يعد تحسين معالجة الحبوب في أنظمة العجول الغذائية، إلى جانب ضمان تناول كمية كافية من العلف، أمرًا بالغ الأهمية لتعزيز نمو الحليمات الفعالة مع الحفاظ على التخمير المستقر ودعم درجة الحموضة المستقرة في الكرش.
في العجول الحلوب، يتم تنظيم التمايز المبكر لظهارة الكرش وتكوين الحليمات بدقة من خلال التغييرات في التعبير الجيني التي تحضر الكرش للهضم الفعال للأطعمة الصلبة. يشكل الكرش في البداية 32% فقط من إجمالي كتلة المعدة، ولكنه يزداد حجمه بسرعة، متجاوزًا المعدة، بحيث يشكل بحلول الأسبوع السادس من العمر 63% من إجمالي وزن المعدة. ويتم دعم هذا النمو من خلال الأوعية الدموية الموسعة. شبكة تقع تحت الغشاء المخاطي للخصية، تعمل على تحسين إمداد الخلايا الظهارية المتكاثرة بالعناصر الغذائية المهمة لنمو الكرش ووظيفته. في الوقت نفسه، يؤدي تضخم العضلات المنظم بالجينات إلى زيادة سماكة عضلة الغلالة، مما يحسن حركة الكرش وكفاءة معالجة الطعام. عندما يزداد تناول الطعام الصلب، فإن الغشاء المخاطي للفم يشهد تكيفات مورفولوجية مميزة مع زيادة كبيرة في مساحة سطح الحليمات وطولها وعرضها، مما يزيد من قدرة امتصاص العناصر الغذائية. والتي تعتبر مهمة جدًا للتكيف مع النظام الغذائي السليم. تعمل الطبقة القاعدية، الغنية بالميتوكوندريا، على تعزيز انتشار وتكثيف الظهارة وتخلق تدرجات كهروكيميائية مهمة لنقل العناصر الغذائية والشوارد. تساهم الطبقة الشوكية بشكل فعال في عملية التمثيل الغذائي للكرش عن طريق تحويل الزبدات إلى β-هيدروكسي بيوتيرات لإنتاج الطاقة.
يتطلب تحسين النظام الغذائي للعجول من أجل نمو أفضل وتطور الكرش توازنًا دقيقًا بين تركيبة الحبوب وطرق المعالجة والشكل المادي. تعتبر الحبوب مثل الذرة والشعير والشوفان ضرورية للنظام الغذائي المبكر للعجل لأنها تحتوي على نسبة عالية من الطاقة الضرورية للنظام الغذائي. يختلف نمو محتوى النشا وقابلية هضم الحبوب بشكل كبير بسبب الاختلافات في البنية الكيميائية الحيوية، بما في ذلك نوع النشا ومصفوفة البروتين، مما يؤثر على توفر النشا للتخمير الميكروبي. تلعب طرق المعالجة مثل الطحن والتقشير بالبخار والتدحرج دورًا مهمًا، حيث أن زيادة مساحة السطح من خلال المعالجة يمكن أن يحسن قابلية الهضم من خلال زيادة الوصول إلى الإنزيمات. ومع ذلك، فإن الإفراط في طحن الحبوب، وخاصة الحبوب مثل الشعير، يمكن أن يؤدي إلى انخفاض درجة حموضة الكرش وإضعاف وظيفة الكرش بسبب التخمير السريع. على سبيل المثال، ثبت أن الذرة المطهوة بالبخار تعمل على زيادة قابلية هضم العناصر الغذائية، وتحسين متوسط الغلة اليومية، والحفاظ على درجة حموضة الكرش بشكل أفضل من الذرة المطحونة، وهي فائدة لوحظت باستمرار في العديد من الدراسات. وبالمقارنة، فإن البادئات ذات الملمس المحتوي على حبوب مطحونة أو كاملة تحفز المضغ وزيادة إفراز اللعاب، وتزيد من درجة حموضة الكرش، وتحسن صحة الكرش، في حين أن البادئات المحببة بدقة بدون حجم جزيئات كافٍ يمكن أن تقلل من تناول العلف وتؤثر سلبًا على تخمير الكرش ونموه. في الدراسات التي قارنت بين الأشكال المادية، أظهرت الأنظمة الغذائية المحكمة أنها تعمل باستمرار على تعزيز درجة حموضة الكرش، وتحسين سلامة الأنسجة. تناول الطعام وزيادة الوزن بشكل أفضل من الأنظمة الغذائية المحببة، وخاصة عندما يتم تصنيعها مع ما لا يقل عن 45٪ من الحبوب الكاملة أو الحبوب المطحونة بالبخار مع حجم جزيئات يزيد عن 1190 ميكرومتر. دعم المضغ والتجشؤ المناسبين لتحقيق النمو الأمثل. ومن المهم أيضًا الحفاظ على سلامة الحبيبات مع الحد الأدنى من الغرامات، حيث يمكن للغرامات أن تقلل من المذاق والامتصاص. نظرًا للتفاعلات المتعددة بين نوع الحبوب، والمعالجة، والشكل على فسيولوجيا الكرش وأداء العجل، يجب أخذ هذه العوامل في الاعتبار عند صياغة نظام غذائي أولي متوازن يعزز صحة الكرش، وتناول الطاقة، والنمو لتحقيق النمو الأمثل للعجل.
إن إدراج العلف في النظام الغذائي قبل الفطام يدعم نمو الكرش ولكن يجب أن يكون متوازنًا لتجنب تقليل تناول الطاقة وأداء النمو. تشير الدراسات إلى أن تغذية العلف الأخضر يحفز عضلات الكرش ويقلل من تقرّن حليمات الكرش، ويعزز التجشؤ، ويزيد من قدرة الكرش على التخزين المؤقت من خلال اللعاب، وبالتالي يقلل من خطر انخفاض درجة حموضة الكرش. كما أن إضافة العلف تعمل أيضًا على تحسين رعاية الحيوانات من خلال تقليل السلوكيات الفموية غير الغذائية. ومع ذلك، يشكل استهلاك العلف تحديًا من حيث كثافة الطاقة وأنماط التخمير، حيث تحتوي العديد من الأعلاف على محتوى أقل من المواد الخام الغذائية ولديها محتوى طاقة إجمالي أقل من البادئات القائمة على الحبوب. غالبًا ما تواجه العجول الصغيرة ذات قدرة التخمير المحدودة في الكرش وقابلية هضم NDF المنخفضة صعوبة في استخدام طاقة العلف بكفاءة، مما قد يعيق النمو الأمثل خلال فترة ما قبل الفطام الصعبة. ويؤدي استهلاك العلف أيضًا إلى تحويل نمط التخمير في الكرش نحو إنتاج الأسيتات، الذي يعمل على حماية الكرش. ويقلل من خطر الإصابة بالحماض ولكنه يحفز نمو حليمة الكرش بدرجة أقل من الزبدات أو البروبيونات. قد يؤدي هذا التغيير إلى الحد من كمية نمو الحليمة المطلوبة لامتصاص العناصر الغذائية بشكل فعال، مما قد يقلل من فوائد النمو. لذلك، فإن تعديل نسبة العلف إلى المركز في علائق العجول أمر بالغ الأهمية لتحسين تخمير الكرش، ودعم نمو الكرش، وضمان تناول كمية كافية من الطاقة لنمو صحي. علاوة على ذلك، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار التأثيرات على ملء الأمعاء عند استهلاك العلف، حيث قد يزداد حجم محتويات الأمعاء، وهو ما إذا لم يتم تمييزه عن الزيادة الحقيقية في الأنسجة، فقد يتم تفسيره بشكل خاطئ على أنه نمو. تشير الدراسات إلى أن ملء الأمعاء من العلف يزداد عندما يشكل أكثر من 15٪ من إجمالي تناول العلف، ويؤدي البرسيم عمومًا إلى ملء الأمعاء بشكل أكبر من الأعشاب (NASEM، 2021). إن عدم أخذ هذا الاختلاف في الاعتبار قد يؤدي إلى المبالغة في تقدير أداء نمو العجل. علاوة على ذلك، تفتقر العديد من دراسات النمو إلى قياسات دقيقة لملء الأمعاء، وتعتمد في كثير من الأحيان على معادلة جون وتشاندلر، والتي قد لا تنطبق بشكل جيد على العجول الصغيرة. ينبغي أن تركز الأبحاث المستقبلية على تطوير أدوات دقيقة لقياس ملء الأمعاء وتمييزه عن زيادة أنسجة الجسم الفعلية لتوفير فهم أفضل لتأثيرات العلف على نمو العجل وصحة الكرش.
References :
1. Amin, N., and J. Seifert. 2021. Dynamic progression of the calf’s microbiome and its influence on host health. Comput. Struct. Biotechnol. J. 19:989ttps://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.01.035.
2. Antúnez-Tort, G., A. Bach, C. Cajarville, M. Vidal, F. Fàbregas, M. A. Ahangarani, and M. Terré. 2023. Benefits of barley straw as a forage for dairy calves before and after weaning. J. Dairy Sci. 106:7578–7590. https://doi .org/10.3168/jds.2023-23401.
3. Aschenbach, J. R., Q. Zebeli, A. K. Patra, G. Greco, S. Amasheh, and G. B. Penner. 2019. Symposium review: The importance of the ruminal epithelial barrier for a healthy and productive cow. J. Dairy Sci. 102:1866–1882.https://doi.org/10.3168/jds.2018-15243.
4. Bach, A., A. Giménez, J. L. Juaristi, and J. Ahedo. 2007. Effects of physical form of a starter for dairy replacement calves on feed intake and performance. J. Dairy Sci. 90:3028–3033. https://doi.org/10.3168/jds.2006-761.
5. Baldwin, R. L., and E. E. Connor. 2017. Rumen function and development. Vet.Clin. North Am. Food Anim. Pract. 33:427–439. https://doi.org/10.1016/j.cvfa.2017 .06.001.
6. Baldwin, R. L. V., K. R. McLeod, J. L. Klotz, and R. N. Heitmann. 2004. Rumen development, intestinal growth and hepatic metabolism in the pre-and postweaning ruminant. J. Dairy Sci. 87(Suppl.):E55–E65. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(04)70061-2.
7. Baldwin, R. L. V. I., M. Liu, E. E. Connor, T. G. Ramsay, G. E. Liu, and C. J.Li. 2021. Transcriptional reprogramming in rumen epithelium during the developmental transition of pre-ruminant to the ruminant in cattle. Animals (Basel) 11:2870–2888. https://doi.org/10.3390/ani11102870.
8. Bateman, H. G. II, T. M. Hill, J. M. Aldrich, and R. L. Schlotterbeck. 2009. Effects of corn processing, particle size, and diet form on performance of calves in bedded pens. J. Dairy Sci. 92:782–789. https://doi.org/10.3168/jds.2008-1242.
9. Beharka, A. A., T. G. Nagaraja, J. L. Morrill, G. A. Kennedy, and R. D. Klemm. Effects of form of the diet on anatomical, microbial, and fermentative development of the rumen of neonatal calves. J. Dairy Sci. 81:1946–1955.https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(98)75768-6.
10.Chapman, C. E., P. S. Erickson, J. D. Quigley, T. M. Hill, H. G. Bateman II, F. X. Suarez-Mena, and R. L. Schlotterbeck. 2016. Effect of milk replacer program on calf performance and digestion of nutrients with age of the dairy calf. J. Dairy Sci. 99:2740–2747. https://doi.org/10.3168/jds.2015-10372.
11.Connor, E. E., R. L. Baldwin, C. J. Li, R. W. Li, and H. Chung. 2013. Gene expression in bovine rumen epithelium during weaning identifies molecular regulators of rumen development and growth. Funct. Integr. Genomics 13:133–142. https://doi.org/10.1007/s10142-012-0308-x.
12. Deng, J., Y. J. Liu, W. T. Wei, Q. X. Huang, L. P. Zhao, L. Y. Luo, Q. Zhu, L.
Zhang, Y. Chen, Y. L. Ren, S. G. Jia, Y.-L. Lin, J. Yang, F.-H. Lv, H.-P.
Zhang, F.-E. Li, L. Li, and M.-H. Li. 2023. Single-cell transcriptome and metagenome profiling reveals the genetic basis of rumen functions and convergent developmental patterns in ruminants. Genome Res. 33:1690– https://doi.org/10.1101/gr.278239.123.
13. Dias, J., M. I. Marcondes, S. Motta de Souza, B. Cardoso da Mata, and M. Silva. 2018. Bacterial community dynamics across the gastrointestinal tracts of dairy calves during preweaning development. Appl. Environ. Microbiol. 84:e02675–e17. https://doi.org/10.1128/AEM.02675-17.
14. Dias, J., M. I. Marcondes, M. F. Noronha, R. T. Resende, F. S. Machado, H.C. Mantovani, K. A. Dill-McFarland, and G. Suen. 2017. Effect of preweaning diet on the ruminal archaeal, bacterial, and fungal communities of dairy calves. Front. Microbiol. 8:1553. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01553
