روش های فرآوری و بهبود كيفيت علوفه ها و مواد خشبی با ارزش غذايی پايين در تغذيه دام

تولید سالانه مواد عالی پر انرژی دام توسط علوفه ها و مواد خشبی

علوفه ها و مواد خشبی با ارزش غذايی پايين بخش عمده ای از توليدات سالانه مواد عالی برای دام را شامل می شود كه حجم انبوهي از انرژی را در خود ذخيره مي نمايد.

روش های بهبود و فرآوری مواد خشبی ارزش غذايی پايين

روش هاي بهبود و فرآوري ضايعات زراعی، مواد خشبی و كيفيت پايين به چند طريق صورت مي گيرد :1 )غني سازي با آمونياك شامل روشهاي : آمونياك به شكل خالص محلول در آب ،آمونياك به شكل خالص گازي تحت فشار واوره. 2)غني سازي با هيدروكسيد سديم شامل روشهاي: الف) غني سازي مرطوب : كه به چند روش صورت مي گيرد ،فرو بردن مواد در محلول هيدروكسيد سديم ، اسپري كردن محلول هيدروكسيد سديم  روي مواد. ب) غني سازي نيمه مرطوب شامل روشهاي پاشيدن محلول هيدروكسيد سديم  بر روي مواد و مخلوط كردن آن ،غني سازي مواد درحين جمع آوري،پاشيدن محلول هيدروكسيد سديم  بر روي كاه به وسيله يك ماشين برداشت محصول،قطعه قطعه كردن مواد  و سپس پاشيدن محلول هيدروكسيد سديم،قطعه كردن و خرد كردن كاه.3) غني سازي با مواد شيميايي بغير از آمونياك و هيدروكسيد سديم شامل روشهاي سيلو كردن مواد با هيدروكسيد كلسيم،هيدرو كسيد پتاسيم، دي اكسيد گوگرد، اسيد سولفوريك، مگادي، اوزن، دي اكسيد كلر. 4) غني سازي فيزيكي شامل جوشاندن تحت فشار بالا يا بخار آب براي بهبود موادي شبيه كاه برنج و كاه ديگر غلات، با گاس، نيشكر بلال ذرت و ديگر مواد مورد استفاده قرار مي گيرد كه بر اساس  عمل هيدرو لتيكي بخار در دماي بالا و شكستن باندهاي شيميايي مي باشد و سبب تجزيه باند و افزايش قابليت هضم محصول نهايي مي شود 5) غني سازي ميكروبي كه مشكل اصلي اين روش يافتن ميكرو اورگانيسم هايي است كه بتواند ليگنين را بدون استفاده از همي سلولز و سلولز تجزيه كند . لذا توسعه پايدار كشاورزي و توسعه كشاورز نياز به برنامه ريزي صحيح و فراهم ساختن امكانات و روشهاي علمي و عملي براي افزايش سطح دانش فني كشاورزي و دسترسي آنان به بازار عرضه محصولات كشاورزي از جمله اقدامات لازم و ضروري براي تحقيق اهداف روستايي و كشاورزي كشور است.

خوراک منبع ارزشمند برای انسان و دام

امروزه با افزايش جمعيت و رقابت بين دام و انسان بر سر منابع خوراكي، بسياري از زمين كشاورزي كه سالها به كشت علوفه اختصاص داده مي شد به محصولات زراعي كه مستقيماً مورد استفاده انسان قرارمي گيرد اختصاص يافته است . اين امر توجه بيشتر و روز افزون به استفاده بهينه از منابع خوراك دام و بكارگيري ضايعات  و بقاياي گياهي را در امر تغذيه دام بسيار حياتي و ضروري مي نمايد .بر اساس مطالعات موجود به وسيله سازمان خواروبار جهاني طي بيست سال آينده تقاضاي جهان براي محصولات دامي در  حال افزايش است . كه اين افزايش تقاضا منجر به وارادات در زمينه خوراك دام در كشورهاي مختلف و منجمله كشور ما مي گردد. كه به تبع مشكلات ارزي گريبانگير  اقتصادي ملي مي شود.  بنابر اين اتخاذ استراتژي هاي بلند مدت در توسعه دامداري در كشورهاي در حال توسعه بر مبناي منابع داخلي همچون باقيمانده محصولات زراعي،  بقاياي گياهي و فراورده هاي فرعي  كارخانجات صنايع كشاورزي و غني سازي آنها برنامه ريزي نمود . طبق آمار موجود ( 1383 ) بيش از 11 ميليون تن گندم در كشور توليد شده است كه با كاه و كلش توليد شده  بيش از 25 ميليون تن ضايعات و بقاياي گياهي گندم و جو بدست آمده ،كه خود بعنوان يك منبع غذايي ولي با ارزش غذايي كم مطرح است . از طرف ديگر هر ساله در  بسياري از موارد پس از برداشت گندم و جو باقيمانده كاه و كلش آنها سوزانده مي شود كه علاوه بر هدر رفتن اين ماده غذايي اثرات مخرب و جبران ناپذيري بر محيط زيست و خاك وارد مي گردد . لذا توجه به جمع آوري و غني سازي كاه يكي از كارهاي اصولي درجهت استفاده بهينه از ضايعات گياهان بخصوص گندم وجو مي باشد .لذا با توجه به مطالب فوق استفاده از بقاياي گياهي و محصولات زراعي و فرآورده هاي فرعي كارخانجات  كشاورزي در تغذيه دام به تدريج در حال افزايش  بوده و اهميت آن آشكار مي شود. با محاسبات فني تخمين زده مي شود كه از نظر كمي بقاياي محصولات زراعي و باقيمانده مواد خشبي قادر است نياز نگهداري تمام دامهاي نشخوار كننده را در كشور ما تأمين كند . ولي به علت ارزش غذايي پايين براي توليد كافي نمي باشند. . از طرف ديگر بالغ بر 30 درصد از محصولات كشاورزي به ارزش بيش از 3 ميليارد دلار سالانه ضايع مي شود و از بين مي رود. در صورتي كه با برنامه ريزي صحيح مي توان با كاهش ضايعات محصولات كشاورزي و برگشت آن به چرخه توليد ملي كشور و استفاده از منابع توليد بالقوه ، هم سطح زندگي جامعه روستايي را بهبود ببخشيد و هم اينكه نياز جامعه را به مواد غذايي تأمين كرد و ضريب امنيت غذايي را بهبود بخشيد. . امروزه با افزايش جمعيت و رقابت بين دام و انسان بر سر منابع خوراكي، بسياري از زمين كشاورزي كه سالها به كشت علوفه اختصاص داده مي شد به محصولات زراعي كه مستقيماً مورد استفاده انسان قرارمي گيرد  اختصاص يافته است .

1-  غني سازي با آمونياك

روش فوق براي بالا بردن  كيفيت مواد خشبي يك روش طولاني مدت مي باشد مواد شيميايي بطور گسترده تا سال 1970 استفاده نشده بود . از آن زمان تاكنون تعداد روش هاي زيادي تحت شرايط مختلف انجام گرفت . آمونياك به شكل خالص محلول در آب يا بصورت تركيب جامد مثل اوره با شكل ادرار استفاده شده است .

1- 1– آمونياك به شكل خالص

آمـونياك به شكل خـالص خطـرناك مي باشد بخـاطر اينكه نقطه جـوش پائيني دارد( تقريباً ˚ c  4/33-) آمـونياك مي بايد تحت فشار باشد در غلظت بين 15 تا 28% در هوا ، مقدار آمونياك خالص براي هر تن 30 كيلوگرم مي باشد آمونياك مايع بتدريج تبديل به آمونياك گازي شده و گاز آمونياك به دورن كيسه ها نفوذ مي كند در اروپاي شمالي يك زمان غني سازي تا 8 هفته توصيه شده است . اگر موادي كه آمونياكي مي شوند در فصل پاييز اين عمل صورت گيرد مادامي كه دماي هوا بالاست 2 تا 3 هفته براي عمل غني سازي كافي مي باشد .

1-2 -آمونياك محلول در آب

آمونياك محلول در آب معمولا بصورت تجارتي براي غني سازي كاه در بعضي از كشورها انجام مي شود يكي از مزاياي استفاده از آن عدم نياز به فشرده سازي زياد مي باشد در اين روش با اندكي فشرده سازي كاه مي توان عمل را انجام داد . اگر كاه فوق العاده خشك باشد اضافه كردن آب اثر مثبتي در غني سازي دارد . قابليت حل آمونياك در آب بستگي به درجه حرارت دارد . در فشار نرمال يك كيلوگرم ، محلول آمونياك مي تواند 250 گرم آمونياك را در c ْ30 و 384 گرم آمونياك خالص را در c ْ20  نگهداري كند . محلول هاي شامل 35-25% عموميت بيشتري دارند . محلول آمونياك مي تواند با 5/3-3% آمونياك خالص در كاه استفاده شود كه بطور معمول در درون كيسه هاي كاه بوسيله يك لوله فلزي وارد مي شود . براي مطمئن شدن از توزيع يكسان محلول امونياك مي بايد در چند نقطه كيسه كاه اين عمل انجام شود . زمان غني سازي مشابه با روش استفاده از آمونياك خالص مي باشد .

1-3- اوره

اوره  كه بيشتر بصورت كود شيميايي كشاورزي وجود دارد بيشتر از آمونياك بشكل خالص محلول در آب وجود دارد . در بيشتر كشورهاي در حال توسعه دسترسي زيادتري به اوره وجود دارد غني سازي آمونياك  با اوره در مقياس صنعتي همانند مزرعه ايي انجام مي شود . در دماي c ْ133 تجزيه اوره صورت مي گيرد . آمونياك حاصل از آن باعث بهبود قابليت هضم در علوفه و مواد خشبي مي شود . غني سازي در مقياس مزرعه با اوره در بيشتر نقاط جهان بخصوص در كشورهاي جهان سوم مثل بنگلادش  بخوبي انجام مي گيرد. در كشور بنگلادش 5% اوره با آب محلول شده و به كاه برنج اضافه مي شود . مطالعات بوسيله ابراهيم و همكارانش در سال 1983 نشان مي دهد كه قابليت هضم كاه برنج از 45% تا 57% بوسيله اين روش افزايش مي يابد . عدم عملكرد مثبت غني سازي با اوره در كشورهاي معتدل بستگي به عوامل گوناگون دارد . در آزمايشات آزمايشگاهي احتياج به رطوبت بالا ( بيشتر 50% ) و دما بالا (c ْ60 ) براي فعاليت اپتسم آنزيم اوره  نياز مي باشد .

2- غني سازي با هيدروكسيد سديم ( NaOH   )

كليه روش هاي غني سازي با NaOH  براي مواد خشبي با كيفيت پايين در جدول2 آورده شده است .

2-1- غني سازي مرطوب

روش مكمل براي غني سازي كاه بوسيله كشاورزان نروژي بيش از 40 سال مورد استفاده قرار گرفت . به هرحال براي سيلوي گراس ها  ، كاه غني شده بوسيله روش بكمن يك مكمل خوب مي باشد . براي گاوهاي با بازده بالاي شيردهي كاه غني شده با آمونياك نمي تواند جانشين خوبي باشد . براي غني سازي در مقياس وسيع محلول مي بايد در يك ظرف پمپ شود و كاه در ظرف غوطه ورشود .زمان مورد نياز برايripening   بستگي به درجه حرارت دارد . نتايج آزمايشات منتشر نشده و تجربيات عملي نشان مي دهد كه دماي بالاي c ْ10 براي دوره انبــار كردن مــورد نيــاز مي باشد مقــدار هيـدروكسيد سديم براي پركردن مجدد محلـول بين 5/6-6  كيلوگرم ( NaOH  ) براي هر 100 كيلوگرم كاه مي باشد .

2-2- غني سازي نيمه مرطوب

سيلــو كــردن كـاه و ديگر مــواد خشبـي بـا كيفيت پـايين  تـوسـط NaOH   در بعضي از كشــورهــاي تـوسعـه يـافت. روند كلي در اين روش آن است كه محتوي رطوبت علوفه كه مي خواهد غني شود بين غني سازي مرطوب و غني سازي كاه خشك مثلاً بين 70-40% ماده خشك باشد اين روش موقعي سفيد است كه مواد شيميايي ضعيف تر براي دوره غني سازي طولاني بكار مي رود .

2-3-غني سازي خشك

توليدكنندگان صنعتي غني سازي كاه با NaOH  را در بيشتر كشورها توسعه دادند . روند كلي براين اساس است كه علوفه خردشده يا آسياب شده را توسط يك محلولي شامل g  300-200   سودسوزآور در هر ليتر آب را برروي علوفه اسپري مي كنند . بعداً علوفه را مخلوط كرده و بصورت پلت در مي آورند دماي بالا در هنگام فشرده سازي علوفه سبب واكنش بين ماده قليايي ( NaOH   ) و مواد علوفه مي شود . بعد از عمل فشرده سازي 5-1% رطوبت تبخير مي شود . علوفه غني شده به صورت فوق يا بصورت آزاد  يا همراه با كنسانتره به دام داده مي شود براي كنترل اثر عمل آوري ، نمـونه هــايي بــراي آزمــايش از پلـت ها  قبــل از مخلوط شدن با كنسانتره  و بعــد از پلت سـازي بـرداشتـه مـي شود.

3-غني سازي ميكروبی

روش غني سازي ميكروبي براي بهبود كيفيت علوفه ها و مواد خشبي تا اين زمان بصورت عملي استفاده نشده است . اصلي ترين مشكل در بالا بردن بيولوژيكي مواد ليگنو سلولزي يافتن ميكرو ارگانيسم هايي است كه بتواند ليگينين را بدون استفاده از همي سلولز و سلولز تجزيه كند . يكي از رده هاي شناخته شده ميكروارگانيسم ها ، قارچ سفيد مي باشد كه با آنزيم سلولاز باعث تخريب ليگنين مـي شـود .اگر محصول توليد شده براي حيوانات تك معده ايي مورد استفاه قرار گيرد . براي تجزيه بهتر احتياج به كربوهيدرات هاي سهل الهضم مي باشد .افزايش قابليت هضم بستگي به گونه قارچ ، زمان كشت قارچ ، دما و نسبت به آب و هوا در سوبسترا دارد و همچنين عواملي همچون آماده سازي كاه ، چگالي و ميزان تجزيه پذيري كاه نيز در قابليت هضم دخيل مي باشد . قابليت هضم ليگنو سلولزها در آزمايشگاه بوسيله قارچ كاهش مي يابد و اين موقعي است كه نيتروژن معدني به تركيب اضافه مي شود .فرايند ديگر در غني سازي ميكروبي عمل تخمير مي باشد  كه براي بالا بردن كيفيت پايين ليگنو سلولـزها بكار مي رود  با توجه به آزمايشات انجام شده هنوز هيچ فرايند ميكروبي براي غني سازي در حيطه عمل مورد توجه قرار نگرفت .

دلایل استفاده از مواد خشبی ارزش غذايی پايين 

علوفه هاي با كيفيت پايين حجم انبوهي از توده گياهي توليدي در كشور را تشكيل مي دهد كه منبع عظيم ذخيره انرژي محسوب مي گردد. اين بقايا داراي ارزش غذايي بوده و با توجه به محدوديت منابع آب و مراتع و علوفه در كشور مي تواند به عنوان بخش قابل توجهي از نيازهاي دام هاي نشخواركننده را تأمين كند مهمترين تركيب ساختماني تشكيل دهنده ضايعات زراعي ليگنوسلولز مي باشد كه به عنوان يك ماده قابل بازيافت با ماهيت آلي مي توان از آن استفاده نمود و خود شامل اجزا اساسي ليگنين ، همي سلولز و سلولز است. ويژگيهاي شيميايي اجزاء تشكيل دهنده ليگنوسلولز آنها را براي كاربردهاي بيوتكنولوژي با ارزش مي نمايد. مقدار زيادي از اين ضايعات ليگنوسلولزي بطرق مختلف در نتيجه فعاليتهاي كشاورزي و بقاياي حاصل از محصولات ، صنايع كاغذسازي و صنايع تبديلي وابسته به بخش كشاورزي حاصل مي آيد كه باعث آلودگي محيط زيست مي شود. توليد كاه و مواد خشبي نزديك به 50 درصد از توليد منابع علوفه اي را تشكيل مي دهد. بخش عمده سطح زير كشت غلات و حبوبات در استانهاي عمده تمركز دامهاي كشور مي باشد. اين ا مر در شرايطي است كه كمبود غذاي دام در استانهاي كشور استفاده بيشتر از ضايعات گياهي مانند كاه غلات و كاه ساير گياهان در تغذيه دام ضروري مي باشد. اتصالات زياد تركبات سلولزي و همي سلولزي با كاه ليگنين ( مواد چربي ) موجب كاهش قابليت هضم كاه مي باشد، به طوري كه قابليت هضم ماده آلي كاه از 40 تا 45 درصد بيشتر نمي باشد. در اين رابطه زمينه فراوري كاه ، مواد خشبي و باقيمانده هاي كشاورزي كه منشأ فيبري دارند با روشهاي زير به منظور فراوري منابع فيبري امكان پذير مي باشد.به طور كلي غني سازي مواد خشبي و بقاياي گياهي با كيفيت پايين باعث افزايش ضريب هضمي مي گردد البته به خاطر عوامل گوناگون مثل رشد گياه، برداشت ، نگهداري و انبار كردن از يك طرف و از طرف ديگر روش غني سازي كه روي ضريب هضمي اثر مي كند نبايستي انتظار افزايش ضريب هضمي مشابهي را در مواد خشبي مشابه داشته باشيم . روشهاي مختلف غني سازي داراي معايب و مزاياي مختلفي مي باشند روش غني سازي با هيدوركسيد سديم با توجه به افزايش ضريب هضم مواد خشبي به ميزان 20-10 % و افزايش مصرف اين مواد تا سطح 50- 30 درصد داراي معايبي از جمله قيمت زياد سود سوز آور ، داشتن ماهيت خورندگي فلزات و ماشين آلات ، نياز به وسايل محافظت كننده جهت جلوگيري از خطرات انساني و افزايش ميزان قليايي شدن خاك از طريق سديم موجود در كود دامها دارد كه باعث مشكلات زيست محيطي و همچنين به علت مصرف زياد سديم عامل خروج زياد ادرار مي باشد كه مصرف آن براي غني سازي محدود مي باشد .  آهك با توجه به محلوليت كم, تأثير چنداني در افزايش هضم مواد ندارد ولي به علت ارزاني آهك و نداشتن معايب سود سوز آور و تأمين مقداري از كلسيم جيره دامها مي تواند از مزاياي اين ماده غني سازي باشد. آمونياك از نظر تأثير غني سازي مواد مشابه سود سوز آور مي باشد و در صورت مصرف كم اين ماده مسموميتي ايجاد نمي شود. همچنين باعث افزايش ازت در ماده خشبي و برخلاف مصرف اوره در جيره كه باعث مسموميت در دامها مي شود, استفاده از مواد غني شده با آمونياك زياني براي سلامتي دامها ندارد. آمونياك ارزش غذايي مواد غني شده را حدوداَ 70 تا 80 درصد بالا مي برد كه كاربرد آن از نظر اقتصادي بهتر از سود سوز آور است استفاده از آمونياك در كشورهاي آسيايي و بخصوص مزارع كوچك قابل اجرا نمي باشد و عموماُ در كشورهاي اروپايي جاي خويش را باز كرده است. معايب عمده استفاده ازآن گراني قيمت گاز آمونياك  ، فقدان انبار و  تسهيلات لازم ، زمان عمل آوري توسط آمونياك نسبت به سود خيلي بيشتر طول مي كشد. كه شايد بتوان آن را يكي از معايب دانست . در رابطه با استفاده از اوره سادگي اين روش و اقتصادي بودن آن و همچنين دارا بودن تمام محاسن روشهاي آمونياكي و نداشتن معايب آن مي تواند در سطح روستاهاي كشورهاي در حال توسعه ترويج شود استفاده از اوره داراي معايب خاصي نمي باشد . لذا توسعه پايدار كشاورزي و توسعه كشاورز نياز به برنامه ريزي صحيح و فراهم ساختن امكانات و روشهاي علمي و عملي براي افزايش سطح دانش فني كشاورزي و دسترسي آنان به بازار عرضه محصولات كشاورزي از جمله اقدامات لازم و ضروري براي تحقيق اهداف روستايي و كشاورزي كشور است.

فهرست منابع:

1-Arnason , J . and M. 1977 . Ammonia treament of straw . In 3  rd Straw utilization  conference . A. R. Stainforth , Ed ., Oxford , England . Feb . 24 and 25 . P. 25.

2-Asadpour , P. and T.J. Klopfenstein . 1979 . calcium and ammonium hydroxide teratment of wheat straw . proc. Mid-west . Sec . Am . Soc . Animal Science . P. 106 (abstr . ) .

3-Beckman , E. 1921 . Conversion of grain straw and Lupins into feeds of high nutrient value . festchr . Kaiser Waser Wilhelm Ges . Forderung Wiss . Zehnjahringen Jubilaum . P. 18. ( Chem. Abstr. 16:765 ) .

4-Berger, L. L., J. A. Paterson , T. J. Klopfenstein and R. A. Britton . 1979a. Effect of harvest date and chemical treatment on the feeding value of corn stalklage . J. Animal Sci . 49:1412.

5-Berger, L. L., J. A. Paterson , T. J. Klopfenstein and R. A. Britton. 1979b. Effect of sodiium hydroxide on efficiency of rumen digestion. J. Animal Sci. 49:1317.

6-Butterbaugh , J. W. and R.R. Johnson . 1974 . Nutritive value of acid hydro lyzed wood residue in ruminant rations . J. Animal Sic. 38:394 .

7-Capper , B. S., D. J. Morgan and W. H. parr. 1977. Alkali-treated roughages for feeding ruminants : a review. Tropical Sci . 19:73.

8-Chandra , S. and M. G. Jacson. 1971. A study of various chus chemical trea-ments to remove lignin from coarse roughage and increase their digestbility . J. Agr. Sci. 77:11.

9-Colenbrander, V. F., L. D. Muller, J. A. Wasson and M. D. Cunningham . 1971a. Effects of added urea and ammonium polyphosphate to corn stover silages on animal performance . J. Animal Sci. 33:1091.

10-Coombe, J. B., D. A. Dinius and W. E. Wheeler. 1979. Effect of alkali treatment on intake and digestion of barley straw by beef steers . J. Animal Sci. 49:169.

11-Godden,Wm. 1920. The digestibility of straw after treament with soda . J. Agr Sci . 10: 437 .

12-Han, Y. W. 1978. Microbial utilization of straw ( a review ) . In Advaces in Appl. Microbiol . 23:119.

13-Jackson, M. G. 1977. Reviw article : The alkali treament of straws. Animal Feed Sci. and Tech. 2:105.

14-Kay, M., A. Mac Dearmid and R. Massie. 1970. Intesive beef production . part II. Replacement of cereals with ground straw. Animal prod. 12:419.

15-Klopfenstien, T. J., W. R. Woods . 1970. Sodium and potassium hydroxide treatment by wheat straw and corn cobs. J. Animal Sci . 31:246 ( Abstr. ).

16-Lehman, F. 1905. Process for pulping lignified maerials such as straw , wood and the like in order to prepare fodder. German pat. No. 169, 880 , Marck 26 .

گرد آورنده :

1- بهروز ياراحمدي عضو هيأت علمي مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي لرستان Behrouzyarahmadi@yahoo.com

2- كريم قرباني كارشناس ارشد مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي لرستان

3- محسن محمد طاقي كارشناس مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي لرستان