سيلاج

السيلاج هو علف مصنوع من محاصيل ورقية خضراء تم حفظها بالتخمير حتى مرحلة التخمر . يُقدّم السيلاج للأبقار والأغنام وغيرها من المجترات . ^{[ 1 ]} تُسمى عملية التخمير والتخزين بالسيلاج . وتختلف الطرق الدقيقة باختلاف التقنيات المتاحة والتقاليد المحلية والمناخ السائد.

يُصنع السيلاج عادةً من محاصيل عشبية تشمل الذرة والجاودار والذرة الرفيعة أو غيرها من الحبوب ، باستخدام النبات الأخضر بأكمله (وليس الحبوب فقط). وقد تُستخدم مصطلحات محددة للسيلاج المصنوع من محاصيل معينة، مثل سيلاج الشوفان ( oatlage) وسيلاج البرسيم ( haylage ) ( وقد يُشير مصطلح سيلاج البرسيم أيضًا إلى السيلاج عالي المحتوى من المادة الجافة المصنوع من التبن ). ^{[ 2 ]}

باستخدام نفس تقنية صنع مخلل الملفوف ، تم حفظ العلف الأخضر للحيوانات في أجزاء من ألمانيا منذ بداية القرن التاسع عشر. وقد لفت هذا انتباه المزارع الفرنسي أوغست جوفارت من سولون ، بالقرب من أورليان . نشر جوفارت كتابًا عام 1877 وصف فيه تجاربه في حفظ المحاصيل الخضراء في الصوامع. ^{[ 3 ]} لاقت تجربة جوفارت رواجًا كبيرًا. ^{[ 4 ]} كانت ظروف تربية الألبان في الولايات المتحدة ملائمة لحفظ علف الذرة الأخضر في الصوامع، وسرعان ما اعتمدها مزارعو نيو إنجلاند . أعدّ فرانسيس موريس من ماريلاند أول سيلاج منتج في أمريكا عام 1876. ^{[ 5 ]} أدت النتائج الإيجابية التي تحققت في الولايات المتحدة إلى تطبيق هذا النظام في المملكة المتحدة، حيث كان توماس كيربي أول من أدخل هذه العملية لقطعان الألبان البريطانية. ^{[ 6 ]}

ابتكر الأكاديمي وأستاذ الكيمياء الفنلندي أرتوري إلماري فيرتانين طريقة حفظ العلف المخمر الحديث باستخدام الأحماض ومنعه من ملامسة الهواء . وقد مُنح فيرتانين جائزة نوبل في الكيمياء عام 1945 "لأبحاثه واختراعاته في الكيمياء الزراعية والتغذوية، وخاصةً لطريقته في حفظ الأعلاف"، حيث يُعتبر عملياً مبتكراً للعلف المخمر الحديث. ^{[ 7 ]}

كانت الصوامع القديمة تُبنى من الحجر أو الخرسانة، إما فوق الأرض أو تحتها، ولكن من المعروف أنه يمكن منع دخول الهواء بشكل كافٍ في كومة مضغوطة بإحكام، مع أن بضعة سنتيمترات من العلف حول الجوانب في هذه الحالة تكون غير صالحة للاستخدام عمومًا بسبب العفن . في الولايات المتحدة، كانت الهياكل تُبنى عادةً من أسطوانات خشبية بعمق يتراوح بين 11 و12 مترًا . ^{[ 4 ]} 

في الأيام الأولى للزراعة الآلية (أواخر القرن التاسع عشر)، كانت السيقان تُقطع وتُجمع يدويًا باستخدام سكين وعربة تجرها الخيول، وتُغذى إلى آلة ثابتة تسمى "مملوء الصوامع" تقوم بتقطيع السيقان ونفخها عبر أنبوب ضيق إلى أعلى برج الصومعة . ^{[ 8 ]}

يتم تشكيل العشب المقطوع جزئياً إلى بالات أسطوانية في الحقل (أعلاه) ويتم تغليفها بغلاف بلاستيكي (أسفل).

أكثر المحاصيل استخدامًا في صناعة السيلاج هي الأعشاب العادية، والبرسيم ، والبرسيم الحجازي ، والبيقية ، والشوفان ، والجاودار ، والذرة . ^{[ 4 ]} تتمتع العديد من المحاصيل بإمكانية صناعة السيلاج، بما في ذلك البطاطس وأنواع مختلفة من الأعشاب الضارة ، ولا سيما نبات السبرغولا الحقلية ( Spergula arvensis) . يجب أن يُصنع السيلاج من مواد نباتية ذات محتوى رطوبة مناسب: حوالي 50-60% اعتمادًا على طريقة التخزين، ودرجة الضغط، وكمية الماء المفقودة أثناء التخزين، على ألا تتجاوز 75%. لا يشترط أن يكون الطقس أثناء الحصاد معتدلًا وجافًا كما هو الحال عند الحصاد للتجفيف. بالنسبة للذرة، يبدأ الحصاد عندما تصل رطوبة النبات بالكامل إلى مستوى مناسب، ويفضل أن يكون ذلك قبل نضجها ببضعة أيام. أما بالنسبة لمحاصيل المراعي، فيُقص العشب ويُترك ليذبل لمدة يوم أو نحو ذلك حتى ينخفض ​​محتوى الرطوبة إلى مستوى مناسب. من الأفضل جز المحصول عندما يكون في أوج ازدهاره ، ووضعه في الصومعة في يوم جزه. ^{[ 4 ]}

بعد الحصاد، تُفرم المحاصيل إلى قطع بطول 15 ملم تقريبًا . تُفرد المادة في طبقات متساوية على أرضية الصومعة، وتُرصّ بإحكام. عند ملء الصومعة أو بناء الكومة، تُفرش طبقة من القش أو أي مادة جافة مسامية أخرى على السطح. في الصومعة، يمنع ضغط المادة، عند تفتيتها ، دخول الهواء إلى جميع الطبقات باستثناء الطبقة العلوية؛ أما في حالة الكومة، فيُطبّق ضغط إضافي بواسطة أثقال لمنع التسخين الزائد. ^{[ 4 ]}  

يشير مصطلح السيلاج أحيانًا إلى علف غني بالمواد الجافة بنسبة تتراوح بين 40 و60%، ويُصنع عادةً من التبن . أما سيلاج الخيول، فيتكون عادةً من 60 إلى 70% من المواد الجافة، ويُصنع في بالات صغيرة أو كبيرة. ^{[ 9 ]}

تتم مناولة بالات القش المغلفة في أغلب الأحيان باستخدام نوع من الملاقط التي تضغط على البالة المغطاة بالبلاستيك بين جزأين معدنيين لتجنب ثقب البلاستيك. تتوفر نسخ ثابتة بسيطة للبالات الدائرية، مصنوعة من أنبوبين أو ماسورتين متباعدتين لتنزلقا أسفل جوانب البالة، ولكن عند رفعها تمنعها من الانزلاق. تُستخدم هذه الملاقط غالبًا على رافعة الجرار كملحق يُسمى ماسك البالات، وهي مزودة بآلية قلب تسمح بقلب البالات على جانبها المسطح أو طرفها لتخزينها على طبقات البلاستيك الأكثر سمكًا. ^{[ 9 ]}

تخضع السيلاج لعملية تخمير لاهوائية ، تبدأ بعد حوالي 48 ساعة من ملء الصومعة، وتحول السكريات إلى أحماض. ويكتمل التخمير بشكل أساسي بعد حوالي أسبوعين.

قبل بدء التخمر اللاهوائي، توجد مرحلة هوائية يُستهلك فيها الأكسجين المحتجز . وتحدد كثافة رصّ العلف طبيعة السيلاج الناتج من خلال تنظيم التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الكومة. فعند الرصّ الكثيف، يكون إمداد الأكسجين محدودًا، ويؤدي التخمر الحمضي المصاحب إلى تحلل الكربوهيدرات الموجودة إلى أحماض الخليك والبيوتيريك واللاكتيك . ويُسمى هذا المنتج بالسيلاج الحامض . ^{[ 10 ]} أما إذا كان العلف غير مُقشّر ومرصوفًا بشكل غير محكم، أو إذا بُنيت الصومعة تدريجيًا، فإن الأكسدة تحدث بسرعة أكبر وترتفع درجة الحرارة؛ وإذا ضُغطت الكتلة عندما تكون درجة الحرارة 60-70 درجة مئوية (140-160 درجة فهرنهايت) ، فإن العملية تتوقف وينتج عنها سيلاج حلو . كما تتغير المكونات النيتروجينية للعلف: ففي صناعة السيلاج الحامض ، قد يتحول ما يصل إلى ثلث الألبومينويدات إلى مركبات أمينية وأمونيومية . في صناعة السيلاج الحلو، يتم تغيير نسبة أقل، لكنها تصبح أقل قابلية للهضم . ^{[ 4 ]} إذا تمت إدارة عملية التخمير بشكل سيئ، فإن السيلاج الحامض يكتسب رائحة كريهة بسبب الإنتاج الزائد للأمونيا أو حمض الزبدة (الأخير هو المسؤول عن رائحة الزبدة الفاسدة).  

في الماضي، كانت عملية التخمير تتم بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المحلية، أما اليوم، فيتم تلقيح بعض أنواع السيلاج بكميات كبيرة بكائنات حية دقيقة محددة لتسريع عملية التخمير أو تحسين جودة السيلاج الناتج. تحتوي مُلقِّحات السيلاج على سلالة واحدة أو أكثر من بكتيريا حمض اللاكتيك ، وأكثرها شيوعًا هي بكتيريا Lactobacillus plantarum . تشمل البكتيريا الأخرى المستخدمة Lactobacillus buchneri و Enterococcus faecium وأنواع Pediococcus .

تتميز أعشاب الراي بمحتواها العالي من السكريات واستجابتها للأسمدة النيتروجينية بشكل أفضل من أي نوع آخر من الأعشاب. وقد جعلت هاتان الصفتان من الراي أكثر أنواع الأعشاب شيوعًا في صناعة السيلاج على مدى الستين عامًا الماضية. يوجد ثلاثة أنواع من الراي في شكل بذور، وهي شائعة الاستخدام: الراي الإيطالي، والراي المعمر، والراي الهجين. ^{[ 11 ]}

تُطلق عملية تخمير علف السيلاج في الصوامع أو الحفر سائلاً. وتُعدّ مخلفات الصوامع مُسبّبة للتآكل، كما يُمكن أن تُلوّث مصادر المياه ما لم يتم جمعها ومعالجتها. وقد يؤدي محتواها العالي من العناصر الغذائية إلى ظاهرة التخثّر الغذائي (فرط التخثّر)، أي نموّ البكتيريا أو الطحالب بكثافة. ^{[ 12 ]}

تتطلب الأغطية البلاستيكية المستخدمة لإغلاق حفر أو بالات السيلاج التخلص السليم منها، وتتوفر في بعض المناطق برامج لإعادة تدويرها. تقليديًا، كانت المزارع تحرق بلاستيك السيلاج؛ إلا أن المخاوف من الروائح والدخان دفعت بعض المجتمعات إلى تقييد هذه الممارسة. ^{[ 13 ]}

يجب ضغط السيلاج بإحكام لتقليل محتوى الأكسجين، وإلا فإنه سيفسد.

تمر السيلاج بأربع مراحل رئيسية في الصومعة : ^{[ 14 ]}

• عملية الإغلاق المسبق، التي تسمح ببعض التنفس وفقدان بعض المواد الجافة بعد الأيام القليلة الأولى من ملء الصومعة، ولكنها تتوقف.
• يحدث التخمر على مدى بضعة أسابيع. ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني ، ويحدث فقدان أكبر للمادة الجافة، ولكن يتم تكسير الهيميسليلوز؛ ويتوقف التنفس الهوائي.
• يسمح التسلل بتسرب بعض الأكسجين، مما يتيح تنفسًا ميكروبيًا محدودًا. وتُفقد الكربوهيدرات المتاحة على شكل حرارة وغاز.
• يؤدي التفريغ إلى كشف السطح، مما يتسبب في خسارة إضافية؛ ويزداد معدل الخسارة.

تُعدّ الصوامع خطرة محتملة: فقد تحدث وفيات أثناء ملئها وصيانتها، ولذا يلزم اتخاذ العديد من احتياطات السلامة. ^{[ 15 ]} هناك خطر الإصابة بالآلات أو السقوط. عند ملء الصومعة، قد تصبح جزيئات الغبار الدقيقة في الهواء قابلة للانفجار نظرًا لكبر مساحة سطحها. كما تُشكّل عملية التخمير مخاطر على الجهاز التنفسي. تُنتج عملية التخزين "غاز الصومعة" خلال المراحل الأولى من التخمير. يحتوي غاز السيلاج على أكسيد النيتريك (NO)، الذي يتفاعل مع الأكسجين ( O2 ) في الهواء لتكوين ثاني أكسيد النيتروجين ( NO2 )، وهو غاز سام. ^{[ 16 ]} قد يؤدي نقص الأكسجين داخل الصومعة إلى الاختناق. كما أن العفن الذي ينمو عند وصول الهواء إلى السيلاج المُعالج قد يُسبب _{متلازمة التسمم} بالغبار العضوي . وقد تسبب انهيار السيلاج من صوامع التخزين الكبيرة في وفيات. ^{[ 17 ]}

لا يشكل السيلاج بحد ذاته خطراً خاصاً، وقد ساهم تحسين التشريعات المنظمة لصناعة الأغذية الحيوانية في الحد من مشاكل الأمراض البشرية المرتبطة بالغذاء من خلال تحسين جودة السيلاج من الناحية الصحية. ^{[ 18 ]} قد يشكل حليب الأبقار التي تتغذى على سيلاج يحتوي على جراثيم المطثيات خطراً في إنتاج الجبن الصلب . ^{[ 19 ]} يجب توجيه اهتمام خاص إلى مسببات الأمراض الحيوانية المنشأ مثل الليستيريا ، والسموم الفطرية ، والمطثيات ، وبكتيريا الإشريكية القولونية ، نتيجةً لقصور النظافة في إنتاج السيلاج، والتي قد تصل في النهاية إلى منتجات الألبان. ^{[ 20 ]}

يمكن استخدام السيلاج كبديل للمحاصيل الجذرية . يُستخدم السيلاج السائب عادةً لتغذية الأبقار الحلوب ، بينما يُستخدم السيلاج المكدس لتغذية الأبقار والأغنام والخيول . تتعدد مزايا السيلاج كعلف للحيوانات :

• أثناء عملية التخمير، تعمل بكتيريا السيلاج على السليلوز والكربوهيدرات الموجودة في العلف لإنتاج أحماض دهنية متطايرة ، مثل حمض الخليك ، وحمض البروبيونيك ، وحمض اللاكتيك ، وحمض الزبدة . وبخفض درجة الحموضة ، تُهيئ هذه الأحماض بيئة غير مواتية للبكتيريا المنافسة التي قد تُسبب التلف. وهكذا، تعمل الأحماض الدهنية المتطايرة كمواد حافظة طبيعية، تمامًا كما يُعزز حمض اللاكتيك الموجود في اللبن والجبن من قابلية حفظ الحليب، أو كما يحفظ الخل ( حمض الخليك المخفف ) الخضراوات المخللة . وتكتسب هذه الخاصية الحافظة أهمية خاصة خلال فصل الشتاء في المناطق المعتدلة، عندما يندر توفر العلف الأخضر.
• عند تحضير السيلاج في ظروف مثالية، تُسهم الحموضة المعتدلة في تحسين مذاقه، وتُوفر تباينًا غذائيًا للحيوان. (مع ذلك، قد يُؤدي الإفراط في إنتاج حمض الخليك وحمض الزبدة إلى تقليل مذاقه؛ لذا يُختار مزيج البكتيريا الأمثل لزيادة إنتاج حمض اللاكتيك إلى أقصى حد. ^{[ 21 ] [ 22 ]} )
• تنتج العديد من الكائنات الحية المخمرة الفيتامينات: على سبيل المثال، تنتج أنواع اللاكتوباسيلس حمض الفوليك وفيتامين ب12 . ^{[ 23 ]}
• تُنتج عملية التخمير التي تُنتج الأحماض الدهنية المتطايرة طاقةً تستخدمها البكتيريا، ويُطلق جزءٌ منها على شكل حرارة. ولذلك، فإن السيلاج يحتوي على سعرات حرارية أقل قليلاً من العلف الأصلي، تماماً كما يحتوي الزبادي على سعرات حرارية أقل قليلاً من الحليب. ومع ذلك، يُعوَّض هذا النقص في الطاقة بفضل خصائص الحفظ وسهولة هضم السيلاج.

يمكن استخدام السيلاج في عملية الهضم اللاهوائي. ^{[ 24 ]}

يُعدّ سيلاج السمك ^{[ 25 ] [ 26 ]} طريقةً لحفظ مخلفات الصيد لاستخدامها لاحقًا كعلف في مزارع الأسماك . وبهذه الطريقة، تُستخدم أجزاء السمك غير الصالحة للاستهلاك البشري ، مثل أحشاء السمك ورؤوسه وبقاياه، كمكونات في حبيبات العلف. ^{[ 27 ] [ 28 ]} تتم عملية السيلاج بطحن البقايا أولًا، ثم خلطها بحمض الفورميك ، وتخزينها في خزان. يُساعد الحمض في حفظ السيلاج وإذابة البقايا. يمكن أن تكون خزانات معالجة سيلاج السمك على متن السفن أو على اليابسة. ^{[ 29 ]}

• تجعيد الحبوب
• صومعة حبوب

• تشو، يتشين. مقارنة[ison] الأعلاف الطازجة أو المعلية (مثل العشب والبقوليات والذرة) في إنتاج غازات الدفيئة بعد التخمر المعوي في أبقار الأبقار . روين نوراندا، كيو.: جامعة كيبيك في أبيتيبي-تيميسكامينغ، 2011. ملحوظة : تقرير بحثي.