DE3829020C2 - Bakterielle Behandlung zur Erhaltung der Heuqualität durch Zusatz von Mikroorganismen der Gattung Bacillus - Google Patents

Description

In den Vereinigten Staaten von Amerika werden jährlich etwa 150 Millionen t Heu geerntet. Der dabei anfallende Produktionsverlust ist wahrscheinlich höher als bei allen anderen landwirtschaftlichen Produkten. Diese Verluste sind auf Reifemangel des Alfalfa, Schäden durch Regen, Schäden, die beim Eintragen der Ernte entstehen können, und Lagerschäden zurückzuführen. Die Verluste bewegen sich in der Regel zwischen 20 und 40%, können aber sogar 70% erreichen, wenn die Witterungsverhältnisse ungünstig sind. Diese Verluste sind von der fortdauernden Atmung der Pflanzen, der Blattbeschädigung aufgrund mechanischer Einflüsse und der Auslaugung durch Regen bedingt. Das Einballen von Heu bei Feuchtigkeiten, die über der normalen Feuchtigkeit (25-30%) liegen, reduziert das Risiko der durch Regen verursachten Schäden und von durch mechanische Einflüsse hervorgerufenen Blattverlusten. Andererseits erhöht sich beim Einballen bei Feuchtigkeiten von mehr als 20% das Lagerverlustrisiko aufgrund von Oxidation und Schimmel.

Lagerverluste stellen eine bedeutende, aber beeinflußbare Quelle von Nährstoffverlusten dar. Heu, das bei einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20% in einer Scheune untergebracht ist, hat einen normalen Trockensubstanzverlust in einem Bereich von 5 bis 10%. Höhere Feuchtigkeitsgehalte unterstützen die Aktivität aerobischer oxidativer Mikroorganismen, was eine Wärme­ erzeugung zur Folge hat. Übermäßig hohe Wärme führt zu durch die Atmung bedingte Trockensubstanzverlusten, wodurch CO₂ und Wasser entstehen. Darüber hinaus führt die Wärme auch zu Nährstoffverlusten, die durch nichtenzymatische Bräunungsreaktionen hervorgerufen werden. Die Wärmemenge, die dadurch entsteht, hängt von der Feuchtekonzentration des Heus, der Umgebungstemperatur, der vorhandenen Bakterienflora und der Größe und Dichte der einzelnen Heuballen ab.

Übermäßige Wärmeschäden haben eine nachteilige Auswirkung auf die Eiweißspaltbarkeit und die verfügbare Energie. Der durch Wärme verursachte Schaden am Protein wird gemessen, indem man den Stickstoffgehalt der Faser als ADIN oder ADF-N (acid detergent fiber nitrogen = Säuredetergensfaser-Stickstoff), bestimmt. Unter normalen Bedingungen sollten weniger als 7% des Gesamtstickstoffes in der Faser vorhanden sein. Erreicht dieser Wert 15%, ist der durch Wärme hervorgerufene Schaden bedeutend überhöht.

Durch Schimmel verursachte Schäden während der Lagerung des Heus können ebenfalls hohe Verluste nach sich ziehen. Nur etwa 5% der Schimmelpilze produzieren Pilzgifte, aber sie sind dennoch in der Lage, die Schmackhaftigkeit des Heus und die Futteraufnahme durch das Vieh nachteilig zu beeinflussen. Wird dem Vieh verschimmeltes Heu verfüttert, hat dies eine bedeutend geringere Trockensubstanzaufnahme, reduzierte Gewichtszunahme und eine schlechtere Futterverwertung zur Folge. Diese Verluste können im Vergleich zu nichtschimmligem Kontrollfutter bis zu 25% betragen.

Im Lager aufbewahrtes Heu enthält natürlich vorkommende opportunistische Epiphyten. Diese Epiphyten können sich günstig oder schädigend auf die Heuqualität auswirken und wetteifern untereinander um die ökologische Vorherrschaft im gelagerten Heu. Bei diesen Epiphyten kann es sich entweder um Bakterien oder um Pilze handeln. Die normalerweise beobachteten bakteriellen Organismen, die für den Verderb des Heus verantwortlich sind, sind Angehörige der Gattungen Sporosarcina und Bacillus. Von Pilzen verursachter Verderb von Heu wird häufig von Angehörigen der Gattungen Aspergillus, Penicillium und Mucor hervorgerufen.

Um das Wachstum dieser für den Verderb landwirtschaftlicher Produkte verantwortlichen Epiphyten einzudämmen, wurden schon mehrere Verfahren eingesetzt. Ein einfaches Vorgehen besteht darin, daß das landwirtschaftliche Produkt zum Zeitpunkt der Lagerung mit einem Schimmelhemmstoff wie zum Beispiel Propionsäure besprüht wird. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens sind die Kosten, da erhebliche Mengen an Säure notwendig sind, um das landwirtschaftliche Produkt in einem angemessenen Umfang zu behandeln. Darüber hinaus setzen die den Säuren, wie zum Beispiel Propionsäure, innewohnenden toxischen und korrosiven Eigenschaften voraus, daß der Landwirt besondere Handhabungsverfahren anwenden muß, um das mit der Säure arbeitende Personal vor Verletzungen zu schützen. Außerdem müssen alle Geräte, die mit der Säure in Berührung kommen, sorgfältig gereinigt werden, um Korrosionsschäden zu vermeiden. Weitere Details bezüglich eines anderen bekannten Verfahrens sind aus meinem gleichzeitig anhängigen und ebenfalls abgetretenen Verfahren unter dem Titel HAY PRESERVATIVE, vgl. US 4743454 A bzw. DE 37 24 964 A1, zu ersehen. Dieses Verfahren bezieht sich auf die Anwendung einer anorganischen Salzmischung aus Zinkoxid, Magnesiumoxid und einer wasserlöslichen Kupferionenquelle in Kombination mit einer organischen Säure, wie zum Beispiel Essigsäure, Propionsäure oder Sorbinsäure.

Trotz ausgedehnter Forschungsarbeiten zur Entwicklung verschiedener Produkte zur Anwendung als Beimpfungsmittel für land­ wirtschaftliche Produkte konnte das Problem des Schlechtwerdens von Heu bis heute noch nicht gelöst werden.

Es ist deshalb die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zur Haltbarmachung von Heu bereitzustellen, womit dem Heu nur natürlich vorkommende Organismen zugeführt werden, und zwar in einer Höhe, die das Wachstum der Organismen, die zum Verderb des Heus führen, hemmen, und die gleichzeitig dazu beiträgt, die Wärmeentwicklung in Heu, das einen hohen Feuchtigkeitsgehalt besitzt, zu reduzieren.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein verbessertes Mittel zur Haltbarmachung von Heu geschaffen wird, das überraschenderweise dazu beiträgt, die Wärme in Heu mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt wirksam zu senken, ohne daß sich daraus die Notwendigkeit ergibt, dem Heu nicht in der Natur vorkommende Zusatzstoffe hinzuzufügen.

Weiterhin ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zur Haltbarmachung von Heu zu schaffen, die das Risiko einer Verschmutzung der Umwelt ausschließt.

Darüber hinaus besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Mittel zur Haltbarmachung von Heu herzustellen, das ein aufgrund von Messungen der Temperatur, der Trockensubstanzrückgewinnung, des Stickstoffprofils, der Farbe und Keimzahl, einschließlich Hefen und Schimmelpilze, nachweisbar hochqualitatives Produkt zur Erhaltung der Heuqualität ergibt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel zur Haltbarmachung von Heu als auch ein Verfahren zur Haltbarmachung von Heu vorzustellen, wonach dem Heu eine zur Haltbarmachung des Heus notwendige Menge an Mikroorganismen von Stämmen des Bacillus pumilus zugeführt werden.

Weiterhin ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen von Heuschutzmitteln vorzustellen, durch deren Anwendung auf Heu das Risiko der durch Wärme verursachten Zersetzung reduziert und gleichzeitig das Wachstum von Organismen, wie zum Beispiel Aspergillus flavus, die zum Verderb des Heus führen, gehemmt wird.

Die zur Erreichung jedes einzelnen dieser erwähnten sowie auch anderer Ziele notwendigen Verfahren und Mittel ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Heu zwecks Erhaltung der Heuqualität mit Bacillus pumilus behandelt. Bacillus pumilus ist in der Lage, Verderbsorganismen, die für das Schlechtwerden von über lange Zeiträume gelagertes Heu verantwortlich sind, zu verhindern.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren zur Behandlung von Heu vor, dessen Haltbarkeit durch dessen Anwendung verbessert werden soll, wobei das Verfahren vorsieht, eine wirksame Menge an Bacillus pumilus oder dessen Mutanten oder Äquivalenten einzusetzen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Bacillus pumilus enthaltende Zusammensetzung zur Behandlung von Heu. Die Verbindungen können sowohl in fester als auch in flüssiger Form vorliegen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

In der landwirtschaftlichen Praxis stellt das Schlechtwerden von Heu aufgrund des Wachstums Verderb verursachender Organismen ein bedeutendes Problem dar. Zu den typischen, Verderb verursachenden Organismen gehören die Gattung Aspergillus und die Art Aspergillus flavus sowie die Gattungen Penicillium und Mucor.

Heu, das bei einer Luftfeuchtigkeit von mehr als 25% eingeballt wird, wird heiß und schimmelt gemäß Feldstatistiken in 97% aller Fälle. Diese heißen Heuballen weisen eine erheblich minderwertige Farbe auf, haben einen geringeren Nährwert und sind durch einen offensichtlich höheren Schimmelbefall gekennzeichnet.

Es wurde nun gefunden, daß die Stämme des Bacillus pumilus in der Lage sind, Heu haltbarzumachen. Ohne Absicht, sich dadurch in irgendeiner Weise auf eine Theorie der Wirkungsweise festzulegen, kann angenommen werden, daß der Bacillus pumilus einen oder mehrere Hemmstoffe erzeugt, die das Wachstum von Pilzen und auch Bakterien, wie zum Beispiel das bakterielle Isolat Sporosarcina, unterbinden. Sporosarcina sind für den unerwünschten weißen Belag auf den Heuhalmen verantwortlich, der nach nur wenigen Tagen Lagerung in Erscheinung tritt. Diese Organismen werden in der Regel in sehr heißen Heuballen beobachtet. Sie scheinen darüber hinaus auch das Wachstum von Pilzen zu fördern, das entweder sofort zum Zeitpunkt des Entstehens des Belags oder auch erst später einsetzt.

Die genaue Kenntnis der mikrobiellen Wechselwirkungen ist ein wichtiges Element bei der zur Verbesserung der Qualität des gelagerten Heus eingesetzten Anwendung dieses Stammes. Unmittelbar nach Einballung des Heus entwickelt sich ein erheblicher Belag, der aus einer bestimmten Gruppe von Mikroorganismen (die gramnegative Gruppe) besteht. Dieses Phänomen wird in den ersten 1 bis 3 Tagen beobachtet. Danach wird diese Gruppe von einer zweiten Gruppe (der grampositiven Gruppe) abgelöst. Zu dieser Gruppe, also der grampositiven Gruppe, gehört der Bacillus pumilus. Ist der selektierte Bacillus pumilus in genügend großen Mengen (die nachstehend zu definieren sind) anwesend, erhitzt sich das Heu nicht, und es schimmelt auch nicht. Später, wenn die Bacillus pumilus-Populationen abnehmen, gewinnen andere Bakterienfloragruppen die Oberhand. Am Ende der Lagerzeit, zum Zeitpunkt des Verfütterns des Heus, ist der Bacillus ein Teil der Bakterienflora. Ohne daß sich die Antragstellerin auf eine Theorie festlegen will, besteht in bezug auf eine eventuelle Wirkungsweise die Möglichkeit, daß der Bacillus die Qualität des Heus ganz einfach durch ein Konkurrieren mit den anderen anwesenden Organismen um die Nährstoffe beeinflußt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Heu mit einer zur Haltbarmachung des Heus wirksamen Menge an Bacillus pumilus oder dessen Mutanten oder Äquivalenten behandelt, um die Konservierungswirkung zu verbessern und um die Qualität des Heus zu erhalten sowie um das Wachstum der den Verderb des Heus verursachenden Organismen einzuschränken.

Das Verfahren gemäß dieser Erfindung erweist sich als besonders vorteilhaft, dadurch daß der in dieser Erfindung eingesetzte Organismus nicht pathogen ist und in Heu in geringen Mengen natürlich anwesend ist und aus diesem Grund keine Krankheiten in dem mit dem konservierten landwirtschaftlichen Produkt gefütterten Vieh auslösen kann. Im Gegensatz zu vielen anderen Arten der Konservierung, die sich auf der Verwendung von teuren und oftmals gefährlichen Chemikalien aufbauen, liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verbesserung der Besiedlung mit erwünschten, in der Natur vorkommenden Organismen zugrunde, indem deren Fähigkeit, mit natürlich anwesenden, den Verderb des Heus verursachenden Organismen, wie zum Beispiel Aspergillus flavus, zu konkurrieren, verbessert wird. Die Kontrolle dieser schädlichen Organismen ist eines der Hauptanliegen der Landwirtschaft, da viele dieser mit dem Verderb konservierter landwirtschaftlicher Produkte im Zusammenhang gebrachter Organismen Pilze sind, von denen bekannt ist, daß sie hochwirksame Pilzgifte produzieren. Von diesen Pilzgiften ist nachweislich bekannt, daß sie bei Tieren, die mit Futter gefüttert wurden, das mit diesen Pilzen kontaminiert ist, Krankheiten auslösen und sogar zum Tode führen können.

Unter den Stämmen des Bacillus pumilus gibt es bestimmte, besonders vorteilhafte Stämme, die isoliert wurden und für die erfindungsgemäße Zusammensetzung als besonders vorteilhaft angesehen werden. Diese Stämme können auf Wunsch des Zesssionars zur Verfügung gestellt werden und sind als Stämme Nr. 288, 289, 290, 296, 299, 302, 305 und 307 identifiziert. Die Stämme sind in der American Type Culture Collection in Rockville im Bundesstaat Maryland hinterlegt und sind darüber hinaus als ATCC Inventarnummern 53682, 53683, 53684, 53685, 53686, 53687, 53688 bzw. 53689 identifiziert. Es kann eine Mischung dieser bevorzugten Stämme angewandt werden, was zu guten Resultaten führt, es kann aber auch eine Kombination lediglich einiger dieser Stämme oder einfach ein einziger Stamm eingesetzt werden.

Bacillus pumilus wurde aus gelagertem Heu isoliert, wobei nach dem bisherigen Stand der Technik allgemein bekannte und oben schon ganz allgemein beschriebene Verfahren zur Anwendung kommen. Andere Gattungen des Bacillus pumilus können ebenfalls isoliert und gemäß Routineexperimenten getestet werden, um die Wirksamkeit des Bacillus pumilus bei der Haltbarmachung des Heus zu beurteilen.

Unter dem Begriff "dessen wirksame Mutanten" sind sämtliche Mutanten des Bacillus pumilus, die die gewünschten, das Wachstum von Pilzen hemmenden Eigenschaften des vorliegenden Stammes aufweisen, oder substantielle Äquivalente davon zu verstehen. Derartige Mutanten werden dem ursprünglichen Stamm gegenüber als funktionell äquivalent anerkannt. Jedem durchschnittlichen Fachmann auf diesem Gebiet ist wohl bekannt, daß die spontane Mutation in Mikroorganismen ein normaler Vorgang ist und daß Mutationen durch mehrere bekannte Verfahren auch absichtlich herbeigeführt werden können. So können Mutationen zum Beispiel durch chemische, radioaktive und rekombinante Verfahren ausgelöst werden.

Egal, in welcher Weise die Mutationen ausgelöst werden, der entscheidende Punkt besteht darin, daß die Mutanten in der Lage sind, das landwirtschaftliche Produkt in gleicher Weise wie der ursprüngliche Stamm haltbarzumachen. In anderen Worten heißt dies, daß die vorliegende Erfindung sich auf Mutationen erstreckt, die kleine Veränderungen, wie zum Beispiel geringfügige taxonomische Veränderungen, zum Beispiel die Fermentation bestimmter Zucker, zur Folge haben.

Obwohl die Erfindung hinsichtlich der dazu bevorzugten Arten des Bacillus pumilus und bestimmter spezifischer Stämme davon mit großer Genauigkeit beschrieben wird, wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Erfindung vorsieht, daß auch andere genetisch nahe verwandte Organismen der Gattung Bacillus verwendet werden können. Aus diesem Grunde kann es eventuell möglich sein, die meisten, wenn nicht sogar alle Aufgaben dieser Erfindung mit anderen Artenangehörigen der Gattung Bacillus, wie zum Beispiel Bacillus subtilus und Bacillus cereus, zu lösen. Bacillus pumilus wird besonders bevorzugt, daß es sich dabei um die normale Flora des Heus handelt.

Unter dem Begriff "Heu" sind alle Arten von Heu zu verstehen, wie sie im Sprachgebrauch der Landwirtschaft normalerweise verstanden werden. Heu besteht meistens aus Alfalfa, Gras oder einer Mischung aus Alfalfa und Gras. Es ist möglich, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Haltbarmachung von Heu auch als ein wirksamer Silage-Beimpfstoff verwendet werden kann, um den Verderb der Silage zu reduzieren. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Zusammensetzung auch eine wichtige Rolle bei der Haltbarmachung von Halmfrüchten, wie zum Beispiel Mais, Weizen, Reis und Sojabohnen, spielen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Wachstum der für den Verderb von Heu verantwortlichen Organismen durch Behandlung des Heus mit Organismen der Gattung Bacillus, insbesondere Bacillus pumilus, oder mit Zusammensetzungen, die den Bacillus pumilus oder damit nahe verwandte Organismen enthalten, sowie durch Behandlung mit wirksamen Mutanten oder Äquivalenten des Bacillus pumilus und Zusammensetzungen, die solche Mutanten oder Äquivalente enthalten, gehemmt.

Die Zusammensetzungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können entweder in flüssiger oder in trockener Form vorliegen oder können zusätzliche bakterielle Stämme enthalten. Erfolgt die Behandlung mit der Zusammensetzung in fester Form, kann zusätzlich zum Bacillus pumilus auch ein Trägerstoff vorhanden sein. Der Trägerstoff kann in Form einer wäßrigen oder nichtwäßrigen Flüssigkeit oder als Festsubstanz vorliegen. Liegt die Zusammensetzung in fester Form vor, kann die Zusammensetzung feste Trägerstoffe oder physikalische Streckmittel enthalten. Als Beispiele derartiger fester Trägerstoffe, fester Verdünnungsmittel oder physikalischer Streckmittel sind Maltosedextrin, Stärken, Kalziumkarbonat, Zellulose, Molke, gemahlenen Maiskolben und Silikondioxid zu nennen. Kurzum, der in Frage kommende Trägerstoff kann entweder organisch oder ein anorganisches physikalisches Streckmittel handeln. Die feste Zusammensetzung kann in Form eines Pulvers mittels leichten Aufstäubens direkt auf das Heu aufgebracht werden; falls die Zusammensetzung in einem flüssigen Trägerstoff appliziert wird, kann sie durch Sprühen auf das Heu aufgebracht werden.

Typische, zum Zwecke der erfindungsgemäßen Behandlung von Heu vorteilhaft einsetzbare Zusammensetzungen enthalten 10²-10¹² lebensfähige Organismen/Gramm, vorzugsweise 10⁴-10¹⁰ lebensfähige Organismen/Gramm und ganz besonders bevorzugt 10⁵-10⁷ lebensfähige Organismen/Gramm.

Der Behandlungsbereich für Heu liegt in der Regel bei 10⁵-10¹⁵ lebensfähige Organismen/Tonne, vorzugsweise 10⁷-10¹³ lebensfähige Organismen/Tonne und ganz besonders bevorzugt 10⁸-10¹⁰ lebensfähige Organismen/Tonne.

Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann außer dem Bacillus pumilus oder Mutanten oder Äquivalenten dieses Organismus auch weitere zur Haltbarmachung von anderen gewöhnlichen landwirtschaftlichen Produkten verwendete Organismen, wie zum Beispiel Lactobacillus, Streptococcus und Pediococcus, sowie bestimmte Enzyme von Pilzen oder Bakterien, enthalten.

Experten mit durchschnittlicher Kenntnis auf diesem Gebiet sind andere geeignete Trägerstoffe und Dosierformen bekannt, oder sie sind in der Lage, sich mit derartigen Trägerstoffen oder Dosierformen unter Anwendung routinemäßiger Versuche bekanntzumachen. Außerdem können die verschiedenen Zusammensetzungen unter Anwendung üblicher, den Experten mit durchschnittlicher Kenntnis auf diesem Gebiet bekannten Verfahren aufgebracht werden.

Die obige Offenbarung beschreibt die vorliegende Erfindung in allgemeinen Zügen. Eine detaillierte Kenntnis kann unter Hinweis auf die folgenden spezifischen Beispiele erhalten werden, die einzig zum Zwecke der Illustration vorgestellt werden und, falls nicht anderweitig ausdrücklich angegeben, in keinster Weise als Einschränkungen auszulegen sind.

Beispiele

Heu wurde mit Beimpfstoffen, die mit Bacillus pumilus der Stämme Nr. 288, 289, 290, 296, 299, 302, 306 und 307 als Mischung hergestellt wurden, behandelt.

Die Qualität des Heus wurde durch Bestimmung der Temperatur, der Bakterienflora und der Nährstoffanalyse untersucht. Bei sämtlichen Behandlungen wurde das Heu mit visuellen Punktzahlen bezüglich der Farbe, des weißen Belags und der Schimmelsporen bewertet.

Alfalfa wurde mit einem Mähschneidwerk gemäht und unter normalen Feldbedingungen auf dem Feld trocknen gelassen. Das gemähte Heu wurde in Schwaden gelegt und vor dem Einballen nur ein einziges Mal aufgerecht. Die Trocknungsgeschwindigkeit, der Reifegrad des Heus und die Wetterdaten wurden aufgezeichnet. Für sämtliche Experimente wurde das Heu bei einer Feuchtigkeit von 22 bis 34 Prozent eingeballt; dagegen lag der Unterschied der Heufeuchtigkeit zwischen behandelten Ballen und den zur Kontrolle dienenden Ballen innerhalb eines Versuchs bei nur 2 bis 5 Prozent.

Zum Zwecke von Versuchen mit kleinen viereckigen Ballen wurde das folgende Versuchsprotokoll befolgt. Das Heu wurde unter Anwendung eines Sprühapparats mit einer wasserlöslichen Zusammensetzung des Mittels zur Haltbarmachung von Heu behandelt. Für längere Feldexperimente wurden 15 bis 20 in etwa 45 kg schwere Heuballen mit der Zusammensetzung behandelt. Außerdem wurden auch unbehandelte Kontrollballen hergestellt. Zum Zwecke der Kontrolle wurden 15 bis 20 Heuballen vorbereitet. Das Heu wurde vom Feld abtransportiert, gestapelt und auf Stapelplatten aus Holz auf einem Zementboden in einer geschlossenen Scheune gelagert. In der Mitte eines jeden Stapels wurden Temperatursonden gesteckt, und die Temperatur wurde stündlich gemessen.

Darüber hinaus wurde auch ein Modellsystem mit kleineren Heuballen entwickelt, mit dessen Hilfe Untersuchungen an größeren Ballen simultiert werden konnten. 454 Gramm Heu wurden in einen Versandbehälter aus Styropor (mit einer Wanddicke von etwa 5 cm), dessen Dimensionen etwa 15,25 cm×25,40 cm×15,25 cm betrugen, gepackt. Das Heu wurde zusammengepreßt, indem ein Ziegelstein oben auf das Heu gelegt wurde, nachdem ein Thermistor in die Mitte der Heumasse gesteckt worden war. Der Deckel aus Styropor wurde lose obenauf gelegt, und der gesamte Behälter wurde in einen Brutschrank, dessen Temperatur 37°C betrug, gestellt, um das Heu zum Aufwärmen zu bringen. Die Behandlungen des Heus wurden unter Anwendung eines TLC Sprühapparats aus Glas vorgenommen.

Die Probeentnahme fand statt, indem mittels eines Penn State Forage Sampler pro Probeentnahmezeit sechs Proben aus der Mitte des Heuballens entnommen wurden. Innerhalb eines jeden Stapels wurden Proben aus zwei Ballen unten, zwei Ballen in der Mitte und zwei Ballen oben entnommen, um eventuellen Unterschieden innerhalb der Stapel Rechnung zu tragen. Die Proben wurden in sterile Whirl-Pak-Beutel gelegt, je nach Behandlung zusammengefaßt und zwecks Transport ins Labor auf Eis gelagert. Proben aus den Modellballen in den Styropor-Behältern wurden entnommen, indem eine Probe aus der Mitte eines jeden Behälters entfernt wurde. Die Probeentnahme fand in etwa am 0., 2., 7., 14., 21., 30. und 60. Tag statt.

Die Zahl der Mikroorganismen des Bacillus pumilus, die durch Aufsprühen auf die Heuproben aufgebracht wurden, lieferten Organismen in einer Höhe von 10⁶ pro Gramm Heu. Dies entspricht einer Anzahl von 10⁹ Organismen pro Tonne Heu. Bei diesen Organismen handelt es sich um eine Mischung gleicher Teile von Stämmen Nr. 288, 289, 290, 296, 299, 302, 305 und 307 des Bacillus pumilus. Die Zusammensetzungen mit Bacillus pumilus wurden so hergestellt, daß die acht Stämme einzeln 24 Stunden lang bei einer Temperatur von 37°C in tryptischem Sojabohnennährmedium gezüchtet wurden. Die Zellen wurden durch Zentrifugation bei 4°C entfernt, und die Zellkörnchen wurden in 0,04 M Phosphatpuffer erneut suspendiert. Die Zellen wurden zwecks sofortiger Anwendung auf Eis zum Feld transportiert oder zur späteren Anwendung auf -70°C gefroren.

Vor der Aufbringung auf das Heu wurden die Zellen in 18,9 l (5 US-Gallonen) Wasser verteilt und mit einem an dem Ballenmacher befestigten Sprühgerät (bei 18,9 l (5 US-Gallonen) pro Tonne) aufgebracht. Die koloniebildenden Einheiten/Be­ handlung wurde im Zeitpunkt der Aufbringung bestimmt.

Die Proben wurden auf Trockensubstanz, ADF (Säuredetergensfaser), ADF-N (Säuredetergensfaser-Stickstoff), NDF und Stickstoffgehalt analysiert. Die Temperatur wurde unter Anwendung eines Thermistors mit einer Genauigkeit von ±0,2°C stündlich gemessen. Die Daten wurden mittels der Kovarianten Trockensubstanz (TS) und Temperatur am Tage 0 ausgewertet.

Während des gesamten Versuchszeitraums und am Ende der Lagerzeit wurde das Heu visuell auf Zeichen von Schimmel und dem Heu schädlichen, weißen Bakterienflora hin untersucht. Die Verschimmlung und weiße Bakterienflora des Heus wurde nach einer Punkteskala von 1 bis 10 Punkten ausgewertet, wobei 10 die schlechteste Heuqualität anzeigte. Unterschiede in der Farbe wurden unter Anwendung von Farbstreifen zum Vergleichszweck am Ende der Lagerzeit bestimmt. Die Farben erstreckten sich von 1 grün bis 23 braun.

In dem die kleinen Heuballen testenden Modellsystem repräsentieren die Temperaturunterschiede zwischen den Experimenten die aussagereichsten Ergebnisse, da die Thermistore mit einer Genauigkeit von ±0,2°C arbeiten und die Messungen alle Stunden durchgeführt wurden. Daraus ergaben sich etwa 500 Datenpunkte pro Behandlung pro Experiment. Bei den experimentellen Modellen wurde mit dem Bacillus (Tabellen 1 und 2) insgesamt die kühlste Behandlung erreicht. Nach dieser Behandlung waren geringere Hefe- und Schimmelbesiedlungen zu beobachten. Die Behandlung mit dem Bacillus hatte auch bedeutende höhere Nährwerte (niedrigere Säuredetergensfaser) zur Folge. Die Bestimmungen der Werte für NDF, für ADF-N, WSC, Stickstoff und verfügbares Protein resultierten ebenfalls in höheren Nährwerten, obgleich diese Unterschiede nicht signifikant waren. Mit den Bacillus- Behandlungen wurden auch bessere visuelle Punktzahlen erreicht, was auf eine geringere visuell erkennbare Verschimmlung des Heus hinwies. Die Farbbeurteilungen ergaben weniger konsistente Ergebnisse, wobei zwischen den einzelnen Behandlungen dieser kleinen Modellheuballen keinerlei Unterschiede auftraten.

Tabelle 1

Wirkung ausgewählter Behandlungen auf die mittlere Temperatur Mikrobenzahl (Logio) und visuelle Qualität von Heu in experimentellen Modellballen

Tabelle 2

Wirkung ausgewählter Behandlungen auf die chemische Endkomposition des Heus in experimentellen Modellheuballen

Die in den Modellsystemen der Tabellen 1 und 2 angezeigten Tendenzen wurden auch in den größeren Heuballen beobachtet, wie dies aus den nachstehenden Tabellen 3, 4 und 5 ersichtlich ist. Das heißt, das mit dem Bacillus behandelte Heu war kühler als die unbehandelten Kontrollen. Die Hefe- und Schimmelbestimmung ergab für alle Heuballen ähnliche Ergebnisse, aber die visuell wahrnehmbare Verschimmlung des Heus war im Falle von mit Bacillus pumilus behandeltem Heu geringer, und die Farbe war grüner. Die Analyse der Nährwerte ergab Tendenzen, die denen des in Tabellen 1 und 2 angezeigten Modellsystems ähnelten. Die Werte für das verfügbare Protein (VP) lagen in den mit dem Bacillus behandelten Heuballen höher, und die ADF- und NDF-Werte zeigten die höchste Nährwertqualität in diesen behandelten Heuballen an.

Die Behandlung des Heus mit Stämmen des Bacillus pumilus hatte im Vergleich zu den unbeimpften Kontrollballen kühlere, weniger verschimmelte, grünere Heuballen zur Folge. Die Behandlung mit Bacillus pumilus ergab auch Heuballen, die zu einer höheren Aufnahme von verfügbarem Protein, von verdaubaren Nährstoffen insgesamt und von höherer Energie pro Tag führte.

Tabelle 3

Wirkung der Behandlungen auf die mittlere Temperatur, die mikrobiologische (Logio) und visuell wahrnehmbare Qualität des Heus in kleinen viereckigen Heuballenstapeln

Experiment Nr. 590 Heuballen (zweite Mahd)

Tabelle 4

Wirkung der Behandlungen auf die endgültige chemische Zusammensetzung von Heu in kleinen viereckigen Heuballenstapeln

Experiment Nr. 590 Heuballen

Wird anstatt der bei diesen Beispielen eingesetzten Sprühbehandlung eine Pulverbestäubungsbehandlung vorgenommen, wobei die Menge an Organismen innerhalb der in den spezifischen Beispielen angedeuteten Bereichen erreicht wird, werden ähnliche Ergebnisse erzielt, mit dem Resultat, daß die Heuballen kühler sind, daß die Wärme reduziert ist, daß eine Hemmung des Wachstums der für den Verderb des Heus verantwortlichen Organismen in der Bakterienflora stattfindet und daß der Nährwert des Heus nachweislich verbessert ist.

Es kann deshalb ausgesagt werden, daß die Erfindung mindestens alle angeführten Zielsetzungen erreicht.

Claims (5)

1. Heu-Konservierungsmittel, das eine Kultur aus wirksamen Bacillus pumilus-Mutanten in einem Suspensionsträger enthält, insbesondere aus der Gruppe der Stämme Nr. 288, 289, 290, 296, 302, 305 und 307.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung etwa 100 bis 10¹², vorzugsweise 10⁴ bis 10¹⁰ oder 10⁵ bis 10⁷, lebensfähiger Organismen pro Gramm Träger enthält.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Suspensionsträger eine Flüssigkeit oder ein Feststoff ist, wobei dieser insbesondere wasserlöslich und aus der Gruppe Calciumcarbonat, Stärke und Cellulose ausgewählt ist.

4. Verfahren zur Erhaltung der Heuqualität durch Behandlung von frischem Heu mit dem Heukonservierungsmittel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung durch Aufsprühen des Mittels erfolgt, wobei etwa 10⁵ bis 10¹⁵ Organismen pro Tonne Heu, vorzugsweise 10⁷ bis 10¹³ oder 10⁸ bis 10¹⁰ Organismen pro Tonne Heu, aufgebracht werden.