Für eine erfolgreiche Silierung ist eine sorgfältige Vorbereitung unerlässlich. Dazu zählen die zeitgerechte Gewinnung, Vorbereitung (s. auch Kap. 2.1.2 bzw. 2.2.2) und ausreichende Zerkleinerung des Silierguts, die Beschickung des Silos sowie die Lagerbedingungen. Werden diese außer Acht gelassen, erhöht sich das Verderbnisrisiko der Silage. Diese Abhandlung soll lediglich einen kurzen Überblick geben; sie erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Die Wasserkonzentration einer Pflanze ist abhängig vom Alter, ihrer Morphologie und ihren Wachstumscharakteristika sowie von Wetter und Ertrag. Für den Siliererfolg ist nicht nur die interne Wasserkonzentration der Pflanze, sondern auch diejenige auf der Pflanzenoberfläche von Bedeutung. Die chemische Zusammensetzung der Kutikula bestimmt, wie gut oder schlecht ein Wassertropfen auf der Blattspreite Halt findet. Deutsches Weidelgras gehört zu den hydrophilen Pflanzen, sodass auf seiner Oberfläche bis zu 10 % mehr Wasser zurück-bleibt als bei hydrophoben Pflanzen wie beispielsweise dem Weißen Straußgras (Agrostis stolonifera) (BUXTON u. O’KIELY 2003). Das interne Wasserspeichervermögen wird durch die Pflanzenreife bestimmt; ältere Pflanzen speichern mehr Wasser (HARRISON et al. 2003).
Beide Wasserreservoirs (oberflächlich und intern) sind entscheidend für die Silierung, denn ein erhöhter Feuchtigkeitsgehalt des Silierguts führt zu schlechterer Verdichtung (heutzutage auch durch zu starkes Anwelken4) durch Faserversteifung, zum Verlust löslicher Nährstoffe
4 laut persönlicher Mitteilung von Herrn Prof. J. Kamphues, Hannover am 01.11.2010
durch höhere Sickersaftverluste sowie zu hohen Säuregehalten und erhöhtem Proteinabau durch verlängerte Fermentation (BUXTON u. O’KIELY 2003; HARRISON et al. 2003;
MAHANNA u. CHASE 2003; MUCK et al. 2003). Zumindest bei der Oberflächen-feuchtigkeit gibt es Abhilfe. Bei Einsatz des auf dem amerikanischen Markt unter dem Begriff
„brush mower“ bekannten Mähwerkzeuges können 57 % des Oberflächenwassers entfernt werden (MUCK et al. 2003).
Mechanisches Vorbehandeln des Silierguts verbessert die Chancen für eine gute Silierung.
Die Zerstörung der Zellintegrität durch Häckseln, (Ab-)Reißen, Quetschen oder Mahlen setzt organische Säuren frei, die den erforderlichen pH-Wert-Abfall (auf <4,2; MACPHERSON 1952; NEHRING 1972; OHSHIMA u. MCDONALD 1978) beschleunigen (WOOLFORD et al. 1984). Außerdem werden Substrate, z. B. Zucker, für die Bakterien im Silo freigesetzt.
Neben der Zerkleinerung an sich, spielt die Länge der Partikel eine Rolle. Je kleiner die Pflanzenbruchstücke, desto einfacher die Verdichtung und damit die Verdrängung des Sauerstoffs aus dem Siliergut. Mit abnehmendem Sauerstoffgehalt sinken die Respirationsrate der Pflanzen (WOOLFORD 1984; MUCK et al. 2003) und infolgedessen die Nährstoff-verluste (Proteine, Kohlenhydrate). Jedoch darf nicht zu klein gehäckselt werden, da sonst die Strukturwirk-samkeit der Faser leidet. Bei Maissilage wird eine Häcksellänge von 5-8 mm empfohlen (SPIEKERS et al. 2009). Bei Grassilage sind ähnliche Häcksellängen möglich, wenn zusätzlich ausreichend langfaserige Anteile enthalten sind5.
Auf die Zerkleinerung des Silierguts folgt die Einsilierung im Silo. In Norddeutschland werden am häufigsten so genannte Durchfahrtsilos verwendet. Bei ihrer Beschickung sind folgende Hinweise zu beachten: gesamtes Siliergut auf einmal einsilieren, hohe Stapelung, zwischenzeitlich gründliches Verdichten, Erdeintrag vermeiden, geeignete Folienabdeckung (JEROCH et al. 1993; KAMPHUES 2009).
Direkt nach der Einsilierung ist im Silo ein Temperaturanstieg von ca. 4 °C für bis zu drei Tage zu beobachten. Er ist ein direktes Maß für die Pflanzenatmung (HENDERSON et al.
1972), welche es durch genügende Verdichtung einzudämmen gilt (MCDONALD et al. 1991).
5 laut persönlicher Mitteilung von Herrn Prof. H. Scholz, Hannover am 20.11.2009
Die spezifische Wärmekapazität steigt mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt des Silierguts an (MCDONALD u. WHITTENBURY 1973). Ist die Trocknung des Silierguts nicht ausreichend oder ungleichmäßig, kann es im Silo zum sogenannten Schwitzen bis hin zur Selbstentzündung kommen. Der Wunsch einer ausreichend langen Trocknung ist aber nicht mit zu starkem Welken zu verwechseln. Stark angewelktes Material (TS 700-900 g kg-1 = Heulage bzw. Heu ≥90 % TS) führt zu höheren Atmungsverlusten und extremen Temperaturen (s. u. Maillard). Deshalb ist eine schnelle Einsilierung besonders in der wärmeren Jahreszeit wichtig (MUCK et al. 2003). Steigen die Temperaturen im Silo nämlich auf Werte >35-40 °C kommt es zur Maillard-Reaktion, einer auch als „browning“ bekannten, nicht enzymatischen chemischen Polymerisation von Zuckern und Hemizellulosen mit Aminosäuren (JEROCH et al. 1993; MUCK et al. 2003). Die unverdaulichen Polymerisationsprodukte finden sich bei der Futtermittelanalyse in der Lignin-Fraktion wieder. Höhere Ligninanteile beeinträchtigen den Futterwert der Silage (s. auch Kap. 2.4.1.2;
MUCK et al. 2003).
Bei erhöhter Silotemperatur ist die Proteolyserate durch die Aktivitätszunahme von Proteinasen erhöht (CRAWSHAW u. WOOLFORD 1979). Weniger extreme Temperatur-zunahmen (<10 °C) wirken sich nach MUCK et al. (2003) jedoch nur moderat auf die Proteolyse aus, da leicht gesteigerte Temperaturen auch die Fermentationsrate und den pH-Wert Abfall beschleunigen. Nicht nur ein verstärkter Proteinabbau kann zu Veränderungen in den Konzentrationen von z. B. Aminosäuren führen, sondern auch die Eigenschaften der Aminosäuren selbst. Die Gehalte hitzelabiler Aminosäuren wie Lysin, Asparaginsäure, Glu-taminsäure, Arginin, Histidin, Phenylalanin und Alanin sinken bei starker Temperatur-einwirkung, wobei Arginin und Lysin am empfindlichsten sind (WEISS et al. 1986; vgl. Kap.
2.2.4).
Wie bereits erwähnt, sollte der Sauerstoffgehalt im Silo durch ausreichendes Verdichten zügig gesenkt werden, um Atmungsverluste zu minimieren. Doch auch im Hinblick auf den Protein-abbau ist die Verringerung der Sauerstoffkonzentration wichtig, da proteolytische Pflanzen-enzyme bis zum Erreichen des anaeroben Milieus aktiv bleiben (OHSHIMA u. MCDONALD 1978). Unterstützt wird die Begrenzung der Proteolyse durch einen zügigen pH-Wert Abfall
auf ≤4,2 bzw. 4,0 (MACPHERSON 1952; NEHRING 1972; OHSHIMA u. MCDONALD 1978; bzw. JEROCH et al. 1993).
Eine schnelle Säuerung vermindert auch die Gefahr von Fehl- oder sekundären Gärungen. Sie werden v. a. durch erhöhte Gehalte an Clostridien hervorgerufen. Diese Bakterien können sich bei relativ hohen pH-Werten (>4) und hohen Feuchtigkeitsgehalten (TS <350 g kg-1) entwickeln (OHSHIMA u. MCDONALD 1978; WOOLFORD 1984).
Feuchte Silagen sind auch stärker von Veränderungen in der Aminosäurenkonzentration betroffen (BRADY 1965). Es kommt sogar zu einem zweiten, nicht genauer beschriebenen, proteolytischen Effekt im 1.-4. Lagermonat. Veränderungen im pH-Wert und Pufferindex ließen in Untersuchungen von BRADY (1960) auf bakterielle Aktivität schließen.
Um einen schnellen pH-Wert-Abfall zu erreichen und Fehlgärungen zu vermeiden, muss das Pflanzenmaterial einen ausreichend hohen Zuckergehalt besitzen. Dies ist bei jungen, eiweißreichen Grünfutterpflanzen häufig nicht der Fall (NEHRING 1972). Schwierigkeiten bereitet auch Pflanzenmaterial, dass eine hohe Pufferkapazität besitzt (NEHRING 1972). Aus einem Sommeraufwuchs aus Deutschem Weidelgras (Lolium perenne) mit einem pH-Wert von 5,7 ist deshalb i.d.R. keine stabile Silage ohne Zusätze herstellbar (ISSELSTEIN et al.
2003). Zur Stabilisierung werden daher Silierhilfsmittel und -zusätze verwendet. Zum Einsatz kommen hauptsächlich Enzyme, Milchsäurebakterien (MSB) und Formaldehyd (HARRISON et al. 2003). Mithilfe von Formaldehyd können die Silotemperatur um ca. 4 °C gesenkt (HENDERSON et al. 1972) und die Verluste durch Atmung vermindert werden (WOOLFORD 1984). Der Einsatz von MSB-Kulturen unter guten Silierbedingungen (genügend hohe Konzentration an WSC) kann die Fermentationsbedingungen verbessern und den Gehalt an Rubisco im Vergleich zu nicht inokulierten Silagen besser erhalten (DAVIES et al. 1998).
Zusammenfassung:
Bei Beachtung folgender Hinweise erhält man eine gute Silage:
1. geringer Feuchtigkeitsgehalt (<650 g kg-1 TS) durch Verringerung des Oberflächenwassers und durch Trocknung
2. ausreichend hoher Zuckergehalt (CAVE: junge Grünfutterpflanzen) 3. genügende Zerkleinerung
4. O2-Ausschluss durch Verdichten 5. niedriger pH-Wert (<4,0)
6. eventuell Zusatz von Silierhilfsmitteln und –zusätzen