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最終更新日:2019年2月13日(水)


根室農業改良普及センター 平成21~22年度サイレージプロジェクト 


サイレージ原料草へのスラリー混入要因の解析とサイレージ品質の検討
サイレージプロジェクト

 

 要約:
 根室管内では、サイレージ原料草へのスラリー混入がサイレージ品質に悪影響を及ぼしているのではないかと疑問視されていた。そのため、サイレージ原料草へのスラリー付着の要因を分析し、草丈20cm以下の時にスラリーを施用すれば付着のリスクは小さいことを明らかにした。
    また、原料草にスラリーが混入した高水分サイレージの発酵品質向上には、ギ酸の添加が有効であることを確認した。

 
はじめに
  根室管内は道内有数の草地型酪農専業地帯であり、良質な自給飼料の生産確保はコスト低減を図る上で重要な課題となっている。
 当管内では土壌凍結の影響により、農作業機械がほ場に入れるのは5月上旬になり、一般的には5月中~下旬に家畜ふん尿(スラリー)を施用している実態がある。試験成績(参考文献1参照)では、春にスラリーを施用した場合、サイレージの採食性に問題はないとされている。しかし、試験成績は固液分離及び加水されたスラリーを用いた成績であり、酪農家が施用しているスラリーの性状とは異なる。また、現地では規模拡大と農地の分散等の要因も重なり、春遅くの施用に至る事例が散見され、天候条件から十分な予乾もできないため発酵品質への影響が懸念されている。 
  飼料分析値でも、全窒素中のアンモニア態窒素(NH3-N/TN)が、30%を越えるサイレージも散見され、発酵品質の低下が現地の課題となっている。
 そこで、当センターでは平成20年度より「乾物混入によるサイレージ発酵品質への影響要因を調査研究すること」を目的に『牧草サイレージ発酵品質改善プロジェクト』に取り組んできた。
  平成20年度の取組では、サイレージを洗浄し濁度を測定することで、乾物混入の度合いを推測する手法を確立している。

原料草根元に見られた乾物の写真

写真1 原料草根元に見られた乾物

 1 スラリー混入要因の解析(H21年度)
(1) 目的
 牧草に付着したスラリーのサイレージ原料への混入が、サイレージ不良発酵の原因となっているのではと仮説をたて、スラリーの『施用量』と『施用時期』の違いによって乾物の原料草への付着量に差が見られるか確認することを目的に調査・試験を行った。
(2) 調査・試験方法
ア 試験区の設定
 スラリー施用は農家の協力により行った〔A・B、2戸〕。各農場で施用時期を2区分〔初期・終期〕設定した。施用量は[標準区・2t]、[倍量区・4t]に設定した。施用量の設定は、施用速度の調整により行った。また各農場で無施用区も設定した。さらにA農場では、施用時期×施用量の試験設定を固液分離したスラリーでも行った。このため全試料は14区となった(表1)。
 表1 スラリー混入要因の解析に供した試料

農場名

施用時期区分

施用日

施用量区分
施用スラリー
備考
施用量(t) 乾物率(%)



 




 
無施用 0  
初期
 
5/5
 
標準 2.0
6.5

 
 
倍量 4.0  
終期
 
5/10
 
標準 2.0  
倍量 4.0  
初期
 
5/5
 
標準 2.0
3.8

 

固液分離したスラリーを施用
 
倍量 4.0
終期
 
5/10
 
標準 2.0
倍量 4.0

 


 
無施用 0  
初期
 
5/10
 
標準 2.2 9.2
 
 
倍量 4.3  
終期
 
5/19
 
標準 1.9 6.3
 
 
倍量 4.2  
 
イ 原料草洗浄液中の浮遊物質(SS)の測定
 試料(生草)200gを2リットルの蒸留水に5分間浸水した後、ふるい(4mm)で草と液に分離。(以下この採取液を『洗浄液』とする。)
洗浄液1リットルを採取し、透視度計で透視度を測定(透視度計に洗浄液を入れ、上部から透視し、底部に置いた標識板の二重十字が識別できる水の深さ(cm)を測定し、透視度に示す)。透視度の値から洗浄液中の浮遊物質(以下SS)を算出した(推定値)。
 SS=432.55e-0.0812X (X=透視度)
※SS(Suspended soild);水中に浮遊する粒径2mm以下の不溶解性物質の総称。
 SSは、(財)畜産環境整備機構畜産環境技術研究室の畜産環境技術情報データベースの式を用い推定した。
 

画像写真2 透視度測定の様子
 写真2 透視度測定の様子

 ウ 茎葉付着乾物量の測定
 牧草へのスラリー(乾物)の付着を分析するために、前述の洗浄液1リットルを採取し、吸引ろ過を行い洗浄液中の乾物を回収。ろ紙上に回収された乾物を乾燥機で24時間乾燥し、乾物重を測定した。この乾物重を試料(生草)100gの茎葉に付着した乾物量(以下『茎葉付着乾物量』)とした。
      図1 茎葉付着乾物量の測定方法 写真3 原料草洗浄液
写真3 原料草洗浄液~スラリー施用量が多い試料、施用時期が遅い試料の汚れが目立つ
 
 
(3) 結果
ア 測定結果
 原料草洗浄液中の浮遊物質(SS)と茎葉付着乾物量は表2のような測定結果となった。
 
      表2 スラリー混入要因に関する測定結果
農場名

 
施用時期区分
 
施用日

 
スラリー施用量区分
 
スラリー乾物施用量
(kg/10a)

SS
 
茎葉付着乾物量
(mg)








 
無施用 0 7.5 8.7
初期
 
5/5
 
標準 130 7.5 9.3
倍量 260 49.5 24.3
終期
 
5/10
 
標準 130 81.1 33.3
倍量 260 64.1 23.3
初期
 
5/5
 
標準 75 7.5 6.2
倍量 150 9.7 7.3
終期
 
5/10
 
標準 75 63.9 22.3
倍量 150 22.3 10.4




 
無施用 0 10.1 9.5
初期
 
5/10
 
標準 200 30.0 12.4
倍量 391 142.9 42.7
終期
 
5/19
 
標準 119 109.7 55.9
倍量 267 66.7 81.6
SS =洗浄液中に浮遊する粒径2mm以下の不溶解性物質の総称。 

 

 施用が早い時期では、施用量が多いと乾物混入も増加し、施用が遅い場合は量に関係なく増加が見られた(図2)。 

画像図2 茎葉付着乾物量とスラリー乾物施用量
図2 茎葉付着乾物量とスラリー乾物施用量
  (B農場:スラリー乾物率9.2%、6.3%)

 

 固液分離した薄いスラリー(乾物率3.8 %)については施用時期、施用量ともに乾物量増加との関係が見られなかった(図3)。

 

図3 茎葉付着乾物量とスラリー乾物施用量
(A農場;スラリー乾物率3.8%)

 

イ SSと茎葉付着乾物量の相関
 SS(原料草洗浄液中の浮遊物質)と茎葉付着乾物量との相関を分析した(図4)。
 決定係数が0.85と高く、乾物付着量はSSから読みとれると判断した。

画像図4 茎葉付着乾物量とSSの関係
図4 茎葉付着乾物量とSSの関係
                        (農場B-終期-倍量の値は除く)
 
(4) 考察
ア 原料草への乾物付着の要因
 茎葉付着乾物量からスラリー施用が遅いと乾物量が増えている。施用時期が遅くなれば草丈も伸び、スラリー施用時に曝露される茎葉面積も大きくなる。このため、草の葉部に付着したスラリーが洗浄液に回収され、乾物量増加につながっているのではないかと考察される。草丈(葉の伸張度合)と施用時期の関係を調査する必要がある。
 通常濃度のスラリー(乾物率:6~10%)では、施用時期が早く施用量が少なければ(2~3t/10a)、サイレージ原料に混入する可能性は低いと考えられる。また施用時期が遅くなれば、施用量が少なくてもサイレージ原料に付着・混入する可能性が高まることが推測される。
 薄い(固液分離等により乾物率が低い)スラリーであれば乾物付着に影響が少ないことが推測される。

イ 乾物付着がない茎葉付着乾物量とSSの値
  茎葉付着乾物量の測定結果から、無施用の試料でも茎葉付着乾物量は10mg程度あり、SSも10という値を示した(表2)。
 このことと図4のグラフから、試料(生草)100g中の茎葉付着乾物量が15mg以下なら、ほとんど異物混入はない(SSなら30以下)ものと判断できる。
 
 2 スラリー濃度と原料草への乾物付着の関係確認(H22年度)
(1) 目的
 平成21年度サイレージプロジェクトの調査結果から、固液分離を行った乾物率が低い水様性のスラリーは遅く施用しても茎葉に付着している乾物量が低い傾向にあった。
 この結果から、低乾物率のスラリーは通常のスラリーより遅くまで施用可能であれば、普及の新たな提案メニューが1つ増えることから再度確認する。固液分離を行ったスラリーだけでなく加水したスラリーについても調査の対象とする。
 また、サイレージ原料草へのスラリーの付着・混入要因について検討するとともに、スラリー施用時期の草丈との関連について分析を行う。

(2) 実験方法
ア 試料
 加水または固液分離を行ったスラリーを遅く施用したチモシー主体ほ場の牧草6試料と加水及び固液分離を行っていないスラリーを遅く施用したチモシー主体ほ場の牧草6試料の計12試料。


イ 実験・調査方法
(ア) サンプリング時の測定項目
 以下の調査を行った。

  • スラリー施用日、施用量(聞き取り)
  • 施用スラリー成分分析(乾物率、EC測定)
  • スラリー施用時の草丈測定

(イ) 茎葉付着乾物量の測定
 前年同様の方法(図1)で茎葉付着乾物量の測定を行った。

 
 

写真4  原料草を蒸留水につけ洗浄液を採取

写真4  原料草を蒸留水につけ
洗浄液を採取

画像写真5 吸引ろ過により乾物を採取

写真5 吸引ろ過により乾物を採取

画像写真6 採取した乾物
写真6 採取した乾物

 
(3) 結果
ア 茎葉付着乾物量の測定結果
 聞き取り調査をしたスラリー施用日、施用量、測定を実施した散布スラリー成分分析値(乾物率、EC)、実測したスラリー施用時の草丈は、表3の通りである。
 
  表3 施用スラリーの成分と施用時の草丈及び茎葉付着乾物量の測定結果


原料草No
施用スラリー 草丈
(cm)
 
茎葉付着乾物量
(mg)
濃度
 
施用日
 
施用量
(t)
加水処理・固液分離 乾物率
(%)
EC
 
  1  

通常


 
5/14 4.0 多少加水有   8.3 6.6

16.0

9.60
  2   5/17 3.0   8.6 8.4

15.2

2.85
  3   5/17 2.0   8.6 16.4

26.0

22.85
  4   5/17 1.0   7.7 9.5

19.4

7.10
  5   5/17 2.2   9.2 7.3

15.1

0.70
  6   5/14 1.4   5.3 6.8

13.2

3.90
  7  




 
5/14 4.0 加水   4.6 6.2

10.6

6.65
  8   5/15 4.0 固液分離し加水   3.1 7.9

18.0

6.35
  9   5/ 5 5.0 加水   5.3 5.9

10.0

2.50
  10   5/15 4.0 加水   2.2 12.5

18.7

2.10
  11   5/18 2.6 加水   7.0 10.3 17.8 2.75
  12   5/18 1.1 固液分離   2.6 8.4 20.5 4.65
 茎葉付着乾物量は、原料草No3が高い値を示した。
 遅く施用したほ場の試料を選定したが、他の11点の試料では、茎葉付着乾物量は低い値であった。 

イ 茎葉付着に影響を与える因子 

 茎葉付着乾物量、スラリー施用量、草丈の相関関係を分析した。

 

 乾物量と草丈の相関係数は0.63(R=0.40)と高い値であった(図5)。

図5 草丈と茎葉付着乾物量の関係 

 
 スラリー施用量を加えた重相関係数は0.71となった(表4)。 
  
表4 重回帰分析 Y=ax+bx+c
原料草
No
 
茎葉付着
乾物重
(mg)
草丈
(cm)
 
スラリー乾
物施用量
(kg/10a)
施用スラリ
ー乾物率
(%)
9.60 16.0 332 8.3
 2 2.85  15.2 258 8.6
 3 22.85  26.0  172  8.6
 4 7.10  19.4 77 7.7
 5 0.70 15.1 202  9.2
 6 3.90 13.2  74  5.3
 7 6.65  10.6  184 4.6
 8  6.35 18.0  122 3.1
 9 2.50 10.0  265  5.3
 10  2.10  18.7 89  2.2
 11  2.75  17.8 182 7.0
 12 4.65 20.5 29 2.6
〔分析1〕
 目的変数;茎葉付着乾物重 
 説明変数;草丈、スラリー乾物施用量 
回帰統計 
  重相関R  0.7141
  重決定R2 0.5099
  補正R2  0.4011
  標準誤差 4.5540 
〔分析2〕
  目的変数;茎葉付着乾物重
  説明変数;草丈、施用スラリー乾物率 
回帰統計  
  重相関R  0.6747
  重決定R2 0.4552
  補正R2  0.3341
  標準誤差 4.8019
 
 スラリー濃度(施用スラリー乾物率)とスラリー施用(乾物)量でほぼ同等の相関係数であった。
 スラリー施用による原料草への乾物の混入は、施用量と施用時の草丈に影響を受けていると考えられた。 
 
(4)考察
 今回の結果から、スラリー施用が遅かったにもかかわらず、乾物の付着がほとんどないということになった。昨年(H21)の結果では、スラリー施用が遅かったほ場の試料からは、かなりの濃度で乾物の付着がみられていた。 
 今年度(H22)は、春先に低温がつづき、スラリー施用が5/12以降でも、施用時の草丈は20 cm以下であり、これはH21年のスラリー施用が早い時期の草丈と同じである。このことから、乾物付着には、スラリー施用時の草丈が大きな要因となっているのではないかと考察される。
 また、乾物付着がみられた試料は施用時の草丈が26cmであり、このことからも、草丈が乾物付着に大きく影響すると考えられる。
 本結果から草丈20cm以下の時にスラリーを施用すれば、乾物付着のリスクは小さいと考察される。
  これは草丈が20cm以下であれば、草の表面積が少なく、スラリーが付着できないためではないかと推察する。
 

図6 スラリー施用時の草丈による付着の違いのイメージ 

  このため、春にスラリーを施用する場合は、草丈が20cmを超えないうちに施用を終えることが重要である。(施用日では、年次間差やほ場間差が大きい)
 3 乾物混入サイレージの発酵品質向上  (H22年度)
(1) 目的
 春のスラリー施用は早撒きを推奨しているが、天候等により遅くまで施用せざるを得ない現状がある。スラリー施用が遅かったほ場の牧草をサイレージ原料とする場合、ギ酸の添加、乳酸菌の添加等により発酵品質が改善できるのであれば普及の新たな提案メニューが1つ増えることになる。このことを検証するため、バケツサイレージを作成し、粗飼料分析等を行う。
 ア 試料
 スラリー濃度の検証で用いた原料草No1~6の6試料(加水及び固液分離を行っていないスラリーを遅く施用したチモシー主体ほ場の牧草6試料)
 
 イ 実験方法
 試料(原料草)を細断機で細断し、無処理、ギ酸0.3%添加、ギ酸0.5%添加、乳酸菌添加の4種の調製を行い、圧縮係数2となるように人力でバケツに詰め込み、密封後3ヶ月で開封し官能検査、飼料分析を行った。 
    図7 バケツサイレージの調製方法  

画像写真7 原料草採取
写真7 原料草採取
 

画像写真8 原料草を細断機で細断
 写真8 原料草を細断機で細断

 合計24ヶのバケツサイレージを調製した。


表5 調製したバケツサイレージの種類

画像写真9細断した原料草
写真9 細断した原料草

画像写真10 細断した原料草をバケツに詰め踏圧
写真10 細断した原料草をバケツに詰め踏圧

画像写真11 圧縮係数2まで踏圧
写真11 圧縮係数2まで踏圧

画像写真12密封して3ヶ月静置 
写真12 密封して3ヶ月静置

画像写真13バケツサイロ調製の様子
 写真13 バケツサイロ調製の様子

(3) 結果
ア 官能検査結果
 バケツサイレージ開封時に行った官能検査結果は表6、表7の通り。
 今回調製したバケツサイレージでは、茎葉付着乾物量が高い値を示したのは原料草No3であった。
  同原料草で処理の違いによる比較では、ギ酸を0.5%添加したサイレージの評価が高く、無処理のサイレージの評価が低い結果となった(表6)。 
 
表6 バケツサイレージ官能検査結果
  (同原料草で処理の違いによる比較)

NO
処理No
コメント・所感
 



 
色沢は一番良い、アンモニア臭多い
 
臭いは僅かにする程度
やや不快酸臭



 
水分多くやや赤茶けた色、酪酸臭強
臭いは少ない
臭いは僅かにする程度
色沢は一番良い、不快酸臭ややあり



 
水分多、赤茶けた色沢、酪酸臭あり
臭いは少ない
臭いは僅かにする程度
水分はやや多、不快酸臭ややあり



 
やや酪酸臭
少し不快酸臭
無臭に近い
僅かに香ばしく甘い臭い



 
やや不快酸臭
 
臭いはほとんどなし
僅かに不快酸臭



 
水分多、やや酪酸臭、濃オリーブ色
やや甘い臭い
やや甘い臭い、オリーブ色
水分多、やや不快酸臭、オリーブ色
 処理No1-無処理、処理No2-ギ酸0.3%添加
 処理No3-ギ酸0.5%添加、処理No4-乳酸菌添加
 

画像写真14 官能検査 バケツサイレージを開封
写真14 官能検査 バケツサイレージを開封
 

画像写真15 官能検査 色沢・香味・感触で判定
写真15 官能検査 色沢・香味・感触で判定

画像写真16 できあがったサイレージ
写真16 できあがったサイレージ

 

 無処理での原料草の違いによる比較では、異物混入のみられた原料草No3のサイレージが「酪酸臭が一番強い」という官能検査結果で、評価が最も低かった(表7)。 


表7 バケツサイレージ官能検査結果
    (無処理区で原料草の違いによる比較)
 

NO


コメント・所感
 





 
 
 
酪酸臭が一番多い
不快酸臭(青臭い臭い)あり
 
イ 飼料分析結果
 飼料分析結果から、水分、pH、乳酸、酪酸、NH3-N/TNの値を整理した結果は以下の通り。
(ア) 水分
  原料草、調製の違いによる差はみられず、どのサンプルも高水分のサイレージとなった。
(エ) 酪酸
  ギ酸を添加したサンプルでは総じて酪酸の検出が低く、酪酸発酵がおさえられていることが推測される。

画像図8 飼料分析値 水分
図8 飼料分析値 水分

画像図11 飼料分析値 酪酸 
図11 飼料分析値 酪酸

 (イ) pH
  ギ酸を添加したサンプルについては、pHが適正に低下していた。乳酸菌添加は処理区により効果にばらつきがみられた。
 (オ) 全窒素中のアンモニア態窒素(NH3-N/TN)
 ギ酸を添加したサンプルでは総じてNH3-N/TNの値が低く、ギ酸の添加は有効であることが推測される。

画像図9 飼料分析値 pH
図9 飼料分析値 pH

画像図12 飼料分析値 NH3-N/TN
図12 飼料分析値 NH3-N/TN

 (ウ) 乳酸
 乳酸菌を添加したサンプルで、多く検出されたものもあったが、全体としては低いレベルにあった。
 

画像図10 飼料分析値 乳酸
図10 飼料分析値 乳酸

(4) 考察
 今回バケツサイロを作成する前提条件として、スラリー施用が遅く、乾物(スラリー)付着がある牧草を原料とするとしていた。しかし、先に行った茎葉部への乾物の付着試験では、茎葉付着乾物量が高い値のほ場は、1点のみとなっている。
 今年度(平成22年)の試験では、スラリーの混入がサイレージ発酵品質へ与える影響を明らかにすることが目的であったが、原料草への乾物付着がある試料が1点のみということで、課題を明らかにするには、試料点数が不十分な結果となった。
  高水分での調製、原料草の乾物付着などの悪条件下でもギ酸の添加が有効であることが推測できた。 

 

4 波及のための普及活動
  この『牧草サイレージ発酵品質改善プロジェクト』は、各地域係に共通した重点課題の解決を目的として取り組みが始まった。
 サイレージ発酵品質の改善は、根室酪農の重要な課題であり、重点活動では踏圧方法の改善、植生改善等を含めた総合的な実証として行った。このためサイレージへのスラリー混入要因の解析は、重点地区の対象農家の協力のもとに実施した。
 実証成果については、重点地区での研修会や懇談会で波及を行った。また、一般普及課題の対象農家や4Hクラブのプロジェクトでも波及のために実証試験を行った。
 管内全体に実証成果を波及するためにリーフレット作成・配付、農協だよりでの伝達、普及センターホームページへの掲載などを行っている。
 重点地区での実証取り組みを発端に、スラリー施用時のサイレージ発酵品質の改善についての意識や取り組みが波及しつつある。 

 
終わりに
  今回のプロジェクトでは、スラリー施用時の草丈が異物混入の要因であることを確認できたことが成果である。管内では、春にスラリーを施用し活用していかなければならない
実態があり、その施用の時期は草丈を基準に決定していくことを地域に推進していく。
 また、根室管内はサイレージ調製時に好天に恵まれないことが多い。この様な気象条件下で安定したサイレージの発酵品質を確保するためには、ギ酸の添加が有益な技術として定着を図る必要がある。
 H21年のプロジェクト活動では、スラリーを含めた施用量(特に窒素や加里)と発酵品質との関連を分析するために乳酸緩衝能の測定も各試料で行った。通常の施肥レベルでは高い値とはならなかった。 
 
 <参考文献>
1.「牧草サイレージの品質と乳牛の採食性からみた春のスラリー散布時期」   平成15年1月 北海道根釧農業試験場 研究部乳牛飼養科

    

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