Gärfutter

Silage oder Gärfutter ist durch Milchsäuregärung konserviertes hochwertiges Grünfutter für Nutztiere, hier vor allem Wiederkäuer und insbesondere Rinder, da diese durch die Fermentation im Pansen in der Lage sind, Struktur-Kohlenhydrate zu verdauen. Silage ist auch eine hervorragend geeignete Konservierungsmethode für nachwachsende Rohstoffe als Energiequelle für Biogasanlagen. Für diese Art der Konservierung sind grundsätzlich alle Grünfuttermittel geeignet: unter anderem Gras, Mais, Klee, Luzerne, Ackerbohnen, Hafer, Biertreber und Rübenblätter.

Silageproduktion

Häufige Lagerungsform: Rundballen ...

... und Quaderballen

Inhaltsstoffe

Anzustrebende Inhaltsstoffe für eine gute Silage für Milchvieh sind:

	Grassilage	Maissilage
Trockensubstanz (TS)	30 – 40 %	28 – 35 %
Rohasche	< 10 %	< 4,5 %
Rohfaser	22 – 25 %	17 – 20 %
Stärke	keine	> 30 %
MJ Nettoenergie Laktation (NEL)/kg TS	> 6,2 (1. Schnitt), > 5,8 (Folgeschnitte)	>6,4
Rohprotein	> 135 g/kg TS	< 100 g/kg TS

Mais hat den höchsten Energiegehalt aufgrund der Stärke gefolgt von reiner Grassilage. Luzerne oder Klee sind proteinreich und haben weniger Energie. Der Rohprotein- und Rohfasergehalt ist abhängig vom Wuchsstadium zum Erntezeitpunkt. Der Rohfasergehalt steigt mit dem Alter an, der Rohproteingehalt sinkt hingegen ab. Der Rohaschegehalt ist abhängig von der Verschmutzung der Silage mit Sand oder Schmutzpartikeln und lässt damit Rückschlüsse auf die Ernte zu.

Der Trockensubstanzgehalt variiert zwischen 30% und 45% und beeinflusst die Silierung. Bei Grassilage ist er abhängig von der Trocknungsdauer auf der Wiese, bei Maissilage vom Erntetermin.

Fütterung

In der Milchviehfütterung ist Maissilage neben Grassilage das am häufigsten verwendete Futtermittel. Die Vorteile gegenüber Heu sind die höhere Witterungsunabhängigkeit, höhere Schlagkraft und die geringeren Bröckelverluste. Die Futterration wird in Bezug auf die Proteinversorgung meistens mit importiertem Sojaextraktionssschrot ausgeglichen.

Wenn die Silage hohe Rohfaser- und Eiweißgehalte aufweist, eignet sie sich nur bedingt für den Einsatz in der Pferdefütterung, deshalb muss normales Heu zugefüttert werden. Geeigneter für die Pferdefütterung ist daher die später geerntete Heulage. In Gebieten mit einer hohen Bedeutung der Käseherstellung, wird auf die Fütterung von Silage verzichtet, da die Hartkäseherstellung durch aus der Silage in die Milch übertragene Clostridien deutlich erschwert wird.

Ablauf der Silierung

Das Pflanzenmaterial wird luftdicht abgeschlossen, verdichtet und gelagert. Dabei werden pflanzeneigene Enzyme sowie aerobe und fakultativ anaerobe Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, Schimmelpilze) unterdrückt. Die Milchsäurebakterien wandeln den Zucker in Säure um und der pH-Wert fällt auf typischerweise 4,0 – 4,5 ab. Dadurch werden weitere gärschädliche Bakterien am Wachstum gehindert: Coli-aeorogene Gruppe, Listerien und Clostridien.

Hemmende Faktoren

Ein zu hoher pH-Wert kann aufgrund zu hoher Pufferkapazität (zu hoher Gehalt an Protein, Ammoniak und basischen Aschebestandteilen) entstehen. Ist der Trockensubstanzgehalt zu niedrig (< 30 %), ist auch die Nährstoffkonzentration zu gering und die Milchsäurebakterien finden zu wenig Kohlenhydrate. Lange Pflanzenteile (> 5 cm) und eine lange Befüllzeit (> 2 Tage) erhöhen die Luftzufuhr und begünstigen so die Atmung des Materials. Dadurch wird der Kohlenhydratanteil weiter reduziert.

Silierhilfsmittel

Silierhilfsmittel können die Qualität einer Silage verbessern, sie können aber keine Fehler ausgleichen. In Deutschland lässt die Deutsche Landwirtschaftsgesellschaft (DLG) Silierhilfsmittel auf Wirksamkeit bei Silier- und Fütterungsversuchen prüfen. Sie teilt die Silierhilfsmittel in vier Wirkungsrichtungen ein:

• Verbesserung des Gärverlaufs
• Verbesserung der aeroben Stabilität
• Reduzierung des Gärsaftanfalls
  • Steigerung der Futteraufnahme
  • Anhebung der Verdaulichkeit (v. a. der Rohfaser bzw. NDF)
• Zusätzliche Wirkungen (z. B. Clostridien-Hemmung)

Die Silierhilfsmittel gibt es in flüssiger und fester Form, wobei die flüssige Form besser in das Material gemischt werden kann, einfacher zu dosieren ist und bei Trockensubstanzgehalten >45% ausschließlich eingesetzt werden sollte.

Enzyme in der Silage

Es gab und gibt auch weiterhin Versuche, in biologische Siliermittel neben Bakterienkulturen auch Enzyme zu integrieren, meist allerdings mit relativ bescheidenem Erfolg.

Durch die Anwesenheit der Enzyme im Siliergut sollen die Kohlenhydrate langsam und kontinuierlich aufgespalten und somit die gewünschten Bakterien „löffelchenweise“ gefüttert werden.

Silagequalität

Eine sinnliche Beurteilung erfolgt durch das Riechen und Sehen. Riecht die Silage nach Butter- oder Essigsäure oder verbrannt, ist die Gärung misslungen. Schimmel oder starke Verunreinigungen lassen sich optisch erkennen und beurteilen. Die Länge der Pflanzenteile lässt eine grobe Aussage auf die Strukturwirkung der Silage zu. Fehler bei der Silierung machen die Silage ungenießbar und bergen die Gefahr von Erkrankungen durch toxische Ausscheidungsprodukte von Bakterien (z. B. Botulismus). Der „DLG-Schlüssel zur Bewertung von Grünfuttersilagen auf der Basis der chemischen Untersuchung nach Weißbach und Honig 1997“ bietet konkrete Hinweise für eine grundlegende und umfassende Beurteilung. Aus einer solchen Untersuchung lassen sich nicht nur Hinweise zu Futteraufnahme, Konservierungsverlusten, hygienischer Futterbeschaffenheit sowie eventuellen Risiken für Milchqualität und Tiergesundheit ableiten. Im Zusammenhang mit der Futterwertanalyse sind auch Rückschlüsse auf eventuelle Fehler in Grünlandbewirtschaftung, Futterernte und Futterkonservierung sowie ihre Ursachen möglich.

Silierverlauf, Silagequalität und deren Beurteilung

In der Praxis wird noch oft die irrige Meinung vertreten, dass eine Untersuchung der Gärqualität unnötig ist, sofern neben der Futterwertanalyse auch der pH-Wert ermittelt wird. Nach dieser Meinung garantiert ein niedriger pH-Wert unter 4,6 bereits eine gute Gärqualität.

Es besteht in der Tat ein Zusammenhang zwischen pH-Wert und der Gärqualität. Allerdings unterliegt der pH-Wert innerhalb der einzelnen Gärqualitätsstufen erheblichen Schwankungsbreiten. Bei sehr guter Gärqualität variiert der pH-Wert zwischen 3,4 und 5,0, bei schlechter und sehr schlechter Gärqualität zwischen 4,6 und 6,9. Damit garantiert weder ein niedriger pH-Wert eine hohe Gärqualität, noch muss bei einem hohen pH-Wert eine geringe Gärqualität vorliegen.

Eine Ursache für pH-Wert-Schwankungen ist der Anwelkgrad. Je stärker das Siliergut angewelkt ist, desto weniger Säure wird gebildet und desto weniger stark sinkt der pH-Wert. Auch wenn die Wahrscheinlichkeit für sehr gute Gärqualitäten bei 30 – 40 % Anwelkgrad am größten ist, besteht kein zwingender Zusammenhang zwischen Anwelkgrad und Gärqualität einer Silage. Alle Anwelkgrade von Nasssilagen bis zur Heulage kommen in allen Gärqualitätsstufen vor. Entsprechend variieren auch die pH-Werte relativ stark mit Überschneidungen in allen Gärqualitätsstufen.

Im Silierprozess wird im Siliergut enthaltener Zucker bzw. Stärke durch Bakterien umgewandelt in Milchsäure, etwas Essigsäure und, wenn der Silierprozess nicht ganz optimal verläuft, mehr oder weniger Buttersäure. Diese drei Säuren werden als Gärsäuren bezeichnet.

• Milchsäure riecht aromatisch und ist unter anderem das natürliche Konservierungsmittel von Sauerkraut und Silagen. Sie wird überwiegend durch homofermentative Milchsäurebakterien gebildet. Heterofermentative Milchsäurebakterien produzieren ebenfalls Milchsäure, jedoch in geringeren Mengen. Je nach Anwelkgrad werden Gärschädlinge wie Clostridien, Hefen und coliforme Bakterien unterhalb eines pH-Wertes von etwa 4,2 (Nassilagen) bis 5,1 (stark angewelkte Silage mit 50 % TM) so sehr gehemmt, dass die Silagen mit relativ hoher Sicherheit stabil sind (Weißbach 1968). Bei einem Anwelkgrad um 30 – 40 % kann der pH-Wert bis etwa 4,0 – 4,5 absinken. Dann stellen auch die Milchsäurebakterien ihre Arbeit ein. Aus diesem Grunde sind mit chemischen Mitteln konservierte Silagen nahezu bis gänzlich frei von Gärsäuren.
• Essigsäure ist von stechendem Geruch und findet unter anderem in der Küche Verwendung zum Konservieren und Verfeinern von Lebensmitteln. Sie durchdringt Zellwände von Mikroorganismen und denaturiert die Zellproteine. Aus diesem Grunde sind geringe Essigsäuregehalte in Silagen durchaus erwünscht.
• Buttersäure riecht stark nach Erbrochenem und reizt Augen und Atemwege. Buttersäurebakterien sind unter anderem im Pansen von Wiederkäuern oder dem menschlichen Dickdarm an der Verdauung von Cellulose beteiligt. Aufgrund ihres Geruches findet Buttersäure keine Verwendung in der Küche, jedoch liefern Buttersäureester Aromastoffe für die Lebensmittel- und Parfumindustrie. In Silagen ist Buttersäure unerwünscht.

Nassilagen neigen aufgrund der puffernden Wirkung des Wassers sowie geringer Zuckergehalte oft zu Essig- und Buttersäuregärung. Die pH-Wert-Absenkung ist in diesem Falle nicht so hoch wie bei der Milchsäuregärung. Zudem kann in diesen Silagen Milchsäure bakteriell in Essig- und Buttersäure überführt werden.

Zu stark angewelktes Siliergut bietet, insbesondere bei unzureichender Verdichtung, gute Vermehrungsmöglichkeiten für Hefen. Diese stellen ihre Tätigkeit ein, sobald kein Sauerstoff im Silo mehr vorhanden ist. Die Milchsäurebakterien senken in diesen Silagen zwar den pH-Wert ab, jedoch ist bei Öffnen der Miete mit einem starken Wachstum der Hefen zu rechnen, außer man setzt homofermentative Milchsäurebakterien inklusive einer Hefehemmung zu. Äußerlich macht sich dieses durch Nacherwärmung bemerkbar. Warmes Siliergut bietet gute Lebensbedingungen für koliforme Keime, die Milchsäure in Buttersäure umwandeln, so den pH-Wert erhöhen und schließlich zum Verderb der Silage führen. Zudem sind die Stoffwechselprodukte insbesondere von Hefen und anderen Pilzen toxisch. Verfüttern derart geschädigter Silagen kann bei den Tieren zu Leistungsdepressionen und Krankheit bis hin zum Tode führen.

Die Summe aus Milch-, Essig- und Buttersäure sinkt von der sehr guten bis zur verbesserungsbedürftigen Gärqualität und der pH-Wert steigt. Allerdings steigt der pH-Wert auch noch von der verbesserungsbedürftigen zur schlechten und sehr schlechten Gärqualität an, obwohl gleichzeitig der Gärsäuregehalt ebenfalls ansteigt. Die Ursache hierfür ist, dass den wesentlichen Einfluss auf den pH-Wert die Milchsäure ausübt. Ihr Gehalt verringert sich bei mittlerer Betrachtung mit jeder Gärqualitätsstufe von der sehr guten zur sehr schlechten Gärqualität zunächst stark und schließlich nur gering. Dagegen sind die Veränderungen der Gehalte an Essig- und Buttersäure wesentlich geringere. Der Essigsäuregehalt bleibt in der sehr guten bis verbesserungsbedürftigen Gärqualität mit 0,8 – 1,0 % relativ konstant und steigt bei schlechter und sehr schlechter Gärqualität auf 1,5 % an. Der Buttersäuregehalt steigt mit abnehmender Gärqualität von 0,24 auf etwa 1 % an.

Bei Betrachtung der Gärsäuremuster, also der Anteile der einzelnen Gärsäuren am gesamten Gärsäurespektrum in Abhängigkeit von der Gärqualität, wird deutlich, dass die Dominanz der Milchsäure als Träger von Gärqualität und Stabilität der Silage mit abnehmender Gärqualität zusehends verloren geht. Das Gärsäuremuster hervorragender Silagen besteht zu 80 – 100 % aus Milchsäure. Ferner kann ihr Gärsäuremuster 10 – 20 % Essigsäure und maximal 5 % Buttersäure enthalten. Mit abnehmender Gärqualität gleichen sich die Anteile der einzelnen Gärsäuren innerhalb des Gärsäuremusters zusehends an, bis bei sehr schlechter Gärqualität Milch-, Essig- und Buttersäure annähernd zu gleichen Anteilen im Gärsäuremuster vertreten sind.

Die Untersuchung der Gärqualität umfasst mehr als nur Messungen von Milch-, Essig-, Buttersäuregehalt, Ammoniakanteil am Gesamtstickstoff und pH-Wert. Sie wird ergänzt durch die Sinnprüfung auf etwaigen Schimmelbefall, bakterielle Zersetzung usw. Auf Grundlage all dieser Untersuchungen erfolgt die Qualitätsbewertung nach dem „DLG-Schlüssel zur Bewertung von Grünfuttersilagen auf der Basis der chemischen Untersuchung nach Weißbach und Honig 1997“. Aus einer solchen umfassenden Untersuchung lassen sich nicht nur Hinweise zu Futteraufnahme, Konservierungsverlusten, hygienischer Futterbeschaffenheit sowie eventuellen Risiken für Milchqualität und Tiergesundheit ableiten. Im Zusammenhang mit der Futterwertanalyse sind auch Rückschlüsse möglich auf eventuelle Fehler in Grünlandbewirtschaftung, Futterernte und Futterkonservierung sowie ihre Ursachen.

Lagerung

Mit Folie umwickelte Silage-Rundballen

Fahrsilo für Gras auf einem betonierten Siloplatz ohne Seitenwände, abgedeckt mit Folie und Netz und mit LKW-Reifen an Stricken beschwert

Ist die Silage zu feucht, entsteht unnötiger Sickersaft, der nicht in das Grundwasser gelangen darf. Der Sickersaft verbraucht sehr viel Sauerstoff im Wasser und beeinträchtigt das Gleichgewicht im Ökosystem.

Durch Luftzufuhr während der Lagerung kann es zu Nacherwärmungen kommen. Hefen vermehren sich und verbrauchen Zucker und Milchsäurebakterien. Im Extremfall greifen giftige Schimmelpilze um sich. Um das zu verhindern sollte die Anschnittfläche der Silage möglichst klein und der Vorschub groß (im Sommer mind. 2,5 m je Woche, im Winter 1,5 m je Woche) sein.

Es gibt drei Grundformen der Lagerung.

• Hochsilo
• Fahrsilo/Flachsilo
• Ballen/Schlauchsilo

Beim Hochsilo handelt es sich um einen zylindrischen Hohlkörper, der von oben mit dem Material befüllt wird. Der Vorteil ist, dass das Material durch das Eigengewicht gut verdichtet wird und luftdicht gelagert werden kann. Nachteilig sind die sehr hohen Baukosten und die umständliche Befüllung und Entnahme.

Das Fahrsilo ist ebenerdig (teilweise mit befestigtem Untergrund) und kann seitlich von Wänden begrenzt sein. Das Material wird in Längsrichtung aufgebracht und mit Traktoren mit Siloverteilern verdichtet. Abgedichtet wird es mit speziellen Folien. Als unterste Folie eine dünne Unterziehfolie, die durch die Restatmung angesaugt wird, gefolgt von einer dicken Deckfolie die schwarz oder weiß sein kann. Diese kann noch durch Netze gegen Vogelfraß geschützt werden und mit Reifen oder Sandsäcken beschwert werden. Die Vorteile sind die hohe Schlagkraft und die je nach Ausführung sehr geringen Baukosten. Nachteilig ist im Gegensatz zu den Ballen, dass jeweils ein komplettes Silo gefüllt werden muss und die Verdichtung und der luftdichte Abschluss problematisch sein können.

Ballen gibt es als Rund- oder Quaderballen. Sie werden in einer Ballenpresse aufgewickelt und verdichtet und mit einem Ballenwickelgerät mit Folie verschlossen. Beim Schlauchsilo, das erst mit Beginn des 21. Jahrhunderts in Deutschland Verbreitung findet, wird das Material mit einer speziellen Presse in einen langen Schlauch gepresst. Im Unterschied zu den Ballen ist die Silage dann nicht mehr in einfachen Portionen zu transportieren, aber der Platz- und Folienbedarf ist geringer. Nachteil hier ist aber, dass es deutlich teurer ist, als einen normalen Fahrsilo zu befüllen.

Literatur

• Briemle, G., M. Elsässer, T. Jilg, W. Müller & H. Nussbaum (1996): Nachhaltige Grünlandbewirtschaftung in Baden-Württemberg. – in: Nachhaltige Land- und Forstwirtschaft; Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York (1996): 125 – 256 (ISBN 3540610901)

Weblinks