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Dissertation

Autor(en): Polip Iv
Titel: Untersuchungen zur Unterbindung von Buttersäuregärung und Clostridienaktivität in Silagen aus nitratarmen Grünfutter
Gutachter: E. Kaiser; H. Schenkel; J. von Lengerken
Erscheinungsdatum: 19.07.2001
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10015429)
Fachgebiet(e): Landwirtschaft, Veterinärmedizin
Schlagwörter (ger): Silage, Nitrat, Azidität, Trockenmasse, Clostridien, Sporen
Schlagwörter (eng): silage, nitrate, acidity, dry matter, clostridia, spores
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät
Zitationshinweis: Iv, Polip: Untersuchungen zur Unterbindung von Buttersäuregärung und Clostridienaktivität in Silagen aus nitratarmen Grünfutter; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät , publiziert am 19.07.2001, urn:nbn:de:kobv:11-10015435
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Abstract (ger):
Ziel der vorliegenden Arbeit war zum einen die Ermittlung des im Grünfutter notwen-digen Mindest-Nitratgehaltes zur Erzielung buttersäurefreier Silagen, wobei TS-Gehalt und Z/PK-Quotient des Ausgangsmaterials sowie dessen Belastungsgrad mit Clostridiensporen berücksichtigt wurden. Dazu wurden zwei mehrfaktorielle Laborsi-lierversuche durchgeführt, bei denen eine Variationsreihe des Nitratgehaltes (0,01...0,3 % NO3-N in TS) mit Variationsreihen des TS-Gehaltes (ca. 14...40 %) und des Z/PK-Quotienten (1,5...3,1) systematisch kombiniert wurden. Jede Wertekombi-nation wurde sowohl mit sauber geerntetem Grünfutter als auch mit Clostridienspo-ren kontaminiertem Grünfutter geprüft. Die Silagen wurden nach 180 Tagen Lage-rungsdauer untersucht. Zum anderen wurde die Dynamik der Clostridienentwicklung im Gärungsverlauf in Abhängigkeit von TS-Gehalt, Säuerungsintensität und Nitratge-halt geprüft. Jede Stufe des TS-Gehaltes (20, 30, 40 und 50 %) wurde mit Zusätzen von Nitrat, Milchsäurebakterien (MSB) bzw. MSB + Glucose und MSB + Nitrat ange-setzt. Das Ausgangsmaterial (Dac. glomerata, nitratfrei) war durchgehend mit Clostridiensporen kontaminiert. Die Untersuchung der Silagen erfolgte 3, 7, 14, 28, 56 und 180 Tage nach dem Ansatz. Der Konservierungserfolg bei der Silierung hängt nicht nur vom TS-Gehalt und Z/PK-Quotienten sondern auch vom Nitratgehalt und Clostridiensporenbesatz des Aus-gangsmaterials ab. Bei sehr niedrigem Nitratgehalt des Grünfutters liegt ein erhöhtes Risiko für die Entstehung von Buttersäure in der Silage vor, auch bei dem als leicht vergärbar geltendem Grünfutter (VK > 45) und auch dann, wenn es im sauber geern-tetem Zustand einsiliert worden ist. Bei weiter erhöhten VK-Werten, > 45 (durch Er-höhung des TS-Gehaltes und/oder Z/PK-Quotienten), wird die Höhe der Buttersäure-gehalte zwar eingeschränkt. Zur sicheren Ausschaltung von Buttersäuregärung ist jedoch auch hier ein gewisser Nitratgehalt notwendig. Bei der Silierung nitratfrei-en/nitratarmen Grünfutters nimmt das Fehlgärungsrisiko mit dem Belastungsgrad an Clostridiensporen zu. Der notwendige Mindest-Nitratgehalt (MNG) hängt sowohl vom VK-Wert als auch vom Kontaminationsgrad des Grünfutters mit Clostridiensporen ab. Er ist um so niedriger, je höher der VK-Wert und geringer der Kontaminationsgrad ist, und umgekehrt. (MNG (% NO3-N in TS) für sporenarmes Grünfutter = 0,24 - 0,0035 . VK MNG (% NO3-N in TS) für sporenreiches Grünfutter = 0,20 - 0,0021 . VK) Hohe Clostridiensporengehalte lagen vor allem in buttersäurehaltigen Silagen vor und insbesondere dann, wenn das Grünfutter sehr geringe Nitratgehalte aufwies. Zwischen der Höhe der Buttersäuregehalte und dem Clostridiensporengehalt besteht jedoch kein direkter Zusammenhang. Erhöhung des TS-Gehaltes bewirkt eine Ein-schränkung der Clostridienentwicklung. Ein Rückgang des Sporengehaltes im Ver-gleich zum Ausgangsmaterial (nitratfrei) lag aber erst bei einem TS-Gehalt von etwa 50 % vor. Durch Zusätze von MSB sowie MSB + Glucose konnte die Milchsäuregä-rung deutlich intensiviert werden. Ein sehr geringer pH-Wert war schon am 3. oder 7. Lagerungstag erreicht. Buttersäuregärung war aber erst bei TS-Gehalten > 40 % ausgeschaltet. Eine Einschränkung der Sporenbildung lag ebenfalls erst bei TS-Gehalten über 40 % vor. Bei Nitratzusatz blieben die Silagen aller TS-Stufen bis zur Auslagerung buttersäurefrei. Die Sporengehalte gingen in allen TS-Stufen während des Gärungsverlaufes kontinuierlich zurück. Bei steigenden TS-Gehalten war der Rückgang der Sporengehalte verlangsamt. Durch die Kombination von MSB und Nit-rat konnte nicht nur ein sicherer Erfolg bei der Unterbindung von Buttersäurebildung und Laktatabbau sondern auch eine starke Verminderung der Sporengehalte erreicht werden.
Abstract (eng):
The first aim of this work was to determine the minimum content of nitrate (MCN) which is required to get silage free of butyric acid. For it, two multi-factorial experi-ments with orchardgrass were carried out under laboratory condition. In this experi-ments, nitrate content (0.01 ... 0.3 % N in DM) was systematically combined with staggered levels of the dry matter (DM) content (14 ... 40 %) and of the ratio of water-soluble carbohydrate to buffering capacity (WSC/BC: 1.5 ... 3.1). All variants were tested with forage without or with addition of clostridial spores. The silages were ana-lysed after 180 days of incubation. The second aim of this study was to explain the dynamic of clostridial development during ensilage, depending on DM content, intensity of lactic acid formation, and ni-trate content. orchardgrass (free of nitrate) with 4 levels of DM (20, 30, 40, and 50 %) was firstly contaminated with clostridial spores about 104 / g FM. Then it was ensi-laged with following treatments: without additives, with inoculation of lactic acid bac-teria (LAB) alone or in combination with 2 % Glucose in FM (LAB+G), with nitrate addition (0.1 and 0.15 % N in DM), and with LAB plus nitrate 0.1 % N in DM. The si-lages were analysed 3, 7, 14, 28, 56, and 180 days after ensiling. Results showed that silage quality not only depends on DM content and ratio of WSC to BC, but also depends on nitrate content and extent of clostridial spores in forage. With an extremely low content of nitrate a high risk of butyric acid formation is given in silages, even if the ensiling material had a high ensilability (FC ³ 45) and a very low content of clostridial spores. The butyric acid concentration decreased with in-creasing DM content from 14 to 40 % or with increasing WSC/BC-ratio. But to get the silages free of butyric acid, a certain amount of nitrate was required. By adding clos-tridial spores in fodder the risk of butyric acid formation was increased, especially in case of material lacking in nitrate. The value of MCN depends on ensilability of the forage, as measured by DM-content and WSC/BC-ratio or by fermentability coefficient (FC) = DM+8WCS/BC, as well as depends on content of clostridial spores in the material used. The higher the FC-value and the lower the spores content is, the less nitrate is required to get silage free of butyric acid. MNC (% N in DM) for very low contaminated forage = 0.24 - 0.0035.FC MNC (% N in DM) for high contaminated forage = 0.20 - 0.021.FC High content of clostridial spores was especially found in silages containing butyric acid, which were made from forage with very low nitrate content (£ 0.02 % N in DM). But a strong relationship was not found between butyric acid and spores content. By increasing DM content the development of clostridia during ensiling was limited. A continuous decrease of spores content, in comparison with the forage before ensiled, was observed at first by increasing DM content to 50 %. By inoculation with LAB or LAB+G the lactic acid formation was strongly stimulated. A very low pH was reached 3 or 7 days after ensiling. But the butyric acid formation could be firstly prevented by increasing DM content to over 40 %. For all levels of DM, by nitrate addition the silages remained no butyric acid during the whole period of incubation. The concentration of clostridial spores decreased continuously during ensilage. This decrease was slower with increasing DM content . By combination of LAB with nitrate a reliable prevention of butyric acid formation and a fast decrease in spores concentration were reached.
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