Ảnh hưởng của nitrate và loại protein lên sự sinh khí metan bằng phương pháp in vitro với dịch dạ cỏ bò

TRƯỜNG ĐẠIHÒA HỌCXÃ CẰN THƠ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HỘI CHỦ NHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ KHOA CỒNG NGHỆ Độc lập - Tự - Hạnh phúc Bộ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Cần Thơ, ngày 17 thảng 04 năm 2011 PHIẾULUẬN ĐÈ VẪN NGHỊ ĐÈ TÀI TÓT NGHIỆP TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Năm hóc: 2010 - 2011 m ẢNH HƯỞNG CỦA NITRATE VÀ LOAI Họ tên sinh viên Họ tên: Lê Văn Tùng sư SINH KHÍ METAN PROTEIN LÊN MSSV: 2072240 BẰNG PHƯƠNG PHÁP IN VITRO VỚI Ngành: Công nghệ Hóa học - Khóa 33 Cán hướng dẫn: sinh viên thực hiện: TS HÔ QUẢNG ĐỒ Lê Văn Tùng MSSV: 2072240 Lớp: Công nghệ Hóa học K33 Tên đề tài “Ảnh hưởng nitrate loại protein lên sinh khí metan phương Các ỵều cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài - Thiết kế hệ thống đo tổng lượng khí sinh E103.1 - Phân tích NH3, N02‘, NO3', pH Ý KIẾN CỦA Bộ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN LỜI CAM ĐOAN 80 ® 08 Kính gửi: - Ban lãnh đạo Khoa Công nghệ, thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học, trường Đại học cần Thơ - Ban lãnh đạo Khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng, thầy cô Bộ môn Chăn nuôi, trường Đại học cần Thơ Lê Văn Tùng LỜI TRI ÂN BO ® ca Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô, đặc biệt quý Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Hóa - Khoa Công Nghệ - người bước huyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu năm tháng học tập rèn luyện trường Đại Học cần Thơ Với tất lòng thành kính sâu sắc nhất, em xin bày tỏ lòng biết ơn Thầy -TS Hồ Quảng Đồ Cảm ơn Thầy bảo lời khuyên, truyền đạt cho em kinh nghiệm, kiến thức vô quý báu suốt thời gian thực Luận Văn Tốt Nghiệp Sinh viên Lê Văn Tùng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI TRI ÂN ỉỉ MỤC LỤC iii TổM LỮỢC V DANH SÁCH BẢNG vii DANH SÁCH BIỂU ĐỒ viii DANH SÁCH Sơ ĐỒ ix DANH MỤC HÌNH X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC xi Chương ĐẶT VẤN ĐỀ Chương cở SỞ LÝ LUẬN 2.1 S Ợ LƯỢC GIỐNG BÒ LAI SIND .3 2.2 ĐẶC ĐĨẺM TIÊU HÓA CỦA LOÀI NHAI LẠI 2.2.1 Tiêu hóa carbohydrate (gluxit hay hydrat carbon) 2.2.2 Tiêu hóa protỉde 12 2.2.3 Tiều hóa lipid 15 2.2.4 Sử dụng đạm phỉ proteỉn gia súc nhai lại .17 2.2.5 Tổng hợp vỉtamin 17 2.2.6 Sơ lược hệ cỏ 18 2.2.6.1 Vai trò pH cỏ 19 2.2 Ó Vai trò NH3 trình lên men dịch cỏ 19 2.2 Ó Quá trình tiêu hóa cỏ 20 2.3 Đ IỀU HOA HOẠT ĐỘNG VI SINH VẠT DẠ CỎ 28 2.4 NHỮNG TRANH LUẠN GẦN ĐÂY VE VIỆC BỔ SUNG NITRATE TRONG KHẨU PHẦN CHO GIA SÚC NHAI LẠI 29 2.5 M ỘT SỐ PHƯỢNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỨC ĂN 30 2.5.Ĩ Đánh giá chất lượng thức ăn thô tỉ lệ tiêu hóa in vitro .30 iii 3.2 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 46 3.2.1 Bố trí thí nghiệm * 46 3.2.1.1 Thí nghiệm 46 3.2.1.2 Thí nghiệm 46 3.2.1.3 Thí nghiệm 47 3.2.1.4 Thí nghiệm 47 3.2.4 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 47 3.2.5 Cách thu thập số kiệu .48 3.2.6 Xử lý số liệu .^ 48 Chương KẾT QUA VÀ THẢO LUÂN 49 4.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA THựC LIỆU 49 4.2 THÍ NGHIỆM ’ 50 4.4 THÍ NGHIẸM 52 IV TÓM LƯỢC Đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng nitrate loại protein lên sản sinh metan phưomg pháp in vitro với dịch cỏ bò” thực phòng Chăn nuôi Tiên Tiến E103 - Bộ mân Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ửng dụng, trường Đại học cần Thơ Đe tài bao gồm thỉ nghiêm thiết kế hệ thống đo tổng lượng khỉ sinh Hệ thống đo tổng lượng khỉ sinh có tên E 103.1 nhóm nghiên cứu chế tạo thành công đáp ứng không để đo tổng lượng khí sinh mà thông qua đo nồng độ CH4 trực tiếp máy Trỉpỉe Plus + IR Thí nghiệm 1: thỉ nghiệm bố trí thừa số nhân tố, mức độ lần lặp lại 4- mức độ:bảnh dầu dừa bánh dầu vải 4- Nhẩn tố: Nỉtrate Urea Mục tiêu: so sánh bánh dầu dừa bánh dầu vải Thỉ nghiệm 2: thí nghiệm bố trí thừa số nhân tố, mức độ lần lặp lại 4- Mức độ: nguồn đạm gồm mức độ ĐN, ĐN75:BV25, ĐN50:BV50, ĐN25:BV75 BV 4- Nhân tổ: Nitrate Urea Mục tiêu: khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ proteỉn, nỉtrate so với nghiệm thức đối chứng urea Thí nghiệm 3: thí nghiệm bố trí thừa số nhân tố, mức độ lần lặp lại 4- mức độ: bánh dầu vải 75% bánh dầu vải + 25% bánh dầu đậu nành 4- Nhân tổ: Nitrate Urea V Tổng lượng khí sinh ra, nồng độ % CH4 ml CH^/gDM giảm nghiệm thức bổ sung nitrate so với nghiệm thức bổ sung urea Tiếp tục nghiên cứu tỉ lệ protein thay để việc bổ sung sodium nỉtrate vào phần tối ưu VI DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Loại vi khuẩn, nguồn lượng chúng sản phẩm lên men in vitro 26 Bảng 3.1 Khẩu phần thí nghiệm .40 Bảng 3.2 Các khấu phần thí nghiệm 41 Bảng 3.3 Khẩu phần thí nghiệm thí nghiệm 42 Bảng 3.4 Thành phần dinh dưỡng phần 43 nhân tố: urea nitrate 46 mức độ: BV100, ĐN100, BV75-ĐN25, BV50-ĐN50, BV25-ĐN75 .46 Bảng 3.5 Thành phàn dung dịch đệm dùng thí nghiệm 48 Bảng 4.1 Thành phần hóa học thực liệu .49 Bảng 4.2 Gas volume, CH%, ml CHVgDM (TN1) 50 Bảng 4.3 Anh hưởng nhân tố đạm vô đến tiêu Gas volume, %CIỈ4, ml CIVgDM .7 50 Bảng 4.4 Ảnh hưởng nguồn protein đến tiêu Gas volume, %CĨỈ 4, ml CH^gDM .51 Bảng 4.5 Anh hưởng việc bổ sung tỉ lệ protein nguồn đạm vô khác đến ỴCH4/g, CH4 %, CH4 ml/g7pH Bảng 4.9 Ảnh hưởng việc bổ sung nguồn đạm vô bổ sung khác đến NH3, N03' 57 Bảng 4.10 VCH4/g, CH4 %, CH4 ml/g, NH3, NO3", pH với tỉ lệ protein bổ sung khác 58 Bảng 4.11 %DM, %OM phần bổ sung nguồn đạm vô tỉ lệ protein khác .59 Bảng 4.12 %DM, %OM phận bổ sung tỉ lệ protein khác 59 Bảng 4.13 %DM, %OM khấu phần bổ sung nguồn đạm vô khác 59 Bảng 4.14 VCH4 (0-6h),VCH4 (6-18h), VCH4 (18-24h) (TN2) 61 vii DANH MỤC BIỂU ĐÔ Biểu đồ 2.1 Sơ đồ khả sử dụng chất vi sinh vật cỏ viii Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Danh Mô (2009), Nghiên cứu hoàn thiện qui trình xác định tỉ lệ tiêu hóa in vitro ứng dụng chăn nuôi gia súc nhai lại, Luận văn tiến sĩ Nông nghiệp, Đại Học Cần Thơ Đinh Văn Cải (2009), Chăn nuôi bò sữa vấn đề sản sinh khí nhà kính, Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp miền Nam Hồ Thanh Thâm (2003), Ảnh hưởng rơm nâng cao dưỡng chất tăng trường bê, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư Chăn nuôi thú y, trường Đại Học Cần Thơ Lê Xuân Cương (1994), Biến rơm cỏ thành thịt sữa, NXB Nông Nghiệp Hà Nội Lưu Hữu Mãnh (1999), Dinh dưỡng Gia Súc, Đại Học cần Thơ Lưu Hữu Mãnh (2000), Giáo trình Thức ăn Gia Súc, Đại Học cần Thơ Nguyễn Chánh Lễ (2008), Ảnh hưởng việc bổ sung potassium nitrate (KNO3) lên tăng trưởng, tỉ lệ tiêu hóa nitơ tích lũy dê Bách Thảo, Luận văn tốt nghiệp Kỹ sư Chăn nuôi Nguyễn Ngọc Tuân Trần Thị Dân (2007), http://nhanong.net/?nn=view &action =showid&id=920 Nguyễn Văn Hớn (1998), Luận văn cao học 10 Nguyễn Văn Thu, Bài giảng Chăn nuôi gia súc nhai lại, Đại học càn Thơ 11 Nguyễn Văn Thu (2009), Quy trình sàn xuất Bánh đa dưỡng chất (Multinutrient cake) dùng cho đàn gia súc nhai lại (trâu, bò, dê, cừu) ĐBSCL, trường Đại Học Cần Thơ 12 Nguyễn Xuân Trạch Mai Thị Thơm (2004) Giáo trình chăn nuôi trâu bò (Cao học) NXB Nông nghiệp-Hà Nội 13 Nguyễn Xuân Trạch (1997) Một số yếu tố ảnh hưởng đến sức sản xuất bò sữa Hà Lan nuôi Mộc Châu Thông tin khoa học kỹ thuật nông nghiệp Trường ĐHNN số 1/1997 SVTH: Lê Văn Tùng 65 Luận văn tốt nghiệp 14 Trịnh Phúc Hào (2008), Anh hưởng sử dụng số hợp chất nitrogen vô phàn ăn dê Bách Thảo, Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành Chăn nuôi, Đại Học cần Thơ 15 Vũ Chí Cương (2004), Báo cáo khoa học Viện chăn nuôi 16 Võ Ái Quốc (2006), Bài giảng cao học 17 Viện chăn nuôi quốc gia (2001) Tiếng Anh 18 Alaboudi R and G A Jones (1985), Eííects of Acclimation to High Nitrate Intake on Some Rumen Fermentation Parameters in Sheep, Can J An Sc 65, pp 841-849 19 Aiple, K.P., Steingass, H., Drochner, w., 1996 Prediction of net energy content of raw materials and compound íeeds for ruminants by diííerent laboratory methods Arch anim Nutr 49, 213-220 20 AOAC (1999), Oíiicial methods of analysis, 15* edn Association of Official Analytical Chemist Washington, DC 21 Blummel M and Orskov E R., 1993 Comparison of in vitro gas production and nylon bag degradability of roughages in predicting feed intake in cattle Animal Feed Science and Technology 40:109-119 22 Blummel, M., Bullerdick, p., 1997 The need to comlement in vitro gas measUreaments with residue determination from in sacco degradbilitues to improve the prediction of volantary intake of hays Anim Sci 64, 71-75 23 Bltimmel M., K p Aiple, H Steingass and K Becker (1999), A note on the stoinchiometrical relationship of short Chain íatty acid production and gas íormation in vitro in feedstuffs of widely diííering quality, J Anim Physiol Anim Nutr 81, pp 157-167 24 De Boever J.L, B.G Cottyns, De Brabander D.L, J.M Vanacker and Ch.v 25 Boucque (1999) Equations to predict digestibility and energy value of grass silages, maize silages, grass hay, compound íeeds and raw materials for cattle Nutrition Abstracts and Reviews, Serie B: Livestock and Feeding, 69: 835-850 26 Cheng K J and SVTH: Lê Văn Tùng w Majak (1981), Identiíication of rumen bacteria that 66 Luận văn tốt nghiệp 27 Cheng K J., G c Phillipe, w Majak, c Kozub (1985), Introduction of nitrate and nitrite metabolism in bovine rumen íluid and the transíer of this capacity betweens animal, Can J Anim Sci., 65, pp 647 28 Krishnamoorthy, u., Steingass, H., Menke, K.H., 1991b Preliminaryobservation on the relationship between gas production and microbial protein synthesis in vitro Arch Anim Nutt 41, 521-526 29 Goering H and Van Soest (1970), Forage íiber analysis, AgricultUrea hand book 30 Guo w s„ D M Schaeíer, X X Guo, L.p Ren Q X Meng (2009), Use of Nitrate-nitrogen as a Sole Dietary Nitrogen Source to Inhibit Ruminal Mathanogenesis and to Improve Microbial Nitrogen Synthesis in vitro, Asian-Aus J Anim Sci 22, pp 542-549 31 Menke, K.H., Raab, L., Salewski, A., Steingass, H., Fritz, D., Schneider, w., 1979 The estỉmatỉon of the digestibility and metabohzable energy content of raminant feedingstuffs from the gas production when they are incubated with rumen Uquor in vitro J Agricult Sci, Camb 93, 217-222 32 Nguyên Xuan Trach, Cu Xuan Dan, Le Viet Ly and Frik Sundstol (1998), Effect of Urea concentration, moistưrea content and duration of treatment on Chemical composition of alkali treated rice straw, Livestock Research for Rural Development Vol 10, number l.No.379 Unitied State Department of AgricultUrea, Washington D.C., USA 33 Nolan J V and s Stachiw (1972), Fermentation and nitrogen dynamics in merino sheep given a low-quanlity-roughage diet, Bristish Joumal of Nutrition 42(1), pp 63-80 34 Pell, A.N., Schoíield, p., 1993 Computerised monitơring of gas production to measUrea íorage digestion J.Dairy Sci 76, 1063-1073 35 Peter J Van Soest (1983), Nutritional Ecology of the ruminant 36 Prasard, C.S., Wood, C.D., Sampath, K.T., 1994 Use of in vitro gas production to evaluate rumen íermentation of untreated and Urea-treated íìnger millet straw (Eleusine coracana) Supplemented with diííerent levels of concentrate J Food Sci Agric 65,457-464 37 Preston T R., R A Leng (1987), Matching ruminant production Systems with available resourses in tropic and sub-tropic, Armidale: Penambul Pp 245 SVTH: Lê Văn Tùng 67 Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệp nghiệp 38 RA Leng (2006), Have wePHỤ undcrcstimatcd LỤC0.6144nitratc as a potentìal hydrogen 310.000 1.9837 28.510 0.4167 88.384 sink for the reduction of enteric methan production in ruminant? Thí nghiệm 39 Saadullah M., M Haque & F Dolberg (1981), Treatment rice straw with University, Nymensingh.9/24/201011:47:46 Trop Anim Prod, 1980 5:3 pp 273-277 PM animal urine, Using Department of Animal Science, Bangladesh Agricutural Grouping Iníormation Tukey Method and 95.0% Coníidence for Tổng khí sinh s = 0.721828 R-Sq = 99.58% R-Sq[...]... sung lưu huỳnh và loại protein ảnh hưởng như thế nào đến quá trình sản sinh khí ở dạ cỏ Vì thế chúng tôi tiến hành đề tài Ảnh hưởng của nitrate và loại protein lên sự sinh khí metan bằng phương pháp ỉn vừro vói dịch dạ cỏ bò SVTH: Lê Vãn Tùng 2 Luận văn tốt nghiệp Chương 2 cơ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Sơ LƯỢC GIỐNG BÒ LAI SIND BÒ lai Sind thuộc nhỏm bò Zebu, được lai từ bò vàng Việt Nam với bò đực Sind dùng để... nồng độ NH cho sự phân giải tếỉ đã có lẽ phụ thuộc vào khả năng phân giải của thức ăn (Preston & Leng, 1987) 3 Theo Alvarez et al (1983) cho biết, với loại cỏ chứa một lượng protein thô đáng kể thì hình như vi sinh vật bám vào sợi xơ phụ thuộc vào nỉtơ có trong thành phần tế bào thức ăn Hiệu suất sinh trưởng của loại vi sinh vật này ít bị ảnh hưởng bởi lượng NH3 trong dịch dạ cỏ Đổi với loại thúc ăn... hệ vỉ sinh vật dạ cỏ tiêu thụ lượng proteỉn thực vật ít ỏỉ này biến thành proteỉn động vật có giá trị sinh học cao ừong cơ thể chúng Quá trình tiêu hóa protỉde diễn ra ở dạ cỏ như sau Protỉde dạ cỏ có 2 dạng: dạng có tiềm năng tiêu hóa ở dạ cỏ và dạng không tiêu hóa ở dạ cỏ mả xuống thẳng dạ múi khế và ruột non gọi là proteỉn thoát tiêu SVTH: Lê Văn Tùng 12 Luận văn tốt nghiệp dạ lá sách và dạ múi... tế sự phân giải chất xơ không thể xem như biệt lập đối với quá trình phân giải các chất dinh dưỡng khác Bởi vì, vi sinh vật dạ cỏ thực hiện sự phân giải cơ chất này đòi hỏi các chất dinh dưỡng khác cần thiết cho sự sinh trưởng và sinh Một ừong những nhân tố quan ừọng khác ảnh hưởng xấu đến sự tiêu hóa celluloza là mức độ ligin hóa của các loại cây thức ăn Cây càng già thì hàm lượng ligin càng tăng và. .. tăng 5% - Dùng bò đực lai Sind lai với bò vàng Việt Nam cũng có thể nâng cao tầm vóc, khối lượng và khả năng sản xuất của đàn bò địa phương Bò lai Sind có khả năng thích nghi rộng rãi ở mọi miền đất nước SVTH: Lê Vãn Tùng 3 Luận văn tốt nghiệp Có tới khoảng 50-80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ Sản phẩm lên men chính là các ABBH, sinh khối VSY và các khí thể (metan và cacbonic) Phần... protozoa có giá trị sinh học cao nhưng trên 70% protozoa ở lại dạ cỏ Protozoa chết ở dạ cỏ nó là nguồn protein được lên men thành NH cho vi khuẩn sử dụng 3 Vi sinh vật dạ cỏ còn có khả năng biến các chất chứa nitơ không phải protein như: urea, muối amino, carbamit thành protein của bản thân chúng Do đó ta thường bổ sung urea vào khẩu phần cho bò hoặc xử lý rơm rạ, thân cây ngô sau thu hoạch với urea dùng... phân giải tại dạ cỏ Dạng hóa học của protide và sự có mặt của cầu nối disulphide (-S-S-) và kế phenolic (tanin) có ảnh hưởng chính đến độ hòa tan protide trong dạ cỏ Phân giải protide thành các peptid và acid amin bởi men protease và peptidase của vi sinh vật Những protide hòa tan được hấp thụ nhanh qua thành tế bào vi khuẩn trước khi bị phân hủy Những mảnh protide như lục lạp thì bị nguyên sinh động vật... làm ngưng sự sản sinh metan ở động vật nhai lại, nhưng làm sao biến nguồn hydrogen ở dạ cỏ thành sản phẩm có lợi cho vi sinh vật là điều cần quan tâm (Hegerty, 2003), và theo Cheng et ai, 1981 có nhiều vi sinh vật ở dạ cỏ có khả năng khử nitrate thành nitrite, sau đó biến thành ammonia cho vi sinh vật sử dụng 4 Bằng thí nghiệm In vỉtro khi bổ sung sodium nitrate có thể giảm tổng lượng khí sinh ra, giảm... được lignin và như vậy vi khuẩn có điều kiện bám và tiêu hóa xơ được bảo vệ bởi lignin * Nguyên sinh động vật Theo Trần Thị Dân (2007), nguyên sinh động vật có mặt trong dạ cỏ của cừu, bò khi ăn thức ăn nhiều xơ, nhưng mật độ thấp (100.000/ml) Trái lại khẩu phần có nhiều tinh bột và đường mật độ nguyên sinh động vật lên tới 4.000.ooo/ml dịch dạ cỏ Khẩu phần cũng quyết định các loài nguyên sinh động... cấp qua việc giảm protein trong khẩu phần, có khoảng 30% nitrogen trong thức ăn ở dạng họp chất hữu cơ đơn giản như amino acid, amides và amines hoặc họp chất vô cơ như nitrates Trong thực tế nó có thể lợi dụng khả năng của hệ vi sinh vật dạ cỏ để biến đạm phi protein thành protein Chất nền chủ yếu là Urea, các dẫn xuất khác của Urea và muối amonium cũng được sử dụng Urea đi vào dạ cỏ được thủy giải ... việc bổ sung lưu huỳnh loại protein ảnh hưởng đến trình sản sinh khí cỏ Vì tiến hành đề tài Ảnh hưởng nitrate loại protein lên sinh khí metan phương pháp ỉn vừro vói dịch cỏ bò SVTH: Lê Vãn Tùng... tài nghiên cứu Ảnh hưởng nitrate loại protein lên sản sinh metan phưomg pháp in vitro với dịch cỏ bò thực phòng Chăn nuôi Tiên Tiến E103 - Bộ mân Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học ửng dụng,... phân làm nguồn vi sinh vật thay cho dịch cỏ phương pháp tiêu hóa in vitro Menke et aỉ (1979) giới thiệu phương pháp sinh khí in vitro, thay cho việc đo trọng lượng phương pháp in vitro Tilley Terry