Luận văn thạc sĩ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI (ME), NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ (NEm) CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN CHO BÒ SỮA

Luận văn thạc sĩ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI (ME), NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ (NEm) CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN CHO BÒ SỮA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

-

NGUYỄN THỊ LỤA

NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG TRAO ðỔI (ME), NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ (NEm) CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN CHO BÒ SỮA

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Chăn nuôi

Mã số: 60 62 40

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Chí Cương

Hµ néi - 2011

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc./

Tác giả

Nguyễn Thị Lụa

LỜI CÁM ƠN

Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

PGS TS Vũ Chí Cương, PGS TS ðặng Thái Hải người ñã hướng dẫn tận tình, giúp ñỡ nhiệt tình, có trách nhiệm với tôi trong quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành luận văn này

ðồng thời tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới tập thể các thầy giáo, cô giáo Bộ môn hóa sinh lý ñộng vật; Khoa chăn nuôin và nuôi trồng thủy sản; Khoa sau ñại học trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, ñặc biệt là thầy cô trong Phòng Phân tích thức ăn của viện Chăn Nuôi ñã trực tiếp ñóng góp và tạo ñiều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn này

Một lần nữa tôi xin chân thành cám ơn gia ñình, bạn bè ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Tên tác giả luận văn

Nguyễn Thị Lụa

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ viii

DANH MỤC CÁC SƠ ðỒ x

Chương 1: MỞ ðẦU 1

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục ñích của ñề tài 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Các hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng và cách xác ñịnh 3

2.1.1 ðịnh nghĩa và ñơn vị ño 3

2.1.2 Các dạng năng lượng của thức ăn 5

2.1.3 Các phương pháp ño nhiệt sản xuất ra và tích lũy năng lượng 12

2.1.4 Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi 21

2.2 Một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn cho gia súc nhai lại quan trọng 25

2.3 Hệ thống năng lượng trao ñổi của ARC 27

2.4 Hệ thống UFL và UFV của Pháp 29

Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

3.1 Ảnh hưởng của loài gia súc ñến tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thô dùng cho gia súc nhai lại 34

3.2 Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị năng lượng của cỏ voi và một số thức ăn xanh dùng cho bò sữa xác ñịnh trên cừu 36

3.3 Ước tính giá trị năng lượng trao ñổi ME của khẩu phần và lượng CO2,

CH4 thải ra ngoài môi trường ở bò sữa lai ¾ HF, cạn sữa không chửa

bằng buồng hô hấp 39

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43

4.1 Ảnh hưởng của loài gia súc ñến tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thô dùng cho gia súc nhai lại 43

4.2 Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị năng lượng của cỏ voi và một số thức ăn xanh dùng cho bò sữa 51

4.2.1 Thành phần hoá học của cỏ voi và thức ăn thô xanh 52

4.2.2 Tỷ lệ tiêu hoá in vivo của cỏ voi và thức ăn thô xanh khác 55

4.2.3 Giá trị năng lượng của cỏ voi và thức ăn xanh tính theo hệ thống UFL 58

4.2.4 Giá trị năng lượng của cỏ voi và thức ăn xanh tính theo hệ thống UFL hiệu chỉnh cho bò sữa 59

4.3 Ước tính giá trị năng lượng trao ñổi ME của khẩu phần và lượng CO2, CH4 thải ra ngoài môi trường ở bò sữa lai ¾ HF, cạn sữa không chửa bằng buồng hô hấp 63

4.3.1 Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng, hàm lượng năng lượng, lượng thức ăn ăn vào, tổng nhiệt sản xuất (HP), O2 tiêu thụ, CH4 và CO2 thải ra 63

4.3.2 Ảnh hưởng của khẩu phần ñến tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng, hàm lượng năng lượng, lượng thức ăn ăn vào, tổng nhiệt sản xuất (HP), O2 tiêu thụ, CH4 và CO2 thải ra 66

4.3.3 Quan hệ giữa CH4 thải ra và DM ăn vào, các dạng năng lượng ăn vào 70

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 78

5.1 Kết luận 78

5.2 ðề nghị 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DE: Năng lượng tiêu hoá của thức ăn

DP: Potein tiêu hoá

EE: Mỡ thô

GE: Năng lượng thô của thức ăn

HI : Nhiệt của thức ăn

ME: Năng lượng trao ñổi của thức ăn

MP: Protein vi sinh vật

NE : Năng lượng thuần của thức ăn

OM: Chất hữu cơ

UFL: ðơn vị cỏ tạo sữa

TDN: Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

TPHHTA: Thành phần hoá học thức ăn

RQ: Thương số hô hấp

VCK: Vật chất khô

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Một vài giá trị GE ñiển hình (MJ/kg chất khô) 5Bảng 2.2: Giá trị năng lượng trao ñổi của một vài thức ăn ñiển hình 9Bảng 2.3: Tính toán nhiệt sản xuất ra của 1 bê từ các số liệu trao ñổi hô

hấp và ni tơ bài tiết trong nước tiểu 16Bảng 2.4: Tính toán năng lượng giữ lại và nhiệt sản xuất ra của một cừu

từ thí nghiệm cân bằng carbon - nitơ 19Bảng 2.5: Ước tính năng lượng giữ lại và nhiệt sản xuất ở gia cầm sử

dụng kỹ thuật giết mổ so sánh 21Bảng 2.6: Ký hiệu về hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi (k) cho các

hoạt ñộng khác nhau 22Bảng 2.7: Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì của một số

chất dinh dưỡng và thức ăn 23Bảng 2.8: Hệ số sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì, tăng trưởng, và

tiết sữa ở gia súc nhai lại 28Bảng 3.1: Thành phần hóa học của các mẫu thức ăn thử nghiệm 34Bảng 3.2: Các phương trình sử dụng ñể tính giá trị dinh dưỡng của thức

ăn thí nghiệm theo hệ thống của Pháp (Jarrige, 1989)[35] 38Bảng 3.3 Thành phần hóa học của thức ăn tinh và thô của các khẩu phần

thí nghiệm 40Bảng 4.1a Ảnh hưởng của giống gia súc ñến tỷ lệ tiêu hóa một số loại thức

ăn 43Bảng 4.1b Ảnh hưởng của giống gia súc ñến tỷ lệ tiêu hoá một số loại thức

ăn 44Bảng 4.2: Kết quả xác ñịnh giá trị ME của một số loại thức ăn thô trên 3

loại gia súc khác nhau 48Bảng 4.3: Thành phần hóa học của cỏ voi và thức ăn thô xanh khác (%

DM) 52Bảng 4.4: Tỷ lệ tiêu hóa của cỏ voi và thức ăn thô xanh khác (%) 56Bảng 4.5 Giá trị năng lượng của cỏ voi và thức ăn xanh 58Bảng 4.6: Giá trị năng lượng của cỏ voi và thức ăn xanh hiệu chỉnh cho

bòa sữa 60

Bảng 4.7: Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng, hàm lượng năng lượng,

lượng thức ăn ăn vào, Tổng nhiệt sản xuất (HP), O2 tiêu thụ,

CH4 và CO2 thải ra chung cho 5 khẩu phần 64Bảng 4.8: Ảnh hưởng của khẩu phần ñến tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh

dưỡng (%), hàm lượng năng lượng của khẩu phần (n = 6 cho mỗi chỉ tiêu) 67Bảng 4.9: Ảnh hưởng của khẩu phần ñến, lượng năng lượng, lượng thức

ăn ăn vào, tổng nhiệt sản xuất (HP) 68Bảng 4.10: Ảnh hưởng của khẩu phần ñến O2 tiêu thụ, CH4 và CO2 thải ra 69Bảng 4.11: Các phương trình hồi qui biểu diễn quan hệ giữa tổng năng

lượng trong CH4 thải ra (MJ/ngày) và CH4 thải ra (lít/ngày) với

DM ăn vào và các dạng năng lượng ăn vào (MJ/ngày) 70

DANH MỤC CÁC ðỒ THỊ

Trang

ðồ thị 1: Phương pháp hiệu số ước tính HI của thức ăn 13

ðồ thị 2: Hiệu xuất sử dụng ME ở nhi lại 21

ðồ thị 4.1: Tỷ lệ tiêu hóa chất khô và protein thô xác ñịnh trên các loại gia

súc khác nhau 46

ðồ thị 4.2: Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô cỏ voi xác ñịnh trên cừu

với giá trị xác ñịnh trên bò sữa 46

ðồ thị 4.3: Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô cỏ voi xác ñịnh trên cừu với

giá trị xác ñịnh trên bò thịt 46

ðồ thị 4.4: Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô của thức ăn thô xác

ñịnh trên cừu với giá trị xác ñịnh trên bò sữa 47

ðồ thị 4.5: Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô của thức ăn thô xác

ñịnh trên cừu với giá trị xác ñịnh trên bò thịt 47

ðồ thị 4.6: Quan hệ giữa ME xác ñịnh theo phương pháp trực tiếp từ GE và

ME xác ñịnh theo công thức của INRA (1989) của thức ăn thô xác ñịnh trên cả 3 nhóm gia súc 50

ðồ thị 4.7: Quan hệ giữa ME xác ñịnh theo phương pháp ñốt mẫu xác ñịnh

GE và ME xác ñịnh theo công thức của INRA (1989) của thức

ăn thô xác ñịnh trên cừu 50

ðồ thị 4.8: Quan hệ giữa ME xác ñịnh theo phương pháp ñốt mẫu xác ñịnh

GE và ME xác ñịnh theo công thức của INRA (1989) của thức

ăn thô xác ñịnh trên bò sữa 51

ðồ thị 4.9: Quan hệ giữa ME xác ñịnh theo phương pháp ñốt mẫu xác ñịnh

GE và ME xác ñịnh theo công thức của INRA (1989) của thức

ăn thô xác ñịnh trên bò thịt 51

ðồ thị 4.10: Quan hệ giữa tổng năng lượng trong CH4 (MJ/ngày) và DM ăn

vào (kgDM/ngày) 71

ðồ thị 4.11: Quan hệ giữa tổng năng lượng trong CH4 (MJ/ngày) và tổng DE

ăn vào (MJ/ngày) 71

ðồ thị 4.12: Quan hệ giữa tổng năng lượng trong CH4 (MJ/ngày) và GE thức ăn tinh ăn vào (MJ/ngày) 72

ðồ thị 4.13: Quan hệ giữa tổng năng lượng trong CH4 (MJ/ngày) và GE ăn vào (MJ/ngày) 72

ðồ thị 4.14: Quan hệ giữa CH4 lít/ngày và DM ăn vào (kg/ngày) 73

ðồ thị 4.15: Quan hệ giữa CH4 lít/ngày và tổng DE ăn vào (MJ/ngày) (bậc 2) 73

ðồ thị 4.16: Quan hệ giữa CH4 lít/ngày và tổng DE ăn vào (MJ/ngày) (bậc 3) 74

ðồ thị 4.17: Quan hệ giữa CH4 lít/ngày và tổng GE ăn vào (MJ/ngày) 74

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ðỒ

Trang

Hình 1: Bomb nhiệt lượng (Bomb Calorimeter) 6

Hình 2: Buồng hô hấp (Respiration chamber) 18

Sơ ñồ 1: Phân loại năng lượng của thức ăn 7

Chương 1: MỞ đẦU

1.1 đặt vấn ựề

Ở nước ta ựã có nhiều nghiên cứu xây dựng bảng thành phần giá trị dinh dưỡng thức ăn cho gia súc nhai lại ựược triển khai từ nhiều năm nay và thu ựược những kết quả ựáng khắch lệ Cuốn sách ỘThành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng thức ăn gia súc, gia cầm Việt NamỢ ựược xuất bản lần ựầu năm 1962 và tái bản vào những năm 1983, 1992 và năm 2001 trình bày khá ựầy ựủ thành phần hóa học và giá trị năng lượng của các lọai thức ăn phổ biến dùng cho gia súc gia cầm ở Việt Nam (Viện Chăn nuôi, 2001) [4] Năm 2002, Pozy và cộng sự ựã xuất bản bảng thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của trên 300 mẫu thức ăn thu thập trên ựịa bàn đông Anh và vùng phụ cận Và gần ựây nhất (Vũ Chắ Cương ,2008)[5] ựã bổ sung thêm kết quả xác ựịnh thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của một số loại thức ăn vào kho dữ liệu giá trị dinh dưỡng thức ăn cho gia súc nhai lại

Tuy nhiên, trong tất cả các ấn bản trên, giá trị dinh dưỡng của các loại thức

ăn chỉ ựược ước tắnh hoặc dựa hoàn toàn trên các công thức sẵn có từ nước ngoài

hoặc dựa vào thắ nghiệm in vivo trên cừu rồi mới ước tắnh theo công thức của

(INRA, 1989)[33] với giả thiết khả năng tiêu hóa thức ăn của cừu và bò là tương tự nhau Trong khi ựó kết quả của nhiều thắ nghiệm lại cho thấy giả thiết này chưa ựược chứng minh ựầy ựủ (Aerts và cộng sự, 1984)[7] Kết quả nghiên cứu của (Playne, 1978)[59] cho thấy tỷ lệ tiêu hóa chất khô của cỏ nhiệt ựới chất lượng thấp xác ựịnh trên bò cao hơn rất nhiều so với kết quả xác ựịnh trên cừu Kawashima và cộng sự, (2007)[41] so sánh tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng giữa bò, cừu và dê cho ăn khẩu phần cơ sở là rơm và hạt mạch có bổ sung các nguồn protein khác nhau

và cho biết tỷ lệ tiêu hóa xác ựịnh trên bò và cừu khác nhau rất lớn khi khẩu phần có hàm lượng protein thô (CP) thấp Nhưng khi hàm lượng CP ựạt khoảng 10% trở lên thì tỷ lệ tiêu hóa giữa 2 loài gia súc lại tương ựương nhau Kết quả nghiên cứu của Kawashima và cộng sự (2007)[41] tại Thái Lan cũng cho kết quả tương tự: với thức ăn có hàm lượng CP thấp tỷ lệ tiêu hóa chất khô, chất hữu cơ, NDF của cừu

thấp hơn đáng kể so với bị Tuy nhiên khi hàm lượng CP đạt mức trên 10% thì tỷ lệ tiêu hĩa trên cừu tương đương với bị

Như vậy với đặc điểm thức ăn cho gia súc nhai lại nước ta chủ yếu cĩ hàm lượng dinh dưỡng thấp thì việc sử dụng trực tiếp các giá trị tỷ lệ tiêu hĩa và năng lượng trao đổi xác định được trên cừu cho bị sữa và bị thịt cĩ thể khơng phù hợp

Từ những nhận thức trên chúng tơi tiến hành đề tài:

"Nghiên cứu xác định giá trị năng lượng trao đổi (ME), năng lượng thuần cho duy trì (NEm) của một số loại thức ăn cho bị sữa"

1.2 Mục đích của đề tài

- Xác định ảnh hưởng của giống gia súc đến tỷ lệ tiêu hĩa in vivo của các chất dinh dưỡng và giá trị năng lượng trao đổi của một số loại thức ăn thơ dùng cho gia súc nhai lại để tiến tới xây dựng phương trình hồi quy chẩn đốn tỷ lệ tiêu hĩa

và giá trị năng lượng trao đổi của các loại thức ăn thơ cho bị sữa từ các giá trị đĩ xác định trên cừu

- Xác định giá trị ME theo phương pháp trực tiếp từ kết quả phân tích hàm lượng năng lượng thơ trong thức ăn, phân, nước tiểu và khí metan để so sánh với các giá trị ước tính theo cơng thức của INRA, qua đĩ xây dựng phương trình hiệu chỉnh các giá trị đã xác định trong các nghiên cứu trước đây

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

ðề tài cĩ ý nghĩa khơng những về mặt khoa học mà cịn cĩ nghĩa trong thực tiễn sản xuất ðề tài được tiến hành gĩp phần cung cấp thơng tin cần thiết đã được nghiên cứu trong phịng thí nghiệm và kiểm nghiệm qua thực tế Thơng qua đĩ người chăn nuơi cĩ thể tự cần đối giá trị dinh dưỡng của khẩu phần cho bị sữa phù hợp với nguồn thức ăn tại địa phương từ đĩ gĩp phần giảm chí phí trong chăn nuơi đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất đối với chăn nuơi bị sữa hiện nay

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Các hệ thống đánh giá giá trị năng lượng và cách xác định

2.1.1 ðịnh nghĩa và đơn vị đo

ðịnh nghĩa:

Từ năng lượng bắt nguồn từ tiếng HyLạp và cĩ nghĩa là trong cơng việc "in work" (en ergon) Cơng việc của các tế bào là co bĩp tự thân, vận chuyển tích cực các phân tử và ion, tổng hợp các đại phân tử từ các phân tử nhỏ bé Nguồn năng lượng cho các hoạt động ấy là năng lượng hố học dự trữ trong thức ăn gia súc ăn vào Các cầu nối năng lượng giữa các nguyên tử hoặc phân tử chính là nguồn năng lượng tiềm năng, nguồn năng lượng này được giải phĩng khi các cầu nối trên bị bẻ gẫy Khi các hợp chất hố học được chuyển từ loại hợp chất cĩ mức năng lượng cao sang các hợp chất cĩ mức năng lượng thấp, một phần năng lượng được giải phĩng

để sử dụng cho các hoạt động hữu dụng theo cơng thức:

Năng lượng tự do (free energy - FE) = H - TS

Ở đây: H = enthalpy (Hàm lượng nhiệt năng trong hệ thống), T = Nhiệt độ tuyệt đối, S = entropy (ðộ hỗn loạn: degree of disorganization)

Hiểu biết các quá trình tạo ra năng lượng sinh học là cơ sở của khoa học về dinh dưỡng vì tất cả các quá trình xảy ra trong cơ thể động vật khi thức ăn bị tiêu hố và tham gia vào quá trình trao đổi chất là các quá trình sinh ra hoặc lấy đi năng lượng

Năng lượng thường được biểu thị là giá trị nhiên liệu của thức ăn gia súc "fuel value" và bao gồm ba nhĩm chất dinh dưỡng chính: carbohydrate, protein và lipid Việc biểu thị như vậy cho phép chúng ta xác định được quan hệ về lượng giữa các chất dinh dưỡng ăn vào và hiệu quả dinh dưỡng - cơ sở để dự đốn năng suất gia súc

Ngày nay chúng ta biết rằng cĩ rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng năng lượng ở gia súc Ngay cả khi nhu cầu các chất dinh dưỡng cụ thể như protein, vitamin và muối khống đã được đáp ứng đầy đủ thì nhu cầu về năng lượng vẫn cịn

là một câu hỏi Gia súc cần năng lượng để trước hết cho các chức năng thiết yếu như: hoạt động cơ học của cơ, hoạt động hố học, vận chuyển chủ động các cơ chất

ngược gradient nồng độ và tổng hợp các thành tố cần thiết của cơ thể Ở gia súc đĩi, năng lượng cho các chức năng này cĩ được từ quá trình dị hố nguồn dự trữ của cơ thể (catabolism) trước hết là glycogen sau đĩ là lipid và protein Gia súc trước hết cần năng lượng của thức ăn để đáp ứng nhu cầu duy trì và ngăn ngừa dị hĩa, khi năng lượng thức ăn được dùng cho các hoạt động của cơ và các hoạt động hố học trong quá trình duy trì, gia súc ở trạng thái ngủ và tổng năng lượng tiêu dùng được chuyển thành nhiệt và cĩ nhiệm vụ duy trì hoạt động của cơ thể gia súc

Ở gia súc đĩi lượng nhiệt sản xuất ra đúng bằng năng lượng của mơ bị dị hố

và khi đo đạc trong những điều kiện nhất định, năng lượng này được gọi là năng lượng trao đổi cơ bản (Basal metabolism) Ứơc tính năng lượng trao đổi cơ bản cho phép ước tính nhu cầu năng lượng cho duy trì của gia súc

Năng lượng do thức ăn cung cấp lớn hơn năng lượng cần cho duy trì sẽ được

sử dụng cho các chức năng sản xuất khác Ở gia súc non, năng lượng về cơ bản được

dự trữ trong protein ở các mơ cơ, cịn gia súc trưởng thành năng lượng được dự trự nhiều hơn ở các mơ mỡ và ở gia súc tiết sữa năng lượng của thức ăn sẽ chuyển thành năng lượng trong sữa và năng lượng để nuơi thai Cĩ thể nĩi là khơng cĩ chức năng nào, kể cả chức năng duy trì cĩ được ưu thế tuyệt đối về sử dụng năng lượng

Vậy một hệ thống năng lượng là gì? Hiểu theo nghĩa đơn giản nhất hệ thống năng lượng là một bộ các quy luật liên kết lượng năng lượng ăn vào của một gia súc với năng suất hay khả năng sản xuất của con vật đĩ Hệ thống này được dùng để hoặc chẩn đốn năng suất của gia súc từ một mức năng lượng ăn vào nào đĩ hoặc để tính tốn lượng năng lượng ăn vào cần thiết để cĩ được một mức năng suất nào đĩ Một

hệ thống năng lượng đơn giản nhất cũng phải bao gồm hai bộ số liệu: một bộ số liệu

về nhu cầu năng lượng của gia súc và bộ kia là số liệu về giá trị năng lượng của thức

ăn Hai bộ số liệu này được biểu thị bằng cùng một đơn vị

ðơn vị đo:

ðơn vị đo năng lượng điện, cơ khí và hĩa học là joule (J) Joule cũng cĩ thể chuyển đổi thành calorie (Cal) Một calorie bằng 4,184 joule và được định nghĩa là nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ của 1 g nước từ 16,50C lên 17,5oC Trong thực tế vì

calorie quá nhỏ nên người ta thường dùng ñơn vị kilocalorie (kcal) (1 kcal = 1000 cal) và megacalorie (Mcal) (Mcal = 1000 kcal)

2.1.2 Các dạng năng lượng của thức ăn

Năng lượng thô của thức ăn (Gross Energy – GE):

Gia súc dùng năng lượng từ thức ăn chúng ăn vào, số lượng năng lượng hóa học có trong thức ăn có thể ño ñược bằng cách chuyển chúng thành năng lượng nhiệt và xác ñịnh năng lượng này Việc chuyển này ñược thực hiện bằng cách ñốt (oxy hoá) thức ăn Số lượng nhiệt tạo ra từ oxy hoá hoàn toàn một loại thức ăn nào

khô (17,5 MJ/kg DM) Protein có hàm lượng GE cao hơn cacbohydrat và thấp hơn lipid

Xác ñịnh GE

GE ñược ño trong một thiết bị gọi là bomb nhiệt lượng (Bomb Calorimeter) với cấu tạo ñơn giản gồm một buồng bằng kim loại (bomb) ñặt trong một bể nước cách nhiệt

Hình 1: Bomb nhiệt lượng (Bomb Calorimeter)

Thức ăn và oxy ñược cho vào Bomb dưới áp suất cao Nhiệt ñộ nước ñược ño trước khi ñặt mẫu, sau ñó ñốt mẫu bằng ñiện Nhiệt tạo ra khi ñốt mẫu ñược bomb

và nước xung quanh bomb hấp thụ Khi nhiệt ñộ bomb và nước cân bằng, người ta

ño nhiệt ñộ nước lần 2 Số lượng nhiệt tạo ra ñược tính từ nhiệt ñộ tăng lên, khối lượng mẫu, nhiệt ñộ của nước và bomb

Bomb Calorimeter có thể dùng ñể xác ñịnh GE của thức ăn của mô ñộng vật, các sản phẩm bài tiết và các thành phần của thức ăn

Năng lượng tiêu hoá của thức ăn (Digestive Energy - DE):

Không phải tất cả GE ñều ñược gia súc sử dụng Một phần năng lượng bị mất dưới dạng các chất bài tiết: rắn, lỏng hoặc khí (Sơ ñồ 1) Năng lượng tiêu hóa (DE) chính là GE - năng lượng trong phân

Năng lượng trao ñổi của thức ăn (Metabolisable Energy- ME):

Gia súc mất tiếp năng lượng trong các chất có chứa năng lượng trong nước

tiểu và trong khí thải từ ñường tiêu hóa ñặc biệt là gia súc nhai lại

Sơ ñồ 1: Phân loại năng lượng của thức ăn

GE - Năng lượng thô

DE = Năng lượng của thức ăn ñược tiêu hoá

NE-Năng lượng thuần

Năng lượng trong phân

ME-Năng lượng trao ñổi

Nhiệt của thức ăn - HI

Năng lượng metan Năng lượng nước tiểu

Năng lượng cho sản xuất Năng lượng cho duy trì

Tổng nhiệt sản xuất của gia súc

Năng lượng trao ñổi của một thức ăn nào ñó:

ME = DE – (Năng lượng trong nước tiểu + năng lượng trong khí thải từ ñường tiêu hóa)

Năng lượng trong nước tiểu có mặt trong các chất có chứa nitơnhư urea, axit hippuric, creatine và allantoin Năng lượng trong nước tiểu còn có mặt trong các chất không chứa nitơ như glucoronate, và axit citric Khí mất ñi từ dạ cỏ hầu như toàn bộ là metan (CH4)

Lượng metan tạo ra trong dạ cỏ có quan hệ chặt chẽ với lượng thức ăn ăn vào, và ở mức nuôi dưỡng duy trì, khoảng 7 - 9% GE của thức ăn (khoảng 11 - 13% DE) mất ñi dưới dạng CH4 Ở mức nuôi dưỡng cao hơn là 6 - 7% Với các thức ăn

ñã lên men (bã bia) khí mất ñi dưới dạng CH4 thấp hơn 3% GE Nếu không ño dược

CH4, dùng 8% GE ăn vào, và tính ME = DE x 0,8, ñiều này có nghĩa là trung bình

có 20 % năng lượng trong thức ăn ăn vào ñã ñược tiêu hóa mất ñi trong nước tiểu và khí ñường tiêu hóa

Ở gia cầm tính ME trực tiếp dễ hơn tính DE vì phân và nước tiểu trộn lẫn với nhau Phương pháp nhanh và tiêu chuẩn ñể tính ME trong thức ăn ở gia cầm là sử dụng gà trống: Gà trống nhịn ñói (hay chỉ cho ăn một lượng nhỏ glucose) cho ñến khi ñường tiêu hoá không còn gì, sau ñó cho ăn một bữa duy nhất bằng thức ăn

ñang cần nghiên cứu

Chất thải (phân + uric) ñược thu thập cho ñến khi không còn phân và uric nữa Trong cùng thời gian ñó, một lượng nhỏ chất thải của gà ñói hoặc gà cho ăn glucose ñược thu thập và ño mất mát nội sinh Lấy năng lượng trong chất thải của

gà ăn một bữa trừ ñi năng lượng nội sinh sẽ ước tính ñược ME (TME) thật chứ không chỉ là ME biểu kiến

- Nhu cầu năng lượng của gia súc, trước hết là nhu cầu duy trì

- Năng lượng trao ñổi của thức ăn

- Thải khí metan từ gia súc nhai lại (Methan Emission)

Các yếu tố ảnh hưởng ñến giá trị ME của thức ăn:

Trong số các mất mát về năng lượng thì mất mát năng lượng trong phân là quan trọng nhất và lớn nhất (Bảng 2.2) Ngay cả các thức ăn có tỷ lệ tiêu hoá cao như lúa mạch thì mất mát năng lượng trong phân cũng cao hơn hai lần năng lượng mất ñi trong nước tiểu và CH4 Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng ñến giá trị ME chính là yếu tố ảnh hưởng ñến tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn ñó

ME của thức ăn tuỳ thuộc vào loại gia súc, loại hình tiêu hoá Tiêu hoá vi sinh vật - lên men làm mất nhiều năng lượng ở thể khí CH4 Thông thường mất mát năng lượng ở thể khí và nước tiểu ở gia súc nhai lại cao hơn ở gia súc dạ dày ñơn

Vì vậy những thức ăn như thức ăn tinh ñược tiêu hoá ở cùng một tỷ lệ như nhau ở gia súc nhai lại và dạ dày ñơn nhưng giá trị ME của chúng ở gia súc dạ dày ñơn cao hơn giá trị này ở gia súc nhai lại Sai khác giữa cừu và bò về năng lượng mất ñi trong phân là rất nhỏ và không ñáng tin cậy về mặt thống kê

Bảng 2.2: Giá trị năng lượng trao ñổi của một vài thức ăn ñiển hình

Mất năng lượng trong

Phân Nước tiểu CH4

ME

Cỏ Rye khô, non 19,5 3,4 1,5 1,6 13,0

Cỏ Rye khô, già 19,0 7,1 0,6 1,4 9,9

Giá trị ME của một loại thức ăn còn phụ thuộc vào việc các axit amin của thức ăn ñược giữ lại bởi gia súc ñể tổng hợp protein hay bị khử amin thành urê và bị thải ra ngoài theo nước tiểu Vì lý do này, ñôi khi ME của thức ăn ñược hiệu chỉnh

về cân bằng nitơ (mức zerô), bằng cách trừ ñi 28 KJ ở lợn, 31 KJ ở gia súc nhai lại

và gia cầm 34 KJ cho mỗi gam nitơ giữ lại

Cách chế biến cũng ảnh hưởng ñến giá trị ME của thức ăn Ở gia súc nhai lại nghiền và ñóng viên thức ăn thô dẫn ñến tăng sự mất mát năng lượng trong phân nhưng lại giảm mất mát năng lượng qua CH4 vì làm giảm tạo CH4 trong dạ cỏ

Mức nuôi dưỡng ở gia súc nhai lại cũng ảnh hưởng ñến giá trị ME của thức

ăn Tăng mức ñộ nuôi dưỡng, nghiền thức ăn thô, làm TMR ñều làm giảm ME

Về lý thuyết có thể làm ngừng sản xuất metan ñể không mất ñi 8% năng lượng của thức ăn dưới dạng khí Thực tế có thể làm giảm sản xuất metan bằng các chất hoá học như chloroform, nhưng kết quả không ñược như mong muốn vì năng lượng

có thể mất ñi dưới dạng các chất khác như hydrô và vi khuẩn sinh metan thích nghi rất nhanh với các loại chất này

Nhiệt của thức ăn - Heat Increment:

Tiêu hoá thức ăn ở gia súc ñi liền với việc mất mát năng lượng hoá học dưới dạng rắn, lỏng, khí và cả dưới dạng nhiệt Gia súc liên tục tạo ra nhiệt và thải ra ngoài môi trường thông qua các phương thức trực tiếp như: truyền nhiệt, dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt và gián tiếp là bốc hơi

Nếu một gia súc bị ñói, cho ăn, chỉ sau một vài giờ, lượng nhiệt sản xuất ra ở

cơ thể chúng sẽ tăng cao hơn mức trao ñổi cơ bản Lượng nhiệt tăng thêm so với nhiệt trao ñổi cơ bản gọi là nhiệt của thức ăn (HI - heat increment of foods) hay

năng lượng gia nhiệt của thức ăn

Nhiệt của thức ăn sinh ra từ quá trình tiêu hóa thức ăn ñó và từ quá trình trao ñổi các chất dinh dưỡng có trong thức ăn Các hoạt ñộng ăn uống, bao gồm nhai, nuốt, tiết nước bọt, nhai lại ñòi hỏi các hoạt ñộng của cơ Hoạt ñộng của cơ lấy năng lượng từ oxy hóa các chất dinh dưỡng Khi gia súc nhai lại nhai các thức ăn nhiều

xơ, năng lượng cho các hoạt ñộng này là 3-6 % tổng năng lượng trao ñổi ăn vào

Năng lượng cần cho nhai lại chiếm khoảng 0,3% năng lượng trao ñổi ăn vào Gia súc nhai lại cũng sinh nhiệt thông qua hoạt ñộng trao ñổi chất của hệ vi sinh vật ñường tiêu hóa của chúng Tiêu tốn năng lượng ở ñây vào khoảng 7-8% năng lượng trao ñổi ăn vào hay 0,6 KJ cho 1 KJ metan tạo ra

Nhiệt sinh ra nhiều hơn trong quá trình trao ñổi chất Ví dụ, khi glucose bị oxy hóa ñể tạo thành ATP, hiệu suất giữ năng lượng tự do giải phóng ra chỉ là 0,69 (hay 69%), 0,31 (hay 31%) năng lượng bị mất dưới dạng nhiệt Hiệu suất giữ năng lượng tự do giải phóng ra còn thấp hơn nữa nếu cần dự trữ các chất dinh dưỡng tạm thời (glucose ñược giữ dưới dạng glucogen) vì cần nhiều các phản ứng sinh hóa học hơn ñể hoàn thành quá trình này Tổng hợp các thành tố cấu trúc của cơ thể cũng lãng phí năng lượng dưới dạng nhiệt ðể nối một axit amin này với một axit amin khác cần tới bốn cầu nối cao năng lượng pyrophotphate và nếu ATP cung cấp năng lượng cho phản ứng này ñược tạo ra từ oxy hóa glucose thì cứ một kg protein ñược tạo ra cơ thể giải phóng một lượng nhiệt là 2,5 MJ Tổng hợp protein xẩy ra không những ở gia súc sinh trưởng mà cả ở gia súc ñược nuôi duy trì vì sinh tổng hợp protein ở gia súc này là ñể thay thế các protein ở các mô Trao ñổi protein tạo ra 10% tổng nhiệt ở gia súc Gia súc cũng cần dùng các các cầu nối photphate cao năng lượng cho các hoạt ñộng khác, ví dụ vận chuyển tích cực các cơ chất (ion Na+

và K+) ngược gradien nồng ñộ Quá trình này ñược gọi là 'bơm ion' và ñóng góp khoẳng 10% nhiệt tạo ra của cơ thể Thông thường một nửa nhiệt sản xuất ra từ cơ thể gia súc nhai lại là từ ñường tiêu hóa và gan

Năng lượng thuần (NE) và tích luỹ năng lượng:

Năng lượng thuần NE = ME - HI

NE là năng lượng gia súc có thể sử dụng cho các mục ñích hữu ích: duy trì

cơ thể và sản xuất NE sử dụng cho duy trì chủ yếu dùng cho các hoạt ñộng trong phạm vi cơ thể gia súc và sẽ ra khỏi cơ thể gia súc dưới dạng nhiệt NE sử dụng cho sản xuất là ñể dùng cho tăng trọng, vỗ béo, tạo và tiết sữa, trứng, lông hoặc ñược dự trữ trong cơ thể ở dạng năng lượng hoá học trong các sản phẩm Số lượng năng lượng dự trữ ñược gọi là tích trữ năng lượng của cơ thể

Cần phải hiểu một ñiều quan trọng là: trong tổng số nhiệt mất ñi từ cơ thể gia súc chỉ có phần HI của thức ăn là phần nhiệt lãng phí thực sự và có thể xem như là một loại thuế ñánh trực tiếp vào năng lượng của thức ăn Nhiệt tạo ra từ năng lượng

ñã ñược sử dụng cho duy trì có thể ñược xem như là năng lượng ñã ñược sử dụng bởi gia súc và phân giải thành các dạng không có ích trong quá trình sử dụng

2.1.3 Các phương pháp ño nhiệt sản xuất ra và tích lũy năng lượng

Trong thực tế việc ño nhiệt sản xuất ra, hay nhiệt tích luỹ ñược sử dụng ñể tính NE của thức ăn Nhiệt sản xuất ra của một gia súc có thể ño ñược bằng phương pháp vật lý hay phương pháp ño nhiệt trực tiếp Bên cạnh ñó, nhiệt sản xuất ra có thể ñược ước tính từ trao ñổi hô hấp (Respiration exchange) của gia súc ðể làm việc này người ta phải dùng các buồng trao ñổi hô hấp hay buồng hô hấp và ñây là phương pháp gián tiếp Buồng hô hấp còn dùng ñể ước tính năng lượng tích luỹ trong các thí nghiệm cân bằng nitơ - cabon

ðo nhiệt lượng trực tiếp:”

Gia súc không dự trữ nhiệt, hay nói khác hơn là chúng chỉ giữ nhiệt trong một thời gian tương ñối ngắn Như vậy nếu chúng ta ño ñạc suốt 24 h hoặc lâu hơn thì có thể giả sử rằng lượng nhiệt thoát ra khỏi cơ thể gia súc ñúng bằng lượng nhiệt gia súc sản xuất ra

ðể ño HI của một thức ăn, gia súc ñược cho ăn thức ăn ñó ở 2 mức ME ăn vào và nhiệt sản xuất ra ñược ño ở cả 2 mức này Sở dĩ phải ño ở hai mức ME ăn vào vì một phần nhiệt sản xuất ra từ cơ thể gia súc là từ trao ñổi cơ bản Tăng lượng thức ăn ăn vào làm tăng nhiệt sản xuất ra, nhưng trao ñổi cơ bản vẫn giữ nguyên Tăng nhiệt sản xuất ra như vậy chính là năng lượng nhiệt (HI) của thức ăn cho ăn thêm Cách tính HI của thức ăn thể hiện ở ñồ thị 1

Năng lượng trao ñổi ăn vào

ðồ thị 1: Phương pháp hiệu số ước tính HI của thức ăn

Trong ñồ thị này: A: Là trao ñổi cơ bản, B C là nhiệt sản xuất ra ở hai mức năng lượng trao ñổi ăn vào 40 và 100MJ ðể ñơn giản quan hệ giữa nhiệt sản xuất và ME ăn vào là tuyến tính Tuy nhiên ñiều ñó không luôn luôn là như vậy

Ở ví dụ trên ñồ thị 1, hai mức ME ăn vào 40 và 100 MJ ñược áp dụng, việc tăng 60 MJ ăn vào (BD) làm tăng sản xuất nhiệt (CD = 24MJ) Vậy nhiệt của thức ăn: HI = CD/BD hay 24/60 = 0,4

Cũng có thể chỉ dùng một mức ME ăn vào ñể tính HI HI trong trường hợp này chính là sự khác biệt giữa nhiệt sản xuất ra ở mức trao ñổi cơ bản và nhiệt sản xuất ra ở gia súc ñược cho ăn Trong ñồ thị 1, HI = BE/AE = 16/40 = 0,4

Vì ño nhiệt lượng trực tiếp ñòi hỏi chi phí cao cho xây dựng và vận hành nên hiện nay hầu hết các nghiên cứu về trao ñổi nhiệt ñược tiến hành bằng phương pháp gián tiếp

ME (MJ/ngày)

D

ðo nhiệt lượng bằng phương pháp gián tiếp thông qua ño trao ñổi hô hấp:

Các chất bị oxy hoá trong cơ thể và năng lượng giải phóng từ sự oxy hoá sau

ñó chuyển thành nhiệt chủ yếu là ba loại chất cơ bản: cacbohydrate, mỡ và protein Phản ứng oxy hoá tổng quát cacbohydrate (phương trình1) ví dụ glucose như sau:

Phản ứng oxy hoá mỡ (phương trình 2) ví dụ: Tripalmitin như sau;

Một gam phân tử O2 chiếm thể tích 22,4 lít ở ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất bình thường Như vậy một gia súc thu ñược năng lượng từ oxy hoá glucose sẽ sản xuất 2820 KJ/(6 x 22,4) = 20,98 KJ nhiệt Với một hỗn hợp cacbohydrate giá trị trung bình là 21,12 KJ/lít Những giá trị này ñược gọi là ñương lượng nhiệt của oxy

và ñược sử dụng trong ño nhiệt gián tiếp ñể ước tính nhiệt sản xuất ra từ lượng oxy tiêu thụ ðối với một gia súc oxy hoá hỗn hợp mỡ, ñương lượng nhiệt của oxy là 19,61 KJ/lít

Gia súc thông thường không chỉ thu ñược năng lượng từ mỡ hoặc carbohydrate riêng lẻ Chúng oxy hoá hỗn hợp mỡ, carbohydrate (và cả protein), vì vậy ñể có thể áp dụng ñương lượng nhiệt thích hợp khi chuyển lượng oxy tiêu thụ thành năng lượng nhiệt cần phải biết bao nhiêu oxy ñược sử dụng cho mỗi chất dinh dưỡng Một tỷ lệ ñã ñược tính toán là thương số hô hấp - RQ (Respiration quotient - RQ) ðây là tỷ lệ giữa thể tích CO2 mà cơ thể gia súc tạo ra và thể tích O2 ñã sử dụng Bởi vì trong cùng một ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất một thể tích không khí cố ñịnh có chứa một lượng phân tử cố ñịnh, RQ có thể ñược từ số lượng phân tử CO2

mà cơ thể gia súc tạo ra và thể tích O2 ñã sử dụng Từ phương trình 1, RQ cho carbohydrate là 6 CO2/O2 = 1 Từ phương trình 2, RQ cho mỡ (tripalmitin) là 51 CO2/ 72,5

O2 = 0,70 Nếu RQ của một gia súc ñã ñược biết, tỷ lệ carbohydrate và mỡ bị oxy hoá có thể xác ñịnh ñược từ một bảng tính sẵn Ví dụ: RQ = 0,9 chứng tỏ ñã oxy hoá một hỗn hợp 67,5 % carbohydrate và 32,5 % mỡ và ñương lượng nhiệt của oxy cho hỗn hợp này là 20,6

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 2,82 MJ

C3H5(OOC C15H31)3 + 72.5O2 51 CO2 + 49H2O)3 + 32,02 MJ

KJ/lít Các hỗn hợp bị oxy hoá thường gồm cả protein Số lượng protein bị dị hoá có thể ñược ước tính từ lượng nitơ trong nước tiểu Thông thường 0,16 g nitơ bị bài tiết trong nước tiểu cho mỗi gam protein Nhiệt năng khi ñốt cháy protein (có nghĩa là nhiệt năng sản xuất ra khi protein bị oxy hoá hoàn toàn phụ thuộc vào tỷ lệ axit amin của protein nhưng bình quân

là 22,2 KJ/g Protein tuy vậy không bị oxy hoá hoàn toàn trong cơ thể gia súc vì cơ thể không oxy hoá ñược nitơ và số lượng nhiệt sản xuất ra khi dị hoá 1g protein chỉ là 18 KJ Mỗi g protein bị oxy hoá, tạo ra 0,77 lít CO2 và dùng hết 0,96 lít oxy cho ta RQ = 0,8

Nhiệt ñược sản xuất ra không chỉ do oxy hoá các chất hữu cơ mà còn do các chất hữu cơ ñược sử dụng ñể tổng hợp các thành phần của mô bào Tuy nhiên, người ta ñã phát hiện ra rằng số lượng nhiệt sản xuất ra trong quá trình tổng hợp này có cùng quan hệ với trao ñổi hô hấp giống như quan hệ giữa trao ñổi hô hấp và oxy hóa các chất hữu cơ

Quan hệ giữa trao ñổi hô hấp và sản xuất nhiệt bị thay ñổi nếu oxy hoá carbohydrate và mỡ không hoàn toàn Tình hình này xẩy ra ở các trường hợp rối loạn trao ñổi chất ví dụ: Ketosis, khi a xit béo không bị oxy hoá hoàn toàn thành

CO2 và H2O, carbon và hydro rời khỏi cơ thể như là các thể keton hay các chất giống keton Oxy hoá không hoàn toàn cũng xuất hiện trong các ñều kiện bình thường ở gia súc nhai lại, vì một sản phẩm cuối cùng của lên men carbohydrate là khí CH4 Trong thực tế sản xuất nhiệt tính từ trao ñổi hô hấp ñược hiệu chỉnh cho yếu tố này bằng cách trừ ñi 2,42 KJ cho mỗi một lít CH4

Các tính toán ñược giải thích ở trên ñã ñược ñưa vào một phương trình ñơn giản gọi là phương trình Brouwer (ñặt tên theo tên của một nhà khoa học ðức: E Brouwer):

Ở ñây hệ số của ni tơ là 1,20 thay vì 5,9 vì gia cầm thải ni tơ ở dạng a xít uric

ñã oxy hoá nhiều hơn urê

Trong một vài tình huống, nhiệt sản xuất ra phải ước tính từ một yếu tố duy nhất là lượng oxy tiêu thụ Nếu RQ là 0,82; ñương lượng nhiệt của oxy là 20, từ RQ này, trong khoảng 0,7 -1,0, sẽ tạo ra một ñộ lệch < 3,5 % khi ước tính nhiệt sản xuất

ra Về trao ñổi của protein chúng ta cũng có thể ñơn giản hoá ñược ðương lượng nhiệt của oxy sử dụng ñể oxy hoá protein là 18,8 KJ/lít, không khác nhiều so với giá trị 20 KJ/lít cho oxy hoá carbohydrate và mỡ Nếu chỉ có một phần nhỏ nhiệt sinh ra

từ oxy hoá protein thì không cần thiết phải tính toán riêng và ni tơ từ nước tiểu cũng không cần phải ño ñạc, theo dõi

Bảng 2.3: Tính toán nhiệt sản xuất ra của 1 bê từ các số liệu trao ñổi hô hấp và

ni tơ bài tiết trong nước tiểu

Kết quả của thí nghiệm (24 h)

Nhiệt sản xuất ra từ trao ñổi protein

Ví dụ về tính toán nhiệt sản xuất ra từ trao ñổi hô hấp ñược trình bày ở bảng

3 Nếu phương trình Brouwer (phương trình 3) ñược áp dụng ñối với số liệu trao ñổi

hô hấp ở bảng 3, nhiệt sản xuất ra sẽ bằng 7858 KJ

Những thay ñổi quan trọng gần ñây trong nghiên cứu về trao ñổi năng lượng

là chuyển từ nghiên cứu trên toàn cơ thể gia súc sang nghiên cứu trao ñổi năng lượng trong từng mô bào, cơ quan Phương pháp cơ sở cho những nghiên cứu này là: sử dụng các Catheter ñưa vào mạch máu ra và vào một cơ quan nào ñó của cơ thể và xác ñịnh thành phần cũng như lưu lượng máu ñể từ ñó ước tính lượng oxy tiêu thụ và lượng CO2 tạo ra Trong cùng thời gian này cũng có thể ño ñược sự hấp thu các sản phẩm trao ñổi chất như glucose

ðo trao ñổi hô hấp trong buồng hô hấp

Dụng cụ thường ñược dùng cho gia súc là buồng hô hấp Có nhiều loại buồng hô hấp khác nhau hiện ñang ñược sử dụng Loại buồng hiện ñại nhất hiện nay là hệ thống buồng mở (ảnh 1, 2, 3) Không khí ñi qua buồng với tốc ñộ có thể ño ñạc ñược và mẫu không khí ñược lấy và phân tích tự ñộng Như vậy CO2, CH4, và oxy tiêu thụ có thể ñược xác ñịnh một cách chính xác bằng các thiết bị ño (detectors)

ðo trao ñổi hô hấp ở gia súc không nuôi nhốt:

Trao ñổi hô hấp có thể ño ñược mà không cần dùng buồng hô hấp mà dùng mặt nạ (Face mask), mặt nạ này sau ñó ñược nối với một thiết bị ñể xác ñịnh lượng oxy tiêu thụ hoặc cả lượng oxy tiêu thụ và lượng CO2 sản xuất ra Phương pháp này phù hợp cho việc nghiên cứu mà thời gian ño ñạc ngắn nhưng không thể ño ñược nhiệt sản xuất ra khi gia súc ñang ăn uống ðể nghiên cứu trao ñổi năng lượng một thời gian dài ở gia súc không nuôi nhốt (chăn thả chẳng hạn), nhiệt sản xuất ra có thể ước tính chỉ từ tổng lượng CO2 với ñộ chính xác có thể chấp nhận ñược ðể ước tính tổng lượng CO2 người ta ñưa vào dịch thể của cơ thể gia súc một loại cacbon ñánh dấu ñồng vị phóng xạ (C14bicarbonate natri) và lấy mẫu dịch thể của cơ thể ñể xác ñịnh mức ñộ hoà tan của carbon phóng xạ vào carbon do cơ thể gia súc tạo ra

Hình 2: Buồng hô hấp (Respiration chamber)

ðo năng lượng giữ lại bằng kỹ thuật cân bằng carbon - ni tơ:

Trong nghiên cứu năng lượng với buồng hô hấp nhiệt sản xuất ra ñược uớc tính và năng lượng giữ lại ñược xác ñịng bằng hiệu số giữa: ME ăn vào - nhiệt sản xuất ra Còn có cách lựa chọn khác nữa ñể ước tính năng lượng giữ lại một cách trực tiếp và tính nhiệt sản xuất ra bằng phương pháp hiệu số

Dạng dự trữ năng lượng chủ yếu ở gia súc sinh trưởng và vỗ béo là protein

và mỡ, năng lượng dự trữ dưới dạng carbohydrate là nhỏ và tương ñối ổn ñịnh Số lượng protein và mỡ dự trữ có thể ñược ước tính bằng cách tiến hành các thí nghiệm cân bằng carbon - ni tơ Thông qua việc ño lượng carbon, ni tơ ñi vào và ra khỏi cơ thể chúng ta tính ñược phần carbon, ni tơ ñược giữ lại trong cơ thể Lượng năng lượng giữ lại sau ñó có thể tính ñược bằng cách lấy số lượng chất dinh dưỡng ñược giữ lại nhân với giá trị năng lượng của chất dinh dưỡng ñó

Cả carbon và ni tơ ñều ñi vào cơ thể duy nhất thông qua thức ăn và ni tơ rời khỏi cơ thể duy nhất qua phân và nước tiểu Carbon còn rời khỏi cơ thể ở CO2 và

CH4, và thí nghiệm cân bằng phải ñược tiến hành trong các buồng hô hấp Thủ tục tính toán năng lượng ñược giữa lại sẽ ñược mô phỏng trong một ví dụ sau ñây cho một gia súc có dự trữ năng lượng ở cả dạng protein và mỡ Ở gia súc kiểu này lượng carbon và ni tơ ăn vào sẽ lớn hơn lượng carbon và ni tơ thải ra, và gia súc ở trạng thái cân bằng dương về năng lượng Số lượng protein dự trữ ñược tính bằng cách nhân cân bằng ni tơ với 1000/160 (= 6,25) vì protein của cơ thể có chứa khoảng 160

g ni tơ/kg Protein cũng chứa 512 g carbon và số lượng carbon ñược dự trữ trong

protein cũng có thể tính ñược Phần carbon còn lại ñược giữ lại trong mỡ và có chứa khoảng 746 g C/kg mỡ dự trữ vì thế ñược tính bằng cách chia cân bằng carbon, trừ phần ñã dự trữ trong protein với 0,746 Năng lượng dự trữ trong protein và mỡ sau

ñó ñược tính toán bằng cách sử dụng các giá trị năng lượng trung bình cho các mô của cơ thể gia súc Những giá trị này thay ñổi tuỳ thuộc vào loài gia súc, ñối với bò

và cừu, giá trị hiện ñược sử dụng là 39,3MJ/kg cho mỡ và 23,6 MJ/kg cho protein

Ví dụ về cách tính toán cho một thí nghiệm cân bằng ñược trình bày ở bảng 2.4

Bảng 2.4: Tính toán năng lượng giữ lại và nhiệt sản xuất ra của một cừu từ

thí nghiệm cân bằng carbon - nitơ

Kết quả của thí nghiệm 24h C (g) N (g) Năng lượng (MJ)

Thải ra trong nước tiểu 33,6 25,41 1,50

Năng lượng dự trữ và nhiệt sản xuất

Năng lượng dự trữ dưới dạng protein (MJ) (14,4 x13,6) 0,34

Năng lượng dự trữ dưới dạng mỡ (MJ) (88,3 x 39,3) 3,47

Tổng năng lượng dự trữ (MJ) (0,34 + 3,47) 3,81

Tổng nhiệt sản xuất ra (MJ) (13,95 - 3,81) 10,14

ðo năng lượng giữ lại bằng kỹ thuật giết mổ so sánh (Comparative Slaughter Technique):

Vì các thí nghiệm đo năng lượng với các buồng hơ hấp địi hỏi nhiều trang thiết bị đắt tiền và lại chỉ tiến hành được với một lượng gia súc hạn chế, nên các phịng thí nghiệm dinh dưỡng gia súc trên thế giới đã phát triển các kỹ thuật khác để

đo năng lượng giữ lại Trong nhiều thí nghiệm nuơi dưỡng, lượng DE hoặc ME ăn vào cĩ thể đo được với độ chính xác cao, nhưng năng lượng dự trữ trong cơ thể chỉ

cĩ thể ước tính thơng qua thay đổi khối lượng Tuy nhiên, thay đổi khối lượng khơng cho một ước tính chính xác về năng lượng được giữ lại vì trước hết sự thay đổi khối lượng đơn giản cĩ thể chỉ phản ánh sự thay đổi khối lượng của đường tiêu hố, hơn thế nữa hàm lượng năng lượng dự trữ trong các mơ thay đổi rất lớn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa xương, cơ và mỡ ðối với năng lượng dự trữ trong trứng và sữa thì dễ dàng hơn vì gần như khơng biến động lớn và dễ đo đạc

Năng lượng dự trữ tuy vậy cĩ thể xác định trong các thí nghiệm nuơi dưỡng, nếu hàm lượng năng lượng của một gia súc được ước tính vào lúc bắt đầu

và lúc kết thúc thí nghiệm Trong các thí nghiệm kiểu này gia súc được chia làm hai nhĩm đồng đều và sẽ giết mổ một nhĩm lúc bắt đầu thí nghiệm và nhĩm kia sau khi kết thúc thí nghiệm Hàm lượng năng lượng của mỗi gia súc được xác định bằng Bomb calorimetry, dùng cả cơ thể hoặc cả cơ thể gia súc đã nghiền nhỏ hoặc mẫu đại diện cho các mơ của cơ thể sau khi đã khảo sát và tính tỷ lệ để đưa vào đốt Sau đĩ sẽ xây dựng quan hệ giữa khối lượng cơ thể và hàm lượng năng lượng, quan hệ này sẽ được dùng để chẩn đốn hàm lượng năng lượng trong cơ thể lúc bắt đầu thí nghiệm của nhĩm thứ hai là nhĩm khơng giết mổ vào lúc bắt đầu thí nghiệm Nhĩm thứ hai được giết mổ vào lúc kết thúc thí nghiệm cũng sẽ được xác định hàm lượng năng lượng bằng phương pháp tương tự và sau

đĩ tính lượng năng lượng dự trữ tăng lên sau thời gian làm thí nghiệm Bảng 2.5

là một ví dụ về thí nghiệm loại này Ở đây để so sánh buồng hơ hấp cũng được

sử dụng song song

Bảng 2.5: Ước tính năng lượng giữ lại và nhiệt sản xuất ở gia cầm sử dụng kỹ

Nhiệt sản xuất ra ño bằng buồng hô hấp (KJ) 1548

Phương pháp này không yêu cầu trang thiết bị nhưng rất tốn công sức và tiền của

2.1.4 Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi

Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi (k) là tỷ số giữa năng lượng thuần (NE) và năng lượng trao ñổi (ME), k = NE/ME Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi là chỉ số cần thiết cho việc xác ñịnh nhu cầu dinh dưỡng

NE(MJ/ ngày)

ME ăn vào (MJ/ ngày)

ðồ thị 2: Hiệu xuất sử dụng ME ở nhai lại

Nói chung, mối quan hệ giữa năng lượng trao ñổi và năng lượng tích luỹ trình bày trên ñồ thị 2 ðồ thị 2 cho thấy khi ME ăn vào là zero (gia súc nhịn ñói) thì tích lũy năng lượng là âm Trong trường hợp ñó gia súc osxy hoá chất dự trữ trong cơ thể ñể

cung cấp năng lượng cho duy trì các chức năng quan trọng của cơ thể và năng lượng này mất ñi dưới dạng nhiệt Khi ME ăn vào tăng lên, năng lượng tích âm giảm dần Khi năng lượng tích lũy bằng zero, ME ăn vào thoả mãn nhu cầu duy trì của gia súc ME ăn vào tiếp tục tăng thì gia súc bắt ñầu tích luỹ năng lượng cả trong cơ thể và trong sản phẩm như sữa, trứng ðộ dốc của ñồ thị liên quan ñến năng lượng ăn vào và tích luỹ dùng ñể chỉ hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi Ví dụ, nếu ME ăn vào tăng 10 MJ

và tích luỹ tăng 7 MJ thì hiệu quả sử dụng ME là 7/10 = 0,7 Như vậy, HI là 3/10 = 0,3 của ME Hệ số k thường ñược sử dụng như ở bảng 2.6

Bảng 2.6: Ký hiệu về hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi (k) cho các

Tạo lông, len

Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì:

Gia súc ở trạng thái duy trì thì năng lượng tích luỹ trong sản phẩm bằng không, vì vậy ME ăn vào chính bằng MEm Cho ñến nay có rất ít thí nghiệm xác ñịnh hiệu quả sử dụng năng lượng cho duy trì trừ một vài thí nghiệm tiến hành trên gia súc nhai lại (Bảng 2.7)

Bảng 2.7: Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì của một số chất

dinh dưỡng và thức ăn

Nhai lại Lợn Gia cầm Glucoz

Khẩu phần cân ñối

Cỏ rye non phơi khô

Cỏ rye phơi khô

Cỏ medicago

Cỏ ủ silô

0,94 0,80

- 0,70 0,59 0,86 0,76 0,80 0,70 0,78 0,74 0,82 0,65-0,71

0,95 0,88 0,97 0,76

0,85

0,89 0,97 0,95 0,84

0,90

Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho sinh trưởng:

Như ñã biết, trong quá trình sinh trưởng gia súc tích luỹ trong cơ thể một lượng lớn protein và lipid Quá trình này chính là sự tích luỹ năng lượng Hiệu quả

sử dụng năng lượng rất khác nhau ñối với từng loại gia súc và từng khẩu phần hay từng loại thức ăn Nhìn chung, hiệu quả sử dụng năng lượng cho sinh trưởng của gia súc nhai lại thấp hơn lợn và biến ñộng hơn Khi bò và cừu ñược cho ăn khẩu phần tương tự như khẩu phần cho lợn (các loại hạt cốc) kg ít khi vượt quá 0,62 và thấp hơn giá trị này ở lợn, trung bình là 0,70 Giá trị kg cònthấp hơn nữa khi khẩu phần

ăn là cỏ và cũng dao ñộng hơn ðối với cỏ, thức ăn thô chất lượng thấp kg có khi chỉ bằng 0,2

Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho sản xuất sữa (k l ):

Rất khó ñể xác ñịnh hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho sản xuất sữa

hoặc giảm mỡ hoặc protein dự trữ trong cơ thể Vì vậy phải dùng các thuật toán ñể ước tính phần năng lượng trao ñổi ñược sử dụng cho tổng hợp sữa Hơn nữa ñể tổng hợp sữa cần có các khẩu phần phức tạp chứ không thể là một thức ăn ñơn lẻ như trường hợp xác ñịnh hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì và sinh trưởng

Hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi ñể sản xuất sữa của nhai lại nằm trong khoảng từ 0,56 ñối với khẩu phần nghèo dinh dưõng nhất (7 MJ ME/kg vật chất khô) ñến 0,66 ñối với khẩu phần tốt nhất (13 MJ ME/kg vật chất khô) Giá trị trung bình của kl là 0,6 hoặc 0,62 Hiệu quả sử dụng năng lượng tạo sữa cao hơn nhiều so với sinh trưởng vì dạng năng lượng dự trữ trong sữa ñơn giản hơn, chúng là ñường lắctô và các axit béo mạch ngắn

Các yếu tố khác ảnh hưởng ñến hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi:

Nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng ñến hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi của thức ăn Yếu tố ñầu tiên là ảnh hưởng kết hợp khi hai hay nhiều loại thức ăn ñược sử dụng trong một khẩu phần Người ta ñã thấy là hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi của bột ngô cho vỗ béo kf dao ñộng từ 0,58 ñến 0,74 tùy thuộc vào bản chất của khẩu phần cơ sở sử dụng kèm với ngô Ảnh hưởng kết hợp của thức ăn ñến hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi ở gia súc nhai lại chính là ảnh hưởng kết hợp của các thức ăn ñến tỷ lệ tiêu hóa của toàn khẩu phần và hấp thu năng lượng ðiều này có nghĩa là hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi của một thức ăn nào ñó

là không cố ñịnh mà tùy thuộc vào việc thức ăn ñó ñược dùng trong khẩu phần với những thức ăn nào, tỷ lệ bao nhiêu

Cân bằng các chất dinh dưỡng trong khẩu phần cũng ảnh hưởng ñến hiệu quả

sử dụng năng lượng trao ñổi Ví dụ, gia súc vỗ béo sử dụng năng lượng có hiệu quả cao hơn khi khẩu phần nhiều cacbon hydrat hơn protein Tương tự vậy, một gia súc ñang giai ñoạn sinh trưởng sử dụng năng lượng tốt hơn nếu khẩu phần giầu protein Thiếu khoáng và vitamin làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng Ví dụ, thiếu phôt pho làm giảm hiệu quả sử dụng 10% ở bò

2.2 Một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn cho gia súc nhai lại quan trọng

Trong 200 năm qua có một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức

ăn gia súc ñã ñược tạo lập Vì vậy khó mà có thể nói về tất cả các hệ thống này một cách chi tiết ở ñây Tuy nhiên những hệ thống quan trọng nhất sẽ ñược mô tả ở phần sau ñây

ðơn vị cỏ khô (Hay unit):

ðơn vị cỏ khô ñược Albrecht von Thaer mô tả vào năm 1809, mặc dù vẫn còn chưa rõ ai là tác giả của hệ thống này ðây là cố gắng ñầu tiên giới thiệu một giá trị thay thế có nghĩa là một giá trị cho phép biết ñược cần bao nhiêu một loại thức ăn nào ñó ñể thay thế một ñơn vị thức ăn tiêu chuẩn mà không gây ra bất cứ một sự thay ñổi nào về năng suất

Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá ñược

Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá ñược (Total digestible nutrients - TDN) ñược phát triển ñã gần 200 năm nay, ñể khắc phục phương pháp phân tích tương ñối

(Weende) không mô tả một cách ñầy ñủ giá trị dinh dưỡng của thức ăn Tổng các

chất dinh dưỡng tiêu hoá (TDN) của một kg chất khô của một thức ăn nào ñó ñược

tính như sau:

TDN (g/kg) = DCP + (DEE x 2,25) + DCX + DBD

Ở ñây: DCP, DCX, DBD lần lượt là protein tiêu hoá, chất béo tiêu hoá, xơ thô tiêu hoá và bột ñường tiêu hoá (g)

Hệ thống TDN ñã ñược sử dụng rộng nhất ở Bắc Mỹ và hiện vẫn còn ñược

sử dụng ở một phạm vi nhất ñịnh tại Nam Mỹ, Châu Phi và Châu Á

ðơn vị thức ăn Scandinavian:

ðơn vị thức ăn Scandinavian (SFU) có nguồn gốc từ ðan Mạch vào khoảng những năm 1880, tại ñây người ta coi 1 kg thức ăn tinh là một ñơn vị thức ăn Thức

ăn tinh vào thời ñiểm này là hỗn hợp của ngũ cốc (yến mạch và ñại mạch) nhưng sau ñó (1915- 191616) theo các nước Nordic ñồng ý sử dụng 1 kg ñại mạch là một

ñơn vị thức ăn chuẩn Nhờ Niels Johannes Fjord và Nils Hansson, SFU ñã ñược phát triển mạnh hơn và nhiều thí nghiệm nuôi dưỡng ñã ñược tiến hành ñể xác ñịnh giá trị thay thế của rất nhiều thức ăn khác so với ñơn vị chuẩn Ngày nay SFU ñược tính bằng phương pháp tương tự như ñơn vị thức ăn cho vỗ béo trước ñây

(Fattening feed unit (FFU)

Hệ thống Kellner

Hệ thống Kellner ñược phát triển hơn 100 năm trước ñây do O Kellner và sau ñó là G Fingerling ở ðức Bởi vì mỡ dự trữ là dạng dự trữ năng lượng thuần khiết nhất, các thí nghiệm trao ñổi hô hấp ñã ñược tiến hành với việc bổ xung các chất dinh dưỡng ñơn thuần khiết (protein, mỡ, tinh bột, và cellulose) cho bò ñực thiến trưởng thành Người ta ñã thấy rằng năng lượng tích lũy dưới dạng mỡ (KJ) cho 1 gram chất dinh dưỡng tiêu hóa là:

Tinh bột: 9,87 (100%); cellulose của rơm 10,0 (101%); protein (gluten) 9,37 (94%); mỡ trong các hạt có giầu 23,81 (241%); mỡ trong hạt ngũ cốc 20,92 (212%),

mỡ trong cỏ 18,83 KJ (191%) Những số này ñược gọi là nhiệt lượng thuần ñể vỗ béo và ñược chuyển thành calory (1 kcal = 4,184 kJ)

Hệ thống ME của ARC:

Hệ thống năng lượng trao ñổi (hệ thống ME) sử dụng ở Vương quốc Anh ñầu tiên ñược (Vũ Duy Giảng, 2008)[6] phát triển và ñược ARC (Hội ñồng nghiên cứu nông nghiêp - Agricultural Research Council) giới thiệu lần ñầu tiên năm 1965

Sử dụng các ñề nghị của ARC (1965)[13], Bộ nông nghiệp, thủy sản và thực phẩm Vương quốc Anh ñã ñưa hệ thống ME ñã ñơn giản hóa ra áp dụng trong sản xuất

Hệ thống này sau ñó ñược ARC xem xét lại và xuất bản dưới dạng sách: Nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại vào năm 1980 (The Nutrient Requirements for Ruminant Livestock, 1980) Vào năm 1990, hệ thống ñã ñược một nhóm nghiên cứu quốc gia ñánh giá lại và sửa ñổi và năm 1993 AFRC (Hội ñồng nghiên cứu thực phẩm và nông nghiệp Anh - Agricultural and Food Research Council) xuất bản lại

hệ thống này

Hệ thống NE của NRC (Hoa Kỳ):

Hệ thống năng lượng cho bị ở Hoa Kỳ của NRC cĩ một lịch sử khá dài và lần xuất bản gần đây nhất (2001) là lần xem xét lại thứ bẩy Hệ thống này khởi nguồn từ TDN, nhưng hiện nay TDN khơng cịn được dùng nữa và chuyển TDN thành DE để sử dụng trong hệ thống NE mới

Hệ thống NE của Van Es ở Hà Lan và Bỉ:

Ở Hà Lan, Tiến sỹ A.J.H Van Es vào các năm 1975 và 1978 đưa ra hệ thống năng lượng thuần cho tiết sữa (net energy system for lactation, NEl) Những nguyên tắc của hệ thống này được một số nước Châu Âu như Pháp, Nauy, Phần Lan áp dụng cho việc đánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn của mình

2.3 Hệ thống năng lượng trao đổi của ARC

Hệ thống năng lượng trao đổi (hệ thống ME) sử dụng ở Vương quốc Anh đầu tiên được (Vũ Duy Giảng và CS, 2008) [6] và được ARC (Hội đồng nghiên cứu nơng nghiêp - Agricultural Research Council) giới thiệu lần đầu tiên năm 1965 Sử dụng các đề nghị của (ARC, 1965) [13], Bộ nơng nghiệp, thủy sản và thực phẩm Vương quốc Anh (Ministry of Agriculture, Fisheries and Food – MAFF, 1975) đã đưa hệ thống ME đã đơn giản hĩa ra áp dụng trong sản xuất Hệ thống này sau đĩ được ARC xem xét lại và xuất bản dưới dạng sách: Nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại vào năm 1980 (The Nutrient Requirements for Ruminant Livestock, 1980) Vào năm 1990, hệ thống đã được một nhĩm nghiên cứu quốc gia đánh giá lại và sửa đổi và năm 1993 AFRC (Hội đồng nghiên cứu thực phẩm và nơng nghiệp Anh - Agricultural and Food Research Council) xuất bản lại hệ thống này Hệ thống này cho phép ước tính nhu cầu năng lượng của: Bị, cừu; gia súc nhai lại đang sinh trưởng, chửa và tiết sữa Trong hệ thống này giá trị năng lượng của thức ăn cũng được biểu thị dưới dạng năng lượng trao đổi và giá trị năng lượng trao đổi của một khẩu phần bằng tổng giá trị năng lượng trao đổi của các thức ăn thành phần tạo nên khẩu phần đĩ Nhu cầu năng lượng của gia súc được biểu thị bằng năng lượng thuần ðặc điểm chủ yếu của hệ thống này là một hệ thống các phương trình dự đốn hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì, sinh trưởng, và tiết sữa Các

dự đốn này được xác lập trên cơ sở hàm lượng năng lượng trao đổi của khẩu phần

và được biểu thị bằng tỷ lệ ME/GE chứ khơng phải là MJ/kg Hàm lượng năng lượng trao đổi của khẩu phần cĩ thể chuyển thành MJ ME/kg chất khơ - DM bằng cách nhân tỷ lệ ME/GE với 18,4 là hàm lượng năng lượng trao đổi trung bình của 1

kg DM Giá trị này này quá cao cho các thức ăn cĩ nhiều khống và quá thấp cho các thức ăn giàu protein và mỡ

Các hệ số sử dụng năng lượng trao đổi cho các mục đích khác nhau được trình bày ở bảng 2.8

Bảng 2.8: Hệ số sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì, tăng trưởng, và tiết

sữa ở gia súc nhai lại

km: Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì

kg: Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tăng trọng và vỗ béo

kl: Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tiết sữa

Mặc dù km và kl dao động phụ thuộc vào qm, chúng dao động ít hơn so với

kg. Cũng như các hệ thống năng lượng khác, chúng ta cĩ thể sử dụng hệ thống này

để dự đốn năng suất của gia súc khi cho ăn những khẩu phần cụ thể hoặc phối hợp khẩu phần cho các mức năng suất mong đợi

2.4 Hệ thống UFL và UFV của Pháp

Các nguyên tắc cơ bản:

Ở Pháp từ ñầu thế kỷ trước ñã sử dụng năng lượng thuần NE cho bò sữa và

bò thịt Giá trị NE ñược tính theo phương pháp của Armsby bằng cách lấy năng lượng trao ñổi trừ ñi năng lượng mất ñi trong quá trình tiêu hoá và trao ñổi chất Giá trị năng lượng thuần của thức ăn ñược biểu thị dưới dạng ñơn vị thức ăn và hàm lượng năng lượng thuần của một kg lúa mạch cũng bằng giá trị này của hệ thống vùng Scandinavian

Những tiến bộ trong nghiên cứu tiêu hoá và trao ñổi năng lượng những năm

từ 1940 ñến những năm của thập kỷ 70 cho thấy hiệu quả sử dụng cũng như nhu cầu năng lượng cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai là rất khác nhau Và cũng chính vì thế, mỗi loại thức ăn không chỉ có một giá trị NE duy nhất biểu thị bằng ñơn vị thức ăn, giá trị NE cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai là rất khác nhau Vào năm 1972, trên cơ sở tập hợp kết quả của nhiều nghiên cứu ở Pháp và ở nước ngoài hệ thống UFL ñã ra ñời Hệ thống này chính thức ñược ñưa vào sử dụng năm 1975 Nó tỏ ra khá ổn ñịnh và sau ñó ñược áp dụng tại Ý vào năm 1986 Hiện nay ñã có rất nhiều nghiên cứu ñể ñánh giá hệ thống này trong các ñiều kiện cụ thể

của mỗi nước

Nguyên tắc của hệ thống này là mỗi một loại thức ăn có hai giá trị NE (NEl: năng lượng thuần cho tiết sữa và NEv: năng lượng thuần cho sản xuất thịt) ñược biểu thị thành hai ñơn vị thức ăn:

- Một ñơn vị cho sản xuất sữa (duy trì + tiết sữa): UFL - Unité Fourragère Lait: ðơn vị cỏ cho tạo sữa

- Một ñơn vị cho sản xuất thịt (duy trì + tăng trọng): UFV - Unité Fourragère Viande: ðơn vị cỏ cho sản xuất thịt

1 UFL là hàm lượng NE của một kg lúa mạch tiêu chuẩn cho sản xuất sữa (1700kcal NE l ) 1 UFV là hàm lượng NE của một kg lúa mạch tiêu chuẩn cho sản xuất thịt (1730 kcal NE v )