MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2014 Bc. MIROSLAVA VALENTOVÁ

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav výživy zvířat a pícninářství Vliv silážních inokulantů na bachorovou degradovatelnost škrobu silážovaného kukuřičného zrna Diplomová práce Vedoucí práce: prof. MVDr. Ing. Petr Doležal, CSc. Vypracovala: Bc. Miroslava Valentová Brno 2014

3 ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem práci: Vliv silážních inokulantů na bachorovou degradovatelnost škrobu silážovaného kukuřičného zrna vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom/a, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:.... podpis diplomanta

4 PODĚKOVÁNÍ Děkuji prof. MVDr. Ing. Petr Doležalovi, CSc. za vstřícný a ochotný přístup, připomínky a odborné rady, které mi usnadnily vypracování této diplomové práce.

5 ABSTRAKT Abstrakt: Vliv silážních inokulantů na bachorovou degradovatelnost škrobu silážovaného kukuřičného zrna Bachorová degradovatelnost škrobu je důležitý ukazatel využití škrobu bachorovou mikroflórou. Udává poměr mezi škrobem, který je v bachoru fermentován, a škrobem, který bachorovému trávení uniká. Stanovení bachorové degradovatelnosti škrobu je důležité nejen z hlediska užitkovosti a zdraví dojnic, ale i z pohledu ekonomiky chovu. Kukuřičný škrob oproti škrobu ostatních obilovin vykazuje nižší bachorovou degradovatelnost, což je předpokladem efektivnějšího využití zvířaty. Cílem diplomové práce bylo posoudit vliv silážních inokulantů na kvalitu fermentačního procesu, chemické složení siláže a míru bachorové degradovatelnosti škrobu u modelových siláží z mechanicky upraveného kukuřičného zrna. Bachorová degradovatelnost škrobu byla stanovena metodou in sacco. Ošetření hmoty silážními aditivy nemělo statisticky průkazný vliv ani na chemické složení, ani na bachorovou degradovatelnost škrobu. Při hodnocení fermentačního procesu byl u aplikace silážního inokulantu zjištěn statisticky průkazný vliv (P<0,05) na obsah sušiny, hodnotu ph, obsah amoniaku, kyseliny octové, poměr kyseliny mléčné a octové a etanolu. U siláží ošetřených inokulantem byl statisticky průkazně vyšší obsah sušiny (695,36 ± 2,342 g/kg) a statisticky průkazný nižší hodnota ph (3,99±0,002) oproti kontrole. U kyselosti vodního výluhu ani v obsahu konzervující kyseliny mléčné nebyl zjištěn statisticky průkazný rozdíl. U inokulované siláže byl statisticky průkazně nižší obsah kyseliny octové (4,10 ± 0,157g/kg sušiny). Obsah kyseliny propionové i nežádoucí kyseliny máselné nebyl u žádné siláže zjištěn. U celkového obsahu kvasných kyselin nebyl prokázán statisticky průkazný rozdíl. Obsah amoniaku, který reprezentuje rozklad dusíkatých látek, byl u inokulované siláže statisticky průkazně nižší (0,53 ± 0,031g/kg sušiny) než u neošetřené siláže a stejně tak byl statisticky průkazně nižší i obsahu etanolu (0,94 ± 0,145g/kg sušiny). Použití silážního inokulantu nemělo statisticky průkazný vliv na KVV, obsah kyseliny mléčné a sumu kyselin. Klíčová slova: silážované kukuřičné zrno, bachorová degradovatelnost škrobu, silážní aditiva, inokulant, fermentace

6 ABSTRACT Abstract: Effect of silage inoculants on ruminal starch degradability of grain corn silage Ruminal degradability of starch is an important indicator of utilization of starch by rumen microflora. Indicates the ratio between starch, which is fermented in the rumen, and starch, that escapes ruminal digestion. Determination of rumen degradability of starch is important not only in terms of performance and health of dairy cows, but also in terms of economy of farming. Corn starch, compared to other starch rom cereals, has lower rumen degradability, which is a prerequisite for efficient use of animals. The aim of this thesis was to evaluate the effect of silage inoculants on the quality of the fermentation process, the chemical composition of silage and level of rumen degradability of starch in model silage from mechanically treated corn grain. Ruminal starch degradability was determined by in sacco method. Treatment of matter by silage additives had statistically significant effect neither on the chemical composition, nor on ruminal degradability of starch. In the evaluation of the fermentation process was at application of silage inoculant found statistically significant effect (P <0,05) on dry matter content, ph, content of ammonia, acetic acid, the ratio of lactic acid and acetic acid and ethanol. For silage treated with inoculant was statistically significant higher solids content (695,36 ± 2,342 g/kg) and a statistically significant lower ph (3,99 ± 0,002) compared to control. Neither in acidity of water extract nor in the content of preserving lactic acid, was found statistically significant difference. For the inoculated silage was found statistically significantly lower content of acetic acid (4,10 ± 0,157 g/kg DM). The content of propionic acid and undesirable butyric acid was for any silage found. In overall content of fermentation acids was no statistically significant difference. The ammonia content, which represents the decomposition of nitrogenous substances, was in the inoculated silage statistically significantly lower (0,53 ± 0,031 g/kg DM) than in untreated silages and so was statistically significantly lower the content of ethanol (0,94 ± 0,145 g/kg DM). The use of silage inoculant had no statistically significant effect on the acidity of the water extract, lactic acid content and the amount of acids. Key words: grain corn silage, rumen degradability of starch, silage additive, inoculant, fermentation. 6

7 OBSAH 1. ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED Kukuřice Kukuřice ve výživě zvířat Výživná hodnota a chemické složení zrna kukuřice Složení škrobu v kukuřičném zrnu Faktory ovlivňující obsah škrobu v kukuřičném zrnu Způsoby sklizně a konzervace silážní kukuřice Krmiva vyprodukovaná na bázi kukuřičného klasu Silážování produktů z dělené sklizně kukuřice LKS a CCM Silážování mačkaného vlhkého kukuřičného zrna Faktory ovlivňující kvalitu siláže Vliv obsahu sušiny na kvalitu fermentačního procesu Siláž z produktů z dělené sklizně kukuřice LKS a CCM Silážované vlhké mechanicky upravené zrno Vliv obsahu sušiny na aerobní stabilitu Vliv dusání na kvalitu fermentačního procesu Vliv technologie skladování na kvalitu fermentačního procesu Bachor a jeho funkce z pohledu trávení Bachorové prostředí Teplota ph Osmotický tlak Bachorový plyn Mikroorganismy bachoru a jejich úloha Bakterie Celulolytické bakterie Amylolytické a dextrinolytické bakterie Sacharolytické bakterie Bakterie využívající vodík

8 Prvoci (Protozoa) Holotricha Entodiniomorpha Houby Vliv hygienické kvality krmiva na bachorové trávení Plísně a jejich toxiny Kvasinky Klostridie Hnilobné bakterie Sacharidy ve výživě zvířat Fermentace škrobu v bachoru Trávení a využití škrobu v tenkém střevě Dopad nadměrného zastoupení škrob v krmné dávce skotu Ekonomické ztráty Snížená tučnost mléka Tučnění dojnic Ketóza a ketoacidóza Acidóza a laktacidóza bachoru Degradace škrobu v bachoru Degradace škrobu kukuřičného zrna a ostatních obilovin v bachoru Vliv hybridu na bachorovou degradovatelnost kukuřičného škrobu Moučnatý typ endospermu Sklovitý typ endospermu Typ kukuřičného zrna dent Typ kukuřičného zrna flint Mezityp flint x dent Vliv období sklizně na bachorovou degradovatelnost škrobu Vliv zdravotního stavu rostliny na bachorovou degradovatelnost škrobu Vliv mechanické úpravy zrna na bachorovou degradovatelnost škrobu Vliv doby skladování na bachorovou degradovatelnost škrobu Vliv silážních aditiv na výslednou kvalitu siláže Vliv aditiv na kvalitu fermentačního procesu Vliv silážního aditiva na aerobní stabilitu siláže Vliv silážních aditiv na výživnou hodnotu siláží

9 3.7.4 Vliv silážního aditiva na bachorovou degradovatelnost škrobu MATERIÁL A METODIKA Materiál Charakteristika stanoviště Použitá silážní aditiva Bakteriální inokulant Chemické aditivum Provozní siláže Metodika Příprava modelových siláží a odběr vzorků Hodnoceni kvality fermentačního procesu Použité laboratorní metody pro stanovení chemického složení Stanoveni obsahu sušiny Stanoveni obsahu dusíkatých látek Stanoveni obsahu tuku Stanoveni obsahu vlákniny, NDF a ADF Stanoveni obsahu popela Stanoveni obsahu energie Stanoveni obsahu škrobu Použité speciální metody Stanoveni bachorové degradovatelnosti škrobu Statistická analýza VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSE Vliv aditiva na chemické složení a bachorovou degradovatelnost škrobu Vliv inokulantu na kvalitu fermentačního procesu ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY PŘÍLOHA Seznam tabulek, grafů a obrázků Tabulky v textu Tabulky v příloze Grafy v příloze Obrázky v příloze

10 1. ÚVOD Kukuřičné siláže hrají nezastupitelnou roli v krmných dávkách skotu. Ve většině zemědělských podniků jsou zkrmovány celoročně a pro zvířata jsou chutným krmivem s relativně stálou kvalitou. Kukuřice představuje vzhledem k nejvyšší produkci energie z hektaru nejvýznamnější jednoletou pícninu. Kvalita a aerobní stabilita kukuřičných siláží významným způsobem ovlivňuje užitkovost a zdravotní stav zvířat. Výživná hodnota výsledného produktu je dána kvalitou vstupní hmoty, průběhem fermentačního procesu a hygienickou jakostí. Při výrobě kukuřičných siláží se použití silážních aditiv stalo neodmyslitelnou součástí technologie konzervace kukuřice. V České republice existuje široka škála silážních přípravků, ať už mikrobiálních inokulantů, chemických či mikrobiálněenzymatických přípravků. Silážní aditiva usměrňuji fermentační proces, snižují ztráty při fermentaci a mohou zlepšovat aerobní stabilitu. V chovech skotu neustále dochází ke zvyšování průměrné mléčné užitkovosti dojnic. Důležitým předpokladem pro dosažení vysoké mléčné užitkovosti a využití genetického potenciálu zvířat je produkce kvalitních krmiv. Se zvyšující se užitkovostí zvířat vzrůstá význam by-pass živin, protože vyváženost krmné dávky musí být zohledněna nejen z pohledu potřeb dojnice, ale také z pohledu bachorového trávení. Bachorová degradovatelnost škrobu je důležitý ukazatel využití škrobu bachorovou mikroflórou. Udává poměr mezi škrobem, který je v bachoru fermentován a škrobem, který bachorovému trávení uniká. Stanovení bachorové degradovatelnosti škrobu je důležité nejen z hlediska užitkovosti a zdraví dojnic, ale i z pohledu ekonomiky chovu. Kukuřičný škrob oproti ostatním obilovinám vykazuje nižší bachorovou degradovatelnost, což je předpokladem efektivnějšího využití zvířaty. 10

11 2. CÍL PRÁCE Cílem diplomové práce bylo posoudit vliv silážních inokulantů na kvalitu fermentačního procesu, chemické složení siláže a míru bachorové degradovatelnosti škrobu u modelových siláží z mechanicky upraveného kukuřičného zrna. V literárním přehledu byla zaměřena pozornost na faktory ovlivňující kvalitu siláže z vlhkého mechanicky upraveného kukuřičného zrna. Pozornost byla věnována také funkci bachorové mikroflóry z pohledu trávení, faktorům ovlivňujících bachorovou degradovatelnost škrobu a vlivu silážních aditiv na výslednou kvalitu siláže. Byl proveden modelový pokus, kde byly porovnány výsledky mezi kontrolními a ošetřenými silážemi z pohledu kvality fermentačního procesu, chemického složení a míry bachorové degradovatelnosti škrobu. 11

12 3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Kukuřice Kukuřice (Zea mays) patří do podtřídy jednoděložných rostlin (Monokotyledonae), řádu lipnicokvětých (Poales), čeledi lipnicovitých (Poaceae), skupiny kukuřicovitých (Matydeae). Po rýži a pšenici jde o celosvětově nejvýznamnější obilninu ve výživě lidí (Novák, Skalický, 2009), ale i významnou krmnou, průmyslovou a energetickou plodinou (Zimolka, 2008). Polovina světové produkce kukuřice připadá na USA. Původ tohoto kulturního druhu není doložen, ale usuzuje se na území dnešního Mexika a Peru (Novák, Skalický, 2009). Jedná se o plodinu, která se přes svůj tropický původ pěstuje v rozmanitých klimatických podmínkách (Zeman, Doležal, 2002). Za posledních 20 let došlo k navýšení počtu kukuřičných hybridů a jejich kvality. Není problém pěstovat silážní kukuřici v nadmořské výšce nad 500 m. n. m. a ani zde vyrobit siláž z mačkaného kukuřičného zrna (Mikyska, 2013). Na území České republiky se kukuřice rozšířila až v 60. letech minulého století, kdy se pěstovala hlavně na zelené krmení a na siláž. Do konce 80. let se kukuřice na zrno pěstovala pouze na jižní Moravě a od 90. let plochy kukuřice na zrno stále narůstaly (Zeman, Prokeš, 2013). Kukuřice se postupně stala základní plodinou v osevním postupu (Mikyska, 2013). Od roku 1995 se celková výměra kukuřice pohybuje stabilně kolem 300 tis. ha, z toho kukuřice na zrno tvoří asi 100 tis. ha (Prokeš, Kačicová, 2012). Hlavním omezením pro zvyšování ploch kukuřice je svažitost polí v ČR (Mikyska, 2013) a riziko eroze půdy. Kukuřice je plodina se širokým spektrem uplatnění. Mezi alternativní formy zpracování patří využití v potravinářském průmyslu na výrobu škrobu, izoglukózy, tuku, olejů, nových mlýnských a pekárenských produktů. V průmyslu se kukuřice využívá jako surovina pro výrobu stavebních hmot, papíru, lepenky, lepidel, bioplastů, dále v chemickém, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Nejnovější je výroba obnovitelných zdrojů energie, jako je bioetanol, bioplyn a biomasa (Zimolka, 2008) Kukuřice ve výživě zvířat Kukuřice je významným krmivem (Novák, Skalický, 2009). V pěstování kukuřice převažují dva užitkové směry, a to pěstování kukuřice na zrno a na siláž 12

13 (Zimolka, 2008). Zrno kukuřice je vhodné pro všechny druhy hospodářských zvířat a především pro výkrmové kategorie. Je chutné a zvířaty je přijímáno lépe než ostatní jadrná krmiva (Vaculová, Balounová, 2008). Požadavky na pěstování kukuřice, její sklizeň a konzervaci jsou závislé na fyziologických potřebách konkrétních druhů zvířat (Přikryl, 2012). V krmivářství se kromě tradičních postupů rozvíjejí nové technologie sklizně, úpravy, konzervace, skladování a využití produktů kukuřice (Zimolka, 2008). Kukuřice je plodina, kterou v podmínkách České republiky nelze ničím nahradit (Přikryl, 2009). Vysoký výnos živin z 1 ha dělá z kukuřice královnu mezi krmnými zdroji (Zeman, Doležal, 2002) Výživná hodnota a chemické složení zrna kukuřice Kukuřičné zrno je krmivem s vysokou výživnou hodnotou, která je dána vysokou stravitelností všech obsažených živin. Je významným zdrojem energie a má podstatně vyšší krmnou hodnotu než ostatní obiloviny (Zimolka, 2008). Kukuřičné zrno je charakteristické vysokým obsahem škrobu a nízkým obsahem vlákniny a dusíkatých látek (Bíro a kol., 2009). Kukuřičné zrno v sušině obsahuje průměrně 18,9 MJ/kg brutto energie, 109,9 g/kg dusíkatých látek, 44,7 g/kg tuku, 27 g/kg vlákniny, 672,8 g/kg škrobu, 799,9 g/kg bezdusíkatých látek výtažkových a 19 g/kg popela (Zeman, 1995). Hybridy kukuřice se žlutým a červeným zrnem jsou jedinou zrninou s vysokým obsahem vitaminu A (Zimolka, 2008). S obsahem živin úzce souvisí objemová hmotnost zrna. U vysoké objemové hmotnosti se zvyšuje podíl škrobu, bílkovin i tuku v konečném krmivu až o 38 % a snižuje se podíl vlákniny a nežádoucích látek obsažených v obalových vrstvách zrna. Využitelnost živin je závislá na mechanické úpravě zrna a poměru moučnatého a sklovitého endospermu (Vaculová, Balounová, 2008). Na složení zrna a tím i jeho výživnou hodnotu májí silný vliv půdní a klimatické podmínky, hnojení, použitý hybrid, sklizeň, posklizňové ošetření a způsob uskladnění zrna (Zimolka, 2008) Složení škrobu v kukuřičném zrnu Škrob je v rostlinách uložen ve formě škrobových zrn (Vodrážka, 1999), která vznikají syntézou škrobu a jeho ukládáním v amyloplastech (Novák, Skalický, 2009). U jednotlivých zemědělských plodin mohou mít různý tvar, protože obsahují různý podíl amylózy a amylopektinu. Tento poměr má také vliv na rychlost trávení škrobu. Škrobová zrna jednotlivých plodin mohou být trávena různým způsobem. U pšenice 13

14 ruminální bakterie působí na povrch škrobových zrn, zatímco u kukuřice jsou škrobová zrna rozrušována zevnitř (Třináctý, Richter, Matoušková, 2013). Škrob je polymer glukózy, který se skládá z amylózy a amylopektinu (Murray, 2002). U kukuřičného zrna je ve škrobu amylóza zastoupena z % a amylopektin z % (Hruška, 1984). Poměrné zastoupení se může lišit u jednotlivých hybridů (Zimolka, 2008). Ve škrobu většiny obilovin je asi 75 % hygrofilního amylopektinu, který se v bachoru rychle degraduje a zvyšuje nebezpečí acidóz (Ulrichová, Čerešňáková, 2004). V kukuřičném zrnu převažuje obsah hydrofobní amylózy, která se vyznačuje nižší degradovatelností v bachoru a představuje vyšší obsah by-pass energie pro přežvýkavce (Zelenka, 2013). Tabulka 1.1: Obsah škrobu u některých zemědělských plodin (Hruška, 1984). obsah škrobu (%) velikost škrobových zrn (µm) amylóza (%) amylopektin (%) hlízy brambor % 78-81% zrno pšenice zrno kukuřice obilka rýže Faktory ovlivňující obsah škrobu v kukuřičném zrnu Kukuřičné zrno obsahuje % škrobu (Zimolka, 2008). Obsah škrobu v kukuřičném zrnu je ovlivněn hybridem, hustotou porostu, termínem sklizně, stupněm zralosti zrna a správnou agrotechnikou. Rozdíly ve výnosu zrna a obsahu škrobu mohou být až 30 % (Vaculová, Balounová, 2008). Hybrid má vliv nejen na obsah škrobu, ale i na poměr amylózy a amylopektinu. Nejvíce škrobu je obsaženo v kukuřici škrobnaté. Škrob kukuřice voskové je téměř 100 % zastoupený amylopektinem. U ostatních kovariet dosahuje podíl amylózy maximálně 27 % a amylopektinu 73 % (Zimolka, 2008). Sucho, přebytek srážek a nedostatek světla jsou faktory snižující fotosyntézu a vedou k nižšímu obsahu škrobu v zrnu. S tím úzce souvisí hustota porostu a počasí. Na začátku nalévání zrna obsahově převažuje zastoupení cukrů, ve zralém zrnu převažuje obsah škrobu (Zimolka, 2008). Obsah škrobu závisí na vegetačním stadiu v době sklizně, tedy na stupni asimilace škrobu v zrnech, na podílu palic v celé rostlině, počtu a velikosti zrn (Přikryl, Doležal, Zeman, 2014). Při zvýšení sušiny hmoty celé rostliny o 14

15 1 % se zvýší obsah škrobu také o 1 %. Při dalším zvyšování sušiny se rychlost zvyšování obsahu škrobu zpomaluje (Třináctý, Richter, Matoušková, 2013). Na obsah škrobu má vliv i způsob sklizně, konzervace a úroveň skladování (Přikryl, Doležal, Zeman, 2014). Při špatných skladovacích podmínkách obsah škrobu v kukuřičném zrnu klesá (Zimolka, 2008). Zvláště dochází k poklesu obsahu škrobu v horní vrstvě silážního žlabu vlivem nižšího dusání, průniku vzduchu a následnou činností kvasinek. Rozdíl v obsahu škrobu mezi spodní a horní vrstvou může být i více než 23 % (Přikryl, 2009). Zvyšování obsahu škrobu je dlouhodobě hlavním cílem šlechtitelských programů, protože jako zdroj lehce dostupné energie zlepšuje užitnou hodnotu kukuřičných hybridů (Richter, Veselý, 2011). Na každé zvýšení obsahu škrobu o 5 % připadá zvýšení nádoje o necelé 2 litry mléka (Třináctý, Richter, Matoušková, 2013). 3.2 Způsoby sklizně a konzervace silážní kukuřice V celosvětovém měřítku představují siláže největší skupinu konzervovaných krmiv pro hospodářská zvířata (Wilkinson, 2005). V České republice je kukuřice dominantní plodinou vzhledem k produkci energie z jednotky plochy (Přikryl, 2012) a díky výraznému pokroku ve šlechtění její produkční potenciál stále roste. Zájem o kukuřici je dán potřebou levné a pracovně nenáročné plodiny (Zimolka, 2008). Ve srovnání s jinými krmnými plodinami dosahují náklady na produkci energie asi 50 %. Má vysoký produkční potenciál a plně mechanizovanou sklizeň. V našich klimatických podmínkách zaujímá nenahraditelnou roli v krmných dávkách skotu. Pozitivně ovlivňuje trávicí procesy v bachoru. Kukuřičné siláže jsou hlavní složkou krmných dávek skotu (Doležal a kol., 2009). Obvyklé množství kukuřičné siláže v krmných dávkách se pohybuje okolo 15 kg (Zeman a kol., 2006), což představuje % sušiny z průměrného příjmu 22 kg sušiny pro dojnici na den (Mikyska, 2013). Někdy může tvořit až 50 % z celkové sušiny krmné dávky (Zeman a kol., 2006). To znamená, že svou nutriční hodnotou a hygienickou nezávadností rozhodují o efektivitě chovu a produkci mléka (Doležal a kol., 2009). Výběr hybridu a použitá technologie pěstování kukuřice rozhoduje o tvorbě živin. Způsob sklizně a konzervace je zásadní pro minimalizaci ztrát energie. Energie v kukuřičné siláži je tvořena především škrobem (Přikryl, 2009). 15

16 Silážní kukuřici lze sklízet a konzervovat několika možnými způsoby (Zeman a kol., 2006): a) sklizeň a silážování celé rostliny b) sklizeň silážní kukuřice s vyšším strništěm (30-50 cm) c) dělená sklizeň kukuřice a silážování produktů z dělené sklizně kukuřice a. LKS siláž z pošrotovaných kukuřičných palic s listeny b. CCM - siláž z pošrotovaných kukuřičných palic bez listenů d) silážování vlhkého zrna: a. celozrnná siláž v atmosféře oxidu uhličitého b. siláž mačkaného (crimpovaného) vlhkého zrna c. siláž hrubě šrotovaného vlhkého zrna e) chemická konzervace vlhkého zrna skladovaného v aerobních podmínkách a. louhování vlhkého zrna (sodagrain) b. konzervace vlhkého zrna na bázi organických kyselin f) silážování kukuřičné slámy Krmiva vyprodukovaná na bázi kukuřičného klasu Na bázi kukuřičného klasu lze vyprodukovat několik typů krmiv, která se od sebe liší zastoupením kukuřičného zrna z celkové sušiny (Padrůněk, 2004): 1. Siláž z pošrotovaných kukuřičných palic s listeny (60-70 % kukuřičného zrna) 2. Siláž z pošrotovaných kukuřičných palic bez listenů (80-85 % kukuřičného zrna) 3. Siláž z mechanicky upraveného vlhkého kukuřičného zrna (100 % kukuřičného zrna) Nižší bachorová degradovatelnost škrobu kukuřičného zrna vede k vyššímu přenosu škrobu do tenkého střeva a redukuje riziko poklesu ph bachorového obsahu a vznik acidózy (Zeman a kol., 2006) a stravitelnost hrubé vlákniny se zvyšuje. Proto můžeme do krmných dávek pro vysokoprodukční dojnice zařazovat vyšší dávky kukuřičného zrna a siláží z produktů dělené sklizně kukuřice LKS a CCM bez výrazných negativních dopadů (Padrůněk, 2004). 16

17 Tabulka 1.2: Charakteristiky výživné hodnoty produktů z dělené sklizně kukuřice LKS a CCM a silážovaného vlhkého mechanicky upraveného zrna (Mikyska, Doležal, 2012). LKS CCM vlhké zrno sušina (%) (70) ha výnos (t) KE (MJ NEL) 7,2-7,7 7,5-8,4 8,0-9,2 obsah škrobu (g/kg sušiny) degradovatelnost škrobu (%) obsah vlákniny (g/ kg sušiny) Silážování produktů z dělené sklizně kukuřice LKS a CCM Silážované produkty z dělené sklizně kukuřice jsou hrubě pošrotované palice včetně vřeten a listenů (LKS) nebo bez listenů (CCM). Sklizeň se provádí v době, kdy je největší podíl škrobu uložen do palic (Mikyska, Doležal, 2012). Jedná se o sacharidová, energeticky bohatá krmiva s vysokým obsahem škrobu, vysokou stravitelností a nízkým obsahem vlákniny (Vaculová, Balounová, 2008). Siláž z pošrotovaných kukuřičných palic bez listenů obvykle obsahuje % sušiny a 6,5 % vlákniny. Pokud je se zrnem podrcena více než polovina vřeten, je obsah vlákniny až 8 % a energetická hodnota se snižuje (Zelenka, 2013). Vyšší zastoupení vřeten zhoršuje průběh kvasného procesu. Navíc bývá vřeteno velmi často kontaminováno plísněmi (Zeman, Doležal, 2003). Siláž z pošrotovaných kukuřičných palic s listeny obsahuje % vlákniny a sklízí se na začátku voskové zralosti, když se objeví černá skvrna na bázi obilky (Zelenka, 2013). Tyto systémy jsou použitelné i ve vyšších oblastech a umožňují časnější sklizeň. Ke sklizni se používají speciální adaptéry, které ulomí palici a následně dojde k jejímu mechanickému upravení. Sklízecí technika musí zabezpečit rovnoměrné pošrotování hmoty a důkladné promíchání zrna a vřeten při sklizni a naskladnění. Při vysokém podílu palic a stoupajícím obsahu sušiny se využívá zařízení corn creacker, díky kterému získáme jemnější strukturu šrotu. Hmotu je možné zasilážovat jak do PE vaku, tak do malého žlabu nebo věžového sila. Produkty dělené sklizně obsahují více energie než běžné obiloviny a využívají se pro vysokoužitkové dojnice a výkrm skotu. CCM je 17

18 možné využít i ve výkrmu prasat. U systému LKS je zachována struktura (Mikyska, Doležal, 2012). Při konzervaci LKS dochází k redukci fermentace, která je příčinnou zvýšené aerobní nestability. Proto je tento systém v současné době nahrazen technologií konzervace mechanicky upraveného vlhkého kukuřičného zrna (Pyrochta, Doležal, Doležal, 2005) Silážování mačkaného vlhkého kukuřičného zrna Silážování vlhkého mechanicky upraveného vlhkého zrna, ať už mačkaného nebo hrubě šrotovaného, je v současné době běžnější než dělená sklizeň kukuřice LKS nebo CCM (Mikyska, Doležal, 2012). Průměrná vlhkost kukuřičného zrna se pohybuje na úrovni %. Koncentrace energie v sušině je 9-9,2 MJ NEL (Padrůněk, 2004). Konzervované vlhké zrno kukuřice může mít až 98 % stravitelnost. Proto je vhodné i pro výkrm prasat, vysokoužitkové dojnice a intenzívní výkrm skotu (Vaculová, Balounová, 2008). Vlhké kukuřičné zrno je nutné zkrmovat ve formě TMR, aby díky vysoké chutnosti nedocházelo k selektivnímu příjmu a narušení rovnováhy krmné dávky (Padrůněk, 2004). Do krmné dávky je možné zařadit 3-7 kg silážovaného zrna na den (Mikyska a Doležal, 2012). Z ekonomického hlediska je metoda konzervace vlhkého kukuřičného zrna cestou ke snížení nákladů na výrobu krmiv, protože není vyžadováno dosoušení (Vaculová, Balounová, 2008) a zároveň má kukuřice až o % vyšší výnos z hektaru než tradiční obiloviny. Při silážování se snižuje vliv nepříznivého počasí při sklizni (Padrůněk, 2004) a prodlužuje se doba sklizně kukuřice (Mikyska a Doležal, 2012). Vytváří se předpoklady pro sklizeň kukuřičného zrna i v netradičních oblastech (Padrůněk, 2004), a to i v oblastech s nadmořskou výškou 500 m nad mořem. Dochází k vyřazení zpracovatelské organizace z výroby krmných směsí a tím ke snížení nákladů na výrobu krmné směsi. Stejně tak se snižuje náročnost na skladovací prostory (Mikyska a Doležal, 2012). Krmivo je chutné a zvířata ho ráda přijímají (Padrůněk, 2004). V porovnání se suchým zrnem má vlhké zrno vyšší výživnou hodnotu a vyšší stravitelnost organické hmoty (Woodacre, 2004 in Bíro a kol., 2009). Silážováním se zvyšuje využití rozpustného dusíku celé krmné dávky a zlepšuje se struktura směsné krmné dávky (Mikyska a Doležal, 2012). 18

19 3.3 Faktory ovlivňující kvalitu siláže Vliv obsahu sušiny na kvalitu fermentačního procesu Siláž z produktů z dělené sklizně kukuřice LKS a CCM Při sklizni a konzervaci produktů dělené sklizně kukuřice je vyžadován obsah sušiny u LKS % a u CCM %. V tomto rozmezí dosáhneme optimálního průběhu fermentačního procesu a nejvyšší výživné hodnoty. Předností dělené sklizně kukuřice jsou nízké ztráty sušiny při fermentaci, které dosahují 5-6 %. Při dobré úrovni fermentace, je příjem krmiva zvířaty bezproblémový. Při vyšším obsahu sušiny se zvyšuje koncentrace vlákniny a klesá stravitelnost. Zrna a vřetena jsou tvrdá, hranatá a zvířaty jsou špatně přijímána. Je ztíženo dusání a průběh fermentace je pomalejší. Vzhledem k vysoké koncentraci živin a nízkému stupni prokvašení jsou siláže při odběrech velmi citlivé na provzdušnění a snadno dochází k mikrobiologickému znehodnocení. Se silážemi z dělené sklizně kukuřice se musí zacházet velmi šetrně a musí být minimalizována velikost odebírané plochy (Doležal a kol., 2013). K otevření siláže by nemělo dojít dříve než za 4 týdny. Pokud chceme siláž otevřít dříve, je nutné použít silážní aditiva na bázi osmotolerantních kmenů bakterií mléčného kvašení, které urychlí acidifikaci silážované hmoty. Přídavek chemických přípravků na bázi organických kyselin má velký dezinfekční efekt z pohledu hygieny krmiva, ale prodlužuje fázi dozrávání siláže na minimálně 8 týdnů (Mikyska, Doležal, 2012) Silážované vlhké mechanicky upravené zrno Při silážování vlhkého mechanicky upraveného zrna se kukuřice sklízí při sušině %. Nejlepší doba sklizně vzhledem k práci sklízecí mlátičky a optimálního výkonu mechanického zařízení k úpravě zrna je sušina %. Na kukuřičném zrnu se při 40% vlhkosti začíná tvořit černá tečka a z mačkaného materiálu se vytvoří hrouda (Mikyska a Doležal, 2012). V silážovaném mačkaném zrnu kukuřice při sušině 63,5 % dochází dostatečně rychle k poklesu hodnoty ph na úroveň 3,75, přičemž titrační kyselost bývá menší než mg KOH. Obsah kvasných kyselin v sušině se pohybuje v rozmezí 1-2,5 %, což je 2-3x méně než u LKS. Z tohoto důvodu je nezbytné redukovanou fermentaci stabilizovat chemickým přípravkem na bázi organických kyselin, který obsahuje kyselinu mravenčí, kyselinu propionovou, mravenčan amonný a 19

20 vodu. Jinak hrozí destabilizace vlivem kvasinek a plísní a to i při nízké hodnotě ph (Doležal, 2010). S narůstající sušinou je potřeba zvyšovat dávku přípravku (Doležal, 2010) nebo aplikovat chemický konzervant s vyšším procentickým zastoupením kyseliny propionové, která zvyšuje účinek proti plísním. Pokud je obsah sušiny vyšší než 65 %, musí být všechna zrna dostatečně narušena a následně homogenně ošetřena silážním aditivem. Pro zajištění rovnoměrné aplikace konzervantu při sušině zrna % je vhodné přidat do silážované hmoty vodu v požadovaném množství, aby ji zrna absorbovala i s konzervantem. Při snížení sušiny po aplikaci vody na sušinu 60 % nemá silážované zrno při odběru siláže tendenci se sesypávat ze stěny. Při sušině % není nutné vodu do silážované hmoty přidávat. Při obsahu sušiny 71 % a více se nedoporučuje siláž z mačkaného zrna vyrábět a je lepší zrno dosušit (Mikyska a Doležal, 2012) Vliv obsahu sušiny na aerobní stabilitu Siláže s vyšším obsahem sušiny jsou považovány za rizikové z důvodu nestability, plesnivění a mikrobiálního zahřívání (Doležal, Szwedziak, Tukiendorf, 2012). Hmotu s vyšším obsahem sušiny není možné dokonale narušit a následně dobře udusat. Je velkým rezervoárem vzduchu, který se podílí na zvýšené aktivitě mikroorganismů, které způsobují zahřívání. Výsledkem je sekundární prokvašení škrobu a snížení stravitelnosti (Přikryl, 2010). Při konzervaci mačkaného zrna je možné použít biologické inokulanty na posílení aerobní stability. Jedná se o homofermentativní kmeny bakterií mléčného kvašení a kmeny heterofermentativní jako Lactobacillus buchneri a Propionibacterium freudenreichii spp. Shermani (Doležal, 2010). Pokud je hmota konzervována při vyšší sušině, nemusí bakterie vůbec začít působit. Pokud zahájí svou činnost až při vlastním zkrmování siláže, mohou způsobit acidózu bachoru (Přikryl, 2012). Z tohoto pohledu má optimální obsah sušiny zvláštní technologický význam (Doležal, 2010) Vliv dusání na kvalitu fermentačního procesu Dusání a zatížení hmoty je velmi důležité, hlavně pokud je obsah sušiny silážní hmoty u vlhkého zrna vyšší než 65 %. U takové hmoty musí být všechna zrna dostatečně narušena a následně homogenně ošetřena silážním aditivem (Mikyska a Doležal, 2012). Nedostatečné narušení hmoty znemožňuje vytlačení vzduchu a dochází k snižování 20

21 vlastní produkční účinnosti (Přikryl, 2008). Nedostatečné dusání je příčinou oxidačních a mikrobiálních procesů a snížené aerobní stability (Doležal, Szwedziak, Tukiendorf, 2012). S klesajícím stupněm dusání se zvyšuje hloubka pronikání vzduchu do siláže (Doležal a kol., 2009) a provzdušněná hmota je pak zdrojem plísní, ze kterého se šíří do ostatních částí (Přikryl, 2010). Mikrobiálně znehodnocená siláž poškozuje celou krmnou dávku a jen obtížně se dekontaminuje (Doležal a kol., 2009). Dusání má zásadní vliv na kvalitu fermentačního procesu, úroveň ztrát, tepelné poškození a hygienickou jakost siláží (Doležal, Szwedziak, Tukiendorf, 2012) Vliv technologie skladování na kvalitu fermentačního procesu Ošetřené mačkané zrno je možné zasilážovat do menších silážních žlabů s dokonalým odvodným systémem, do věžových sil nebo do PE vaků (Doležal, 2010). Lisování siláží do PE vaků je nejmodernější technologií, která představuje ideální prostředí pro úspěšnou fermentaci (Mikyska, Doležal, 2012). Při technologii silážování do vaků je lisovaná hmota neprodyšně uzavřena již za několik hodin a dává lepší záruku výsledné kvality siláží (Doležal, Szwedziak, Tukiendorf, 2012). Lisování při plnění vaku musí být maximální. Nesmí docházet ke vzniku hrbů a vzduchových kapes. Konec vaku je třeba pečlivě uzavřít, aby nedošlo k průniku vzduchu. Průměr vaku je nutné volit podle počtu krmených zvířat (Mikyska a Doležal, 2012). Pro tuto technologii se doporučuje používat chemických konzervačních prostředků v závislosti na obsahu sušiny (Mikyska, 2002 in Pyrochta, Doležal, Doležal, 2005). V okolí silážního vaku musí být udržován pořádek a po odběru hmoty se vak znovu zakryje plachtou a zatíží, aby nedocházelo k průniku vody a vzduchu do silážované hmoty (Mikyska a Doležal, 2012). 3.4 Bachor a jeho funkce z pohledu trávení Z hlediska fyziologie trávení patří skot mezi přežvýkavce (Urban a kol., 1997). U přežvýkavců se před vlastním žaludkem vyvinul předžaludek jako rezervoár přijaté potravy (Doskočil, 2003). Umožňuje zvířatům v krátké době přijmout velké množství potravy, kterou mohou v době klidu přežvýkat (Marvan, 1992). Prvotním impulzem pro vznik předžaludku byla zřejmě potřeba mikrobiálně odbourat toxické látky obsažené v rostlinách (Urban a kol., 1997). 21

22 Předžaludek se skládá ze tří oddílů, kterými jsou bachor, čepec a kniha (Reece, 2011). Na předžaludek navazuje vlastní žaludek, nazvaný slez (Marvan, 1992). Předžaludek přežvýkavců je adaptován pro bakteriální fermentaci přijaté potravy, která umožňuje získávat energii z krmiva prostřednictvím enzymů mikrobiálního původu (Reece, 2011). Hlavní fermentovatelné složky rostlinné hmoty jsou celulóza, škrob, hemicelulóza a pektin (Urban a kol., 1997). Zplodiny mikrobiálního metabolismu jsou oxid uhličitý, metan a těkavé mastné kyseliny. Vytvořené plyny jsou vylučovány a těkavé mastné kyseliny vstřebávány přímo přes stěnu bachoru a v organismu jsou dále metabolizovány (Zelenka, 2013). Těkavé mastné kyseliny slouží skotu k úhradě 2/3 energetických potřeb, k syntéze glukózy, bílkovin a lipidů (Urban a kol., 1997). Při tomto způsobu trávení jsou využity i mikrobiální buňky a v nich obsažené bílkoviny, sacharidy, lipidy a vitaminy (Doskočil, 2003). Na mikrobiální trávení navazuje hydrolytické štěpení živin pomocí enzymů trávicích šťáv (Doskočil, 2003). Z jednotlivých oddílů předžaludku má pro trávení největší význam bachor, který vyplňuje celou levou polovinu břišní dutiny a tvoří 80 % předžaludku (Doskočil, 2003). Objem bachoru skutu může být víc než 150 l (Zahrádková, 1999). Bachor je rozčleněn na několik vaků bachorovými pilíři (Marvan, 1992). Prostor mezi papilami vytváří optimální podmínky pro rozvoj mikroorganismů a jejich funkci. V bachoru se potrava ukládá, ředí, promíchává, třídí a posouvá do dalších úseků trávicího traktu (Doskočil, 2003). Rozmělnění na jemnější částice s větším povrchem při přežvykování v době odpočinku umožňuje lepší mikrobiální fermentaci (Reece, 2011). Rostlinné částice opouštějí bachor teprve poté, co jejich velikost je přežvykováním a mikrobiálním rozkladem redukována na alespoň 1 mm. Obrat kapalné fáze bachorového prostředí činí 5-10 % za hodinu (Urban a kol., 1997) Bachorové prostředí Bachor je považován za nejdokonalejší kontinuální přírodní fermentor (Zahrádková, 1999). Díky konstantním fyzikálně chemickým vlastnostem bachorového prostředí je v bachoru umožněno stabilní druhové složení mikroorganismů (Bartoš, 1987). Základním znakem fermentačního procesu je anaerobióza (Urban a kol., 1997), kdy jsou mikroorganismy bachoru striktně nebo fakultativně anaerobní. Bachorové prostředí je ovlivňováno hostitelem, mikroorganismy i přijatým krmivem (Bartoš, 1987). Aby bylo dosaženo maximální rychlosti fermentace, musí být splněny určité podmínky (Reece, 2011): 22

23 Teplota Teplotu v bachoru ovlivňuje tělesná teplota zvířete, teplota krmiva a intenzita fermentace (Bartoš, 1987). Fermentační teplota je vyšší než teplota zvířete (Zahrádková, 1999) a u skotu se pohybuje mezi 39 a 40 C (Urban a kol., 1997). Po požití většího množství vody může teplota v bachoru poklesnout i o 5-10 C (Bartoš, 1987) ph Hodnota ph v bachoru se pohybuje mezi 5,8-7,2 (Urban a kol., 1997). Optimální hodnota ph u zdravých zvířat má užší rozmezí, a to 6,2-6,8 (Bartoš, 1987). Stabilita ph je v bachoru udržována přísunem pufrujících látek slinami, charakterem krmiva, obsahem a resorpcí kyselých fermentačních produktů bachorovou stěnou (Urban a kol., 1997). Při poklesu hodnoty ph pod 5,7, dochází ke vzniku bachorové acidózy a překročení hodnoty ph 7,3 vede ke vzniku bachorové alkalózy (Bartoš, 1987) Osmotický tlak Osmotický tlak bachorové tekutiny mírně kolísá vlivem druhu krmiva, obsahem pufrujících látek ve slinách a difúzí iontů přes bachorovou stěnu (Urban a kol., 1997). U hladovějících zvířat se osmotický tlak pohybuje mezi 0,34-0,45 MPa/l a vůči krevní plazmě je mírně hypotonický. U nakrmených zvířat dosahuje až na hodnotu 0,9 MPa/l (Bartoš, 1987) Bachorový plyn Většina bachorového plynu vzniká při fermentaci, ale část se do bachoru dostává i s krmivem. Bachorový plyn tvoří CO 2 (40-80 %), CH 4 (20-40 %, N 2 (3-15 %), H 2 (1-5 %) a stopy 0 2 (0,1-4 %) a H 2 S (0,1-0,2 %). Většina plynu je odstraněna krkáním. Menší část se z trávicího traktu dostává do krve a je vyloučena plícemi (Bartoš, 1987) Mikroorganismy bachoru a jejich úloha Bachorové mikroorganismy tvoří mikrobiální ekosystém, který je považován za nejkomplexnější v přírodě (Bartoš, 1987). Hlavními komponenty bachorového ekosystému jsou bakterie, prvoci a anaerobní houby. V bachoru jsou přítomny i viry (bakteriofágy) žijící v bachorových bakteriích (Urban a kol., 1997). Druhové složení mikrobiální populace je relativně stálé. Může se však lišit u divoce žijících přežvýkavců. V bachoru se nacházejí jak mikroorganismy žijící v bachoru trvale, tak 23

24 mikroorganismy zavlečené do bachoru s potravou. Poměr jednotlivých druhů je ovlivněn dietou. Kolonie mikroorganismů mohou být přichyceny na částečkách potravy, na epitel bachoru nebo jsou volně rozptýleny v bachorové tekutině. Mezi mikroorganismy rozptýlené v bachorové tekutině postupně přechází i mikroorganismy odumřelé nebo po vyčerpání substrátu (Bartoš, 1987) Bakterie Bakterie tvoří hlavní složku mikrobiální populace a pro ekosystém předžaludku jsou nepostradatelné (Doskočil, 2003). Určují nejdůležitější metabolické vlastnosti bachorového obsahu (Bartoš, 1987). Pro bachorové bakterie je typická jejich diverzita (Urban a kol., 1997). Jejich počet v bachorovém obsahu kolísá od 10 9 do /ml a dosahuje asi 60 druhů anaerobních bakterií (Doskočil, 2003). Z toho asi 30 druhů představuje vysoké zastoupení, a to 10 7 /ml (Zelenka, 2013). Počet bakterií a jejich druhové zastoupení závisí na krmné dávce a mění se v průběhu dne i ročního období (Doskočil, 2003). Druhy, kterým složení krmné dávky vyhovuje, v bachoru převládají. Nejrychleji se množí a potlačují jiné druhy bakterií (Zelenka, 2013). Při krmení lehce metabolizovatelnými polysacharidy je koncentrace bakterií v bachorovém obsahu vyšší (Bartoš, 1987). Maximální koncentrace bakterií je dosaženo 2-6 hodin po nakrmení. Bakterie část živin krmné dávky spotřebují pro svůj vlastní metabolismus (Zelenka, 2013). Bakterie dělíme podle tvaru na koky, tyčinky a spiruly (Drevjany, 2004). Rozdělení bakterií podle substrátů, které fermentují je praktičtější, protože umožňuje rychle odhadnout a ohodnotit vlastnosti bachorové tekutiny (Bartoš, 1987). Bakterie mohou štěpit celulózu a jiné sacharidy, rozkládat dusíkaté látky, z jednoduchých dusíkatých látek tvořit vlastní bílkoviny, syntetizovat vitaminy B a K a zneškodňovat některé antinutriční látky (Zelenka, 2013). Většina bakteriálních druhů je však schopna fermentovat více než jeden substrát a tak se některé skupiny mohou překrývat (Drevjany, 2004) Rozdělení bakterií podle metabolických skupin (Bartoš, 1987): Celulolytické bakterie Celulolytické bakterie jsou nejvíce specializované. K nejdůležitějším celulolytickým druhům bakterií patří Bacteroides succinogenes, Ruminococcus albus a Ruminococcus flavefaciens (Bartoš, 1987). Celulolytické bakterie produkují enzymy štěpící celulózu. Jako zdroj energie a uhlíku využívají sacharidy uvolňované při hydrolýze celulózy a 24

25 hemicelulózy (Doskočil, 2003). Ruminokoky fermentují především celulózu a pentozany a Bacteroides succinogenes celulózu a některé kmeny i škrob. Pro svůj růst potřebují celulolytické bakterie B vitaminy, mastné kyseliny a amoniak (Bartoš, 1987). Proto jsou závislé na činnosti jiných bachorových mikroorganismů. Koncentrace celulolytických bakterií stoupá se zvýšeným obsahem celulózy v krmné dávce (Doskočil, 2003). Generační interval celulolytických bakterií je 10 hodin (Zelenka, 2013) Amylolytické a dextrinolytické bakterie K nejdůležitějším zástupcům patří Bacteroides amylophylus, Streptococcus bovis, Succinomonas amylolytica a Succinivibrio dextrinosolvens (Bartoš, 1987). Amylolytické a dextrinolytické bakterie tráví škrob, pentozany, rozpustné cukry a proteiny. Množství amylolytických bakterií závisí na obsahu škrobu v krmné dávce (Doskočil, 2003). Bacteroides amylophylus dovede ze škrobu a NH + 4 syntetizovat protein a aminokyseliny. Nefermentuje monosacharidy, protože potřebuje α-1,4 glykosidickou vazbu. Succinomonas amylolytica dovede ze škrobu a NH + 4 syntetizovat protein, ale ke své aktivitě potřebuje aminokyseliny. Zastoupení Streptococcus bovis je v bachorové tekutině téměř nulové. K jeho přemnožení dochází při převedení zvířat na krmnou dávku s vysokým obsahem škrobu, která vyvolá acidózu bachorového obsahu. Streptococcus bovis a Succinivibrio dextrinosolvens mají amylolytickou i pektinolytickou aktivitu (Bartoš, 1987). Generační interval amylolytických bakterií jsou 2 hodiny (Zelenka, 2013) Sacharolytické bakterie K nejdůležitějším sacharolytickým bakteriím patří Bacteroides rumunicola, Butyrivibrio fibrisolvens, Megasphaere elsdenii a Selenomonas ruminantium (Bartoš, 1987). Sacharolytické bakterie fermentují rozpustné cukry na těkavé mastné kyseliny (Doskočil, 2003). Počet sacharolytických bakterií při změně krmné dávky výrazně nekolísá, protože soupeří s celulolytickými a amylolytickými bakteriemi o sacharidy uvolňované jejich aktivitou. Bacteroides rumunicola, Butyrivibrio fibrisolvens a Selenomonas ruminantium patří mezi nejvíce zastoupené mikroorganismy bachoru bez ohledu na dietu. Bacteroides rumunicola štěpí škrob, pektin a hemicelulózu. Selenomonas ruminantium využívá škrob, sukcinát a laktát a metabolizuje je na propionát a acetát. Některé kmeny Butyrivibrio fibrisolvens jsou celulolytické. 25

26 Megasphaere elsdenii je hlavní bachorovou bakterií štěpící laktát a deaminují aminokyseliny na mastné kyseliny. V bachoru se nachází v menším počtu (Bartoš, 1987) Bakterie využívající vodík K nejznámějším zástupcům patří Methanobacterium ruminantium a Wolinella succinogenes. Methanobacterium ruminantium patří mezi metanogenní bakterie (Bartoš, 1987). Metanogenní bakterie využívají pro syntézu svého těla CO 2 a energii pro růst získávají oxidací vodíku. Metan představuje přibližně 25 % z celkového plynu, který je produkován v bachoru (Doskočil, 2003). Wolinella succinogenes získává energii pro svůj růst tak, že využívá elektrony z anaerobního transportu elektronů přes buněčnou membránu (Bartoš, 1987) Prvoci (Protozoa) Kromě bohaté mikroflóry se v předžaludku vyskytuje i bohatá mikrofauna. Celkovou hmotností odpovídají nálevníci hmotě bakterií. Jejich počet se v bachorovém obsahu pohybuje mezi /ml (Doskočil, 2003). Vzhledem k adhezi prvoků na hrubé částice krmiva je množství protozoální biomasy, která se dostane do dvanáctníku, menší, než množství bakteriální biomasy (Bartoš, 1987). U skotu se nachází asi 60 druhů nálevníků (Doskočil, 2003). Početní i druhové zastoupení je závislé na krmné dávce. S vyšším zastoupením bílkovinných krmiv může dojít k nárůstu prvoků. Při hladovění, které trvá déle než 3 dny, mohou prvoci z bachoru úplně vymizet (Bartoš, 1987). Přítomnost prvoků je určitým ukazatelem kvality krmiva, není však pro bachorový systém nutná (Urban a kol., 1997). Jejich úbytek bývá kompenzován zvýšením počtu bakterií (Bartoš, 1987). Prvoci se živí bakteriemi, ale podílejí se i na enzymatickém rozkladu bílkovin krmiva. Na povrchu prvoků jsou přisedlé metanogenní bakterie. Po experimentální defaunaci se omezí energeticky ztrátová produkce metanu o % a snižuje se množství rozložených bílkovin v bachoru (Jouany, 1987 in Zelenka, 2013). Protozoa jsou velmi citlivá na pokles hodnoty ph pod 5,5 a zvýšení osmotického tlaku nad 0,9 MPa/l. Jako typické heterotrofní organismy mají vysoké nároky na výživu. Neumí syntetizovat řadu aminokyselin a ke svému metabolismu potřebují získávat vitamíny a růstové látky. Hlavními produkty jejich fermentace je acetát, butyrát, laktát H 2, CO 2 a malé množství propionátu (Bartoš, 1987). 26

27 Nálevníci příznivě ovlivňují trávicí pochody v bachoru. Tím, že spotřebovávají rozpustné cukry a škrob a nutí bakterie k trávení celulózy a stravitelnost tohoto polysacharidu se tím zvyšuje. Ve vztahu k sacharidům jsou však mezi nálevníky rozdíly. Některé druhy kryjí potřebu energie výlučně škrobem. Některé druhy využívají kromě škrobu i pektin a hemicelulózu. Jiné druhy fermentují pouze rozpustné cukry (Doskočil, 2003). Značný význam mají při mechanickém rozrušování rostlinných pletiv, protože pohlcováním škrobových zrn chrání škrob před rychlým bakteriálním štěpením a následným rychlým poklesem ph pod optimální hodnotu (Urban a kol., 1997). Úloha nálevníků při využívání živin není zatím plně vysvětlena (Doskočil, 2003). Většina bachorových prvoků patří do třídy Nálevníci (Ciliata). Třída se dělí na dvě podtřídy, a to Holotricha a Entodiniomorpha (Urban a kol., 1997) Holotricha Holotricha mají bičíky po celém těle. Mezi nejdůležitější rody patří Isotricha a Dasytricha (Doskočil, 2003). Oba rody fermentují rozpustné cukry. Isotricha kromě rozpustných cukrů fermentují i škrob. Dasytricha jsou striktně osmotrofní, zatímco rod Isotricha může fagocytovat škrobová zrna, chloroplasty a malé bakterie. Rychlost trávení při fagocytóze je nižší než u substrátů přijatých osmózou (Bartoš, 1987) Entodiniomorpha Entodiniomorpha mají bičíky soustředěny do svazečků (Doskočil, 2003). Mezi nejdůležitější rody patří Diplodinium, Entodinium a Epidinium. Fermentují především hemicelulózu, pektin a škrob. Omezeně mohou využívat rozpustné cukry. Diplodinium a Epidinium mohou fermentovat celulózu a škrob. Entodiniomorpha jsou převážně fagotrofní a částice krmiva a bakterie rozkládají uvnitř buněk (Bartoš, 1987) Houby Bachorové anaerobní houby se aktivně podílejí na trávení vlákniny. Na rozdíl od celulolytických bakterií pronikají houby svými kořínky, na kterých jsou vázány celulázy, do rostlinných pletiv a rozrušují je zevnitř (Doskočil, 2003). Celulázy mají vysokou celulolytickou aktivitu a nejsou uvolňovány do prostředí (Bartoš, 1987). Enzymová aktivita celuláz bachorových hub je zřejmě nejvyšší v přírodě (Urban a kol., 1997). Houby napadají především poškozená pletiva. Hlavním místem invaze jsou cévní soustavy stonků a listů. Jejich kořínky pronikají i do míst, která byla původně pro bakterie nedostupná. Mohou kolonizovat i zdřevnatělé části rostlinných pletiv, které 27

28 další mikroorganismy neosídlují (Urban a kol., 1997). Hlavními produkty fermentace celulózy jsou formiát, acetát, etanol CO 2 a H 2. Jako producenti H 2 jsou bachorové houby spjaty s účinností metanogenních bakterií. Jde o úzce specializované mikroorganismy, které se mimo prostředí trávicího traktu přežvýkavců nevyskytují (Bartoš, 1987). Zatím není znám jejich skutečný podíl na bachorové fermentaci (Doskočil, 2003) Vliv hygienické kvality krmiva na bachorové trávení Bachor je velmi složitý biologický systém, který velmi citlivě reaguje na všechny náhlé změny ve složení krmné dávky, ale i na kvalitu použitých krmiv (Bíreš, 2000 in Doležal a kol., 2010). Při správném průběhu bachorového trávení a zastoupení kvalitními krmivy v krmné dávce mohou dojnice přeměnit % přijatých živin na mléčné složky (Doležal a kol., 2009). Velký negativní dopad na kvalitu mléka a zdraví zvířat má nedostatečná hygienická jakost krmiv (Doležal a kol., 2009). Pojmem hygienická jakost krmiv zahrnuje senzorické, výživné a mikrobiologicko-toxické znaky, které mohou být ovlivněny řadou technologických a agronomicko-technických faktorů (Doležal, Zeman, 2007). Z technologických faktorů má na hygienickou jakost kukuřičné siláže zásadní vliv příliš dlouhá řezanka, pomalé plnění, nedokonalé udusání, vysoká poréznost siláží, nevhodné zakrytí, dlouhá aerobní fáze kvašení, malá množství odebíraných siláží a nesprávný způsob odběru (Doležal a kol., 2009). Pokud nedojde k dokonalému utužení hmoty a vytěsnění vzduchu, může dojít k masivnímu rozvoji plísní a kvasinek (Pyrochta, Doležal, Doležal, 2005). Složení a početní zastoupení mikroflóry má vliv na nízkou skladovací stabilitu krmiv a negativně ovlivňuje chuť krmiva a jeho příjem zvířaty, ohrožuje jejich zdraví a negativně ovlivňuje kvalitu mléka (Doležal, Zeman, 2007). Proto je nezbytné věnovat maximální pozornost podmínkám pěstování, sklizni, konzervaci, skladování a krmení konzervovanými krmivy (Doležal a kol., 2009) Plísně a jejich toxiny Plísně a jejich toxiny jsou v kukuřičných silážích nejčastější příčinou vzniku dietetických poruch (Doležal a kol., 2009). Krmení zaplísněnými krmivy je ze zdravotního a dietetického hlediska nesprávné a legislativně zakázané (Doležal, Zeman, 2007). Plísně jsou všudypřítomné a nelze vyrobit siláž, která by byla plísní prostá (Doležal a kol., 2009). Ke kontaminaci plísněmi dochází již v průběhu vegetace a 28