Mi történik a silóban az első óráktól a stabil szilázsig?

Az erjedés szakaszai

Ez a cikksorozat egyaránt szól az egyetemi hallgatóknak, a fiatal pályakezdő szakembereknek és a senior gyakorló kollégáknak. Az alapokat írjuk le, de megfűszerezzük a gyakorlat ízével és hozzáadjuk az újdonságok sóját is.

A rozs, tritikálé és a fű már a depókban erjed, sőt, már ‚lecsillapodva’ pihen. A korai depókat pedig már etetjük is. De tulajdonképpen mi is zajlik el a depók mélyén ilyenkor április–májusban? Hogyan válik a zöld szecskázott anyag kész és stabil erjesztett takarmánnyá? Nézzük. Amennyiben a silózás szabályosan zajlik le, a folyamat az alábbi négy fő szakaszra tagolható.

1. Az önmelegedés szakasza

A zöldtakarmányok sejtjei a növény betakarítása után nem halnak el azonnal, a növényi légzés tovább folytatódik, amíg az oxigén rendelkezésre áll. Az ún. autooxidáció során a szénhidrátok szén-dioxidra és vízre bomlanak, miközben jelentős mennyiségű hő szabadul fel. A tejsavbaktériumok a környezet hőmérséklet-változására érzékenyek. Egyik csoportjuk 15–35 ^oC-on (hidegerjesztők), másik csoportjuk 40–50 ^oC-on (melegerjesztők) szaporodik leggyorsabban. A 40–60 ^oC hőmérséklet hatására azonban a táplálóanyagok 10–20%-a elvész, mert a szénhidrátokból sok hő, víz keletkezik, a fehérjék egy része pedig denaturálódik, emészthetőségük csökken. A melegerjesztés táplálóanyag-vesztesége ezért elérheti a 35–40%-ot, szemben a hidegerjesztéssel, ahol csupán 15%. A tömörítés pedig közvetlenül befolyásolja a hőmérséklet változását a szilázsban: nem elégséges tömörítés hatására levegős marad a takarmány, a sejtek légzése később áll le, tovább tart az önmelegedés szakasza, következésképpen a hőmérséklet emelkedik a szilázsban. A tömörítés akkor megfelelő, ha az előző napokban besilózott takarmány hőmérséklete nem emelkedik 30 °C fölé. A novemberben még gőzölgő kukoricaszilázs arra utal, hogy laza a silókazal és karamellizáció várható.

A jól tömörített silóban a takarmány maghőmérséklete tehát nem haladja meg a 30 ^oC-ot, a felszíni rétegekben pedig a 35 ^oC-ot. Ennek a szakasznak a hossza a tömörítés mértékétől függően 1–2 nap és 1–2 hét között változhat.

Attól függően, hogy az erjedés milyen hőmérsékleten zajlik le, az erjedésnek két alaptípusát különítjük el (1., 2. ábra):

1. melegerjesztést és 2. hidegerjesztést különböztetünk meg.

1. ábra. A melegerjedés vázlata

2. ábra. A hidegerjesztés vázlata

Kezdetben, amíg a silózás során lejátszódó biológiai folyamatok törvényszerűségeit nem ismerték, a melegerjesztéses silózás (zsombolyázás) volt a gyakorlatban elterjedt. A módszernek az előfeltétele a takarmány laza összerakása, aminek az eredménye a növé­nyi sejtek erőteljes légzésén keresztül a gyors felmelegedés. A melegerjesztés esetében feltétel, hogy 24 órán belül a takarmány hőmérséklete 50 ^oC fölé emelkedjen. Amint a növényanyag elérte az 50 ^oC-os hőmérsékletet, tömörítéssel és gyors lezárással anaerob viszonyt kell kialakítani, ami kedvez a termofil (melegerjesztő) tejsavtermelő baktériumoknak. A termofil tejsavtermelő baktériumok hatására intenzív tejsavas erjedés játszódik le. Az intenzív légzés következtében azonban a szárazanyag-veszteség meghaladhatja a 20%-ot is (elillanó CO₂, vízgőz, hőtermelés). További hátránya, hogy csökken a takarmány fehérjeértéke, mert a tartós hőhatás miatt a fehérje egy része denaturálódik (karamellizálódik), emészthetősége jelentős mértékben (20%-ban) csökken (Maillard-reakció). A laktációs nettó energiatartalom pedig kb. 10%-kal lesz kevesebb. A karamellizáció látható jele, hogy vöröses-barna elszíneződésű lesz a kész szilázs/szenázs. A karamellizáció a nagy szárazanyag-tartalmú alapanyagokra jellemző a taposási nehézségek miatt(> 40% szárazanyag-tartalom). Ezért ilyen esetben kisebb szecskamérettel (< 1 cm) segítjük a levegő kiszorítását. Emellett a kisebb tömörségű, hosszú szálú és szárazabb bálaszenázsokra is jellemző a bemelegedés.

A melegedés a vajsavas erjedés kockázatát is növeli lucernaszilázsokban és szenázsokban, fű- és korai betakarítású gabonaszilázsokban, mivel a szaprofita vajsavtermelő baktériumok a 35– 38 ^oC-os tartományt kedvelik szaporodásukhoz. A vajsav megjelenése arra utal, hogy az erjedés az ideálisnál magasabb hőmérsékleten zajlott, mivel a vajsavtermelő mikroorganizmusok számára a 35–38 °C-os tartomány kedvező. A vajsav gyakran társul a propionsav, a kapronsav és a valeriánsav mérhető jelenlétével. Ezek megjelenése másodlagos erjedést jelez, illetve azt mutatja, hogy vontatott, az ideálisnál hosszabb ideje tartó erjedésről van szó, mely során a pH-csökkenés nem volt eléggé gyors. Így a káros mikroorganizmusok elszaporodhattak. Az ilyen szilázs nem stabil, az idő előrehaladtával penészesedés, az élesztők elszaporodása és silóbontás után aerob romlás várható. Nagyobb táplálóanyag-veszteséggel kell továbbá számolni a káros mikroorganizmusok táplálóanyag-felhasználása és a gázképződés miatt. A vajsav megjelenése feltételezi a Clostridium törzsbe tartozó baktériumok jelenlétét.

Ezen baktériumok spórái ezután a tejbe bekerülve gázképződést eredményeznek, ezáltal az adott tej alkalmatlanná válik a keménysajt-gyártásra. A vajsav a szilázst elfogyasztó állat bendőmikroflóráját is károsíthatja, anyagcserezavart okozva.

Napjainkban a veszteségek minimalizálása és a vajsavtermelő baktériumok kiszorítása érdekében a hidegerjesztés gyakorlatát alkalmazzuk. A silóban kialakuló hőmérsékletet a tömörítés mértékével tudjuk szabályozni. A takarmány tömöríthetőségét a szárazanyag- és nyersrost-tartalom, illetve a szecskaméret határozza meg (a műszaki paramétereken kívül). Ahhoz, hogy fenn tudjuk tartani az ideális maghőmérsékletet (20–25 ^oC), a szecskázott takarmányt alaposan kell tömöríteni, elérve a 200–260 kg sza/m³ térfogatsúlyt (eredeti anyagban: 650–800 kg szilázs/m³).

2. Az ecetsavképződés szakasza

A növény felületén található természetes (ún. epifita) flórában különböző baktériumok élnek. Ezek közül azok, amelyek aerob körülmények között is képesek életben maradni, gyorsan elszaporodnak. Ahogy már korábban írtuk, a Coli aerogenes csoport tagjai (Aerobacter aerogenes, Escherichia coli, Klebsiella nemzetség), fakultatív anaerobok és jelentős mennyiségű ecetsavat termelnek. Először ezen Coli aerogenes baktériumfajok jelennek meg, amelyek – többek között – ecetsavat termelnek. Ezek a baktériumfajok egyrészt levegőtlen viszonyokat teremtenek (elfogyasztják a maradék oxigént), és így elősegítik a később működésbe lépő anaerob tejsavbaktériumok szaporodását. Másrészt a képződő ecetsav hatására a takarmány pH-ja olyan mértékben csökken, hogy végül saját életműködésük is leáll. Ez a szakasz – a takarmány minőségétől függően – legalább néhány óráig, legfeljebb 1–3 napig tart.

A túlzott mértékű ecetes erjedés a vizes és/vagy laza szilázsokra jellemző. Ebben a szakaszban az aerob ecetsavtermelő baktériumok (Acetobacter xylinum, Acetobacter rascens) akkor válhatnak dominánssá, ha lazán tömörített a silókazal és/vagy vizes az alapanyag (30% alatti szárazanyag-tartalom esetében). Korai betakarítású silókukorica- és cirokszilázsokra jellemző leginkább ez a folyamat. Az ecetsavtermelő baktériumok elleni védekezés alapja ezért a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása, a hatékony taposás, a nagy tömörség elérése (az oxigén kizárása a céltömörség elérésével: 240 kg sza/m³),a gyorsan kialakuló alacsony kémhatás és a homofermentatív baktériumokat tartalmazó starterkultúrával való beoltás.

A szilázsok tehát mindenképpen tartalmaznak ecetsavat. Ideális esetben az ecetsav 0,5% nedvesanyag-tartalomban kifejezve, ami 15 g/kg sza. abszolút értéknek felel meg. Arányaiban az ecetsav nem több mint 15% az összes savra vonatkoztatva optimális esetben. A gyakorlatban átlagosan 30% alatt elfogadhatónak tekintjük az arányt. Más kifejezésmód szerint: 3:1 tejsav:ecetsav aránynak megfelelő érték már elfogadható (az összes sav mennyiségétől függetlenül).

3. A tejsavképződés szakasza

Az ecetsavképződés és a tejsavképződés szakaszát nehéz egymástól különválasztani. A tejsavképződés szakaszának hozzávetőleges kezdete az erőteljesebb tejsavképződés megindulásának, illetve a Coli aerogenes baktériumfajok pusztulásának időpontjára tehető. Ezután a tejsavtermelő baktériumok gyors szaporodásával tovább savanyodik a szilázs. Az a tejsavkoncentráció (1–3%), amely már a tejsavtermelő baktériumok működését is akadályozza (4,0–4,2 pH), kedvező esetben 1–3 nap alatt elérhető. Ideális körülmények között a főerjedési szakasz 2–3 nap, vontatott erjedés során azonban 10–14 napig is elhúzódhat.

Az erjedést serkentő silózási adalékanyagok (inokulánsok, starterkultúrák) felgyorsítják a kémhatás csökkenését, ezáltal szelektíven gátolva a nem pH-toleráns káros baktériumokat (pl. rothasztó baktériumokat), segítve a pH-toleráns tejsavtermelő baktériumokat és csökkentve a táplálóanyag-veszteség mértékét. Ez a segítség a nehezen erjeszthető és vontatottan erjedő alapanyagok, például a lucerna esetében, létfontosságú tényező.

A szerves savak alapján kielégítő minőségű az a silózott takarmány, amelyben az összes savtartalomnak legalább 70%-a tejsav, kevesebb, mint 30%-a ecetsav és a vajsav csak nyomokban fordul elő. Kiváló minőségről akkor beszélhetünk, amikor a tejsav aránya meghaladja a 75%-ot, az ecetsav aránya kevesebb, mint 15% az összes sav mennyiségén belül, abszolút mennyisége nem éri el a 0,5 g/100 g nedves anyag értéket, a tejsav/ecetsav arány legalább 3:1, vajsav pedig még nyomokban sem mutatható ki a takarmányban.

4. Az erjedés lecsillapodása és a stabil szilázs kialakulása

Abban az esetben, ha olyan alacsony pH-értéket sikerül elérni (kritikus pH), amelyen az anaerob baktériumok is befejezik tevékenységüket, akkor megkezdődik a mikrobiális erjedés lecsillapodásának időszaka. Ez a szakasz 17–21 napig tart, mely alatt teljesen megszűnik mindenféle mikrobiális tevékenység, kialakul a „stabil szilázs”. Silózási adalékanyag használatakor, könnyen erjedő alapanyag esetében a kritikus pH-érték 2–5 nap alatt elérhető. A mikrobiális lecsillapodáshoz azonban több idő szükséges.

Mikor romlik el a folyamat?

Másodlagos erjedés – amikor már baj van

Ha a takarmányban a tejsavképződés nem eléggé erőteljes, és ha nem sikerült elérnünk a kritikus pH-t, másodlagos erjedési folyamatok indulnak be. A folyamatban elsősorban a vajsavtermelő baktériumok vesznek részt. Mindez táplálóanyag-veszteséggel jár, miközben csökken a szilázs stabilitása. A másodlagos erjedés a vizes lucernaszilázsokra/szenázsokra, vontatottan erjedt vizes és instabil gabona-, valamint fűszilázsokra jellemző 90 nap feletti tárolási idő mellett.

Aerob romlás – a silófalnál kezdődő veszteség

Ha a szilázst nem elegendő mélységben termeljük ki minden nap (min. 20–40 cm/nap évszaktól függően), vagy nincs megfelelő eszköz (nincs silómaró vagy blokkvágó a vontatott keverő-kiosztó kocsin), a levegő nagy felületen érintkezik a takarmánnyal és utóerjedés indul be. A kifejezés nem pontos, mert ebben az esetben aerob romlásról van szó, nem pedig erjedésről. Ennek mértékét befolyásolja a szilázs aerob stabilitása, azaz levegővel való érintkezés után az anyagnak a romlási folyamatokkal szembeni védettsége. Az aerob romlás során az ecetsavtermelő baktériumok, az élesztő- és penészgombák szaporodnak el.

1. A kukoricaszilázs, a cirokszilázs, a korai betakarítású rozs- és a fűszilázs érzékenyebb az aerob romlásra, mint a lucernaszilázs/szenázs.

2. A nagy szárazanyag-tartalmú fű- és gabonaszenázsokban a maradványcukor-tartalom különösen hajlamosító tényező az aerob romlásra, melegedést eredményezve. Ilyen esetben a takarmánykonyhában való 1 napos előkészítés is túl hosszú lehet.

3. A nagyobb tömörségű, kisebb porozitású silófal stabilabb, később melegszik, mint a laza silókazal fala.

4. Az aerob stabilitás a silózáskor, megelőző célzattal alkalmazott silózási adalékanyagokkal javítható (pl. gombaölő hatású anyagok, illetve fungicid anyagokat termelő baktériumok alkalmazásával).

5. Az aerob romlás megelőzésében rendkívüli szerepe van a silófal-kezelésnek (a depó szélessége, a megnyitott felület nagysága, a naponta kitermelt réteg vastagsága, a kitermelés során alkalmazott műszaki eszközök: silómaró vagy blokkvágó). Erről még részletesen írunk.

6. Amennyiben a pH a semleges irányba tolódik el, a rothasztó baktériumok is elszaporodhatnak.

7. A silófalban a szántóföldi eredetű Aspergillus gomba is tovább tud szaporodni és ha van elegendő ideje (2–3 nap), további aflatoxinképződés várható. Összességében tehát a 4 fő szakasz megy végbe a lezárt silótérben, ha a silózás során nem történt hiba. A jól kierjedt szilázs a nyári hőstresszes időszakban is hozzájárulhat a tehén étvágyának és az egészséges bendőműködésnek a fenntartásához.

Dr. Orosz Szilvia

Agrárágazat Tudástár: szilázs erjedése – A szilázs erjedése a betárolt zöldtakarmány anaerob tartósodási folyamata, amely az önmelegedés, ecetsavképződés, tejsavképződés és mikrobiális lecsillapodás szakaszain át stabil takarmányt hoz létre; minőségét a szárazanyag-tartalom, szecskaméret, tömörítés, gyors lezárás, pH-csökkenés és aerob romlás megelőzése határozza meg.