د صفاء سند تكتب: التقنيات الحديثة ودورها في زيادة إنتاجية ماشية اللبن

دكتوراه وراثة وتربية الحيوان- رئيس بحوث بقسم بحوث تربية الابقار – مركز البحوث الزراعية- مصر

العصر الحالي هو عصر التكنولوجيا الحيوية المستخدمة لزيادة إنتاجية الثروة الحيوانية وتحسينها وراثيا حيث يتم تصنيف العالم على أساس قدراته التكنولوجية. وتعد التكنولوجيا عاملًا مؤثرًا رئيسيًا في ممارسات الرعاية الزراعية.. وفي الآونة الأخيرة، تم تطوير التقنيات الذكية وأصبح يمكنها مراقبة سلوك كل حيوان بشكل غير ملحوظ، في الوقت الفعلي، لمدة 24 ساعة في اليوم، لتقديم رؤى أشمل في ما يخص الصحة والسلامة.

فوائد استخدام التقنيات الحديثة ودورها في تحسين الثروة الحيوانية:

1- العمل على زيادة الدخل المادي

2- العمل على تحسين الإنتاج من خلال أفضل استفادة من الحيوانات وعدم إرهاق الحيوانات في الإنتاج

3- العمل على توفير بيئة مناسبة لإنتاج وتربيه الحيوانات، والعمل على زيادة رفاهية الحيوان.

ويتمثل الهدف من استخدام التقنيات الحديثة في مزارع ماشية اللبن لزيادة الإنتاج الحيواني (زيادة الإنتاجية من الالبان واللحوم ) ولكن بأقل التكاليف الممكنه ويعتمد ذلك على استخدام الأساليب الحديثة في العناية بالمزارع مثل

• اجراءات الصحة والسلامة اللازمة أثناء تربية الحيوانات
• استخدام الحاسب الألي ، امثلة لذلك الترقيم وتسجيل الإنتاج باستخدام الكمبيوتر .

• زرع كاميرات المراقبة والتي يمكن من خلالها مراقبة سلوكيات الحيوانات تعمل هذه الكاميرات في ظروف الإضاءة المختلفة و تتصل مباشرة بجهاز الكمبيوتر أو الجهاز اللوحي أو الهاتف الذكي للمزارع ، حيث تصدر تحذيرات ذات صلة.

التقنيات المساعدة للتناسل في حيوانات المزرعة التقنية الحيوية للتناسل تؤدي دوراً محورياً في أنظمة الإنتاج الحيواني

1- تطور تقنية التلقيح الاصطناعي

2- تزامن الشبق في الماشية

3- نقل الأجنة

كان لمجهود العلماء والباحثين العاملين في مجال تناسل الحيوان دور كبير في تطور صناعة الإنتاج الحيواني في العالم خلال الخمسين سنة الماضية. وقد انعكس هذا التطور على زيادة إنتاجية حيوانات المزرعة ، مما ساهم في سد الفجوة الغذائية الناتجة عن الزيادة السكانية . كما يمكن الاستفادة من التكنولوجيا الحديثة في إدارة مزارع ماشية اللبن عن طريق الانتاج المكثف مثل التعرف على الشياع وتنظيم الشياع والمعاملات الهرمونية وتشخيص الحمل بالسونار.

فوائد التلقيح الاصطناعي  :

1. اقل تكلفة واسرع فاعلية مع امكانية الاستفادة من الطلائق الممتازة والتقليل من خطر انتشار الامراض المعدية عن طريق الجهاز التناسلي .
2. زيادة معدل الخصوبة لتصل الى 70% مع امكانية الاستفادة من الطلائق كبيرة الحجم لتلقيح ابقار صغيرة في الحجم .
3. الاستغناء عن تربية الطلائق وتوفير تكاليف التغذية والرعاية لها .

نقل الأجنة ، تجنيس الاجنة والإستنساخ Embryo sexing and cloning ،

نقل الاجنةِ ET)) Embryo Transferهدفه الحصول عدد كبير مِنْ الأجنِة مِنْ أنثى وحيدة. وبالرغم من أن لَيسَ عمليَ اقتصاديا للاستعمال التجاريِ فى المزارعِ الصغيرةِ في الوقت الحاضر، فإنه يُمْكِنُ أَنْ تُساهمَ في البَحوث كثيراً والتحسينَ الوراثيَ في السلالات المحليّةِ.

المزايا الرئيسيةَ لنقلِ الاجنةِ

• إمكانيةُ إنْتاج عِدّة افراد مِنْ أنثى واحدة. مثلا إنتاج البقرة يُمْكِنُ أَنْ تُزادَ 5 اضعاف.
• تَزِيدُ نسبةُ الإناث المختارةِ ولَها المنافعُ التاليةُ:
• انتاج حيوانات متميزة جينياً يُمْكِنُ أَنْ تُساهم أكثر فى دفع برامجِ التربية.
• اسراع نسبة التغييرِ الوراثيِ بمخططاتِ التربية خاصةً التي تعتمد على الكثافةِ المتزايدةِ مِنْ الاختيار الاناث.
• نقل الجنينِ أرخصُ كثيرُ مِنْ نقل الحيواناتِ الحيّةِ.
• تلافى خطر استيراد أمراضِ.
• يُسهّلُ التوسّعُ السريعُ في القطعان stocks الوراثيةَ المهمةَ اقتصاديا.
• تفادى الإجهاد نتيجة نقل الحيوانات ذات التراكيب الوراثية الاجنبية بولادتهمِ من امهات محليّةِ بدلاً مِنْ الاستيراد كحيوانات حيّة.
• الفطام المبكر واستخدام اساليب الرضاعة الحديثة.،.حفظ الاعلاف الخضراء عن طريق السلاج والمعاملات البيولوجية المختلفة (قسم بحوث استخدام المخلفات بالمعهد).
• تقنيات الحلابة الحليب الالي عن طريق اله الحليب الأوتوماتيكية تتمثل المزايا الرئيسية للحليب الالي في زيادة الإنتاج من الحليب وخفض تكاليف العمالة.

صورة توضح عملية الحليب الالي

• أنظمة ضبط التهوية في المزارع تطورت تكييف الهواء في المزارع بشكل ملحوظ ، بهدف تحسين بيئة المزرعة قدر الإمكان لزيادة رفاهية الحيوان

استخدام التكنولوجيا الحيوية في التحسين الوراثي بهدف الانتخاب المبكر وزيادة الانتاجية

البرنامج الانتخابي في الحيوانات الزراعية و على الاخص في ماشية اللبن يأخذ وقت طويلا حيث يجب الحصول على معلومات عن السلالات وعمل تقييم مبدئي عنها وتقدير المعالم الوراثية والبيئية ، تحديد الصفات المراد تحسينها وراثيا والاهمية النسبية لكل صفة ،

الطرق التقليدية للتحسين الوراثي

اولا : الإنتخاب  وهو التحسين الوراثي على أساس التباين بين الأفراد داخل السلالة.

الخلط  يعتمد على التباين بين السلالات بحيث يتم الخلط بين سلالات محلية تتحمل العوامل البيئية المحلية والسلالات الأجنبية عالية الإنتاجية فنحصل على سلالات جيدة الإنتاج وتتحمل العوامل البيئية المحلية.

ثانيا: تحسين إنتاجية الثروة  الحيوانية باستخدام التكنولوجيا الحيوية

الدلائل الوراثية والاختيار بمساعدة الدليل  Genetic markers and marker-assisted selection (MAS)
يهدف مجال “التكنولوجيا الحيوية في الإنتاج الحيواني” تحسين إنتاجية الحيوان بمعلومية الوراثة الجزيئية والتكنولوجيا الحيوية الحديثة والعمل على رفع الكفاءة الإنتاجية وتحسين الجودة المنتجات الثروة الحيوانية والمحافظة على التنوع البيولوجي للسلالات المحلية بحيث يتم تقييم السلالات المحلية للحيوان على مستوى المادة الوراثية باستخدام الواسمات الجزيئية المختلفة وتقدير مدى التشابه والاختلاف الوراثي داخل وبين السلالات وكذلك تقييم برامج التحسين الوراثي بعمل بصمة وراثية وتقدير مدى التحسن الوراثي الحادث

كما يتم مقارنة السلالات المحلية بالسلالات الأجنبية وكذلك تقدير جينات مسئولة عن التحمل الحرارى (جينات الصدمة الحرارية). ويتم تطبيق تقنية استخدام الحيوان المنوي كناقل طبيعي لنقل الجينات التي تؤثر على النمو وإنتاج اللبن في الحيوانات بغرض زيادة إنتاجيتها.

وتستخدم التكنولوجيا المادة الوراثية DNA في التحسين الوراثي للحيوان حيث يمكن تقدير التشابه والاختلاف بين وداخل السلالات باستخدام الواسمات الجزيئية وإمكانية إكساب الحيوان قدرات لم تكن به .

• هو الانتخاب الذي يتم بمعرفة الإنسان حيث من خلاله يحدد الحيوانات التي تستخدم لتعطى أفراد الجيل التالي وأيضا التي تعطي نسلا أكثر من الأخر. ويعتبر التلقيح الصناعي وسيلة من وسائل الانتخاب الصناعي

الافاق الحديثة في وراثة وتربية ماشية اللبن (المعلوماتية الحيوية)

استخدام المعلوماتية الحيوية في تحسين الصفات الانتاجية للحيوانات الزراعية

تم استخدام الطرق الاحصائية الحديثة والبرامج المتوفرة على شبكة المعلومات الدولية في مجال تحليل المادة الوراثية والبعد الوراثي ما بين السلالات في حالة استخدام المادة الوراثية (DNA&RNA) كأساس لقياس التنوع الحيوي ما بين الحيوانات للحصول على نتائج أكثر دقة وفي زمن أسرع تسهيلا لعمليات التحسين الوراثي لحيوانات المزرعة .

وتعرف المعلوماتية الحيوية Bioinformatics  أو علم الاحياء الحاسوبي بانة استخدام أحدث تقنيات الرياضيات التطبيقية المعلوماتية ، الاحصاء ، علوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجية حيوية وتتمثل جهود الابحاث الرئيسية في هذا المجال في:

التوصيف التسلسلي ومشروع الجينوم البشري وتراصف البنية البروتينية  وتنبؤ البنية البروتينية والتنبؤ بالتعبير الجيني

حيث يتم استخدام تكنولوجيا المعلومات ضمن علم الاحياء البيولوجية للاستفادة من ذلك في عمليات تخزين البيانات وتحليل سلاسل الحمض النووي DNA

استخدام تقنية  الشعير المستنبت في تغذية حيوانات ماشية اللبن

تلعب التغذية الجيد للحيوانات دورا فعال في الإنتاج ، لذا يجب توفير التغذية  السليمة بحيث يمكن الحصول علي اكبر كمية أنتاح بأقل تكلفه مما يعود علي زيادة الدخل القومي وتحقيق الأمن الغذائي

وفي مجال التغذية تم استخدام تقنية  الشعير المستنبت في تغذية حيوانات اللبن  حيث يمكن تغذية حيوانات إنتاج اللبن علي الشعير المستنبت لما له من أهمية في زيادة أنتاج كمية اللبن من الحيوان كما يعتبر سيلاج الشعير المستنبت غذاء مناسب لعجول التسمين في ظل ارتفاع أسعار الاعلاف والبحث عن بدائل أعلاف غير تقليدية .

الشعير المستنبت عبارة عن حبوب الشعير التي يتم استنباتها تحت ظروف معينة من درجة حرارة ورطوبة بحيث يصل طول الجزء الاخضر حوالى 19-22سم بالإضافة للمجموع الجذري الابيض وتصل نسبة البروتين به 19 % . وتجود زراعته في فصل الشتاء فقط بدون مكيف لأنه اصلا محصول شتوي اما في فصل الصيف لابد من الزراعة في مكان مكيف على درجة حرارة من 20 – 22 ^o م   .اما بخصوص الري يمكن ان يكون مرتين او ثلاثة يوميا او عمل الري عن طريق بخاخ يفرز الضباب ويعمل اتوماتيكيا على ان يضبط كل 3 او 4 ساعات مرة دون دخول العامل اليدوي

ويساعد الشعير المستنبت على تحسين أداء الحيوان وتحسين حالة العضلات وجودة اللحم وذلك لاحتوائه على كمية عالية من البروتينات سهلة الهضم .

وترجع أهمية تغذية الحيوانات على الشعير المستنبت الى  الشعير المستنبت ذو تركيز غذائي عالي مما يؤدي الى تخفيض في الاعلاف الجافة ، ارتفاع نسبة البروتين بالشعير المستنبت حيث يصل الى 10% ، سهولة هضم وامتصاص الشعير المستنبت بالنسبة للحيوان حيث لا يسبب تناوله الى حدوث حموضه للحيوان مثل الاعلاف المركزة الأخرى ، يحتوي علي مجموعة من العناصر الحيوية المسئولة عن تحسين مواصفات الحيوان عند التغذية عليه والتي لا تتواجد بالأعلاف الأخرى ، مستواه من الطاقة يعادل حبوب الشعير  ، قابليته للهضم وبالتالي معدل الاستفادة منه للحيوان تصل الى 95% أعلى من الاصناف الأخرى من الاعلاف .

– التغذية على الشعير المستنبت يعمل على زيادة أدرار الحليب بنسبة 20% أكثر من التغذية على العلف الجاف . له اهمية في تحسين الصفات الانتاجية للحيوان:  تحسين الخصوبة العامة، ومعدلات الحمل والقدرة على الإنجاب. يحسن مظهر من الجلد أو الصوف. تحسن عام في صحة الحيوان. يحسن من أداء الحيوان وذلك نتيجة المحتوى العالي من البروتين العالي الامتصاص وسهل الهضم حيث يستهلك الحيوان الشعير المستنبت بأكمله الجزء الخضري و الجذور فلا يوجد هدر.

المزايا الاقتصادية  للشعير المستنبت تشمل الاتي

– الاقتصاد في المساحة (طن علف اخضر يتم انتاجه في مساحة أقل من 40 متر مربع تقريبا)

– الوفرة في الانتاج الاقتصاد في تكاليف الكهرباء – استخدام المياه استخدام العلف المركز (يحتوى الشعير المستنبت على 17-19% بروتين بينما العلف المركز به 12% بروتين) .

الاقتصاد في تكاليف الانتاج

– يحتاج الشعير المستنبت الى غرفة محكمة نظيفة ومعقمة ولا يحتاج الى تراب أو رمل أو اسمدة كيماوية ، كما يتم استخدام أفضل الخامات في غرف استنبات الشعير لتساعد الشعير المستنبت في تحمل الظروف القاسية مع ضرورة توفر الإضاءة ودرجة الحرارة المناسبة لنمو الشعير وتوافره على مدار العام ، كل مساحة قدرها50م2 تنتج كمية من الشعير المستنبت قدرها 180000كيلو شعير مستنبت طوال العام بما يعدل انتاج سبعة افدنة من البرسيم طوال العام

– كل واحد طن من الشعير الجاف ينتج من 6-8 طن من الشعير المستنبت حيث يستخدم الشعير المستنبت في الصيف كغذاء للحيوان مع خلطه بأعلاف أخري ، وفي الشتاء يستعمل كعلف أخضر وذلك قبل ظهور السنابل حتى لا يتسبب في حدوث مشاكل أو اضرابات في القناه الهضمية .

يمكن عمل سيلاج من فائض الشعير المستنبت حيث يتم أيقاف الري عن صواني الشعير لمدة لا تقل عن يومين ثم يتم فرد طبقة من الشعير المستنبت يبلغ سمكها 20سم  في حفرة السيلاج ،  ثم يتم نثر الذرة المجروشة بمقدار 20كجم لكل طن من الشعير المستنبت ويتم تغطيته بالمشمع السميك مع وضع التراب على حافة المشمع حتى يتم منع تسرب الهواء الى الشعير المستنبت حتى يتم التخمر اللاكتيكي مع كبس الشعير المستنبت وعزله عن الهواء ويترك الشعير المستنبت لمدة شهرين حتى ينضج ويصبح جاهزا لتقديمه الى الحيوان .

استخدام الذكاء الاصطناعي في تنمية الثروة الحيوانية

ساعد الذكاء الاصطناعي مزارع الثروة الحيوانية على جمع البيانات وتحليلها للتنبؤ بدقة بسلوك المستهلك، بما في ذلك أنماط الشراء والاتجاهات السائدة، وغيرها. وسيتم تشغيل المزرعة باستخدام وسائل آلية تُقلل التكاليف بشكل مباشر وتُحسّن جودة منتجات الحليب واللحوم، الذكاء الاصطناعي هو نظام مراقبة ذكي يمكنه اقتراح حلول يمكن أن تساعد المرابين على الحصول على المزيد من سلالاتهم مع استخدام الموارد بشكل أكثر استدامة، وإنتاج منتجات أكثر جودة، والسيطرة على الأمراض والحد منها، ومراقبة حركة الحيوان وسلوكه، والتقليل من العمالة ،

كما يساعد الذكاء الاصطناعي على التغلب على المشكلات والعقبات دون تقليل الإنتاجية. حيث يساهم في تحسين صحة الحيوان وانتاجيته بالإضافة إلى جمع البيانات والمعلومات الخاصة بالقطيع وتحليلها للتنبؤ بإنتاجية الحيوانات، مما يساهم في خفض التكاليف بشكل كبير وتحسين جودة المنتج النهائي سواء كان لبن أو لحم وبالتبعية زيادة العائد الاقتصادي . حيث تعمل الأنظمة المدعومة بالذكاء الاصطناعي على تحسين إدارة وإنتاج الماشية، كما يتم استخدم الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بتفشي الأمراض ومتابعة التغذية الجيدة ومراقبة سلوك الحيوان ورفاهيته.