Józef Krzyżewski
Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN w Jastrzębcu
Racjonalne żywienie bydła będzie możliwe do wprowadzenia tylko wówczas, gdy będziemy w stanie wyprodukować kiszonki charakteryzujące się wysoką wartością pokarmową i jakością. Warunek ten może być spełniony m.in. przy stosowaniu odpowiednio dobranych i właściwie zastosowanych dodatków do zakiszania.
Wśród rolników spotyka się różne opinie dotyczące celowości stosowania dodatków wspomagających lub stymulujących zakiszanie zielonek. Według aktualnej wiedzy dotyczącej sporządzania kiszonek nie należy mieć najmniejszych wątpliwości co do celowości stosowania odpowiednio dobranych dodatków do zakiszania wszystkich rodzajów zielonek a także ziarna zbóż, zwłaszcza kukurydzy, przeznaczonego na paszę dla wysokowydajnych krów. Dodatki produkowane do zakiszania poszczególnych rodzajów zielonek ułatwiają przebieg procesu zakiszania poprzez szybkie namnażanie bakterii fermentacji mlekowej w pierwszych godzinach po załadowaniu zakiszanej zielonki do zbiornika lub ułożeniu jej na pryzmie. Gromadzący się w odpowiedniej ilości kwas mlekowy szybko zakwasza środowisko, dzięki czemu zostaje zahamowany rozwój niepożądanych drobnoustrojów (grzybów pleśniowych, drożdży, bakterii tlenowych), które zużywając najbardziej wartościowe składniki (cukry rozpuszczalne w wodzie) i zmniejszają wartość pokarmową kiszonki oraz pogarszają jej parametry jakościowe. Ponadto, drobnoustroje te prowadzą rozkład białka do niepożądanego amoniaku oraz produkują toksyny, co powoduje nie tylko pogorszenie smakowitości kiszonki, lecz także wpływa toksycznie na organizm zwierzęcia a pośrednio i człowieka, ponieważ część mikotoksyn przechodzi do mleka.
Rodzaje dodatków kiszonkarskich
Dodatki kiszonkarskie gwarantują jednocześnie uzyskanie kiszonki zawierającej najważniejsze kwasy (mlekowy, octowy, propionowy) we właściwych proporcjach, co ma ogromne znaczenie w procesie wykorzystania paszy w organizmie krowy. Wśród aktualnie stosowanych dodatków kiszonkarskich wyróżnia się:
■ dodatki naturalne o dużej zawartości węglowodanów stymulujące fermentację, np. melasa, śruty zbożowe,
■ inokulanty – pełniące funkcję stymulatorów lub inhibitorów fermentacji (pobudzają rozwój i zwiększają aktywność bakterii fermentacji mlekowej zakwaszając środowisko oraz hamują jednocześnie rozwój niepożądanych bakterii).
■ konserwanty chemiczne, w skład których wchodzą mieszaniny związków chemicznych (kwasów organicznych lub ich soli, najczęściej kwasu mrówkowego, propionowego lub mlekowego) stosowane w postaci płynnej (kwasy) lub proszku (sole).
Obecnie dodatki naturalne są stosowane w bardzo ograniczonym zakresie.
Konserwanty chemiczne zaczęto stosować znacznie wcześniej niż inokulanty, które należą do dodatków znacznie młodszej generacji. Istota działania konserwantów chemicznych polega na szybkim zakwaszeniu zakiszanej masy (do pH poniżej 5,0), co ułatwia tylko rozwój bakterii mlekowych i to w stosunkowo ograniczonym zakresie, ponieważ ilość kwasu mlekowego potrzebna do dalszego obniżenia pH poniżej podanego poziomu jest stosunkowo niewielka. Stąd kiszonki te początkowo określano mianem „kiszonek niefermentowanych”. Ich wartość pokarmowa jest najbardziej zbliżona do wartości zakiszanej zielonki, ponieważ stosunkowo niewielka ilość cukrów zawartych w zielonce jest zużywana do produkcji kwasów organicznych a straty związane z oddychaniem roślin ograniczone są do minimum. Dodawane konserwanty chemiczne natychmiast ograniczają działalność niepożądanych drobnoustrojów, np. gnilnych oraz prowadzących fermentację masłową (Clostridium). Niewątpliwą zaletą konserwantów chemicznych jest ich duża skuteczność przy zakiszaniu zarówno traw jak i zielonek wysoko białkowych z roślin motylkowatych (koniczyna, lucerna, mieszanki traw z roślinami motylkowatymi), co przejawia się w dużej odporności kiszonki na samozagrzewanie się i pleśnienie po otwarciu silosu oraz w ograniczeniu do minimum rozkładu białka w zakiszanym materiale. Stosowanie dodatków zawierających kwasy gwarantuje prawie natychmiastowe obniżenie pH zakiszanego materiału, co eliminuje oddychanie roślin i zmniejsza tym samym straty oraz hamuje niekorzystny rozkład białka a także ogranicza lub eliminuje całkowicie działalność niepożądanych bakterii z rodzaju Clostridium. Zaletą konserwantów chemicznych jest możliwość ich stosowania przy jednofazowym zbiorze zielonek na polu (bez podsuszania) lub w warunkach pogody deszczowej, uniemożliwiającej podsuszanie zielonki na polu. Konserwanty chemiczne dodawane są do zielonki za pomocą specjalnych dozowników (aplikatorów) montowanych na sieczkarniach polowych (jeśli porost zakisza się bez podsuszania) oraz na prasach przy zbiorze 2-fazowym zielonek podsuszonych. Obecnie sprzęt dostępny w kraju umożliwia racjonalną aplikację dodatków do zakiszanej masy. Inokulanty lub konserwanty mogą być dodawane bezpośrednio podczas zbioru roślin do zakiszania. Sposób ten jest polecany, umożliwia bowiem bardziej równomierne rozprowadzanie preparatów w masie zbieranych roślin. Inny sposób aplikacji dodatków polega na rozprowadzeniu ich w trakcie układania masy w silosie. Przy tym sposobie trudniej jest uzyskać równomierne rozprowadzenie dodatków w zakiszanym materiale. Aplikacja dodatków w trakcie zbioru roślin na polu jest uzależniona od technicznego wyposażenia sieczkarni zbierających, pras zwijających i przyczep samozbierających. Na każdym z wymienionych urządzeń istnieje możliwość zainstalowania odpowiednich systemów dozujących. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że najlepsze wymieszanie dodatków kiszonkarskich uzyskuje się w przypadku podawania ich przed zespołem walców ugniatających. Przy zbiorze materiału przy pomocy pras zbierających zaleca się wprowadzanie dodatku przed podbieraczem lub między podbieraczem a komorą prasowania. W przypadku zbioru przy pomocy przyczep samo zbierających dodatki mogą być wprowadzane przed podbieraczem lub przed zespołem rozdrabniającym zbierany materiał roślinny.
Ilość stosowanych konserwantów chemicznych jest niewielka, np. w przypadku 85%-ego kwasu mrówkowego wynosi 2-4 l/tonę zielonki, zaś preparatów zawierających sole i stosowanych w formie proszku – 4-8 kg/tonę zielonki. Konserwanty złożone z kwasu mrówkowego, propionowego, sorbowego i benzoesanu sodu przyczyniają się również do zwiększenia stabilności kiszonek w trakcie ich skarmiania, zwłaszcza w okresie wiosenno-letnim, przy wysokiej temperaturze otoczenia. Warto przypomnieć, że tego rodzaju technologia z wykorzystaniem kwasów przy zakiszaniu zielonek z traw została zapoczątkowana w latach 30-tych ub. stulecia w Finlandii i umożliwiła krajom skandynawskim w tych trudnych warunkach klimatycznych (sezon wegetacyjny trwa 80-100 dni) rozwój hodowli bydła i produkcję mleka na poziomie światowym. Autor tej technologii (prof. A. Virtaneen) m.in. za to osiągnięcie otrzymał nagrodę Nobla w 1945 roku.
W ostatnich latach ze względu na bezpieczeństwo pracowników, jak i korodujący wpływ tego rodzaju konserwantów na maszyny i sprzęt używany przy zakiszaniu, stosowane są one coraz rzadziej a ich miejsce zajmują stopniowo preparaty biologiczne (inokulanty). Są to preparaty zawierające liofilizowane bakterie kwasu mlekowego bez udziału innych komponentów lub z dodatkiem enzymów i stabilizatorów, gwarantujących zwiększenie stabilności kiszonek w trakcie ich wybierania do skarmiania. Dodatki takie intensyfikują proces fermentacji mlekowej, prowadzący do szybkiego obniżenia pH oraz zwiększają stabilność kiszonek po otwarciu silosu.
Wśród inokulantów wyróżnia się preparaty zawierające wyłącznie bakterie fermentacji mlekowej, które przyśpieszają i ukierunkowują proces fermentacji oraz preparaty zawierające obok bakterii także enzymy, które rozkładają węglowodany strukturalne (celulozę zawartą we włóknie paszowym) do cukrów prostych, stanowiących podstawową pożywkę dla drobnoustrojów prowadzących fermentację. Inokulanty charakteryzujące się największą aktywnością zawierają najczęściej mieszaninę różnych szczepów bakterii prowadzących fermentację mlekową.
Dwie fazy fermentacji
W przebiegu procesu fermentacji w silosie wyróżnia się dwie fazy. Faza startowa charakteryzuje się intensywną produkcją kwasu mlekowego, stąd też inokulanty powinny zwierać takie bakterie fermentacji mlekowej, których namnażanie się jest znacznie szybsze niż innych niepożądanych drobnoustrojów. Do takich szczepów należy Enterococcus faecium, który podwaja ilość bakterii co 18 minut. Drobnoustroje te szybko zmniejszają pH zakiszanej masy do poziomu 4,1. Od tego momentu dalszy etap fermentacji „przejmują” bakterie posiadające zdolność produkcji kwasu mlekowego przy niskim pH. Jest to faza końcowa fermentacji, w której powinny uczestniczyć bakterie Lactobacillus plantarum, zdolne do obniżenia pH do poziomu 3,6. Z tych względów przy wyborze inokulantów należy zwrócić uwagę na obecność przynajmniej dwóch szczepów bakterii zdolnych do uczestniczenia w obydwu wymienionych fazach fermentacji. Aktywność niepożądanych drobnoustrojów ustaje znacznie wcześniej, stąd tak ważne jest szybkie zwiększenie kwasowości przez bakterie fermentacji mlekowej. Bakterie Lactobacillus plantarum, zawarte w niektórych inokulantach, posiadają zdolność syntetyzowania enzymów rozkładających trudno dostępne dla soków trawiennych wielocukry (ksylany i glukany). Niektóre inokulanty zawierają obok bakterii fermentacji mlekowej i enzymów także stabilizatory. Spełniają one podwójną funkcję, ponieważ hamują rozwój niepożądanych bakterii w procesie zakiszania, oraz co jest niezmiernie ważne – zwiększają stabilność kiszonek po otwarciu silosu. Kiszonki takie nie zagrzewają się i nie pleśnieją zarówno w czasie fermentacji jak i po otwarciu silosu podczas ich skarmiania. Obydwa wymienione procesy są wysoce niepożądane, gdyż zagrzewanie związane jest ze „spalaniem” łatwo przyswajalnej energii (w pierwszej kolejności cukrów), zaś pleśnienie – obok zużywania energii powoduje „wzbogacanie” kiszonki w składniki toksyczne. Tlenowa stabilność kiszonek jest niezmiernie ważną cechą, ponieważ kiszonki sporządzone bez dodatków, zwłaszcza dobrej jakości, ulegają w znacznym stopniu zepsuciu w procesie ich skarmiania w krótkim okresie czasu. Kiszonki wyprodukowane z dodatkami inokulantów, charakteryzujące się wysoką stabilnością tlenową są lepiej pobierane przez zwierzęta, ponieważ charakteryzują się dobrą smakowitością. Ponadto posiadają wysoką wartość pokarmową i są pozbawione substancji trujących, co wpływa korzystnie na zdrowie zwierząt, ich kondycję oraz wydajność i jakość mleka.
Rodzaj surowców a rodzaj zakiszacza
Obecnie na naszym rynku jest bardzo bogaty asortyment różnego rodzaju dodatków do zakiszania zielonek. Trzeba mieć świadomość, że preparaty biologiczne, zawierające bakterie fermentacji mlekowej i enzymy będą skuteczne tylko wówczas, gdy w zakiszanym materiale będzie znajdowała się odpowiednia zawartość cukrów prostych, łatwo fermentujących (co najmniej 2%). Skuteczność tego rodzaju preparatów będzie zdecydowanie mniejsza w przypadku zakiszania zielonek wysokobiałkowych, tj. lucerny, koniczyny oraz młodych traw z drugiego lub trzeciego pokosu. Do zakiszania takich zielonek bardziej są przydatne dodatki zawierające kwasy w formie płynnej bądź ich sole w postaci proszku. Z tego względu ostatnio coraz częściej zaleca się stosowanie inokulantów bakteryjno-chemicznych, które oprócz bakterii fermentacji mlekowej zawierają sole kwasu propionowego, mrówkowego, sorbowego i benzoesowego. Dodatki te są szczególnie przydatne przy zakiszaniu wspomnianych wyżej roślin motylkowatych lub mieszanek tych roślin z trawami. Należy podkreślić, że preparaty biologiczne w postaci inokulantów uważane są za najbardziej proekologiczne z punktu widzenia ich wpływu na organizm zwierząt i środowisko.
Rośnie spożycie kiszonek
Obecnie na całym świecie a także i w Polsce obserwuje się wzrastającą tendencję żywienia krów kiszonkami w okresie całego roku. Przy takim systemie utrzymywania bydła mlecznego stosowanie dodatków zwiększających stabilność kiszonek staje się koniecznością. Mając na uwadze korzystne efekty uzyskiwane przy stosowaniu różnego rodzaju preparatów biologicznych w procesie przygotowania kiszonek oraz rozpowszechniającą się na całym świecie tendencję do produkowania tzw. bezpiecznej żywności, obserwuje się rosnące zainteresowanie stosowaniem tych dodatków w technologiach kiszonkarskich. Należy przy tym podkreślić, że inokulanty zawierające bakterie ułatwiające lub w niektórych przypadkach umożliwiające przebieg fermentacji mlekowej, jak również dodawane enzymy są preparatami bezpiecznymi. Występują one w identycznej postaci w przewodzie pokarmowym zwierząt. Z tych względów nie ma możliwości ich przedawkowania, zwłaszcza jeśli przy ich stosowaniu będziemy ściśle przestrzegać receptury zamieszczonej na opakowaniach lub w odpowiednich załączonych do tych produktów ulotkach. Jeśli w danym gospodarstwie mamy ograniczoną możliwość stosowania dodatku inokulantów przy zakiszaniu wszystkich zielonek (głównie z przyczyn finansowych), to w pierwszej kolejności należy je stosować:
■ podczas sprzętu zielonek przeznaczonych do zakiszania w warunkach niekorzystnej pogody, uniemożliwiającej podsuszenie zielonek w krótkim czasie do zawartości 30-40% s. masy,
■ przy zakiszaniu zielonek z roślin motylkowatych (lucerna, koniczyna i mieszanki traw z roślinami motylkowatymi),
■ przy zakiszaniu traw z drugiego i trzeciego pokosu, ponieważ zawierają one mniej cukrów niż ten sam rodzaj porostu z pierwszego pokosu a zbiór ich przypada na okres skracającego się dnia i pogarszających się warunków do podsuszania,
■ przy zakiszaniu zielonek z traw nawożonych większymi dawkami azotu.
Inokulanty i inne dodatki stosowane przy sporządzaniu kiszonki z całych roślin kukurydzy
Kukurydza należy do roślin łatwo kiszących się, jednakże w celu uzyskania doskonałej jakości kiszonki o wysokiej stabilności w procesie skarmiania warto stosować także dodatek inokulantów w procesie jej zakiszania. Wynika to z faktu bytowania na rosnącej kukurydzy zarówno bakterii pożądanych z punktu widzenia przebiegu prawidłowej fermentacji jak i drobnoustrojów zakłócających ten proces. Jeśli zastosujemy inokulanty z bardzo szybko namnażającymi się bakteriami kwasu mlekowego, wówczas niepożądane drobnoustroje zostaną wyeliminowane. Kierując się takim rozumowaniem omawiane dodatki kiszonkarskie mogą również znaleźć zastosowanie przy sporządzaniu kiszonki z całych roślin kukurydzy. Kiszonka z całych roślin kukurydzy w nowoczesnych systemach żywienia zwierząt jest paszą podstawową w żywieniu wszystkich rodzajów bydła, w tym także w żywieniu krów wysokowydajnych w okresie całego roku. Dzięki wysokiej wartości pokarmowej wpływa bardzo korzystnie na wydajność mleka i wysokość dobowych przyrostów masy ciała bydła opasowego. Ponadto przyczynia się do zmniejszenia wydzielania metanu do powietrza atmosferycznego. Ze względu na spasanie jej również w sezonie wegetacyjnym, kiszonka z kukurydzy powinna charakteryzować się dużą odpornością na rozkład tlenowy podczas jej skarmiania, gdy temperatura otoczenia jest wysoka. Proces rozkładu tlenowego (wtórnej fermentacji) jest wynikiem aktywności drożdży i grzybów pleśniowych, dla których podstawową pożywką jest cukier i kwas mlekowy. Wtórnej fermentacji towarzyszy wydzielanie dużej ilości ciepła (następuje samozagrzewanie się kiszonki). Grzyby pleśniowe obok zmniejszenia wartości pokarmowej kiszonki wydzielają różnego rodzaju mikotoksyny (aflatoksyny, ochratoksyna A, zearalenon, T-2 toksyna), które są szkodliwe dla zwierząt i prawdopodobnie rakotwórcze dla ludzi, ponieważ część z nich przedostaje się do mleka. Przy wtórnej fermentacji dochodzą również do głosu bakterie z rodzaju Clostridium i Escherichia coli, rozkładające białko. W procesie tym powstają aminy biogenne, które są jednym z czynników stymulujących powstawanie mykotoksykoz i zaburzeń metabolicznych u bydła. M.in. mogą stymulować powstawanie ketonemi u krów – groźnej choroby metabolicznej. Skarmianie takich kiszonek przyczynia się do obniżenia wydajności zwierząt oraz stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia a w skrajnych przypadkach nawet życia zwierząt i pośrednio dla konsumentów mleka. Z omawianych względów w celu zwiększenia stabilności tlenowej kiszonki kukurydzy, należy stosować dodatek odpowiednich inokulantów bakteryjnych, bakteryjno-chemicznych lub konserwantów chemicznych. Inokulanty przeznaczone do zakiszania kukurydzy zawierają heterofermentatywne bakterie mlekowe, które obok kwasu mlekowego wytwarzają także kwas octowy i kwas propionowy. Zwiększona ilość kwasu octowego i propionowego przyczynia się w znacznym stopniu do zahamowania rozwoju drożdży i grzybów pleśniowych, zwiększając tym samym stabilność kiszonek. Na rynku dostępne są również preparaty do zakiszania kukurydzy, które oprócz określonych szczepów bakterii mlekowych zawierają także sole wapniowe lub sodowe kwasów organicznych, przede wszystkim propionowego, mrówkowego, sorbowego i benzoesowego. Związki te nie mają wpływu na bakterie mlekowe lecz w stopniu zadowalającym ograniczają rozwój drobnoustrojów niepożądanych. W niektórych inokulantach przeznaczonych do zakiszania kukurydzy występuje szczep Lactobacillus buchneri, zdolny do wytwarzania glikolu propylenowego, który jest związkiem charakteryzującym się wysoką zawartością energii, pożądanym w diecie krów wysokowydajnych. Zastosowanie tego preparatu przyczyni się jednocześnie do zmniejszenia ilości grzybów pleśniowych i drożdży, wpływających niekorzystnie na stabilność tlenową kiszonki po otwarciu silosu.
Na rynku są dostępne również preparaty służące do skutecznego zabezpieczania zewnętrznej (górnej) warstwy wszystkich rodzajów zakiszanego materiału, który jest trudny do starannego ugniecenia i tym samym ulegającego w największym stopniu zepsuciu. Są to preparaty mikrobiologiczne, zawierające najczęściej 3 szczepy bakterii z dodatkiem benzoesanu sodu. Zastosowanie takich dodatków sprawia, że po upływie 8-10 godzin ilość tlenu znajdującego się w wierzchniej warstwie kiszonki o grubości 20-30 cm zmniejsza się praktycznie do zera.
Zakiszanie ziarna kukurydzy
Dodatki kiszonkarskie znajdują również zastosowanie przy zakiszaniu ziarna kukurydzy. W obecnych warunkach kiszenie jest zabiegiem wielokrotnie tańszym niż suszenie oraz bardziej skutecznym ze względu na duży stopień skażenia mikrobiologicznego. Na 1 g ziarna kukurydzy bezpośrednio po zbiorze znajduje się ok. 6 mln bakterii i ok. 80 tys. zarodników grzybów pleśniowych. W tym przypadku najbardziej przydatne są inokulanty zawierające bakterie heterofermentatywne lub preparaty bakteryjno-chemiczne.
Oprócz możliwości stosowania bardzo szerokiego wachlarza omawianych dodatków, gospodarstwa mające dostęp do melasy mogą stosować ją jako doskonały, naturalny dodatek ułatwiający zakiszanie zielonek trudno kiszących się. Zawiera ona 80% suchej masy a zawartość cukru wynosi 50%. Do zakiszenia tony zielonki wystarczy 20-30 kg melasy. Po rozcieńczeniu wodą w stosunku 1:1 można opryskiwać zielonkę w silosie lub przed zbiorem na polu po zgrabieniu w wały. Dzięki stosowaniu wymienionych dodatków naturalnych można uzyskać kiszonki doskonałej jakości, jednakże nie będą one charakteryzować się dostateczną odpornością na rozkład tlenowy podczas ich skarmiania.
Obecnie na naszym rynku działa wiele firm, które produkują inokulanty mikrobiologiczne i inne dodatki kiszonkarskie. Inokulanty sprzedawane są w postaci proszku lub granulek. Stosuje się je w postaci roztworu wodnego lub w formie suchej w ilości 0,5-2,5 kg na 1 tonę zakiszanej masy. Produkowane są również konserwanty na bazie kwasu mrówkowego. Do zakiszenia 1 tony zielonki zużywa się 3-4,5 kg tych preparatów. Dodatki te oprócz obniżenia w krótkim czasie pH zakiszanego materiału poprawiają także stabilność kiszonek po otwarciu silosu.
Przy wyborze inokulantu lub innego środka konserwującego dobrze jest zasięgnąć opinii na temat ich skuteczności w gospodarstwach, gdzie były już stosowane wcześniej. O skuteczności działania dodatku decyduje nie tylko jego jakość, ale również i sposób użycia. Z praktyki wiadomo, że stosowanie dodatków kiszonkarskich wymaga wielkiej staranności i bezwzględnego przestrzegania instrukcji przygotowanej przez producenta. Podstawowym warunkiem jest właściwa ilość stosowanego dodatku w stosunku do masy zakiszanej zielonki oraz równomierne rozprowadzenie w zakiszanym materiale. Na 1 gram zakiszanej masy powinno przypadać od 100 tysięcy do jednego miliona komórek bakterii mlekowych. Trudność w równomiernym rozprowadzaniu tych preparatów polega na tym, że ilość stosowanych dodatków jest bardzo mała w stosunku do zakiszanego materiału.
Podsumowując należy jednoznacznie stwierdzić, że zakiszanie zielonek jak również ziarna przeznaczonego na paszę (zwłaszcza ziarna kukurydzy) z odpowiednio dobranymi i właściwie zastosowanymi inokulantami lub innymi dodatkami ułatwiającymi zakiszanie, pozwala na uzyskanie kiszonek przy minimalnych stratach składników pokarmowych, charakteryzujących się dobrą jakością, dzięki właściwie przebiegającej fermentacji oraz zwiększonej stabilności tlenowej, zwłaszcza w przypadku stosowania inokulantów w połączeniu z preparatami zawierającymi kwas mrówkowy, propionowy lub propionian amonowy. Warto także pamiętać, że zastosowanie nawet najbardziej skutecznych dodatków nie gwarantuje uzyskania dobrej kiszonki, jeśli poszczególne etapy technologii produkcji będą przeprowadzone wadliwie. Dodatki mają na celu jedynie ułatwić i ukierunkować fermentację w zakiszanym materiale. Nie należy ich traktować jako czynnik, który powoduje zniwelowanie wszystkich błędów popełnianych w produkcji kiszonki.