Proč je důležité měřit teplotu a aerobní stabilitu siláží

11. 02. 2020 Ing. Václav Jambor, CSc., Blažena Vosynková; NutriVet, s.r.o., Pohořelice Skladování Zobrazeno 2601x

Kvalitní krmivo je nezbytnou součástí každého moderního zemědělského podniku. Společně s mírou kvality krmiva se mění také ekonomické výsledky zemědělské produkce.

Aerobní stabilita

Po otevření siláže dochází k aeraci krmiva, které kvůli mikrobiální činnosti se zahřívá v závislosti na pH siláže, obsahu fermentačních kyselin, obsahu reziduálních cukrů a teplotě vnějšího prostředí. Zvýšená teplota siláže indikuje rozkladné procesy, související s produkcí sekundárních metabolitů, ale zvýšená teplota také indikuje snížený příjem sušiny. Aerobní stabilita se proto stává důležitým ukazatel zmiňované kvality vyrobeného krmiva a následně zde si můžeme položit otázku, co je to aerobní stabilita krmiva, jak ji stanovit a hodnotit. Z tohoto důvodu se toto téma stalo žádaným ukazatelem a častěji diskutovaným tématem.

Aerobní stabilita fermentovaného krmiva je jeho vlastnost udržet si stejnou kvalitu za přístupu vzduchu, tedy po otevření žlabu, co nejdelší dobu s co možná nejmenšími ztrátami organické hmoty. V odborných kruzích se o tomto fenoménu ví již řadu let. Bohužel v běžných laboratoří se tento problém stále neřeší, protože stabilita krmiv není zahrnuta do hodnocení krmiv.

Aerobní nestabilita

Podstatou sekundární fermentace, potažmo aerobní nestability je zvýšená aktivita kvasinek a plísní po otevření žlabu (aeraci krmiva) při různé teplotě okolí (v závislosti na ročním období). Tyto mikroorganizmy rozkládají organickou hmotu, čímž zvyšují ztráty organických živin, ale také produkují jedovaté látky jako sekundární metabolity. Důvodů, proč k nestabilitě dochází je hned několik. V prvé řadě je to zvýšená sklizňová sušina, délka řezanka, nedostatečné zakrývání silážního materiálu, ale i nedostatečný odběr, kdy je odkryta zbytečně velká plocha a ta je vystavena vzduchu delší dobu. Významnou roli při řešení tohoto problému musíme věnovat správnému výběru konzervačních přípravků, které zvyšují stabilitu fermentovaného krmiva.

Hodnocení aerobní stability siláže

Aerobní stabilitu siláže lze sledovat různými způsoby. Z pohledu výsledků a důkazů je nejlepší stanovení změny počtu mikroorganizmů, které způsobují sekundární fermentaci. Toto stanovení je však drahé tudíž v praxi nepoužitelné.

My jsme se zaměřili na sledování ukazatele, jenž je doprovodným jevem zvýšené aktivity kvasinek a plísní a lze ho v běžné praxi používat podle metody Honiga a kol. 1987. Tímto ukazatelem je zvyšující se teplota. Právě teplota je ukazatelem, který rozhoduje o tom, zda je siláž stabilní a teplota konstantní nebo se teplota zvyšuje.

Námi vytvořený systém se skládá z hardwarové části obsahující 15 + 1 digitálních teplotních čidel a obslužného softwaru, který se stará o zaznamenání a vyhodnocení naměřených hodnot. Každý vzorek se měří ve třech opakováních a z naměřených hodnot jsou vypočítány automaticky průměrné hodnoty, které jsou uvedeny ve výsledném grafu. Vzorky se umísí do plastových boxů uložených v polystyrenovém bloku, který brání přístupu okolního tepla. Do nádob se vzorky se pak jednoduše umístí vpichové sondy a můžeme začít měřit.

Hardware je možné jednoduše připojit k jakémukoliv PC přes USB kabel. Následuje instalace softwaru a spuštění měření. Celý systém ovládání programu je značně intuitivní. Uživatel vybere textový dokument sloužící jako záloha dat. Dále vepíše názvy jednotlivých vzorků, zvolí časový interval jednotlivých měření a spustí program. Měření aerobní stability trvá 7 dní v intervalech 15 min. Program mezitím vypisuje na obrazovce počítače jednotlivě naměřené hodnoty spolu s jejich časovými značkami. Dále zobrazuje graf vývoje teplot pro jednotlivé vzorky (1 až 5), ale i graf průměrů skupin vzorků. Vzorky se měří ve třech paralelkách a z těchto se také počítá jejich průměr, tak aby byly výsledky co možná nejpřesnější. Výsledný graf pro 5 různých vzorků kukuřičných siláží je znázorněn v grafu 1.

V další části programu uživatel jednoduše vybere dříve uložený dokument. Z něj se potom automaticky dopočítá průměr ambientních teplot z celého souboru měření. Tato vypočtená hodnota se následně navýší o 3 °C a je brána jako práh určující překročení stability. Program vypočte a zobrazí, ve kterém časovém okamžiku teplota vzorku překročila tento stanovený práh a vyhodnotí dobu stability v hodinách (zvýšení průměrné teploty prostředí - ambient o 3 °C teploty siláže), jak pro jednotlivé vzorky, tak i pro skupiny paralelek. Dále jsou vytvořeny grafy průběhu teplot s odpovídajícími osami času a teploty. V grafu lze vidět a odvodit čas překročení stability. Uživatel může zvolit, které křivky zobrazí a které ne. Na grafu je vidět, že vzorek (modrá křivka) má velmi nízkou stabilitu (16 hodin), druhý vzorek (hnědá křivka) má již stabilitu 62 hodin, což je 2,5 dne. Optimální stabilita u kukuřičných siláží se uvádí 3 dny. U dalších tří vzorků byla zjištěna stabilita nad 5 dnů, což ukazuje, že i při zvýšených denních teplotách během letního období se nám krmivo nezahřeje.

Teplota krmiv

Kromě aerobní stability je důležité sledovat stav a teplotu dalších krmiv. Pro tento účel jsme vypracovali systém sledování teplot pod obchodním názvem Farmium (www.farmium.cz). Jedná se o digitální teploměr, který vysílá ve stanoveném intervalu zjištěné hodnoty do PC, tabletu nebo mobilu dle přání zákazníka. Vytvořený systém naměřené hodnoty přenáší systémem on-line do počítače, kde zjištěné teploty v požadovaných intervalech ukazuje trendy ve změně teplot zaznamenaných do grafů. Kromě měření teplot krmiva datalogger ukazuje i teplotu prostředí, abychom mohli sledovat vývoj teplot nejen v krmivu, ale také závislost teploty krmiva na teplotě prostředí.

Graf 1: Aerobní stabilita pěti různých kukuřičných siláží ošetřených různými typy konzervačních přípravků

Graf 2: Aerobní stabilita kukuřičných siláží o sušině 40 % v plastových vacích jako neošetřená kontrola a siláž ošetřena chemickým přípravkem Safesil

Měření v praxi

Na následující obr. 1 vidíte dva vaky s kukuřičnou siláží (sušina 40 %), kdy u jednoho byl použit chemický konzervační přípravek Safesil a druhý vak bez konzervačního přípravku jako kontrola. Kromě výsledků fermentačního procesu a nutriční hodnotě vyrobených kukuřičných siláží jsme naměřili teplotu v místě odběru. Výsledky hodnocení kukuřičných siláží bude doplněno o výsledky v krmném pokuse, kdy bude sledován příjem sušiny a denní přírůstky u jalovic. Výsledky měření u obou vaků nám signalizují rozdílné teploty. Teplota prostředí byla 4,4 °C, průměrná teplota siláže ošetřené chemickým přípravkem byla 7,1 °C a teplota kontrolní siláže 11,5 °C. Rozdíl činil 4,4 °C, což bylo statistický průkazné při ≤ P 0,1 (tab. 1).

Rozdíl v teplotách kukuřičné siláže u vaků indikuje pozitivní vliv chemického konzervačního přípravku na fermentační ztráty siláže. Pokud si uvědomíme, že uskladnění biomasy ve stejných podmínkách signalizuje rozdíl ve fermentačních ztrátách. Zvýšení teploty u 1 gramu krmiva o 1 °C znamená ztrátu energie v množství 4,18 J. Původní kalorii definoval francouzský chemik Henri Victor Regnault jako množství tepla potřebného k ohřátí 1 g vody z 0 °C na 1 °C. U krmiv se ale energetická hodnota udává právě v Joulech resp. KiloJoulech. V grafu 2 jsme získané vzorky siláží u kontroly a pokusné variantě podrobili sledování aerobní stability po dobu 7 dní. Výsledek nám ukazuje, že průběh změn teplot při konstantní teplotě 19 °C byl u kontrolní varianty bez ošetření 20 hod., kdežto aerobní stabilita u chemicky ošetřené siláži byla 92 hod., což je výrazný rozdíl.

Tab.1: Teplota kukuřičné siláže (12. 3. 2019)

Souhrn

Závěrem bychom chtěli dodat, že na měření aerobní stability se v laboratořích zapomíná a standardně ho v nabídkách laboratoří nenajdeme. I když použijeme konzervační přípravek, u kterého výrobce deklaruje zvýšení aerobní stability, neznamená to, že siláž má lepší stabilitu. Výsledky by pro nás mohly ale být ponaučením do dalších sezon, zda deklarovaná vlastnost je skutečností. Proto se v naší laboratoři budeme měření stability naplno věnovat a porovnáním siláží z různých farem s různými přípravky správnost použití konzervačního přípravku.

Je totiž známo, že zvýšená teplota siláže způsobuje nižší příjem u dojnic. Zejména pokud je dobytek krmen jen jednou dávkou denně a pak se krmivo jen přihrnuje, dochází k dalšímu provzdušnění TMR a rychlejšímu zahřívání. Taková krmná dávka je již k večeru na dotek výrazně zahřátá. Výsledkem sekundární fermentace, tedy působení kvasinek a plísní, dochází nejen k zahřátí krmiva, ale také ke vzniku sekundárních metabolitů, které jsou jedovaté. Tyto jedovaté látky zatěžují organizmus zvířete a zhoršují jejich zdravotní stav. Vznikají tak kromě ztrát samotné krmné hodnoty, také ztráty vznikající při nákladech na léčbu stáda a snížení hygienické nezávadnosti konzervovaných krmiv. Tyto ztráty se však těžko kvantifikují.

Další samozřejmostí by se mělo na farmách stát měření teploty nejen krmiv na silážních žlabech během fermentace (po zakrytí siláže) a při vybírání siláže po otevření silážních žlabů. Běžnou praxi by se mělo stát sledování teploty TMR během dne, kdy se směsná krmná dávka krmí. Pokud budeme znát skutečnost o změně teplot konzervovaných krmiv a TMR obzvláště v letním období, tak budeme schopni lépe reagovat na potřeby zvířat a omezit ztráty energie.

Obr. 1: Plastové vaky kukuřičné siláže -  vlevo ošetřeno chemickým přípravkem Safesil a bez ošetření jako kontrola (vpravo)

Obr. 2: Teplota siláže 38,2 °C v otvoru plastového vaku (0,5 m hluboko) po 21 dnech přístupu vzduchu do siláže (otvor vznikl náhodným poškozením)