تحسين القيمة الغذائية للاعلاف الخشنة رديئة النوعية
Download
Report
Transcript تحسين القيمة الغذائية للاعلاف الخشنة رديئة النوعية
استخدام المعامالت الكيمياوية في تحسين القيمة
الغذائية لالعالف الخشنة الرديئة النوعية
أنمار عبد الغني مجيد الوزير
كلية الزراعة – جامعة الكوفة – قسم الثروة الحيوانية
1
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
2
االعالف الخشنة الرديئة النوعية Low Quality Roughages
•
•
3
يعاني العراق من نقص شديد في توفير األعالف الخضراء واألعالف الخشنة
عموما ،حيث ان المساحات المتوفرة للرعي التتناسب مع اعداد الحيوانات
الموجودة واتجاه الدولة في السنوات األخيرة الى زراعة المحاصيل األستراتيجية،
وبسبب اهمية األعالف الخشنة في عالئق الحيوانات المجترة ،تم اللجوء الى
ادخال األعالف غير التقليدية المتوفرة مثل الكوالح ،بثل التمر ،القصب وبشكل
رئيسي التبن في عالئق المجترات.
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
4
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.
وتحتل األعالف الخشنة جزءاً مهما ً من غذاء الحيوانات المجترة ،إذ أنها تمثل العليقة المالئة
نظراً لسعة القناة الهضمية لهذه الحيوانات وبالتالي تحتاج إلى كميات كبيرة من العلف لسد
احتياجاتها ،كما أن األعالف الخشنة تعتبر ضرورية في غذاء الحيوانات المجترة وال يمكن
االستغناء عنها .وذلك بسبب أهميتها الفسيولوجية فهي ضرورية للشعور بالشبع وأجراء
عملية االجترار والهضم بواسطة األحياء المجهرية
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
تحسين القيمة الغذائية لالعالف الخشنة رديئة النوعية
5
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 .
تستخدم المعامالت الكيمياوية لتحسين القيمة الغذائية لألعالف
الخشنة رديئة النوعية وذلك لزيادة معامل هضمها باستخدام أنواع
معينة من المواد الكيمياوية ،وسيتم التطرق إلى أهم تلك المواد
الكيمياوية المستخدمة وخصوصا ً القواعد
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
المعامالت الكيمياويةChemical Treatment
6
هيدروكسيد الصوديوم
هيدروكسيد الكالسيوم
هيدروكسيد االمونيوم ( االمونيا )
اليوريا
مزيج من الهيدروكسيدات
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
7
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
هيدروكسيد الصوديوم ( )NaOH
8
يعد هيدروكسيد الصوديوم ( )NaOHمن أكثر القواعد التي تمت دراستها في مجال معاملة
األعالف الخشنة رديئة النوعية ومنها االتبان والكوالح والقشور والسيقان ،لغرض زيادة
معامل الهضم لهذه األعالف هنالك عدة طرق لمعاملة األعالف الخشنة رديئة النوعية
بهيدروكسيد الصوديوم ،فلقد أوضح الباحث Lehmenبأن غلي التبن مع ما يعادل ضعف
وزنه من الماء مع %4هيدروكسيد الصوديوم ولمدة ست ساعات وعند ضغط جوي (5-3
جو) ومن ثم غسل الناتج بالماء إلزالة أثار القاعدة المتبقية ،يؤدي الى ارتفاع في معامل
هضم المادة العضوية بنسبة (.%50التغطيس مع الحرارة )
أما الباحث Bechmannفقد وضع طريقة أخرى وذلك بتغطيس التبن بمحلول هيدروكسيد
الصوديوم البارد ومن ثم غسل الناتج بالماء ،إلزالة أثار القاعدة المتبقية حيث لوحظ تحسن
في معامل هضم التبن وفي هذه الطريقة يحصل فقدان يصل الى %20من المركبات الغذائية
الذائبة التي تفقد أثناء الغسل ،باالضافة إلى أن ماء الغسل يؤدي إلى تلوث التربة وقد
استخدمت هذه الطريقة بشكل واسع (.طريقة التغطيس )
وبالنظر للمشاكل التي تواجه الطرق الرطبة فقد وضع الباحثان Wilsonو Pigdenطريقة
أخرى سميت بطريقة الرش إذ يتم في هذه الطريقة رش التبن بكميات قليلة من الماء بمحلول
مركز من هيدروكسيد الصوديوم ولمدة 24ساعة ومن ثم يقدم للحيوان وبدون غسل،
فلوحظ زيادة في معامل هضم المادة الجافة مختبريا ً من 32الى %65وهذه الطريقة قللت
من فقدان المركبات الغذائية الذائبة والتي تفقد أثناء الغسل وقللت من مشاكل التلوث.
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
مساوئ المعاملة بهيدروكسيد الصوديوم
9
تزداد كمية آيون الصوديوم ( )Na+في الكرش مما يؤدي الى زيادة الضغط االوزموزي في سائل
الكرش وارتفاع في االس الهيدروجيني مما يؤدي الى تثبيط فعالية األحياء المجهرية الهاضمة
للسليلوز وتثبيط فعالية األحياء المجهرية المحللة لليوريا والمحللة للبروتين وبالتالي انخفاض كمية
البروتين المكروبي المنتجة وكذلك يؤدي الى تقليل نمو بعض سالالت البكتريا وتثبيط التحمر.
ونتيجة لذلك يقوم الحيوان بشرب كميات من الماء وذلك للتعامل مع زيادة أيون الصوديوم في
الكرش مما يؤدي زيادة في سرعة تخفيف سائل الكرش مما يقلل من وقت المواد الصلبة في
الكرش.
االخالل بالتوازن األيوني في جسم الحيوان مما يؤثر على ميزان المعادن
االخالل بالتوازن األيوني في التربة نتيجة لزيادة طرح أيون الصوديوم مع فضالت الحيوان مما
يؤدي الى تشتت جزئيات التربة وزيادة ملوحتها .
زيادة في استهالك الماء مما يؤدي الى زيادة في كميات االدرار المطروحة مؤديا ً الى تبلل الفرشة
وخلق مشاكل صحية للحيوانات.
هيدروكسيد الصوديوم (الصودا الكاوية) مادة خطرة التعامل معها ومرتفعة الثمن عالوة على ان
اغلبيتها يتم استيرادها من الخارج .
تسبب زيادة نسبة المركبات الفنيولية ،كون المعاملة تؤدي الى تحرر اللكنين
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
األمونيا NH3او هيدروكسيد االمونيوم NH4OH
10
إن المعاملة باألمونيا ليست فكرة جديدة ،فقد سجل الباحث Lehmanبراءة
اختراع باستخدام األمونيا لكسر االرتباط بين اللجنين والسليلوز ،وقام
Arnasonو Moبجمع البحوث االسكندنافية التي تضمنت معاملة االتبان
خالل فترة الخمسينيات والستينيات ،إذ تضمنت استعمال سائل األمونيا
(هيدروكسيد األمونيوم )NH4OH ،مع أكوام باالت التبن المغطاة بالبالستيك
السميك( 0.2ملم) وعند تبخر األمونيا فإنها تنتشر خالل الباالت ،ويبقى
الغطاء فوق أكوام الباالت لفترة زمنية معينة ،حسب درجة حرارة المحيط،
بعد ذلك يرفع الغطاء الزالة األمونيا الحرة ويترك التبن لكي يجف تحت أشعة
الشمس ومن ثم يقدم كعلف للحيوانات ،فلوحظ تحسن في القيمة الغذائية للتبن.
إن معاملة األعالف الخشنة رديئة النوعية باألمونيا ،أثارت اهتمام الباحثين منذ
سنوات عديدة بسبب المحاسن التي امتازت بها هذه المعاملة عن المعاملة
بهيدروكسيد الصوديوم ،وباقي القواعد األخرى إذ ال تظهر مخلفات قاعدية مع
فضالت الحيوان ،كما إن المعاملة باالمونيا تزيد من محتوى النتروجين في
العلف المعامل الى ضعف المستوى الموجود عليه أصالً .
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
ميكانيكية المعاملة باالمونيا
11
إن المعاملة باالمونيا تأتي بعد المعاملة بهيدروكسيد الصوديوم من حيث الفعالية
واالستخدام ويمكن استعمالها بشكل غاز ( )NH3أو بشكل سائل (هيدروكسيد
االمونيوم ) أو تتولد من تحلل اليوريا ،والمهم إن األمونيا تشابه تقريبا ً هيدروكسيد
الصوديوم من حيث القابلية في تحسين معامل الهضم ،إن الميكانيكية التي تجعل
المعاملة باآلمونيا تزيد من معامل الهضم مشابهة لميكانيكية عمل هيدروكسيد
الصوديوم ،إذ تزيد من درجة تكسير األواصر بين السليلوز واللجنين
والهيميسليلوز واللجنين في العلف الخشن وتؤدي الى انتفاخ الخاليا النباتية وهذا
يزيد من امكانية تحطيم جدار الخلية من قبل األحياء المجهرية في الكرش ،كما إن
األمونيا تذيب حامض الـ 4-glucuronic methylومجاميع االستيل في
الهيميسليلوز وتكسر األصرة االسترية لحامض الـ Glucuronicالتي تربط
الزيالن المتبلور بالسليلوز واللجنين ويؤدي ذلك الى تعريضها بشكل كبير لفعالية
األحياء المجهرية في الكرش .
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
العوامل الرئيسة التي تؤثر في كفاءة المعاملة باألمونيا
12
نسبة الرطوبة :إن الرطوبة تساعد على احتجاز النتروجين مما تقلل الفقد في األمونيا المرافق
للمعاملة كما إن الرطوبة تسرّ ع من التفاعل إذ توفر التالمس األفضل ما بين جزئيات األمونيا
وجدار الخاليا النباتية مما يؤدي الى سهولة كسر اآلصرة بين اللجنين والسليلوز وبالتالي ذوبانية
الهيميسليلوز بدرجة أكبر .
درجة الحرارة :تؤثر درجة الحرارة على الوقت المطلوب للوصول الى حالة تفاعل األمونيا مع
التبن ،أن هنالك حاجة لفترة زمنية طويلة نسبيا ً للوصول الى أعلى معامل هضم للمادة العضوية
عندما تكون درجة المحيط منخفضة ،عندما تكون درجة الحرارة المحيط أقل من ْ 5م فإن فترة
الحضانة تستمر على األقل 8اسبوع ،وأربعة الى ثمانية أسابيع عندما تكون درجة الحرارة بين -5
ْ 15م ،واسـبوع الى أربعـة أسابيع عندما تكون درجة الحرارة بين ْ 30 -15م وأقل من اسبوع
عندما تكون درجة الحرارة أعلى من ْ 30م.
مستوى المعاملة :ان لهذا العامل اثره في معاملة االعالف الخشنة باالمونيا ،حيث ان مقدار
التحسن يزداد مع مستوى االمونيا .ان مستوى المعاملة باالمونيا يتراوح مابين 1الى %5على
اساس المادة الجافة ،ان استخدام االمونيا بنسبة % 4-3على اساس المادة الجافة لمعاملة اتبان
الحنطة والشعير والدخن ادى الى زيادة المتناول وتحسن معامل الهضم.
مدة الحضن :هناك تداخل بين مدة الحضن ونسبة الرطوبة ودرجة حرارة المعاملة ،ويجب ان
يستمر الحضن 8أسابيع على االقل عندما تكون درجة الحرارة اقل من º5م و 8-4اسابيع عندما
تكون درجة الحرارة من º15 -5م و 4-1اسابيع عندما تكون درجة الحرارة من º30 -15م
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
مساوئ المعاملة باألمونيا
13
إن المعاملة باألمونيا تحتاج لفترة زمنية أطول من الفترة الزمنية للمعاملة بهيدروكسيد الصوديوم
وتحتاج الى نظام تفاعل محكم السد للمحافظة على نتروجين األمونيا من التطاير.
إن األمونيا مادة مرتفعة الثمن وخطرة التعامل بها وذلك بسبب درجة غليانها الواطئة
(– ْ 33.4م) في درجات الحرارة االعتيادية مما يؤدي الى تبخرها لذلك فإنها تحفظ بحاويات تحت
ضغط وتعتبر مادة سريعة االشتعال هذا باالضافة الى التأثير الضار على العيون واالغشية
المخاطية لذلك يجب اتخاذ التدابير الوقائية عند استعمالها.
فقدان كمية كبيرة من النتروجين أثناء المعاملة وبعدها .وأكثر فقدان في النتروجين يحدث بعد فتح
الباالت في جزء النتروجين الذائب (نتروجين االمونيا وغير نتروجين االمونيا) في التبن .
في حالة كون المواد العلفية المعاملة باألمونيا تحتوي على نسبة عالية من السكريات الذائبة في
الماء ( )WSC, Water Soluble Carbohydrateفإن المعاملة بغاز األمونيا وبدرجات
حرارية عالية (أكثر من 70م) سيؤدي الى تكوين مركب 4 –Methylamidazolوالذي يسبب
مخاطر سمية على الحيوانات وقد يفرز هذا المركب الى الحليب في األبقار الحلوبة ،وان تكوين هذا
المركب متعلق مع تركيز الكاربوهيدرات الذائبة في الماء في األعالف والمستويات العالية من
المعاملة باألمونيا ،.ان تكوين هذا المركب نتيجة المعاملة باالمونيا يكون قليالًعند درجة الحرارة
االعتيادية ويزداد تكوين هذا المركب مع زيادة درجة حرارة المعاملة .
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
اليوريا Urea
2NH3+CO3
14
NH2-CO-NH2+H2O
إن توفر اليوريا وانخفاض تكاليف انتاجها قياسا ً بالمواد المستعملة في المعامالت الكيمياوية
وسهولة استعمالها حقليا ً هو الدافع وراء استخدامها في معاملة األتبان واألعالف الخشنة
رديئة النوعية وتستخدم اليوريا كمصدرغير مباشر لألمونيا.
إن عملية تحلل اليوريا تحدث بفعل وجود انزيم اليوريز ( )Ureaseوالذي تفرزه األحياء
المجهرية المتوفرة على مخلفات المحاصيل الزراعية والتي مصدرها أما من التربة أو من
الجو ومع اضافة الماء والخزن في ظروف الهوائية ،فإن اليوريا سوف تتحلل بفعل األحياء
المجهرية إلى أمونيا وثاني أوكسيد الكاربون.
وتستخدم حاليا ً وسائل جديدة في عملية تحلل اليوريا إلى أمونيا ومنها اضافة انزيم اليوريز
أو مصادره (مثل مخلفات الحيوان الحاوي على األحياء المجهرية المحللة لليوريا) الى التبن
المعامل أو بزيادة درجة حرارة المعاملة مما يؤدي الى تقليل مدة المعاملة وزيادة في معامل
هضم المادة الجافة للمادة العلفية المعاملة.
وعموما ً فإن طول فترة المعاملة تعتمد على نسبة اليوريا المستعملة ودرجة حرارة المحيط
وطريقة المعاملة.
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2
محاسن المعاملة
يمتاز هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2بسهولة وأمانة استعماله ،وانخفاض سعره مقارنة مع القواعد األخرى،
فال تحتاج المعاملة بهيدروكسيد الكالسيوم الى تجهيزات حماية كالتي تستعمل عند المعاملة بالقواعد األخرى
باالضافة الى امكانية تطبيقها حقليا ً وقد ظهر من االبحاث إن هيدروكسيد الكالسيوم قاعدة ضعيفة تمتاز بذائبيتها
الواطئة في الماء وحاجتها الى مدد حضن طويلة ودرجة حرارة عالية
إن المعاملة بهيدروكسيد الكالسيوم تكون مفيدة بسبب ان هيدروكسيد الكالسيوم يزود العليقة بعنصر الكالسيوم والذي
تفتقر إليه معظم االتبان واالعالف الخشنة ،إن هيدروكسيد الكالسيوم ال يؤدي الى مشاكل كالمشاكل التي تنتج عن
زيادة أيون الصوديوم في الكرش.
أن المعاملة بهيدروكسيد الكالسيوم تحتاج الى فترة حضانة قد تصل الى 150يوما ً وبظروف ال هوائية لغرض
جعل هيدروكسيد الكالسيوم ذو أثر فعال على معامل هضم المادة الجافة وتعطي تحسنا ً يقارب التحسن بفعل المعاملة
بهيدروكسيد الصوديوم .
مساوئ المعاملة
انخفاض ثابت ذوبان هيدروكسيد الكالسيوم في الماء مؤديا ً إلى ضعف قابليته في تحسين معامل الهضم للمواد
العلفية المعاملة به
طول فترة المعاملة إذ أن هيدروكسيد الكالسيوم قاعدة ضعيفة فإنها تتفاعل ببطئ شديد مع محتويات جدار الخلية
النباتية لذلك فإن المعاملة بهيدروكسيد الكالسيوم تحتاج الى ترطيب جيد وظروف ال هوائية لكي تمكن هيدروكسيد
الكالسيوم من التفاعل مع مكونات جدار الخلية.
15
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
مزيج من الهيدروكسيدات
16
إن االيونات Na, Ca, NH4تسبب مشاكل صحية للحيوانات
عند التغذية بكميات كبيرة على أعالف خشنة معاملة
بالهيدروكسيدات ،لذلك فان استعمال مزيج من الهيدروكسيدات
سيكون ذا فائدة أكثر في تحسين معامل هضم االلياف وزيادة في
معامل هضم المادة العلفية المعاملة وتقليل التأثير السلبي لكل
آيون بصورة منفردة وتقليل تكاليف المعاملة.
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
Kufa university, College of Agriculture,
Animal Resources Department
17