Transcript تحسين القيمة الغذائية للاعلاف الخشنة رديئة النوعية

‫استخدام المعامالت المايكروبية في تحسين القيمة‬
‫الغذائية لألعالف الخشنة الرديئة النوعية‬
‫أنمار عبد الغني مجيد الوزير‬
‫كلية الزراعة – جامعة الكوفة – قسم الثروة الحيوانية‬
‫‪1‬‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫االعالف الخشنة الرديئة النوعية ‪Low Quality Roughages‬‬
‫•‬
‫•‬
‫‪2‬‬
‫يعاني العراق من نقص شديد في توفير األعالف الخضراء واألعالف الخشنة‬
‫عموما‪ ،‬حيث ان المساحات المتوفرة للرعي التتناسب مع اعداد الحيوانات‬
‫الموجودة‪.‬‬
‫إذ إن انخفاض معامل الهضم للمواد العلفية الخشنة رديئة النوعية ‪ ،‬ومنها الكوالح‬
‫واألتبان يعود بالدرجة الرئيسة إلى ارتفاع محتويات جدار الخلية من اللجنين الذي‬
‫يرتبط مع السليلوز والهيميسليلوز بأواصر قوية يصعب على األحياء المجهرية‬
‫في كرش الحيوان من كسرها الفتقارها إلى األنزيمات المتخصصة بذلك مما‬
‫يؤدي بالتالي إلى اإلقالل من درجة االستفادة من هذه العناصر الغذائية من قبل‬
‫األحياء المجهرية في كرش الحيوان‪.‬‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫استخدام األعالف الخشنة في تغذية المجترات‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫تعرف األعالف الخشنة بأنها مواد مالئة تحتوى على نسبة عالية من األلياف‬
‫‪ ،‬ذات قيمة غذائية منخفضة ويعود ذلك إلى ارتفاع محتويات جدار الخلية من‬
‫اللجنين وانخفاض محتواها من البروتين والكاربوهيدرات الذائبة ‪ ،‬وهذا بدوره‬
‫يؤدي الى تحديد نمو وتكاثر األحياء المجهرية في الكرش مما يؤثر بالتالي‬
‫على هضم واستهالك هذه االعالف‬
‫إن أهم عامل يؤثر في كفاءة االستفادة من األعالف الخشنة رديئة النوعية من‬
‫في المجترات هو معامل الهضم )‪ (Digestion coefficient‬وان المحدد‬
‫الرئيس لهذا هو محتوى جدار الخلية والذي يملئ على األعالف الخشنة صفة‬
‫الكثافة المالئة ‪ ,‬إذ إن زيادة نسبة محتويات جدار الخلية النباتية تميل العطاء‬
‫تأثير مضاد للمتناول ومعامل الهضم ‪ ،‬حيث إن زيادة نسبة هذه المحتويات‬
‫وانخفاض معدل المرور يؤدي بالنتيجة إلى انخفاض المتناول من الغذاء‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪3‬‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫تحسين القيمة الغذائية لالعالف الخشنة رديئة النوعية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪4‬‬
‫ان تحسين القيمة الغذائية لالعالف الخشنة رديئة النوعية يتم بطرق عدة ومنها أجراء‬
‫المعامالت الفيزياوية والكيمياوية والبايولوجية ‪ ،‬إذ ان الهدف الرئيس لهذه المعامالت هو‬
‫تعريض أكبر قدر ممكن من الكاربوهيدرات البنائية والمتمثلة بالسليلوز والهيميسليلوز‬
‫لالنزيمات التي تفرزها االحياء المجهرية‬
‫( البكتريا البروتوزوا) في الكرش ‪.‬‬
‫اشارت دراسات عديدة الى ان المعاملة الكيمياوية لالعالف الخشنة الرديئة‬
‫النوعية قد ادت الى تحسن قيمتها الغذائية وزيادة المتناول منها‪ .‬اال ان هذا‬
‫التحسن كان مرتبطا ً بزيادة المركبات الفينولية وانخفاضا ً في اعداد البكتريا‬
‫الالهوائية وزيادة في االس الهايدروجيني داخل كرش الحيوان كما ان المعاملة‬
‫الكيمائية تؤدي الى زيادة اللكنين الحر وهذا بدوره سوف يؤثر على نشاط‬
‫االحياء المجهرية داخل كرش الحيوان وهذا يؤثر سلبا ً على تصنيع البروتينات‬
‫الميكروبية والتي تمثل جزءاً مهما ً من احتياج مضيف الحيوان في االمعاء‬
‫الدقيقة (‪.)1984, ARC‬‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫المعامالت المايكروبية‪Microbial Treatment‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪5‬‬
‫وفي االونة االخيرة توجهت انظار الباحثين الى المعامالت الميكروبية ‪ ,‬ان هذه المعاملة‬
‫تفتقر الى معلومات تخص كيفية احداثها للتغيرات في التركيب الكيميائي ومن ثم تغييرها‬
‫لمعامل هضم المواد المعاملة ميكروبيا ‪ .‬ان االنظارتتوجه في الوقت الحاضر وبعد تطور‬
‫التقانة الحياتية والهندسة الوراثية تتوجه الى استعمال هذه الطريقة للمعاملة حيث انها تعمل‬
‫على رفع القيمة الغذائية وتحسينها لألعالف المنخفضة النوعية وبقايا المحاصيل هذه المواد‬
‫يمكن ان تهضم بشكل جيد من قبل الحيوانات المجترة بعد ان يتم اضافة بعض االنزيمات‬
‫المحللة للمواد اللكنوسليلوزية لهذه االعالف قبل تغذيتها ‪ ،‬ويمكن الحصول على كميات‬
‫كبيرة منها وذلك من خالل انتخاب االحياء المجهرية المناسبة لذلك وتحت ظروف بيئية‬
‫مسيطر عليها مثل درجة حرارة ونسبة رطوبة معينة واس هيدروجيني معين‪.‬‬
‫ان المعاملة الميكروبية قد تتجاوز معظم مساوئ المعاملة الكيميائية ‪ ,‬ويتم في هذه المعاملة‬
‫هضم اللكنين وال تجعلة حراً والذي يكون ساما ً ومثبطا ً لنشاط االحياء المجهرية داخل‬
‫الكرش‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫اللكنين‬
‫اللكنين‬
‫االصرة االسترية التي تنكسر‬
‫عند المعاملة بالقاعدة‬
‫هيدروكسيد الصوديوم‬
‫هيدروكسيد االمونيوم‬
‫االصرة الكاليكوسيدية‬
‫هيمسيليلوز‬
‫تأثير المعاملة بالقاعدة على جدار الخلية النباتية‬
‫‪6‬‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫مساوئ المعاملة الكيمياوية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪7‬‬
‫مساوئ المعاملة بهيدروكسيد الصوديوم‬
‫تعد احدى مصادر تلوث التربة ‪ ،‬اذ تنتج مع مخلفات او فضالت الحيوان مخلفات قاعدية وهذه تزيد من تشتت التربة‬
‫تعمل على تثبيط نمو االحياء المجهرية المتواجدة في كرش الحيوان نتيجة وارتفاع االس الهيدروجيني لسائل الكرش‬
‫ان ارتفاع االس الهيدروجيني للكرش يدفع الحيوان الى تناول كميات اكبر من الماء حوالي ‪ % 50 – 10‬ومن ثم زيادة تبول الحيوان‬
‫وهذا يؤدي الى تبلل الفرشة وزيادة فرصة االصابة بالتهاب القدم للحيوانات‬
‫تسبب زيادة نسبة المركبات الفنيولية ‪ ،‬كون المعاملة تؤدي الى تحرر اللكنين‬
‫مساوئ المعاملة باالمونيا‬
‫ان المعاملة باالمونيا تحسن معامل الهضم وتزيد من المحتوى النتروجيني لالعالف الخشنة ‪ ،‬مع ذلك فان‬
‫مساؤها هي ‪:‬‬
‫‪ -1‬زيادة كمية النتروجين المفقود اثناء وبعد المعاملة اذ قدرت كمية النتروجين المفقودة بحوالي ‪، % 39‬‬
‫لذلك تحتاج المعاملة الى حاويات خاصة متطورة ومحكمة الغلق للمحافظة على نتروجين االمونيا من‬
‫التطاير‬
‫‪ -2‬ان المعاملة باالمونيا تكون عالية التكلفة ‪.‬‬
‫‪ -3‬خطورة التعامل بها من قبل العاملين النها مادة كيميائية خطرة وتحتاج الى مدة زمنية اطول من تلك‬
‫المدة التي تحتاجها المعاملة بهيدروكسيد الصوديوم‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫اثر المعاملة الميكروبية في تحسن معامل الهضم‬
‫‪‬‬
‫‪8‬‬
‫ان لبعض انواع البكتريا القدرة او القابلية على تحليل او تهديم‬
‫اللكنين فى الطبيعة تتم عملية تحلل المواد اللكنوسليلوزية‬
‫بوساطة فطريات التعفن االبيض) ‪ . (White rot fungi‬تقوم‬
‫االنزيمات المحللة للسكريات بمهاجمة السكريات المتعددة‬
‫وتحولها الى سكريات احادية وهذا يسمح لإلحياء المجهرية‬
‫بالنمو والتطور مستخدمة الطاقة الناتجة من العمليات االيضية‬
‫‪ ،‬وعليه فان معظم االبحاث التي اجريت على المعاملة‬
‫الميكروبية قد استخدمت فطريات التعفن االبيض‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫نبذة مختصرة لتاريخ المعاملة الميكروبية‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪9‬‬
‫ان الفكرة العامة في المعاملة الميكروبية "في تخمرات الحالة الصلبة‬
‫‪“)SSF (Solid State Fermentation‬هي مشابهة لحد بعيد‬
‫عملية انتاج المشروم‪ .‬ان المبدأ األساسي في المعاملة الميكروبية هي‬
‫تنمية احياء منتخبة على اوساط صلبة بدون وجود الماء وتحت ظروف‬
‫بيئية مسيطر عليها وهذه تؤدي الى اعطاء افضل نمولالحياء‬
‫المجهرية‪.‬ان نمو االحياء المجهرية على السطوح الصلبة يكون مشابه‬
‫لنمو الجذور في التربة ‪ ،‬حيث ان الجسم االنبوبي لخيوط الفطر تنمو‬
‫جنبآ الى جنب مع الجسم الصلب ولكنها تستخدم الغشاء السائل مصدرا‬
‫للرطوبة والغذاء‪،‬شكل(‪.) 1‬‬
‫ان الفطريات المحللة للكنين تكون نمو لخيوط فطرية وهذه تنتج‬
‫انزيمات قوية محللة للكنين ‪ ،‬تحول المادة العلفية الى منتجات ايضية‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫ ) نمو الفطر على المادة الصلبة‬1 ( ‫شكل‬
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
10
‫صفات اإلحياء‬
‫المجهرية‬
‫أنواع البكتريا و‬
‫الفطريات‬
‫تقوم بأكسدة اللكنين بمواقع معينة‬
‫(وبصورة خاصة بكتريا إلــــــــ‬
‫) أما بقية‬Streptomyces
‫اإلحياء فتحلل اللكنين بصورة‬
‫أقل‬
Pseudomonas ,
Alcaligenes
Arthobacter,Nocardia
streptomyces,
stretomyces- setoni ,
Corynebacterium
Myxobacteriales
‫تقوم بتحليل واستهالك الخشب و‬
‫السكريات المتعددة و اللكنين‬
Poly porus versicolor
Class
Phanerochaete
chrysosporiumPleurotus
spentum,Daedalea-
‫اإلحياء المجهرية‬
‫البكتريا‬
‫فطريات التعفن األبيض‬
Flauda
‫تحلل السكريات المتعددة هي‬
‫المفضلة لهذه األنواع بينما تحلل‬
‫أو استهالك اللكنين يأتي بالمرتبة‬
‫الثانية‬
Ascomycetes & imperfect
fungi Chaetomium Piluiferum
Cephalosporium,
‫فطريات التعفن الرخوة‬
Graphium Mondictus
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
11
‫كيفية تاثيرالمعاملة الميكروبية على التركيب الكيميائي للمادة العضوية‬
‫ومعامل هضمها‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪12‬‬
‫عند مقارنة المعاملة الكيميائية مع المعاملة المايكروبية فان المعاملة االخيرة تفتقر الى‬
‫المعلومات في كيفية احداثها للتغيرات في التركيب الكيمياوي ومن ثم تغييرها لمعامل هضم‬
‫المواد المعاملة ميكروبيا‪ .‬ويشير الجدول الى ان معظم الدراسات تركز على تحلل المادة‬
‫الجافة ‪ ،‬وتعطي قليا من االهتمام الى التغيرات التي تحدث في بقية المركبات كالسليلوز‬
‫والهميسليلوز ومحتوى البروتين الخام ومعامل هضمه والمركبات الفينولية ‪ .‬هنالك دراسة‬
‫ركزت على نوعية وكمية بعض المركبات الفينولية ومدى تاثرها بالمعاملة الميكروبية‬
‫عند معاملة االتبان بالفطريات ‪A. biennis‬و )‪ p. sajor.caju(M‬حصل تحسن في‬
‫معامل هضم المادة الجافة والعضوية ‪ OM, DM‬على الرغم من إن كمية اللكنين والمادة‬
‫الجافة المتحللة قليلة ‪ .‬بينما مع فطريات ‪P.versicolor‬يحدث تحلل قليل للمادة الجافة‬
‫وتحلل وسط للكنين بينما اليكون هناك أي تحسن في معامل الهضم إن التداخل في هذه النتائج‬
‫من الصعوبة تفسيرها من غير وجود معلومات كافية عن تحلل بقية مكونات المادة االساس ‪.‬‬
‫ويمكن االطالع على بعض الدراسات التي عاملت االعالف الخشنة المنخفضة النوعية‬
‫ميكروبيا ‪ ،‬اذ نالحظ ان هذه الدراسات استخدمت انواع مختلفة من الفطريات كما في الجدول‬
‫التالي‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
13
‫ظروف المعاملة‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪14‬‬
‫نوع المادة االساس ‪ ،‬التعقيم والرطوبة‬
‫درجة حرارة الحضن ‪ ،‬مدة الحضن واالس الهيرروجيني‬
‫توافر الغذاء والغاز في محيط الفطر‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪15‬‬
‫إن المعاملة الميكروبية أدت إلى تحسن القيمة الغذائية لالعالف‬
‫الخشنة الرديئة النوعية المجروشة والمقطعة ‪.‬‬
‫إن أفضل درجة حرارة ونسبة رطوبة ومدة حضن العطاء‬
‫افضل تحسن في القيمة الغذائية هي ‪ 30‬م‪ 4 ، % 60 ،0‬أسابيع‪.‬‬
‫إن المعاملة الميكروبية أدت إلى انخفاض كمية المركبات الفينولية‬
‫والتي تشمل اللكنين‪.‬‬
‫تفوق المعاملة الميكروبية على المعاملة الكيميائية في تحسن‬
‫معامل الهضم ألمختبري للمادة الجافة والمادة العضوية‬
‫‪Kufa university, College of Agriculture,‬‬
‫‪Animal Resources Department‬‬
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
16