דניאל ביקל1, רואי בן-דוד2.
1תחום בקר לחלב, אגף בע"ח, שה"מ, משרד החקלאות
2המחלקה לגד"ש וירקות, המכון למדעי הצמח, מנהל המחקר החקלאי, מכון וולקני
[email protected], [email protected]
עבודה זו מומנה מתקציב המחקר של קרן שה"מ (830-7314-22)
תקציר
הכללת מזון גס במנת ההזנה של פרות חלב, נובע מההכרח לספק כמות סיב נאותה לפעילות כרס תקינה. לאור תנאי ייצור המספוא בישראל, משולב המזון הגס בכמות המינימאלית במנת חולבות. מכאן, שהמטרה בגידול מספוא גס הוא יצירת מסה וגטטיבית רבה ככל הניתן, המכילה דופן תא צמחי איכותי שנעכלותו טובה. מידי שנה נבחנים זני דגן חורפי חדשים המיועדים למספוא גס ועתידים להיכנס אל סל המזונות של ענף הרפת, בחינה זו מתקיימת שנה אחר שנה בשל רגישות הזנים הוותיקים לתנאי סביבה ונחיתותם ביכולת ההנבה. המחקר העוסק בהיבטים האגרוטכניים והתזונתיים עבור מעלי הגירה, מחייב עדכון מתמיד בנוגע לאימוץ הזנים החדשים, וזאת במטרה להשיא את יבול המספוא הגס בהתאם לאזור גידולו, ותוך הקפדה על האיכות התזונתית והתאמתה לשלוחות השונות. המועד המיטבי לקציר חיטה עבור פרת החלב הוא כזה בו נעכלות דפנות התאים טובה ובמקביל מושג יבול סביר. גידול חיטה למספוא חורפי בישראל מתבסס על זנים דו-תכליתיים אשר יכולים לתת מענה טוב ליוגב לקציר גרגירים או לקציר מספוא, אך בפועל קיים פער ידע גדול לגבי איכותו של המספוא הגס לאורך שלבי הגידול ובמועדי קציר שונים.מטרת המחקר הייתה בחינת האיכות התזונתית לאורך שלבי הגידול של זני דגן חורפי פופולריים במזרע הארצי.
המחקר בוצע בעונת 2022-2021 בחוות מרכז של מכון וולקני (צפריה). נבחרו 9 זנים מסחריים הנפוצים כיום ובשנים האחרונות במזרע הארצי (לפי א"ב): איתם, ארוך (חיטפון), גדיש, גליל, מספוא 37, עומר, קיסר (שיבולת שועל), רגב, C9 (חיטת דורום). כל זן נזרע בחלקות של כ- 15 מ"ר ונקצר בכ- 4 מועדים, במרווחי זמן קבועים ממועד ההשתבלות. בכל שלב בגידול בוצע דיגום ביומסה לאומדן יבול ח"י, לקביעת תכולת הח"י והתבצעה הפרדת מסת השיבולים והמסה הוגטטיבית. הירק הקצור יובש בתנור (60 מ"צ למשך 48 ש'), נטחן עם נפה של 1 מ"מ ולאחר מכן נשלח לאנליזות מעבדתיות שכללו הרכב כימי מלא ונעכלות NDF(NDF הינו מדד לדופן תא).
בניטור תהליך מילוי הגרגר כפי שמשתקף בערכים הממוצעים של הזנים הנבחנים עולה כי משך התארכות הגרגר היה כ- 30 ימים, משך זמן מילוי החלב בגרגר היה כ- 11 ימים נוספים לאחר מכן, ואילו הגעה לשלב דונג (מועד קציר מאוחר ובלתי רצוי) התרחשה לאחר 49 ימים ממועד ההשתבלות. נתוני היבול והאיכות הממוצעים לכל שלב פנולוגי מראים כי במקביל לעלייה ביבול הח"י לדונם, חלה ירידה בחלבון, ב- aNDFom (בדיקת מעבדה לחינת אחוז ה-NDF), וכמו כן גם בנעכלות NDF המהווה את תו התקן לגבי איכותו של המזון הגס. הירידה באיכותו של המזון הגס נגרמת בעיקר עקב שינוע סוכרים מהעלים והקנה אל עבר הגרעין ואגירתם כעמילן, תוך כדי יצירת קשרים כימיים בדפנות התאים בין הלגנין להמיצלולוז ככל שהצמח מתבגר והתפתחות הגרעין מואצת.
רקע
המועד המיטבי לקציר חיטה עבור פרת החלב הוא כזה בו נעכלות דפנות התאים טובה ובמקביל מושג יבול סביר. תהליך צבירת היבול בשלבים שלאחר הפריחה ותהליך הירידה באיכות דפנות התאים קשורים אחד בשני: בבסיס תהליך בלתי נמנע זה עומדת הידלדלות באיכות ובנעכלות הסיב של הרקמה הוגטטיבית שמהווה "מקור" של מוטמעים וסוכרים עבור הגרגר המתפתח המשמש כ"מבלע" וצובר ביומסה גדולה.
מועד הקציר המיטבי משתנה בהתאם לשיטת השימור של החומר הנקצר: תחמיץ או שחת.
בייעוד לשחת המועד המומלץ הוא בשלב ההתפתחותי של הגרגר שבין תחילת שלב התארכות הגרגר ועד לתחילת מילוי חלב, בטווח זה מתקבלת תוספת יבול צמחי בעוד נעכלות ה- NDF עדין טובה. קציר מאוחר בשלב התפתחותי מבוגר יותר של הגרעין יגרום לכך שחלק משמעותי מגרעינים אלו לא יהיה זמין במערכת העיכול עבור פרת החלב: אובדן גרעינים בשדה (קציר, ייבוש, הפיכת ואלים, כיבוש והעמסה), אובדן טרם האבסה (סידור הבאלות, פתיחתן והעמסה לעגלה), אובדן באבוס כגרעינים שלא נאכלו, ולבסוף במקרה בו הגרעינים נאכלים שלמים אך נעכלותם נפגעת בהשוואה לנעכלות גרעינים מעובדים (גריסה וכד').
בשימור ירק החיטה כתחמיץ ישנה חשיבות גם לתכולת חומר יבש אופטימאלית בין 30 – 38 אחוז לכדי יצירת תנאי החמצה מיטביים. אולם, מכיוון שירק החיטה נכנס לבור כשהוא יחסית טרי, אין איבוד גרעינים ובנוסף תמהיל התחמיץ יגרום לריכוך הגרעינים, כך שבעת האבסת תחמיץ מבוגר, גרעינים אלו יהיו זמינים לעיכול עבור פרת החלב. עם זאת, הירידה בנעכלות דפנות התאים כן תתרחש, אך מקטע העמילן הנתרם ע"י הגרעין מעלה את ערך הנעכלות של הח"י, וזוהי הסיבה שתחמיץ יכול "לסבול" חומר שנקצר בשלב מאוחר יותר.
מחקר זה מבקש לבחון את האיכות התזונתית לאורך שלבי הגידול של מיני דגן חורפי. ביצוע בדיקות מעבדה לקביעת איכות הזנים הנוכחיים במזרע הארצי בלפחות 4 מועדי קציר ואיגוד כלל המדדים עבור כל זן (יבול, תכולת חומר יבש, ערכים כימיים ונעכלות דופן תא) יהווה כלי הדרכתי שיש בו נחיצות רבה בשטח. איסוף ידע זה סביב הזנים בהם נעשה שימוש יכול להיות בעל השפעה רוחבית לכלל ענף הרפת לשיפור איכות המזון הגס המגיע לרפתות ובכך לשיפור בתנובות החלב.
מטרת המחקר
בחינת האיכות התזונתית לאורך שלבי הגידול של זני דגן חורפי מסחריים במזרע הארצי.
שיטות וחומרים
מבנה הניסוי – ניסוי השדה התבצע בעונת הגידול 2022-2021 בחוות צפריה בסמוך לבית דגן (חוות מרכז). השדה נוטר על ידי חיישן טמפרטורה. לצורך מחקר זה נבחרו 9 זנים מסחריים הנמצאים כיום ובשנים האחרונות במזרע הארצי כמספוא עבור מעלי גירה יצרניים ועבור ענף הרפת בפרט. כל זן נדגם בין 4 – 6 מועדים לאורך הגידול החל מהמועד ההשתבלות ועד הגיעו לשלב דונג. הדיגום כלל אומדן יבול ח"י, תכולת ח"י, הפרדת מסת השיבולת ומסה צמחית (קנה + עלים). בנוסף, בוצע מעקב אחר ההתפתחות הפנולוגית לכל זן החל משלב ההשתבלות לצורך תיעוד התקדמות מילוי הגרגר (ההתפתחות נמדדה בימים ובימי מעלה).
אנליזות מעבדתיות לאיכות המספוא האנליזות הכימיות כללו: חלבון כללי, אפר, שומן (מיצוי אתרי) עמילן, סוכרים מסיסים ומקטעי דופן התא: NDF, ADF וליגנין. בנוסף התבצעו בדיקות לקביעת הנעכלות in vitro של מקטע ה- NDF.
סביבת הגידול – סה"כ כמות משקעים עונתית של 775 מ"מ לעונת הגידול. פיזור אירועי הגשם וכמות המשקעים היומית מוצגים באיור 1. טמפרטורת הסביבה היומית לאורך עונת הגידול מוצגת באיור 2.
תוצאות
1. מדדים אגרוטכניים – מועד ההשתבלות, ספירת הימים מהצצה להשתבלות וימי המעלה המצטברים להשתבלות של כל זן בפני עצמו מוצגים בטבלה 1. ניתן לראות את מנעד האפילות-בכירות בין הזנים השונים כאשר בין הזן הבכיר ביותר לאפיל ביותר משתרע פרק זמן של כחודש וחצי.
טבלה 1. מועד ההשתבלות, הימים להשתבלות1 וימי המעלה המצטברים עד להשתבלות של הזנים. זן תאריך השתבלות ימים מהצצה להשתבלות ימי מעלה מהצצה להשתבלות עומר 17/2/2022 80 1061 גליל 26/2/2022 89 1188 ארוך (חיטפון) 27/2/2022 90 1201 C9 (דורום) 27/2/2022 90 1201 גדיש 28/2/2022 91 1201 איתם 06/3/2022 97 1305 רגב 06/3/2022 97 1305 קיסר (שיבולת שועל) 10/4/2022 132 1804 מספוא 37 12/4/2022 134 1839 1נקבע כהפרש הימים בין מועד ההשתבלות למועד ההצצה (בתאריך 29/11/2022).
הנתונים האגרוטכניים הממוצעים של הזנים שנבחנו מוצגים בטבלה 2. מנתונים אלו עולה כי בעונת הגידול הספציפית ובסביבה הנתונה (צפריה, אביב 2022), משך התארכות הגרגר הממוצע היה כ- 30 ימים, משך זמן מילוי החלב בגרגר היה כ- 11 ימים נוספים לאחר מכן, וכי הגעה לשלב דונג (מועד קציר מאוחר ובלתי רצוי) התרחשה לאחר 49 ימים ממועד ההשתבלות. בטבלה 2 מוצגת גם צבירת ימי המעלה ממועד ההשתבלות, פרמטר בעל חשיבות ביולוגית המשפיע על קצב התקדמות הגידול. נדגיש כי נתונים אלו גבוהים בכשבעה ימים לאותם שלבים פנולוגיים ביחס לממוצעים המוכרים (מידע בע"פ שנצבר לאורך השנים).
טבלה 2. ימים מהשתבלות, ימי המעלה1 בגידול וימי המעלה מהשתבלות. מוצגים כממוצעים והשת"מ2 של כל הזנים3 לפי השלבים הפנולוגיים לאורך הגידול. ימי מעלה מהשתבלות ± שת"מ ימי מעלה בגידול ± שת"מ ימים מהשתבלות ± שת"מ שלב פנולוגי 0.0 ± 0.00 1212 ± 34.6 0 ± 0.00.0 השתבלות 91.8 ± 16.5 1304 ± 43.7 6.7 ± 0.79 פריחה*** 196 ± 18.1 1438 ± 47.8 15 ± 0.87 1/3 גרעין 265 ± 16.4 1476 ± 43.7 21 ± 0.79 1/2 גרעין*** 383 ± 16.5 1595 ± 43.7 30 ± 0.79 תחילת מילוי חלב 481 ± 20.2 1743 ± 53.5 35 ± 0.97 אמצע מילוי חלב*** 591 ± 16.5 1894 ± 43.7 41 ± 0.79 סוף מילוי חלב*** 729 ± 16.5 1941 ± 43.7 49 ± 0.79 דונג*** 1- חישוב יום מעלה: צבירת מספר השעות מעל טמפרטורת הבסיס (0 מעלות צלזיוס) על פני תקופת זמן מוגדרת. 2- שת"מ: שגיאת התקן של הממוצע. 3- הזנים ארוך, מספוא וקיסר נגרעו מהממוצעים. *** מועדים בהם בוצע דיגום. 
2. מדדי איכות ממוצעים: אומדן היבול, הרכב כימי ונעכלות – נתוני היבול והאיכות הממוצעים לכל שלב פנולוגי מוצגים בטבלה 3. ניתן לראות כי במקביל לעלייה ביבול הח"י לדונם, חלה ירידה בחלבון, ב- aNDFom, וכמו כן גם בנעכלות NDF המהווה את תו התקן לגבי איכותו של המזון הגס.
טבלה 3. אומדן היבול, תכולת החלבון, aNDFom, פל"מ, עמילן ושיעור נעכלות NDF. מוצגים כממוצעים של כל הזנים לפי השלבים הפנולוגיים לאורך הגידול. נעכלות NDF 48 ש' עמילן פל"מ aNDFom חלבון כללי אומדן יבול ק"ג ח"י לדונם שלב פנולוגי 67.2א 0.78ג 24.7ג 55.3א 9.32א 486ד פריחה 61.5ב 0.98ג 28.4בג 52.7א 8.37אב 608ג חצי גרגר 54.6ג 4.86ב 32.9ב 49.8אב 7.42ב 810ב אמצע מילוי חלב 50.4ג 11.5א 38.8א 44.3ב 7.27ב 982א דונג 1.24 0.94 1.36 1.62 0.35 29.7 שת"מ* א, ב, ג, ד- ערכים ממוצעים באותו הטור המסומנים באותיות שונות נבדלים סטטיסטית p<0.05, לפי מבחן Tukey Kremer (q). * שת"מ: שגיאת התקן של הממוצע.
3. מדדי איכות ויבול פרטניים לכל זן בכל מועד קציר – מדדי האיכות ואומדן היבול של כל זן לאורך שלבי הגידול מוצגים בטבלה 4. הנתונים הנ"ל הם אלו המשפיעים ביותר על השיקול בשימוש במספוא הגס עבור רפת החלב ועבור פרות חלב גבוהות תנובה בפרט. בכל זן, הנעכלות המרבית התקבלה סביבות מועד הפריחה בו הצמח צעיר. בשלב זה מתקבל אומדן יבול הנמוך ביותר, אך הרכב היבול מכיל את שיעור דופן התא (תכולת NDF) הגבוה ביותר בעוד מסת השיבולת הינה נמוכה, ובנוסף גם תכולת הח"י בשלב היא הנמוכה ביותר (קריטי להחלטה על אופן שימור הירק).
דיון וסיכום
מטרת עבודה זו הייתה לבחון את האיכות התזונתית של זני חיטה פופולריים במזרע הישראלי עבור מספוא לרפת החלב, במקביל לצבירת הביומסה הצמחית בשלבי גידול שונים. עבודה זו מעניקה לענף הרפת בפרט ומע"ג יצרניים בכלל יכולת להסתכלות רחבה על נושא איכות המספוא הגס הנבחר עבורם לזריעה בשטחי הגד"ש כמו גם נתונים אגרוטכניים משלימים כמו בכירות-אפילות, תזמון למועד קציר רצוי ועוד.
1. נתוני אקלים עונתיים – עונת הגידול 2021-22 התאפיינה בחודש מרץ גשום וקר מאוד באופן יחסי לממוצע רב שנתי, נתונים אלו מתוארים באיורים 1 ו- 2. לאור נתוני סביבה אלו, המיטיבים עם מילוי הגרגר בחיטה, זיהינו כי אכן מרבית הזנים האריכו את זמן מילוי הגרעין שלהם בסדר גודל של 7-5 ימים בהשוואה לנתונים על זנים אלו מעונות גידול קודמות (מידע בע"פ שנצבר לאורך השנים). אנו מדגישים כי יש לקחת זאת בשיקול דעת בהסתמך על קביעת מועד שלב פנולוגי כפי שביצענו בעבודה הנוכחית.
2. מעקב אחר התקדמות הגידול ותכנון מועד הקציר – המדדים האגרוטכניים המוצגים בטבלה 4 ניתנים להערכה ומדידה בעזרת ציוד בסיסי ופשוט באופן הבא: שקילת חומר טרי בשדה, ייבוש במיקרוגל/תנור עד להתייצבות הירידה של הח"י ובכך לקבוע את אחוז הח"י הנקצר ליחידת שטח, את אחוז החומר היבש בדוגמה ואת משקל השיבולת מסה"כ הביומסה היבשה. מדדים אלו בשילוב הערכת השלב הפנולוגי של השדה וספירת ימים ממועד ההשתבלות מקנים בשטח יכולת הערכה טובה למדי של קצב התקדמות השדות בהנחה ומתבצעים מספר ביקורים שגרתיים לקראת מועד הקציר. תכולת הח"י בצמח רלוונטית למידת התאמת המספוא לצורת השימור (שחת או תחמיץ), ולמשך ההקמלה אשר יהיה דרוש במידה וצפוי אחוז ח"י נמוך בקציר לתחמיץ.
3. מדדי איכות המספוא – קיים קשר הדוק בין תוספת היבול (שמקורה בהתפתחות הגרעין) לבין האיכות המתקבלת קרי: ההרכב הכימי ונעכלות דפנות התאים. ניתן לתאר את השתנות ההרכב הכימי כפועל יוצא של הרכב היבול באופן הבא: מסת השיבולים ממשקל הצמח השלם עולה ככל שהצמח מפנה את המוטמעים אל הגרעין המתפתח לאגירת עמילן. במקביל, ככל שהגרעין מתפתח ומבשיל, תכולת החלבון בצמח יורדת, תכולת ה- NDF עולה עד לשלב הפריחה ואז יורדת ככל שנאגר עמילן, תכולת השומן נשמרת יחסית קבועה ותכולת האפר יורדת, וכפועל יוצא תכולת הפל"מ עולה עקב צבירת העמילן בגרעין.
במחקר אשר בחן מיני דגן חורפי שונים (שיבולת שועל, חיטפון, חיטה ושוערה) נמצא דפוס דומה בירידה בנעכלות ה- NDF ובהשתנות התכולות הכימיות (צוברי, 2018), כפי שהוסבר לעיל. במחקר נוסף שבחן את השפעת מועד קציר על איכות המספוא נבדק הזן "עומר" (זן שנבחן גם במחקר זה) לאורך שלבי הגידול כזן מקובל למספוא בנגב המערבי (ביקל, 2019). תוצאות מחקר זה לאורך שתי עונות, מחזקות את הנתונים סביב בחירתו של זן לשימוש להאבסת פרות חולבות.
לסיכום, ביצענו בחינה מקיפה ל- 9 זנים פופולריים בשימוש במזרע הארצי עבור מספוא גס לרפת החלב. הבחינה כללה מעקב צמוד אחד ההתפתחות הפנולוגית לאורך הגידול, כללה בין 5-4 מועדי קציר לכל זן אשר להם נקבע אומדן יבול ח"י, הרכב יבול (מסת השיבולת), ואנליזה כימית מקיפה ביותר כולל בדיקות נעכלות NDF. בעזרת נתונים אלו יצרנו "תעודת זהות" לכל זן לפי מועד הקציר שלו.
צוות המחקר מקווה כי בשנים הבאות ניתן יהיה לחזור על מדידות שדה אלו ולבצע בחינה זו באזורים נוספים בארץ. בכך, נוכל לתרום להרחבת הידע אודות הזנים בהם מתבצע שימוש רחב במזרע הארצי ונוכל לחזק את בסיס הנתונים ליצירת "תעודת זהות" לכל זן שתכלול מדדי איכות במועדים שונים של זני החיטה הישראלית המיועדים למספוא.
רשימת ספרות ניתן לקבל ממחבר המאמר
