Effects of Replacing Mineral Selenium Supplement with Selenium Nanoparticles on Growth Performance of Dairy Calves

Subject Areas : Journal of Animal Biology

Mohammad Karimi ¹ , mehdi Ganjkhanlou ² , farhang fatahei ³ , aboulfazl zali ⁴ , sadeghi mostafa ⁵ , ronak rafipor ⁶

1 - Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 - Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 - Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
4 - Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
5 - Department of Animal Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
6 - Department of Chemistry, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran

Received: 2023-10-22 Accepted : 2023-12-07 Published : 2025-01-05

Keywords: Nano-selenium, Sodium selenite, Holstein calf, Growth performance,

Abstract :

Selenium, as an essential dietary trace element, has an important biological role in the health and growth performance of cows and dairy cows. The purpose of this study was to investigate the effects of replacing mineral selenium supplement with nano selenium particles in the feeding of suckling calves and its impacts on the growth performance and skeletal structure of suckling calves. The number of 32 newborn Holstein calves with an average body weight of 37.85 ± 4.35 kg in the form of a completely randomized design with 4 treatments (eight calves in each treatment) for 83 days according to the supplemental consumption of milk or drinking water with sources different selenium were placed. Treatments include: 1) inorganic selenium: providing 0.3 mg of selenium per kilogram of dry matter with sodium selenite, 2) low level of nano selenium: providing 0.15 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium, 3) Medium level of nano-selenium: providing 0.3 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium, 4) High level of nano-selenium: providing 0.45 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium. . The results showed that supplementing milk with selenium nanoparticles did not affect the performance of calves during the pre-weaning period, but significantly improved it after weaning compared to calves fed sodium selenite. So the daily gain and feed efficiency in the second period increased secondarily (p < 0.01) and the medium level was the highest

References:

1. AOAC International. 2002. Official Methods of Analysis. 17th ed. AOAC International, Arlington, VA.
2. Castellan D.M., Maas J.P., Gardner I.A., Oltjen J.W., Sween M.L. 1999. Growth of suckling beef calves in response to parenteral administration of selenium and the effect of dietary protein provided to their dams. Journal of the American Veterinary Medical Association, 214:816-821.
3. Droke E.A., Loerch S.C. 1989. Effects of parenteral selenium and vitamin E on performance, health and humoral immune response of steers new to the feedlot environment. Journal of Animal Science, 67:1350-1359.
4. Ebrahimi M., Towhidi A., Nikkhah A. 2009. Effect of organic selenium (Sel-Plex) on thermometabolism, blood chemical composition and weight gain in Holstein suckling calves. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 22:984-992.
5. Fokkink W.B., Hill T.M., Bateman H.G., Aldrich J.M., Schlotterbeck R.L. 2009. Selenium yeast for dairy calf feeds. Animal Feed Science and Technology, 153:228-235.
6. Gleed P.T., Allen W.M., Mallinson C.B., Rowlands G.J., Sansom B.F., Vagg M.J., Caswell R.D. 1983. Effects of selenium and copper supplementation on the growth of beef steers. The Veterinary Record, 113:388-392.
7. Goff J.P. 2006. Major advances in our understanding of nutritional influences on bovine health. Journal of Dairy Science, 89:1291-1301.
8. Gunter S.A., Beck P.A., Phillips J.M. 2003. Effects of supplementary selenium source on the performance and blood measurements in beef cows and their calves. Journal of Animal Science, 81:856–864.
9. Hall J.A., Bobe G., Hunter J.K., Vorachek W.R., Stewart W.C., Vanegas J.A., Estill C.T., Mosher W.D., Pirelli G.J. 2013. Effect of feeding selenium-fertilized alfalfa hay on performance of weaned beef calves. PLoS One, 8:2-9.
10. Jamali M., Rezayazdi K., Sadeghi M., Zhandi M., Moslehifar P., Rajabinejad A., Fakooriyan H., Gholami H., Akbari R., Salehi Dindarlou M. 2022. Effect of selenium on growth performance and blood parameters of Holstein suckling calves. Journal of Central European Agriculture, 23:1-8.
11. Jenkins K.J., Hidiroglou M. 1986. Tolerance of the preruminant calf for selenium in milk replacer. Journal of Dairy Science, 69:1865-1870.
12. Juniper D.T., Phipps R.H., Givens D.L., Jones A.K., Green C., Bertin G. 2008. Tolerance of ruminants animals to high dose in-feed administration of aselenium-enriched yeast. Journal of Animal Science, 86:197-204.
13. Mehdi Y., Dufrasne I. 2016. Selenium in cattle: a review. Molecules, 21:545.
14. Mohri M., Ehsani A., Norouzian M.A., Bami M.H., Seifi H.A. 2011. Parenteral selenium and vitamin E supplementation to lambs: hematology, serum biochemistry, performance, and relationship with other trace elements. Biological Trace Element Research, 139:308-316.
15. Rodriguez A.M., Schild C.O., Cantón G.J., Riet-Correa F., Armendano J.I., Caffarena R.D., Brambilla E.C., García J.A., Morrell E.L., Poppenga R., Giannitti F. 2018. White muscle disease in three selenium deficient beef and dairy calves in Argentina and Uruguay. Ciencia Rural, 48(5):e20170733.
16. Rodríguez A.M., Valiente S.L., Brambilla C.E., Fernández E.L., Maresca S. 2020. Effects of inorganic selenium injection on the performance of beef cows and their subsequent calves. Research in Veterinary Science, 133:117-123.
17. Rowntree J.E., Hill G.M., Hawkins D.R., Link J.E., Rincker M.J., Bednar G.W., Kreft R.A. 2004. Effect of Se on selenoprotein activity and thyroid hormone metabolism in beef and dairy cows and calves. Journal of Animal Science, 82:2995-3005.
18. Salles M.S.V., Zanetti M.A., Junior L.C.R., Salles F.A., Azzolini A.E.C.S., Soares E.M., Faccioli L.H., Valim Y.M.L. 2014. Performance and immune response of suckling calves fed organic selenium. Animal Feed Science and Technology, 188:28-35.
19. SAS Institute 2013. SAS User’s Guide. Retrieved on 25 March 2019, from https://support.sas.com/documentation/cdl/en/procstat/66703/PDF/default/procstat.pdf.
20. Shi D., Liao S., Guo S., Li H., Yang M., Tang Z. 2015. Protective effects of selenium on aflatoxin B1-induced mitochondrial permeability transition, DNA damage, and histological alterations in duckling liver. Biological Trace Element Research, 163:162-168.
21. Wichtel J.J., Craigie A.L., Freeman D.A., Varela-Alvarez H., Williamson N.B. 1996. Effect of selenium and iodine supplementation on growth rate, hyroid and somatotropic function in dairy calves at pasture. Journal of Dairy Science, 79:1865-1872.
22. Zhang G.W., Wang C., Du H.S., Wu Z.Z., Liu Q., Guo G., Huo W.J., Zhang J., Zhang Y.L., Pei C.X., Zhang S.L. 2020. Effects of folic acid and sodium selenite on growth performance, nutrient digestion, ruminal fermentation and urinary excretion of purine derivatives in Holstein dairy calves. Livestock Science, 231:103884-103896.

Full-Text:



اثرات جایگزینی مکمل سلنیوم معدنی با نانوذرات سلنیوم بر عملکرد رشد گوساله های شیرخوار

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی اثرات جایگزینی مکمل سلنیوم معدنی با ذرات نانو سلنیوم در تغذیه گوساله‌های شیرخوار و اثرات آن بر عملکرد رشد و ساختار اسکلتی گوساله های شیرخوار بود. تعداد 32 راس گوساله هلشتاین تازه متولد شده با میانگین وزن بدن 35/4 ± 85/37 کیلوگرم در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تیمار (هشت گوساله در هر تیمار) به مدت 83 روز با توجه به مصرف مکمل شیر یا آب آشامیدنی با منابع مختلف سلنیوم قرار گرفتند. تیمارهای شامل: 1)سلنیوم معدنی: ارائه 3/0میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با سلنیت سدیم، 2)سطح پایین نانو سلنیوم: ارائه 15/0 میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم، 3)سطح متوسط نانو سلنیوم: ارائه 3/0 میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم، 4)سطح بالای نانوسلنیوم: ارائه 45/0 میلی گرم سلنیوم به ازای هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم. نتایج نشان داد تکمیل شیر با نانوذرات سلنیوم تاثیری روی عملکرد گوساله‌ها در طول دوره پیش از شیرگیری نداشت، اما در بعد از شیرگیری در مقایسه با گوساله‌هایی که سلنیت سدیم تغذیه شده بودند، بطور معنی‌داری بهبود بخشید. بطوریکه افزایش وزن روزانه و بازده خوراک در دوره دوم بطور درجه دوم افزایش یافت (01/0>P) و سطح متوسط بیشترین مقدار بود.

کلمات کلیدی: نانوسلنیوم، سلنیت سدیم، گوساله هلشتاین، عملکرد رشد

Effects of replacing mineral selenium supplement with selenium nanoparticles on growth performance of dairy calves

Abstract

The purpose of this study was to investigate the effects of replacing mineral selenium supplement with nano selenium particles in the feeding of infant calves and its effects on nutrient digestibility, rumen fermentation characteristics, blood metabolites, and improving the growth performance and skeletal structure of infant calves. The number of 32 newborn Holstein calves with an average body weight of 37.85 ± 4.35 kg in the form of a completely randomized design with 4 treatments (eight calves in each treatment) for 83 days according to the supplemental consumption of milk or drinking water with sources Different selenium were placed. Treatments include: 1) inorganic selenium: providing 0.3 mg of selenium per kilogram of dry matter with sodium selenite, 2) low level of nano selenium: providing 0.15 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium, 3 (Medium level of nano-selenium: providing 0.3 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium, 4) High level of nano-selenium: providing 0.45 mg of selenium per kilogram of dry matter with nanoparticles prepared from selenium. . The results showed that supplementing milk with selenium nanoparticles had no effect on the performance of calves during the pre-weaning period, but significantly improved it after weaning compared to calves that were fed sodium selenite. The feed efficiency in the second period increased exponentially (P<0.01) and the average level was the highest. Improve the digestibility of protein and insoluble fibers in neutral detergent with nanoselenium. Some parameters of skeletal growth were improved by supplementation with selenium nanoparticles.

Keywords: nanoselenium, sodium selenite, Holstein calf, growth performance

مقدمه

مواد معدنی به اندازه ویتامین‌ها از اهمیت بالایی برخوردارند و برای فرآیندهای بسیاری در بدن، به ویژه تعادل مایع، حفظ و نگهداری از استخوان‌ها و دندان‌ها، انقباض عضلانی و عملکرد سیستم عصبی و همین طور سیستم ایمنی بدن ضروری هستند. از آنجایی که گوساله های تازه متولد شده هیچ آنتی بادی در جریان خون خود ندارند، سیستم ایمنی آنها از نظر عملکردی نابالغ است. اگرچه این مشکل در طبیعت از طریق انتقال ایمونوگلوبولین ها از طریق آغوز مادر به گوساله پس از تولد، حل می شود (7)، اما بهرحال گوساله های تازه متولد شده مستعد ابتلا به بیماری هایی هستند که سیستم ایمنی آنها را به چالش می کشد. سلنیوم، به عنوان یک عنصر کمیاب غذایی ضروری، نقش بیولوژیکی مهمی در سلامت و عملکرد رشد گاو و گاو شیری دارد (16). عملکرد این عنصر با فعالیت سلنوآنزیم های دخیل در تولید مثل، فعال شدن هورمون تیروئید، مکانیسم ردوکس تنظیمی وابسته به Se، هموستاز انرژی، تولید DNA و فعالیت ضد رادیکال های آزاد در برابر آسیب DNA مرتبط است (20، 13). علاوه بر این، برخی از پارامترهای تولیدی مانند افزایش وزن (6؛ 21؛ 9) می تواند تحت تأثیر وضعیت سلنیوم آنها قرار گیرد. با این وجود، دیستروفی عضلانی تغذیه یا بیماری عضله سفید ناشی از کمبود سلنیوم است. کمبود سلنیوم در گاوهای گوشتی باعث مرگ و میر گوساله ها به دلیل ضایعات دژنراتیو در میوکارد می شود (15).

چندین نوع منبع سلنیوم در نشخوارکنندگان برای برآوردن نیازهای این عنصر استفاده شده است. سدیم غیر آلی سلنیت منبع مرسوم سلنیوم است که در خوراک دام استفاده می شود. اگرچه سمیت کم و جذب آسان سلنیوم آلی توسط نشخوارکنندگان در مقایسه با منابع معدنی گزارش شده است. با این حال، نانوذرات سلنیوم به عنوان منبع جدید این عنصر دارای کارایی بالاتری در مقایسه با منبع معدنی آن (سلنیت سدیم) یا آلی آن (سلنومتیوینین و سلنوسیستئین) است و سمیت کمتری از خود نشان داده است (22). هدف از این تحقیق بررسی این موضوع است که آیا مکمل سلنیوم بصورت نانوذرات سلنیوم نسبت به مکمل سلنیت سدیم از نظر افزایش قابلیت هضم مواد مغذی، ویژگی‌های تخمیر شکمبه و متابولیت‌های خون و ارتقای عملکرد رشد و ساختار اسکلتی گوساله های شیرخوار برتری دارد.

مواد و روش‌ها

پژوهش حاضر در ایستگاه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران انجام شد. تمام مراحل آزمایشی بر اساس دستورالعمل استفاده از حیوانات آزمایشی و مطابق با الزامات کمیته اخلاق و محیط زیست حیوانات دانشگاه تهران بود. در طول آزمایش میانگین دما در ایستگاه تحقیقاتی بین 21 تا 27 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی بین 60 تا 69 درصد بود.

تیمارهای آزمایشی، گوساله ها و مدیریت تغذیه

مطالعه حاضر با استفاده از 32 رأس گوساله هلشتاین نر و ماده، با میانگین وزن بدن 35/4 ± 85/37 کیلوگرم، از روز 3 تا 83 اجرا شد. گوساله‌ها به‌طور تصادفی در جایگاه های جداگانه (3/1 × 5/2 متر) پوشیده با شن و ماسه نگهداری شدند که هر 24 ساعت یکبار تجدید می‌شد. بلافاصله پس از تولد، گوساله ها از مادران چند شکم زا سالم خود جدا شدند، وزن شدند و به جایگاه‌های جداگانه منتقل شدند. گوساله ها در 12 ساعت اول زندگی با 6 لیتر آغوز (3 لیتر در 1 ساعت پس از تولد و 3 لیتر در 12 ساعت پس از اولین تغذیه) تغذیه شدند. آغوز برای 2 روز اول زندگی تغذیه شد. از روز 3 تا 10، گوساله ها 8/3 لیتر در روز شیر کامل (10 درصد وزن اولیه بدن) را در سطل های آلومینیومی در 2 بار تغذیه روزانه در ساعت 0900 و 1800 ساعت و 6/7 لیتر در روز (20 درصد وزن اولیه بدن) از روز 11 تا 52 دریافت کردند. به دنبال آن 3 لیتر در روز (8 درصد وزن اولیه) از روز 53 تا 65 دریافت کردند. مصرف استارتر گوساله روزانه با وزن کردن تفاوت بین میزان استارتر ارائه شده و میزان باقیمانده ثبت شد. گوساله ها در روزهای 3، 65 و 83 آزمایش وزن شدند. گوساله ها پس از بررسی وضعیت سلامت طبیعی به طور تصادفی در روز 3 سن شان با تیمارهای آزمایشی آزمایشی تغذیه شدند. چهار تیمار (هشت گوساله در هر تیمار) با توجه به مکمل مصرفی شیر با منابع مختلف سلنیوم اختصاص داده شد. سلنیوم معدنی: ارائه 3/0میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با سلنیت سدیم، سطح پایین نانو سلنیوم: ارائه 15/0 میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم، سطح متوسط نانو سلنیوم: ارائه 3/0 میلی گرم سلنیوم در هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم، سطح بالای نانوسلنیوم: ارائه 45/0 میلی گرم سلنیوم به ازای هر کیلوگرم ماده خشک با نانوذرات تهیه شده از سلنیوم. سلنیت سدیم به عنوان منبع معدنی سلنیوم از نوع تجاری (حاوی 85/45 درصد سلنیوم) و نانوذرات سلنیوم مطابق با ژانگ و همکاران (2004) تهیه شد. برای برآوردن دوزهای تجویز شده روزانه به ازای هر کیلوگرم مصرف ماده خشک (ماده خشک استارتر + ماده خشک شیر) در طول دوره قبل از شیرگیری، غلظت های مورد نیاز مکمل های سلنیوم تجاری با توجه به خلوص محصولات مورد استفاده تهیه شد و در وعده شیر صبحگاهی در هر سطل حل شد. گوساله ها در طول دوره پس از شیرگیری، مکمل سلنیوم به صورت خوراکی از طریق همان روش در آب آشامیدنی تجویز شد. شیر کامل به صورت هفتگی نمونه برداری شد و با استفاده از دستگاه آنالیز شیر (Delta Instruments CombiScope FTIR 600HP) از نظر چربی، پروتئین، لاکتوز و کل جامد آنالیز گردید. میانگین ترکیب شیر ارائه شده 09/0 ± 12/3 درصد چربی، 07/0 ± 09/3 درصد پروتئین، 06/0 ± 61/4 درصد لاکتوز و 55/0 ± 2/11درصد کل جامد بود. همه گوساله ها در روز 65 از شیر گرفته شدند و تا 83 سالگی در مطالعه باقی ماندند. خوراک آغازین با استفاده از سیستم کربوهیدرات و پروتئین خالص کرنل (CNCPS؛ نسخه 5/6، دانشگاه کرنل، ایتاکا، نیویورک، ایالات متحده آمریکا) برای برآوردن نیازهای مواد مغذی فرموله شد. مواد تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی جیره استارتر در جدول 1 ارائه شده است. خوراک استارتر به طور آزاد تغذیه شدند و مجاز بود تا حداقل 10 درصد در یک دوره 24 ساعته اضافه ارائه گردد. گوساله ها در طول دوره آزمایشی دسترسی آزاد به آب داشتند. سلامت گوساله روزانه توسط دامپزشک بررسی می‌شد و هیچ نشانه بالینی بیماری سیستمیک یا مرگ و میر در طول آزمایش نداشتند.

نمونه برداری و آنالیز شیمیایی

بقایای جیره غذایی استارتر روزانه در ساعت 0730 جمع آوری و ثبت شد و استارتر تازه در ساعت 0900 تغذیه شد. وزن بدن با استفاده از ترازوی الکترونیکی هر 10 روز (6 رکورد قبل از شیر گرفتن و 2 رکورد بعد از شیرگیری) ثبت شد. میانگین افزایش روزانه (گرم در روز) به عنوان تفاوت بین وزن بدن گرفته شده در هر 10 روز، تقسیم بر 10 محاسبه گردید. نمونه‌های فرعی از خوراک‌ها و باقیمانده ها، خشک شده و کاملاً مخلوط و در آسیاب (شرکت Ogaw Seiki، توکیو، ژاپن) آسیاب شدند تا از الک 1 میلی‌متری عبور کنند و تا تجزیه و تحلیل شیمیایی در دمای 20- درجه سانتیگراد ذخیره شدند.

اندازه گیری رشد و فراسنجه های اسکلتی

اندازه گیری‌های رشد، از جمله طول بدن (فاصله بین نقاط شانه و کفل)، طول مورب بدن، دور سینه، ارتفاع از جدوگاه (فاصله از قاعده پاهای جلو تا جدوگاه)، ارتفاع از پشت، ارتفاع از خاصره (طول از پایه پای عقب تا استخوان هوک)، عرض لگن (فاصله بین نقاط استخوان هوک)، ارتفاع پین، طول کارپوس و طول تارس با استفاده از کولیس اندازه گیری شد و در روزهای 3، 28 42، 56، 65، و 83 روزگی برای گوساله های شیرخوار ثبت شد.

تحلیل آماری

مصرف خوراک، افزایش وزن روزانه، وزن بدن، راندمان خوراک، پارامترهای رشد اسکلتی و متغیرهای سرمی برای سه دوره مجزا: پیش از شیرگیری (از 3 تا 65 روزگی)، پس از شیرگیری (از 66 تا 83 روزگی) و کل دوره ( از 3 تا 83 روزگی) مورد تحلیل آماری قرار گرفتند. داده های مربوط به این متغیرها در کل دوره با استفاده از روش MIXED MODEL (SAS، 2013) بر اساس مدل زیر تجزیه و تحلیل شد:

Yijk = μ + Ti + Aij + Dk + (TD)ik + ɛijk

که در آن Yijk پاسخ در روز k روی حیوان j در درمان i است، μ میانگین کلی است، Ti اثر ثابت درمان i، Aij اثر تصادفی حیوان j در گروه درمان i، Dk اثر ثابت روز است. k، (TD)ik اثر متقابل ثابت درمان i با روز k است و eijk خطای تصادفی در روز k روی حیوان j در درمان i است. روش برآورد REML و روش درجات آزادی بین-درون بود. تقارن مرکب (CS) به عنوان ساختار کوواریانس در مدل پس از آزمایش ساختارهای کوواریانس مختلف (شامل CS، Simple، UN، TOEP، AR (1)، ARH (1) و ANTE (1)) برای یافتن بهترین ساختار متناسب استفاده شد. ساختار برازش مدل بر اساس کمترین معیار اطلاعات آکایک (Akaike) اصلاح شده (AIC، لیتل، 2002). تفاوت بین تیمارها با استفاده از LSMEENS با بیانیه PDIFF تعیین شد. اهمیت آماری در P≤ 0.05 و روند در P = 0.05 تا P≤ 0.10 اعلام شد.

قابلیت هضم مواد مغذی، ویژگی‌های تخمیر شکمبه و همه متغیرهای ذکر شده در بالا که در طول دوره‌های خاصی اندازه‌گیری شدند (به استثنای کلی) به عنوان یک طرح کاملا تصادفی با استفاده از روش GLM MODEL (موسسه SAS، 2013) طبق مدل زیر تجزیه و تحلیل شدند:

Yij = μ + Ti + εij

جایی که Yij= مشاهدات متغیرهای وابسته. μ= میانگین کلی؛ T= اثر ثابت درمان؛ و εij = خطای باقیمانده تصادفی.

نتایج

مصرف خوراک و عملکرد

گوساله هایی که با نانوسلنیوم مکمل شده بودند، در مقایسه با گوساله های گروه سلنیت سدیم در مصرف خوراک استارتر، شیر و کل ماده خشک مصرفی (رکورد روزانه) تغییری ایجاد نکردند (جدول 2). در قبل از شیرگیری پارامترهای عملکردی مثل افزایش وزن روزانه، مصرف خوراک روزانه، وزن بدن و بازده خوراک تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند. در کل دوره و بعد از شیرگیری پارامترهای مصرف خوراک روزانه و وزن بدن تحت تاثیر تیمارهای آزمایشی قرار نگرفتند.  گوساله‌های شیرخوار در طول پس از شیرگیری، در مقایسه با آنهایی که با سلنیت سدیم تغذیه شدند، عملکرد بهتری داشتند. افزایش وزن روزانه و بازده خوراک در بعد از شیرگیری و کل دوره تحت تاثیرهای آزمایشی قرار گرفت بطوریکه مکمل خوراکی نانوذرات سلنیوم در سطوح پایین و متوسط نسبت به نانو سلنبوم معدنی و سطح بالا نانوذرات سلنیوم بطور معنی­داری بالاتر بود. وزن بدن در گوساله‌های تغذیه شده با جیره‌های حاوی نانوذرات در طول آزمایش تغییری نکرد. گوساله های تغذیه شده با جیره های حاوی نانوسلنیوم عملکرد رشد مشابهی داشتند. در طول دوره قبل یا بعد از شیرگیری، رشد اسکلتی(جدول 3) و وزن بدن در مطالعه حاضر به دلیل مصرف خوراک مشابه، تحت تأثیر جایگزینی منبع معدنی سلنیوم با نانوذرات آن قرار نگرفت.

بحث

عدم تاثیر نانوذرات بر مصرف ماده خشک در این مطالعه با یافته‌های قبلی مطابقت دارد (22؛ 10). اگرچه بسیاری از مطالعات دیگر گزارش کردند که مکمل‌سازی سطوح و منابع مختلف سلنیوم، مانند مکمل‌های معدنی، آلی و نانو سلنیوم، تأثیر معنی‌داری بر عملکرد رشد در گوساله‌های شیرخوار ندارد (5؛ 4؛ 14)، اما در مطالعه حاضر پاسخ های مثبت و معنی دار افزایش وزن روزانه بویژه در دوره بعد از شیرگیری مشاهده گردید. با اینحال در مطالعات قبلی مکمل سلنیوم به صورت منبع ذرات نانو در گوساله ها بر عملکرد رشد گوساله تأثیری نداشت (8). ویچتل و همکاران (1996) مشاهده کردند که مکمل خوراکی گوساله های تلیسه با سلنیوم باعث افزایش پاسخ تری یدوتیرونین در چالش با هورمون آزاد کننده تیروتروپین، افزایش وزن بدن و تمایل به افزایش غلظت IGF-I در پلاسما شد. با این حال، غلظت T3 در مطالعه حاضر تحت تاثیر قرار نگرفت. در مطالعه دیگری، پاسخ‌های مثبت و معنی‌دار افزایش وزن روزانه هنگامی که گوساله‌های در کمبود با تزریق سلنیوم (05/0 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در مقایسه با گروه شاهد تیمار شدند، گزارش شد (2). به نظر می رسد که وضعیت سلنیوم گوساله ها قبل و در حین مصرف مکمل سلنیوم، نوع پاسخ به مکمل سلنیوم را تضمین می کند. وزن بدن از شیر گرفتن تحت تأثیر گنجاندن نانوسلنیوم قرار نگرفت، ولی افزایش وزن روزانه پس از شیرگیری و راندمان خوراک تحت تأثیر قرار گرفتند. افزایش راندمان خوراک با مکمل ذرات نانوسلنیوم ممکن است به دلیل افزایش قابلیت هضم الیاف نامحلول در شوینده خنثی و پروتئین خام در استفاده از مکمل نانوسلنیوم باشد. در طول دوره قبل یا بعد از شیرگیری رشد اسکلتی و وزن بدن در مطالعه حاضر به دلیل مصرف خوراک مشابه، تحت تأثیر جایگزینی منبع معدنی سلنیوم با نانوذرات آن قرار نگرفت. این نتایج با نتایج مطالعات قبلی مطابق بود (17). علاوه بر این، در مطالعات دیگر هیچ پاسخ مثبتی در استفاده از مکمل غذایی گوساله های نر در حال رشد با سلنیت سدیم به همراه ویتامین E مشاهده نکردند. عملکرد پایین رشد با مکمل نانوسلنیوم سطح 45/0 میلی گرم نانوسلنیوم بر کیلوگرم ماده خشک به جای سلنیت سدیم سوال برانگیز بود و احتمالاً ترن اور بیشتر سلنیوم را در این گروه ها نشان داد(3). جنکینز و هیدیروگلو (1986) گزارش کردند که مکمل جایگزین شیر خشک بدون چربی با 10 پی پی ام سلنیت سدیم تا سن شیرگیری باعث کاهش ADG و راندمان خوراک شد اما آنها هیچ تفاوتی در افزایش روزانه یا بازده خوراک تا غلظت 5 پی پی ام پیدا نکردند. این مطالعه تایید کرد که کاهش عملکرد گوساله در جایی بین 5 تا 10 پی پی ام سلنیوم شروع شد(11). جونیپر و همکاران (2008) به دلیل نگرانی در مورد سمیت احتمالی سلنیوم، 10 برابر حداکثر مقدار مجاز برای سلنیوم مخمر توصیه شده توسط اتحادیه اروپا برای خوراک گوساله را تجویز کردند (15/0 تا 6/5 میلی گرم سلنیوم در کیلوگرم ماده خشک) اما هیچ تفاوتی را در عملکرد گوساله ها مشاهده نکردند(12). مهدی و دوفراسن (2016) نشان دادند که دوز سلنیوم نقش مستقیمی در تقویت و تحریک رشد گوساله ها ندارد. همچنین مشاهده کردند که مکمل سلنیوم به عنوان یک محرک رشد عمل نمی کند و اثرات مثبت مکمل سلنیوم هنگامی که گوساله ها با کمبود سلنیوم مواجه می شوند مشاهده می گردد(13).

نتیجه گیری

نتایج این مطالعه نشان داد که نانوذرات سلنیوم با اینکه روی مصرف ماده خشک در هیچ یک از دوره ها نداشت ولی در بعد از شیرگیری باعث بهبود عملکرد گوساله ها و بازده خوراک گردید. اکثر فراسنجه های اسکلتی با مکمل نانوذرات سلنیوم بهبود یافت. بطور کلی نتایج نشان داد که استفاده از نانوذرات سلنیوم در تغذیه گوساله های شیر خوار، بازده خوراک را بهبود بخشید.

منابع مورد استفاده

1.       AOAC International. 2002. Official Methods of Analysis. 17th ed. AOAC International, Arlington, VA.

2.       Castellan DM, Maas JP, Gardner IA, Oltjen JW and Sween ML 1999. Growth of suckling beef calves in response to parenteral administration of selenium and the effect of dietary protein provided to their dams. Journal of the American Veterinary Medical Association 214, 816–821.

3.       Droke EA, and Loerch SC 1989. Effects of parenteral selenium and vitamin E on performance, health and humoral immune response of steers new to the feedlot environment. Journal of Animal Science 67, 1350–1359.

4.       Ebrahimi M, Towhidi A and Nikkhah A 2009. Effect of organic selenium (Sel-Plex) on thermometabolism, blood chemical composition and weight gain in Holstein suckling calves. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences 22, 984–992.

5.       Fokkink WB, Hill TM, Bateman II HG, Aldrich JM and Schlotterbeck RL 2009. Selenium yeast for dairy calf feeds. Animal Feed Science and Technology 153, 228–235.

6.       Gleed PT, Allen WM, Mallinson CB, Rowlands GJ, Sansom BF, Vagg MJ and Caswell RD 1983. Effects of selenium and copper supplementation on the growth of beef steers. The Veterinary Record 113, 388–392.

7.       Goff JP. 2006. Major advances in our understanding of nutritional influences on bovine health. Journal of Dairy Science 89, 1291–1301.

8.       Gunter SA, Beck PA and Phillips JM 2003. Effects of supplementary selenium source on the performance and blood measurements in beef cows and their calves. Journal of Animal Science 81, 856–864.

9.       Hall JA, Bobe G, Hunter JK, Vorachek WR, Stewart WC, Vanegas JA, Estill CT, Mosher WD and Pirelli GJ 2013. Effect of feeding selenium-fertilized alfalfa hay on performance of weaned beef calves. PLoS One 8, 2–9.

10.       Jamali M, Rezayazdi K, Sadeghi M, Zhandi M, Moslehifar P, Rajabinejad A, Fakooriyan H, Gholami H, Akbari R and Salehi Dindarlou M 2022. Effect of selenium on growth performance and blood parameters of Holstein suckling calves. Journal of Central European Agriculture 23, 1–8.

11.       Jenkins KJ and Hidiroglou M 1986. Tolerance of the preruminant calf for selenium in milk replacer. Journal of Dairy Science 69, 1865–1870.

12.       Juniper DT, Phipps RH, Givens DL, Jones AK, Green C and Bertin G 2008. Tolerance of ruminants animals to high dose in-feed administration of aselenium-enriched yeast. Journal of Animal Science 86, 197–204.

13.       Mehdi Y and Dufrasne I 2016. Selenium in cattle: a review. Molecules, 21, 545.

14.       Mohri M, Ehsani A, Norouzian MA, Bami MH and Seifi HA 2011. Parenteral selenium and vitamin E supplementation to lambs: hematology, serum biochemistry, performance, and relationship with other trace elements. Biological Trace Element Research 139, 308–316.

15.       Rodriguez AM, Schild CO, Cantón GJ, Riet-Correa F, Armendano JI, Caffarena RD, Brambilla EC, García JA, Morrell EL, Poppenga R and Giannitti F 2018. White muscle disease in three selenium deficient beef and dairy calves in Argentina and Uruguay. Ciencia Rural 48.

16.       Rodríguez AM, Valiente SL, Brambilla CE, Fernández EL and Maresca S 2020. Effects of inorganic selenium injection on the performance of beef cows and their subsequent calves. Research in Veterinary Science 133, 117–123.

17.       Rowntree JE, Hill GM, Hawkins DR, Link JE, Rincker MJ, Bednar GW and Kreft Jr RA 2004. Effect of Se on selenoprotein activity and thyroid hormone metabolism in beef and dairy cows and calves. Journal of Animal Science 82, 2995–3005.

18.       Salles MSV, Zanetti MA, Junior LCR, Salles FA, Azzolini AECS, Soares EM, Faccioli LH and Valim YML 2014. Performance and immune response of suckling calves fed organic selenium. Animal Feed Science and Technology 188, 28–35.

19.       SAS Institute 2013. SAS User’s Guide. Retrieved on 25 March 2019, from https://support.sas.com/documentation/cdl/en/procstat/66703/PDF/default/procstat.pdf.

20.       Shi D, Liao S, Guo S, Li H, Yang M and Tang Z 2015. Protective effects of selenium on aflatoxin B1-induced mitochondrial permeability transition, DNA damage, and histological alterations in duckling liver. Biological Trace Element Research 163, 162–168.

21.       Wichtel JJ, Craigie AL, Freeman DA, Varela-Alvarez H and Williamson NB 1996. Effect of selenium and iodine supplementation on growth rate, hyroid and somatotropic function in dairy calves at pasture. Journal of Dairy Science 79, 1865–1872.

22.       Zhang GW, Wang C, Du HS, Wu ZZ, Liu Q, Guo G, Huo WJ, Zhang J, Zhang YL, Pei CX and Zhang SL 2020. Effects of folic acid and sodium selenite on growth performance, nutrient digestion, ruminal fermentation and urinary excretion of purine derivatives in Holstein dairy calves. Livestock Science 231, 103884.

 

جدول 1. اجزاء و ترکیب شیمیایی (در صد ماده خشک) استارتر آزمایشی مورد استفاده در تغذیه گوساله های هلشتاین
مقادیر	عنوان
	اجزاء
0/10	یونجه
50/4	جو آسیاب شده
0/45	ذرت آسیاب شده
93/6	سبوس گندم
3/24	کنجاله سویا
70/2	گلوتن ذرت
90/0	پودرچربی
35/1	کربنات کلسیم
18/0	دی کلسیم فسفات
90/0	بیکربنات سدیم
45/0	کلرید سدیم
45/0	پودر بنتونایت
27/0	توکسین بایندر
27/0	اکسید منیزیوم
80/1	میکس ویتامین و مواد معدنی
	ترکیب مواد مغذی، درصد ماده خشک
0/90	ماده خشک، درصد وزن تر
2/20	پروتئین خام
9/16	الیاف نا محلول در شوینده خنثی
80/3	عصاره اتری
60/5	خاکستر خام
12/1	کلسیم
54/0	فسفر
22/0	سلنیوم، میلی گرم در کیلوگرم ماده خشک
33/2	انرژی قابل متابولیسم، مگاکالری در کیلوگرم
1 Contained per kilogram of supplement: 800,000 IU of vitamin A, 100,000 IU of vitamin D, 2,000 IU of vitamin E, 5 g of Mn, 100 g of Ca, 6 g of Zn, 20 g of P, 40 g of Mg, 30 g of Na, 0.15 g of Fe, 20 g of S, 40 mg of Co, 2 g of Cu, and 80 mg of I. 2 Calculated using the Cornell Net Carbohydrate and Protein System, version 6.5 (CNCPS).

 

جدول 2- تاثیر منابع مختلف سلنیوم روی مصرف استارتر، افزایش وزن روزانه، بازده خوراک و قابلیت هضم مواد مغذی در گوساله های هلشتاین
				نانو سلنیوم
درجه سوم	درجه دوم	خطی	SEM	بالا	متوسط	پایین	سلنیت سدیم	عنوان
مصرف ماده خشک استارتر، گرم در روز
49/0	38/0	72/0	05/61	475	577	530	523	قبل شیرگیری (روز 3 تا 65)
23/0	51/0	57/0	65/24	2295	2278	2312	2263	بعد شیرگیری (روز 66 تا 83)
67/0	13/0	45/0	09/45	1163	1095	1053	1126	کل دوره (روز 3 تا 83)
55/0	32/0	20/0	63/25	662	689	725	700	مصرف شیر، گرم ماده خشک در روز
کل ماده خشک مصرفی (شیر + استارتر)، گرم در روز
73/0	31/0	48/0	56/77	1136	1266	1255	1223	قبل شیرگیری (روز 3 تا 65)
61/0	91/0	81/0	02/45	1149	1180	1154	1174	کل دوره (روز 3 تا 83)
								افزایش وزن روزانه، گرم در روز
88/0	25/0	45/0	62/56	423	516	524	485	قبل شیرگیری (روز 3 تا 65)
73/0	<01/0	30/0	29/22	998b	1089a	1068a	970b	بعد شیرگیری (روز 66 تا 83)
83/0	04/0	79/0	97/36	711	803	796	728	کل دوره (روز 3 تا 83)
وزن بدن، کیلوگرم
55/0	32/0	19/0	41/1	50/36	00/38	00/40	62/38	اولیه، روز 3
93/0	19/0	28/0	08/4	31/62	50/69	00/72	25/68	شیرگیری، روز 65
96/0	11/0	35/0	35/4	28/80	11/89	23/91	71/85	نهایی، روز 83
88/0	14/0	27/0	104/3	69/59	54/65	74/67	19/64	کل دوره، 3 تا 83
								بازده خوراک
90/0	28/0	50/0	313/0	36/0	40/0	42/0	39/0	قبل شیرگیری (روز 3 تا 65)
34/0	01/0>	45/0	009/0	43/0bc	48/0a	46/0ab	43/0c	بعد شیرگیری (روز 66 تا 83)
88/0	06/0	70/0	018/0	40/0	44/0	44/0	41/0	کل دوره (روز 3 تا 83)

 

جدول 3- تاثیر نانو سلنیوم روی فراسنجه های رشد اسکلتی در گوساله های هلشتاین
					نانو سلنیوم
درجه سوم	درجه دوم	خطی	SEM	بالا		متوسط	پایین	سلنیت سدیم		عنوان
										طول بدن (Body length)
97/0	19/0	12/0	679/1	1/58		6/61	8/62	8/61		روز 3، اولیه
49/0	01/0	18/0	981/0	6/64c		6/67ab	1/69a	1/66bc		روز 28
68/0	18/0	14/0	290/1	2/68		4/71	5/71	1/71		روز 42
58/0	02/0	12/0	845/0	1/72b		1/75a	1/75a	1/74ab		روز 56
74/0	01/0	18/0	965/0	3/73b		5/76a	6/77a	9/78ab		روز 65، از شیرگیری
54/0	01/0	87/0	185/1	8/75b		1/80a	2/79ab	3/76b		روز 83
87/0	01/0	09/0	839/0	7/68b		1/72a	5/72a	7/70ab		کل دوره
										طول مورب بدن (Diagonal body length)
91/0	01/0	75/0	344/1	5/66b		0/71a	0/71a	1/67ab		روز 3، اولیه
51/0	01/0>	06/0	132/1	8/68c		1/73ab	1/75a	4/71bc		روز 28
30/0	02/0	03/0	255/1	6/72b		1/78a	6/77a	1/77a		روز 42
38/0	01/0	18/0	419/1	7/74b		3/80a	4/79a	9/77ab		روز 56
27/0	05/0	16/0	271/1	6/76b		3/81a	2/80ab	7/79ab		روز 65، از شیرگیری
51/0	95/0	37/0	559/1	3/80		1/80	1/82	7/81		روز 83
67/0	01/0>	05/0	906/0	3/73b		3/77a	6/77a	8/75ab		کل دوره
										دور سینه (Heart girth)
29/0	17/0	07/0	382/1	6/77b		4/79ab	5/82a	4/80ab		روز 3، اولیه
87/0	01/0>	07/0	547/1	7/80b		1/86a	7/87a	5/84ab		روز 28
80/0	03/0	01/0	368/1	1/85b		0/90a	1/91a	0/90a		روز 42
58/0	15/0	76/0	962/1	3/90		4/94	2/93	5/91		روز 56
57/0	01/0	50/0	977/1	8/91b		6/96ab	8/98a	0/93ab		روز 65، از شیرگیری
31/0	01/0	88/0	989/2	9/95b		1/107a	7/102ab	7/96b		روز 83
85/0	01/0>	24/0	457/1	9/86b		3/92a	7/92a	3/89ab		کل دوره
										ارتفاع جدوگاه (Wither height)
45/0	05/0	02/0	947/0	5/74b		8/76ab	8/78a	2/77a		روز 3، اولیه
86/0	01/0	08/0	961/0	6/77b		0/81a	0/82a	9/79ab		روز 28
58/0	07/0	05/0	051/1	7/80b		2/84a	3/84a	8/83a		روز 42
90/0	01/0	01/0	923/0	9/82b		4/87a	3/88a	3/87a		روز 56
94/0	03/0	01/0>	938/0	6/84b		2/88a	5/89a	9/88a		روز 65، از شیرگیری
01/0>	01/0>	99/0	169/1	9/89b		6/96a	9/91b	5/91b		روز 83
46/0	01/0>	01/0	751/0	9/81b		7/85a	8/85a	8/84a		کل دوره
										Hip height
39/0	03/0	05/0	955/0	5/76b		8/78ab	8/80a	8/78ab		روز 3، اولیه
50/0	03/0	47/0	909/0	3/81b		0/83ab	1/84a	9/81ab		روز 28
71/0	06/0	09/0	925/0	5/83b		3/86a	6/86a	8/85ab		روز 42
98/0	01/0>	01/0	875/0	8/85b		3/89a	3/90a	8/88a		روز 56
96/0	03/0	001/0>	762/0	4/86b		4/89a	8/90a	4/90a		روز 65، از شیرگیری
01/0	09/0	63/0	955/0	8/89b		8/93a	9/90b	5/91ab		روز 83
76/0	02/0	02/0	699/0	9/83b		8/86a	2/87a	2/86a		کل دوره
										Hip width
52/0	12/0	02/0	452/0	2/21b		1/22ab	0/23a	5/22a		روز 3، اولیه
38/0	01/0>	08/0	315/0	0/23c		1/24ab	8/24a	6/23bc		روز 28
42/0	11/0	17/0	406/0	3/24b		9/24ab	6/25a	9/24ab		روز 42
90/0	01/0	93/0	350/0	4/25ab		4/26a	4/26a	4/25b		روز 56
35/0	01/0>	04/0	349/0	8/25c		1/27ab	8/27a	6/26bc		روز 65، از شیرگیری
46/0	01/0>	68/0	460/0	1/28b		4/30a	8/29a	0/28b		روز 83
60/0	01/0>	13/0	291/0	6/24c		8/25ab	2/26a	2/25bc		کل دوره
										Pin height
68/0	04/0	02/0	091/1	4/73b		4/76ab	1/78a	6/76a		روز 3، اولیه
94/0	01/0>	01/0>	742/0	6/76b		6/80a	9/81a	1/80a		روز 28
89/0	07/0	02/0	946/0	0/80b		9/82a	7/83a	1/83a		روز 42
78/0	01/0>	02/0	942/0	1/83b		5/86a	8/87a	9/85a		روز 56
73/0	02/0	01/0	725/0	4/83b		4/86a	2/88a	9/87a		روز 65، از شیرگیری
14/0	04/0	01/0>	734/0	3/86c		9/87bc	4/90a	9/88ab		روز 83
66/0	01/0>	01/0>	748/0	5/80b		4/83a	1/85a	7/83a		کل دوره
										Carpus length
41/0	36/0	35/0	540/0	5/26		4/26	7/26	6/25		روز 3، اولیه
22/0	02/0	19/0	604/0	1/28b		8/29a	5/28ab	4/27b		روز 28
75/0	18/0	33/0	516/0	9/28		0/30	0/30	6/29		روز 42
47/0	03/0	26/0	459/0	6/29b		5/30ab	2/31a	1/30ab		روز 56
78/0	29/0	65/0	537/0	3/31		9/31	2/32	6/31		روز 65، از شیرگیری
64/0	61/0	30/0	526/0	4/33		8/33	1/33	8/32		روز 83
88/0	03/0	78/0	347/0	6/29		4/30	3/30	5/29		کل دوره
										Tarsus length
77/0	89/0	37/0	465/0	3/38		4/38	7/38	7/38		روز 3، اولیه
82/0	06/0	82/0	610/0	5/39		5/40	6/40	3/39		روز 28
43/0	07/0	22/0	567/0	1/41b		9/42a	6/42ab	3/42ab		روز 42
18/0	01/0	06/0	506/0	1/41b		5/43a	0/43a	8/42a		روز 56
89/0	01/0>	01/0>	462/0	0/42b		0/44a	8/44a	2/44a		روز 65، از شیرگیری
04/0	73/0	15/0	600/0	2/45ab		3/44b	4/46a	9/45a		روز 83
84/0	02/0	03/0	343/0	2/41b		3/42a	7/42a	2/41ab		کل دوره

 

12

 

---