الرئيسية
أمس في 8:07 pm من طرف amira333
الاستفادة من المخلفات الزراعية فى تغذية الحيوان
مقدمة:
من أهم المعوقات التى تحد من التوسع فى مجال الإنتاج الحيوانى هو عدم توفر الأعلاف وسوء استخدام المتيسر منها. والجدير بالذكر أنه توجد كميات كبيرة من المواد الخشنة كمخلفات المحاصيل الزراعية أو مخلفات المصانع الغذائية وتكون بصورة كبيرة لذا فقد اتجهت الأبحاث خلال العشرين عاما الماضية نحو محاولة استغلال المخلفات الزراعية ومخلفات التصنيع الزراعى حيث أنه يقدر الناتج السنوى من تلك المخلفات بحوالى 26 مليون طن (معهد بحوث الاقتصاد الزراعى 2000). وقُدرت الاحتياجات الغذائية لتلك الثروة حسب خصائصها الإنتاجية وتركيبها العمري لنفس العام بحوالي 171.5 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية ( TDN ) و 12.2 مليون طن من البروتين المهضوم . وبالمقابل ، تقدر القيمة الغذائية للموارد العلفية في الوطن العربي لعام 2000 بحوالي 143.5 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية و 12 مليون طن من البروتين المهضوم ، وبذلك فإن النقص الحاصل في الموازنة العلفية يبلغ 28 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية ، و 200 ألف طن من البروتين المهضوم . ونظراً لمحدودية الموارد الزراعية في الوطن العربي بشكل عام ، فقد تميز التوجه الزراعي لدى المزارع العربي بالاعتماد على المحاصيل الغذائية والصناعية ( حبوب ، بقوليات غذائية ، قطن ..إلخ ) ، مع انخفاض واضح في استزراع المحاصيل العلفية ولذا فقد ازداد اعتماده على المخلفات الزراعية للاستفادة منها في تغذية الحيوان . ويجب التوسع في الاستفادة من المصادر العلفية غير التقليدية ، وتحسين القيمة الغذائية للمخلفات الزراعية.
- إلا أن هذه المخلفات تتسم بـ :
- انخفاض محتواها من البروتين (3-5%)
- ارتفاع محتواها من السليولوز (30-40%)
الهيمسليولوز (25-35%) واللجنين (10-15%)
ومن فضل الله أن كرش الحيوان يحتوى على مجموعة من الكائنات الحيه الدقيقة (الميكروفلورا) والتى لها القدرة علي تحليل كل من السليولوز وبقدر قليل اللجنين.
* ولقد طبقت العديد من المعاملات الطبيعة والكيماوية بهدف إجراء عمليات هضم أوليه لتلك المخلفات قبل دخولها كرش الحيوان لزيادة الاستفادة منها بواسطة الميكروفلورا مما يساعد على تحسن في أداء الحيوان سواء لانتاج اللحم أو اللبن أو الصوف.
* وفي الآونة الأخيرة ذهب العلماء والباحثين نحو استغلال قدرة الكائنات الحية الدقيقة (البكتريا - الفطريات – الخمائر…. الخ ) في تحليل تلك المخلفات الزراعة فيما يعرف بالمعاملات الحيوية أو البيولوجية لتلك المخلفات الزراعية مما قد يساعد على إنتاج أعلاف غير تقليدية منها لاستخدامها في تغذية الحيوان.
ما هى الخصائص التى تحد من استخدام تلك المخلفات فى تغذية المجترات؟
- محتواها العالى من المواد اللجنوسليوليزية.
- محتواها المنخفض من الطاقة.
- انخفاض محتواها من الكربوهيدرات المتاحة مثل السكريات والنشا.
- انخفاض محتواها من البروتين وبعض الأملاح.
- تشغل حيزا كبيرا مما يرفع من تكلفة نقلها وتداولها.
ولذلك فلابد من اجراء بعض المعاملات:
- وهذه المعاملات تشمل:
- المعاملات الميكانيكية والطبيعية.
- المعاملات الكيماوية.
- المعاملات البيولوجية.
- طرق الإثراء المختلفة.
الشروط التى يتم مراعاتها عند اختيار المعاملة:
1-أن يكون ثبت نجاحها على المستوى التطبيقي ولدى شرائح مختلفة من المربين وعلى أنواع مختلفة من الحيوانات وصالحة للتطبيق على المستوى القومي.
2- ان تكون مبسطة وسهلة ولا تحتاج لمهارات لتنفيذها لتكون فى متناول المزارع.
3-الا يؤدى استخدامها الى تعرض الحيوانات او القائمين بها الى مخاطر صحية.
4-ان تتفق مع قدرات المزارعين ولا تتطلب معدات او أجهزة خاصة تزيد من تكاليف الإنتاج.
5-ان تكون اقتصادية يؤدى استخدمها الى رفع دخل المربين.
نبذة عن المعاملات البيولوجية:
نقدم هذه الفكرة المصرية التي نجحت في تجاربها المعملية والعملية فى محاولة للتخلص من المخلفات الزراعية والاستفادة منها ورفع قيمتها الغذائية وذلك لحل مشكلة السحابة السوداء التي تغطي سماء القاهرة عقب انتهاء موسم حصاد الأرز والقمح كل عام، والتي تعتبر من أكبر المشاكل البيئية الناتجة عن التخلص من المخلفات الزراعية بالحرق، على الرغم من القيمة الاقتصادية العالية لهذه المخلفات إذا ما تم إعادة تدويرها والاستفادة بها لتوفير مصادر جديدة لغذاء الإنسان والحيوان والأسمدة العضوية والطاقة الحيوية، بما تحويه من مواد ذات طاقة عالية من ألياف السيليلوز والهيموسيليلوز واللجنين، فضلا عن المحافظة على البيئة ومنع القدر الكبير من التلوث الذي يُحدثه حرق هذه المخلفات، والتخلص منها بالطرق التقليدية.
كانت معظم الأبحاث والدراسات السابقة قد ركزت على كيفية تعظيم الاستفادة من المخلفات الزراعية كعلف للحيوان؛ بتحسين قيمتها الغذائية من خلال اتباع العديد من أساليب المعالجة البيولوجية والميكانيكية؛ للتغلب على المشاكل المرتبطة بالتركيبات الفيزيائية والكيميائية لهذه المخلفات، التي تعمل على خفض معامل الهضم لدى الحيوان؛ لاحتوائها على نسب عالية من الألياف واللجنين، التي تعيق تأثير الإنزيمات الهاضمة وميكروبات الكرش على هضم تلك المخلفات، بالإضافة إلى انخفاض محتواها البروتيني؛ حيث تحتوي في المتوسط على أقل من 3% من البروتين الخام، فضلا عن انخفاض محتواها من الأملاح والفيتامينات، وكذلك انخفاض محتواها من الطاقة؛ حيث تحتوي على أقل من 29% معامل نشا، وأقل من 45% مجموع عناصر غذائية مهضومة، وأقل من 7% ميجاجول/ للكيلوجرام.
وتحتاج بعض أنواع تلك المخلفات لعمليات التقطيع أو الطحن؛ وهو ما قد يمثل زيادة في تكلفتها، فضلا عن الحاجة لتجفيف المخلفات ذات المحتوى العالي من الرطوبة حتى يمكن الاحتفاظ بها لحين الحاجة لاستخدامها، يضاف إلى ذلك موسمية تواجد تلك المخلفات المرتبطة بمواسم الحصاد، والتكلفة العالية لتجميعها ونقلها. ويزيد من صعوبة الأمر عدم توافر بيانات كاملة ودقيقة عن كميات المخلفات المتوافرة على مدار العام، وأنواعها، وأماكن تواجدها حتى يمكن وضع الخطط والإستراتيجيات اللازمة لتصنيعها وإعادة تدويرها.
العوامل التى تؤثر علىالمعاملة الحيوية بالفطريات للمواد الخشنة :
1- نوع سلالة الفطر المستخدمة .
2- نوع المادة الخشنة المعاملة .
3- المعاملات السابقة Pre-treatments سواء طبيعية ( كالمعاملة بالبخار على درجات حرارة معينة ، الترطيب بالماء ، التقطيع والطحن وغيرها ) أو كيماوية ( كالمعاملة بالقلوى حيث تساعد على فصل اللجنين من المادة اللجنو سليلوزية وأيضا مصدر النتروجين المستعمل ) .
4- درجة الحرارة ودرجة pH أثناء التخمر والزمن اللازم لإتمام التخمر .
5- درجة الرطوبة فأنخفاضها يعوق نمو الفطركما أن إرتفاعها لأكثر من 50% يعوق التبادل الغازى ويسمح بالنمو السريع للبكتريا الملوثة المصاحبة للفطر .
6- الوسط الغازى فتزداد سرعة التحلل بوجود كفاية من الأكسجين مع إزالة معظم ثانى أكسيد الكربون وعلى سبيل المثال وجد أن نسبة16 % Co2تكون مثالية لنمو الفطر Pleurotus بينما النسب الأعلى منه تكون سامة ومعوقة لنموه).
7- مدى إنتاج البروتين الخام ومحصول Biomass والفقد فى المادة الجافة.
ومما سبق يتضح أن نجاح معاملة المخلفات الزراعية بالفطريات يتوقف على ما يأتى:
1- اختيار النوع المناسب من الفطر وضمان عدم نمو أنواع أخرى قد تكون ضارة بالأحياء الدقيقة داخل كرش الحيوان بافرازها مواد سامة.
2- توفير الظروف الملائمة لنمو الفطر من حيث درجة الرطوبة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة والوسط الغازى المناسب.
3- الحصول على منتج وفير محتواه عال من البروتين ذى القيمة الحيوية المرتفعة.
4- أن تكون التكلفة إقتصادية.
على الرغم من أن المعالجة البيولوجية التي يستخدم فيها العفن الأبيض تعد من التكنولوجيات الواعدة في هذا المجال لما لها من قدرة على تحليل وكسر الروابط اللجنوسيليلوزية ؛ مما يعمل على زيادة معامل هضم المخلفات لدى الحيوانات، فضلا عن قدرة تلك الفطريات على بناء البروتين الفطري الذي يساهم بدوره في زيادة المحتوى البروتيني للمخلف وإحداث تحلل جزئي لها، إلا أنه وجد بالتطبيق العملي أن تكاليفها مرتفعة بالقياس إلى المردود منها؛ وهو ما جعل الفلاح لا يُقبل عليها ويفضل التخلص من المخلفات بحرقها.
مقدمة:
من أهم المعوقات التى تحد من التوسع فى مجال الإنتاج الحيوانى هو عدم توفر الأعلاف وسوء استخدام المتيسر منها. والجدير بالذكر أنه توجد كميات كبيرة من المواد الخشنة كمخلفات المحاصيل الزراعية أو مخلفات المصانع الغذائية وتكون بصورة كبيرة لذا فقد اتجهت الأبحاث خلال العشرين عاما الماضية نحو محاولة استغلال المخلفات الزراعية ومخلفات التصنيع الزراعى حيث أنه يقدر الناتج السنوى من تلك المخلفات بحوالى 26 مليون طن (معهد بحوث الاقتصاد الزراعى 2000). وقُدرت الاحتياجات الغذائية لتلك الثروة حسب خصائصها الإنتاجية وتركيبها العمري لنفس العام بحوالي 171.5 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية ( TDN ) و 12.2 مليون طن من البروتين المهضوم . وبالمقابل ، تقدر القيمة الغذائية للموارد العلفية في الوطن العربي لعام 2000 بحوالي 143.5 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية و 12 مليون طن من البروتين المهضوم ، وبذلك فإن النقص الحاصل في الموازنة العلفية يبلغ 28 مليون طن من العناصر المهضومة الكلية ، و 200 ألف طن من البروتين المهضوم . ونظراً لمحدودية الموارد الزراعية في الوطن العربي بشكل عام ، فقد تميز التوجه الزراعي لدى المزارع العربي بالاعتماد على المحاصيل الغذائية والصناعية ( حبوب ، بقوليات غذائية ، قطن ..إلخ ) ، مع انخفاض واضح في استزراع المحاصيل العلفية ولذا فقد ازداد اعتماده على المخلفات الزراعية للاستفادة منها في تغذية الحيوان . ويجب التوسع في الاستفادة من المصادر العلفية غير التقليدية ، وتحسين القيمة الغذائية للمخلفات الزراعية.
- إلا أن هذه المخلفات تتسم بـ :
- انخفاض محتواها من البروتين (3-5%)
- ارتفاع محتواها من السليولوز (30-40%)
الهيمسليولوز (25-35%) واللجنين (10-15%)
ومن فضل الله أن كرش الحيوان يحتوى على مجموعة من الكائنات الحيه الدقيقة (الميكروفلورا) والتى لها القدرة علي تحليل كل من السليولوز وبقدر قليل اللجنين.
* ولقد طبقت العديد من المعاملات الطبيعة والكيماوية بهدف إجراء عمليات هضم أوليه لتلك المخلفات قبل دخولها كرش الحيوان لزيادة الاستفادة منها بواسطة الميكروفلورا مما يساعد على تحسن في أداء الحيوان سواء لانتاج اللحم أو اللبن أو الصوف.
* وفي الآونة الأخيرة ذهب العلماء والباحثين نحو استغلال قدرة الكائنات الحية الدقيقة (البكتريا - الفطريات – الخمائر…. الخ ) في تحليل تلك المخلفات الزراعة فيما يعرف بالمعاملات الحيوية أو البيولوجية لتلك المخلفات الزراعية مما قد يساعد على إنتاج أعلاف غير تقليدية منها لاستخدامها في تغذية الحيوان.
ما هى الخصائص التى تحد من استخدام تلك المخلفات فى تغذية المجترات؟
- محتواها العالى من المواد اللجنوسليوليزية.
- محتواها المنخفض من الطاقة.
- انخفاض محتواها من الكربوهيدرات المتاحة مثل السكريات والنشا.
- انخفاض محتواها من البروتين وبعض الأملاح.
- تشغل حيزا كبيرا مما يرفع من تكلفة نقلها وتداولها.
ولذلك فلابد من اجراء بعض المعاملات:
- وهذه المعاملات تشمل:
- المعاملات الميكانيكية والطبيعية.
- المعاملات الكيماوية.
- المعاملات البيولوجية.
- طرق الإثراء المختلفة.
الشروط التى يتم مراعاتها عند اختيار المعاملة:
1-أن يكون ثبت نجاحها على المستوى التطبيقي ولدى شرائح مختلفة من المربين وعلى أنواع مختلفة من الحيوانات وصالحة للتطبيق على المستوى القومي.
2- ان تكون مبسطة وسهلة ولا تحتاج لمهارات لتنفيذها لتكون فى متناول المزارع.
3-الا يؤدى استخدامها الى تعرض الحيوانات او القائمين بها الى مخاطر صحية.
4-ان تتفق مع قدرات المزارعين ولا تتطلب معدات او أجهزة خاصة تزيد من تكاليف الإنتاج.
5-ان تكون اقتصادية يؤدى استخدمها الى رفع دخل المربين.
نبذة عن المعاملات البيولوجية:
نقدم هذه الفكرة المصرية التي نجحت في تجاربها المعملية والعملية فى محاولة للتخلص من المخلفات الزراعية والاستفادة منها ورفع قيمتها الغذائية وذلك لحل مشكلة السحابة السوداء التي تغطي سماء القاهرة عقب انتهاء موسم حصاد الأرز والقمح كل عام، والتي تعتبر من أكبر المشاكل البيئية الناتجة عن التخلص من المخلفات الزراعية بالحرق، على الرغم من القيمة الاقتصادية العالية لهذه المخلفات إذا ما تم إعادة تدويرها والاستفادة بها لتوفير مصادر جديدة لغذاء الإنسان والحيوان والأسمدة العضوية والطاقة الحيوية، بما تحويه من مواد ذات طاقة عالية من ألياف السيليلوز والهيموسيليلوز واللجنين، فضلا عن المحافظة على البيئة ومنع القدر الكبير من التلوث الذي يُحدثه حرق هذه المخلفات، والتخلص منها بالطرق التقليدية.
كانت معظم الأبحاث والدراسات السابقة قد ركزت على كيفية تعظيم الاستفادة من المخلفات الزراعية كعلف للحيوان؛ بتحسين قيمتها الغذائية من خلال اتباع العديد من أساليب المعالجة البيولوجية والميكانيكية؛ للتغلب على المشاكل المرتبطة بالتركيبات الفيزيائية والكيميائية لهذه المخلفات، التي تعمل على خفض معامل الهضم لدى الحيوان؛ لاحتوائها على نسب عالية من الألياف واللجنين، التي تعيق تأثير الإنزيمات الهاضمة وميكروبات الكرش على هضم تلك المخلفات، بالإضافة إلى انخفاض محتواها البروتيني؛ حيث تحتوي في المتوسط على أقل من 3% من البروتين الخام، فضلا عن انخفاض محتواها من الأملاح والفيتامينات، وكذلك انخفاض محتواها من الطاقة؛ حيث تحتوي على أقل من 29% معامل نشا، وأقل من 45% مجموع عناصر غذائية مهضومة، وأقل من 7% ميجاجول/ للكيلوجرام.
وتحتاج بعض أنواع تلك المخلفات لعمليات التقطيع أو الطحن؛ وهو ما قد يمثل زيادة في تكلفتها، فضلا عن الحاجة لتجفيف المخلفات ذات المحتوى العالي من الرطوبة حتى يمكن الاحتفاظ بها لحين الحاجة لاستخدامها، يضاف إلى ذلك موسمية تواجد تلك المخلفات المرتبطة بمواسم الحصاد، والتكلفة العالية لتجميعها ونقلها. ويزيد من صعوبة الأمر عدم توافر بيانات كاملة ودقيقة عن كميات المخلفات المتوافرة على مدار العام، وأنواعها، وأماكن تواجدها حتى يمكن وضع الخطط والإستراتيجيات اللازمة لتصنيعها وإعادة تدويرها.
العوامل التى تؤثر علىالمعاملة الحيوية بالفطريات للمواد الخشنة :
1- نوع سلالة الفطر المستخدمة .
2- نوع المادة الخشنة المعاملة .
3- المعاملات السابقة Pre-treatments سواء طبيعية ( كالمعاملة بالبخار على درجات حرارة معينة ، الترطيب بالماء ، التقطيع والطحن وغيرها ) أو كيماوية ( كالمعاملة بالقلوى حيث تساعد على فصل اللجنين من المادة اللجنو سليلوزية وأيضا مصدر النتروجين المستعمل ) .
4- درجة الحرارة ودرجة pH أثناء التخمر والزمن اللازم لإتمام التخمر .
5- درجة الرطوبة فأنخفاضها يعوق نمو الفطركما أن إرتفاعها لأكثر من 50% يعوق التبادل الغازى ويسمح بالنمو السريع للبكتريا الملوثة المصاحبة للفطر .
6- الوسط الغازى فتزداد سرعة التحلل بوجود كفاية من الأكسجين مع إزالة معظم ثانى أكسيد الكربون وعلى سبيل المثال وجد أن نسبة16 % Co2تكون مثالية لنمو الفطر Pleurotus بينما النسب الأعلى منه تكون سامة ومعوقة لنموه).
7- مدى إنتاج البروتين الخام ومحصول Biomass والفقد فى المادة الجافة.
ومما سبق يتضح أن نجاح معاملة المخلفات الزراعية بالفطريات يتوقف على ما يأتى:
1- اختيار النوع المناسب من الفطر وضمان عدم نمو أنواع أخرى قد تكون ضارة بالأحياء الدقيقة داخل كرش الحيوان بافرازها مواد سامة.
2- توفير الظروف الملائمة لنمو الفطر من حيث درجة الرطوبة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة والوسط الغازى المناسب.
3- الحصول على منتج وفير محتواه عال من البروتين ذى القيمة الحيوية المرتفعة.
4- أن تكون التكلفة إقتصادية.
على الرغم من أن المعالجة البيولوجية التي يستخدم فيها العفن الأبيض تعد من التكنولوجيات الواعدة في هذا المجال لما لها من قدرة على تحليل وكسر الروابط اللجنوسيليلوزية ؛ مما يعمل على زيادة معامل هضم المخلفات لدى الحيوانات، فضلا عن قدرة تلك الفطريات على بناء البروتين الفطري الذي يساهم بدوره في زيادة المحتوى البروتيني للمخلف وإحداث تحلل جزئي لها، إلا أنه وجد بالتطبيق العملي أن تكاليفها مرتفعة بالقياس إلى المردود منها؛ وهو ما جعل الفلاح لا يُقبل عليها ويفضل التخلص من المخلفات بحرقها.