Volume: il mais

Sezione: coltivazione

Capitolo: insilamento

Autori: Mauro Vecchiettini

Introduzione

L’insilamento del mais, cioè la conservazione del prodotto allo stato umido, rappresentò inizialmente un ostacolo all’affermazione di questo foraggio nel nostro Paese, soprattutto per ragioni di ordine tecnico-scientifico, ma anche per motivi di “costume”. Le prime erano costituite dal paventato rischio per la salute animale derivante dall’impiego degli insilati, figlio dell’esperienza fino ad allora maturata che identificava l’insilato di mais nel prodotto ottenuto dalla raccolta eseguita alla fioritura della pianta, quando esso risulta molto acquoso (86-87% di umidità) e del tutto privo di granella, il quale, durante la conservazione dà origine a vistosi e negativi fenomeni di percolazione (fuoriuscita dal silo di liquidi ad alto potere inquinante) e a processi fermentativi che nel migliore dei casi si risolvono con la produzione di un insilato molto acido (pH < 3,3), ma che possono anche degenerare verso un intollerabile scadimento qualitativo del prodotto. Nel caso del foraggio “ceroso”, invece, la granella è già ben presente (essa rappresenta il 40-45% del peso secco della pianta) e l’umidità scende a valori (65-67%) del tutto compatibili con l’assenza di percolato e con una perfetta conservazione dell’insilato che raggiunge livelli di acidità non inferiori a pH 4,3-4,6. Per quanto riguarda il “costume” si fa riferimento agli atteggiamenti di forte contrarietà manifestata a quei tempi dalle maestranze addette all’allestimento dei sili nel veder scaricare su calcestruzzo e pressare con mezzi cingolati la “polenta” (così era anche definita in Veneto la granella di mais), che da tante generazioni rappresentava un cibo fondamentale per il sostentamento dell’uomo. La prassi e la convenienza hanno poi determinato il pieno successo del silomais e oggi non esistono riserve di alcun genere all’utilizzo di questo formidabile foraggio insilato. Inoltre, sulla scia della sua piena affermazione si è sviluppata anche la produzione degli insilati di spiga e di granella di mais, previa macinatura o schiacciatura, i cosiddetti “pastoni”.

Basi dell’insilamento

La conservazione dei foraggi può essere realizzata facendo riferimento a uno dei due seguenti criteri: – aumento del contenuto di sostanza secca, così da determinare una concentrazione del mezzo tanto elevata da inibire l’attività dei microrganismi. Ciò si realizza attraverso l’evaporazione dell’acqua contenuta nel foraggio, che può avvenire in modo totalmente naturale (fienagione in campo), oppure in misura parzialmente naturale (pre-appassimento) e parzialmente artificiale (essiccamento in fienile o disidratazione “industriale” del foraggio pre-appassito); – creazione di ambiente asfittico (per controllare gli organismi aerobi) e acido (per inibire gli agenti anaerobi). Tale metodo prende il nome di insilamento ed è articolato in numerose sottocategorie. Il risultato dell’insilamento è determinato dalla composizione del foraggio e dal modo di operare del foraggicoltore. Gli aspetti qualitativi del foraggio rilevanti ai fini del risultato dell’insilamento sono il contenuto di umidità, di zuccheri fermentescibili e di proteine. Per quanto riguarda il contenuto di umidità, si sottolinea che in linea di massima un foraggio è tanto più facilmente conservabile quanto più è povero di acqua, poiché al diminuire del tenore di umidità corrisponde la perdita di vitalità delle cellule (quindi si riduce, fino ad arrestarsi, la respirazione) e aumenta la concentrazione dei soluti, e con essa la pressione osmotica del mezzo, che riduce fortemente, e in modo selettivo, l’attività dei microrganismi. La relazione tra umidità e “facilità” di conservazione degli insilati è ben evidenziata nel grafico a fianco: man mano che si riduce l’umidità del foraggio aumenta il valore del pH critico e tanto minore risulta la produzione di acidi (per pH critico si intende il più basso valore raggiungibile con le fermentazioni naturali, in corrispondenza del quale l’attività dei batteri è inibita). L’esempio più eclatante a questo proposito è rappresentato dall’insilamento dei “pastoni”, il cui risultato è sempre eccellente, nonostante il basso contenuto di acidi, in virtù dell’alta percentuale di sostanza secca (65-70%). Circa la percentuale di carboidrati fermentescibili (soprattutto esosi) e di proteine, si rammenta che i primi costituiscono il terreno di coltura pressoché esclusivo per i batteri “utili” ai fini dell’insilamento (i batteri lattici), mentre le seconde possono risultate attaccate da batteri “nocivi” (i clostridi) e in seguito a tale attacco liberano, tra l’altro, ammoniaca che neutralizza gli acidi di fermentazione ostacolando così il processo di acidificazione della massa. È perciò evidente che, in linea di massima, la conservazione in silo risulta tanto più facile quanto più il foraggio è ricco di zuccheri fermentescibili e povero di proteine. Si ritiene che un rapporto “zuccheri : proteine” pari a 1 sia ottimale; che un rapporto di 0,5 possa essere accettabile; che un rapporto di 0,25 sia invece intollerabile. Nel silomais il suddetto rapporto è appunto compreso tra 0,5 e 1 a seconda della fase fenologica di raccolta (con l’avanzare della maturazione esso si riduce), il ché ne rende facile la conservazione. Le azioni dei fattori sopra richiamati: contenuto di umidità e rapporto “zuccheri : proteine” si surrogano vicendevolmente. Tuttavia, quella del tenore di umidità quasi sempre risulta la più importante: in presenza di un’elevata percentuale di acqua il quadro fermentativo che si instaura è sempre intenso e poco favorevole, anche se il rapporto “zuccheri : proteine” è alto. Viceversa è possibile ottenere un buon andamento delle fermentazioni, nonostante un basso rapporto “zuccheri : proteine” in presenza di una bassa percentuale di umidità (non più del 67-68%). Il mais ceroso presenta di norma il 65-67% di umidità e quindi non presenta difficoltà per l’insilamento. Numerosi sono i microrganismi che operano nella massa insilata nell’arco di tempo che va dalla raccolta del foraggio alla somministrazione dell’insilato al bestiame. Qui di seguito vengono presi in esame i principali. Il ruolo fondamentale viene sostenuto dai batteri. Tra questi i più importanti sono i batteri lattici e i clostridi, seguiti per importanza, ma con un consistente distacco, dagli enterobatteri. Di rilevante interesse può essere anche la presenza di funghi: lieviti e muffe. I batteri lattici sono anaerobi facoltativi (molte specie tollerano cioè la presenza di modeste quantità di ossigeno) attaccano prevalentemente gli zuccheri e formano acido lattico. L’attività fermentativa dei batteri lattici determina perdite di sostanza secca e di energia molto limitate. L’acido lattico che si forma a seguito di queste fermentazioni ha un ruolo molto positivo in quanto è il principale agente dell’abbassamento del pH nella massa insilata. I clostridi sono anaerobi stretti e possono essere distinti in due gruppi: saccarolitici, che fermentano carboidrati e acidi organici, e proteolitici o putrefattivi, che attaccano principalmente le proteine. I clostridi sono presenti nel terreno e nel tubo digerente degli animali superiori. Il terreno viene contaminato dalle feci e a sua volta contamina i foraggi. L’attività dei saccarolitici a carico degli zuccheri e dell’acido lattico determina la formazione di acido butirrico, anidride carbonica e idrogeno provocando perdite significative di sostanza secca e di energia. L’attività fermentativa dei proteolitici è molto complessa; essa può limitarsi alla liberazione di ammoniaca (in questo caso si hanno perdite modeste), oppure può procedere fino alla decarbossilazione degli aminoacidi con formazione, tra l’altro, di amine tossiche (putrescina, cadaverina). L’attività dei clostridi è sempre negativa: quella dei saccarolitici perché provoca delle perdite, quella dei proteolitici principalmente perché frena il processo di acidificazione della massa e perché può originare composti tossici per il bestiame. I lieviti che intervengono nell’insilamento sono aerobi o aerobi facoltativi. I primi attaccano principalmente l’acido lattico determinandone la totale perdita. Ciò si verifica soprattutto sulla parete del silo esposta all’aria, cioè durante il periodo di utilizzazione dell’insilato (trattasi delle cosiddette perdite di post-fermentazione). I secondi, in presenza di tracce di ossigeno, fermentano gli zuccheri con produzione di etanolo e anidride carbonica; tale reazione determina una consistente perdita di sostanza secca (50%), ma una perdita modesta di energia. In assenza di ossigeno l’attività dei lieviti è piuttosto ridotta (essi sono infatti competitori perdenti nei confronti dei batteri lattici). In ultima analisi l’attività dei lieviti è da giudicare negativa: quella in presenza di aria per le perdite a essa connesse, quella fermentativa perché sottrae zuccheri ai batteri lattici. Le muffe sono strettamente aerobiche e sono inibite dalla presenza di acidi, in particolare di quelli a lunga catena; esse possono svilupparsi soltanto negli strati esterni della massa insilata non fermentata (fasi iniziali dell’insilamento), oppure sulla parete di taglio se questa resta per molto tempo esposta all’aria, per cui si verifica il dilavamento degli acidi di fermentazione. Sono in grado di attaccare molti metaboliti causando perdite anche consistenti di sostanza secca ed energia. Alcune muffe, inoltre, producono tossine che possono arrecare gravi danni al bestiame. In sintesi, il processo fermentativo è costituito dall’insieme delle attività di vari microrganismi, i quali risultano variamente condizionati dai fattori ambientali: natura del substrato, presenza di ossigeno, temperatura, pH ecc. La scena è dominata da due protagonisti: i batteri lattici e i clostridi, ai quali fanno da sfondo numerose comparse (enterobatteri, lieviti, muffe) che solo raramente assumono il ruolo di co-protagonisti. La vittoria dei “buoni” (batteri lattici) o dei “cattivi” (clostridi) dipende in parte dalle caratteristiche dei batteri e in parte dall’ambiente. I batteri lattici si sviluppano anche in presenza di tracce di ossigeno, mentre i clostridi sono strettamente anaerobi; i primi godono perciò del grande vantaggio di iniziare l’attività fermentativa in anticipo rispetto ai secondi. I clostridi inoltre risultano più sensibili all’acidità rispetto ai batteri lattici per cui sono i primi ad arrestare la propria attività man mano che si abbassa il pH. Date queste diverse caratteristiche, nel caso di un foraggio idoneo all’insilamento come il mais ceroso, i batteri lattici predominano nettamente, mentre i clostridi non entrano quasi mai in gioco; di conseguenza le perdite di conservazione risultano molto basse e la massa insilata diviene biologicamente stabile.

Processo e perdite di insilamento

Il processo di insilamento consta di fasi aerobiche (respirazioni) e di fasi anaerobiche (fermentazioni). Il foraggio reciso ed esposto all’aria è interessato da fenomeni ossidativi endogeni, cioè dovuti alla respirazione delle cellule costituenti il foraggio stesso, ed esogeni, imputabili ai microrganismi aerobi presenti sul vegetale (lieviti, muffe, batteri aerobi). I metaboliti coinvolti in questo processo, che sono prevalentemente gli zuccheri, e in particolare gli esosi, vengono totalmente perduti con liberazione di acqua, anidride carbonica e calore. L’entità delle perdite è legata alla durata e all’intensità di questa prima fase, che dipendono essenzialmente dal tempo che intercorre dall’inizio della raccolta al momento in cui all’interno del silo si stabiliscono condizioni di anaerobiosi. Il tempo di esposizione del foraggio all’aria dipende dalla celerità delle operazioni di allestimento del silo, dalla dimensione del silo stesso (un silo grande solitamente richiede parecchi giorni per essere riempito e quindi isolato definitivamente dall’ambiente), dal grado di compattazione del foraggio (cioè dal rapporto tra il volume occupato dall’aria e quello occupato dal materiale) e dall’accuratezza con cui il silo viene isolato dall’ambiente. Se la compressione del foraggio e la copertura del silo vengono effettuate con sufficiente attenzione, la gran parte di questi fenomeni si esaurisce poche ore dopo la chiusura del silo stesso. In un silo correttamente allestito, lo spazio è rappresentato da due terzi di aria e un terzo di foraggio. L’ossigeno contenuto nella massa è appena sufficiente per ossidare circa lo 0,2% della sostanza secca insilata. Ciò significa che le perdite di respirazione si verificano soprattutto durante il caricamento del silo, mentre esse risultano assai modeste dopo la chiusura del silo. Tuttavia, anche se l’isolamento del silo è effettuato con grande scrupolo, una certa penetrazione di ossigeno si verifica ugualmente, ma si tratta in ogni caso di fenomeni di modesta portata. Man mano che si riduce l’ossigeno all’interno della massa, la respirazione endogena e quella esogena rallentano fino a risultare insignificanti. Iniziano intanto le fermentazioni. Se l’ambiente presenta le caratteristiche idonee all’insilamento, dapprima si sviluppano gli enterobatteri, che però vengono prontamente sopraffatti dai batteri lattici. La fermentazione lattica prosegue fino a quando il pH non scende a valori critici; la massa risulta così biologicamente stabile e, permanendo le condizioni di anaerobiosi, conservabile indefinitamente. Se però qualcosa si inceppa, se cioè l’abbassamento del pH non è sufficientemente rapido (scarso tenore di zuccheri fermentescibili, eccessiva umidità) può assumere rilievo, come sottolineato in precedenza, l’attività dei clostridi che, in condizioni ambientali a essa molto favorevole, può addirittura prendere il sopravvento nei confronti della fermentazione lattica, e allora i processi fermentativi non si arrestano e si manifestano perdite molto elevate e il deterioramento qualitativo del foraggio che, al limite, può risultare non edile. Nel caso del silomais e dei pastoni, le caratteristiche dei materiali sono così favorevoli che le fermentazioni nocive potrebbero verificarsi solo in presenza di errori grossolani (operazioni rallentate, assenza di compressione e di isolamento). In definitiva, effettuando l’insilamento in modo ottimale le perdite di respirazione e fermentazione del silomais e dei pastoni sono molto contenute. Oltre a tali perdite si possono verificare anche alterazioni sull’esterno del silo (perdite di superficie). Esse dipendono dall’accuratezza e tempestività con cui si effettuano la compressione dell’ultimo foraggio introdotto e la copertura del silo. Se gli strati più superficiali del silo non sono ben compressi, essi vengono interessati da intensi processi ossidativi sia endogeni sia esogeni (lieviti, che provocano consistenti perdite di sostanza secca); altrettanto dicasi se la copertura del silo non viene eseguita scrupolosamente. È evidente la necessità di porre la massima attenzione in queste fasi dell’insilamento, così da ridurre le perdite di “superficie” a livelli quasi trascurabili. Un contributo in tal senso può derivare dall’impiego di sostanze antimicrobiche da distribuire in superficie, ma si ritiene che esso debba costituire un intervento a carattere eccezionale (per esempio interruzione prolungata durante il caricamento del silo). Le perdite complessive di conservazione del silomais e dei pastoni, se si opera con il necessario scrupolo, risultano molto basse: 5-6% di sostanza secca, ancor meno in termini di energia.

Sili

I sili sono le strutture entro cui viene conservato il foraggio. Si distinguono in verticali e orizzontali. Attualmente in Italia, per l’insilamento dei foraggi, vengono quasi esclusivamente utilizzati i sili orizzontali che sono meno costosi e più pratici. I sili orizzontali sono costituiti essenzialmente da un piano in calcestruzzo e da due pareti laterali di contenimento in cemento, rivestite o meno di materiali plastici resistenti alla corrosione degli acidi organici. Talora le pareti mancano e il silo, in pratica, viene a essere un cumulo di foraggio coperto da film di plastica. Il silo con pareti consente di ridurre le perdite di superficie e forse anche l’arieggiamento della massa, ma è certamente più costoso del cumulo. Si sottolinea in ogni caso che il risultato dell’insilamento è condizionato molto più dallo scrupolo dell’operatore nelle varie fasi di lavoro che dal tipo di silo adottato. La copertura del silo viene in genere effettuata con fogli di polietilene di vari colori e spessore. È necessario che il film resti ben aderente al foraggio, in modo che non si formino concavità entro cui ristagni l’acqua (sotto questo profilo forse il cumulo è più rispondente del silo con pareti). Il telo dovrà essere poi ben fissato per evitare che il vento possa scoprire la massa. Nel caso di grandi allevamenti, la dimensione del silo costituisce un elemento di notevole interesse. Delle tre grandezze che la compongono: larghezza, altezza e lunghezza, la prima deve corrispondere alle esigenze di manovra dei mezzi meccanici che trasportano il foraggio e di quelli che operano all’interno della struttura (minimo 12-15 m), la seconda deve garantire la stabilità del fronte di avanzamento in fase di utilizzazione del foraggio (massimo 3,5-4 m), la terza deve consentire una capienza sufficiente per insilare tutto il foraggio di cui si dispone e il consumo di uno strato giornaliero di foraggio tale da prevenire eccessive perdite di post-fermentazione (minimo 10-15 cm, il che significa, nel caso di alimentazione con foraggio insilato durante tutto l’anno, una lunghezza minima del silo di 36,5-55 m). L’operatore, in funzione delle particolari condizioni nelle quali opera, e pur facendo salve le predette esigenze, può adottare delle compensazioni tra lunghezza e larghezza del silo, mentre dispone di modeste possibilità di manovra per quanto riguarda l’altezza.

Interventi sul foraggio da insilare

All’atto dell’insilamento possono essere effettuati interventi per condizionare il processo di fermentazione e/o per migliorare alcuni parametri nutritivi del foraggio. Nel caso del mais ceroso le caratteristiche del foraggio sono molto favorevoli per cui il risultato del processo d’insilamento è ottimale, anche senza prevedere trattamenti, e gli unici interventi giustificabili sono quelli aventi l’obiettivo di integrare le caratteristiche qualitative del foraggio. Sotto tale punto di vista un’interessante eventualità è costituita dal trattamento con urea che consentirebbe di aumentare il contenuto azotato del foraggio a costi piuttosto bassi. In linea di massima la convenienza del ricorso all’urea è tanto maggiore quanto più il prezzo dei concentrati proteici tradizionali (per esempio farina di estrazione di soia) supera il prezzo delle fonti energetiche (per esempio farine di cereali). La dose di urea deve contemperare due esigenze: – l’azoto ureico non può rappresentare oltre il 30% dell’azoto totale della dieta, pena la perdita di efficienza nutritiva e la possibilità che insorgano situazioni patologiche a carico dell’animale; – l’ammoniaca che si forma all’interno del silo per idrolisi dell’urea non deve impedire il raggiungimento del pH critico, pena l’affermazione di fermentazioni clostridiche. In linea di massima il trattamento con urea può essere adottato per i soli foraggi di graminacee, e perciò anche per il mais ceroso, prevedendo una dose massima di 1-1,2 kg per ogni 100 kg di sostanza secca.

Caratteristiche degli insilati

È opportuno conoscere le caratteristiche medie dei foraggi insilati allo scopo di poter esprimere un giudizio di merito sull’andamento del processo fermentativo e, in definitiva, sulla loro qualità. Nella tabella sono riportati i valori dei principali parametri degli insilati riscontrabili nel caso di un ordinario decorso dell’insilamento. In ogni caso la fermentazione è dominata dai batteri lattici. Nel caso del mais ceroso l’acido lattico rappresenta quasi l’80% dell’acidità complessiva, mentre l’acido butirrico (frutto dell’attività dei clostridi) è quasi assente. Il pH sfiora il valore di 4 e l’azoto ammoniacale rappresenta appena il 6-7% dell’azoto totale, segno evidente del modesto coinvolgimento delle proteine nel processo fermentativo. Il trattamento con urea al silomais (0,5% sul tal quale) intensifica il processo fermentativo, determinando, tra l’altro, un consistente incremento della quota di azoto ammoniacale, quale conseguenza dell’idrolisi dell’urea stessa più che della degradazione proteica del foraggio. Anche in questo caso il risultato complessivo della conservazione è eccellente. Il pastone di granella di mais, per effetto dell’alto contenuto di sostanza secca, è caratterizzato da una modesta attività fermentativa e, di conseguenza, da un basso contenuto di acidi (sufficiente però per raggiungere il pH critico) e dalla scarsa presenza di azoto ammoniacale.


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