Hayvan Dışkısı Analizi ile Ekonomik Kayıplarınızı

NIRLINE
Hayvan Dışkısı Analizi ile Ekonomik Kayıplarınızı Engelleyebilir ve
Sürdürülebilirliğe Katkı Sağlayabilirsiniz!
KONU
NIRS Tarafından Hayvan Dışkısında Nem, Azot, Kalsiyum, Toplam
Fosfor, Brüt Enerji ve Fitat Fosfor İçeriğinin Tahmin Edilmesi
İLGİ
Hayvan Dışkısı Analizi ile Ekonomik Kayıplarınızı Engelleyebilir ve
Sürdürülebilirliğe Katkı Sağlayabilirsiniz!
TERCÜME VE DERLEME
NIRLINE Uzmanı Sevcan ŞENTÜRK
ANAHTAR KELİMELER
Enerji, Mineraller, Fitat, Dışkı, Yakın Kızılötesi Yansıma Spektroskopi,
Sürdürülebilirlik
KAYNAKÇA
• Batten, G. D., 1998. Plant analysis using near infrared reflectance
spectroscopy: The potential and the limitation. Aust. J. Exp. Agric.
38:697–706.
• Berzaghi, P., J. S. Shenk, and M. O. Westerhaus, 2000. Local
prediction with near infrared multi-product databases. J. Near
Infrared Spectrosc. 8:1–9.
• KSÜ Doğa Bil. Derg., 16(1), 2013
• Hayvansal Üretim-Çevre İlişkileri ve Organik Hayvancılık
(www.zmo.org.tr)
YAYININ KAPSAMI
 Derlemedir
 Tercümedir
 Kişisel veya kurumsal değerlendirmedir
 Ürün Tanıtımıdır
ÖZET
SONUÇ
Amerika’nın Georgia eyaletinde bulunan bir üniversitede
hayvan dışkısının NIRS sistemleri aracılığıyla hızlı bir şekilde
analiz edilebilmesi ve bu analizin firmalara olan katkısı
üzerine bir çalışma yapıldı. Bu çalışmada 143 adet dışkı
örneği kullanıldı. Kurutulmuş örnekler ilk aşamada bir
değirmen aracılığıyla öğütüldü. Öğütülen örneklerin
kimyasal analizleri yapılarak nem, azot, kalsiyum, enerji,
toplam fosfor, fitat P değerleri elde edildi.
143 adet dışkı iki bölüme ayrıldı. NIR kalibrasyon eğrileri
oluşturmak için, XDS Rapid Content Analyzer cihazında 123
adet dışkı örneğinin taraması yapıldı. Ayrılmış olan diğer 20
adet örnek ise kalibrasyon doğrulaması, çapraz teyitler ve
en iyi standart hata kombinasyonu düzeltmeleri için
kullanıldı.
Bu çalışma ile NIRS kullanılarak, hayvan dışkı içeriğindeki
nem, N, Ca, brüt enerji, toplam P ve fitat P değerlerini
tahmin etmenin mümkün olduğu sonucuna varıldı. NIRS
teknolojisi tarafından bu parametrelerin tayin edilebilecek
olması, hayvanların besin kullanımının belirlenmesini
sağlayabilecektir. Aynı zamanda hayvan tarafından dışarı
atılan bileşenlerin tahmin edilmesinde kullanılarak, çevre
kirliliğinin izlenmesinde faydalı olabilecektir.
Giriş
«Hayvan dışkısı; serbest
bırakıldığı zaman çevre
kirliliğine ve mali kayıplara
neden olan, etkin takibi
yapıldığı zaman ekonomik
geri dönüşüm sağlayan bir
atıktır.»
Hayvan dışkısı, yemden ürüne uzanan
biyolojik çevrilim sürecinin doğal bir atığı
olup, genel anlamda çözünebilir ve
kolaylıkla parçalanabilir organik madde ve
inorganik nitelikli bileşenleri içermektedir.
Azot (N), fosfor (P) ile birlikte hayvansal
üretim çevre ilişkileri bağlamında en fazla
tartışılan unsur olarak bilinmektedir. Dışkı
ile atılan azot, kimyasal dönüşümü
sonucu nitrat, diazot monoksit (N₂O), azot
monoksit (NO) ve azot dioksit (NO₂) gibi
değişik gazlara dönüşebilmektedir.
Çevresel sorunlar dışkı ve idrarla atılan
azotlu bileşiklerin atmosfer, toprak ve yer
altı sularında oluşturduğu kirlenmeden
ileri gelir. Hayvanın türü, uygulanan
yetiştiricilik yöntemleri ve
entansifleşmenin düzeyi dışkının çevre
üzerindeki baskısını etkiler.
Dışkının azot ve fosfor içeriği ağırlıklı
olarak beslenme tarzından
etkilenmektedir.
İnsan beslenmesi ve sağlığı açısından
hayvansal yiyeceklerin önemi hiçbir zaman
küçümsenemez. Artan nüfusa bağlı olarak
hayvan sayısı ve hayvansal ürün artışını bu
nedenle doğal karşılamak gerekir. Ancak
insanın sağlıklı yaşaması ve doğanın
korunması da yiyecek kaynaklarının
çoğaltılması kadar büyük önem taşır. Bu
bakımdan bir alanda titizlikle kazanılan
ilerlemeler, diğer alanda yerini
başarısızlığa ve olumsuzluğa bırakmamış
olur. Çiftlik hayvanları tarafından yılda
yaklaşık 40 milyon ton sıvı atık ve 1 milyar
ton katı atık atıldığı tahmin edilmektedir.
Hayvancılık işletmelerinde çevre
sorunlarına neden olan atıklar, aynı
zamanda önemli bir ekonomik
potansiyeldir. Bu nedenle hayvancılığa
bağlı atıkların değerlendirilmesi yoluna
gidilmesi ile çevre baskısı azaltıldığı gibi
atıl durumda bulunan ekonomik kaynak da
değerlendirilmiş olacaktır.
Başarılı bir şekilde düşük-P diyetler
kullanmak için; ham maddelerde fitat P
değerine ve bu değeri belirlemek için bir
cihaza ihtiyaç vardır. Bu süreçlerin
kimyasal analizleri çok zahmetli ve zaman
almaktadır.
NIRLINE
Materyal ve
Yöntemler
«NIRS sistemleri ile hayvan
dışkısının hızlı bir şekilde
analiz edilebilecek olması,
hayvanlar için yeterli-P
diyetler hazırlanmasını
sağlar.»
DENEY 1
Ticari olarak yetiştirilen küçükbaş
hayvanlardan alınan dışkı örnekleri NIRS24 yazılım programı aracılığıyla 400-2500
dalga boyu aralığında NIR cihazı
kullanılarak, Fitat P değeri için analiz
edildi. Dışkı örnekleri çeşitli miktarlarda
NIRS okumalarına tabii tutularak, örnek
miktarlarının analizlere olan etkisi
araştırıldı. Çeşitli örnek ağırlıkları, 8, 10,
12, 14, 16, 18, ve 20 g şeklinde idi.
Tablo 1-Örnek Diyet Kompozisyonu
Mısır-Soya Küspesi Diyetleri
İçerik
Yeterli P
Eksik P
%
Mısır
Soya Küspesi
Yağ
DCP
Mermer Tozu
Sodyum Chloride
DL-Methionine (98%)
Vitamin premix
Mineral premix
52,78
38,09
5,00
1,73
1,33
0,45
0,19
0,25
0,08
53,24
38,09
5,00
0,61
1,99
0,45
0,19
0,25
0,08
Hesaplanan kompozisyon
Metabolik enerji (kcal/kg)
Protein
Ca
Total P
Fitat P
3.114
23,1
1,00
0,71
0,45
3.130
23,1
1,00
0,5
0,24
DENEY 2
143 adet dışkı örneğindeki toplam fitat P
değeri Kilburn ve Edwards tarafından
yapılan çalışmaların sonucunda elde edildi.
Bu çalışmalarda yeterli P ya da eksik P
olmak üzere iki farklı düzeyde mısır-soya
bazlı diyetlerle beslenen hayvanlar
kullanıldı (Tablo 1). Hayvanlar uygun
ortamlarda yetiştirildi ve belirtilen
besleme diyetleri kullanıldı. Ortamda
aydınlatma sürekli idi. Örnekler 78 °C’lik
bir fırında toplanarak, 24 saat boyunca
kurutuldu. Tüm numuneler daha sonra bir
atmosfer nemi ile dengelenmesi için 48
saat boyunca laboratuvar tezgahı üzerinde
bekletildi. Bu bekletilen numuneler
öğütüldü ve plastik bir torba içerisine
yerleştirildi. Kuru dışkı Dumas yöntemi ile
Ca, toplam P, fitat P, nem ve N için analiz
edildi. Enerji değeri aynı zamanda bir
bomba kalorimetresi kullanılarak ölçüldü.
Dışkı örnekleri kimyasal analize tabii
tutulduktan sonra, kızılötesi yansıtma
spektrumları için bu değerler Log 1/R
olarak kalibrasyon geliştirme programına
kaydedildi.
NIRLINE
Sonuçlar ve
Tartışma
DENEY 1
«Hayvan dışkısı örneklerinin
ağırlığı ve derinliği
kalibrasyon oluşumunda ve
analiz süreçlerinde etkilidir.»
Örnek ağırlığı ve örnek derinliği arttıkça
fitat P için NIRS tahminleri etkilendi (Tablo
2). Örnek derinliğinin ve ağırlığının
artması, NIRS tahminlerinde azalmaya
neden oldu (Şekil 1 ve 2). Referans
standart yöntemler aracılığıyla elde edilen
değerler ile NIRS’te okunarak elde edilen
spektral veriler arasındaki fark dikkate
alınarak, kalibrasyon için regresyon
denklemleri oluşturuldu.
Kalibrasyon denklemlerinde numunenin
belirli bir ölçüde kullanılması önemlidir.
Numunenin yüksek oranda kullanılması
emicilik düzeyi yüksek olduğu takdirde,
Fitat P değeri o oranda yüksek olacaktır.
Bu tarz sapmaları engellemek için belirli
bir numune kabı örnek alındı ve bu
numune kabı dolacak şekilde numune
kullanıldı.
Tablo 2
Örnek ağırlığı (g)
0
6
8
10
12
14
16
18
20
Örnek derinliği (mm)
0²
2
4
6
7
8
9
10
10
1
12,37
0,82
0,81
0,81
0,80
0,78
0,78
0,75
0,75
2
17,83
0,82
0,83
0,81
0,79
0,77
0,76
0,74
0,74
Fitat P (%)
3 Ortalama
3,51
11,24
0,82
0,82
0,81
0,82
0,81
0,81
0,79
0,79
0,76
0,77
0,75
0,76
0,75
0,75
0,73
0,74
Şekil 1: Örnek derinliği (mm)
Şekil 2: Örnek ağırlığı (g)
SE
5,109
0,002
0,007
0,003
0,004
0,007
0,010
0,006
0,009
NIRLINE
Deney 2
«Örnekler iki bölüme
ayrılarak, bir kısmı
kalibrasyon oluşturmak için
diğer bir kısmı ise
kalibrasyon doğrulamaları
için kullanıldı.»
Popülasyonda bulunan tüm hayvanların
dışkılarını temsil edecek örneklerin
spektral varyasyon aralığı ve
bileşenlerinin analiz değerleri, etkin
kalibrasyon oluşturma prosedürüne göre
Tablo 3 ve Tablo 4’te özetlenmiştir.
Tablo 3 - NIRS Tarafından Fitat P Bileşenleri
Bileşen
Mean
Range
R²
SECV¹
SD/SECV
SD²
Nem (%)
N (%)
Ca (%)
P (%)
Brüt Enerji (kcal/kg)
Fitat P (%)
9,62
5,31
1,66
1,13
3.560
0,634
7,73-13,59
4,28-6,48
0,85-2,60
0,66-1,75
3.309-3.882
0,32-0,97
0,96
0,88
0,84
0,91
0,86
0,86
0,300
0,185
0,147
0,106
63,87
0,078
4,23
2,00
2,18
2,64
1,88
2,13
1,27
0,37
0,32
0,28
120,23
0,17
Tablo 4 - Hayvan Dışkısı Kompozisyonu İçin NIR Kalibrasyonu Doğrulama Değerleri
Bileşen
SEP¹
Slope
R²
Nem (%)
N (%)
Ca (%)
P (%)
Brüt Enerji (kcal/kg)
Fitat p (%)
0,342
0,193
0,143
0,134
74,66
0,091
0,95
0,78
0,84
0,77
0,77
0,82
0,93
0,99
0,86
0,93
0,88
0,82
NIRLINE
DENEY 2
(devamı)
«Yem ve ham maddelerin
NIRS sistemleri aracılığıyla
analizlerinde başarı
sağlanması, diğer
çalışmalara yol gösterici
oldu.»
Uluslararası standartlar komiteleri
öncelikli olarak yem ve ham maddelerde,
standart parametrelerin NIRS tarafından
analizinin geçerliliğini onayladı. Bu alanda
sağlanan ilerleme, hızlı analiz tekniğinin
diğer alanlarda da kullanılması için birçok
deneme çalışması yapılmasına neden
oldu.
Özellikle bir dışkıda nem, N, Ca, toplam P,
brüt enerji ve fitat P analizlerinin yapılması
için, uzun zaman ve yüksek maliyetlerin
gerekli olması, birçok firmanın bu analizi
etkin bir şekilde yaptırmasını
engellemektedir. Bu durumun aksine NIRS
cihazlarında hayvan dışkı
kalibrasyonlarının geliştirilmesi, bu
parametreler için az zaman alan ve düşük
maliyetli taramalar yapılabileceği anlamına
gelmektedir.
Fitat P’nin NIR tarafından tahmini
NIRS tarafından nitrojen tahmini
NIRS tarafından dışkı neminin tahmini
NIRS tarafından brüt enerji tahmini
NIRLINE
Hayvan Dışkı Analizinin Sürdürülebilirlik Açısından
Önemi Nedir?
«Hayvan dışkılarında hızlı
analiz tekniği ile N, Fitat P,
kalsiyum ve enerji
değerlerinin tahmin edilmesi,
işletme için maliyetleri azaltıp,
çevre kirliliğini engelleyerek
sürdürülebilirliliğe katkı
sağlar.»
Hayvansal üretimin kaçınılmaz bir yan
ürünü olan dışkının normalden fazla
miktarda olması arzu edilmez.
Çünkü dışkı belli miktarda sindirim
sisteminde kullanılmayan besin
maddelerini de içerir ve fazla üretim
yanlış beslemenin bir göstergesi olup yem
israfı demektir. Öte yandan anormal dışkı
birikimi çevre kirliliğine neden olur.
Özellikle değerli olan azot ve fosfor gibi
kaynakların önemli bir düzeyi dışkı ile
atılmaktadır. Aslında topraktan kaldırılan
azot ve fosfor gibi elementlerin dışkı yolu
ile tekrar toprağa kazandırılması önemli
bir geri dönüşüm olayıdır. Ancak aşırı azot
toprak ve sularda nitrifikasyona sebep
olarak kirlenme, sularda yosun birikmesi
nedeni ile oksijen tükenmesi ve gaz
oluşturma şeklinde çeşitli zararlara neden
olmaktadır. Genelde çevre ile ilgili olarak
dışkının çevreye yaydığı en çok azot
tabanlı gazların olumsuz etkisi
değerlendirilmektedir. Hava kalitesine
potansiyel bir etkiye sahip olan fazla N’in
önemli bir kaynağı dışkıdır (NRC, 2002).
Fazla dışkı işletmede idari işleri de
zorlaştırır.
Bu nedenle verimi düşürmeyen ancak dışkı
üretimini azaltacak yemleme uygulamaları
hem kârı artırır hem de iş gücünü azaltır.
Hayvan dışkısının analizi ile beslemeciler
en az dışkı üretimine imkân sağlayan bir
rasyon oluşturabilirler veya serbest
yemleme yerine ihtiyaca göre yemleme
denilen yemleme şekillerini deneyebilirler.
Bu aşamada prensip; hayvanın ihtiyacını
karşılayan en küçük azot ve fosfor atılımını
sağlayan rasyon oluşturarak, en az dışkı
üretimi sağlamaktır.
NIRLINE
Dışkı Miktar ve İçeriğinin Takibi
Neden Önemlidir?
Hayvan beslemenin nasıl gittiğini anlama
açısından hayvan dışkısı fikir vermektedir.
Bu bilgi çerçevesinde;
«Hayvan dışkısını hızlı bir
şekilde analiz ederek,
hayvanların ihtiyaçlarına
göre yemleme programları
oluşturabilirsiniz.»
• Daha önceden hayvanların yemleme
sistemlerinde kapsamlı bir değişim
gerektiğinde veya geleceğe yönelik bir
plan yapılmasını sağlayabilir.
• Yapılan özel bir yemleme programının
hayvan performansına yansıması
görülebilir.
• Yem tüketimi, besin madde kullanım
randımanı, besin madde
sindirilebilirliği gibi önemli bilgileri
takip edebilmek için dışkı üretim ve
içeriği bazı pratik bilgileri verebilir.
NIRLINE

Download Report