Ensiling in 2050: Some challenges and opportunities

Abstract

Challenges to ensiling are coming from a wide spectrum. Faster harvest rates are making it more difficult to achieve target silage densities. Larger harvest equipment is increasing soil compaction and rural road issues. Older silos are too small and are overfilled, creating safety issues, or temporary piles are placed on bare ground permitting soil contamination. Mycotoxins and other pathogens in silages are still a problem. Global warming may affect the forage crops grown and crop characteristics as well as rates of silage fermentation and aerobic deterioration. Silage as an input to bio‐refineries has an unclear future. Silage analysis is challenged by sampling and knowing what components truly predict nutritional value. The future holds many opportunities for both ensiling and silage research. Robotic harvesting will release more labour for silo packing, and there are opportunities to develop tools to estimate silage density during filling. Total mixed ration silages should allow more by‐products in rations. The development of novel silage additives to improve silage hygiene or increase nutrient availability appears promising. Predicting the onset of aerobic deterioration with quick tests for lactate‐assimilating yeasts or silage temperatures seems possible. Metabolomics and metabonomics, in addition to the microbiome tools in development, put us at the cusp of being able to see which microorganisms are active in the silo and rumen and what compounds of significance they are producing. This could lead to many advances in silage quality including reduced microbial toxins, better hygiene and improved utilization by livestock.

Criteria for lactic acid bacteria screening to enhance silage quality

“…These bacteria are essential for spontaneous fermentation; however, they are often present in low populations (<5 log of colonyforming units (CFU) per g substrate) or even below detection levels (<2 log CFU) per g substrate) (Cai et al 1999;Carvalho et al 2017;Fabiszewska et al 2019;Amaral et al 2020). The lactic acid produced by LAB is primarily responsible for silage conservation, so this is the main group of bacteria that has been studied as an inoculant (Muck et al 2018;Fabiszewska et al 2019;Wilkinson and Muck 2019). Some species or strains of LAB can produce acetic acid, ethanol, CO 2 , 1,2-propanediol and other compounds through different metabolic pathways of carbohydrate use (Von Wright and Axelsson 2012).…”

“…Various types of additives can be applied early in the process to ensure that fermentation occurs appropriately and to improve the silage quality (Muck et al 2018). These additives can be chemical or microbiological (also known as starter cultures or inoculants), with microbiological additives being more commonly used (Muck et al 2018;Wilkinson and Muck 2019). The inoculant is a product composed of strains of one or more species of micro-organisms, which must be viable at the time of use.…”

“…The inoculant is a product composed of strains of one or more species of micro-organisms, which must be viable at the time of use. The main positive effects of the use of these micro-organisms in silages are the reduction of dry matter losses (DML), an increase in the production of microbial metabolites of interest, the inhibition of undesirable micro-organisms and the improvement of microbiological and nutritional quality (Oliveira et al 2017;Muck et al 2018;Wilkinson and Muck 2019). The correct choice and application of the inoculant are essential to obtain these effects.…”

Efecto de la fecha de corte y del uso de aditivos en la composición química y calidad fermentativa de ensilado de girasol

“…En consecuencia, las pérdidas totales de MS en los dos primeros cortes (13.4 % en el primero y 12.5 % en el segundo) fueron significativamente superiores (P<0.001) a las de la última fecha (8.7 %). Estudios que evaluaron el efecto del contenido en MS de la cosecha sobre las pérdidas del ensilado indican que con contenidos de MS del 30 % y superiores, las pérdidas por respiración y fermentación no deberían superar el 5 al 8 % de la MS ensilada, mientras que, en caso de cultivos cosechados con alta humedad (MS <25 %) las pérdidas suelen ser más elevadas debido a una mayor intensidad de la fermentación y, sobre todo, por las pérdidas causadas por el efluente (13,37) . Cuadro 2: Efecto de la fecha de corte y del uso de aditivo sobre la producción de efluente, nivel de pérdidas totales y composición nutricional del ensilaje de girasol Comparando los valores medios del girasol en estado fresco y del ensilado resultante se destaca un aumento del contenido en MS (+1.4 %) y de la concentración (en %MS) de PB (+1.6 ud), FAD (+3.0 ud), FND (+1.4 ud) y EE (+0.4 ud) unido a un fuerte descenso en el valor de IVDMO (-12.6 %) y de ENL (-0.31 Mcal kg -1 MS), lo cual se atribuye a la elevada producción de efluente en todos los cortes.…”

“…Por una parte, algunos estudios, presentan como punto de cosecha alrededor de la floración, en función de valores máximos de digestibilidad y proteína (7) , y por otra parte, otros autores recomiendan estados más avanzados, cuando las semillas estén bien formadas (8) o incluso cerca de la madurez fisiológica de la planta (9) para evitar una alta producción de efluente y reducción de pérdidas en el ensilaje El bajo contenido de materia seca del girasol, un moderado contenido en carbohidratos y una relativamente alta capacidad tampón, a lo largo de su ciclo; son factores que pueden comprometer la calidad de fermentación y su conservación en el silo (10,11) , a pesar de esto, distintos autores han demostrado la posibilidad de obtener ensilados bien conservados (12) . El desarrollo en el uso de aditivos para controlar la fermentación y reducción de pérdidas en el proceso de ensilaje fue uno de avances tecnológicos más relevantes del siglo pasado, y actualmente los inoculantes, a base de bacterias lácticas, son los aditivos más utilizados en Europa y América (13) . Estos se añaden al forraje con el objetivo de controlar la población de bacterias que causan pérdidas del ensilado por una ineficiente fermentación de los azúcares (14) .…”