RESPilage

Für die Fütterung von Wiederkäuern und die Biogasproduktion werden weltweit große Mengen an Silage verwendet. Die Gasaustausch-Prozesse an der geöffneten Silage bei der Entnahme sind in ihrer Dynamik nach wie vor wenig erforscht. Diese Erkenntnisse haben jedoch direkten Einfluss auf die Beurteilung der Silagequalität (Verderb als Folge aerober mikrobieller Aktivität) und die Bewertung der hiervon ausgehenden Umweltwirkungen (Klimagasemissionen). Hierzu wird eine grundlegende und umfassende Studie durchgeführt, die sich auf beide Themen konzentriert, zum einen die Oxidationsrate und die Energieverluste an der Silageanschnittfläche und zum anderen die Emission von klimarelevanten (Treibhaus-)Gasen. Dabei sollen zwei neuartige, automatisierte Multisensorsysteme zur Erfassung und Zuordnung der Gasemission aus der Silage verwendet werden. Die beiden üblichen Silage-Formen werden berücksichtigt: Flachsilos für Maissilage und Rundballen für Weidelgras-, Luzerne- und Maissilage. Die positive oder negative Wirkung chemischer und biologischer Zusatzstoffe (Siliermittel) auf die Verderbsprozesse und die Gasemission aus der Silage soll ebenfalls untersucht werden. Durch digitale Signalverarbeitung wird das freigesetzte CO2 in zwei Quellen aufgeteilt, einerseits die vorhandenen Mengen, welche sich während des vorausgegangenen anaeroben Silierprozesses in der Silage gebildet haben und sich im Material angereichert haben, und andererseits die neu gebildeten Mengen, welche im Zuge der mikrobiellen, aeroben Prozesse an der Anschnittfläche entstehen. Während die erste Quelle eine abklingende Funktion aufweist, überdeckt sie zu Beginn der Messungen die zweite Quelle, die den eigentlichen oxidativen Prozess beschreibt und mit den Energieverlusten der Silage einhergeht. Unter Verwendung dieser neuen Erkenntnisse werden wir das häufig verwendete Pitt-Muck-Modell aktualisieren und anpassen, welches den CO2-Fluss von der geöffneten Seite eines Flachsilos simuliert. Mit Hilfe eines Datenmodell-Fusionsansatzes soll das Pitt-Muck-Modell so erweitert werden, dass die in-situ-Messungen aus Experimenten (auf verschiedenen Untersuchungsbetrieben) mit den numerischen Ergebnissen validiert und kombiniert werden können.