اهمیت پرورش نشخوارکنندگان و نقش میکروارگانیسم‌های شکمبه در مصرف خوراک و تولیدات آن‌ها

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی علوم دامی، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد تغذیه دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استادیار ژنتیک و اصلاح‌نژاد دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 استادیار تغذیه دام، گروه مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

از محصولات مهم صنعت کشاورزی و دامپروری، می‌‏توان به شیر و محصولات لبنی و همچنین گوشت قرمز اشاره نمود که اهمیت ویژه‏ پرورش دام را نشان می‌‏دهند. یکی از جنبه‌های با ارزش پرورش دام به ویژه نشخوارکنندگان، قابلیت استفاده از مواد غذایی کم ارزش از قبیل پس‌مانده‌های گیاهی یا حیوانی است که توسط انسان قابل استفاده نیستند. چگونگی پیدایش جمعیت میکروبی در شکمبه و همچنین پیچیدگی‌های موجود در نحوۀ عمل و فعالیت اختصاصی هر یک از آن‌ها از دیرباز مورد بحث دانشمندان و محققان بوده و است. در سنین اولیه دام و دوران شیرخوارگی معدۀ نشخوارکنندگان عاری از میکروارگانیسم‌های فعال بوده و گاهاً درحد استریل می‌باشد، امّا با ورود ماده خشک به دستگاه گوارش، میکروارگانیسم‌های هوازی اولین تک‌یاخته‌های حاضر در شکمبه، با فعالیت تخمیری، درحال توسعه خواهند بود. در محیط شکمبه انواع مختلفی از میکروارگانیسم‌ها از جمله، باکتری، قارچ و پروتوزآ وجود دارند که هر کدام نقش خاصی را ایفا کرده و تأثیر بسزایی در تولید حیوان بر عهده دارند که شناخت آن‌ها می‌تواند فرموله کردن جیره در مراحل مختلف فیزیولوژیکی و تولیدی دام را تسهیل کند. ترکیب و تعداد میکروارگانیسم‌های شکمبه به عواملی مانند نژاد، سن، محیط خارجی و تغذیه بستگی دارد. همچنین، عوامل گوناگونی مانند، دما، pH، ظرفیت بافری، فشار اسمزی، استرس و غیره بر تعداد و انواع میکروارگانیسم‌های شکمبه تأثیر گذار است. در این مقاله سعی شده است تا در یک نگاه اجمالی، علاقه‌مندان و خوانندگان را با برخی از اهمیت‌ها و پیچیدگی‌های حاکم بر این سیستم شگفت انگیز آشنا ساخته و اطلاعاتی در این زمینه در اختیار آن‌ها قرار داده شود.

کلیدواژه‌ها


پایا، ح. و تقی‌زاده، ا. (1397). "تأثیر لازالوسید بر اکوسیستم و پارامترهای شکمبه ای گوسفند قزل." محیط زیست جانوری، 3، 53-58.
تیمور نژاد، ن.، زاهدی فر م.، نیکخواه، ع. و فضائلی، ح. (1386). "تعیین ارزش غذایی پس­مانده‌­های میوه و سبزیجات در تغذیه نشخوارکنندگان." پژوهش و سازندگی، 3، 168-173.
چکرائی ا.، پوررضا، ج. و تبعیدیان، س.ع. (1387). "تأثیر استفاده از دانه و تفاله گوجه فرنگی در جیره غذایی بر عملکرد جوجه‌­های گوشتی." علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، 43، 393-401.
شریفی م. و خادم ع.ا. (1391). "نشخوارکنندگان و پویایی شکمبه". دانش نگار، تهران، ایران.
منصوری، ه.، نیکخواه، ع.، رضائیان، م. و میرهادی، ا. (1385). "مقایسۀ جمعیت میکروبی شکمبه با مصرف علوفۀ خشبی در گاوهای سیستانی و هلشتاین"، پژوهش و سازندگی، 3، 66-73.
Alonso, S., Dominguez-Salas, P., and Grace, D. (2019). “The role of livestock products for nutrition in the first 1,000 days of life.” Animal Frontiers, 9(4), 24-31.
Aschenbach, J.R., Penner, G.B., Stumpff, F., and Gäbel, G. (2011). “Ruminant nutrition symposium: Role of fermentation acidabsorption in the regulation of ruminal pH.” Journal of Animal Science, 89(4), 1092-1107.
Brown, M.S., Ponce, C.H., and Pulikanti, R. (2006). “Adaptation of beef cattle to high-concentrate diets: Performance and ruminal metabolism.” Journal of Animal Science, 84(13), 25-33.
Castillo-González, A.R., Burrola-Barraza, M.E., Domínguez-Viveros, J., and Chávez-Martínez, A. (2014). “Rumen microorganisms and fermentation.” Archivos de Medicina Veterinaria, 46(3), 349-361.
Clark, J.H., Klusmeyer, T.H., and Cameron, M.R. (1992). “Microbial protein synthesis and flows of nitrogen fractions to the duodenum of dairy cows.” Journal of Dairy Science, 75(8), 2304-2323.
Cotta, M.A., and Hespell, R.B. (1986). “Proteolytic activity of the ruminal bacterium Butyrivibrio fibrisolvens.” Applied and Environmental Microbiology, 52(1), 51-58.
Cholewińska, P., Górniak, W., and Wojnarowski, K. (2021). “Impact of selected environmental factors on microbiome of the digestive tract of ruminants.” BMC Veterinary Research, 17(1), 1-10.
Chanjula, P., Wanapat, M., Wachirapakorn, C., and Rowlinson, P. (2004). “Effect of synchronizing starch sources and protein (NPN) in the rumen on feed intake, rumen microbial fermentation, nutrient utilization and performance of lactating dairy cows.” Asian-australasian Journal of Animal Sciences, 17(10), 1400-1410.
Cunningham, K.D., Cecava, M.J., Johnson, T.R., and Ludden, P.A. (1996). “Influence of source and amount of dietary protein on milk yield by cows in early lactation.” Journal of Dairy Science, 79(4), 620-630.
Dušková, D., and Marounek, M. (2001). “Fermentation of pectin and glucose, and activity of pectin‐degrading enzymes in the rumen bacterium Lachnospira multiparus.” Letters in Applied Microbiology, 33(2), 159-163.
France, J., and Dijkstra, J. (2005). “Volatile fatty acid production.” Quantitative Aspects of Ruminant Digestion and Metabolism, 2, 157-175.
Hino, T., and Russell, J.B. (1987). “Relative contributions of ruminal bacteria and protozoa to the degradation of protein in vitro.” Journal of Animal Science, 64(1), 261-270.
Holdsworth, P., (2003). “The role of enteric antibiotics in livestock production.” Published in 2003, Australia.
Ho, Y.W., Abdullah, N., and Jalaludin, S. (2000). “The diversity and taxonomy of anaerobic gut fungi.” Fungal Diversity, 4, 37-51.
Hobson, P.N., Stewart, C.S., (2012). “The rumen microbial ecosystem.” Springer Science & Business Media.
Liu, K., Wang, J., Bu, D., Zhao, S., McSweeney, C., and et al. (2009). “Isolation and biochemical characterization of two lipases from a metagenomic library of China Holstein cow rumen.” Biochemical and Biophysical Research Communications, 385(4), 605-611.
Lean, I.J.; Wade, L., and Bechet, S.D. (1997). “Bovine somatotropin and monensin: emerging technologies.” Department of Animal Science, University of Sydney, Australia.
Matthews, C., Crispie, F., Lewis, E., Reid, M., O’Toole, P.W., and et al. (2019). “The rumen microbiome: a crucial consideration when optimising milk and meat production and nitrogen utilisation efficiency.” Gut Microbes, 10(2), 115-132.
Mackie, R.I., Heath, S. (1979). “Enumeration and isolation of lactate-utilizing bacteria from the rumen of sheep.” Applied and Environmental Microbiology, 38(3), 416-421
Moran, J. (2005). “Tropical dairy farming: feeding management for small holder dairy farmers in the humid tropics.” Csiro publishing.
Palmquist, D.L. (1994). “The role of dietary fats in efficiency of ruminants.” Journal of Nutrition, 124 (8): 1377-1382.
Russell, J.B., and Hespell, R.B. (1981). “Microbial rumen fermentation.” Journal of Dairy Science, 64, 1153-1169.
Seo, J.K., Yang, J.Y., Kim, H.J., Upadhaya, S.D., Cho, W.M. and et al. (2010). “Effects of synchronization of carbohydrate and protein supply on ruminal fermentation, nitrogen metabolism and microbial protein synthesis in Holstein steers.” Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 23(11), 1455-1461.
Seymour, W.M., Campbell, D.R., and Johnson, Z.B. (2005). “Relationships between rumen volatile fatty acid concentrations and milk production in dairy cows: a literature study.” Animal Feed Science and Technology, 119(1-2), 155-169.
Squires, M.W., Naber, E.C., and Toelle, V.D. (1992). “The effects of heat, water, acid, and alkali treatment of tomato cannery wastes on growth, metabolizable energy value, and nitrogen utilization of broiler chicks.” Poultry Science, 71(3), 522-529.
Tharwat, M., Al-Sobayil, F., Ali, A., and Buczinski, S. (2012). “Transabdominal ultrasonographic appearance of the gastrointestinal viscera of healthy camels (Camelus dromedaries).” Research in Veterinary Science, 93(2), 1015-1020.
Van Zijderveld, S.M., Fonken, B., Dijkstra, J., Gerrits, W.J., Perdok, H.B., and et al. (2011). “Effects of a combination of feed additives on methane production, diet digestibility, and animal performance in lactating dairy cows.” Journal of Dairy Science, 94(3), 1445-1454.
Van Zwieten, J.T., Van Vuuren, A.M., and Dijkstra, J. (2008). “Effect of nylon bag and protozoa on in vitro corn starch disappearance.” Journal of Dairy Science, 91(3), 1133-1139.
Van Soest, P.J. (1994). “Nutritional ecology of the ruminant.” Cornell University Press, Ithaca, NY.
Williams, A.G., Coleman, G.S. (1997). “The rumen protozoa.” In The rumen microbial ecosystem. Springer, Dordrecht. 73-139.
Warner, A.C. (1962). “Some factors influencing the rumen microbial population.” Microbiology, 28(1), 129-146.
Wahrmund, J.L., Ronchesel, J.R., Krehbiel, C.R., Goad, C.L., Trost, S.M. and et al. (2012). “Ruminal acidosis challenge impact on ruminal temperature in feedlot cattle.” Journal of Animal Science, 90(8), 2794-2801.
Wu, G., Bazer, F.W., and Cross, H.R. (2014). “Land‐based production of animal protein: impacts, efficiency, and sustainability.” Annals of the New York Academy of Sciences, 1328(1), 18-28.
Yanez Ruiz, D.R., Moumen, A., Martin Garcia, A.I., and Molina Alcaide, E. (2004). “Ruminal fermentation and degradation patterns, protozoa population, and urinary purine derivatives excretion in goats and wethers fed diets based on two-stage olive cake: Effect of PEG supply.” Journal of Animal Science, 82(7), 2023-2032.