Cirok buga és levél keverék táplálóanyag-tartalmának és erjeszthetőségének vizsgálata

Átírás

1 Orosz Szilvia 1 - Bellus Zoltán 2 - Csiba Anita 2 Cirok buga és levél keverék táplálóanyag-tartalmának és erjeszthetőségének vizsgálata Nutrient content and fermentation quality of sorghum seed and leaf mixed silage orosz.szilvia@atkft.hu 1 Állattenyésztési Teljesítményvizsgáló Kft., H-2100 Gödöllő, Dózsa Gy. U VM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet, H-2100 Gödöllő, Tessedik S. u. 4. Összefoglalás A cirokszár cukor kinyerése céljából történő ipari felhasználása során mellékterméknek számít a cirok levele és bugája. Ezen két melléktermék hosszú távú tartósítása és (szárazonálló tehenek, növendék üszők, juhok esetében) takarmányként történő felhasználása potenciális lehetőség. A kísérlet célja a cirok buga-levél (természetes arányt követő) keverékének előállítása-, silózása-, a szilázsok táplálóanyag-tartalmának-, erjedésének- és mikrobiológiai állapotának megállapítása volt, kezeletlen és egy biológiai adalékanyaggal kezelt formában, három különböző időpontban (az erjedés 7., 21. és 35. napján) vizsgálva az erjedés lefolyását. Az alkalmazott adalékanyag homofermentatív baktériumokat és amiláz enzimet tartalmazott (Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici, Lactobacillus salivarius, Bacillus subtilis eredetű alfaamiláz, baktériumszám az adalékanyagban: minimum 1,25 x 1011 CFU/g termék, alkalmazott dózis: 2 g/ tonna zöld anyag, oltási csíraszám 105 CFU/g zöldnövény). A kísérlet során az anaerob fázis három időpontjában vizsgáltuk az erjedés minőségét (ph, tej- és illózsírsavak, etanol, ammónia, fermentációs termékek és arányaik, összcukor-tartalom), a kísérlet kezdetén és 30. napján a zöld alapanyag és a végtermék táplálóanyag-tartalmát (szárazanyag, nyersfehérje, nyerszsír, nyersrost, NDF, ADF, ADL, keményítő, összcukor), mikrobiológiai státuszát (aerob mezofil csíra- és penészszám) és a táplálóanyag-veszteség mértékét (nyersfehérje, összcukor, keményítő, rostfrakciók, szerves anyagok). A buga-levél keverék szilázsok táplálóanyag-tartalma alapján megállapítható volt, hogy a keverék szilázsok egy gyenge minőségű réti szénához hasonlóak (n=5, kontroll cirok buga és levél keverékszilázs szárazanyag: 356 ; nyersfehérje: 65 ; nyersrost: 297 ; NDF: 641 ; ADF: 343 ; ADL: 61 ). Az erjedés a kontroll buga-levél keverékszilázsokban kis intenzitással, vontatottan zajlott le nem ideális savi összetétel mellett (n=5, bontás: 30. nap; kontroll szilázs ph: 4,9±0,3; tejsav: 16,9±5,7 ; ecetsav: 9,2±0,4; etanol: 6,3±1,0 ; T:E arány: 1,8±0,6). A homofermentatív baktériumokat tartalmazó silózási adalékanyag felgyorsította az erjedést, intenzívebbé tette a tejsav 370

2 termelődését, csökkentette a káros illósavak fermentációját, javította a tejsav:ecetsav arányt (n=5, bontás: 30. nap; kezelt szilázs ph: 4,4±0,1; tejsav: 25,5±1,1 ; ecetsav: 7,7±0,9; etanol: 4,0±0,7 ; T:E arány: 4,1±0,7). A kontroll buga-levél keverék szilázsok mikrobiológiai állapota alapján megállapítható volt, hogy a penész- és élesztőszám az erjedés során jelentősen csökkent, a keverékszilázs a 30. napon higiéniai szempontból megfelelő állapotú volt. Etetésük nem jelent kockázatot. A silózási adalékanyaggal (homofermentatív baktériumokkal) történt kezelés azonban javította a szilázs erjedésvégi mikrobiológiai státuszát (n=5; bontás: 30. nap; kontroll szilázs aerob baktériumszám 7,8 CFU/g, összpenészszám: 1,7 CFU/g, élesztőszám: 4,2 CFU/g vs. kezelt szilázs aerob baktériumszám 6,4 CFU/g, összpenész-szám: 0,7 CFU/g, élesztőszám: 0,5 CFU/g). Bevezetés és célkitűzés A ciroknövény szárazságtűrése különösen kiváló, a vegetációs időszakban képes kiheverni az aszálykárt és regenerálódik. A szárazságtűrés a cirok viaszos levélzetével és viszonylag alacsony sztómaszámával, továbbá erőteljes, mélyre hatoló járulékos gyökérrendszerével magyarázható. Aszályos években szinte az egyedüli nagy tömeget adó takarmánynövény, amely biztonságosan terem (Orosz et al, 2002, 2003a, 2003b, 2003c, 2003d, 2004, 2005). A cukorcirok zöldhozama elérheti az t/ha-t, és az ehhez tartozó 4-9 t/ha cukorhozamot. Napjainkban, jelentős cukortartalma révén a bioetanol gyártás egyik legígéretesebb alapanyaga. A cukor azonban elsősorban a szárban található meg, így cukorkinyerés szempontjából a levél és a buga kevésbé értékes mellékterméknek tekinthető. Ezen melléktermékek silózhatóságáról és etethetőségéről jelenleg keveset tudunk. A kísérlet célja a cirok buga-levél (természetes arányt követő) keverékének előállítása-, silózása-, a szilázsok táplálóanyag-tartalmának-, erjedésének- és mikrobiológiai állapotának megállapítása volt, kezeletlen és egy biológiai adalékanyaggal kezelt formában, három különböző időpontban (az erjedés 7., 21. és 35. napján) vizsgálva az erjedés lefolyását. Anyag és módszer A cirok betakarítása A ciroknövényt 30 cm tarlómagassággal takarítottuk be. A növény szárát, levelét és bugáját elkülönítettük. Az egyes növényi részeket aprítottuk és homogén alapanyagot állítottunk elő. A levél és a buga keverékét természetes aránya alapján kevertük össze. A bugalevél keverék kialakításakor az volt a célkitűzés, hogy a szárazanyag-tartalom elérje a 30-35% közötti tartományt és ne haladja meg a 50%-ot. Ennek oka a későbbi nagyüzemi tartósítási 371

3 technológia (pl. fóliatömlő, falközi siló): a megfelelő tömöríthetőség, az intenzív és jó minőségű (nem ecetes) erjedés továbbá a csurgaléklé képződésének minimálisra való csökkentése volt. Tekintettel az aszály elhúzódó és még szeptemberben is érezhető hatására, nedvesítettük a keveréket (15% víz hozzáadásával: 1,5 liter vizet adtunk 8,5 kg alapanyagkeverékhez). A cirok levél és buga keverék modellsilózása Kísérlet helye: VFM Gépesítési Intézet silózási laboratóriuma Kísérlet ideje: szeptember 15 - október 20. Alkalmazott kezelések: 1. buga-levél keverék természetes arányban (15 modellsiló) 2. buga-levél keverék (természetes arányban) silózási adalékanyaggal kezelve (15 modellsiló) Kísérleti silózási adalékanyag: Mikroorganizmusok Enzimek Lactobacillus plantarum CNCM I-3235, Pediococcus acidilactici CNCM I-3237 Lactobacillus salivarius CNCM I-3238, Bacillus subtilis eredetű -amiláz (EC ) Baktériumszám az adalékanyagban: minimum 1,25 x CFU/g termék Dózis: 2 g/ tonna zöld anyag (10 5 CFU/g zöldnövény oltási csíraszám), vivőanyag: 2 liter/tonna víz 372

4 A buga-levél keverék silózása modellsilókban Speciális modellsilóban történt a silózás, légmentes zárással. Az alapanyagot kézi előtömörítéssel, rétegenként silóztuk, majd csavarmenetes dugattyúval rögzítettük ismert térfogat és nettó alapanyagsúly mellett, a gyakorlatban általánosan alkalmazott, az erjedés szempontjából megfelelőnek tartott min. 200 kg /m 3 tömörség elérése érdekében. A modellsilók tárolása szobahőmérsékleten történt (20 ºC) izolált teremben. Az adalékanyag 2 g/t zöldanyag dózisban került kiadagolásra folyékony halmazállapotú adalékanyagból (2 liter/tonna vízzel, mint vivőanyaggal). A 2 g/tonna dózis biztosítja azt az oltási csíraszámot (10 5 CFU/g zöldnövény), mely a silózási adalékanyagoknál javasolt mind gazdaságossági, mind hatékonysági szempontból. A betöltött modellsilók légmentes zárását követően a mobil-kocsikon kerültek elhelyezésre, melyeket különteremben, 20 C on tároltunk. A modellsiló rendszer A rendszer 30 db, 15 cm átmérőjű és 33 cm anyag-magasságú, hőszigetelt hengerből áll (14. kép). A hengerek műanyagból készültek, a kiegészítők rozsdamentesek. Az anaerob körülmények megvalósítását légmentesen záródó dugattyúval, gázelvezető szelepekkel valósítottuk meg. A kísérleti terem termoneutrális (20 C ± 1 C) szabályozású. Az aerob vizsgálatok során az esetlegesen mégis előforduló kis mértékű hőmérsékletváltozás zavaró hatásait a modellsilókra húzható hőszigetelő szivacs-kabáttal lehet kiküszöbölni. Az aerob vizsgálat során a hőmérséklet beépíthető szenzorokkal mérhető. Az óránként mért eredményeket egy mobil chip rögzíti, melyről az adatok számítógépbe olvashatók elemzés céljából. A 3 x 10 db modellsiló, szenzorokkal, adatrögzítővel együtt egy-egy mobil-kocsira szerelve mozgatható. Bontások: erjedésdinamikai és aerob vizsgálatok A kísérlet során az alábbi vizsgálatokat végeztük az anaerob fázisban a két kezelés függvényében: 1. az erjedés lefolyását (erjedésdinamika: ph, tej- és illózsírsavak, etanol, fermentációs termékek és arányaik, összcukor), háromszori silóbontás során mérve az erjedés lefolyását (az erjedés 7., 21. és 35. napja), 2. a végtermék erjedésének minőségét (ph, tej- és illózsírsavak, etanol, fermentációs termékek és arányaik, összcukor), 373

5 3. a végtermék táplálóanyag-tartalmát (szárazanyag, nyersfehérje, nyerszsír, nyersrost, NDF, ADF, ADL, keményítő, összcukor), 4. a végtermék mikrobiológiai státuszát (aerob mezofil csíra- és penészszám), 5. a táplálóanyag-veszteséget (nyersfehérje, összcukor, keményítő, rostfrakciók, szerves anyagok). Statisztikai elemzés A statisztikai elemzés az SPSS PASW Statistics 17 programcsomag felhasználásával történt: többutas varianciaanalízis (Levene s test, p 0.05), egyutas varianciaanalízis, továbbá Tukey post hoc teszt, Welch s teszt, Dunett post hoc teszt, Duncan Range Post Hoc teszt (p 0.05), valamint Student-féle T-próba alkalmazásával. 374

6 Eredmények ismertetése és értékelése A tömöríthetőség eredményei Azonos anyagtérfogat és azonos szárazanyag-tartalom mellett azonos szárazanyag térfogatsúlyt alakítottunk ki (193 kg /m 3 tömörség, nedves tömörség: 536 kg/ m 3 ). A kiindulási szárazanyag-tartalom megközelítően 50% volt, azért előnedvesítést alkalmaztunk 15% arányban, annak érdekében, hogy a tömörítés nehézségeit csökkentsük, elérjük a szükséges tömörséget és az erjedés megfelelő intenzitással menjen végbe. Táplálóanyag-tartalom és mikrobiológiai állapot szerinti eredmények A silózás alapanyagainak és a buga-levél keverékszilázsok táplálóanyag-koncentrációja a 1. táblázatban látható. 1. táblázat A silózás alapanyagainak és a keverékszilázsnak a táplálóanyag-összetétele a 0. és a 35. mintavételi napon (2012, n=5) Zöld 35. nap P (zöld vs. 35. nap) Kontroll Kezelt P Kontroll Kezelt P Kontroll Kezelt Szárazanyag átlag 351,0 354,4 0, ,0 358,5 0,8278 0,5897 0,3064 szórás 12,1 7,8 21,1 1,3 Nyers fehérje Nyers zsír "A" Nyers rost Nyers hamu átlag 67,0 67,2 0, ,9 65,0 0,9339 0,0109 0,0747 szórás 0,9 1,9 0,9 1,1 átlag 26,1 26,9 0, ,4 29,7 0,0870 0,0001 0,0636 szórás 1,3 1,2 0,9 2,5 átlag 294,9 304,1 0, ,0 291,1 0,1878 0,6434 0,0504 szórás 7,3 9,5 5,1 6,1 átlag 55,7 56,9 0, ,2 51,3 0,0061 0,1214 0,0036 szórás 2,0 1,5 2,3 2,4 375

7 NDF ADF ADL Hemicellulóz Cellulóz NFC Keményítő Összes cukor Szerves anyag AEMB Összpenész CFU/g CFU/g átlag 665,8 665,8 0, ,8 647,8 0,0519 0,0003 0,0060 szórás 6,1 8,9 5,1 2,7 átlag 351,5 349,2 0, ,2 342,5 0,8565 0,0558 0,1410 szórás 3,9 7,4 6,8 3,3 átlag 46,5 41,7 0, ,5 48,5 0,0028 0,0001 0,1793 szórás 2,7 8,2 2,6 4,2 átlag 314,4 316,6 0, ,5 305,3 0,0024 0,0004 0,0166 szórás 5,0 6,9 1,9 2,4 átlag 305,0 307,5 0, ,7 294,0 0,0870 0,0024 0,0177 szórás 5,9 6,2 8,6 6,9 átlag 185,4 183,2 0, ,7 206,3 0,5900 0,0022 0,0015 szórás 6,0 6,6 5,4 7,1 átlag 73,3 63,0 0, ,8 78,1 0,9505 0,4815 0,0199 szórás 9,3 6,9 8,4 8,2 átlag 18,5 19,9 0,0028 5,6 4,4 0,0357 0,0000 0,0000 szórás 0,4 0,6 0,0 0,7 átlag 944,3 943,1 0, ,8 948,7 0,0061 0,1214 0,0036 szórás 2,0 1,5 2,3 2,4 átlag 7,1 7,0 0,8371 7,8 6,4 0,0002 0,0022 0,0339 szórás 0,2 0,4 0,3 0,4 átlag 5,3 5,7 0,2210 1,7 0,7 0,2037 0,0001 0,

8 Élesztő CFU/g szórás 0,6 0,2 1,0 1,1 átlag 6,7 6,4 0,3290 4,2 0,5 0,0331 0,1659 0,0000 szórás 0,1 0,6 3,2 0,6 P: szignifikáns különbség P 0,05 Az erjedés lefolyásának eredményei Az anaerob fázis 7., 21. és 35. napján mért, erjedést jellemző paraméterek a 2. táblázatban láthatóak. 2. táblázat Az anaerob fázis 7., 21. és 35. napján mért, erjedést jellemző paraméterek 7. nap 21. nap 35. nap Kontroll Kezelt P Kontroll Kezelt P Kontroll Kezelt P Összcukor átlag 5,6 4,4 0,0357 szórás 0,01 0,69 ph átlag 4,9 4,4 0,0029 4,7 4,3 0,0021 4,9 4,4 0,0167 szórás 0,1 0,0 0,1 0,0 0,3 0,1 Tejsav átlag 11,4 23,0 0, ,0 25,3 0, ,9 25,5 0,2181 szórás 2,4 1,4 3,0 2,9 5,7 11,1 Ecetsav átlag 7,5 6,1 0, ,3 8,1 0,0323 9,2 7,7 0,0314 szórás 0,8 0,7 1,4 2,3 0,4 0,9 Propionsav átlag 0,1 0,1 0,5619 0,0 0,1 0,0627 0,4 0,0 0,0003 szórás 0,1 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 Vajsav átlag 0,4 0,2 0,1007 0,3 0,0 0,0004 1,7 0,1 0,0005 szórás 0,2 0,1 0,1 0,0 0,4 0,1 Valeriánsav átlag 0,4 0,2 0,0341 0,3 0,3 0,9587 1,2 0,4 0,

9 szórás 0,0 0,1 0,1 0,1 0,7 0,1 Etanol átlag 5,2 3,0 0,0000 4,1 3,7 0,3452 6,3 4,0 0,0072 szórás 0,3 0,3 0,7 0,5 1,0 0,7 Illózsírsavak átlag 8,4 6,6 0, ,0 8,6 0, ,4 6,3 0,0470 szórás 1,1 0,8 1,4 2,3 0,7 3,8 Szerves savak átlag 19,3 29,7 0, ,0 33,8 0, ,3 31,7 0,7664 Összes termék ferm. szórás 1,3 1,4 4,0 1,0 5,1 14,8 átlag 24,5 32,7 0, ,0 37,5 0, ,6 35,7 0,9924 szórás 1,1 1,6 3,6 1,0 4,2 14,7 Tejsav/ferm. termék g/g átlag 0,5 0,7 0,0124 0,5 0,7 0,0009 0,5 0,7 0,0051 szórás 0,1 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 Tejsav/ecetsav g/g átlag 1,5 3,8 0,0002 1,3 3,4 0,0288 1,8 4,1 0,0053 szórás 0,3 0,5 0,2 1,4 0,6 0,7 AmmóniaN/összN % átlag 12,0 10,7 0, ,3 11,1 0, ,7 12,2 0,1326 szórás 1,1 1,8 1,4 2,7 1,4 1,0 AEMB CFU/g átlag 8,0 7,0 0,0031 7,8 5,9 0,0000 7,8 6,4 0,0002 szórás 0,4 0,4 0,2 0,5 0,3 0,4 Összpenész CFU/g átlag 2,5 0,9 0,0212 1,2 0,4 0,0913 1,7 0,7 0,2037 szórás 1,0 0,8 0,7 0,6 1,0 1,1 Élesztő CFU/g átlag 3,3 0,9 0,0576 1,9 0,9 0,3148 4,2 0,5 0,0331 szórás 2,0 1,3 1,7 1,4 3,2 0,6 P: szignifikáns különbség P 0,05 378

10 Összefoglalás A buga-levél keverék szilázsok táplálóanyag-tartalma alapján megállapítható, hogy a keverék szilázsok táplálóanyag-szolgáltató képességüket tekintve egy gyenge minőségű réti széna táplálóértékéhez hasonlóak. A silózási adalékanyaggal (homofermentatív baktériumokkal) történt kezelés azonban javította a szilázs erjedés végi mikrobiológiai státuszát (kompetetitíve gátolta az aerob mezofil baktériumok szaporodását), ezért a silózási adalékanyag alkalmazása javasolt. A homofermentatív baktériumokat tartalmazó silózási adalékanyag felgyorsította az erjedés lefolyását, intenzívebbé tette a tejsav termelődését, csökkentette a káros illósavak fermentációját, javította a tejsav:ecetsav arányt, tehát összességében a káros mikrobák kompetitív gátlása által stabilabbá tette a keverékszilázst az anaerob fázisban. Az erjedés során mért mikrobiológiai eredmények alapján megállapítható volt, hogy a kezelés kedvező hatással van a buga levél keverékszilázs higiéniai állapotára, tehát a kezelés javította a keverékszilázsok annak anaerob stabilitását. A buga-levél keverék szilázsok mikrobiológiai állapota alapján megállapítható volt, hogy penész- és élesztőszám vonatkozásában stabil, higiéniai szempontból kifogástalan szilázs készíthető az alapanyagból. Etetésük nem jelent kockázatot. A cirok-buga keverék szilázs javasolható a tejelő ágazatban a növendék üszők és a szárazonálló tehenek takarmányozásában, továbbá a szarvasmarha hizlalás minden fázisában. Irodalomjegyzék 1. Orosz Sz., Székely Cs., Medve B., Balogh K., Kapás S. (2002): Különböző érési idejű kukoricahibridek cirokkal történő termesztésének és modellsilóban való erjesztésének vizsgálata. XXIX Óvári Tudományos Napok Mosonmagyaróvár. október 3-4. CDformátum 2. Orosz Sz., M. Mézes, E. Zerényi, Z. Bellus., Zs. Kelemen., B. Medve, S. Kapás. (2003a): Joint growing and silage making of maize with sorghum and evaluation of mixed silages. Proc. 11th International Scientific Symposium on Forage Conservation, Nitra (Szlovákia) Orosz Sz., Z. Bellus., Zs. Kelemen., E. Zerényi, J. Helembai, H. Sárközi, S. Kapás. (2003b): Comparison of yield, nutrient content and quality of different maize hybrids cultivated and fermented with or without sorghum Proc. Conference on Nutrition of Domestic Animals "Zadravec-Erjavec Days", Radenci (Szlovénia)

11 4. Orosz Sz, Z. Bellus, Zs. Kelemen, E. Zerényi, J. Helembai, H. Sárközi, S. Kapás (2003c): Improvement of yield and yield safety of different silage maize hybrids cultivated with sorghum for dairy farms located in potential droughty areas. III. Alps-Adria Scientific Workshop. Dubrovnik (Horvátország) Orosz Sz., Mézes M., Zerényi E., Bellus Z., Kelemen Zs., Medve B., Kapás S. (2003d): A kukorica és a cirok együttes termesztése, silózása és a keverékszilázsok értékelése. Takarmányozás. 6.(1).5-11.p. 6. Orosz Sz., Mézes M., Iván F., Kapás S (2004): A cirok és a kukorica együttes termesztésének szerepe a szarvasmarha szálastakarmány-ellátásában. Holstein Magazin. 12. (2) p. 7. Orosz Sz., Bellus Z., Kelemen Zs., Zerényi E., Helembai J., Sárközi H., Kapás S. (2005): Investigation of different maize hybrids cultivated and fermented with or without sorghum. Bulletin of Szent István University. Gödöllő A kutatást a Cukorcirok integrált mezőgazdasági, termelési, tárolási, feldolgozási és logisztikai rendszerének kidolgozása NTP TECH_08A-3/ pályázat támogatta. (NTP TECH_08A-3/ C_CIROK1). 380