergebnisse der Aeroben Stabilität (Grassilage) Einheit 10 cm 10 cm AST 50 cm 50 cm AST TM g/kg 420 409 397 397 XA g/kg TM 108 118 108 113 XP g/kg TM 162 158 165 167 XF g/kg TM 243 274 231 245 XL g/kg TM 33 33 36 37 Milchsäure g/kg TM 90 105 Essigsäure g/kg TM 10 12 Buttersäure g/kg TM 0,1 0,1 ph- Wert 4,3 4,8 4,2 4,5 Aerobe Stabilität Tage 2,5 3,5 Stabilitätsverluste % TM 6,6 4,4 Quelle: Müller, 2010 Stabilitätsverlust = Verlust an Trockenmasse nach 5 Tagen 22
Ursachen und Maßnahmen hoher Anteil an leichtfermentierbaren Kohlenhydraten (energiereiche Silagen) hoher Ausgangskeimbesatz (Verschmutzung, altes Pflanzenmaterial) mangelnde Verdichtung zu späte Abdeckung des Silos geringe Verschmutzung (niedriger Rohaschegehalt) kein altes Pflanzenmaterial schnelle und hohe Verdichtung schnelles Schließen des Silos (Unterziehfolie auch über Nacht) Siliermittel der Klasse 2 angepasste Entnahme (Vorschub, Entnahmetechnik, Sauberkeit, Aufdecken) 23
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Folgen einer schlechten Häckselqualität 27
Folgen einer schlechten Häckselqualität Schlechtere Abbaubarkeit der Partikel und damit geringere Gasausbeute, hohes Restgaspotenzial diese wird in der Analytik nicht berücksichtigt Fehler bei der Probenahme und Analytik 28
Häckselqualität (HQ) von Maissilagen Jahr HQ1 HQ2 HQ3 HQ4 / HQ5 2007 11,5 65,2 21,2 2,1 2009 5,1 61,8 29,6 3,5 2010 7,6 63,7 25,3 3,4 2011 7,3 61,5 28,2 2,9 29
Erntezeitpunkt bei Maissilagen und angeschlagene Körner Beginn bis Mitte Teigreife (Körnerinhalt gelblich und zähflüssig bis teig- und mehlartig) 50 60 % TS des Kolbens minimaler Anteil (max. 30%) an vergilbten Blättern (grüne Restpflanze) bis Beginn Teigreife : angeritzte bis angeschlagene Körner bis Mitte Teigreife : stark angeschlagene bis halbierte Körner ab Ende Teigreife : Anforderung wie bei Lieschkolbensilage (LKS) Einstellung des Crackers (Spaltenbreite 1-2 mm, Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen) 30
Folgen von Nicht-Angeschlagenen-Körnern Schlechtere Abbaubarkeit und Ausbeute (wird in der Analytik nicht berücksichtigt) Bakterien sind nur wenige µm groß, ein Maiskorn etwas 1 cm Relation: 1,80 m großer Mann vor 14 stöckigem Hochhaus Methanosaeta concilii Zehnder (1989) in Bergey s Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 3, J.T. Staley et al. eds., Williams & Wilkins pub., p. 2208. 31
Erntezeitpunkt bei Maissilagen und angeschlagene Körner Beginn bis Mitte Teigreife (Körnerinhalt gelblich und zähflüssig bis teig- und mehlartig) 50 60 % TS des Kolbens minimaler Anteil (max. 30%) an vergilbten Blättern (grüne Restpflanze) bis Beginn Teigreife : angeritzte bis angeschlagene Körner bis Mitte Teigreife : stark angeschlagene bis halbierte Körner ab Ende Teigreife : Anforderung wie bei Lieschkolbensilage (LKS) Einstellung des Crackers (Spaltenbreite 1-2 mm, Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen) 32
Anteil an Nicht-Angeschlagenen Körnern (Maissilage) Jahr NAK 0% NAK 5% NAK > 5% 2007 78,6 19,7 1,7 2009 80,7 17,5 1,8 2010 83,9 14,7 1,4 2011 74,0 21,1 4,9 33
Anforderungen an eine Maissilage Walzschicht Walzgeschwindigkeit Reifendruck < 30 cm (3 min / t, mind. 5 Überfahrten) 4 6 km/h 2-3,5 bar (schmale Reifen, keine Zwillingsreifen) Dichte 230 270 kg TS/m 3 Walzgewicht Bergeleistung Abdeckung 25% der Bergeleistung (12,5 t bei 50t OS/h) je Walzfahrzeug 20-25 t TM Silomais/h Unterziehfolie (40 µm), Silofolie (>150 µm) Festfahrer bestimmen die Geschwindigkeit 34
Anforderungen an eine Grassilage Walzschicht Walzgeschwindigkeit Reifendruck < 40 cm (3 min / t, mind. 5 Überfahrten) 4 6 km/h 2-3,5 bar (schmale Reifen, keine Zwillingsreifen) Dichte 160 230 kg TS/m 3 Walzgewicht Bergeleistung Abdeckung 25% der Bergeleistung (12,5 t bei 50t OS/h) je Walzfahrzeug 20-25 t TM Silomais/h Unterziehfolie (40 µm), Silofolie (>150 µm) Festfahrer bestimmen die Geschwindigkeit 35