بررسی ترکیب شیمیایی، زمان تأخیر و فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای کاه و گندم و باگاس نیشکر عمل‌آوری عمل‌آوری‌شده با اوره

چکیده

مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر فرآوری کاه گندم و باگاس نیشکر با اوره بر ترکیب شیمیایی، زمان تأخیر و فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک و الیاف نامحلول در شوینده خنثی (NDF) به روش کیسه‌های نایلونی انجام شد. ترکیب شیمیایی و فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری نمونه‌های فرآوری نشده و عمل‌آوری شده با پنج درصد اوره با استفاده از سه راس گاو شیرده (با میانگین وزنی 15±615 کیلوگرم و سه شکم زایش) مجهز به فیستولای شکمبه‌ای تعیین شد. عمل‌آوری با اوره موجب کاهش زمان تجزیه ماده خشک و NDF کاه گندم شد ، اما تأثیری بر زمان تأخیر تجزیه ماده خشک و NDF باگاس نیشکر نداشت.

عمل‌آوری کاه گندم با  اوره موجب  افزایش نرخ تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF  شد . اما اثری بر نرخ تجزیه‌پذیری هماده خشک و NDF باگاس نیشکر نداشت. بخش تجزیه‌پذیر بالقوه ماده خشک و NDF  هر دو ماده آزمایشی کاه گندم و باگاس نیشکر بعد از عمل‌آوری با اوره افزایش یافت

۳۰/۹۹ تجزیه‌پذیری مؤثر هماده خشک و NDF مواد خشبی مورد آزمایش پس از عمل‌آوری با اوره در کاه گندم به ترتیب از 69/35 و 69/21 درصد به 04/44 و 12/29و در باگاس نیشکر به ترتیب از 88/18 و 65/ ۱۵ درصد به 92/23 و 52/19 درصد افزایش یافت .براساس نتایج این آزمایش عمل‌آوری مواد خوراکی خشبی به ویژه کاه گندم با اوره باعث بهبود تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF می شود.

مقدمه

پسماندهای محصولات کشاورزی می‌تواند بخش مهمی از خوراک نشخوارکنندگان را تأمین کنند، اما در حال حاضر به دلایل فقر مواد مغذی، قابلیت هضم پایین، حجیم بودن و هزینه‌های حمل و نقل بالا، کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر چند که برخی دامداری‌های کوچک بدون هیچ گونه فرآوری، عمل‌آوری و یا تیمار با افزودنی‌های مختلف از آنها استفاده می‌کنند که تأثیر منفی بر عملکرد تولیدی دام دارد.

استفاده از برخی افزودنی‌ها مانند اوره می‌تواند ارزش غذایی به ویژه قابلیت هضم این مواد خشبی را بهبود دهد. سه مؤلفه مهم فرایندهای هضم شکمب‌های خوراک شامل بخش‌های بالقوه تجزیه‌پذیر (b)، نرخ تجزیه‌پذیری (c) و زمان تأخیر (L) تجزیه بخش تجزیه‌پذیر است. زمان تأخیر یک خوراک به مدت زمانی اطلاق می‌شود که میکروارگانیسم‌های شکمبه نیاز دارند تا روی ذرات آن خوراک جمع شده و به میزان کافی آنزیم‌های میکروبی تولید کنند تا هضم این خوراک‌ها به طور مؤثر آغاز شود. هر چند عوامل مؤثر بر زمان تأخیر به خوبی مشخص نشده‌اند ولی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر زمان تأخیر، ماهیت فیزیکی – شیمیایی خوراک گزارش شده است مواد خوراکی لیگنوسلولزی به طور بالقوه زمان تأخیر طولانی‌تری نسبت به سایر مواد خوراکی مورد استفاده در تغذیه نشخوارکنندگان دارند. از آنجا که قابلیت هضم چنین مواد خوراکی نیز پایین است، بنابراین طولانی‌تر بودن زمان تأخیر به ویژه زمانی که سطح مصرف خوراک نیز بالا باشد، باعث می‌شود که بخش بیشتری از خوراک بدون این که هضم شود از شکمبه عبور کند. شیوه‌های گوناگونی برای تغییر ماهیت فیزیکی شیمیایی این خوراکها به منظور درهم ریختن اجزای دیواره سلولی و بنابراین بهبود قابلیت هضم آنها استفاده شده است که می‌توان به عمل‌آوری با مواد شیمیایی مانند آمونیاک، سدیم هیدروکسید، کلسیم اکسید و اوره اشاره کرد. برخی شیوه‌های فیزیکی مانند استفاده از بخار تحت فشار نیز برای فرآوری مواد خشبی لیگنوسلولزی استفاده شده‌اند. در این بین، اکثر مطالعات عمل‌آوری پسماندهای زراعی مانند کاه گندم و باگاس نیشکر با اوره بر روی حیوان زنده انجام شده است و کمتر ویژگی‌های آزمایشگاهی عمل‌آوری با اوره مورد بررسی قرار گرفته است به طوری که اطلاعات کمی در مورد تأثیر فرآوری با اوره بر ویژگی‌های تجزیه‌پذیری به ویژه زمان تأخیر مواد خشبی مانند کاه گندم و باگاس نیشکر وجود دارد. هدف از این آزمایش، بررسی اثر عمل‌آوری مواد خوراکی لیگنوسلولزی شامل کاه گندم و باگاس نیشکر با اوره بر ترکیب شیمیایی، زمان تأخیر و فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF آن‌ها بود.

نتایج و بحث

ترکیب شیمیایی مواد خشبی مورد آزمایش، پیش و پس از عمل‌آوری با اوره در جدول (۲) نشان داده شده است.

میزان ماده خشک کاه گندم در اثر عمل‌آوری با اوره کاهش یافت. به طور مشابه، گزارش شده است که عمل‌آوری کاه جو و کاه برنج با اوره موجب کاهش مقدار ماده خشک آنها می‌شود فرایند کردن با اوره اثر معنی‌داری بر درصد ماده خشک باگاس نیشکر نداشت. این نتیجه در تضاد با نتایج برخی آزمایش‌هاست که در آنها عمل‌آوری باگاس حتى با سطوح کم‌تر اوره (سه درصد) موجب افزایش درصد ماده خشک آن شده است. درصد پروتئین خام کاه گندم پس از عمل‌آوری با اوره افزایش یافت. نتایج مشابهی در مورد کاه برنج عمل‌آوری‌شده با اوره گزارش شده است. درصد پروتئین خام باگاس نیشکر نیز با عمل‌آوری با اوره افزایش یافت. به طور مشابه، برخی پژوهش‌گران گزارش کردند که عمل‌آوری باگاس با اوره موجب افزایش معنی‌دار پروتئین خام آن می‌شود. هم‌چنین مشاهده شده است که در صد پروتئین خام جیره‌های حاوی باگاس پس از سیلو کردن با اوره افزایش می‌یابد.

درصد الیاف نامحلول در شوینده خنثی (NDF) کاه گندم و باگاس نیشکر در اثر عمل‌آوری با اوره کاهش یافت . نتایج مشابهی در مورد کاه جو، کاه گندم و باگاس نیشکر عمل‌آوری‌شده با اوره گزارش شده است. اما برخی از پژوهش‌گران گزارش کردند که عمل‌آوری با اوره اثر معنی‌داری بر میزان NDF باگاس و کاه برنج نداشت. کاهش درصد NDF پس از عمل‌آوری با اوره را می‌توان به تجزیه و تخریب اجرای ساختاری دیواره سلولی به‌ویژه همی سلولز این مواد خشبی نسبت داد.

درصد الیاف نامحلول در شوینده اسیدی (ADF) هیچ یک از مواد خوراکی تحت تأثیر عمل‌آوری با اوره قرار نگرفت. به طور مشابه، گزارش شده است که در صد ADF کاه برنج و کاه جو تحت تأثیر عمل‌آوری با اوره قرار نگرفت اما گزارش‌هایی نیز نشان می‌دهد که عمل‌آوری کاه گندم و باگاس با اوره موجب کاهش معنی‌دار میزان ADF آنها شده است هم‌چنین برخی پژوهش‌گران نیز در تضاد با این نتایج گزارش کردند که در صد ADF پس از عمل‌آوری با اوره افزایش می‌یابد.

درصد خاکستر هر دو ماده آزمایشی در اثر عمل‌آوری با اوره افزایش یافت. این نتایج مطابق با یافته‌های برخی از پژوهش‌گران بود. اما گزارش‌هایی نیز مبنی بر عدم وجود تفاوت معنی‌دار از نظر درصد خاکستر کاه عمل‌آوری شده با محلول پنج در صد اوره وجود دارد. افزایش میزان خاکستر و پروتئین می‌تواند به دلیل خارج شدن بخشی از ترکیبات گیاه پس از عمل‌آوری و افزایش غلظت سایر بخش‌ها مانند خاکستر و پروتئین باشد.

نتایج مربوط به اثر عمل‌آوری کاه گندم و باگاس نیشکر با اوره بر زمان تأخیر و همچنین سایر فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری در جدول (۳) آورده شده است. زمان تأخیر تجزیه ماده خشک و NDF کاه گندم تحت تأثیر عمل‌آوری با اوره کاهش یافت . اثر عمل‌آوری آمونیاکی بر زمان تأخیر تجزیه ماده خشک و NDF خوراک‌های خشبی مورد استفاده در تغذیه تشخوارکنندگان تاکنون بررسی نشده است. احتمالا دلیل کاهش زمان تأخیر بعد از عمل‌آوری با اوره، می‌تواند به قابل دسترس‌تر شدن اجزای ساختاری کاه گندم برای میکروارگانیسم‌های شکمبه مربوط باشد، به طوری که گزارش شده است که استقرار میکروب‌ها بر روی ذرات کاه عمل‌آوری شده با اوره در مقایسه با نوع فرآوری نشده آن، سریع‌تر و تعداد آنها نیز بیشتر است که در نتیجه آن غلظت آنزیم‌های مترشحه بیش‌تر بوده و در زمان کوتاه‌تری به حد موثر می رسند. کاهش زمان تأخیر تجزیه NDF کاه گندم نیز نشان می‌دهد که عمل‌آوری موجب شده است تا تجزیه و تخمیر کربوهیدرات‌های ساختاری کاه گندم بهبود یابد. کاهش زمان مورد نیاز برای عمل مؤثر میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌های میکروبی شکمبه، زمان و مقدار هضم مؤثر (جدول ۳) این کربوهیدرات‌ها را افزایش داده و در نتیجه انرژی بیشتری به واسطه تخمیر آنها آزاد می‌شود. برخلاف کاه گندم، عمل‌آوری باگاس نیشکر با اوره اثری بر زمان تأخیر تجزیه ماده خشک و NDF آن نداشت. این موضوع به خوبی نشان می‌دهد که ماهیت یک ماده خوراکی و ماهیت اجرای ساختاری آن به ویژه NDF  بر پاسخ آن به عمل‌آوری با مواد شیمیایی از جمله اوره مؤثر است.

درصد بخش محلول (a) ماده خشک کاه گندم و باگاس نیشکر پس از عمل‌آوری با اوره کاهش یافت. برخلاف این نتایج، برخی پژوهش‌گران گزارش کردند که مقدار بخش محلول کاه بعد از عمل‌آوری با اوره افزایش می‌یابد. در مورد کاه برنج نیز گزارش شده است که در اثر عمل‌آوری با اوره مقدار بخش محلول آن افزایش می‌یابد.

درصد بخش بالقوه تجزیه پذیر (b) ماده خشک و NDF هم در کاه گندم و هم باگاس نیشکر با عمل‌آوری آمونیاکی اوره، افزایش یافت افزایش بخش بالقوه تجزیه پذیر ماده خشک کاه گندم پس از عمل‌آوری با اوره توسط سایر پژوهش‌گران نیز گزارش شده است افزایش بخش بالقوه تجزیه‌پذیر پس از آمونیاکی کردن، نتیجه شکسته شدن پیوندهای استری و کووالانسی بین سلولز، لیگنین و همی سلولز است و بدین معنی است که بخش بیش‌تری از ماده خشک و دیواره سلولی این گیاهان برای میکروارگانیسم‌های شکمبه، قابل دسترس بوده و بنابراین قابلیت تخمیر آنها را افزایش داده است. بنابر این عمل‌آوری با اوره علاوه بر افزایش فراهمی نیتروژن (از طریق افزایش درصد پروتئین خام؛ جدول ۲) باعث می‌شود که انرژی بیشتری نیز در اثر تخمیر بیشتر این مواد خوراکی در اختیار میکروارگانیسم‌های شکمبه قرار گیرد. این افزایش و هم زمانی در تأمین انرژی قابل تخمیر و پروتئین می‌تواند باعث افزایش تولید پروتئین میکروبی در شکمبه شود.

نرخ تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF کاه گندم پس از عمل‌آوری با اوره افزایش یافت. برخلاف این نتایج، برخی پژوهش‌گران گزارش کردند که عمل‌آوری کاه گندم با محلول چهار درصد اوره اثر معنی‌داری بر نرخ تجزیه‌پذیری ماده خشک کاه نداشت نرخ تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF باگاس نیشکر تحت تأثیر عمل‌آوری با اوره قرار نگرفت . همان گونه که در جدول (۳) نشان داده شده است.

تجزیه‌پذیری مؤثر ماده خشک و NDF کاه گندم و باگاس نیشکر در اثر عمل‌آوری با اوره افزایش یافتNDF. افزایش تجزیه‌پذیری مؤثر به دلیل بهبود ویژگی‌های تجزیه‌پذیری از جمله نرخ تجزیه‌پذیری و بخش بالقوه تجزیه پذیر ماده خشک و NDF است.

همان طور که نتایج این مطالعه نشان می‌دهد بهبود تجزیه‌پذیری مؤثر پس از عمل‌آوری با اوره برای NDF کاه گندم بالاتر ازNDF باگاس نیشکر بود. زیرا عمل‌آوری باگاس نیشکر با اوره اثر معنی‌داری بر نرخ تجزیه‌پذیری و زمان تأخیر یعنی دو بخش مهم فرایندهای هضمی آن نداشت (جدول ۳).

منحنی‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF (شکل‌های او ۲) کاه گندم و باگاس نیشکر پس از عمل‌آوری با اوره، بالاتر از منحنی‌های تجزیه‌پذیری آنها قبل از عمل‌آوری بود. دلیل این بهبود نیز مربوط به افزایشی است که پس از عمل‌آوری در بخش‌ها و در نرخ تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF کاه گندم و باگاس نیشکر اتفاق افتاده است (جدول ۳). مقایسه منحنی‌های تجزیه‌پذیری کاه گندم با منحنی تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF (شکل‌های 3 و 4) باگاس نیشکر نیز به خوبی نشان می‌دهد که تأثیر عمل‌آوری با اوره بر تجزیه‌پذیری ماده خشک و NDF کاه گندم بیش تر از باگاس نیشکر بوده است. این موضوع بدین معنی است که با وجود افزایش مقدار بخش بالقوه تجزیه پذیر و تجزیه‌پذیری مؤثر باگاس نیشکر فرآوری شده با اوره، پاسخ باگاس به عمل‌آوری آمونیاکی توسط اوره ضعیف‌تر از کاه گندم بود. یکی از دلایلی که برای این موضوع می‌توان ذکر کرد تفاوت در ماهیت فیزیکی – شیمیایی این دو ماده خوراکی است (جدول ۲)، یعنی ساختار این مواد خشبی به لحاظ نوع اجزای دیواره سلولی و سایر اجزای تشکیل‌دهنده آنها با یکدیگر متفاوت است. از سوی دیگر، منبع آنزیم اوره از که برای هیدرولیز استفاده می‌شود می‌تواند یا از خود گیاه یا از سایر منابع افزودنی باشد پایین بودن میزان آنزیم اوره آز در باگاس نیشکر نسبت به کاه موجب هیدرولیز کمتر اوره به آمونیاک در طول دوره عمل‌آوری و در نتیجه گسست کم‌تر اجزای ساختاری در باگاس نیشکر آمونیاکی می‌شود و می تواند تأثیر عمل‌آوری با اوره بر فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین به نظر می‌رسد که هنگام عمل‌آوری باگاس نیشکر با اوره باید از یک منبع اوره آز برای حصول نتیجه بهتر، استفاده شود.

با توجه به نتایج به دست آمده در این آزمایش، عمل‌آوری مواد خشبی، به ویژه کاه گندم با اوره که منبع ارزان قیمت و قابل دسترس آمونیاک است، شیوه‌ای مناسب برای بهبود تجزیه‌پذیری این مواد خوراکی به شمار می‌رود عمل‌آوری با اوره با کاهش زمان تأخیر، افزایش بخش بالقوه تجزیه‌پذیر و افزایش نرخ تجزیه‌پذیری باعث و افزایش هضم مواد خشبی در دستگاه گوارش بازده استفاده از خوراک می‌شود.

برای مطالعه بخش مواد و روش این مقاله فایل زیر را دانلود کنید:

دانلود PDF مقاله

منبع: https://jap.ut.ac.ir/article_81464.html