Silierung von Körnermaisstroh im Labor und der Praxis

Am Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft in Grub hat die LfL im Rahmen des Verbundprojekts "Biogas aus Körnermaisstroh" die Silierbarkeit von Maisstroh unter standardisierten Laborbedingungen untersucht. Die Ergebnisse sollen Erkenntnisse über die Konservierungseigenschaften und aerobe Stabilität des Substrats aufzeigen, um daraus weitere Empfehlungen für die Praxis ableiten zu können.
Im Rahmen eines Monitorings wurden zusätzlich mehrere Praxissilagen auf ihre Silagequalität und Verdichtung untersucht.

Material und Methoden

Ausgangsmaterial

Als Ausgangsmaterial wurde das Maisstroh der Versuchsstation Grub verwendet. Das Material stammte aus dem Jahr 2017 und besaß im Mittel einen Trockenmassegehalt von 45,2 %. Die Einschätzung der Silierbarkeit ist in Tabelle 1 dargestellt. Der Vergärbarkeitskoeffizient von 55 (Zielwert ≥45) zeigte, dass eine weitestgehend stabile Gärung zu erwarten war. Der Gehalt an Milchsäurebakterien ist als niedrig zu bewerten.

Tabelle 1: Kenngrößen zur Einschätzung der Silierbarkeit des Ausgangsmaterial

Jahr	Futtermittel	TM-Gehalt (%)	Zucker (WLK 1); g/kg TM)	PK2) (g/kg TM)	VK3)	NO3 (mg/kg TM)	MSB4)
2017	Maisstroh	45,2	56,5	48	55	773	5,7
	Zuckerrübe	23,9	101	22	62	52
2018	Maisstroh	39,1	227	39	96	206	6,6
	Gras	43,2	311	77	76	206	5,4

¹⁾ Wasserlösliche Kohlenhydrate
²⁾ Pufferkapazität (PK) in g Milchsäure/kg Trockenmasse bis zum Erreichen von pH4
³⁾Vergärbarkeitskoeffizient (VK): TM (in %) + 8 * WLK/PK
⁴⁾ MSB = Milchsäurebakterien, angegeben in log KBE/g

Varianten

Der angelegte Silierversuch umfasste fünf Varianten und wurde nach den Vorgaben der aktuellen DLG-Richtlinien (2017/2018) zur Prüfung von Siliermitteln durchgeführt. Die in den beiden Versuchsjahren angelegten Varianten sind in Tabelle 2 dargestellt. Zu der Versuchsvariante reine Maisstrohsilage wurden zusätzlich Varianten mit verschiedenen Zusätzen in Form von Co-Silierungen, anaeroben Pilzen und Siliermittel angelegt.

Tabelle 2: Angelegte Versuchsvarianten im Jahr 2017 und 2018

2017	2018
Maisstroh solo	Maisstroh solo
Co-Silierung Zuckerrübe	Co-Silierung Gras
Anaerobe Pilze aktiv	Anaerobe Pilze aktiv
Anaerobe Pilze inaktiv	Anaerobe Pilze inaktiv
Siliermittelzusatz Wirkungsrichtung (WR) 2+6	Reduzierte Verdichtung
	Reduzierte Verdichtung mit Siliermittel WR 2+6

Versuchsablauf

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Maisstroh einsiliert in Laborsilos nach drei Tagen

Als Versuchssilos dienten Einmachgläser der Volumina 1,0 l und 1,75 l. Für jede Variante wurden jeweils neun Laborsilos als Wiederholung angelegt. Bei den Silagen wurde zum einen die pH-Wert Absenkung nach 3 Tagen, die aerobe Stabilität nach 49 Tagen und die Gärqualität nach 90 Tagen untersucht. Die Laborsilos zur Überprüfung der aeroben Stabilität besitzen zwei verschließbare Bohrungen, die nach 28 und 42 Tagen Silierdauer für 24 Stunden geöffnet wurden.

Zoombild vorhanden

Maisstroh mit einer Deckschicht Zuckerrübe kurz vor dem Verschließen des Glases

Am 49. Tag wurden diese Gläser geöffnet und in einen Becher mit Temperaturfühler umgefüllt. Als aerob instabil gelten Silagen, welche innerhalb von drei Tagen nach der Auslagerung einen Temperaturanstieg um mehr als 3 °C gegenüber der Umgebungstemperatur (20 C +/- 1 °C) verzeichnen. Alle Versuchssilos wurden über den gesamten Versuchszeitraum lichtgeschützt in Konstant-Temperaturräumen bei 25°C (+/-1 °C) gelagert. Die Gläser zur Bestimmung der Gärparamter wurden nach 90 Tagen ausgelagert und nasschemisch mittels Weender-Analyse untersucht.

Zusammenfassung Silierversuch

• Bei allen Varianten wurden pH-Absenkungen und gute Gärqualitäten nach 90 Tagen anaerober Lagerung erzielt.
• Maisstroh verfügt daher über ausreichend "Substrat" in Form von Zucker zur Milchsäuregärung.
• Bei keiner Versuchsvariante konnten Fehlgärungen, wie Buttersäurebildung festgestellt werden.
• Alle Laborsilagen wiesen eine sehr hohe aerobe Stabilität (> 8 Tage) auf.
• Die Trockenmasseverluste lagen bei Maisstrohsilagen ohne Co-Silierung im Bereich von Silomais (zwischen 3,4 und 5,0 %).
• Bei der Co-Silierung mit Zuckerrüben entstanden nicht zu vernachlässigende Trockenmasseverluste (= Energieverlust) durch alkoholische Gärung (6,8 %).
• Durch die Zugabe von Zusätzen (Co-Silierung, Siliermittel) konnte kein weiterer positiver Effekt auf die Silierbarbeit erzielt werden.
• Aktuelle Ergebnisse bestätigen die Erkenntnisse aus den vorangegangenen Versuchen aus den Erntejahren 2012-2015 (Ostertag und Fleschhut, 2016).

Material und Methoden

Controlling am Silo

Im Rahmen des Projekts Körnermaisstroh wurde im dreijährigen Projektzeitraum an Praxissilagen ein Controlling am Silo (CAS) durchgeführt. Dabei wurde auf mehreren Praxisbetrieben die in Fahrsilos einsilierten Maisstrohsilagen auf Siliererfolg, Verdichtung und Fehlgärungen untersucht. Das CAS wurde am frischen vollen Anschnitt durchgeführt, um eine repräsentative Beurteilung des Silos zu erhalten.

Controlling am Silo

Temperaturmessung

Zoombild vorhanden

Messpunkte zur Bestimmung der Temperatur des Silos

Die Messung der Temperatur erfolgte an sechs Messpunkten in zwei Messtiefen (40 cm und 100 cm). Folgende Werte deuten auf ein Nacherwärmungsgeschehen hin: Temperaturerhöhungen um mehr als 5° C gegenüber der Kerntemperatur (ausgekühltes Silo im Kern: 20° C) und Temperaturdifferenzen von über 3 °C zwischen den Messwerten in 40 und 100 cm Messtiefe bzw. zwischen den einzelnen Messpunkten.

Dichtemessung

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Dichtemesspunkte am Siloanschnitt

Die Dichte wurde an mehreren Messpunkten am Siloanschnitt erfasst. Der Zylinder wurde waagrecht in den Anschnitt des Silos gebohrt. Aus dem Innendurchmesser, der Bohrtiefe, dem Gewicht des Zylinderinhalts und dem TM-Gehalt des Materials wurde anschließend die Dichte bestimmt.

Gärqualität

Die beprobten Maisstrohsilagen wurden auf Trockenmasse, Rohnährstoffe und die Gärqualität untersucht. Dabei wurden die Parameter pH-Wert, NH3-Stickstoff, Gehalt an Milch-, Essig-, Propion-, und Buttersäure sowie Alkoholen bestimmt.

All-in/All-out Methode - Silierverluste

Am Versuchsstandort Grub wurden einsilierten Maisstrohsilagen mithilfe der All-in/All-out Methode bilanziert, um Erkenntnisse über die Trockenmasseverluste bei der Silierung von Körnermaisstroh zu gewinnen. Dabei wurden die einsilierten und verfütterten Mengen über eine Fuhrwerkswaage erfasst. Bei der Einsilierung des Materials wurde der TM-Gehalt des Substrats ermittelt, ebenso bei der Entnahme. Anhand der Differenz zwischen einsilierter und ausgelagerter Menge konnten die Silierverluste abgeleitet werden.

Effiziente Futterwirtschaft und Nährstoffflüsse in Futterbaubetrieben

Alternative Silierverfahren (Rund- und Quaderballen)

Quaderballen

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Hier konnte ein Durchschnittsgewicht von 474 kg Frischmasse (FM) bzw. 194 kg Trockenmasse (TM) je Ballen erzielt werden. Beim Öffnen der Quaderballen wurde eine sensorische und optische Prüfung der Silagequalität der Ballen durchgeführt.

Silagequalität

Zoombild vorhanden

Dabei konnte an den Kanten und der Oberfläche enorme Schimmelbildung festgestellt werden. Die Ursachen hierfür kann auf sichtbare Folienverletzungen die während der Lagerungszeit auftraten zurückgeführt werden. Durch die Langfaserigkeit bzw. „Kantigkeit“ des Materials könnte die Adhäsion der Folie grundsätzlich schlechter gewesen sein und dadurch ein Sauerstoffzutritt von außen leichter stattfinden. Die Folgen von Schimmelbildung sind unter anderem hohe Verluste an Trockenmasse bzw. Energie und die Bildung von Mykotoxinen in der Silage.

Rundballen

Zoombild vorhanden

Bei den Maisstrohrundballen war das Ziel Erkenntnisse darüber zu gewinnen, welche Mengen und Qualitäten pro Ballen im Vergleich zum Quaderballen zu erzielen sind bzw. ob es ähnliche Probleme mit der Sperrigkeit des Materials hinsichtlich Schimmelbildung gibt. Im Mittel wurde ein Gewicht von 492 kg FM pro Ballen festgestellt. Durchschnittlich lag der TM-Gehalt bei 51 %, dadurch konnten 259 kg TM pro Ballen ermittelt werden.

Lagerungsverluste + Dichte und Gärsäuremuster

Lagerungsverluste

Anhand der Differenz aus Ein- und Auslagerung ergibt sich daraus ein mittlerer TM-Verlust von 6 %. Diese liegen auf gleichem Niveau wie die ermittelten Verluste von Maisstrohsilagen im Fahrsilo. Zudem liegen die berechneten Verluste leicht oberhalb der unvermeidbaren Verluste von 3-5 %, die während der Silierung und Lagerung auftreten.

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Dichte und Gärsäuremuster

Die ermittelten Dichten der Maisstrohballen liegen mit 143 kg TM/m³ etwas unter dem Dichtebereich von Grassilageballen. Das zeigt, wenn das Material vor dem Pressen ausreichend zerkleinert wird, eine noch akzeptable Verdichtbarkeit im Ballen möglich ist. Bei der sensorischen und optischen Prüfung der Ballen konnte keine Schimmelbildung beobachtet werden, die Silage hatte eine „goldene“ Farbe und roch aromatisch (Abbildung). Das Gärsäuremuster der beprobten Ballen zeigte, dass im Mittel die Milchsäuregehalte bei 41 g/kg TM lagen und der pH-Wert der Silage bei 4,5 lag.

• Maisstroh siliert auch unter Praxisbedingungen sehr gut, was die gebildeten Milch- und Essigsäuregehalte zeigten
• Höhere Schmutzanteile, bedingt durch die Bergung unter ungünstigen Bedingungen, förderten die Bildung von Buttersäure in den Silagen
• Das Silomanagement beeinflusste im Wesentlichen die Silagequalität (Abdeckung, Entnahme)
• Hohe aerobe Stabilität konnte auch unter Praxisbedingungen festgestellt werden, aber nur bei sorgfältiger Verdichtung und ausreichendem Vorschub (Sommer > 2,5 m, Winter > 1,5 m pro Woche).
• Bereiche mit Nacherwärmung bei sehr trockenem langfaserigen Material, mangelhafter Abdeckung oder Silofolienbeschädigung bzw. geringem Vorschub beobachtet
• Ermittelte Lagerungsdichten lagen im Durchschnitt bei 146 kg TM/m3 (±57 kg), dadurch wird im Vergleich zu Silomais (~260 kg TM/m³) mehr Lagerraumkapazitäten benötigt
• Bei ordnungsgemäßen Silomanagement sind die Silierverluste bei Maisstrohsilagen im Fahrsilo auf gleichem Niveau wie bei Silomais (rund 7 %)

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