In Vivo Digestibility, In Vitro Gas Fermentation and Enteric Methane Values of Sunn Hemp’s  (Crotalaria juncea L.) as Affected by Cutting Stages

تمتلك الحيوانات المجترة، مثل الأغنام والماشية، نظاماً هضمياً فريداً يعتمد على مجتمع صاخب من الميكروبات التي تعيش داخل معداتها لتفكيك المواد النباتية الصلبة. تقوم هذه الميكروبات بتخمير الطعام، مما يطلق الطاقة للحيوان وينتج غازات كمنتج ثانوي. أحد هذه الغازات، وهو الميثان، يعد مساهماً قوياً في تغير المناخ، ويرتبط إنتاجه ارتباطاً وثيقاً بنوع النبات الذي يتناوله الحيوان. فالنباتات الورقية الشابة تكون عموماً أسهل في الهضم من قبل الميكروبات وتنتج ميثاناً أقل، بينما تتطلب النباتات الأقدم والأكثر صلابة، والتي تحتوي على سيقان أكثر ليفية، جهداً أكبر لتفكيكها، مما يؤدي غالباً إلى انبعاثات ميثان أعلى. ومع نمو الطلب العالمي على الإنتاج الحيواني المستدام، أصبح إيجاد محاصيل علفية توفر تغذية عالية مع تقليل الأثر البيئي هدفاً حاسماً للمزارعين والعلماء على حد سواء.

في دراسة حديثة أجريت في مناخ البحر الأبيض المتوسط في إزمير بتركيا، بحث الباحثون في نوع من البقوليات الاستوائية يُعرف باسم "سن هييمب" (Sunn Hemp) لتحديد أفضل وقت لحصاده كعلف للحيوانات. يُعرف هذا النبات بنموه السريع وقدرته على إغناء التربة، لكن قيمته كغذاء تتغير بشكل كبير مع نضجه. قام العلماء بزراعة المحصول وحصاده في أربع مراحل متميزة من التطور: عندما أظهر النبات براعمه الأولى، وعندما كانت نصف الأزهار مفتوحة، وعندما كانت جميع الأزهار متفتحة بالكامل، وعندما بدأ النبات في تكوين البذور. ثم أطعموا عينات من كل حصاد من هذه الحصادات الأربع لمجموعة صغيرة من الأغنام لقياس مدى قدرة الحيوانات على هضم الطعام وكمية الغاز التي ينتجها النبات أثناء التخمير.

كشفت النتائج عن تحول واضح وكبير في الملف الغذائي للنبات مع تقدم عمره. ففي الحصاد الأول، كان النبات غنياً بالبروتين، حيث احتوى على حوالي 16 بالمائة من البروتين الخام، وهو عنصر غذائي حيوي لنمو الحيوان. ومع ذلك، مع انتقال النبات نحو مرحلة تكوين البذور، انخفض محتوى البروتين هذا إلى حوالي 13 بالمائة. وفي الوقت نفسه، أصبح النبات أكثر صلابة؛ حيث زادت كمية المواد الليفية، التي تعمل بمثابة هيكل بنيوي للنبات، من حوالي 64 بالمائة في القطعة الأولى إلى أكثر من 84 بالمائة في القطعة الأخيرة. هذا التغيير الهيكلي جعل النبات أصعب بكثير في الهضم بالنسبة للأغنام. فقد تمكنت الحيوانات من امتصاص حوالي 71 بالمائة من المادة الجافة من الحصاد الأول والأكثر شباباً، لكن هذه القدرة على الهضم انخفضت إلى حوالي 50 إلى 55 بالمائة للنباتات الأقدم والأكثر نضجاً. وبناءً على ذلك، انخفضت الطاقة التي يمكن للحيوانات استخراجها من العلف بشكل حاد، حيث هبطت من 10.67 ميجا جول لكل كيلوغرام في القطعة الأولى إلى 7.07 ميجا جول في القطعة الأخيرة.

وبعيداً عن الهضم، نظرت الدراسة فيما يحدث داخل معدة الحيوان أثناء عملية التخمير. فعندما قام الباحثون بمحاكاة بيئة الكرش في المختبر، وجدوا أن النباتات الأصغر سناً يتم تفكيكها بشكل أسرع بكثير بواسطة الميكروبات في الساعات القليلة الأولى مقارنة بالنباتات الأقدم والأكثر ليفية. والأهم من ذلك، أن نوع الغازات المنتجة تغير مع عمر النبات. فقد أدى تخمير النباتات الأقدم والأكثر نضجاً إلى إنتاج أعلى لحمض معين يسمى حمض الأسيتيك، وهو معروف بتحفيزه لإنشاء الميثان. ونتيجة لذلك، ارتفع انبعاث الميثان المحسوب من حوالي 10 مول لكل مول من الأحماض الدهابية المتطايرة في القطعة الأولى إلى ما يقرب من 14 مول في القطعة الرابعة. وهذا يشير إلى أن تغذية نبات "سن هييمب" الأكبر سناً لا توفر طاقة أقل للحيوان فحسب، بل تؤدي أيضاً إلى إطلاق أكبر لغازات الاحتباس الحراري.

تخلص الدراسة إلى أن "سن هييمب" يعد مصدراً ممتازاً وعالي الجودة للعلف، ولكن فقط إذا تم حصاده مبكراً. فالحصادتان الأولى والثانية توفران مستويات فائقة من البروتين والطاقة مع الحفاظ على انبعاثات الميثان منخفضة، مما يجعلهما مثاليين للإنتاج الحيواني المثمر. في المقابل، فإن الانتظار حتى ينضج النبات تماماً أو يبدأ في تكوين البذور يحوله إلى علف أقل جودة وأصعب في الهضم وأكثر إرهاقاً للبيئة. وبينما لا يزال النبات الناضج يحتفظ بقيمته كمالئ خشن للحيوانات الأقل تطلباً، إلا أن البيانات تشير بقوة إلى أنه من أجل تعظيم أداء الحيوان وتقليل الأثر البيئي، يجب على المزارعين إعطاء الأولوية لحصاد هذا المحصول خلال مراحله الخضرية المبكرة.