فیبر مؤثر در تغذیه نشخوارکنندگان بخشی از فیبر است که دام را به جویدن خوراک تحریک می کند و با عواملی از قبیل اندازه قطعات علوفه خوراک دام مرتبط است.
فیبر مؤثر (peNDF) به میزان قابل توجهی بر فرآیند جویدن خوراک دام و فعالیت های شکمبه ای در دام تأثیر می گذارد. peNdf بخشی از فیبر است که دام را به جویدن خوراک تحریک می کند و با عواملی از قبیل اندازه قطعات علوفه خوراک دام مرتبط است. همگام با افزایش مقدار فیبر و مخصوصاً فیبر مؤثر موجود در علوفه خوراک دام ، مقدار ترشح بزاق و نسبت اسید استیک به پروپیونیک و مقدار چربی شیر و ثبات در PH شکمبه افزوده می شود. هنگام استفاده از جیره هایی با اندازه قطعات مطلوب و مقادیر مناسبی از NDF در تغذیه نشخوارکنندگان مقدار مصرف و قابلیت هضم خوراک دام آن افزایش می یابد و در کل به طور مطلوبی بر عملکرد دام تأثیر می گذارد. بر اساس توصیه های انجمن ملی تحقیقات (NRC) فیبر بایستی 25 درصد از ماده خشک جیره خوراک دام را به خود اختصاص دهد که دست کم 75 درصد آن فیبر باید از طریق علوفه تأمین شود. برای ارزیابی توزیع اندازه قطعات علوفه خوراک دام و همچنین محاسبه مقدار فیبر مؤثر در جیره می توان از الک پنسیلوانیا استفاده کرد. تاکنون به دلیل عدم وجود استانداردهای مطلوب و روش مناسب برای تعیین خصوصیات فیبر مؤثر هیچ توصیه خاصی در این زمینه ارائه نشده است.
مقدمه ای بر اهمیت فیبر مؤثر در تغذیه نشخوارکنندگان
در تغذیه نشخوارکنندگان فیبر از اهمیت زیادی برخوردار است. حفظ سلامتی دام و عملکرد مطلوب شکمبه و ایجاد شرایط مطلوب از نظر فیزیولوژیکی از جمله وظایف فیبر به شمار می روند. فیبر را می توان تحت عنوان بخش غیرقابل هضم و یا بخشی از خوراک با قابلیت هضم کم و کاملاً غیر قابل دسترس تعریف نمود که در دستگاه گوارش دام فضای زیادی را اشغال می نماید. از نقطه نظر تغذیه ای فیبر دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی می باشد که با عواملی از قبیل فرآیندهای مکانیکی هضم (جویدن خوراک و عبور) و تجزیه آنزیمی در طی فرآیند تخمیر مرتبط می باشد. مقدار فیبر جیره دام با شاخص های ADF و NDF بیان می شود. ADF شامل سلولز و لیگنین است و مقدار آن به شدت با عواملی از قبیل قابلیت هضم جیره مرتبط می باشد در حالیکه با مقدار مصرف خوراک توسط دام ارتباط کمی دارد. NDF شامل سلولز و همی سلولز و لیگنین موجود در خوراک دام می باشد و نسبت به ADF و فیبر خام به میزان بیشتری با حجم خوراک و فرآیند جویدن مرتبط می باشد.
به طور کلی نشخوارکنندگان به فیبر مؤثر نیاز دارند که به طور قابل توجهی بر فرآیند جویدن خوراک دام و فعالیت های شکمبه ای در دام تأثیر می گذارد. فیبر مؤثر، دام را برای جویدن خوراک تحریک می کند. همگام با افزایش مقدار فیبر و مخصوصاً فیبر مؤثر در جیره، بر مقدار ترشح بزاق و نسبت اسید استیک به پروپیونیک افزوده می شود. استفاده از جیره هایی با اندازه قطعات مطلوب و مقادیر مناسبی از NDF، منجر به افزایش میزان مصرف خوراک دام و قابلیت هضم آن می شود و این امر به طور مطلوبی بر عملکرد دام تأثیر می گذارد. برای ارزیابی تأثیر فیبر مؤثر در تغذیه نشخوارکنندگان بایستی به فراسنجه هایی از قبیل فرآیند جویدن خوراک و PH شکمبه و مقدار مصرف خوراک دام و درصد چربی شیر توجه نمود. با استفاده از فیبر مؤثر می توان اطلاعاتی را در زمینه خصوصیات شیمیایی NDF و قطعات خوراک به دست آورد. بنابراین، این فراسنجه به عنوان معیاری کارآمد برای ارزیابی عملکرد شکمبه مورد توجه قرار می گیرد.
اندازه قطعات علوفه
بهبود اندازه قطعات علوفه خوراک دام را می توان به عنوان یکی از راهکارهای مهم تغذیه ای در گاوهای شیری در نظر گرفت. ذرات خوراک ریز، سریع از شکمبه عبور کرده و سبب تحریک کمتر دام برای جویدن خوراک و عملکرد آن می شود. به عبارت دیگر نتایج ناشی از مطالعات، حاکی از آن است که اندازه مناسب قطعات خوراک به دلیل افزایش سطح دسترسی آنزیم های میکروبی مؤثر برای تجزیه فیبر، هضم شکمبه ای را افزایش می دهد. نتایج ناشی از مطالعات یانگ و همکاران نشان می دهد که در گاوهای پرتولید، کاهش متوسط اندازه قطعات علوفه خوراک دام، میزان مصرف خوراک و تأمین مواد مغذی را افزایش می دهد. بنابراین، اندازه قطعات خوراک را باید به عنوان یکی از موضوعات مهم در تغذیه دام مورد توجه قرار داد ولی تعیین اندازه مناسب برای قطعات علوفه به طور عملی، امری سخت و دشوار می باشد.
تأثیر peNDF بر عملکرد نشخوارکنندگان
برای ارزیابی تأثیر فیبر مؤثر بر دام بایستی به فراسنجه هایی از قبیل فرآیند جویدن خوراک، PH شکمبه، مقدار مصرف خوراک و درصد چربی شیر توجه نمود.
تأثیر بر فرآیند جویدن و نشخوار خوراک
فرآیند جویدن خوراک را بایستی به عنوان یکی از عوامل مؤثر بر مقدار تولید و ترشح بزاق در نظر گرفت. نوع علوفه، نسبت علوفه به کنسانتره، مقدار مصرف علوفه و وضعیت فیزیولوژیکی دام از جمله عوامل مؤثر بر این فرآیند به شمار می روند. مقدار فیبر و نسبت علوفه به کنسانتره، بر تراکم جیره و قابلیت هضم و میزان گوارش و مدت زمان نشخوار و کل مدت زمان جویدن خوراک و میزان عبور مواد هضم شده از شکمبه به نگاری تأثیر می گذارد. فیبر مؤثر، دام را به جویدن خوراک تحریک می کند، فرآیند جویدن خوراک توسط دام را افزایش می دهد و در نتیجه به افزایش ترشح بزاق منجر می شود که به عنوان یک عامل بافری و مؤثر در حفظ PH شکمبه و نسبت اسید استیک به پروپیونیک و مقدار چربی موجود در شیر عمل می نماید. مرتنس به این مطلب اشاره نمود که همگام با کاهش اندازه ذرات، فرآیند جویدن خوراک به ازای هر کیلوگرم از NDF کاسته می شود.
اطلاعات ناشی از جدول (۱) به این مطلب اشاره می نماید که در اثر استفاده از جیره های حاوی علوفه آسیاب شده و یا علوفه با طول ذرات ریز، فرآیند جویدن خوراک در دام به میزان ۲۰ تا ۶۰ درصد نسبت به زمان استفاده از علوفه با ذرات بلند کاهش می یابد. مرتنس در مطالعات خود فرض نمود که بین طول ذرات علوفه و فرآیند جویدن خوراک یک رابطه تعریفی وجود دارد و با استفاده از آن ثابت شده که فعالیت جویدن دام وقتی ذرات علوفه با طول ۴۰، ۲۰، ۵ و ۱ میلیمتر را می خورد به ترتیب ۸۰، ۷۰، ۵۰ و ۲۵ خواهد بود.
اندازه ذرات علوفه بر رفتار تغذیه ای دام تأثیر می گذارد. وجود یک محیط با ثبات در شکمبه منجر به رشد مطلوب جمعیت میکروبی موجود در آن می شود که این ویژگی خود در اثر یکنواختی تأمین مواد مغذی ایجاد می گردد. نتایج تحقیقات حاکی از آن است که بین مقدار مواد خوراکی باقیمانده روی سینی ۱۹ میلیمتری و فرآیند جویدن خوراک و رفتار تغذیه ای دام بیشترین همبستگی وجود دارد. رابطه بین اندازه ذرات جیره و فرآیند جویدن خوراک کاملاً خطی نیست. نشخوارکنندگان تمایل دارند از جیره های حاوی ذرات بلند و خشن حاوی مقادیر زیادی فیبر استفاده کنند که تأثیر زیادی روی تخمیر شکمبه می گذارد. به همین دلیل مهم کاربردی، تأثیر اندازه ذرات یا فیبر مؤثر فیزیکی روی فعالیت و رفتار خوراک خوردن دام، ضروری است.
تأثیر بر PH شکمبه
PH شکمبه را بایستی به عنوان یک عامل بسیار مهم و پراهمیت مورد توجه قرار داد زیرا به میزان قابل توجهی بر روند رشد جمعیت میکروبی شکمبه تأثیر می گذارد. رشد جمعیت میکروبی شکمبه روی میزان تولید محصولات ناشی از تخمیر میکروبی شکمبه و عملکرد فیزیولوژیکی آنها تأثیر می گذارد. مصرف کربوهیدرات های قابل تخمیر و نرخ تولید، جذب و مصرف اسیدهای چرب فرار از جمله عوامل مؤثر بر PH شکمبه به شمار می آیند. مناسب بودن PH شکمبه بسته به فعالیت های مختلف، متفاوت می باشد. به طور مثال نشاسته در PH 5.8 تا 6.4 هضم می شود ولی باکتری های مؤثر در تجزیه فیبر در PH 6.2 تا 6.8 به فعالیت می پردازند. برای تأمین نیاز همه اقدامات تغذیه ای بایستی PH شکمبه را در دامنه 5.8 تا 6.4 حفظ نمود. استفاده از جیره های حاوی مقادیر مطلوبی از فیبر مؤثر منجر به ایجاد اثبات در PH شکمبه و حفظ آن در محدوده 5.8 تا 6.4 می شود. PH شکمبه را می توان به عنوان یک شاخص برای ارزیابی سلامت شکمبه و عملکرد مطلوب آن مورد استفاده قرار داد.
جیره های حاوی کربوهیدرات قابل تخمیر یا کربوهیدرات غیرفیبری (NFC) بالاتر منجر به تولید اسیدهای آلی بالاتر می شوند و از طرف دیگر peNDF به فعالیت جویدن و ترشح بزاق بالاتر منجر می شوند. جیره های متوازنی که سطح NFC و peNDF مناسب دارند هنگام تهیه جیره های TMR بهتر قابل دست یابی هستند تا تغذیه علوفه و کنسانتره به تنهایی.
اردمان پس از انجام مطالعات خود به این مطلب اشاره نمود که بین PH شکمبه و مقدار چربی شیر هیچ رابطه ای وجود ندارد و همچنین وی مشاهده نمود که بین PH شکمبه و مقدار ADF موجود در جیره یک رابطه خطی وجود دارد. پیت و کورکرس با استفاده از اطلاعات ناشی از مطالعات انجام شده بر روی گوسفندان و گاوهای گوشتی و شیری مشاهده نمود که بین فیبر مؤثر و PH شکمبه و همچنین بین NDF و PH آن یک رابطه مطلوب موجود می باشد.
تأثیر بر مقدار مصرف خوراک دام
اندازه ذرات خوراک و تعداد دفعات مصرف خوراک از عوامل مؤثر بر مقدار مصرف خوراک دام به شمار می آیند. این دو عامل خود تحت تأثیر ذرات و نسبت کنسانتره به علوفه جیره هستند. در گاوهای پرتولید، مقدار مصرف خوراک به منظور حفظ مقدار تولید شیر و سودمندی افزایش می یابد. سهولت در هیدرولیز NDF منجر به عبور سریع آن از شکمبه و افزایش مصرف اختیاری خوراک در دام می گردد.
در گاوهای شیری پرتولید، تأثیر اندازه قطعات جیره و فیبر مؤثر بر میزان مصرف خوراک دام غالباً به میزان زیادی مورد بحث قرار گرفته اند که به دلیل تأثیر مثبت بر میزان پرشدگی شکمبه، میزان مصرف خوراک دام را افزایش می دهند.
محققان پس از ترکیب نتایج ناشی از مطالعات مختلف به این مطلب رسیدند که تأثیر اندازه قطعات جیره بر مقدار مصرف خوراک، به نوع منبع علوفه و نسبت علوفه با کنسانتره و نوع کنسانتره بستگی دارد که این عوامل به میزان قابل توجهی بر فرآیند تجزیه شکمبه تأثیر می گذارند که تغییر در تجزیه شکمبه ای خود بازتابی از تأثیر عوامل مؤثر روی وضعیت شکمبه و فرآیند گوارش می باشند.
تأثیر بر مقدار چربی شیر
فیبر مؤثر نقش مهمی را در حفظ جمعیت میکروبی و افزایش بازده تخمیر شکمبه ای بر عهده دارد. استفاده از جیره های حاوی مقادیر زیادی از فیبر مؤثر به طور نامطلوبی بر مقدار تولید شیر و بازده خوراک تأثیر می گذارد. میزان تولید چربی شیر به طور مستقیم با مقدار محصولات ناشی از تخمیر شکمبه ای و عملکرد آن مرتبط می باشد. چربی شیر را می توان به عنوان یک شاخص برای ارزیابی سلامتی شکمبه و ارزیابی مطلوبیت مقدار فیبر موجود در جیره مورد استفاده قرار داد. با توجه به نتایج ناشی از استفاده از الک پنسیلوانیا، جیره گاوهای هلشتاین در اوایل تا اواسط شیردهی به منظور حفظ مقدار چربی شیر در گاوهای پرتولید، به مواردی از قبیل میزان مصرف فیبر موجود در جیره و فرآیند جویدن خوراک و ترشح بزاق و تخمیر شکمبه ای مرتبط است. استفاده از جیره های حاوی مقادیر زیادی از فیبر منجر به افزایش فرآیند جویدن خوراک و ترشح بزاق می گردد و زمینه مطلوبی را برای رشد میکروب های مؤثر در تجزیه سلولز و تولید اسید استیک ایجاد می نماید. اسید استیک یک پیش ساز لازم و ضروری برای چربی شیر به شمار می آید از این رو افزایش نسبت اسید استیک به پروپیونیک در مایعات شکمبه ای منجر به ساخت چربی شیر بیشتر می گردد.
مرتنس پس از تغذیه دام ها با استفاده از جیره های حاوی مقادیر کمی از فیبر مؤثر توانست مجموعه ای از تغییر در فرآیندهایی مانند جویدن خوراک، ترشح بزاق، حالت بافری، کاهش PH شکمبه، تغییر در الگوی تخمیر شکمبه و کاهش نسبت اسید استیک به پروپیونیک را بررسی کرد و در نهایت به تغییر در روند سوخت و ساز و کاهش ساخت چربی شیر رسید. محققان پس از آنالیز رگرسیون بیان کردند که در گاوهای شیری بین مقدار چربی شیر و فرآیند جویدن خوراک یک همبستگی مثبت وجود دارد. بر اساس این تجزیه و تحلیل، گاوهای شیری بایستی با استفاده از جیره های حاوی مقادیر مطلوبی از فیبر مؤثر تغذیه شوند و برای تولید شیر با چربی 3.4 درصد باید بتوانند خوراک را به مدت 687 دقیقه در روز یا 30 دقیقه به ازای هر کیلوگرم ماده خشک بجوند و نشخوار کنند.
توصیه هایی در مورد اندازه ذرات و قیبر مؤثر موجود در جیره
انجمن ملی تحقیقات (NRC) توصیه می نماید که مقدار NDF موجود در جیره گاوهای شیری بایستی در حدود 25 درصد ماده خشک جیره باشد که دست کم 75 درصد از این 25 درصد بایستی از طریق علوفه تأمین شده باشد. تاکنون به دلیل عدم وجود استانداردها و روش های معتبر برای شناسایی و ارزیابی خصوصیات فیبر مؤثر موجود در جیره، هیچ توصیه خاصی در این مورد ارائه نشده است. ارزیابی مقدار فیبر و توزیع اندازه قطعات خوراک را می توان به عنوان یک روش مطلوب و کارآمد برای اندازه گیری مقدار فیبر مؤثر موجود درجیره در نظر گرفت. با استناد به روش استفاده از الک پنسیلوانیا میزان نیاز گاوهای شیری به فیبر مؤثر در حدود 22 درصد ماده خشک جیره تخمین زده شده است و PH شکمبه مناسب هنگام استفاده از این فیبر در حدود 6 می باشد.هنگام ارزیابی جیره کاملاً مخلوط، مواد خوراکی باقیمانده روی سینی بالایی (بیشتر یا برابر 19 میلیمتر) بررسی می شود. به این دلیل که همبستگی مثبتی بین مقدار مصرف ماده خشک این بخش از خوراک و فرآیند نشخوار در دام ها وجود دارد و همچنین ثابت شده است که با مدت زمان کاهش PH شکمبه به مقدار کمتر از 5.8 نیز دارای همبستگی منفی می باشد.
نتیجه
شناسایی خصوصیات فیزیکی جیره یکی از موارد ضروری برای بهبود عملکرد تخمیر شکمبه به شمار می آید. نشخوارکنندگان به فیبر خشن نیاز دارند. این نوع فیبر به میزان قابل توجهی بر فرآیند جویدن خوراک و فعالیت های شکمبه تأثیر می گذارد. فیبر مؤثر بخشی از جیره است که دام را برای جویدن خوراک تحریک می کند و منجر به ترشح بزاق و تولید بافر و افزایش PH شکمبه می گردد. peNDF شاخصی است که با استفاده از آن می توان مقدار فیبر مؤثر موجود در جیره را مورد ارزیابی قرار داد.برای اندازه گیری peNDF موجود در جیره می توان از روش های مختلفی استفاده نمود که هر یک از آنها از نقطه نظر میزان کاربرد و اعتبار متفاوت می باشند. مقدار فیبر مؤثر موجود در هر یک از مواد خوراکی را می توان با استفاده از مقدار NDF و عامل مؤثر بودن فیزیکی محاسبه نمود. الک پنسیلوانیا یک ابزار رایج است که با استفاده از آن می توان توزیع اندازه قطعات خوراک را بیان و مقدار فیبر مؤثر موجود در جیره را مورد محاسبه قرار داد. تاکنون به دلیل عدم وجود یک استاندارد و یک روش معتبر برای شناسایی و ارزیابی خصوصیات فیزیکی فیبر موجود در جیره، هیچ توصیه خاصی ارائه نشده است. کاهش مناسب اندازه قطعات علوفه ممکن است از مقدار فیبر مؤثر موجود در جیره بکاهد اما در مقابل بر مقدار مصرف خوراک و قابلیت هضم آن و همچنین مقدار اسیدهای چرب فرار موجود در شکمبه بیافزاید. کاهش بروز رفتارهای جداسازی خوراک توسط دام و افزایش میزان مصرف فیبر می گردد. بین اندازه قطعات جیره و فرآیند جویدن خوراک که خود بر PH شکمبه تأثیر می گذارد، رابطه زیادی وجود دارد.هنگام تغذیه دام ها با جیره های حاوی مقادیر مطلوبی از NDF، موارد دیگر مانند مقدار کربوهیدرات های قابل تخمیر هستند که نقش مهم تری پیدا می کنند.
