From field to bunk and bales: effective decisions about harvesting, managing, and feeding silage and hay to improve forage quality

Il miglioramento della qualità nutrizionale dei foraggi è fondamentale per massimizzare le prestazioni dei bovini da latte e da carne. Pertanto, la produzione di foraggi di alta qualità, sia insilati sia affienati, dipende dalle decisioni e dalle pratiche di gestione applicate tra l'insilamento e la fienagione. Questa tesi è stata sviluppata tenendo conto del corso accademico in cui sono stati studiati argomenti relativi all'insilamento e al fieno. In particolare, sono state condotte una rassegna della letteratura sulla presenza di micotossine, due prove (in azienda e in laboratorio) per testare gli additivi per l'insilamento, una prova relativa alla valutazione del valore foraggero di ibridi di mais per la produzione di insilati e una prova relativa agli aspetti gestionali di quattro cultivar di erba medica selezionate per il fieno. Tra le micotossine regolamentate, le più studiate e conosciute per i loro effetti sono le aflatossine (AF) AFB1, AFB2, AFG1 e AFG2, nonché l'AFM1 per la sua elevata importanza nel settore lattiero-caseario, il deossinivalenolo (DON) e i suoi metaboliti 3/15 acetil-DON e 3-glucoside DON, le tossine T-2 e HT-2, lo zearalenone (ZEN), le fumonisine, in particolare quelle appartenenti alla classe B, e l'ocratossina A. A causa dell'emergere di molteplici micotossine rilevabili nei mangimi utilizzati nelle diete dei ruminanti, come il foraggio insilato, la comunità scientifica si è sempre più concentrata sullo studio di questi composti per comprenderne la tossicità per la salute degli animali. La prima prova è stata condotta testando una combinazione di miscela batterica e benzoato di sodio (OS) rispetto a un gruppo di controllo (CTR) per ridurre il deterioramento aerobico nello strato superiore di un silo bunker sperimentale. La soluzione OS ha permesso di ridurre il deterioramento aerobico nello strato superiore dell'insilato, mostrando un profilo microbiologico e una stabilità aerobica migliori rispetto al gruppo di controllo. Inoltre, l'applicazione della soluzione combinata ha permesso di ridurre le perdite di DM dallo strato superiore. Il secondo studio mirava a valutare gli effetti degli inoculanti di batteri lattici (LAB) sulla contaminazione fermentativa, chimica e da aflatossine dell'insilato di mais confezionato a diversi livelli di densità. Due inoculanti commerciali, due miscele di LAB puri e un LAB di origine animale sono stati testati rispetto a un gruppo CTR. Le condizioni di alta densità hanno permesso di ottenere un insilato ben fermentato con una stabilità aerobica ottimale. Sebbene le diverse combinazioni di LAB non abbiano modificato il profilo fermentativo finale, gli insilati trattati con i soli LAB di origine animale hanno presentato un contenuto più elevato di acido acetico, acido propionico, etanolo e alcoli totali e una stabilità aerobica mediamente superiore del 3,7%, 1,3% e 8,1% rispetto agli inoculanti commerciali, alle miscele di LAB puri e al gruppo CTR. Lo scopo del terzo studio è stato quello di valutare il valore foraggero di tre ibridi di mais portatori della mutazione br2 (SCH) rispetto a due ibridi di mais convenzionali (CCH) raccolti a 5 diversi stadi di maturazione (HM). Sono stati valutati la digeribilità della fibra, la digeribilità dell'amido e il contenuto energetico stimato (latte/tonnellata) attraverso Milk2006 e Milk2024. La SCH aveva un contenuto energetico (latte/tonnellata) più elevato rispetto agli ibridi CCH. In questo studio, la SCH presentava frazioni fibrose inferiori, un contenuto di amido più elevato e una digeribilità dell'amido in situ 7 h (isSD7 h) rispetto alla CCH. Inoltre, per SCH è stata osservata una maggiore digeribilità della fibra detergente neutra (NDFD) a 120 ore e una minore fibra detergente neutra non digerita (uNDF) a 240 ore, valutate in vitro, evidenziando che il miglioramento della digeribilità della fibra è un fattore chiave per migliorare la WPCS. Sono necessari ulteriori studi per chiarire gli aspetti agronomici di questi nuovi ibridi di mais e i loro effetti sulle prestazioni animali. Il quarto studio mirava a valutare la resa, il valore nutrizionale e i tratti morfo-fisiologici di quattro cultivar di erba medica, tagliate tre volte, con cinque diversi tempi di sfalcio ( ossia 21, 25, 30, 35 e 40 giorni), in un campo sperimentale sottoposto a una gestione tradizionale dell'erba medica. La resa in sostanza secca (SS) è aumentata con tempi di sfalcio più lunghi. Sono state osservate differenze significative nella resa in proteine grezze (CP) tra cultivar, tempi di sfalcio e anni. Gli orari di sfalcio più tardivi hanno portato a una maggiore resa in DM, ma a una minore concentrazione di CP e a un aumento della lignificazione, riducendo la digeribilità della fibra. Questi risultati sottolineano l'importanza di una selezione strategica delle cultivar e di pratiche di sfalcio adattive per bilanciare la resa e la qualità del foraggio.

Improving the nutritional quality of forages is crucial to maximize the performance of dairy and beef cattle. Thus, producing high-quality forages, both silage and hay, is dependent on management decisions and practices applied among ensiling and haymaking. This Thesis was developed considering the academical course in which topic related to silage and hay were investigated. In particular: a literature review about mycotoxin occurrence, two trials (i.e., farm and laboratory conditions) testing silage additives, one trial referred to the evaluation of forage feeding value of corn hybrids for silage production, and one trial related to the management aspects of four alfalfa cultivars selected for hay were conducted. Among regulated mycotoxins, the most studied and known for their effects are aflatoxins (AFs) AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2, as well as the AFM1 for its high importance in dairy sector, deoxynivalenol (DON) and its metabolites 3/15 acetyl-DON and 3-glucoside DON, T-2 and HT-2 toxins, zearalenone (ZEN), fumonisins, in particular that belong to the class B, and ochratoxin A. Due to the emergence of multiple mycotoxins that are detectable in feed utilized in ruminant diets, such as ensiled forage, there is now a growing focus on investigating these compounds by the scientific community to understand their toxicity for animal health. The first trial was carried out testing a combination of bacterial mixture and sodium benzoate (OS) in comparison to a control (CTR) group to reduce the aerobic spoilage in the top layer of an experimental bunker silo. The OS solution allowed to reduce the aerobic deterioration in the silage top layer showing a better microbiological profile and aerobic stability than the control group. In addition, the application of the combined solution allowed to reduce the DM losses from the top layer. The second study aimed to evaluate the effects of lactic acid bacteria (LAB) inoculants on fermentative, chemical, and aflatoxin contamination in corn silage packed at different levels of density. Two commercial inoculants, two pure LAB mixtures and one animal-derived LAB were tested in comparison to a CTR group. High density conditions allowed to achieve a well-fermented silage with an optimal aerobic stability. Although the different combinations of LAB did not change the final fermentative profile, silages treated with the animal-derived LAB alone presented a higher content of acetic acid, propionic acid, ethanol, and total alcohols, and an aerobic stability on average higher by 3.7%, 1.3% and 8.1% in comparison to the commercial inoculants, the pure LAB mixtures and the CTR group respectively. The aim of the third study was to evaluate the forage feeding value of three corn hybrids carrying the br2 mutation (SCH) in comparison to two conventional corn hybrids (CCH) harvested at 5 different maturity stage (HM). Fiber digestibility, starch digestibility and estimated energy content (milk/ton) through Milk2006 and Milk2024 were evaluated. The SCH had higher energy content (milk/ton) than CCH hybrids. In this study, SCH had lower fibrous fractions, higher starch content and in situ starch digestibility 7 h (isSD7 h) when compared with CCH. In addition, higher neutral detergent fiber digestibility (NDFD) at 120 h and lower undigested neutral detergent fiber (uNDF) at 240 h evaluated in vitro were observed for SCH, highlighting that enhancing fiber digestibility is a key factor to improve WPCS. Further studies are warranted to elucidate the agronomical aspects of these new corn hybrids and their effects on animal performance. The fourth study aimed to evaluate yield, nutritional value, and morpho-physiological traits of four alfalfa cultivars, cut three times, with five different mowing timings (i.e., 21, 25, 30, 35, and 40 days), in an experimental field under traditional management of the alfalfa ley. Dry matter (DM) yield increased with later mowing times. Significant differences in crude protein (CP) yield were observed across cultivars, mowing timings, and years. Later mowing times resulted in higher DM yield but lower CP concentration and increased lignification, reducing fiber digestibility. These findings underscore the importance of strategic cultivar selection and adaptive mowing practices to balance forage yield and quality.