Untersuchungen zur Silagequalität - Siliererfolg / Hygienestatus und Futterwert - auf Milchkuhbetrieben in Deutschland

Tierärztliche Hochschule Hannover

Untersuchungen zur Silagequalität - Siliererfolg / Hygienestatus und Futterwert -

auf Milchkuhbetrieben in Deutschland

INAUGURAL – DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer

Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae -

(Dr. med. vet.)

vorgelegt von Iris Litjens

Crailsheim

Hannover 2020

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. Martina Hoedemaker Klinik für Rinder

Tierärztliche Hochschule Hannover Dr. Katrin Birnstiel

1. Gutachterin: Prof. Dr. Martina Hoedemaker

2. Gutachter: Prof. Dr. Josef Kamphues

Tag der mündlichen Prüfung: 13. November 2020

Diese Arbeit ist im Rahmen des Projektes „Tiergesundheit, Hygiene und Biosicherheit in deutschen Milchkuhbetrieben – eine Prävalenzstudie“ entstanden und wurde durch die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert (FKZ: 2814HS006-008).

Meiner Familie

I

I NHALTSVERZEICHNIS

Inhaltsverzeichnis ... I Tabellenverzeichnis ... IV Abbildungsverzeichnis ... VII Abkürzungsverzeichnis ... VIII Geschlechtsneutrale Formulierung ... IX

1. Einleitung ... 1

1.1 Das Verbundprojekt ... 1

1.2 Bedeutung der Silagequalität in der Milchkuhfütterung ... 1

1.3 Ziel dieser Dissertation ... 2

2. Literatur ... 3

2.1. Silage als Form der Grünfutterkonservierung ... 3

2.2 Bergung des Siliergutes ... 4

2.2.1 Schnittzeitpunkt ... 4

2.2.2 Schnitthöhe ... 6

2.2.3 Anwelken des Grases ... 7

2.2.4 Häcksellänge ... 8

2.3 Lagerung des Siliergutes ... 10

2.3.1 Lagerungsformen ... 10

2.3.2 Verdichtung ... 17

2.3.3 Abdeckung ... 19

2.3.4 Entnahme ... 24

2.4 Silierprozess ... 25

2.4.1 Aerobe Phase ... 25

2.4.2 Anaerobe Phase ... 26

2.4.3 Lagerphase ... 27

2.4.4 Entnahmephase ... 28

2.4.5 Aerobe Stabilität ... 28

2.4.6 Silierzusatzstoffe ... 29

2.5 Fehlerhafte Silierprozesse ... 30

2.5.1 Fehlgärungen ... 31

2.5.2 Fäulnis ... 32

2.5.3 Nacherwärmung ... 33

II

2.6 Silagequalität und deren Beurteilung... 30

2.6.1 Bewertungskennzahlen für die Silagequalität ... 34

2.6.2 Beurteilung der Silagequalität ... 39

3. Material und Methoden ... 48

3.1 Material ... 48

3.1.1 Studiendesign... 48

3.1.2 Betriebsbesuch ... 49

3.2 Methoden ... 50

3.2.1 Interview ... 50

3.2.2 Untersuchung der Silagen vor Ort ... 51

3.2.3 Probenentnahme ... 30

3.2.4 LUFA-Untersuchungen ... 52

3.2.5 Statistische Auswertung ... 59

4. Ergebnisse ... 51

4.1 Untersuchte Silagen auf den besuchten Betrieben ... 64

4.2 Energie- und Nährstoffgehalte der Gras- und Maissilagen... 65

4.2.1 Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte der Grassilageproben ... 66

4.2.2 Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte der Maissilageproben ... 69

4.3 Deskription Gärqualität der Gras- und Maissilagen ... 72

4.4 Deskription Mikrobiologische Qualität der Gras- und Maissilagen ... 76

4.4.1 Keimgruppen und Keimzahlstufen ... 76

4.5 Unterschiede im Silomanagement ... 80

4.5.1 Bauart ... 80

4.5.2 Abdeckung ... 81

4.5.3 Siliermitteleinsatz ... 81

4.5.4 Silierdauer ... 82

4.5.5 Beschaffenheit der Anschnittsfläche ... 83

4.5.6 Sichtbare Sand-/Erdbeimengungen ... 83

4.5.6 Sandwichsilagen ... 84

4.5.7 Schnittzahl bei Gras ... 84

4.6 Risikofaktorenanalysen / ein- und mehrfaktorielle Modelle ... 85

4.6.1 Energie- und Nährstoffgehalte ... 85

4.6.2 Gärqualität ... 92

III

4.6.3 Mikrobiologische Qualität ... 98

4.7 Auswertung auf Betriebsebene ... 105

4.7.1 Mikrobiologische Qualität ... 106

4.7.2 Gärqualität ... 106

4.7.3 Energiegehalt ... 106

4.7.4 Rohasche- und Sandgehalt ... 107

5. Diskussion ... 108

5.1. Methoden ... 108

5.1.1. Studiendesign... 108

5.1.2. Studienpopulation ... 108

5.1.3 Probennahme ... 109

5.1.4 Erhebung der Risikofaktoren ... 109

5.1.5 Laboranalyse ... 110

5.2. Ergebnisse ... 110

5.2.1 Silomanagement ... 110

5.2.2 Untersuchungsergebnisse der Energie- und Nährstoffgehalte ... 113

5.2.3 Untersuchungsergebnisse der Gärqualität ... 114

5.2.4 Untersuchungsergebnisse der Mikrobiologie ... 115

5.2.5 Auswertungen auf Betriebsebene ... 116

6. Fazit ... 117

7. Zusammenfassung ... 119

8. Summary ... 122

9. Anhang ... 125

10. Literaturverzeichnis ... 134

11. Gesetze und Verordnungen ... 145

Danksagung ... 146

IV

T ABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Wringprobe zur Einschätzung des TS-Gehaltes von Silagen(NUßBAUM et al. 2004;

KAMPHUES 2014). ... 41

Tabelle 2: Auf den Nachweismedien feststellbare Indikatorkeime aus Futtermittelproben (VDLUFA 2012). ... 44

Tabelle 3: Orientierungswerte bei Gärfuttermitteln für produkttypische und verderbnisanzeigende Mikroorganismen (VDLUFA 2012). ... 45

Tabelle 4: Keimzahlstufen der Keimgruppen aus Futtermitteln (VDLUFA 2012). ... 45

Tabelle 5: Ableitung der Qualitätsstufe eines Futtermittels (VDLUFA 2012). ... 46

Tabelle 6: Bewertung des Butter- und Essigsäuregehalts in Silagen (VDLUFA 2012) ... 47

Tabelle 7: Bewertung des pH-Wertes in Silagen (VDLUFA 2012) ... 47

Tabelle 8: Bewertung der Gesamtpunktzahl der Gärqualität von Silagen (VDLUFA 2012) ... 47

Tabelle 9: Cut-offs für die Betriebsgrößen, nach Anzahl der Kühe mit mind. einer Laktation. ... 49

Tabelle 10: Anzahl besuchter kleiner, mittlerer und großer Betriebe je Region. ... 49

Tabelle 11: Risikofaktoren der Gärqualität, der mikrobiologischen Qualität, des Energiegehaltes und wichtiger Nährstoffgehalte ... 62

Tabelle 12: Häufigkeitsverteilung der Lagerungsformen der untersuchten Silagen in den drei Studienregionen. ... 65

Tabelle 13: Quantitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Grassilagen. ... 68

Tabelle 14: Qualitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Grassilagen. ... 69

Tabelle 15: Quantitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Maissilagen. ... 71

Tabelle 16: Qualitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Maissilagen. ... 71

Tabelle 17: Quantitative Deskription der Gärqualität der Gras- und Maissilagen. ... 74

Tabelle 18: Qualitative Deskription der Gärqualität der Gras- und Maissilagen. ... 75

Tabelle 19: Qualitative Deskription der Keimzahlstufen (KZS) der Grassilagen. ... 77

Tabelle 20: Qualitative Deskription der Keimzahlstufen (KZS) der Maissilagen. ... 79

Tabelle 21: Qualitative Deskription der Bauart der Fahrsilos von Gras- und Maissilagen. ... 80

Tabelle 22: Qualitative Deskription der Abdeckung von Fahrsilos mit Gras- und Maissilagen, Mehrfachnennung möglich. ... 81

Tabelle 23: Qualitative Deskription des Siliermitteleinsatz bei Gras- und Maissilagen. ... 82

Tabelle 24: Qualitative Deskription der Silierdauer von Gras- und Maissilagen. ... 82

Tabelle 25: Qualitative Deskription der Beschaffenheit der Anschnittsfläche von Gras- und Maissilagen. ... 83

Tabelle 26: Qualitative Deskription der sichtbaren Sand-/Erdbeimengungen von Gras- und Maissilagen. ... 84

Tabelle 27: Qualitative Deskription des Vorkommens von Sandwichsilagen. ... 84

Tabelle 28: Qualitative Deskription der Schnittzahl bei Grassilagen. ... 85

Tabelle 29: Rohaschegehalt und Schnittzahl als Risikofaktoren für einen niedrigen NEL-Gehalt bei Grassilagen. ... 86

Tabelle 30: Schnittzahl als Risikofaktor für einen niedrigen nutzbaren Rohproteingehalt in Grassilagen. ... 87

Tabelle 31: Schnittzahl als Risikofaktor für einen höheren Rohfasergehalt in Grassilagen. ... 88

Tabelle 32: Bauart des Fahrsilos und Schnittzahl als Risikofaktoren für einen erhöhten Rohaschegehalt in Grassilagen. ... 89

Tabelle 33: Schnittzahl als Risikofaktor für einen niedrigen Gesamtzuckergehalt in Grassilagen. ... 90

V

Tabelle 34: Rohaschegehalt als Risikofaktor für einen niedrigen NEL-Gehalt in Maissilagen. ... 91 Tabelle 35: Bauart des Fahrsilos als Risikofaktor für einen erhöhten Rohaschegehalt in

Maissilagen. ... 92 Tabelle 36: Qualitative Auswertung des DLG-Gärfutterschlüssel bei Gras- und Maissilagen. ... 93 Tabelle 37: Rohaschegehalt (% der TS), Sand-/Erdbeimengungen, Silierdauer (Wochen),

Unterziehfolie, Seitenwand, Siliermitteleinsatz, Anschnittsfläche, Sandwichsilage, Jahreszeit und Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine schlechte Gärqualität (DLG-Gärfutterschlüssel 0-71 Punkte) bei Grassilagen. ... 94 Tabelle 38: Rohaschegehalt (% der TS), Siliermitteleinsatz, Anschnittsfläche, und Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine schlechte Gärqualität (DLG-Gärfutterschlüssel 0-71 Punkte) bei Grassilagen im mehrfaktoriellen statistischen Modell. ... 96 Tabelle 39: Rohaschegehalt (% der TS), Sand-/Erdbeimengungen, Silierdauer (Wochen),

Unterziehfolie, Seitenwand, Siliermitteleinsatz, Anschnittsfläche, Sandwichsilage, Jahreszeit und Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine schlechte Gärqualität (DLG-Gärfutterschlüssel 0-71 Punkte) bei Maissilagen. ... 97 Tabelle 40: Verteilung der Gras- und Maissilagen nach Qualitätsstufen (QS) ermittelt nach LUFA 2012). ... 98 Tabelle 41: Rohaschegehalt (% der TS), sichtbare Sand-/Erdbeimengungen, Silierdauer

(Wochen), Unterziehfolie, Seitenwand, Siliermitteleinsatz, Anschnittsfläche, Sandwichsilage, Jahreszeit und das Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine mangelhafte mikrobiologische

Qualität (Qualitätsstufe (QS) 2-4) bei Grassilagen. ... 100 Tabelle 42: Silierdauer (Wochen), Siliermitteleinsatz, Sandwichsilage, Besuchsjahr als

Risikofaktoren für eine abweichende mikrobiologische Beschaffenheit von Grassilagen (Qualitätsstufe (QS) 2 bis 4) im mehrfaktoriellen statistischen Modell. Dargestellt sind nur die Ergebnisse für die Regionen Nord und Süd, da bei der Modellierung für die Region Ost keine Risikofaktoren im Modell blieben. ... 101 Tabelle 43: Rohaschegehalt (% der TS), Sand-/Erdbeimengungen, Silierdauer (Wochen),

Unterziehfolie, Abdeckung Netz, Seitenwand, Siliermitteleinsatz, Anschnittsfläche, Sandwichsilage, Jahreszeit und Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine mangelhafte

mikrobiologische Qualität (Qualitätsstufe (QS) 2-4) bei Maissilagen. ... 103 Tabelle 44: Rohaschegehalt (% der TS), Abdeckung mit Netz, Seitenwand, Silierdauer (Wochen), Siliermitteleinsatz, Jahreszeit und Besuchsjahr als Risikofaktoren für eine abweichende

mikrobiologische Beschaffenheit von Maissilagen (Qualitätsstufe (QS) 2 bis 4) im

mehrfaktoriellen statistischen Modell. ... 105 Tabelle 45: Anzahl der Betriebe, bei denen mindestens eine Silage (Gras- und Maissilagen

zusammengefasst) das entsprechende Merkmal nicht erfüllt hat... 107 Tabelle 46: Orientierungswerte (Keimzahlstufe I) und Keimzahlstufen II bis IV bei feuchten Einzelfuttermittel (VDLUFA 2012). ... 125 Tabelle 47: Quantitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Grassilagen. ... 126 Tabelle 48: Qualitative Deskription der Energie- und Nährstoffgehalte in Grassilagen. ... 127 Tabelle 49: Quantitative Deskription weiterer Energie- und Nährstoffgehalte in Maissilagen. . 128 Tabelle 50: Qualitative Deskription weiterer Energie- und Nährstoffgehalte in Maissilagen. .... 129 Tabelle 51: Zusammenhang der Gärqualität und des Rohaschegehaltes, der Sand-

/Erdbeimengungen, der Silierdauer, der Unterziehfolie, der Seitenwand, des

Siliermitteleinsatzes, der Beschaffenheit der Anschnittsfläche, der Silierung als Sandwichsilage, der Jahreszeit sowie des Besuchsjahrs bei Grassilagen. ... 130

VI

Tabelle 52: Zusammenhang der Gärqualität und des Rohaschegehaltes, der Sand- /Erdbeimengungen, der Silierdauer, der Unterziehfolie, der Seitenwand, des

Siliermitteleinsatzes, der Beschaffenheit der Anschnittsfläche, der Silierung als Sandwichsilage, der Jahreszeit sowie des Besuchsjahrs bei Maissilagen. ... 131 Tabelle 53: Zusammenhang der mikrobiologischen Qualitätsstufe (QS) und des

Rohaschegehaltes, der Sand-/Erdbeimengungen, der Silierdauer, der Unterziehfolie, der

Seitenwand, des Siliermitteleinsatzes, der Beschaffenheit der Anschnittsfläche, der Silierung als Sandwichsilage, der Jahreszeit sowie des Besuchsjahrs bei Grassilagen. ... 132 Tabelle 54: Zusammenhang der mikrobiologischen Qualitätsstufe(QS) und des

Rohaschegehaltes, der Sand-/Erdbeimengungen, der Silierdauer, der Unterziehfolie, der

Seitenwand, des Siliermitteleinsatzes, der Beschaffenheit der Anschnittsfläche, der Silierung als Sandwichsilage, der Jahreszeit, des Besuchsjahrs bei Maissilagen. ... 133

VII

A BBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Konservierung durch Milchsäuregärung während

des Silierprozesses (modifiziert nach GROSS u. RIEBE 1974) ... 3

Abbildung 2: Veränderungen des Energie- und Nährstoffgehaltes im Grünfutter in Abhängigkeit vom Vegetationsstadium (modifiziert nach KAMPHUES 2014) ... 5

Abbildung 3: Das Gras wird zum Anwelken im Schwad auseinandergebreitet. Wenn ein Mähaufbereiter eingesetzt werden soll, ist eine Aufbereitung über die gesamte Arbeitsbreite mit anschließender Breitablage sinnvoll (THAYSEN 2011a). ... 8

Abbildung 4: Flach- bzw. Fahrsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 11

Abbildung 5: Hochsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 11

Abbildung 6: Rund- oder Ballensilage (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 11

Abbildung 7: Folienschlauchsilage (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 11

Abbildung 8: Grassilage in einer Erdmiete (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 12

Abbildung 9: Fahrsilo mit einer befestigten Grundfläche (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 13

Abbildung 10: Fahrsilo mit zwei schrägen Seitenwänden (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 13

Abbildung 11: Hochsilo aus Holz (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 15

Abbildung 12: Ein Kombinationsgerät aus Ballenpresse und Wickler (THAYSEN 2011) ... 16

Abbildung 13: Mais in einem Folienschlauch siliert (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) .. 17

Abbildung 14: Abdeckung eines Silohaufens mit einer Unterziehfolie (A), einer Abdeckfolie (B) und einem Schutznetz (C), das mit Autoreifen (D) beschwert wird (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 19

Abbildung 15: Mit einer Wandfolie abgedeckte Seitenwand eines Fahrsilos (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 20

Abbildung 16: Abdeckung eines Fahrsilos mit einer Unterziehfolie, zurückgeschlagener Abdeckfolie und einem Schutznetz, das mit Reifen beschwert ist (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 21

Abbildung 17: Freigärhaufen auf einer befestigten Grundfläche mit einem Schutznetz über der Abdeckfolie (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 22

Abbildung 18: Beschwerung mit Autoreifen und Sandsäcken (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 23

Abbildung 19: Unebene (a) und ebene (b) Anschnittsfläche einer Maissilage im Fahrsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 24

Abbildung 20: Fahrsilo mit einer deutlichen Gashaube (THAYSEN 2011a) ... 26

Abbildung 21: Grassilage mit deutlichem Strukturverlust (KLINIK FÜR RINER; TIHO HANNOVER) ... 40

Abbildung 22: Sichtbare Farbveränderungen über die gesamte Anschnittsfläche verteilt (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 42

Abbildung 23: Deutliche Schimmelnester im Randbereich der Silage (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) ... 42

Abbildung 24: Fragebogen des Betriebsbesuchs Teil 1 ... 50

Abbildung 25: Fragebogen des Betriebsbesuchs Teil 2 ... 51

VIII

A BKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abb. Abbildung

ADF Säure-Detergenzien-Faser

ADFOM Säure-Detergenzien-Faser nach Veraschung

AwSV Anlageverordnung zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen BLE Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft bspw. beispielsweise

DLG Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft ELOS Enzymlösliche organische Substanz FU Berlin Freie Universität Berlin

GE Bruttoenergie

HI-Tier Herkunftssicherungs- und Informationssystem für Tiere

IBEI Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung IVEB Institut für Veterinär-Epidemiologie und Biometrie

KBE koloniebildende Einheit

KG Keimgruppe

KZS Keimzahlstufe

LMU Ludwig-Maximilians-Universität München

Max. Maximum

ME umsetzbare Energie mind. mindestens

Min. Minimum

MJ Megajoule

n Anzahl

NDF Neutrale-Detergenzien-Faser

NDFOM Neutrale-Detergenzien-Faser nach Veraschung NEL Nettoenergie-Laktation

NPN Nicht-Protein-Stickstoff nXP nutzbares Rohprotein

PraeRi Kurzname für das Projekt „Tiergesundheit, Hygiene und Biosicherheit in deutschen Milchkuhbetrieben - eine Prävalenzstudie“

q Teilwirkungsgrad für Milchbildung

Ra Rohasche

IX

Rfa Rohfaser

RNB Ruminale Stickstoffbilanz

Rp Rohprotein

ssp. Subspecies Tab. Tabelle

TiHo Tierärztliche Hochschule Hannover

TS Trockensubstanz

u. und

UAV Unmanned Aerial Vehicle UDP pansenbeständiges Protein

VDLUFA Verband deutscher landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten

z.B. zum Beispiel

G ESCHLECHTSNEUTRALE F ORMULIERUNG

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wurde im Text die männliche Form gewählt. Die Angaben beziehen sich jedoch auf Angehörige beider Geschlechter, sofern nicht ausdrücklich auf ein Geschlecht Bezug genommen wird.

1

1. E INLEITUNG

1.1 D

V

Vorangegangene Studien, wie zum Beispiel das Forschungsprojekt zur „Bedeutung von Clostridium botulinum bei chronischem Krankheitsgeschehen“ (Förderkennzeichen 2810HS005), haben gezeigt, dass es auf norddeutschen Milchkuhbetrieben Mängel in den Bereichen Haltung, Management und Fütterung gibt, die als Risikofaktoren für das Tierwohl und die Tiergesundheit in Betracht gezogen werden müssen. Im Rahmen des bundesweiten Verbundprojektes zur „Tiergesundheit, Hygiene und Biosicherheit in deutschen Milchkuhbetrieben - eine Prävalenzstudie (PraeRi)“ (Förderkennzeichen 2814HS006-008) wurde untersucht, inwieweit sich die bisherigen Ergebnisse auch in anderen Regionen Deutschlands bestätigen lassen. Es handelt sich um ein vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördertes Projekt, welches von der Klinik für Klauentiereund dem Institut für Veterinär- Epidemiologie und Biometrie (IVEB) des Fachbereichs Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin (FU), der Klinik für Rinder und dem Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung (IBEI) der Tierärztlichen Hochschule Hannover (TiHo) und der Klinik für Wiederkäuer der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) durchgeführt wurde. Es wurden insgesamt 765 Betriebe, davon 253 in der Region Nord (Niedersachsen, Schleswig-Holstein), 252 in der Region Ost (Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt, Thüringen) und 260 in der Region Süd (Bayern) einmalig besucht. Neben Daten zur Tiergesundheit, zum Management und zur Haltung der Tiere wurden zusätzlich Details zur Fütterung erfasst. Hierbei lagen Schwerpunkte auf dem Fütterungsmanagement und den Rationen, genauso wie auf der Silagequalität. Ziel war es, die Qualitäten der Silagen, die an Milchkühe verfüttert werden, unter den aktuellen Bedingungen in Deutschland zu beschreiben. Zusätzlich sollten Risikofaktoren für Mängel in der Silagequalität identifiziert werden.

1.2 B

S

M

Als unverzichtbarer Bestandteil einer Milchkuhration ist eine gute Qualität der Grobfuttermittel die Grundlage für eine erfolgreiche Fütterung (PRIEPKE u. LOSAND 2012). Als Grobfuttermittel werden alle Ganzpflanzenprodukte, die frisch, getrocknet oder siliert vorliegen können sowie Cobs und Stroh definiert (WEISS 2003). Der finnische Wissenschaftler Artturi Ilmari Virtanen entwickelte um 1930 das Silierverfahren zur Konservierung von Futtermitteln

2

(VIRTANEN 1933). Heute ist die Silierung ein gängiges und weit verbreitetes Verfahren zur Konservierung von Grünfutter. In deutschen Milchkuhbetrieben wird meist das gesamte Grobfutter, vor allem Gras und Mais, selbst erwirtschaftet (SPIEKERS 2008) und zu über 90

% in Form einer Silage konserviert (ELFERINK et al. 2000). Sowohl unter wirtschaftlichen Aspekten als auch aus Gründen der Tiergesundheit ist die Herstellung einer hochwertigen, also energie- und nährstoffreichen sowie mikro- und gärbiologisch einwandfreien Silage entscheidend (NUßBAUM 2009). Das Ziel ist es, eine möglichst energiereiche Silage zu produzieren und dadurch eine hohe Futteraufnahme der Kühe zu erreichen, wodurch wiederum eine hohe Milchleistungen zu erreichen (SPIEKERS 2008). Werden Silagen mit einer schlechten Gärqualität, z.B. durch hohe Essig- oder Buttersäuregehalte eingesetzt, geht die Futteraufnahme aufgrund geschmacklicher Veränderungen und dem reduzierten Energiegehalt zurück, wodurch auch die Milchleistung sinkt (NUßBAUM 2001a). Eine schlechte Gärqualität der Silage erhöht außerdem das Risiko einer Nacherwärmung durch Hefen und Schimmelpilze, was wiederum zu weiteren Energie- und Nährstoffverlusten führt (DRIEHUIS u. ELFERINK 2000). Die von Schimmelpilzen gebildeten Mykotoxine stellen ein weiteres Risiko für die Tiergesundheit dar, da sie eine Immunsuppression und damit eine erhöhtes Erkrankungsrisiko der Milchkühe hervorrufen (ZAIN 2011). Mykotoxine werden insbesondere für eine Gefährdung der Eutergesundheit mitverantwortlich gemacht (ANACKER 2013). Auch aus lebensmitteltechnischer Sicht ist das Verfüttern von Silagen schlechter Qualität kritisch zu betrachten, da Geruchsstoffe aus dem Futter mit der Stallluft in die Milch übergehen und damit deren Qualität senken können. Gelangen zudem Clostridien (Buttersäurebakterien) aus dem Futter in die Milch, wird die Käsereitauglichkeit der Milch eingeschränkt (JEROCH et al.

2008). Laut BUHL et al. (2015) ist davon auszugehen, dass etwa die Hälfte aller Silagen, die an deutsche Milchkühe verfüttert werden, den Qualitätsansprüchen nicht genügt.

1.3 Z

D

Ziel dieser Arbeit ist es, die bei der Fütterung laktierender Milchkühe eingesetzten Gras- und Maissilagen hinsichtlich ihrer Gärqualität, der Energie- und Nährstoffgehalte und der mikrobiologischen Qualität unter Berücksichtigung der Lagerungsbedingungen vergleichend zu bewerten. Die Silagequalitäten werden regionsübergreifend unter den aktuellen Bedingungen in Deutschland beschrieben sowie mögliche Ursachen schlechter Silagequalitäten dargestellt, um mögliche Handlungsoptionen zur Verbesserung der Silagequalität zu erarbeiten.

3

2. L ITERATUR

2.1. S

F

G

Als Grünfutter werden die oberirdischen Teile von Futterpflanzen bezeichnet, die ihr Wachstum noch nicht abgeschlossen haben. Sie können vom Dauergrünland, vom Acker oder von Koppelprodukten des Ackerbaus gewonnen werden (KAMPHUES et al. 2014). Um ganzjährig ausreichend Grünfutter zur Verfügung zu haben, ist eine Konservierung dessen erforderlich. Voraussetzung für die Produktion eines hochwertigen, konservierten Futtermittels ist eine hohe Qualität des Ausgangsmaterials (STEINÖFEL u. HOFFMANN 2013). Die Konservierung kann mittels Trocknung (Heu), Silierung (Silage) oder Alkalisierung erfolgen.

Bei der Silierung findet eine Konservierung durch epiphytische oder zugesetzte Mikroorganismen statt, welche die im Siliergut enthaltene Glucose unter anaeroben Bedingungen primär zu Milchsäure umsetzen, sodass durch einen Abfall des pH-Wertes im Siliergut eine Konservierung erfolgt [Abb. 1] (ELFERINK et al. 2000; KAMPHUES et al.

2014). Die Vorgänge, die während des Silierprozesses ablaufen, werden in Kapitel 2.4 Silierprozess detailliert dargestellt.

Abbildung 1: Schematische Darstellung der Konservierung durch Milchsäuregärung während des Silierprozesses (GROSS u. RIEBE 1974)

Bei jedem Konservierungsverfahren gehen Energie und Nährstoffe durch verfahrensbedingte, unvermeidbare Stoffumwandlungen verloren. Durch einen optimalen Silierprozess entstehen

4

jedoch geringe Energie- und Nährstoffverluste; es wird dabei ein lagerfähiges Futterkonservat hergestellt, das einen hohen Futterwert besitzt (PIEPER et al. 2007; KLOCKER et al. 2018).

Vermeidbare Verluste fallen bei der Futterkonservierung, abhängig vom Verfahren und der Managementpraxis, unterschiedlich hoch aus. Dabei gehen hauptsächlich Nährstoffe aus der Gruppe der leicht löslichen und gut fermentierbaren Kohlenhydrate verloren (THAYSEN 2012c).

2.2 B

S

Eine wichtige Voraussetzung für die Produktion einer Silage von hoher Qualität ist eine gute Abstimmung der einzelnen Arbeitsschritte aufeinander. Die logistische Kette der Silageherstellung umfasst dabei den Schnitt des Siliergutes und das Einfahren vom Feld, inklusive dem Anwelken und Häckseln sowie der Befüllung und Verdichtung des Fahrsilos (FÜRLL et al. 2007). Vor der Mahd sind alle Möglichkeiten der Wildrettung, wie z.B. die Benachrichtigung der Jagdbeauftragten sowie die Aufstellung von Vergrämungsmitteln einzusetzen, um eine Kontamination mit tierischem Protein zu vermeiden. Eine neuere und effektivere, aber noch nicht gängige Methode, ist das sogenannte „Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-basierte System“, das mit Hilfe einer Wärmebildkamera an einer Drohne Wild aus der Vogelperspektive zuverlässiger erfasst (ISRAEL 2016).

2.2.1SCHNITTZEITPUNKT

Die Wahl des richtigen Schnittzeitpunktes ist nicht nur für den Energiegehalt der erwirtschafteten Silage wichtig, sondern beeinflusst durch den Rohfasergehalt des geborgenen Siliergutes auch dessen Silierbarkeit, da sich die Pflanzenteile bei einem niedrigeren Rohfasergehalt besser verdichten lassen (GALLER 2011; JÄNICKE 2014; HOFFMANN 2016). Als Rohfaser (Rfa) wird der in Säuren und Laugen unlösliche fett- und aschefreie Rückstand bezeichnet, der die nicht löslichen Anteile von Zellulose, Hemizellulosen, Lignin und weiteren Zellwandbestandteilen beinhaltet (KAMPHUES et al. 2014).

Gras

Der optimale Schnittzeitpunkt liegt im Stadium des Ähren- und Rispenschiebens der Hauptbestandsbildner, wenn der Rfa-Gehalt 22-24 % der Trockensubstanz beträgt (THAYSEN 2008) und der Zuckergehalt des Grases am höchsten ist (SPIEKERS et al. 2009b). Die Trockensubstanz (TS) umfasst die bei 103 °C nichtflüchtigen Bestandteile eines Futtermittels (KAMPHUES et al. 2014). Die Höhe des Zuckergehaltes variiert und ist unter anderem

5

abhängig von der Sorte und der Düngung des Grases. Deutsches Weidelgras erreicht im Stadium des Ähren- und Rispenschiebens beispielsweise (bspw.) einen durchschnittlichen Gehalt an wasserlöslichen Kohlenhydraten von 22,4 % der TS (MENGE-HARTMANN et al.

2009).

Mit fortschreitender Vegetationsdauer nimmt der Rfa-Gehalt in der TS zu [Abb. 2], wodurch die Verdaulichkeit des gewonnenen Futters sinkt. Bei einem erhöhten Rfa-Gehalt wird zudem die Verdichtung des Siliergutes [2.3.2 Verdichtung] erschwert, so dass das Risiko einer Nacherwärmung [2.5.3 Nacherwärmung] steigt (SPIEKERS et al. 2009b; GALLER 2011).

Gleichzeitig nehmen der Energiegehalt sowie der Rohproteingehalt zu einem späteren Schnittzeitpunkt ab [Abb. 2] (KAMPHUES et al. 2014).

Abbildung 2: Veränderungen des Energie- und Nährstoffgehaltes im Grünfutter in Abhängigkeit vom Vegetationsstadium (KAMPHUES et al. 2014)

Durch einen zu späten Schnittzeitpunkt und den späteren Wiederaustrieb des Grasaufwuchses werden zudem die Folgeschnitte verzögert, wodurch weniger Schnitte pro Jahr erworben werden können. Für Folgeschnitte sollten Schnittintervalle von höchstens 8 Wochen angestrebt werden, um zu hohe Rfa-Gehalte und niedrige Proteingehalte zu vermeiden (KLOCKER et al.

2018). Die Anzahl der Schnitte innerhalb eines Jahres kann sehr unterschiedlich ausfallen. So wurde bspw. in der Vergangenheit bei Deutschem Weidelgras nur alle drei bis 6 Jahre ein fünfter Schnitt geerntet (JÄNICKE 2014).

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Mais

Der optimale Erntetermin ist bei der Maispflanze vom Reifezustand des Kolbens und dem Abreifegrad der Restpflanze abhängig (EDER und KRÜTZFELDT 2000). Zum Erntezeitpunkt sollte die Stärkeeinlagerung im Kolben möglichst abgeschlossen sein, um eine hohe Energie- und Nährstoffkonzentration im Siliergut zu erreichen (THAYSEN 2012c). Indem die Restpflanze noch möglichst vital ist, kann eine Qualitätsminderung durch Pilzbefall und erschwerte Verdichtung im Silo durch hohe Rohfasergehalte vermieden werden (EDER u.

KRÜTZFELDT 2000). Laut THAYSEN (2012b) und HOFFMANN (2016) liegt der bestmögliche Erntezeitpunkt zwischen Beginn und Ende der Teigreife, wenn der TS-Gehalt der Ganzpflanze 28-35 % beträgt, wobei der Kolben einen TS-Gehalt von 50-55 % und die Restpflanze einen TS-Gehalt von 18-24 % hat. Die Studien von EDER u. KRÜTZFELDT (2000) haben jedoch gezeigt, dass diese Werte für den TS-Gehalt nicht immer zutreffen, da das Wachstum des Kolbens sowie das Abreifeverhalten der Restpflanze stark sortenabhängig sind.

Vor allem bei Maissorten mit ausgeprägtem „Stay-green“-Effekt, bei denen die Restpflanze noch sehr lange grün und vital bleibt, ist mit der Ernte bis zu einer möglichst vollständigen Ausreifung der Körner zu warten, um einen maximalen Energieertrag zu erzielen (EDER u.

KRÜTZFELDT 2000).

2.2.2SCHNITTHÖHE

Neben dem passenden Schnittzeitpunkt ist auch die richtige Schnitthöhe des Siliergutes für die spätere Silagequalität von großer Bedeutung (GALLER 2011).

Gras

Bei Dauergrünland sollte eine Schnitthöhe von 5 Zentimetern (cm) und bei Ackergras von 7 cm nicht unterschritten werden (BUHL et al. 2015). Auf Flächen mit einer geringen Narbendichte sowie beim Vorkommen von Wühlmäusen oder Maulwurfshaufen muss die Schnitthöhe entsprechend auf mindestens 10 cm angehoben werden (HOFFMANN 2013).

Durch das Einhalten der empfohlenen Schnitthöhe wird ein zu starker Erdeintrag, der zu hohen Rohaschegehalten und Sandbeimengungen in der Silage führt, vermieden (RESCH 2015). Als Rohasche (Ra) werden Mineralstoffe sowie sonstige anorganische Substanzen, wie bspw.

Silikate, zusammengefasst (KAMPHUES et al. 2014). Ein Rohaschegehalt von 10 % in der TS und 2 % Sand sollten nicht überschritten werden (SPIEKERS 2004). Zu hohe Rohasche- und Sandgehalte im Siliergut wirken sich negativ auf den Energiegehalt der Silage aus und es kann schneller zu einer Fehlgärung kommen (RESCH 2015). Zudem steigt das Risiko einer

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Kontamination mit Clostridiensporen [2.5.1.2 Buttersäuregärung] und Hefepilzen durch starke Erdbeimengungen im Siliergut (HOFFMANN 2013). Eine zu geringe Schnitthöhe führt zusätzlich zum Verlust des Assimilationsapparats der Grasnarbe, wodurch diese langsamer und schwächer nachwächst (FISCH u. BUHR 2008). Dieser Umstand wiederum vermindert den Ertrag und erhöht das Risiko eines vermehrten Erdeintrags ins Futter (JÄNICKE 2011). Es ist zudem bekannt, dass zu hohe Rohasche- und Sandgehalte in der Silage die Akzeptanz mindern und somit die Futteraufnahme negativ beeinflusst wird (GRUBER et al. 2006; FISCH u. BUHR 2008).

Mais

Mais wird in der Regel mit einer Schnitthöhe von etwa 20 cm geerntet (GALLER 2011). Ist das Risiko eines Schimmelbefalls aufgrund feuchter Witterung, Hagel oder Sturm vor der Ernte erhöht, sollte eine Schnitthöhe zwischen 35 und 40 cm gewählt werden, sodass die Silage einen niedrigeren Rfa-Gehalt aufweist und besser verdichtet werden kann (HOFFMANN 2016). Je länger die Stoppeln belassen werden, umso höher ist der Kolbenanteil im Siliergut, wodurch die Energiekonzentration und die Trockenmasse erhöht, der Rohfaseranteil hingegen reduziert wird (NEYLON u. KUNG 2003). Mit etwa 10 cm längeren Stoppeln nimmt der TS-Gehalt im Siliergut um etwa ein Prozent zu und die Energiekonzentration steigt um 0,1 Megajoul (MJ) Nettoenergie Laktation (NEL)/kg TS. Der Gesamtertrag in Form geernteter Trockenmasse pro Hektar nimmt in diesem Fall jedoch um etwa 5 % ab (THAYSEN 2012c).

2.2.3ANWELKEN DES GRASES

Zum optimalen Schnittzeitpunkt hat das Ausgangsmaterial der Grassilage einen TS-Gehalt von etwa 20 % (GALLER 2011). Um den für einen günstigen Silierprozess erwünschten TS-Gehalt des Siliergutes von 35-40 % zu erreichen, ist ein Anwelken des Grases notwendig, wodurch sich auch die Zuckerkonzentration erhöht (GALLER 2011; FRANKHAUSER 2018). Es gilt, je jünger das Gras, umso höher darf der Anwelkgrad sein, wobei ein TS-Gehalt von 40 % nicht überschritten werden sollte (FRANKHAUSER 2018). Wichtig ist, dass das Anwelken möglichst rasch erfolgt und der Schwad unmittelbar nach dem Mähen auseinandergebreitet wird [Abb. 3] (SPIEKERS et al. 2009b). Die Feldliegezeit des Siliergutes sollte möglichst kurz gehalten werden, um ein Veratmen des Zuckers im Zellsaft und damit einhergehende Energieverluste zu vermeiden und das Risiko eines Regeneintrags zu senken (FRANKHAUSER 2018). Durch eine Breitablage nach dem Mähen oder mit Hilfe eines Aufbereiters, der die verdunstungshemmende Wachsschicht auf den Grashalmen durch

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Knicken oder Quetschen teilweise zerstört, lässt sich die Feldliegedauer des Siliergutes auf 4 bis 5 Stunden verkürzen (FRANKHAUSER 2018). Auf Problemflächen, wie z.B.

Grasbeständen mit einer lückenhaften Grasnarbe oder vielen Maulwurfshaufen, sollte kein Aufbereiter bei der Ernte eingesetzt werden, da dieser den Sandeintrag in das Siliergut zusätzlich erhöht (THAYSEN 2008).

Wenn das Siliergut zu stark angewelkt ist und somit zu trocken eingefahren wird, gehen durch Atmungs- und Bröckelverluste Nährstoffe verloren und die Verdichtung des Siliergutes wird erschwert (THAYSEN 2012b). Ein zu geringer Anwelkgrad des Grases kann hingegen ebenfalls zu Energie- und Nährstoffverlusten führen, da bei zu feuchtem Siliergut vermehrt Gärsaft aus der Silage austritt. Zudem ist das Risiko einer Buttersäuregärung [2.5.1.2 Buttersäuregärung], bei der Clostridien die bereits gebildete Milch- und Essigsäure zu Buttersäure umwandeln, höher. Dadurch entstehen hohe Energieverluste und aufgrund der sensorischen bzw. geruchlichen Veränderungen der Silage kann die Akzeptanz und somit die Futteraufnahme sinken (SPIEKERS et al. 2009b; THAYSEN 2012b).

Abbildung 3: Das Gras wird zum Anwelken im Schwad auseinandergebreitet. Wenn ein Mähaufbereiter eingesetzt werden soll, ist eine Aufbereitung über die gesamte

Arbeitsbreite mit anschließender Breitablage sinnvoll (THAYSEN 2011a).

2.2.4HÄCKSELLÄNGE

Die Häcksellänge des Siliergutes und die davon abhängige Partikellänge der Silage in der Ration haben Auswirkungen auf die Futteraufnahme und das Wiederkauverhalten der

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Milchkühe, wodurch der pH-Wert im Pansen sowie der Ablauf von Fermentationsprozessen beeinflusst werden (NASROLLAHI et al. 2016). Eine angemessene Partikellänge des Futters ist notwendig, um die Schichtung des Pansens mit einer dichten Fasermatte zu gewährleisten, die wiederum die Wiederkautätigkeit und den Speichelfluss anregt (CLAUSS et al. 2011).

Dadurch können die bei der Fermentation im Pansen gebildeten Säuren neutralisiert werden (ZEBELI et al. 2012).

Gras

Das Häckseln des Siliergutes trägt dazu bei, dass die Pflanzenzellen vermehrt aufgeschlossen werden und dadurch die im Zellsaft enthaltenen Nährstoffe schneller zur Verfügung stehen (WILHELM 1991). Die optimale Häcksellänge von Gras liegt zwischen zwei und 4 cm, wobei frühe Schnitte tendenziell länger und spätere Schnitte eher kürzer gehäckselt werden sollten (HOFFMANN 2013). Trockenes Siliergut sollte ebenfalls kürzer gehäckselt werden, um eine gute Silagequalität zu erzielen (SPIEKERS et al. 2009b). Durch die Einhaltung der richtigen Häcksellänge werden eine gute Verdichtung sowie ein besserer Aufschluss und somit eine schnellere Gärung erreicht. Zudem wird hierdurch die Höhe der Futteraufnahme positiv beeinflusst (HOFFMANN 2013).

Mais

Die Maispflanze wird gehäckselt, um die Transportwürdigkeit, die Homogenität der Silage und eine gute Verdichtbarkeit zu gewährleisten, wodurch eine Verbesserung der Siliereigenschaften und der Verdaulichkeit erreicht wird (SPIEKERS et al. 2009a). Die Häcksellänge der Maissilage hat sowohl Einfluss auf die Futteraufnahme, als auch auf die Wiederkäuergerechtheit der Ration, die die physikalische Strukturwirkung eines Futtermittels bzw. der Ration beschreibt (THAYSEN 2012d; MAHLKOW-NERGE 2013). Laut THAYSEN (2012d) wird beim Einsatz einer maisbetonten Ration mit einem Maissilageanteil von maximal 70 % eine Häcksellänge von 6 bis 8 mm empfohlen. Werden die Maispflanzen kürzer gehäckselt, sinkt die physikalische Strukturwirkung, was sich negativ auf die Wiederkäuergerechtheit der Ration auswirkt (SPIEKERS et al. 2009a). Gerade zu Beginn der Laktation, wenn häufig sehr maissilagebetonte Rationen eingesetzt werden, können beim Einsatz von Silagen mit kürzerer Häcksellänge ein vermehrtes Aufkommen von Labmagenverlagerungen sowie ein Abfall des Milchfettgehalts und weitere Symptome einer Pansenazidose beobachtet werden (SPIEKERS et al. 2009a). Die Höhe der Futteraufnahme und die damit verbundene Milchleistung steigen hingegen an (SPIEKERS et al. 2009a). Eine längere Häcksellänge der Maissilage erleichtert den Kühen die Selektion bestimmter

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Futterbestandteile aus der vorgelegten Ration. Somit kann die Aufnahme einer ausbalancierten Ration mit einer ausreichenden Energie- und Nährstoffaufnahme nicht mehr gewährleitet werden (MAHLKOW-NERGE 2013). Zudem steigt bei einer längeren Häcksellänge der Aufwand zur Verdichtung, wodurch die aerobe Stabilität der Silage gefährdet wird (MAHLKOW-NERGE 2013).

Eine Alternative ist eine sogenannte Shredlage, bei der das Siliergut aufgefranst und die Körner völlig zermahlen werden (HOFFMANN 2016). Der Vorteil liegt hier hauptsächlich in der Kornzerkleinerung und damit besseren Stärkeverdaulichkeit, wohingegen auf die Strukturwirksamkeit und die Futteraufnahme kein Einfluss festgestellt werden konnte (FERRARETTO u. SHAVER 2012; HOLT et al. 2013).

Bei der Ernte der Maisganzpflanze muss nach dem Häckseln ein zusätzlicher Arbeitsschritt erfolgen, bei dem mit einem sogenannten Cracker oder Prozessor mit einer Spaltenweite von 1-16 mm die Körner zur Aufbereitung nachzerkleinert werden (COOKE u. BERNARD 2005).

Durch diese technische Zerkleinerung der Körner können die Pansenbakterien die Stärke trotz der hohen Futteraufnahme der hochleistenden Milchkühe und der damit verbundenen schnellen Passagegeschwindigkeit durch den Pansen ausreichend aufschließen (MAHLKOW-NERGE 2014). Der notwendige Zerkleinerungsgrad der Körner ist dabei vom Reifegrad und dem Zustand der Maispflanze abhängig. Die Körner sollten möglichst nicht nur angeschlagen, sondern in drei bis 4 Teile zerkleinert oder komplett vermahlen sein (MAHLKOW-NERGE 2013).

2.3 L

S

Bei der Lagerung des Siliergutes ist darauf zu achten, dass es gut verdichtet werden kann, eine luftdichte Abdeckung möglich ist, die das Siliergut während der kompletten Lagerungsdauer vor Luftzutritt bewahrt, und die produzierte Silage leicht und möglichst verlustarm zu entnehmen ist.

2.3.1GESTALTUNGEN

Die Lagerung der Silage kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Unterschieden wird dabei zwischen einem Flach- beziehungsweise Fahrsilo [Abb. 4], einem Hochsilo [Abb. 5], einer Rund- oder Ballensilage [Abb. 6] und der Folienschlauchsilage [Abb 7].

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Abbildung 4: Flach- bzw. Fahrsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) Abbildung 5: Hochsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Abbildung 6: Rund- oder Ballensilage (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) Abbildung 7: Folienschlauchsilage (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) 2.3.1.1 Fahrsilo

Ein Flachsilo [Abb. 4] kann zur Befüllung und Verdichtung mit Fahrzeugen befahren werden, weshalb es häufig auch als Fahrsilo bezeichnet wird. Handelt es sich um eine sogenannte Erd- oder Feldmiete, wird das Siliergut direkt auf einer unbefestigten bzw. nicht betonierten Grundfläche gelagert und mit Folie abgedeckt [Abb. 8] (KAMPHUES et al. 2014).

Abb. 4 Abb. 5

Abb. 7 Abb. 6

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Abbildung 8: Grassilage in einer Erdmiete (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Wird das Siliergut stattdessen auf einer befestigten Grundfläche gelagert [Abb. 9], ist die Verschmutzung durch Sand- und Erdbeimengungen während der Lagerung und Entnahme geringer und der Sickersaft kann gut abfließen (KAMPHUES et al. 2014). Solche Silohaufen sollten möglichst flach angelegt sein, sodass auch die Seiten gut verdichtet werden können.

Dadurch werden bei diesen sogenannten Freigärhaufen größere Grundflächen und mehr Folie zur Abdeckung benötigt (NUßBAUM 2013b).

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Abbildung 9: Fahrsilo mit einer befestigten Grundfläche (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Ein Fahrsilo mit zwei etwa zwei Meter hohen Seitenwänden auf einer betonierten Grundfläche [Abb. 10] bietet die besten Voraussetzungen für eine gute Verdichtung und geringe Verschmutzung des Siliergutes (KAMPHUES et al. 2014).

Abbildung 10: Fahrsilo mit zwei schrägen Seitenwänden (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Zudem kann durch die Seitenwände das Füllvolumen im Verhältnis zur Grundfläche verdoppelt werden, da das Erntegut hoch aufgeschichtet werden kann (NIENHAUS 2007). Die Anschnittsfläche wird ebenfalls minimiert und dadurch das Risiko des Verderbs nach dem

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Öffnen reduziert (REINHOLD u. PEYKER 2007). Der festgelegte Siloraum und die erschwerte Entnahme können bei einem Fahrsilo mit zwei Seitenwänden als Nachteil angesehen werden (AGRAVIS 2010). Der Bau eines optimalen Fahrsilos muss richtig geplant werden. So sollte eine Mindestbreite des Silos von 6 m nicht unterschritten werden, um ein paralleles Abladen und Walzen zu ermöglichen. Außerdem sollte das Silo nicht nach hinten geschlossen sein, sondern ein Durchfahren der Erntefahrzeuge zulassen, um die Walzleistung nicht zu hemmen (NUßBAUM 2013b). Zur Ermittlung der erforderlichen Grundfläche des Fahrsilos sowie der Höhe der Seitenwände müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, die die wöchentlich benötigte Silagemenge in Abhängigkeit von der Tierzahl, die Rationszusammensetzung, die Höhe der Futteraufnahme, das Silagegewicht und den einzuhaltenden Mindestvorschub beinhalten (NUßBAUM 2013b). Eine Mindestlänge von 25-30 m wird als sinnvoll angesehen, um auch bei hoher Bergeleistung ein gutes Verdichten jeder aufgeschütteten Silageschicht zu ermöglichen (NUßBAUM 2013b). Der Silohaufen sollte die Wände leicht überragen, um eine optimale Abdeckung zu ermöglichen. Wenn die Wände des Fahrsilos leicht schräg gestellt sind, sodass das Fahrsilo nach oben breiter wird, kann das Siliergut auch am Rand gut verdichtet werden (NUßBAUM 2013b). Des Weiteren sollte die Entnahmeseite nicht zur Hauptwetterseite gerichtet sein, damit bei starkem Wind die Abdeckfolie nicht weggeweht wird und die Anschnittsfläche trockener bleibt. Durch den Einbau einer Gärsaftrinne vor dem Silohaufen kann der bei dem Silierprozess anfallende Gärsaft ungehindert ablaufen (NUßBAUM 2013b).

Zum Nachbarsilo sollte mindestens ein Meter Abstand eingehalten werden, sodass die Folien ausreichend über die Wände gezogen werden können (NUßBAUM 2013b). Da der austretende Gärsaft sauer ist und den Beton angreift, sollte eine Schutzschicht aus Bitumen, Dispersionen, Polyurethan oder Epoxid auf die Bodenplatte und die Seitenwände aufgetragen und regelmäßig erneuert werden (NUßBAUM 2013b). Beim Bau eines Silos müssen außerdem verschiedene rechtliche Bestimmungen eingehalten werden. Seit dem 1. August 2017 ist die

„Anlageverordnung zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“ (AwSV) in Kraft getreten, laut der Sickersaft sowie Siliergut, bei dem Sickersaft austreten könnte, als stark wassergefährdend eingestuft werden. Hierfür gelten besondere Anforderungen an den Bau der Anlage. Diese beinhalten eine sichere Auffangung und Lagerung des Sickersafts, sodass dieser nicht ungehindert der Anlage entweichen und über den Boden ins Grundwasser sickern kann.

Weitere Anforderungen umfassen eine sichere Befüllung und Entnahme, sorgfältige Dokumentation über Menge und Dauer des gelagerten Siliergutes sowie über die Instanthaltung der Anlage (AwSV 2017).

15 2.3.1.2 Hochsilo

Ein Hochsilo [Abb. 5] ist ein hoher Behälter aus Metall, Kunststoff oder Holz [Abb. 11], in den das Siliergut von oben eingefüllt und die Silage anschließend von unten oder oben entnommen wird. Hochsilos können mittels leistungsfähigen Gebläsen befüllt werden, sodass auch bei hoher Bergeleistung des Siliergutes logistisch keine Probleme auftreten, indem bspw. das Befüllen deutlich länger dauert als das Einfahren und es dadurch zu einer Verzögerung des Ablaufs kommt (FÜRLL et al. 2007). Die Befüllung eines Hochsilos ist in Etappen möglich.

Die Entnahme der Silage von unten aus dem Behälter mittels einer Entnahmefräse ist arbeitswirtschaftlich sehr vorteilhaft (AMMANN u. FRICK 2006; FÜRLL et al. 2007). Ein weiterer Vorteil ist der geringere Platzbedarf für ein Hochsilo im Vergleich zu anderen hier vorgestellten Lagerungsformen (LEBELT 1972). Zudem ist die Futterstockoberfläche kleiner als die Anschnittsfläche bei einem Flachsilo und es werden ohne ein aktives Verdichten hohe Lagerungsdichten erreicht, wodurch Verluste durch Nachgärung seltener auftreten (LEBELT 1972). Allerdings sind Hochsilos sowohl aus Metall wie auch aus Kunststoff mit sehr hohen Anschaffungskosten verbunden (AMMANN u. FRICK 2006).

Abbildung 11: Hochsilo (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER) 2.3.1.3 Ballensilage

Als Ballensilage [Abb. 6] wird ein durch Rund- oder Quaderballenpressen verdichtetes Siliergut bezeichnet, das anschließend mehrfach mit Folie umwickelt wird [Abb. 12]

(KAMPHUES et al. 2014). Die Vorteile liegen bei diesem Verfahren vor allem in der hohen

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Flexibilität sowohl bei der Ernte, als auch bei der Lagerung und der späteren Fütterung. Bei diesem Verfahren können auch kleinere Restflächen und Herbstaufwüchse separat einsiliert werden (GALLER 2011). Für die Lagerung sollte zwar eine möglichst ebene, befestigte Fläche vorhanden sein, ansonsten sind jedoch keine besonderen baulichen Maßnahmen vorausgesetzt, wodurch die Ballen nicht jedes Jahr am selben Ort gelagert werden müssen. Ballensilagen sind vor allem für den Einsatz in Rationen für kleine Tiergruppen geeignet (AGRAVIS 2010;

THAYSEN 2010). Zwar sind keine großen Investitionen für bauliche Einrichtungen nötig (AMMANN u. FRICK 2006), dafür sind die Herstellungskosten etwas höher, da mehr Folie, als beim Abdecken eines Fahrsilos verbraucht wird (AGRAVIS 2010; THAYSEN 2010).

Arbeitswirtschaftlich sind Ballensilagen vorteilhaft, da diese einfach mit einer Ballengabel gehändelt werden können und keine Maschinen, wie z.B. eine Fräse, zur Entnahme erforderlich sind (AMMANN u. FRICK 2006; THAYSEN 2010). Zur Lagerung der Ballen wird eine ausreichend große Fläche benötigt, da maximal zwei bis drei Ballen an der Stirnseite aufeinander gestapelt werden sollten (AGRAVIS 2010; THAYSEN 2010). Die Silagequalität kann zwischen einzelnen Ballen stark variieren. So können bspw. Ballen, die im Randbereich einer Wiese geerntet wurden, einen geringeren Energiegehalt aufweisen (THAYSEN 2010).

Entsprechend ist es von großem Wert, dass einzelne z.B. von Schimmel befallene Ballen gesondert verworfen werden können. Bei einer Fahrsilage wäre in solch einem Fall die komplette Silage verdorben und zu entsorgen.

Abbildung 12: Ein Kombinationsgerät aus Ballenpresse und Wickler (THAYSEN 2011) 2.3.1.4 Folienschlauchsilo

Bei einem Folienschlauchsilo wird das zu silierende Futter in einen Folienschlauch gepresst [Abb. 7 und Abb. 13] und anschließend luftdicht verschlossen (KAMPHUES 2014). Es ist von

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Vorteil, dass bei dieser Lagerungsform genau wie bei der Ballensilage keine besonderen baulichen Einrichtungen notwendig sind und die Größe des Silos flexibel gestaltet werden kann (AMMANN u. FRICK 2006; RÖßL u. WAGNER 2010). Die Anschnittsfläche ist in der Regel kleiner als bei Fahrsilos und es wird ein größerer Entnahmevorschub erreicht (RÖßL u.

WAGNER 2010). Die Nachteile eines Folienschlauchsilos liegen bei einem hohen Platzbedarf zur Lagerung der Schläuche sowie den hohen Folienkosten (AGRAVIS 2010; RÖßL u.

WAGNER 2010). Auch die Verdichtung im Randbereich kann bei Folienschläuchen ebenso wie bei Fahrsilos unzureichend sein (AGRAVIS 2010).

Abbildung 13: Mais in einem Folienschlauch siliert (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

2.3.2VERDICHTUNG

Das Verdichten des Siliergutes dient neben dem Erreichen eines schnellen Luftausschlusses auch dazu, dass die Poren des Pflanzenmaterials geschlossen und der Wiedereintritt von Luft sowie der Austritt von CO₂ während der Befüllung des Silos und während der späteren Entnahme der Silage verhindert werden (PEYKER 2015). Durch die anaeroben Bedingungen, die durch eine gute Verdichtung des Siliergutes und eine luftdichte Abdeckung erzielt werden, kann das Pilzwachstum eingeschränkt werden (FÜRRL et al. 2016). Dafür sollte eine Lagerungsdichte des Siliergutes von mindesten 200 kg TS pro m³ angestrebt werden (FÜRLL et al. 2006). Die Futterverdichtung hängt zum einen von den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Siliergutes, wie z.B. dem TS- und dem Rfa-Gehalt sowie der Biegefestigkeit von Blättern und Stängeln ab (FÜRLL et al. 2006). Zum anderen sind Verfahrensparameter wie die Häcksellänge, das Verdichtungsverfahren und die Lagerungsdauer für den Grad der Verdichtung ausschlaggebend (FÜRLL et al. 2006; NUßBAUM 2013b). Je kürzer das Siliergut

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geschnitten oder gehäckselt ist und je niedriger der Rfa-Gehalt ist, desto leichter lässt sich das Siliergut verdichten (KLOCKER et al. 2018).

Ein Fahrsilo wird schichtweise befüllt, wobei jede einzelne Schicht mit einer schweren Walze bereits während des Befüllens verdichtet wird. Dabei sollte die neu aufgebrachte Schicht nicht dicker als 30 cm sein und es muss genug Zeit bis zum nächsten Abladen bleiben, um die gesamte Schicht mehrmals zu überfahren (THAYSEN 2012d). Bei zunehmender Bergeleistung wird die Walzarbeit trotz schwerer Walzen aufgrund des Zeitmangels zu einem Schwachpunkt in der Silierkette (NUßBAUM 2013b).

Das Verdichten im Hochsilo erfolgt über die Hermetisierung und die Eigenbelastung des Siliergutes, sodass bei dieser Lagerungsform kein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig ist (FÜRLL et al. 2007).

Siloballen werden beim Pressen des Ballens auf dem Feld verdichtet [Abb. 12]. Dabei wird ein Pressdruck von mindestens 200 kg TS/m³ empfohlen (SCHMERBAUCH et al. 1997; FÜRLL et al. 2006; KLOCKER et al. 2018). Die sogenannten „Compactrollen“ sind besonders dicht verpresste rollenförmige Ballen mit einer höheren Dichte von durchschnittlich 300 – 340 kg TS/m³, die aufgrund eines geringen Pilzwachstums häufig eine bessere Silagequalität aufweisen als weniger dicht verpresste Ballen (SCHMERBAUCH et al. 1997; FÜRLL et al.

2006). Bei dem Compactrollenpressverfahren wird der Schwad durch einen Spalt zwischen zwei Walzen aufgenommen und dabei einem starken Quetschdruck ausgesetzt. Anschließend wird das Siliergut um einem rotierenden Pressstrang gewickelt, dabei mit Garn oder einem Netzband umgeben und der Einstellung entsprechend lang abgetrennt (MATTHIESL et al.

1996).

Bei einer Folienschlauchsilage wird mittels eines Rotors oder einer Schnecke das Siliergut in einen Stahltunnel, um den der gefaltete Folienschlauch gelegt ist, befördert und verdichtet. Der Pressdruck wird bei diesem Verfahren über das hydraulisch regelbare Bremssystem der Maschine gesteuert (KOCH et al. 2010). Wie stark das Siliergut in einem Folienschlauch verdichtet wird, hängt von der Bedienung der Maschine und damit der Erfahrung und dem Geschick des Maschinenbedieners ab (MAACK 2009; KOCH et al. 2010). Ähnlich wie bei Fahrsilos ist auch bei Folienschlauchsilagen die Verdichtung im Randbereich schlechter als im Kern des Schlauchs (MAACK 2009).

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2.3.3ABDECKUNG

Eine luftdichte und vor Beschädigungen geschützte Abdeckung des Silos [Abb. 14] ist ein entscheidender Faktor zur Sicherung der Silagequalität (RESCH 2018).

Abbildung 14: Abdeckung eines Silohaufens mit einer Unterziehfolie (A), einer Abdeckfolie (B) und einem Schutznetz (C), das mit Autoreifen (D) beschwert wird (KLINIK FÜR

RINDER; TIHO HANNOVER)

Für Fahrsilos gibt es verschiedene Abdecksysteme, die sich in der Handhabung, der Qualität und bei der Wiederverwendbarkeit unterscheiden. Bei Fahrsilos mit zwei massiven Seitenwänden [Abb. 10] kann eine Wandfolie mit einer Stärke von 100 – 150 µm als Abdichtung des Randbereiches vor Schmutz und Wasser verwendet werden [Abb. 15].

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Zusätzlich schützt sie die Seitenwände vor den aggressiven Gärsäuren der Silage (KLOCKER et al. 2018). Vor der Befüllung des Silos wird die Wandfolie mit einem Überstand von etwa 50 cm ausgebreitet, der dann später nach innen, auf den Futterstock umgeklappt wird (KLOCKER et al. 2018).

Abbildung 15: Mit einer Wandfolie abgedeckte Seitenwand eines Fahrsilos (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Eine Unterziehfolie [Abb. 14 und Abb. 16] wird direkt auf den Futterstock und die eingeklappte Wandfolie gelegt [Abb. 15] (RESCH 2018). Sie passt sich dem frisch einsilierten Futterstock an und mindert dadurch den Lufteinschluss unterhalb der Abdeckfolie (KLOCKER et al. 2018).

Bei einer Unterziehfolie handelt es sich um eine sehr leichte, 40 µm starke Folie, deren Aufbringung bei Wind schwierig ist, da sie leicht weg geweht wird (RESCH 2018).

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Abbildung 16: Abdeckung eines Fahrsilos mit einer Unterziehfolie, zurückgeschlagener Abdeckfolie und einem Schutznetz, das mit Reifen beschwert ist (KLINIK FÜR RINDER;

TIHO HANNOVER)

Die zur Abdeckung über der Unterziehfolie vorgesehene Abdeckfolie sollte nach den Richtlinien der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft (DLG) bestimmte Mindestanforderungen erfüllen. Hierzu gehören eine gleichmäßige Materialbeschaffenheit und Foliendicke, eine hohe Reißfestigkeit, die auch nach Säureanlagerung bzw. nach Alterung erhalten bleibt, sowie eine möglichst geringe Sauerstoffdurchlässigkeit (NUßBAUM 2013a).

Für die Abdeckung des Fahrsilos kann zwischen Abdecksystemen für den einmaligen oder mehrmaligen Gebrauch unterschieden werden. Als Silofolie für den einmaligen Gebrauch dient häufig eine Polyethylen-Folie mit einer Stärke von 150-200 µm (NUßBAUM 2013a). Dünnere Folien weisen eine geringere Belastbarkeit und somit eine schlechtere Schutzwirkung auf (KLOCKER et al. 2018). Erhältlich sind auch Kombinationsprodukte aus Unterzieh- und Abdeckfolie, die zusammen auf einer Folienrolle aufgerollt sind und entsprechend einen niedrigeren Arbeits- und Materialaufwand erfordern (RESCH 2018). Für den mehrmaligen Gebrauch einer Abdeckfolie eigenen sich sogenannte Multifolien mit einer Stärke von 500 µm oder die sehr belastbaren, aber auch teureren Gewebefolien, bei denen auf die Verwendung eines zusätzliches Schutznetzes verzichtet werden kann (KLOCKER et al. 2018).

Durch mechanische Schäden, wie z.B. das Aufpicken durch Vögel, können die zunächst luftdicht verschlossenen Folien beschädigt werden, so dass Sauerstoff in die Silage eindringen

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kann. Zum Schutz der Abdeckung sollte daher ein Schutznetz ausgelegt werden [Abb. 17]

(RESCH 2018).

Abbildung 17: Freigärhaufen auf einer befestigten Grundfläche mit einem Schutznetz über der Abdeckfolie (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Die Abdeckung sollte zusätzlich beschwert werden, um zu verhindern, dass diese unbeabsichtigt, z.B. durch starken Wind, aufgedeckt wird (NUßBAUM 2013a). Außerdem muss gewährleistet werden, dass die Folie dem Siliergut, trotz Gasbildung während des Silierprozesses, möglichst dicht anliegt. Als Beschwerung werden häufig Sandsäcke, alte Autoreifen oder Erde verwendet [Abb. 14, Abb. 16, Abb. 17 und Abb. 18] (NUßBAUM 2013a).

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Abbildung 18: Beschwerung mit Autoreifen und Sandsäcken (KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Siloballen sollten möglichst schnell, spätestens drei Stunden nach dem Pressen, gewickelt werden (KLOCKER et al. 2018). Die gepressten Ballen werden mit Hilfe von Pressgarn oder durch ein Netz zusammengehalten. Relativ neu ist die Verwendung sogenannter

„Mantelfolien“, die ähnlich wie das Garn oder das Netz die Form des Ballen stabil halten (RESCH 2018). Zum Einwickeln wird standardmäßig eine Polyethylen-Folie in 6 bis 8 Lagen und einer Überlappung der Folienschichten von 55 % verwendet. Solche Folien unterscheiden sich untereinander in Reißfestigkeit, UV-Stabilität und Luftdurchlässigkeit (KLOCKER et al.

2018). Die Studien von RESCH (2009 und 2018) haben allerdings gezeigt, dass die Folienfarbe und die Folienstärke sowie die Klebewirkung der Folie keinen signifikanten Einfluss auf die Qualität der Silage haben. Die eingewickelten Siloballen müssen ebenfalls mit Hilfe eines Schutznetzes und dessen Beschwerung mit Autoreifen vor Folienbeschädigungen, z.B. durch Tiere geschützt werden. Eine Studie in Irland hat gezeigt, dass vor allem Vögel Silageballen beschädigen (MCNAMARA et al. 2004), aber auch Katzen und Mäuse können die Folien zerstören.

Folienschlauchsilagen werden in einem Polyethylenschlauch mit einer Stärke von > 200 µm gelagert, der bei der Befüllung um höchstens 10 % gedehnt werden darf, um eine Beschädigung und damit Lufteintritt zu vermeiden (RÖßL u. WAGNER 2010). Auch bei

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Folienschlauchsilagen wird ein Schutzgitter oder -netz als zusätzlichen Schutz vor Vögeln und anderen Tieren empfohlen (RESCH 2018).

2.3.4ENTNAHME

Die Silierdauer muss als einer der entscheidenden Faktoren für die Qualität der Silage gesehen werden (MOHD-SETAPAR et al. 2012). Für eine aerob stabile Silage [2.4.5 Aerobe Stabilität]

sollte das Silo mindestens 4, besser 8 bis 10 Wochen, luftdicht verschlossen sein, bevor es zur Entnahme erstmals geöffnet wird (GALLER 2011). Eine geeignete Entnahmetechnik sowie ausreichend Vorschub haben außerdem großen Einfluss auf die Stabilität der Silage (PIEPER et al. 2007). Es sollte pro Woche ein Mindestvorschub von einem Meter im Winter und zwei bis drei Metern im Sommer erreicht werden (NUßBAUM 2013b). Um diesen Vorschub zu erreichen, muss das Fahrsilo dem Bedarf entsprechend dimensioniert sein (NUßBAUM 2013b).

Abbildung 19: Unebene (a) und ebene (b) Anschnittsfläche einer Maissilage im Fahrsilo

(KLINIK FÜR RINDER; TIHO HANNOVER)

Die Anschnittsfläche sollte möglichst glatt sein [Abb. 19b], was durch die Entnahme mit einer Schneidezange, einem Siloblockschneider oder einer Schneideschaufel, die eine Kombination der Schneidezange und dem Boden einer Greifschaufel darstellt, erreicht werden kann (FÜBBEKER 2013). Die Entnahme kann auch mit einer Greifschaufel erfolgen. Diese hinterlässt zwar keine glatte Anschnittsfläche [Abb. 19a] am Fahrsilo, kann allerdings ebenfalls für die Entnahme anderer Futtermittel, wie z.B. pelletiertem Kraftfutter, verwendet werden (FÜBBEKER 2013). Bei Fahrsilos mit schrägen Seitenwänden bleibt bei der Entnahme mit Blockschneider, Silokamm, Zange oder Fräsmischwagen ein Keil an den Seiten zurück, der in einem weiteren Arbeitsschritt von Hand oder mit der Frontladerschaufel aufgeladen werden muss (NUßBAUM 2013b). Generell sollte die Entnahme zügig erfolgen und die Folie oberhalb

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der Anschnittsfläche bspw. mit Sandsäcken beschwert werden, um das Eindringen von Luft möglichst gering zu halten (PIEPER et al. 2007). Besonders bei unzureichend verdichteter Silage kann Luft über die Anschnittsfläche eindringen und zu einer Nacherwärmung der Silage führen (GALLER 2011) [2.5.3 Nacherwärmung]. Die Anschnittsfläche kann zusätzlich mit einer organischen Säure, wie z.B. Propionsäure, behandelt werden, um eine Nacherwärmung und Schimmelbildung zu vermeiden (GALLER 2011) [2.4.6 Silierzusatzstoffe]. Dies empfiehlt sich vor allem für Fahrsilos, bei denen z.B. aufgrund einer kleineren Herdengröße, kein ausreichender Vorschub erreicht wird (NUßBAUM 2001b)

2.4 S

Das Grundprinzip der Konservierung durch Silierung ist ein schneller pH-Wertabfall durch die Bildung von Milchsäure und die Aufrechterhaltung eines anaeroben Milieus (DRIEHUIS u.

ELFERINK 2000; ELFERINK et al. 2000). Je nach TS-Gehalt des Siliergutes werden unterschiedliche pH-Werte angestrebt. So wird bei einem TS-Gehalt von 30 % ein pH-Wert von 4,4 angestrebt, bei einem TS-Gehalt von 40 % hingegen ein pH-Wert von 4,8 (GALLER 2011). Der Gärverlauf lässt sich in 4 Phasen einteilen (BOLSEN et al. 1996):

2.4.1AEROBE PHASE

Die aerobe Phase beginnt kurz nach dem Befüllen und luftdichten Verschließen des Silos (PEYKER 2015). Zunächst sind noch im Siliergut enthaltene Enzyme bei der Respiration und der Proteolyse der Pflanzenteile aktiv. Bei der Respiration wird Zucker unter Sauerstoffverbrauch und Wärmefreisetzung zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser umgesetzt (MCDONALD 1981). Beim Prozess der Proteolyse werden Proteine zunächst zu Peptiden und Amiden und anschließend zu Aminosäuren und Ammoniak abgebaut (MCDONALD 1981). In dieser aeroben Phase, in der noch Reste von Sauerstoff und ein relativ hoher Zuckergehalt im Siliergut vorhanden sind, können sich aerobe Gärschädlinge wie Schimmelpilze und aerobe Bakterien gut vermehren und den Zucker unter Energieverlust abbauen (GALLER 2011). Um unnötige Energieverluste sowie den Abbau des Zuckers, der in einer späteren Phase den Milchsäurebakterien als Substrat dient, zu vermeiden, sind eine rasche Befüllung des Silos, eine gute Verdichtung sowie eine zügige, luftdichte Abdeckung wichtig (GALLER 2011). Sind diese Voraussetzungen gegeben, dauert es nur wenige Stunden, bis der Restsauerstoff durch die in den Pflanzenzellen vorhandenen Enzyme und die aeroben Mikroorganismen zu CO2 und Wasser veratmet ist (DRIEHUIS u. ELFERINK 2000; JEROCH et al. 2008; PEYKER 2015).

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2.4.2ANAEROBE PHASE

Diese Phase wird auch als Fermentationsphase bezeichnet, da sich die Milchsäurebakterien vermehren und die für die Konservierung notwendige Milchsäure gebildet wird. Sie beginnt sobald im Siliergut ein anaerobes Milieu erreicht ist und dauert mehrere Wochen (DRIEHUIS u. ELFERINK 2000). Es bildet sich zunächst eine Gashaube zwischen dem Silohaufen und der Abdeckung [Abb. 20]. Diese ist ein Zeichen der beginnenden Gärung und konservierenden CO2-Bildung. Neben CO2 sind in der Gashaube auch Stickstoff und Nitrosegase enthalten (PEYKER 2015). Durch diese Gase werden Clostridien, die durch Verschmutzung des Siliergutes in die Silage eigetragen werden und zu einer Buttersäuregärung führen [2.5.1.2 Buttersäuregärung] in ihrem Wachstum gehemmt (PEYKER 2015). Die Rückbildung dieser Gashaube erfolgt nach 5 bis 7 Tagen (PEYKER 2015).

Abbildung 20: Fahrsilo mit einer deutlichen Gashaube (THAYSEN 2011a)

Neben Clostridien sind noch weitere Gärschädlinge, wie Essigsäurebakterien [2.5.1.1 Essigsäuregärung] und Hefen [2.5.3.1 Nacherwärmung durch Hefen] unter diesem anaeroben Milieu aktiv und konkurrieren mit den erwünschten Milchsäurebakterien um den Zucker (LIN et al. 1992; DRIEHUIS u. ELFERINK 2000). Durch die von den Milchsäurebakterien gebildeten Säuren kommt es zu einem Abfall des pH-Wertes, bei dem das Wachstum der Gärschädlinge gehemmt wird (LIN et al. 1992; PEYKER 2015). Herrschen zudem optimale Bedingungen, die einen sicheren Luftabschluss, eine gute Verdichtung und einen hohen Zuckergehalt im Siliergut umfassen, überwiegen die Milchsäurebakterien schnell (KLOCKER et al. 2018). Deren dominierendes Wachstum ist sehr wichtig, da sie als einzige