تغذية الحيوان
تغذيه حيوان
Animal nutition -
فيصل ميا
الأسس المعتمدة في حساب الاحتياجات الغذائية للحيوان
التقانات الحيوية المستخدمة في تغذية الحيوان
علم تغذية الحيوانanimal nutrition هو علم تطبيقي يبحث في العلاقة المتبادلة بين غذاء الحيوان واحتياجاته لحفظ جسمه ونموه ومستلزمات إنتاجه؛ متضمناً تناول الطعام وهضمه وامتصاصه واستقلابه في الجسم وما ينجم عن ذلك من تحرير للطاقة energy اللازمة للحياة والتكاثر والإنتاج (بيض وحليب ولحم... وغيرها) وكذلك التخلص من الفضلات. فهو يُعنى بجميع عمليات التقويض والبناء التي تجري في الجسم مع ربطها بالغذاء المتناول وما يحتويه من العناصر الغذائية.
تطور علم التغذية أساساً من علمي الكيمياء والفيزيولوجيا ليصبح علماً مستقلاً، وله علاقة وثيقة بالعلوم الأخرى مثل علوم الأحياء الدقيقة والأغذية والغدد الصم وعلم الإنزيمات والوراثة والإحصاء والفيزياء والاقتصاد والاجتماع والزراعة والطب وتربية الحيوان الزراعي والإنتاج الحيواني.... وغيرها. بدأ الاهتمام بالحيوان الزراعي في أوربا في النصف الثاني من القرن الثاني عشر، حيث دُرست أهمية التغذية في الحظائر وفي إنتاج السماد، ومع توسع نظم التغذية في الحظائر ظهرت الحاجة الملحة إلى معرفة كمية الغذاء اللازمة للحيوان حتى يبقى في حالة جيدة، وأول من قيَّم الأغذية هو ألبريخت ثاير Albrecht Thaer (1752-1828م)؛ إذ أدخل نظرية الدريس بوصفها وحدة غذائية ومقياساً لمواد العلف، وكان أول من أجرى تجارب تغذية لتقييم الأعلاف في أوائل القرن التاسع عشر.
ومع تقدم الأبحاث في العلوم الحيوية والزراعية ازدادت المعلومات بشأن تركيب مواد العلف وفعلها في جسم الحيوان، فظهر كتاب "كيمياء الحيوان واستعمالها في فيزيولوجيا الإنسان وأمراضه Animal Chemistry with Preferences to the Physiology and Pathology of Man للمؤلفين جورج إدوارد G. Edward (1815-1872) وجون فرانز Franz J. (1807-1843)؛ وقدّم صورة واضحة عن عمليات التغذية في جسم الحيوان. كما أوضح التركيب العنصري للمركّبات الآزوتية في جسم الحيوان، واستنبط الطرائق المختلفة للتفريق بين المركّبات الغذائية في مواد العلف وتمييز الكربوهدرات والدهن والبروتينات والمعادن وغيرها.
وبظهور التقسيم الكيميائي للمركّبات الغذائية استغنيَ عن نظرية معامل الدريس، وتطور مفهوم أنّ الحيوان - وبحسب نوعه والغرض الإنتاجي منه- يحتاج يومياً إلى مقدار من البروتين والسكر والدهون.
وأشار العالم الفرنسي لافوازييه Lavoisier إلى أنّ الحرارة الحيوانية هي نتيجة للتحولات الكيميائية للغذاء وأنّ عمليات الهدم في الأعضاء الحيوانية ما هي إلا عملية تأكسد، وبيّن روبنر Rubner عام 1886 أن جسم الحيوان لا يمكن أن يأخذ الطاقة إلاّ من الطاقة الكامنة في الغذاء التي لا تفقد عند احتراقه بالجسم، ولكن يتحول إلى صورة أخرى من الحرارة. ويرجع الفضل الأول في معرفة هضم الألياف وغيرها من المركّبات الغذائية إلى العلماء الألمان، فقد استطاع كِلنر Kellner عام 1900 تعيين كميات الدهن التي تتكون من النشاء (نظرية النشاء)، كما اتجهت الأبحاث خصوصاً إلى بحث العوامل التي تؤثر في صفات البروتين، وارتبط التقدم في علم التغذية أيضاً بالتقدم الذي حدث في بعض العلوم الأخرى مثل الكيمياء الحيوية والعضوية والفيزيولوجيا والطبيعة والوراثة.
ومع التقدم الواسع في علم تغذية الحيوان مازال هناك الكثير من المواضيع التي تستدعي القيام بدراساتها علاوة على أن معظم المعلومات عن الاحتياجات الغذائية للحيوانات نجمت عن دراسات قصيرة نسبيّاً؛ ممّا يشير إلى النقص في بعض المعلومات المتوفرة حالياً، وما زالت الأبحاث جارية لتفهم دقائق هذا العلم للمساهمة في النهوض بالإنتاج الحيواني والوصول به إلى درجة مُرضِية ومفيدة.
تقسم مواد العلف إلى مجموعتين بناءً على محتواها من الألياف الخام وجملة المركّبات الغذائية المهضومة.
1. المواد المركزة concentrated: وهي تحوي كثيراً من الطاقة الصافية بالنسبة إلى وحدة الوزن؛ نظراً لغناها بالنشا أو السكر أو البروتين أو الدهن وانخفاض محتوياتها من الألياف الخام التي لا تزيد غالباً على 16%، وفي المتوسط 75% من مجموع المركّبات الإجمالية القابلة للهضم (TDN) Total Digestible Nutrients على أساس المادة الجافة، وتتضمن الآتي:
· مواد غنية بالطاقة، وتشمل الحبوب النشوية cereal grains مثل الشعير والذرة والشوفان والسورغوم والأرز، والنواتج الثانوية للحبوب cereal by–products مثل نخالة القمح والذرة والأرز، والمولاس molasses مثل مولاس قصب السكر والبنجر (الشوندر السكري).
· مواد غنية بالبروتين، وتشمل الأكساب oil seed cakes أو المساحيق meals، ويُتحصل عليها بعد استخلاص الزيت من البذور الزيتية مثل أكساب بذور القطن والكتان والفول السوداني وفول الصويا والسمسم ودوّار الشمس.
· المنتجات الحيوانية الثانوية animal by–products مثل مساحيق السمك واللحم والدم (الذي أوقف استعماله بعد ظهور مرض جنون البقر) واللبن الفرز المجفف والشرش المجفف.
· أغذية تحتوي الفيتامينات وأخرى تحتوي العناصر المعدنية.
· مواد أخرى كالمضادات الحيوية والأحماض الأمينية واليوريا.
2. المواد الخشنة :roughages حجمها كبير، وتحوي قليلاً من الطاقة الصافية بالنسبة إلى وحدة الوزن، وذلك بسبب ارتفاع محتواها من الألياف الخام وأحياناً من الرطوبة ( أكثر من 16% أليافاً خاماً (50%TDN في المتوسط على أساس المادة الجافة)، وتنقسم إلى الآتي:
· مواد خشنة طريةsucculent : تحوي أكثر من 70% رطوبة، مثل المراعيpastures و"السيلاج" silage والجذور rootsوالدرنات tubers.
· مواد خشنة جافةdry : تحوي قليلاً من الرطوبة وهي غنية بالألياف الخام، وتشمل الدريس hay والأتبان straws والقشور hulls والأغلفة chaff وحطب الذرة stover وقوالح الذرة cobs وتفل قصب السكر bagasse والعروش الجافة للمحاصيل والخُضر.
الأسس المعتمدة في حساب الاحتياجات الغذائية للحيوان
الغاية من دراستها الإلمام بجميع المعلومات الضرورية التي تُمكِّن من معرفة ما يحتاج إليه الحيوان من مواد وعناصر غذائية متنوعة (طاقة، بروتين، عناصر معدنية، ڤيتامينات) تكفي كمّاً ونوعاً لتغطية الأغراض الحيوية المختلفة ( حفظ الحياة والنمو والإنتاج والعمل والتناسل... وغيرها). وتكوين علائق متزنة تُمكِّن الحيوان من إعطاء الحد الأقصى من الإنتاج بما يتوافق وإمكاناته الوراثية والظروف البيئية بأقل التكاليف. وتتأثر هذه الاحتياجات بنوع الحيوان وعمره وجنسه وحالته الفيزيولوجية وغيرها من العوامل الأخرى. وتختلف أيضاً داخل النوع باختلاف خصائصه الفردية وحالته الإنتاجية.
يُعبر عن الاحتياجات بطرائق مختلفة باختلاف المادة الغذائية، وتتحدد بموجبها الكمية التي يحتاج إليها الحيوان من هذه المادة أو تلك، وتسمى الكميات المحددة من المادة الغذائية التي تمثل احتياجات الحيوان بالمقننات الغذائية العيارية feeding standards .
تختلف طرائق التعبير عن الاحتياجات الغذائية بحسب المادة الغذائية ونوع الحيوان والبلدان المختلفة. وفي جميع الحالات يجب أن تكون الطريقة التي تستخدم في حساب المقننات الغذائية هي ذاتها التي تستخدم في تقييم الأعلاف وحساب محتوى العلف من المادة الغذائية. فإذا كانت احتياجات الحيوان من الطاقة تحسب على صورة إجمالية TDN أو طاقة استقلاب (ME) Metabolic Energy، مثلاً يجب أن تتضمن جداول الأعلاف قيم الطاقة على الصورة نفسها وذلك حتى يمكن استخدامها في تكوين العليقة.
وتتلخص الطرائق المستخدمة في التعبير عن احتياجات الحيوان الغذائية وفي تقييم الأعلاف في البلدان المختلفة وللمواد الغذائية المختلفة بالآتي:
1- الطاقة: يعبر عنها بالحريرة (الكالوري) calorie أو الجول joule ومضاعفاتها، وتستخدم في حسابها طرائق عديدة: الطاقة المهضومة (DE) Digestible Energy، والطاقة الاستقلابية (ME)، والطاقة الصافية (NE) Net Energy. ويُعبّر عن الطاقة بوحدات قياس مشتقة من قيم الطاقة، منها مجموع المركّبات القابلة للهضم TDN)).
2- البروتين: يعبر عن احتياجاته الغذائية بوصفه بروتيناً خاما كلياً Total Crude Protein (TCP) أو بروتيناً خاماً قابلاً للهضم DCP)) Digestible Crude Protein. وتشمل جميع جداول تقييم الأعلاف قيم البروتين اللازمة للحيوانات المختلفة.
3- العناصر المعدنية الفلزية mineral elements: ويُعبّر عنها بالغرام للعناصر الكبرى وأجزائه للعناصر الصغرى.
4- اليتاميناتvitamins : يُعبّر عنها بأجزاء الغرام أو الوحدات الدولية (IU) International Unit تشمل المقننات الغذائية دائماً زيادة بسيطة على الاحتياجات الفعلية للحيوان تسمى معامل أمان safety factor، وذلك لتغطية الفروق التي تنجم عن الاختلافات الفردية بين الحيوانات وكذلك الأخطاء التجريبية التي تحدث في أثناء تقييم الأعلاف وحساب الاحتياجات.
ومما تجدر الإشارة إليه أن المقننات الموضوعة لاستخدامها في التغذية التطبيقية – مهما كانت حساباتها دقيقة والأسس المبنية عليها علمية – فإنها في بعض الأحيان لا تناسب الحالات الفردية. لذلك فهي ليست إلا دليلاً يُستعان به في التغذية التطبيقية، وتحتاج دائماً إلى متابعة من قبل المربي للتأكد من ملاءمتها لحيواناته.
1. احتياجات الحيوان الغذائية الحافظة: وهي الحد الأدنى من جميع العناصر الغذائية من طاقة وبروتين وعناصر معدنية وفيتامينات؛ الكافية لحفظ حياة الحيوان غير المنتج من دون زيادة أو نقص في وزنه مع المحافظة على الموازين الغذائية في الجسم في وضع متعادل.
2. احتياجات الحيوان الغذائية للأغراض الإنتاجية: وهي ما يحتاج إليه الحيوان من مواد وعناصر غذائية مختلفة للأغراض الإنتاجية المختلفة كالنمو (تسمين أو إنتاج الحليب أو البيض أو الصوف أو غيرها). فهي احتياجات غذائية حافظة واحتياجات غذائية لأغراض إنتاجية.
تُعدّ عملية تكوين العليقة أو الخلطة العلفية ration formulation من أهم المستلزمات التي تُحدد نجاح مربي الحيوان أو إخفاقه في الحصول على أفضل إنتاج بأقل التكاليف. وتُعرف الخلطة العلفية أو العليقة بأنها كمية العلف أو المادة المخصصة للحيوان في اليوم (24 ساعة)، ويمكن أن تتكون من نباتات المراعي إذا كان الحيوان يتغذى على المراعي الجيدة فقط أو من أعلاف خشنة أو خشنة ومركزة أو فقط من الأعلاف المركزة كما في حالة الدواجن. قد تكون العليقة محددة الوزن وتعطى ضمن نظام يكفل حصول الحيوان على حصته المقررة من الغذاء، أو غير محددة يأخذ الحيوان الكمية التي يشاء من الأعلاف المتاحة ad-lib، كما في حالة التغذية الحرة أو حتى الشبع من دون تقنين سواء في المراعي أم الحظائر. والخلطة العلفية إما متزنة تحوي جميع المواد الغذائية التي يحتاج إليها الحيوان بالكميات المطابقة لاحتياجاته؛ وإمّا غير متزنة ينقصها واحد أو أكثر من العناصر الغذائية أو غير مطابقة لاحتياجات الحيوان الغذائية.
يتطلب توفير المعلومات اللازمة لتكوين العلائق على نحو صحيح من الناحيتين الغذائية والاقتصادية إلماماً كافياً بأهمية كل من العناصر الغذائية للحيوانات المختلفة، ومقدار ما تحتاج إليه من كل منها للأغراض المختلفة. كما يتطلب معرفة بمواد العلف وخواصها وقيمتها الغذائية وصلاحيتها للأنواع المختلفة من الحيوانات. ويمكن التنسيق بين مجمل هذه المعلومات من تكوين العليقة المتزنة، ما يعني كمية العلف المخصص للحيوان في اليوم لتغطية جميع احتياجاته من العناصر الغذائية. ولتركيب الخلطة العلفية وحساب نسبة الأعلاف المكونة لها لا بد من معرفة احتياجات الحيوان من الطاقة والبروتين بحسب المرجع الذي يستخدم لهذا الغرض، وتحديد مواد العلف المتاحة وتسجيل محتواها من الطاقة والبروتين وبقية العناصر الغذائية، وكذلك تحديد وزن العليقة على ضوء احتياجات الحيوان إلى المادة الجافة، وتحديد الحد الأقصى الممكن استخدامه من مواد العلف بحسب نوع الحيوان وطبيعة المادة العلفية وسعر الطاقة والبروتين فيها وترتيب الأعلاف بحسب أولويات استخدامها.
ثمة عدة طرائق لحساب مكونات الخلطة العلفية تختلف بحسب الإمكانات وعدد مواد العلف المستخدمة في الخلطة وكمية استخدام الخلطة ومدتها. فإذا كان عدد المواد العلفية المستخدمة قليلاً يمكن استخدام طرائق حسابية بسيطة في تكوينها، أما إذا كان عدد المواد العلفية كبيراً وعدد العناصر الغذائية المطلوب موازنة العليقة بها كبيراً؛ فمن الضروري اعتماد الطرائق الرياضية والحاسبات في عملية موازنة الخلطة غذائياً واقتصادياً؛ مما يحقق مزايا، أهمها إمكان موازنة العلائق بدقة لجميع العناصر الغذائية سرعة الإنجاز وسهولة العمل وتخفيض تكاليف الإنتاج عن طريق اختيار أقل العلائق كلفة.
التقانات الحيوية المستخدمة في تغذية الحيوان
حققت التقانات الحيوية خطوات كبيرة في رفع كفاءة قدرة المجترات على هضم الأعلاف الخشنة. فقد استخدمت الصادّات لرفع كفاءة تحويل الغذاء في المجترات الصغيرة وزيادة معدل نموها. كما استخدمت الإضافات العلفية المُحضًرة حيوياً التي تؤثر في التخمر في الكرش مثل المركّبات التي تقلل من إنتاج غاز الميتان أو التي تزيد إنتاج حمض البروبيونيك أو تقلل من تحطم البروتينات في الكرش أو التي تُحسِّن من تصنيع البروتين المكروبي أو التي تثبط تكاثر الحيوانات الأوالي protozoa، ومنها الأغذية الوظيفية بروبيوتين probiotics، وهي بكتريات حية أو خمائر تستخدم إضافات علفية لتحسين توازن المكروبات في الأمعاء واستعمال بري بيوتيك pribiotica (مستخلصات الجدر الخلوية) التي تُحفز البروبيوتيك بصورة انتقائية.
أمكن باستخدام التقانة الحيوية، إزالة السموم الموجودة في بعض النباتات التي تستهلكها الحيوانات. ومن خلال نقل مكروبات الكرش من الأغنام الإندونيسية إلى الأغنام الأسترالية استطاعت الأخيرة أن تفتت المواد السامة (هدروكسيل بيريدين hydroxyl pyridine ) التي توجد عادة في إحدى البقوليات المدارية.
ومن الهرمونات التي ثبت نجاحها في نمو النسيج العضلي في البقر على حساب ترسيب الدهن هو هرمون النمو سوماتوتروبين somatotropin شريطة أن يكون العلف متوفراً ومستوى الرعاية والتغذية عالياً، وإلا قد تصاب الحيوانات بخلل في الاستقلاب، وقد مُنع استخدامه في أغلب دول العالم إلا لأغراض بحثية.
تعتمد التقانات الحيوية في تغذية الحيوانات غالباً على استخدام الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك المنتجة من خلال تكنولوجيا الحمض الريبي النووي (الدنا) المأشوب recombinant DNA، وتستخدم تقنيات التخمير لإنتاج المغذيات مثل بعض الأحماض الأمينية الأساسية أو بروتينات كاملة أو لتحسين هضم الأعلاف الحيوانية. وتستخدم الزراعات المكروبية لزيادة جودة "السيلاج" أو لتحسين قيمته الغذائية باستخدام أعلاف تحتوي على أغذية وظيفية (البروبيوتيك).
وتستخدم أيضاً الإنزيمات المحللة للألياف (الأميلاز amylase وأميلوغلوكوزيداز amyloglucosidase والسليولاز cellulase) لزيادة إنتاجية الحيوانات وتخفيض التلوث البيئي. وعلى الرغم من ندرة البيانات يبدو أن الحموض الأمينية والإنزيمات هي من بين منتجات التقانات الحيوية المتعلقة بالتغذية وأكثرها شيوعاً واستخداماً في البلدان النامية.
أما تخمير المواد السلولوزية الخشبيةlignocelluloses لتحسين نوعية مخلفات المحاصيل والأعلاف، فإنه لم تثبت فعاليتها كثيراً، وما تزال الأبحاث مستمرة في هذا المجال لسبر إمكان تطوير عترات مكروبية قادرة على زيادة فعالية هضم هذه المواد في كرش المجترات.
|
مراجع للاستزادة: - W. Damron, Introduction to Animal Science: Global, Biological, Social and Industry Perspectives (What&https://mail.arab-ency.com.sy/scitech/details/169955#39;s New in Trades & Technology), Pearson 2017. - P. I. Hynd, Animal Nutrition: From Theory to Practice, CABI 2019. - P. McDonald, J.F.D. Greenhalgh, et al., Animal Nutrition, Amazon.co 2011. - G. Wu, Principles of Animal Nutrition, CRC Press 2021.
|
- التصنيف : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية - النوع : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية - المجلد : المجلد التاسع مشاركة :
اخترنا لكم
المجلدات الصادرة عن موسوعة العلوم والتقانات
