Die Wissenschaft der Fermentation: Was passiert im Inneren eines versiegelten Ballens?

Die Konservierung von Silage ist keine Trocknung. Es handelt sich um kontrollierte bakterielle Fermentation – derselbe biologische Prozess, der auch bei der Herstellung von Joghurt, Sauerkraut und Essiggurken zum Einsatz kommt. Das Verständnis der vier Fermentationsphasen erklärt, warum jeder Produktionsschritt wichtig ist und warum Abkürzungen zu verdorbenem statt konserviertem Futter führen.

• Phase 1: Aerobe Atmung (0 bis 6 Stunden nach dem Einwickeln)
  Die geringe Menge Sauerstoff im Inneren des verschlossenen Ballens wird von Pflanzenzellen und aeroben Bakterien verbraucht. Die Temperatur steigt um 5 bis 15 °F über die Umgebungstemperatur. Diese Phase sollte so kurz wie möglich sein, da jedes von aeroben Bakterien verbrauchte Zuckermolekül den Milchsäurebakterien in Phase 2 fehlt. Deshalb ist es entscheidend, den Ballen innerhalb von 2 Stunden nach dem Pressen einzuwickeln – schnelleres Einwickeln bedeutet weniger eingeschlossenen Sauerstoff und eine kürzere aerobe Phase.
• Phase 2: Aktive Gärung (6 Stunden bis 14 Tage)
  Sobald der Sauerstoff verbraucht ist, herrschen anaerobe Bedingungen. Milchsäurebakterien (LAB), vorwiegend Lactobacillus-Arten, die natürlicherweise auf der Futteroberfläche vorkommen, beginnen, wasserlösliche Kohlenhydrate (Pflanzenzucker) in Milchsäure umzuwandeln. Der pH-Wert sinkt rasch von 6,0 bis 6,5 (frisches Futter) auf den Zielwert von 4,0 bis 4,5. Die Temperatur stabilisiert sich und sinkt dann langsam weiter. Die Geschwindigkeit des pH-Wert-Abfalls hängt vom Zuckergehalt des Futters (höherer Zuckergehalt = schnellerer Abfall), dem Feuchtigkeitsgehalt (optimal: 45 bis 55 Prozent) und der Ballendichte ab (dichteres Futter = weniger Rest-Sauerstoff = schnellerer Beginn anaerober Bedingungen). Silageballenpresse Eine Maschine, die mit einem hydraulischen Druck von 3.000 PSI einen dichteren Ballen erzeugt, schafft die Voraussetzungen für eine schnellere und vollständigere Fermentation als eine Standard-Rundballenpresse mit 1.500 bis 2.000 PSI.
• Phase 3: Stabile Lagerung (14 Tage bis 18 Monate)
  Sobald der pH-Wert 4,0 bis 4,5 erreicht, hemmt das saure Milieu die weitere bakterielle Aktivität – einschließlich der Aktivität von Verderbniserregern wie Clostridien, Listerien und Schimmelpilzen. Der Ballen erreicht einen stabilen Zustand, in dem keine wesentlichen biologischen Veränderungen mehr auftreten, solange die Folienversiegelung intakt ist. Das Futter kann 12 bis 18 Monate in diesem stabilen Zustand verbleiben, ohne dass über die 3 bis 8 Prozent der Trockenmasse hinaus, die während der Fermentation selbst verbraucht werden, messbare Nährstoffverluste auftreten.
• Phase 4: Aerobe Verderbnis (beginnt bei Beschädigung oder Öffnung der Folie)
  Wird die Folie zum Füttern entfernt (oder durch Wildtiere oder Fremdkörper beschädigt), strömt Sauerstoff in die sauerstoffarme Umgebung. Aerobe Verderbniserreger – vor allem Hefen und Schimmelpilze – vermehren sich sofort, verbrauchen die Milchsäure, erhöhen den pH-Wert und erzeugen Wärme. Sichtbarer Schimmel bildet sich innerhalb von 48 bis 72 Stunden. Der Ballen muss innerhalb von 3 bis 5 Tagen nach dem Öffnen verfüttert werden, um erhebliche Verderbnisverluste zu vermeiden.

Der 6-stufige Ballenpressen-Produktionsprozess

Ballensilage vs. Trockenheu vs. Silage aus der Grube: Der Vergleich der drei Varianten

Silageballen stellen die ideale Lösung zwischen Trockenheu und Silage dar. Sie erhalten die Futterqualität nahezu genauso gut wie Silageballen, verursachen aber nur ein Fünftel bis ein Zehntel der Kosten für die Ausrüstung und benötigen keine permanente Lagerinfrastruktur. Zwar ist der Investitionsaufwand höher als bei Trockenheu, dafür entfällt die Witterungsabhängigkeit, die in feuchten Klimazonen dazu führt, dass zwei bis vier Schnitte pro Jahr verloren gehen oder verderben. Für Betriebe mit 20 bis 500 Tieren im Osten der USA ist Silageballen aus einem Futterballenpresse und die Wickeltechnik ist das kostengünstigste verfügbare System zur Futterkonservierung – sie liefert Silagequalität auf Grubenbasis zu den Kosten der Infrastruktur für Trockenheu.

Welche Futterpflanzenarten eignen sich am besten für Silageballen?

Nicht alle Futterpflanzen fermentieren gleich gut. Entscheidend ist der Gehalt an wasserlöslichen Kohlenhydraten (Zucker) zum Zeitpunkt der Ballenpressung, denn Zucker dient Milchsäurebakterien als Energielieferant. Die Milchsäure senkt den pH-Wert und konserviert das Futter. Gräser weisen im Allgemeinen höhere Zuckerkonzentrationen (8 bis 15 Prozent der Trockenmasse) auf als Leguminosen (5 bis 10 Prozent). Daher fermentiert Grasballen schneller und erreicht einen niedrigeren, stabileren pH-Wert als Luzerneballen vom selben Feld am selben Tag.

Knaulgras, Weidelgras und Schwingel eignen sich hervorragend für die Silageherstellung, da ihr hoher Zuckergehalt eine schnelle und vollständige Fermentation ermöglicht. Luzerne liefert ebenfalls gutes Silage, profitiert aber von der Zugabe eines Bakterienimpfstoffs ($1 bis $3 pro Tonne) zum Zeitpunkt der Ausbringung. Rundballenpresse Die Aufnahme von Milchsäurebakterien dient der Ergänzung der natürlich geringeren Population auf Leguminosenflächen. Bermudagras liefert zwar akzeptables Silageballen, doch sein niedriger Zuckergehalt (6 bis 9 Prozent der Trockenmasse) führt zu einer langsameren Fermentation und einem höheren pH-Wert (4,5 bis 5,0) als bei Gräsern kühlerer Jahreszeiten. Dadurch verkürzt sich die Lagerfähigkeit von 18 Monaten auf 9 bis 12 Monate. Gemischte Gras-Leguminosen-Bestände ergeben das zuverlässigste Silageballen, da die Graskomponente die fehlenden Zucker der Leguminosenkomponente liefert. So werden die Vorteile des Proteingehalts von Luzerne und der Fermentationsfähigkeit von Gras in einem einzigen Produkt von einem einzigen Feld vereint.

6 häufige Fehler beim Ballenpressen und wie man sie vermeidet

1. Zu spät zum Einpacken. Jede Stunde zwischen Pressung und Verpackung kostet 1 bis 2 Prozent der verfügbaren Zucker durch aerobe Atmung. Die Regel lautet: „Innerhalb von 2 Stunden verpacken, niemals später als 4 Stunden.“ Die Press- und Verpackungsvorgänge sollten so organisiert sein, dass die Wickelmaschine innerhalb von 30 Minuten nach dem Aufsetzen des ersten Ballens durchgehend läuft. Auf einem großen Feld ist ein zweiter Bediener, der die Wickelmaschine gleichzeitig mit der Ballenpresse bedient, der ideale Arbeitsablauf.
2. Zu wenige Filmschichten. Sechs Lagen sind das Minimum für eine wirksame Sauerstoffbarriere. Acht Lagen sind der von allen universitären Beratungsdiensten empfohlene Standard. Die zusätzlichen zwei Lagen kosten $0,50 bis $1,00 pro Ballen und verlängern die Lagerstabilität um sechs bis zwölf Monate. Zudem bieten sie einen Sicherheitsspielraum gegen leichten Folienabrieb beim Transport und der Lagerung. Fünf oder weniger Lagen gewährleisten keine zuverlässige Abdichtung und führen innerhalb von zwei bis vier Monaten zu Schimmelbildung.
3. Zu trockenes Pressgut (unter 35 Prozent Feuchtigkeit). Unzureichende Feuchtigkeit entzieht den Milchsäurebakterien das für ihren Stoffwechsel notwendige Wasser. Der pH-Wert sinkt langsam und stabilisiert sich möglicherweise bei 5,0 bis 5,5 – ein Wert, der das Wachstum von Clostridien nicht hemmt. Die Folge ist die Produktion von Buttersäure, ein übler Geruch und Futter, das Rinder nur widerwillig fressen und Pferde gänzlich verweigern. Liegt der Feuchtigkeitsgehalt unter 35 Prozent, sollte das Futter als trockenes Heu gepresst werden, anstatt es zu Silage zu verarbeiten.
4. Zu nasse Ballen (über 65 Prozent Feuchtigkeit). Zu viel Feuchtigkeit verdünnt die Zuckerkonzentration unter den Schwellenwert für eine effektive Milchsäuregärung. Clostridien verdrängen die Milchsäurebakterien und produzieren Buttersäure. Der Ballen wiegt außerdem das Zwei- bis Dreifache eines ordnungsgemäß angewelkten Silageballens, wodurch die Lager, Riemen und der Zapfwellenantrieb der Rundballenpresse überlastet werden. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt über 65 Prozent sollte man weitere zwei bis vier Stunden warten, bis der Ballen vollständig angewelkt ist.
5. Lagerung von verpackten Ballen in der Nähe von scharfen Gegenständen. Ein einziges Loch in der Stretchfolie lässt Sauerstoff in den Ballen eindringen und führt an der Einstichstelle zu aerobem Verderb. Zaunpfähle, Äste, Draht, Nagetierzähne und Vogelschnäbel sind die häufigsten Einstichstellen. Lagern Sie die verpackten Ballen auf ebenem, freiem Boden, mindestens 6 Meter von Gebäuden, Zäunen oder Baumkronen entfernt. Kontrollieren Sie die Ballen monatlich und reparieren Sie jedes Loch sofort. Stretchfolien-Reparaturband.
6. zu viele Ballen auf einmal öffnen. Nach dem Entfernen der Folie beginnt der aerobe Verderb innerhalb von 24 Stunden und beschleunigt sich zwischen dem 3. und 5. Tag. Bei einer Herde von 50 Kühen, die täglich einen Rundballen frisst, sollten nie mehr als 3 unverpackte Ballen gleichzeitig offen herumliegen. Öffnet man montags 10 Ballen und erwartet, dass sie die ganze folgende Woche reichen, verderben die letzten Ballen innerhalb von 5 bis 7 Tagen – genug, um sichtbaren Schimmel zu bilden und eine Futterverweigerung von 15 bis 25 Prozent durch die Tiere zu verursachen.

Der wirtschaftliche Nutzen: Warum sich die Ausrüstung durch Silageballeneinlagerung in 1 bis 3 Saisons amortisiert.

Die Gesamtkosten eines Silageballenpresse ($20.000 bis $40.000) und eine Ballenwickelmaschine ($8.000 bis $18.000) kosten $28.000 bis $58.000 – eine beträchtliche Investition für einen mittelständischen Betrieb. Die Amortisation erfolgt durch drei jährlich wiederkehrende Einnahmen und Kosteneinsparungen.

Zusammengenommen generieren die drei Wertschöpfungsströme einen jährlichen Wert von 14.900 bis 19.400 TP6T für einen typischen 80-Acre-Betrieb mit einer Jahresproduktion von 300 Silageballen. Bei dieser Rate amortisiert sich die Investition von 28.000 bis 58.000 TP6T in eine Silageballenpresse mit Wickelvorrichtung innerhalb von 1,4 bis 3,9 Jahren. Anschließend generiert die Anlage über die verbleibenden 7 bis 12 Jahre ihrer Nutzungsdauer weiterhin jährlichen Wert – was einen Gesamtertrag von 100.000 bis 230.000 TP6T aus einer Investition von 28.000 bis 58.000 TP6T ergibt.

Herausgeber: Cxm