مواد معدنی موجود در بستر طیور و غلظت عناصر کمنیاز در کود
مواد معدنی کمنیاز
قسمت سوم:
مواد معدنی موجود در بستر طیور بیشتر و بهطور مستقیم از جیرهی پرنده و بهطور غیرمستقیم در طی جمعآوری کود مشتق میشوند. تعدادی از عناصر معدنی کمنیاز که به جیرهی طیور اضافه شدند نه تنها بهعنوان مواد مغذی ضروری بودند بلکه همانند یک مکمل، ضریب تبدیل و سلامت پرنده را بهبود داد(جدول ۳). مواد مغذی ضروری در دامنهی وسیعی از فرآیندهای آنزیمی شامل بسیاری از اعمال فیزیولوژیکی و متابولیسم واسط یک ارگانیسم است. آنها بهعنوان کاتالیزور و یا کوفاکتور در سیستمهای آنزیمی بوده و نقش آنها نسبتا ضعیف بوده و به صورت اثرات یونی غیرویژه(آنزیمهای فعال شدهی یون فلزی) و رابطهای بسیار ویژه(متالوآنزیمها) است که در آن فلز به تعداد ثابتی از اتمها در مولکولها متصل میشوند. این عناصر کمنیاز بدون از دست دادن فعالیت و اساسا نمیتوانند توسط مادهی دیگری جایگزین شوند.
جدول۳٫ میزان عناصر کمنیاز در فرآوردههای فرعی کود طیور و خوراک طیور
به دلیل تراکم تولید، تعدادی از اجزای خوراکی شامل عناصر معدنی کمنیاز از قبیل آرسنیک، کبالت، مس، آهن، ید، منگنز، سلنیوم و روی در صنعت طیور برای جلوگیری از عفونت و بیماریها در طیور، بهبود افزایش وزن، بهبود ضریب تبدیل خوراک و افزایش تولید تخم در طیور استفاده میشود. مصرف مؤثر مواد مغذی خوراک با استفاده از محرکهای رشد یک ابزار اصلی در کاهش پتانسیل آلودگی از قبیل نیتروژن و فسفر در کود طیور و خوک است.
اگرچه به دلیل اینکه برخی از محرکهای رشد حاوی فلزات هستند این امر احتمالا منجر به افزایش این عناصر در فرآوردههای فرعی کود میشود. ترکیبات مس از قبیل سولفیدمس و هیدروکسیدمس اخیرا بهعنوان محرکهای رشد در برخی از واحدهای پرورش طیور و خوک استفاده شده است. به دلیل اینکه بخش عمدهی عناصر معدنی کمنیاز از طریق مدفوع و ادرار دفع میشود، میزان عناصر معدنی کمنیاز در فرآوردههای فرعی کود طیور در درجهی اول به غلطت آنها در جیره بستگی دارد.
مشخص شد که میزان مس در فرآوردههای فرعی کود طیور به صورت خطی با مقدار مس افزوده شده در جیره مرتبط است و معمولا غلظت آن ۳٫۲۵ برابر است. همچنین مشخص شد با کاهش میزان روی جیره از ۱۹۰ به ۶۵ میلیگرم در کیلوگرم خوراک طیور گوشتی، ابقای روی در بدن ۸- ۲۰% افزایش یافت که همراه با کاهش در غلظت روی در کود طیور تا ۷۵% شد. نشان داده شده است که وارد کردن مواد خام با ویسکوزیتهی بالا نظیر تریتیکاله، سورگوم و جو در سطوح بالا در جیرهی طیور میزان ابقای روی را کاهش داد بنابراین در افزایش سطح روی در کود نقش دارد.
عناصر معدنی کمنیاز مورد استفاده در درمان سلامت حیوان در کود طیور هم وجود داشتند. افزودن آرسنیک به خوراک حیوان همانند یک افزودنی برای کنترل کوکسیدیوز در طیور منجر به افزایش ۷ برابری در میزان آرسنیک در بستر طیور شد. همچنین مشاهده شد که بیش از ۹۰% آرسنیک موجود در کود طیور به شکل محلول در آب بود.
آنها شش نوع از آرسنیک را در بستر طیور و خاکهای اصلاح شده با بستر تعیین کردند.: نوع اصلی آن که درواقع فرم شیمیایی آن است، روکسارسون و p- آرسنیکال اسید که بهعنوان افزودنی خوراکی استفاده شدند و ۴ متابولیتشان شامل آرسنات، آرسنیت، دیمتیل آرسنیک اسید و مونومتیل آرسنیک اسید. فرم شیمیایی آن بهعنوان نوع اصلی آن تشخیص داده شد و بیشتر به صورت دستنخورده دفع میشود.
کریستن(Christen,2001) یک همبستگی مستقیم بین آرسنیک قابل استخراج آبی در خاک و میزان کود طیور بهکاررفته تشخیص داد، که نشان میدهد این ماده بهعنوان تنها منبع برونده آرسنیک در خاک است. همانطور که پیشتر گفته شد در حالی که آرسنیک بهطور گستردهای در ایالاتمتحده استفاده میشود اما آن بهعنوان یک کوکسیدیواستات در بیشتر کشورها معمول نیست.
در حالی که نوع مادهی بستر ممکن است بر مادهی خشک بستر و دیگر خصوصیات شیمیایی آن اثر بگذارد، آن اثر کمی بر روی غلظت فلز در بستر تولید شده دارد. معمولا در مورد طیور گوشتی ۳۰% از بستر از مواد بستر میباشد که غلظت عنصر کمنیاز را در سطوح پیشزمینهای برای مواد گیاهی دارد.
اگرچه کاغذهای بازیافتی تیمار شده با اسید بوریک توجه زیادی را بهعنوان مواد بستر در سالنهای طیور گوشتی به خود جلب کردهاند. با استفاده از این ماده بهعنوان بستر تجمع بور میتواند رخ دهد چون ویلکینسون(Wilkinson) مشاهده کرد که میزان بور در کود جمعآوری شده از این سالنها میتواند به سطح بالایی مثلا ۳۹۰- ۲۹۰ میلیگرم در کیلوگرم برسد در حالی که میزان این عنصر در واحدهای گوشتی معمول که تراشههای چوب بهعنوان مواد بستر بودند ۱۵- ۸ میلیگرم در کیلوگرم بود.
غلظت این عناصر کمنیاز در کود میتواند بهطور قابل ملاحظهای متغیر باشد که به نوع حیوان، نوع جیره، نوع سالن و کارهای مدیریتی در مورد ضایعات بستگی دارد. اگرچه این قبیل تغییرات نرمال است اما آن سنجش کیفیت آن را دشوار میکند که نشان میدهد استفاده از کود طیور بهعنوان جایگزینی برای کودهای شیمیایی کاری پرزحمت است. تغییر در ترکیب شیمیایی همچنین سبب ایجاد نااطمینانیهایی در پیشبینی واکنشها و مواد مغذی موجود در کود و خاک میشود و با استفادهی مجدد سبب افزایش غلظت فلزات در خاک میشود.
براساس میزان بار مادهی خشک در منابع کودی مختلف با سطح کاربرد برابر با ۲۵۰ کیلوگرم در هکتار مقادیر کافی از مس و روی از طریق کود خوک(به ترتیب ۲٫۲ و ۱٫۶ کیلوگرم در هکتار)، کود طیور(به ترتیب ۱٫۱ و ۰٫۵ کیلوگرم در هکتار) و کود گاو(به ترتیب ۱ و ۰٫۳ کیلوگرم در هکتار) به خاک اضافه شدند. به دلیل اینکه مس و روی برای رشد گیاه ضروری هستند بنابراین سطح مطلوب در استفاده از کود طیور میتواند احتیاجات گیاه به این مواد مغذی برآورد کند. استفاده از کود طیور و گاو یک منبع مهم از کادمیم برای خاکهای قابل کشت هستند اگرچه بیشتر کادمیم از طریق ذخیرهی اتمسفری و استفاده از کود فسفاته معمولا به خاک اضافه میشود.
جدول۴- میزان عناصر کمنیاز برآوردشده از کود معمولی که به میزان ۲۵۰ کیلوگرم در هکتار استفاده شده بود(نیکلسون و همکاران، ۱۹۹۹).
استفاده از کود برای مزرعه معمولا براساس میزان نیتروژن و فسفر است. بنابراین سطح عناصر کمنیاز از طریق استفاده از کود هم به غلظت عناصر کمنیاز و هم به غلظت دو مادهی مغذی اصلی یعنی نیتروژن و فسفر بستگی دارد. فلزاتی مانند مس و روی بهطور قوی با مادهی آلی باند میشوند و استفاده از کودمرغیای که غنی از مادهی آلی است در مزرعه احتمالا منجر به جمع شدن این قبیل فلزات در خاک میشود.
بهنظرنمیرسد که مکملسازی بیش از حد روی و مس اثرات محیطی مستقیمی داشته باشد اما بهطور بالقوه سمی هستند. خطر محیطی ناشی از فلزات سنگین نظیر مس و روی به میزان زیادی به توانایی خاک برای جذب این عناصر و ازدست دادن آنها از طریق فرسایش خاک بستگی دارد.
آژانس محافظت از محیط زیست آمریکا(US-EPA) سقف غلظت را برای هر یک از عناصر قرار داده که چنانچه بهعنوان کود به کار روند، ممکن است از آن حد تجاوز نکند(جدول۵). استانداردهای US-EPA هیچ تفاوتی بین نوع خاک و گونهی گیاهی و توانایی آنها در حفظ و نگهداری این عناصر و تودههای زیستیشان را تشخیص نداد. مقدار معمول عناصر کمنیاز در آمریکا در منابع مختلف در جدول ۵ داده شده است.
همچنانکه مورد انتظار بود به جز آرسنیک، فاضلاب میزان فلزات بیشتری را نسبت به کودهای شیمیایی و کود طیور به خاک اضافه کرد. کود مرغی بیشترین مقدار آرسنیک را به خاک اضافه خواهد کرد؛ فرآوردههای کود طیور بهطور میانگین ۱۳- ۱٫۶، ۱۰۷-۵۰، ۴۴۹۰- ۲۹۰ به ترتیب آرسنیک، روی و مس بیشتری را در مقایسه با کودهای شیمیایی و بهطور خاص فسفات به خاک اضافه خواهد کرد. اگرچه بستر طیور در بیشتر کشورها احتمالا حاوی سطوح بالایی از آرسنیک و مس نیست چون این فلزات در سطوح بالا به خوراک اضافه نمیشوند.
جدول۵- راهنماییهای US-EPA کاربرد مزرعهای در مورد میزان عناصر کمنیاز(کیلوگرم در هکتار) برای کودهای شیمیایی، فاضلاب و منابع کودی مختلف
این امر مهم است تا تشخیص دهیم میزان عناصر کمنیاز با استفاده از کود ممکن است بیش از تجمع واقعی آنها در خاک باشد، به دلیل اینکه یک بخش مهم از عناصر معدنی کمنیاز در کود از محصول یا خاک حاوی کود ناشی میشود بنابراین در داخل یک سیستم تولید بازیافت میشود. بهطور کلی، رفتار و اثرات ناشی از فلزات اضافه شده به خاک در شکل کود حیوانی اساسا مشابه با آنهایی است که در فرم فاضلاب وجود دارند.
در قسمت بعدی این مقاله می خوانیم:
آنتیبیوتیکها، کوکسیدیواستاتها و آفتکشها
