معرفی بقایای زراعی کینوآ به‌عنوان خوراک دام
شبه غله کینوآ (Chenopodium quinoa willd.) گیاهی یکساله از خانواده کنوپودیاسه است و با توجه به نیاز آبی پائین، مقاومت به خشکی و شوری و ارزش غذایی بالای دانه مورد توجه جهانی قرار گرفته است. با ورود بذر کینوآ به کشور، کاشت آن در حال گسترش است و همزمان با تولید دانه مقادیر زیادی از بقایای زراعی نیز تولید می‌شود. برای تعیین ارزش غذایی بقایای زراعی دو واریته کینوآ (سجاما و سجاما ایرانشهر) از یک مزرعه آزمایشی نمونه‌برداری انجام شد و از آن‌ها برای تعیین ترکیبات شیمیایی، تخمیرپذیری، تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای و تعیین میزان ناپدیدشدن شکمبه‌ای و پس از شکمبه‌ای استفاده شد. غلظت پروتئین خام در بقایای زراعی دو واریته کینوآی مورد مطالعه حدود 13 درصد و به‌طور قابل ملاحظه‌ای از پروتئین خام در کاه غلات و سایر بقایای کشاورزی بیشتر بود. همچنین تجزیه‌پذیری مناسب و میزان ناپدید شدن 55 تا 60 درصدی ماده خشک این بقایا در دستگاه گوارش نشان می‌دهد که این بقایا می‌تواند به‌صورت مخلوط با سایر علوفه‌ها در تغذیه دستی و یا حتی به‌تنهایی به‌صورت استفاده از پس‌چر مزرعه کینوآ، خوراک مناسبی برای نشخوارکنندگان باشد و نیازهای غذایی به خصوص پروتئین مورد نیاز آن‌ها را تأمین نماید.
تعریف چالش و اهمیت موضوع
کمبود منابع آب در کشور و وجود حدود 7 میلیون هکتار اراضی کشاورزی با سطوح مختلفی از شوری می‌توانند عملکرد محصولات زراعی را به شدت کاهش دهند. شبه غله کینوآ (Chenopodium quinoa willd.) گیاهی کم‌نیاز به آب و متحمل به شوری است که در نقاط مختلف کشور با شرایط کم آبی، همراه با تنش‌های خشکی و شوری می‌تواند جایگزین مناسبی برای گیاهان زراعی باشد. دانه این گیاه در مقایسه با غلات ارزش غذایی بالاتری دارد و از لحاظ کیفیت پروتئین، انرژی، کلسیم، فسفر و آهن نسبت به دانه جو، یولاف، برنج، ذرت و گندم غنی‌تر است (9). این گیاه در مقایسه با گندم به آب، کود و عملیات زراعی کمتری نیاز دارد و به‌دلیل مقاومت بالا به تنش‌های خشکی و شوری، مقاومت بالا به شوری در مقایسه با غلات، تنوع ژنتیکی، تطابق‌پذیری با اقلیم‌های مختلف و ارزش غذایی مطلوب می‌تواند گیاهی مناسب برای کاشت در شرایط کشور باشد (7). با توجه به اهمیت گیاه کینوآ در ایجاد امنیت غذایی و افزایش درآمد تولیدکنندگان، سال 2013 به‌عنوان سال بین‌المللی کینوآ نام‌گذاری گردید. در سال‌های اخیر بذر کینوآ وارد کشور شده و بررسی در زمینه سازگاری، بومی‌سازی و جایگزینی کاشت این گیاه با سایر غلات انجام شده است (8). با توسعه کاشت این گیاه در کشور و تولید دانه، مقداری کاه نیز تولید می‌شود که پتانسیل استفاده در تغذیه نشخوارکنندگان را دارد و با توجه به ارزش غذایی بالایی که دارد می‌تواند بخشی از خوراک دام‌های کشور را تأمین نماید، هر چند اطلاعات در این زمینه بسیار محدود است. این آزمایش با هدف بررسی ارزش غذایی بقایای زراعی دو واریته کینوآ از طریق تعیین ترکیبات شیمیایی، تخمیرپذیری، تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای و همچنین تعیین میزان ناپدیدشدن شکمبه‌ای و پس از شکمبه‌ای انجام شد.
مزیت یافته به یافته‌های قبلی
اطلاعات در رابطه با ارزش غذایی و همچنین بررسی امکان استفاده از بقایای زراعی کینوآ در جیره حیوانات بسیار محدود است. در یک مطالعه میزان پروتئین خام، NDF، ADF، خاکسترخام، کلسیم و فسفر در بقایای زراعی کینوآ به ترتیب 4/10، 7/48، 5/27، 8/12، 66/0 و 14/0 درصد گزارش شده است (6)، که نشان می‌دهد میزان پروتئین خام آن در مقایسه با کاه غلات و سایر محصولات فرعی کشاورزی بالاتر است. همچنین زمانی که 20 درصد کاه کینوآ یا 20 درصد علوفه خشک یونجه جایگزین علوفه جو در جیره شتر لاما گردید، نتایج نشان داد که مصرف خوراک و قابلیت هضم ماده خشک تحت تأثیر جیره‌های آزمایشی قرار نگرفت، در حالی‌که جیره با کاه کینوآ قابلیت هضم نیتروژن بالاتر و میزان نیتروژن دفعی کمتری از طریق ادرار نسبت به دو جیره دیگر داشت (6). این نتایج نیز نشان می‌دهد کاه کینوا می‌تواند جایگزین مناسبی برای خوراک‌های با ارزش مشابه یونجه و علوفه جو باشد در حالی که نسبت به این گیاهان به آب کمتری نیاز داشته و به تنش‌های شوری و خشکی نیز مقاوم است.
روش‌شناسی دست‌یابی به یافته
برای بررسی عملکرد کمی و کیفی دو واریته کینوآ شامل سجاما و سجاما در قالب یک طرح آزمایش زراعی در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی کرمان (طرح تحقیقاتی سازگاری مصوب در موسسه تحقیقات زراعی و باغی) کاشت گردید. پس از انجام عملیات کاشت و داشت، محصول با داس از پنج سانتی‌متری بالای یقه گیاه برداشت شد و در سایه خشک شدند. پس از خشک‌شدن کامل گیاه، دانه‌های آن‌ها با تکانیدن بوته‌ها جدا شد و بقایای زراعی ابتدا با خرمنکوب خرد شدند و سپس با آسیاب آزمایشگاهی مجهز به غربال 1 میلی‌متر آسیاب گردیدند.
ترکیب شیمیایی بقایای زراعی دو وراریته کینوآ شامل الیاف نامحلول در شوینده خنثی (NDF) و الیاف نامحلول در شوینده اسیدی (ADF) با دستگاه تجزیه فیبر تعیین شد. پروتئین خام با دستگاه میکروکلدال و عصاره اتری با دستگاه سوکسله تعیین شد. مقدار خاکستر خام نمونهها با کوره الکتریکی در دمای550 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 12 ساعت تعیین شد (1).
تخمیرپذیری نمونه‌های بقایای زراعی کینوآ، یک نمونه کاه گندم و یک نمونه علوفه یونجه (برای مقایسه) در شرایط آزمایشگاهی تولید گاز تعیین شد (3). میزان گاز تولیدی حاصل از تخمیر نمونهها در ساعات 2، 4، 6، 8، 12، 18، 24، 36، 48 و 72 ساعت انکوباسیون ثبت گردید و فراسنجه‌های کنیتیک تولید گاز برآورد شد (5). همچنین با استفاده از روابط پیشنهادی (4) برای برآورد انرژی قابل سوخت‌وساز، قابلیت هضم ماده آلی و اسیدهای چرب زنجیر کوتاه استفاده شد.
آزمایش‌های هضمی با استفاده از سه رأس گاو نر اخته‌شده نژاد تالشی مجهز به فیستولای شکمبه‌ای تعیین شد. برای تعیین میزان ناپدیدن شدن شکمبه‌ای و پس از شکمبه‌ای ماده خشک، نمونه بقایای زراعی کینوآ در داخل کیسه‌های نایلونی با ابعاد 12× 6 سانتی‌متر و با منافذ 50 میکرومتر در مرحله اول به‌مدت 16 ساعت در شکمبه گاوها انکوباسیون شدند و سپس به‌مدت 48 ساعت در دستگاه شبیه‌ساز هضم DaisyII انکوباسیون شدند (2).
تجزیه‌پذیری شکمبه‌ای ماده خشک نمونه‌های بقایای زراعی کینوآ نیز از طریق انکوباسیون کیسه‌های نایلونی حاوی نمونه با ابعاد 12× 6 سانتی‌متر با منافذ 50 میکرومتر در زمان‌های صفر، 2، 4، 8، 16، 24، 48 و 72 ساعت در شکمبه گاوها انجام شد. فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک نمونهها با استفاده از نرم‌افزار Fitcurve برآورد شد (5) و تجزیه‌پذیری مؤثر نمونهها با در نظر گرفتن نرخ عبور 04/0، 06/0 و 08/0 در ساعت محاسبه گردید.
داده‌های حاصل از آزمایش‌های تخمیرپذیری و هضمی در قالب طرح آماری کاملاً تصادفی با استفاده از نرم‌افزار SAS (نسخه 1/9) رویه GLM تجزیه آماری شدند و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون دانکن انجام شد.
اثر بخشی یافته
بقایای زراعی دو واریته کینوآی مورد بررسی غلظت بالاتری از پروتئین خام و غلظت کمتری از الیاف نامحلول در شوینده خنثی و اسیدی در مقایسه با کاه گندم و یا سایر بقایای کشاورزی دارند و حتی قابل مقایسه با علوفه یونجه می‌باشند.
تجزیه‌پذیری مناسب و میزان ناپدید شدن 55 تا 60 درصدی ماده خشک این بقایا در دستگاه گوارش نشان می‌دهد که بقایای زراعی کینوآ می‌توانند جایگزین مناسبی برای بخشی از علوفه مورد نیاز در جیره نشخوارکنندگان باشد.
گله‌های گوسفند و بز در اکثر مناطق کشور با جیره‌های کم‌پروتئین تغذیه می‌شوند، مزارع کینوآ پس از برداشت دانه (پس‌چر) می‌توانند منبع مناسبی برای تأمین پروتئین مورد نیاز این دام‌ها باشند.
با توجه به ارزش غذایی کاه کینوآ می‌توان آن‌را با نسبتی مساوی از کاه و یونجه و یا سیلاژ ذرت و یونجه در جیره گوسفند و بز جایگزین نمود.
به نظر می‌رسد اقتصادی‌ترین روش برای استفاده از بقایای زراعی کینوا پس از برداشت دانه، استفاده مستقیم گوسفند و بزها از مزرعه کینوآ به‌صورت پس‌چر باشد.
نتایج حاصل از تحقیق
جدول 1- ترکیبات شیمیایی بقایای دو واریته کینوآ و مقایسه آن با کاه گندم و یونجه
|
تیمارهای آزمایشی |
ترکیبات شیمیایی† |
|||||
|
ماده خشک |
پروتئین خام |
عصاره اتری |
خاکستر خام |
NDF |
ADF |
|
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما |
b21/93 |
a77/12 |
82/1 |
a05/14 |
b17/46 |
b82/34 |
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما ایرانشهر |
b44/93 |
a45/13 |
53/1 |
a30/13 |
b43/51 |
b55/30 |
|
کاه گندم |
a33/96 |
b35/3 |
44/1 |
b40/10 |
a71/70 |
a75/47 |
|
علوفه یونجه |
a54/95 |
a45/14 |
18/1 |
ab30/12 |
b51/44 |
b21/31 |
|
انحراف استاندارد میانگین‌ها |
259/0 |
741/0 |
287/0 |
762/0 |
850/2 |
130/2 |
|
سطح معنی‌داری |
0001/0 |
0001/0 |
43/0 |
02/0 |
0001/0 |
0001/0 |
- میانگین‌های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند (05/0- میانگین‌های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند (05/0P <).
جدول 2 – فراسنجه‌های تخمیرپذیری بقایای زراعی دو واریته کینوآ و مقایسه با کاه گندم و یونجه
|
تیمارهای آزمایشی |
فراسنجه‌ها† |
||||||
|
تولید گاز |
b |
c |
DOM |
SCFA |
ME |
||
|
ساعت 24 |
ساعت 72 |
||||||
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما |
a10/31 |
a94/36 |
b19/36 |
b087/0 |
a76/49 |
a686/0 |
a58/1 |
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما ایرانشهر |
a34/32 |
a76/37 |
ab86/37 |
ab093/0 |
a61/50 |
a714/0 |
a87/1 |
|
کاه گندم |
b29/18 |
b63/32 |
a30/41 |
c025/0 |
b50/33 |
b402/0 |
b17/1 |
|
علوفه یونجه |
a00/31 |
ab72/35 |
b31/32 |
a097/0 |
a04/50 |
a684/0 |
a87/1 |
|
انحراف استاندارد میانگین‌ها |
034/1 |
023/1 |
238/1 |
0029/0 |
106/1 |
0484/0 |
023/0 |
|
سطح معنی‌داری |
01/0> |
02/0 |
01/0> |
01/0> |
01/0> |
01/0> |
01/0> |
- میانگین‌های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند (05/0P <). <).
جدول 3- میزان ناپدیدشدن ماده خشک بقایای زراعی دو واریته کینوآ در شکمبه، پس از شکمبه و کل دستگاه گوارش
|
تیمارهای آزمایشی |
میزان ناپدیدشدن ماده خشک (درصد) |
||
|
شکمبه‌ای |
پس از شکمبه |
کل دستگاه گوارش |
|
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما |
b60/51 |
90/6 |
b80/54 |
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما ایرانشهر |
a76/57 |
61/6 |
a57/60 |
|
انحراف استاندارد میانگین‌ها |
466/0 |
231/0 |
415/0 |
|
سطح معنی‌داری |
01/0> |
41/0 |
01/0> |
- میانگین‌های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند (05/0P <).
جدول 4- فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری ماده خشک بقایای زراعی دو واریته کینوآ پس از 72 ساعت انکوباسیون در شکمبه
|
ژنوتیپ کینوآ |
فراسنجه‌های تجزیه‌پذیری1 |
تجزیه‌پذیری مؤثر2 (درصد) |
||||
|
a |
b |
c |
04/0 |
06/0 |
08/0 |
|
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما |
b76/26 |
b77/37 |
b071/0 |
b39/50 |
b72/46 |
b04/44 |
|
کینوآ ژنوتیپ سجاما ایرانشهر |
a52/29 |
a20/40 |
a078/0 |
a49/55 |
a73/51 |
a95/48 |
|
انحراف استاندارد میانگین‌ها |
240/0 |
505/0 |
0023/0 |
227/0 |
234/0 |
237/0 |
|
سطح معنی‌داری |
0001/0 |
004/0 |
05/0 |
0001/0 |
0001/0 |
0001/0 |
1: a= بخش با تجزیه سریع (درصد)، b= بخش با تجزیه کند (درصد) و c= ثابت نرخ تجزیه (در ساعت).
2: تجزیه‌پذیری مؤثر با فرض سرعت عبورهای 04/0، 06/0 و 08/0 در ساعت.
- میانگین‌های با حروف متفاوت در هر ستون دارای اختلاف معنی‌دار می‌باشند (05/0P<).
الزامات برای توسعه یافته در عرصه
در سال 1397 حدود 124 هکتار از اراضی کشاورزی در استان‌های خراسان رضوی، شمالی و جنوبی، یزد، قم و فارس به کاشت کینوآ اختصاص یافته است و پیش‌بینی می‌شود این سطح افزایش یابد.
برای جلوگیری از کاهش تولید محصولات زراعی و افزایش بهره‌وری، کاشت کینوآ تقریباً در تمام مناطق کم آب کشور همراه با تنش‌های خشکی و شوری قابل توصیه است.
آموزش کشاورزان در خصوص عملیات کاشت، داشت و برداشت کینوآ، تولید بذر، معرفی ارقام جدید در هر منطقه، تکمیل بسته مدیریت زراعی و مکانیزاسیون برداشت از ملزومات توسعه کاشت این گیاه می‌باشد.
بررسی و تحقیق برای تعیین میزان بهینه مصرف در دام‌های مختلف در شرایط تولیدی متفاوت و ارزیابی عملکرد آن‌ها و همچنین تحقیق در مورد روش‌های مختلف فرآوری و عمل‌آوری بقایای کینوآ ضرورت دارد.
آموزش دامداران و ترویج امکان استفاده از بقایای زراعی کینوآ برای استفاده در جیره دام‌های مختلف نشخوارکننده به استفاده بهینه از امکانات موجود منجر خواهد شد.
جایگاه یافته پژوهشی در نقشه راه کشاورزی و استفاده ذینفعان
در حال حاضر بیش از 7 میلیون هکتار از اراضی کشور با سطوح مختلفی از شوری وجود دارند که به کاشت محصولات زراعی اختصاص دارند و با جایگزینی کاشت کینوآ با محصولات زراعی حساس به شوری، می‌توان از کاهش محصول تحت تاثیر تنش شوری جلوگیری کرد.
در بسیاری از مناطق کشور گله‌های گوسفند و بز با کمبود خوراک دام و مواد مغذی به ویژه پروتئین مواجه هستند. بقایای زراعی کینوآ پروتئین بیشتری را در مقایسه با کاه غلات و یا سایر بقایای کشاورزی برای این دام‌ها فراهم می‌نماید.
طول دوره رشد این گیاه بسته به نوع واریته در شرایط مختلف کشور بین 120 – 90 روز می‌باشد، که در مقایسه با غلات کوتاه‌تر است و می‌تواند در کاهش مصرف آب کشاورزی بسیار مؤثر باشد.
میزان برداشت بقایای زراعی کینوآ بسته به نوع واریته در شرایط مختلف کشور بین 5/7- 5 تن در هکتار می‌باشد که با توجه به ارزش غذایی آن جایگزینی آن را با سایر غلات توجیه می‌نماید.
با توجه به محتوای پروتئین این گیاه می‌تواند علوفه بسیار با ارزشی تولید نماید. عملکرد کینوآ به‌صورت علوفه (خمیری شدن دانه‌ها) حدود 25-20 تن در هکتار است، که احتمالاً قابلیت تولید سیلاژ را دارد، هر چند این موضوع نیاز به مطالعات تکمیلی دارد.
برای تولید علوفه کینوآ در شرایط کرمان می‌توان بذر این گیاه را در اسفند ماه کاشت و در اواسط اردیبهشت برداشت نمود. در سال‌های با بارندگی مناسب بدون نیاز به آبیاری و در مواقع کم بارش با یک یا حداکثر دو آبیاری این گیاه قابل برداشت می‌شود.
منابع:
- AOAC, 2000. Official Methods of Analysis, 17th ed. Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA, USA.
- Danesh Mesgaran, M. and Stern, M.D. 2005. Ruminal and post-ruminal protein disappearance of various feeds originating from Iranian plats varieties determined by the in situ mobile bag technique and alternative methods. Anim. Feed Sci. Techno. 118: 31-46.
- Fedorak, P.M. and Hurdy, D.E. 1983. A simple apparatus for measuring gas production by methanogenic cultures in serum bottles. Environ. Technol. Leu. 4: 425-432.
- Menke, K.H. and Steingass, H. 1988. Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. J. Anim. Res Dev. 28:7-55.
- Ørskov, E.R., McDonald, I. 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. J. Agric. Sci. 92: 499-503.
- Robinson, T.F., Roeder, B.L. and Johnston, N.P. 2013. Nitrogen Balance and Blood Metabolites of Llama (Lama Glama) Fed Barley Hay Supplemented with Alfalfa and Quinoa Straw in Bolivia. J. Anim. Sci. Advan. 3(8): 386-391.
- Salehi, M., Soltani, V. and Dehghani, F. 2019. Effect of salt stress and seed priming methods on emergence and seedling characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). J. Environ. Stresses Crop Sci. 11(2): 381-391. (In Persian).
- Tavosi, M. and Lotfali Ayeneh, G.A. 2017. Quinoa Planting. 1st Ed. Agriculture Education Press. Tehran. PP 32. (In Persian).
- Valencia-Chamorro, S.A. 2003. Quinoa. In: Caballero B: Encyclopedia of Food Science and Nutrition. Academic Press, Amsterdam. 8: 4895-4902
گروه: کشاورزی و آبخیزداری