Biotechnologie silážování Vytvoření partnerské sítě vzdělávání a výzkumu v oblasti mastitid CZ.1.07/2.4.00/17.0026 Jiří Skládanka České Budějovice 7. 11. 2014
Tato prezentace je spolufinancována z Evropského sociálního fondu a státního rozpočtu České republiky
Chemické složení materiálu pro konzervaci • Vodorozpustné cukry – Hlavní zdroj výživy – Stabilita siláže
• Sušina – Obsah sušiny se zvyšuje s délkou vegetační doby (kukuřice) – Obsah sušiny se zvyšuje přirozeným odparem vody na posečených řádcích (trávy, jeteloviny)
Silážovatelnost kukuřice seté (Holúbek et al., 2007)
Obsah sušiny narůstá s délkou vegetačního období
Vztah mezi obsahem sušiny a silážovatelností vojtěšky (Holúbek et al., 2007) Stav vojtěšky před silážováním
Obsah sušiny (g.kg-1)
Silážovatelnost
Mokrá
170
Velmi špatná
Vlhká
230
Špatná
Zavadlá
320
Průměrná
Silně zavadlá
400
Dobrá
Velmi silně zavadlá
500
Špatná Obsah sušiny narůstá přirozeným odparem vody po sklizni
strana 5
Pufrační kapacita • g kyseliny mléčné na kg sušiny • Množství kyseliny mléčné potřebné na okyselení rostlinného materiálu na pH = 4 • Míra odporu rostlinného materiálu na snížení hodnoty pH – Obsah NL a minerálních látek zvýrazňuje pufrační vlastnosti
• Stárnutím porostu se PK hodnota snižuje
C/PK kvocient • Obsah cukru/pufrová kapacita • C/PK kvocient = 1 – DOSTATEČNÝ PRO OKYSELENÍ SILÁŽOVANÉ HMOTY
• Optimální C/PK kvocient = 3 - 5
Epifytní mikroflóra • Závisí na rostlinném druhu, povětrnostních podmínkách a stavu rostliny • Bakterie mléčného kvašení – – – –
Povrch listů a stonků Vysoká rozmnožovací schopnost Fakultativně anaerobní Stavy kolísá v průběhu roku
• Bakterie máselného kvašení, kvasinky, houby • Krmiva znečištěná zeminou = klostrídie • Dešťové srážky snižují zastoupení mikroorganismů – ….důsledek vyplavování
Mikrobiální rizika siláží souvisí zejména se složením epifytní mikroflóry, která je závislá na druhu pícniny, stadiu zralosti, povětrnostních podmínkách, způsobu sklizně, době zavadání a na stupni pořezání Obsah mikroorganismů v 1 g vojtěšky seté (Holúbek et al., 2007) Vojtěška
Celkový počet
Mléčné bakterie
Máselné bakterie
Kvasinky
Čerstvá hmota
1 600 000
10
100
4000
Zavadlá hmota
5 700 000
1000
150 000
48 000
JEDNOLETÉ PÍCNINY NA ORNÉ PŮDĚ
Kukuřice setá • Typické glycidové krmivo – …nízký obsah NL
• Citlivá na nízké teploty (mrazy) – Zvýšení obsahu sušiny – Silážovat do 3 dnů • …později rozvoj houbových chorob
• Vysoký obsah cukru a nízká pufrační kapacita – …velmi lehce silážovatelná – Obsah cukru 100 – 200 g.kg-1 sušiny; C/PK kvocient > 3
Tradiční hybridy vs. stay green hybridy • Tradiční hybridy (rychlé dozrávání zbytku rostliny, tj. stéblo a listy bez palice) – Sušina celé rostliny 28 – 34 % – Sušina zbytku rostliny 24 – 25 % – Zbytek rostliny >25 % = celá rostlina 38 – 45 % • • • •
….nízká stravitelnost organické hmoty zbytku rostliny ….rychlé zasychání a odumírání zbytku rostliny ….obtížnější dusání hmoty ….vyšší riziko napadení houbami
Tradiční hybridy vs. stay green hybridy • Stay green hybridy (hybridy s pomalejším dozráváním zbytku rostliny) – Fotosynteticky aktivní pletiva udržována ve fyziologicky zdravém a zeleném stavu – Sušina zbytku rostliny vždy nižší • Sušina zbytku rostliny 22 % = celková sušina 31 – 32 % • Sušina zbytku rostliny 24 % = celkové sušině 35 %
– Silážování při celkové sušině 33 – 35 % – Pozvolnější ukládání škrobu • …tj. není vhodná časná sklizeň
PRIMÁRNÍM ZDROJEM MYKOTOXINŮ V PŮDNĚ KLIMATICKÝCH PODMÍNKÁCH ČR JSOU HOUBY RODU FUSARIUM
Čiroky • Čirok zrnový, cukrový, súdánská tráva • Teplota půdy pro setí 12 °C (15 °C) • Nenáročné na půdu – Nevhodné půdy studené a zamokřené
• Vhodné do aridních oblastí – ….potřeba 300 – 500 mm srážek
• Ve srovnání s kukuřicí – Méně náročné na vodu – Zanechávají více posklizňových zbytků – Menší erozní ohrožení
Čiroky se pěstují v různých klimatických podmínkách
TRÁVY
Srha laločnatá (Dactylis glomerata L.)
• • • •
Volně trsnatá Vysokého vzrůstu Rychlý jarní růst Intenzivně obrůstá po sečích • Drsné klimatické podmínky • Jetelotrávy na orné půdě – Jetel plazivý
• Louky a pastviny
31. 5..
7. 6.
Silážovatelnost trav (Holúbek et al., 2007) WSC (g.kg-1 sušiny)
C/PK kvocient 1. seč
C/PK kvocient 2. seč
Jílek mnohokvětý
120 – 330
3,40
2,50
Jílek vytrvalý
100 – 320
3,10
2,50
Srha laločnatá
50 – 120
1,80
1,40
Kostřava luční
30 – 120
1,50
1,70
Bojínek luční
25 – 100
1,60
1,90
Lipnice luční
30 - 110
1,50
1,40
Druh rostliny
Nízká hodnota pH je dostatečnou zárukou inhibice rozvoje nežádoucích anaerobních enterobakterií, bacilů, listérií a klostridií. Při nižší hodnotě pH se také zrychlí chemická hydrolýza některých polysacharidů, jako hemicelulózy a tím u siláží může dojít i ke snížení obsahu vlákniny Závislost kritické hodnoty pH na obsahu sušiny (Weissbach, 1977) Sušina (g.kg-1)
150
200
250
300
350
400
450
500
Stabilita siláže při hodnotě pH
4,10
4,20
4,35
4,45
4,60
4,75
4,85
5,00
Hodnoty pH v závislosti na době uskladnění siláže z první seče při sušině 25 % (Opitz von Boberfeld, 2007)
C/PK = 0,5 C/PK = 1,3
C/PK = 2,3
Hodnoty pH v závislosti na době uskladnění siláže z první seče zavadlé na sušinu 40 % (Opitz von Boberfeld, 2007)
C/PK = 1,2 C/PK = 0,4
C/PK = 2,2
Jílek vytrvalý (Lolium perenne L.)
• • • •
Volně trsnatý Středně vysoký Ozimý charakter Vchází do 5 dní – Regenerace porostů
• Vláha, živiny, teplo • Jetelotrávy na orné půdě • Pastviny a louky
Jílek vytrvalý + lipnice luční + jetel plazivý
strana 25
strana 26
Obsah živin v průběhu roku ve směsi pro dojnice (Thonet et al., 2004) Měsíc
NEL (MJ.kg-1)
NL (g.kg-1)
Vláknina (g.kg-1)
Duben
7,4
229
131
Květen
6,8
192
172
Červen
6,4
206
215
Červenec
6,6
219
211
Srpen
6,6
225
196
Září
6,6
267
199
Říjen
6,8
209
170
Průměr
6,8
221
185
Kostřava rákosovitá (Festuca arundinacea Schreb.)
• • • • •
Krátce výběžkatá Ozimá Různá vlhkost půdy Náročná na živiny Obrůstá při nízkých teplotách • Odolná vůči chorobám • Dobře zavadá • Louky a pastviny
Jílek mnohokvětý (Lolium multiflorum Lam.)
• Volně trsnatý • Jarní • Vzchází do 5 dní • 2 formy – Italský (Lolium italicum A.Br.) • Víceletý (2 – 3 roky)
– Westerwoldský (Lolium multiflorum var. Westervoldicum Wittm.) • Jednoletý • Rychlý vývin • Velká konkurenční schopnost
Loloidní hybridy • Jílek mnohokvětý x kostřava luční – Zpětné křížení jílkem mnohokvětým
• Jílek mnohokvětý x kostřava rákosovitá – Zpětné křížení jílkem mnohokvětým
• Lepší odolnost vůči Fusáriím • Vytrvalost 3 – 4 roky • Kvalita píce srovnatelná s jílkem mnohokvětým • Perun, Achilles, Perseus • Jetelotravní směsi na orné půdě – Pastevní využití – Výroba siláží • Zejména v první seči velmi nízká sušina
Festucoidní hybridy • Kostřava rákosovitá x jílek mnohokvětý – Zpětné křížení s kostřavou rákosovitou
• Kvalita srovnatelná s kostřavou luční – …ale vyšší výnos a vytrvalost
• Jetelotravní směsi na orné půdě • Trvalé travní porosty – Stabilizují výnos – Zvyšují vytrvalost
Přehled hybridů Festulolium (Houdek a Jambor, 2010) Odrůda
Křížení
Typ
Ploidie
Vytrvalost
Felina (1988)
JM x KR
Festucoid
6n
Vytrvalý
Hykor (1991)
JM x KR
Festucoid
6n
Vytrvalý
Fojtan (2005)
JM x KR
Festucoid
6n
Vytrvalý
Lofa (1997)
JM x KR
Loloid
4n
Jako JV
Bečva (1989)
JM x KR
Loloid
4n
2 – 3 roky
Perun (1991)
JM x KL
Loloid
4n
max. do 5 let
Achilles (2005)
JM x KL
Loloid
4n
max. do 5 let
Perseus (2004)
JM x KL
Loloid
4n
max. do 5 let
Panicum maximum Jacq.
Guinea grass • • • •
Původní v tropické Africe Výška 60 – 200 cm Roste do nadmořské výšky až 2500 m Nenáročná na půdu – …ale potřebuje dostatek živin
• Tolerantní k vypalování • Vyžaduje srážky přes 1000 mm • Optimální teploty pro růst 19 až 23 °C – Minimální teplota 5,4 °C
strana 32
Panicum maximum (Thajsko)
strana 33
Digitaria eriantha Steudel
strana 34
Pangola, Common finger grass • Vytrvalá, výběžkatá tráva • Původní v subtropické Africe – …rozšířena do dalších tropických a subtropických zemí
• • • •
Vytrvalá tráva Výška až 1,5 m Využívána pro pastvu (extenzivní), seno, siláž Konkurenčně velice silná (agresivní) – Nedoporučuje se do směsi s jetelovinami
• Výnos 11 až 22 t.ha-1 sušiny – Dokumentováno až 35 t.ha-1 sušiny
Sečná pastva Pangola
strana 35
Pennisetum purpureum Schumach.
strana 36
Elephant grass, Napier grass • • • •
Robustní, vytrvalá tráva Hluboký kořenový systém Může tvořit stolony a/nebo rhizomy Původní v subtropické Africe – …introdukovaná do ostatních tropických zemí
• Nejlépe roste ve vlhkých tropech – …srážky přes 1500 mm – …ale hluboký kořenový systém umožní přečkat období sucha
• Hluboké, výživné půdy
Pennisetum purpureum Schumach.
Elephant grass, Napier grass • Využívána pro cut-and-carry systém • Využívána pro silážování • Pastva na vegetativních výhonech – 5 nových listů – …zralé listy „ostré“
• Produkce až 84 t.ha-1 sušiny – Dávky až 460 kg.ha-1 N
• Teploty 25 – 40 °C – Minimální teplota 15 °C
• Částečně snáší zastínění
strana 37
Pennisetum purpureum Schumach.
JETELOVINY
Vojtěška setá (Medicago sativa) • Bílkovinné krmivo • Výnosy 7,5 – 9 t.ha-1 – (50 % potenciálu) • Náročná na půdu • Během květu hromadí rezervní látky • Kvalita dána podílem listů a lodyh – Ve fázi butonizace stejný podíl lodyh a listů • Obtížně silážovatelná • Uplatnění konzervačních přípravků
Jetel luční (Trifolium pratense L.) • Hodnotná jetelovina • Diploidní a tetraploidní odrůdy – Výnosy – Obsah vody – Vytrvalost
• Nutriční hodnota významně klesá v době květu • Bohatý na vitamíny • Asparagin, xantin, hypoxantin, silice, glykosidy, fytoestrogeny • Proti zánětu žláz, střevním potížím, zastavuje krvácení
strana 42
Silážovatelnost jetelovin (Holúbek et al., 2007) WSC (g.kg-1 sušiny)
C/PK kvocient 1. seč
C/PK kvocient 2. seč
Vojtěška setá
30 – 100
0,90
0,50
Jetel luční
50 - 120
1,70
1,20
Druh
Desmanthus virgatus (L.) Willd.
Dwarf koa, Desmanthus • Výška 2 až 3 m • Roste v regionech s 1000 až 1500 mm srážek – …invazivní i při 250 mm srážek
• Písčité půdy • Preferuje pH 5,5 až 6 • Původní v oblasti tropů a subtropů Ameriky – …rozšířen do dalších tropických zemí
• Řez 5 až 7,5 cm nad zemí – …vytváří porost podobný vojtěšce
strana 43
Desmanthus virgatus (L.) Willd.
strana 44
Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit
Leucaena • Využívána v pícninářství • …ale významnější mimoprodukční využití – Zdroj palivového dříví – Ukládání půdy do klidu
• Výška 7 až 20 m • Široce rozšířena, roste až do 1900 m.n.m. • Využívána jako zdroj jadrného krmiva
strana 45
Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit
strana 46
Sklizeň travních porostů je kompromisem mezi kvalitou a produkcí
Začátek metání nebo butonizace
Sušina píce
Začátek kvetení
Živiny
I Rezervy
Začátek vegetace
II
III
IV
Tvorba rezervních látek
Sklizeň při intenzívním využívání
Sklizeň při extenzívním využívání
Dny
strana 48
Předpoklady vzniku kvalitní siláže • Dostatečné vytlačení vzduchu • Tvorba kyseliny mléčné – Mléčné kvašení je jediný žádoucí proces látkové výměny • …ale nově se hovoří i o kyselině octové
• • • •
Obsah vodorozpustných cukrů Pufrační kapacita Obsah sušiny Přítomnost mikroorganismů
Ideální siláž (Wilkinson, 2005) Parametr
strana 49
Ideální hodnota
Sušina (g/kg)
300 – 350
pH
4,0 – 4,2
Popeloviny (g/kg sušiny)
< 80
Hrubý protein (g/kg sušiny)
150 – 170
Kyselina mléčná (g/kg sušiny)
100 – 150
Kyselina octová (g/kg sušiny)
20 – 30
Kyselina máselná (g/kg sušiny)
0
Etanol (g/kg sušiny)
<10
ME (MJ/kg sušiny)
>11
Amonný dusík (g/kg celkového dusíku)
<50
Aminokyselinový dusík (g/kg celkového rozpustného dusíku)
>700
Silážní aditiva • Nedílná součást technologického postupu při konzervaci – Snížení ztrát kvasným procesem, lepší stravitelnost, zlepšení následného příjmu zvířaty – Zvýšení energetické hodnoty siláží o 5 %
• DŮLEŽITÝ NEJENOM VÝBĚR KONZERVANTU, ALE CELKOVÁ TECHNOLOGICKÁ KÁZEŇ – Kvalita, čistota, dusání, zakrytí
• Význam mají nejenom homofermentativní, ale také HETEROFERMENTATIVNÍ bakterie – Lactobacillus buchneri díky produkci kyseliny octové pozitivně ovlivní aerobní stabilitu siláží
strana 51
Biologické inokulanty • Aplikace při vyšším obsahu sušiny – Více než 30 % sušiny u trav – Více než 35 % sušiny u jetelovin – Více než 25 % sušiny u kukuřice
• Při nižším obsahu sušiny nezabrání rozsáhlé degradaci bílkovin • Snížení obsahu vlákniny o 6 % • Zvýšení energetické hodnoty o 5 %
strana 52
Chemická aditiva • • • • • •
Rychlé okyselení organické hmoty Možnost dlouhodobého skladování Aplikace při nižším obsahu sušiny Aplikace při vyšším obsahu NL Vyšší náklady na zakoupení aditiva Není potřeba ředění
Obsah mykotoxinů v čerstvé hmotě a silážích
Druh
DON
ZEA
Čerstvá hmota
Siláž
Rel.%
Čerstvá hmota
Siláž
Rel.%
Lolium perenne
41.03
141.39
344.6
17.06
66.07
387.3
Festulolium pabulare
31.02
156.73
505.2
4.95
47.92
968.0
Festulolium braunii
36.98
143.60
388.3
36.45
46.34
127.1
Směs s Festuca rubra
42.15
161.97
384.3
47.37
66.89
141.2
Směs s Poa pratensis
40.19
167.70
417.3
48.15
54.46
113.1
Biogenní aminy-mrtvolné jedy • Siláže s nižším obsahem sušiny • Tvořeny klostrídiemi a hnilobnými bakteriemi • Vznik enzymatickou cestou – …dekarboxylace aminokyselin – …hluboký rozklad bílkovin
• Způsobují závažné metabolické poruchy – Inhibice bachorové mikroflóry – Zánětlivé reakce sliznic – Neinfekční zánět škáry paznehtní
strana 55
Obsah sušiny (%), kvalita výluhů (g/kg) a obsah biogenních aminů v silážích (μg/kg) Směska
Suš.
Vojtěška
LA
BA
A
pH
39,0 31,01 7,02
0,10
1,37
4,55
80
33
395
Vojtěškotráva
33,0 31,83 4,93
0,10
0,92
4,18
200
118
720
Hrách + vojtěška
33,0 31,81 6,33
0,10
1,16
4,16
57
98
665
Suš. – sušina LA – kyselina mléčná AA – kyselina octová BA – kyselina máslená A – amoniak Putr. – Putrescin Kad. – Kadaverin BA – Biogenní aminy celkem
AA
Putr. Kad.
BA
DĚKUJI ZA POZORNOST
