Effects of Bacterial Inoculant Addition to High Moisture Grain Corn on Ensiling Time and Aerobic Stability

Year 2022, , 688 - 696, 13.09.2022

Cemal Polat , Sinan Gürsoy Berrin Okuyucu

https://doi.org/10.33462/jotaf.1104096

Abstract

This study was designed to determine the effects of adding of two different inoculants with homofermentative + heterofermentative properties to high humidity grain maize on fermentation and aerobic stability at different opening periods (15 and 30 days). Crushed high moisture grain corn with approximately 64.84% DM content constituted the research material. Pioneer 11CFT (Lactobacillus plantarum ATCC 55944, Lactobacillus buchneri ATCC PTA-6138), and Lalsil combo (Lactobacillus plantarum CNCM MA 18/5U, Lactocbacillus buchneri NCIMB 40788) were used as lactic acid bacteria inoculants. Inoculant was added to silages in line with the company's recommendation. After adding the additive, the silage samples were vacuum packed into plastic bags, with 5 replications in each treatment group. The bags were stored at 20±2°C under the laboratory conditions. Chemical and microbiological analyzes were made on silage samples opened on 15 and 30 days of fermentation. After the opening period, aerobic stability test was applied to the silages for 5 days. As a result of the research, pH, NH3-N, WSC, LAB and yeast contents of silages increased, while DM contents decreased (P<0.001) depending on the ensiling time. The pH (excluded), NH3-N, WSC, LA, LAB and yeast contents of the silages with additives were higher than the control silages (P<0.001). The ensiling time was effective on the aerobic stability period, and the pH, CO2, yeast contents of the silages decreased depending on the time (P<0.001). It reduced CO2 production in high moisture grain maize silages using Pioneer 11CFT inoculant during the aerobic stability period. Yeast contents of silages with additives increased during the aerobic stability period, but the addition of additives completely prevented mold growth. One of the important findings of the research is that the addition of additives to high moisture grain corn silages prevents mold growth.

Keywords

High moisture grain maize, Ensiling time, Inoculant, Aerobic stability, Development of mold

Yüksek Nemli Dane Mısıra Bakteriyel İnokulant İlavesinin Silolama Süresi ve Aerobik Stabilitesi Üzerine Etkileri

Abstract

Bu çalışma, yüksek nemli dane mısıra homofermantatif + heterofermantatif özelliklere sahip iki farklı inokulantın ilave edilmesinin, farklı açım dönemlerinde (15 ve 30 gün) fermantasyon ve aerobik stabilite üzerine etkilerini belirlemek amacıyla düzenlenmiştir. Araştırma materyalini yaklaşık %64.84 kuru madde (KM) içeriğine sahip kırılmış yüksek nemli dane mısır oluşturmuştur. Laktik asit bakteri inokulantı olarak Pioneer 11CFT (Lactobacillus plantarum ATCC 55944, Lactobacillus buchneri ATCC PTA-6138) ve Lalsil combo (Lactobacillus plantarum CNCM MA 18/5U, Lactocbacillus buchneri NCIMB 40788) kullanılmıştır. İnokulant firma önerisi doğrultusunda silajlara ilave edilmiştir. Katkı maddesi ilavesinden sonra silaj örnekleri her muamele grubunda 5’er tekerrür olmak üzere plastik torbalara vakumlanarak doldurulmuştur. Paketler laboratuvar koşullarında 20 ± 2 °C sıcaklıkta depolanmışlardır. Fermantasyonun 15. ve 30. günü açılan silaj örneklerinde kimyasal ve mikrobiyolojik analizler yapılmıştır. Açım dönemi sonrası silajlara 5 günlük aerobik stabilite testi uygulanmıştır. Araştırma sonucunda, silolama süresine bağlı olarak silajların pH değeri, amonyağa bağlı nitrojen (NH3-N), suda çözünebilir karbonhidrat (SÇK), lactobacilli (LAB) ve maya içerikleri artarken, KM içerikleri ise düşmüştür (P< 0.001). Katkı maddesi ilaveli silajların, NH3-N, SÇK, laktik asit (LA), LAB ve maya içerikleri kontrol grubu silajlarına oranla daha yüksek, pH değerleri ise daha düşük tespit edilmiştir (P<0.001). Aerobik stabilite dönemi üzerinde silolama süresi etkili olmuş, süreye bağlı olarak silajların pH değeri, karbondioksit (CO2) üretimi ve maya içerikleri düşmüştür (P<0.001). Aerobik stabilite döneminde Pioneer 11CFT inokulantı kullanılan yüksek nemli dane mısır silajlarında CO2 üretimini azaltmıştır. Katkı maddesi ilaveli silajların aerobik stabilite döneminde maya içerikleri arttırmıştır, ancak katkı maddesi ilavesi küf gelişimini ise tamamen önlemiştir. Yüksek nemli dane mısır silajlarına, katkı maddesi ilave edilmesinin özellikle küf gelişimini önlemesi araştırmanın önemli bulgulardan birisidir.

Keywords

Yüksek Nemli Mısır, Silolama Süresi, İnokulant, Aerobik Stabilite, Küf gelişimi

References

• Akyıldız, A. R. (1984). Yemler Bilgisi Laboratuvar Klavuzu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No:859, 236, Ankara.
• Anonim (1986). The Analysis of Agricultural Material, Reference Book: 427, 428 p, London.
• Ashbell G, Pahlow G, Dinter B (1987). Dynamics of orange peel fermentation during ensilage. J. Applied Bact., 63:275-279.
• Ashbell, G., Weinberg, Z. G., Azrieli, A., Hen, Y., and Horev, B. (1991). A Simple System to Determine the Aerobic Determination of Silages. Can. Agric. Eng. 33: 391–395.
• Büyüktosun, N., Tan, F. (2015). Farklı özelliklerdeki Polietilen Malzemelerin paket silajlarda kullanımı ve yem kalitesi üzerine etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 12(3):62-67.
• Canibe N, Kristensen NB, Jensen BB,Vils E. (2013). Impact of silage additives on aerobic stability and characteristics of high-moisture maize during exposure to air, and on fermented liquid feed. Journal of Applied Microbiology 116, 747-760.
• Dawson TE, Rust SR, Yokoyama MT. (1998). Improved fermentation and aerobic stability of ensiled, high moisture corn with the use of propionibacterium acidipropionici. J. Dairy Sci., 81, 1015–1021.
• Davies, D.R., R.J. Merry, A.P. Williams, E.L. Bakewell, D.K. Leemans! and Tweed, (1998). Proteolysis during ensilage of!forages varyingin soluble sugar content.J) Dairy)Sci, 81 (2):!444I453.
• Engelke GL, Jurgens MH, Speer VC. (1984). Performance of growing finishing swine fed high-moisture or artificially dried corn in complete and free-choice diets. J. Anim Sci 58, 1307–1312.
• Filya İ, Ashbell G, Hen Y, Weinberg ZG (2000). The Effect of Bacterial Inoculants on The Fermantation and Aerobic Stability of Whole Crop Wheat Silage. Animal Feed Sci. Technology, 88:39-46.
• Filya, İ. (2001a). Laktik asit bakteri ve laktik asit bakteri+enzim karışımı silaj inokulantlarının mısır silajı üzerine etkileri. Turk J Vet Anim Sci. 679-687.
• Filya, İ. (2001b). Silaj Teknolojisi. Hakan Ofset, İzmir.
• Hoffman PC, Ocker SM. (1997). Quantification of milk yield losses associated with feeding aerobically unstable high moisture corn. J. Dairy Sci. 80:(Suppl. 1)234. (Abstr.).
• Holzer, M., Mayrhuber, E., Danner, H. ve Braun, R. (2003). The role of lactobacillus buchneri in forage preservation. Trends in Biotechnol. 21(6): 282–287.
• Kaya, Ö., Polat, C. (2010). Tekirdağ ili koşullarında I. ve II. ürün olarak yetiştirilen bazı mısır çeşitlerinin silaj fermantasyon özellikleri ve yem değerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 7(3): 129-136.
• Koc F, Coskuntuna L, Ozduven ML, Coskuntuna A, Samlı HE (2009). The Effects of Temperature on the Silage Microbiology and Aerobic Stability of Corn and VetchGrain Silages. Acta Agriculture Scand Section, 59: 239-246.
• Koç F, Coşkuntuna L (2003). Silo Yemlerinde Organik Asit Belirlemede İki Farklı Metodun Karşılaştırılması. Hayvansal Üretim, 44 (2): 37-47.
• Kung, Jr, L., Taylor, C.C., Lynch, M. P. ve Neylon, J. M. (2003). The effect of treating alfalfa with lactobacillus buchneri 40788 on silage fermentation, aerobic stability, and nutritive value for lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 86 (1), 336-343.
• McDonald P, Henderson AR, Heron SJE. (1991). The Biochemistry of Silage. Second Edition. 340 p., Chalcombe Publication, Marlow, England.
• Meeske, R. ve Basson, H.M. (1998). The effects of a lactic acid bacteria inoculant on maize silage. Animal Feed Science and Technology, 70: 239-247.
• Pahlow, G., Muck, R.E., Driehuis, F., Oude Elferink, S. J. W. H., Spoelstra, S.F. (2003). Microbiology of ensiling. Silage additives. In: Buxton, D.R., Muck, R.E., Harrison, J.H. (Eds.), Silage Science and Technology. Agronomy Series. No. 42. American Society of Agronomy, Madison WI, USA, 31-93.
• Petterson K . (1988). Ensiling of Forages: Factors Affecting Silage Fermantation and Quality, Sveriges Lantbruksuniversitet, 46 p, Uppsala.
• Santos, E.M., Zanine, A.M., Ferreira, D.J., Oliveira, J.S., Penteado, D.C.S. ve Pereira, O.G. (2008). Activated inoculant improves Tanzania grass (Panicum maximum) silage. Arch. Zootec. 57, 35–42.
• Seale, D.R., Pahlow, G., Spoelstra, S.F., Lindgren, S., Dellaglio, F., Lowe, J.F. (1990). Methods for the microbiological analysis of silage. The Eurobac Conference. 12-16 August, P.147. Uppsala, Sweden.
• Silva, V.P., Pereira, O.G., Leandro, E.S., Da Silva, T.C., Ribeiro, K.G., Mantovani, H.C. and Santos, S.A. (2016). Effects of lactic acid bacteria with bacteriocinogenic potential on the fermentation profile and chemical composition of alfalfa silage in tropical conditions. Journal of Dairy Science, 99: 1895-1902.
• Soysal, M. İ. (1998). Biyometrinin Prensipleri (İstatistik I ve II Ders Notları), Yayın No:95, Ders Kitabı No:64, T.Ü. Tekirdağ Ziraat Fakültesi, s.331, Tekirdağ.
• SPSS (2007). SPSS 15 for Windows. SPSS Inc.
• Tan, F. (2021). Laboratory type silage making Technique. Sustainable Agriculture And Livestock For Food Security Under The Changing Climate.İksad publishing House,P.85-106.Ankara.
• Taylor CC, Kung J. (2002). The effect of Lactobacillus buchneri 40788 on the fermentation and aerobic stabilityof high moisture corn in laboratory silos. J Dairy Sci., 85, 1526–1532.
• Teller RS, RJ Schmidt, LW Whitlow, L Kung Jr (2012). Effect of physical damage to ears of corn before harvest and treatment with various additives on the concentration of mycotoxins, silage fermentation, and aerobic stability of corn silage. J. Dairy Sci. 95:1428–1436.
• Toruk, F., Koç, F., Gönüol, E. (2010). Aerobik stabilite süresince paket silajlarında renk değişimi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi 7(1):23- 30.
• Uriarte ME (2001). Aerobic Stability of Corn Silage. Kansas State University Unpublished Ph.D. Thesis, Manhattan.
• Vilari~no M, Patrick C, Foucault J, Skiba F. (2009). Valeur energetique du mais grain ensile humide et effet varietal chez le porc charcutier. Journees Rech Porc En France 41, 1–2.
• Wardynski FA, Rust SR,Yokoyama MT. (1993). Effect of microbial inoculation of high-moisture corn on fermentation characteristics, aerobic stability, and cattle performance. J Anim Sci., 71, 2246–2252.
• Whitlock LA, Wistuba TJ, Seifers MK, Pope RV, Bolsen KK. (2000). Effect of level of surface-spoiled silage on the nutritive value of corn silage diets. J. Dairy Sci. 83 (Suppl. 1):110. (Abstr.)
• Wilkinson JM, Davies DR (2012). The aerobic stability of silage: Key finding and recent developments. Grass and Forage Science, 68: 1-19.