أكسيد الزنك النانوي مادة غير عضوية جديدة متعددة الوظائف ذات خصائص فريدة لا يضاهيها أكسيد الزنك التقليدي. ويُظهر خصائص تعتمد على الحجم، مثل تأثيرات السطح، وتأثيرات الحجم، وتأثيرات الحجم الكمي.
المزايا الرئيسية للإضافةأكسيد الزنك النانويلإطعام:
- فعالية بيولوجية عالية: بفضل صغر حجمها، تستطيع جزيئات أكسيد الزنك النانوية اختراق فجوات الأنسجة وأصغر الشعيرات الدموية، مما يسمح لها بالانتشار على نطاق واسع في الجسم. وهذا بدوره يزيد من التوافر الحيوي لمكونات العلف، مما يجعلها أكثر فعالية بيولوجيًا من مصادر الزنك الأخرى.
- معدل امتصاص عالٍ: يؤدي صغر حجم الجسيمات إلى زيادة عدد ذرات السطح، مما يعزز بشكل كبير مساحة السطح المعرضة ويحسن الامتصاص. على سبيل المثال، أظهرت الدراسات التي أُجريت على فئران دي ساي أن الجسيمات التي يبلغ حجمها 100 نانومتر تتمتع بمعدلات امتصاص أعلى بمقدار 10 إلى 250 مرة من الجسيمات الأكبر حجمًا.
- خصائص قوية مضادة للأكسدة: نانو-أكسيد الزنكيُظهر هذا المركب تفاعلية كيميائية عالية، مما يُمكّنه من أكسدة المواد العضوية، بما في ذلك مكونات البكتيريا، وبالتالي قتل معظم أنواع البكتيريا والفيروسات. عند تعرضه للضوء، يُولّد إلكترونات في نطاق التوصيل وفجوات في نطاق التكافؤ، والتي تتفاعل مع جزيئات الماء (H₂O) أو أيونات الهيدروكسيل (OH⁻) الممتصة لإنتاج جذور هيدروكسيل مؤكسدة للغاية تُدمر الخلايا. أظهرت الاختبارات أنه عند تركيز 1%، حقق أكسيد الزنك النانوي معدلات قتل للبكتيريا بلغت 98.86% و99.93% ضد البكتيريا.المكورات العنقودية الذهبيةوالإشريكية القولونيةفي غضون 5 دقائق، على التوالي.
- مستوى عالٍ من الأمان: فهو لا يسبب مقاومة لدى الحيوانات ويمكنه امتصاص السموم الفطرية التي تنتج أثناء تلف العلف، مما يمنع الحالات المرضية عندما تستهلك الحيوانات علفًا متعفنًا.
- تعزيز تنظيم المناعة: فهو يحفز بشكل كبير وظائف المناعة الخلوية والخلطية وغير النوعية، مما يحسن مقاومة الأمراض لدى الحيوانات.
- تقليل التلوث البيئي ومخلفات المبيدات: تسمح مساحة سطحه الكبيرة بامتصاص فعال للأمونيا وثاني أكسيد الكبريت والميثان ومبيدات الفوسفور العضوية والملوثات العضوية في مياه الصرف الصحي. كما يمكنه استخدام الأشعة فوق البنفسجية للتحلل الضوئي التحفيزي، مما يُنقي الهواء ومياه الصرف الصحي في المزارع عن طريق تحليل الروائح.
دور جسيمات أكسيد الزنك النانوية في تحسين صحة الحيوانات وأداء نموها:
- يعزز وينظم عملية التمثيل الغذائي: يعزز نشاط الإنزيم المعتمد على الزنك، وإفراز الهرمونات (مثل الأنسولين والهرمونات الجنسية)، وتخليق بروتين أصابع الزنك، مما يحسن تخليق البروتين وكفاءة استخدام النيتروجين مع تقليل إفراز النيتروجين.
- تحسين أداء الإنتاج: في الخنازير الصغيرة، أدت إضافة 300 ملغم/كغم من أكسيد الزنك النانوي إلى زيادة كبيرة في زيادة الوزن اليومية (P < 0.05) بنسبة 12% مقارنة بأكسيد الزنك التقليدي (3000 ملغم/كغم) وخفضت نسبة تحويل العلف بنسبة 12.68%.
- يقلل من حالات الإصابة بالإسهال:تساهم إضافة جزيئات أكسيد الزنك النانوية إلى علف الخنازير الصغيرة بشكل فعال في تقليل حدوث الإسهال، وتجنب بقايا المضادات الحيوية في المنتجات الحيوانية.
الفوائد البيئية المحتملة:
- انخفاض انبعاثات الزنك: بفضل كفاءة الاستخدام العالية، يلزم استخدام جرعات أقل، مما يقلل بشكل كبير من تلوث المعادن الثقيلة.
- تنقية البيئة الزراعية: تمتص الغازات الضارة (مثل الأمونيا) وتحلل الملوثات العضوية ضوئياً في مياه الصرف الصحي، مما يحمي البيئات المحيطة.
التطبيقات الحالية في إنتاج أعلاف الحيوانات:
- طرق استخدام متنوعة: يمكن إضافته مباشرة إلى العلف، أو مزجه مع مواد ماصة كخلطات مسبقة، أو دمجه مع إضافات أخرى. الحد الأدنى للجرعة الفعالة هو 10 ملغ زنك/كغ علف. أما في الخنازير الصغيرة، فتتراوح الجرعات من 10 إلى 300 ملغ زنك/كغ علف.
- الاستبدال الجزئي لمصادر الزنك التقليدية: يمكن أن يحل أكسيد الزنك النانوي محل الزنك عالي الجرعة في العلف، مما يخفف من إسهال الخنازير الصغيرة مع تحسين أداء النمو مقارنة بمصادر الزنك التقليدية (مثل كبريتات الزنك، وأكسيد الزنك العادي).
الآفاق المستقبلية في إنتاج الأعلاف الحيوانية:
- مزايا الاستقرار والتكلفة: سهولة التدفق والتشتت الممتازة تسهل الخلط المتجانس في العلف. انخفاض الجرعات المطلوبة يقلل من تكاليف العلف (على سبيل المثال، أقل بعشر مرات من أكسيد الزنك التقليدي).
- الحفظ والتخلص من السموم: يساهم امتصاص الجذور الحرة والجزيئات ذات الرائحة الكريهة بقوة في إطالة مدة صلاحية العلف وتحسين مذاقه. كما تعزز خصائصه المضادة للأكسدة عملية التخلص من السموم.
- التأثيرات التآزرية على العناصر الغذائية: يقلل من التضاد مع المعادن الأخرى ويحسن امتصاص النيتروجين من خلال تنظيم الهرمونات وبروتينات أصابع الزنك.
- تحسين السلامة: تعمل مستويات الإخراج المنخفضة على تقليل التلوث البيئي وتراكم المخلفات، مما يدعم إنتاجًا حيوانيًا أكثر أمانًا وصديقًا للبيئة.
تحمل هذه التقنية وعداً كبيراً لإنتاج الثروة الحيوانية بشكل مستدام وفعال.
تاريخ النشر: 10 يوليو 2025
