Nghiên cứu hoàn thiện qui trình xác định tỉ lệ tiêu hóa in vitro cho thức ăn thô và ứng dụng trong chăn nuôi gia súc nhai lại

33 2.2.3 Thí nghiệm 3: quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hoá in vitro bằng nguồn dưỡng chất của dịch dạ cỏ với tỉ lệ tiêu hoá xác định bằng các kỹ thuật in sacco và in vitro khác ..... vii In vit

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

-

Danh Mô

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUI TRÌNH XÁC ĐỊNH TỈ LỆ

TIÊU HOÁ IN VITRO CHO THỨC ĂN THÔ VÀ ỨNG DỤNG

TRONG CHĂN NUÔI GIA SÚC NHAI LẠI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

CẦN THƠ, 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

-

Danh Mô

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUI TRÌNH XÁC ĐỊNH TỈ LỆ

TIÊU HOÁ IN VITRO CHO THỨC ĂN THÔ VÀ ỨNG DỤNG

TRONG CHĂN NUÔI GIA SÚC NHAI LẠI

Chuyên ngành: Chăn nuôi động vật

Mã số: 62 62 40 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN VĂN THU

CẦN THƠ, 2009

quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận án nào trước đây

Tác giả luận án

Danh Mô

hỗ trợ kinh phí thực hiện luận án này

Xin chân thành cảm ơn Bộ Môn Chăn Nuôi – Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ và Trung Tâm Giống Gia Súc - Gia Cầm Tỉnh Sóc Trăng đã giúp đỡ trong quá trình làm các thí nghiệm cho luận án

Xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Kiên Giang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành luận án

Xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Kim Đông cùng tất cả các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ trong quá trình làm luận án

i

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục i

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vi

Danh mục các bảng ix

Danh mục các hình, sơ đồ, đồ thị xiii

Tóm lược xvi

Abstract xvii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Nguồn thức ăn thô cho gia súc nhai lại ở Việt Nam - Hiện trạng và tiềm năng 4

1.2 Tiêu hoá ở gia súc nhai lại 5

1.2.1 Sinh lý tiêu hoá loài gia súc nhai lại 5

1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ loài gia súc nhai lại 7

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng lên sự phát triển của hệ vi sinh vật dạ cỏ 10

1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng thức ăn thô cho gia súc nhai lại 12

ii

1.3.3 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vivo 21

1.3.4 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in sacco 22

1.3.5 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vitro 22

1.3.6 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vitro vi sinh vật phân 24

1.3.7 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vitro enzyme 25

1.3.8 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro 26

1.3.9 Dưỡng chất trong kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hóa in vitro 27

1.3.10 Thành phần dưỡng chất có trong dịch dạ cỏ 29

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Địa điểm nghiên cứu 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Thí nghiệm 1: xác định hàm lượng, giá trị dưỡng chất của dịch dạ cỏ 31

2.2.2 Thí nghiệm 2: xác định mức sử dụng dịch dạ cỏ làm nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật trong thí nghiệm tiêu hoá thức ăn in vitro 33

2.2.3 Thí nghiệm 3: quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hoá in vitro bằng nguồn dưỡng chất của dịch dạ cỏ với tỉ lệ tiêu hoá xác định bằng các kỹ thuật in sacco và in vitro khác 37

2.2.4 Thí nghiệm 4: ảnh hưởng của các kỹ thuật và nhiệt độ ủ khác nhau lên tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro 39

iii

2.2.6 Thí nghiệm 6: ứng dụng kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro

42DDC để đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng ADF lên tỉ lệ tiêu hoá khẩu

phần nuôi trâu và bò địa phương 44

2.2.7 Thí nghiệm 7: ứng dụng kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro 42DDC để ước lượng mức tiêu thụ thức ăn, tỉ lệ tiêu hoá NDF và mức tăng khối lượng của bò Laisind 48

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52

3.1 Thí nghiệm 1: hàm lượng, giá trị dưỡng chất của dịch dạ cỏ 52

3.1.1 Giá trị pH, hàm lượng amoniac và axit béo bay hơi của dịch dạ cỏ 52

3.1.2 Các thành phần và hàm lượng của các loại khóang trong dịch dạ cỏ 53

3.1.3 Thành phần và hàm lượng của các axit amin tự do trong dịch dạ cỏ 54

3.1.4 Kết luận thí nghiệm 1 57

3.2 Thí nghiệm 2: mức sử dụng dịch dạ cỏ làm nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật trong thí nghiệm tiêu hoá thức ăn in vitro 58

3.2.1 Thành phần dưỡng chất các loại thức ăn trong thí nghiệm 2 58

3.2.2 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của các loại thức ăn được xác định bằng 4 kỹ thuật in vitro trong thí nghiệm 2 58

3.2.3 Kết luận thí nghiệm 2 63

3.3 Thí nghiệm 3: quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hoá in vitro bằng nguồn dưỡng chất của dịch dạ cỏ với tỉ lệ tiêu hoá xác định bằng kỹ thuật in sacco và in vitro khác 65

iv

kỹ thuật trong thí nghiệm 3 65

3.3.3 Kết luận thí nghiệm 3 70

3.4 Thí nghiệm 4: ảnh hưởng của các kỹ thuật và nhiệt độ ủ khác nhau lên tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro 71

3.4.1 Thành phần hóa học của các loại thức ăn dùng trong thí nghiệm 4 71

3.4.2 Kết quả thí nghiệm 4a 71

3.4.3 Kết quả thí nghiệm 4b 73

3.4.4 Kết luận thí nghiệm 4 76

3.5 Thí nghiệm 5: ứng dụng kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro 42DDC để đánh giá chất lượng thức ăn thô 77

3.5.1 Kết quả thí nghiệm 5a: sử dụng nguồn dịch dạ cỏ dê ở lò mổ 77

3.5.2 Kết quả thí nghiệm 5b: sử dụng nguồn dịch dạ cỏ trâu ở lò mổ 78

3.5.3 Kết quả thí nghiệm 5c: sử dụng nguồn dịch dạ cỏ bò ở lò mổ 82

3.5.5 Kết luận thí nghiệm 5 85

3.6 Thí nghiệm 6: ứng dụng kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro 42DDC để đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng ADF lên tỉ lệ tiêu hoá khẩu phần nuôi trâu và bò địa phương 86

3.6.1 Kết quả thí nghiệm 6a: các khẩu phần nuôi bò địa phương 86

3.6.2 Kết quả thí nghiệm 6b: các khẩu phần nuôi trâu địa phương 90

3.6.3 Kết luận thí nghiệm 6 96

v

3.7.1 Thành phần dưỡng chất các loại thức ăn và khẩu phần thí nghiệm 7 97

3.7.2 Tỉ lệ tiêu hóa NDF in vitro 42DDC trong thí nghiệm 7 97

3.7.3 Mức tiêu thụ các dưỡng chất của bò Laisind thí nghiệm 7 99

3.7.4 Mức tăng khối lượng và hệ số chuyển hóa thức ăn của bò Laisind thí nghiệm 7 100

3.7.5 Tỉ lệ tiêu hóa các dưỡng chất in vivo trong thí nghiệm 7 102

3.7.6 Mối quan hệ của tỉ lệ tiêu hóa NDF in vitro 42DDC với in vivo, mức tiêu thụ thức ăn và mức tăng khối lượng của bò Laisind 103

3.7.7 Kết luận thí nghiệm 7 106

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107

DANH MỤC CÔNG TRÌNH 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

PHỤ CHƯƠNG 131

vi

ADF Xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit

(acid detergent fiber) ADFD Tỉ lệ tiêu hoá xơ thu được sau khi chiết bằng dung

dịch tẩy rửa axit (acid detergent fiber digestibility)

ATP Phân tử cao năng (Adenosine triphosphate)

CPD Tỉ lệ tiêu hoá protein thô (crude protein digestibility)

DCP Protein thô tiêu hoá (digestible crude protein)

DEE Béo tiêu hoá (digestible ether extract)

DMD Tỉ lệ tiêu hoá vật chất khô (dry matter digestibility) DNDF Xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa

trung tính tiêu hoá (digestible neutral detergent fiber) DNFC Carbohydrate không xơ tiêu hoá (digestible non-fiber

carbohydrate)

FCR Hệ số chuyển hoá thức ăn (feed conversion ratio)

vii

In vitro 33,3DDC Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro bằng

nguồn dưỡng chất của 33,3ml dịch dạ cỏ + 16,7ml dung dịch đệm

In vitro 42DDC Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro bằng

nguồn dưỡng chất của 42ml dịch dạ cỏ + 8ml dung dịch đệm

In vitro 50DDC Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro bằng

nguồn dưỡng chất của 50ml dịch dạ cỏ, không có dung dịch đệm

In vitro GVS Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro truyền

thống của Goering và Van Soest 1970

In vitro VSVP Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro bằng

nguồn vi sinh vật phân

NDF Xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa

trung tính (neutral detergent fiber) NDFD Tỉ lệ tiêu hoá xơ thu được sau khi chiết bằng dung

dịch tẩy rửa trung tính (neutral detergent fiber digestibility)

viii

OMD Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ (organic matter

digestibility)

R2 Hệ số xác định (coefficient of determination)

TDN Tổng dưỡng chất tiêu hoá (total digestible nutrient)

ix

1.2 Thời gian thức ăn duy trì trong đường tiêu hoá của các loài gia

2.1 Công thức các khẩu phần trong thí nghiệm 6a 46 2.2 Công thức các khẩu phần trong thí nghiệm 6b 47 2.3 Công thức các khẩu phần trong thí nghiệm 7 49 3.1.1 Giá trị pH, hàm lượng ni tơ dạng amoniac và các axit béo bay hơi

trong dịch dạ cỏ các loài gia súc nhai lại 52 3.1.2 Hàm lượng của một số loại khoáng trong dịch dạ cỏ các loài gia

3.1.3 Thành phần và hàm lượng các axit amin tự do trong dịch dạ cỏ

3.2.1 Thành phần dưỡng chất của các loại thức ăn trong thí nghiệm 2 58 3.2.2 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của rơm xác định bằng 4 kỹ thuật in

3.2.3 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của thân bắp xác định bằng 4 kỹ thuật

3.2.4 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của ngọn mía xác định bằng 4 kỹ thuật

x

3.2.6 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của so đũa xác định bằng 4 kỹ thuật in

3.2.7 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro 33,3DDC, in vitro

42DDC, in vitro 50DDC và in vitro GVS trong thí nghiệm 2 63 3.3.1 Thành phần dưỡng chất của các loại thức ăn trong thí nghiệm 3 65 3.3.2 Tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ của bình linh xác định bằng 4 kỹ thuật

3.3.3 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ của bánh dầu cao su xác định bằng 4 kỹ

3.3.4 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ của lục bình xác định bằng 4 kỹ thuật

3.3.7 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in sacco, in vitro GVS, in

vitro 42DDC và in vitro VSVP trong thí nghiệm 3 69 3.4.1 Thành phần hoá học của các loại thức ăn trong thí nghiệm 4 71 3.4.2 Ảnh hưởng của kỹ thuật và nhiệt độ ủ lên tỉ lệ tiêu hoá và động

thái tiêu hoá chất hữu cơ in vitro trong thí nghiệm 4a 72 3.4.3 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC, in vitro

3.4.4 Ảnh hưởng của kỹ thuật và nhiệt độ ủ lên tỉ lệ tiêu hoá chất hữu

xi

VSVP và in vitro GVS trong thí nghiệm 4b

3.4.6 Chi phí để xác định tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro GVS, in

vitro VSVP và in vitro 42DDC cho toàn bộ thí nghiệm 4b 75 3.5.1 Thành phần hoá học của các loại thức ăn trong thí nghiệm 5a 77 3.5.2 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro GVS và in vitro 42DDC trong

3.5.3 Thành phần hoá học của các loại thức ăn trong thí nghiệm 5b 79 3.5.4 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC và in vitro GVS trong

3.5.5 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC và lượng

3.5.6 Thành phần hoá học của các loại thức ăn trong thí nghiệm 5c 82 3.5.7 Tỉ lệ tiêu hoá, năng lượng trao đổi in vitro GVS và in vitro

3.5.8 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, năng lượng trao đổi in

vitro 42DDC và in vitro GVS ở thí nghiệm 5c 83 3.6.1 Thành phần dưỡng chất của các khẩu phần trong thí nghiệm 6a 86 3.6.2 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC của các khẩu phần

ăn cho 1 kg tăng khối lượng của bò Laisind trong thí nghiệm 7 101 3.7.5 Tỉ lệ tiêu hóa biểu kiến các dưỡng chất in vivo của các nghiệm

3.7.6 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa NDF in vitro 42DDC với in vivo, mức

tiêu thụ thức ăn và mức tăng khối lượng của bò Laisind thí

3.7.7 Quan hệ giữa hàm lượng NDF với mức tiêu thụ thức ăn, tỉ lệ tiêu

hóa NDF biểu kiến in vivo và mức tăng khối lượng của bò

xiii

1.1 Vi khuẩn dạ cỏ và hoạt động tiêu hoá của chúng 8

1.3 Nguyên sinh động vật dạ cỏ và hoạt động tiêu hoá của chúng 9 2.1 Trâu mổ lỗ dò dạ cỏ được dùng để thực hiện thí nghiệm 2 và 3 33 2.2 Thực hiện qui trình xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro 35 2.3 Các ống nghiệm ủ trong nồi chưng cách thủy ở các nhiệt độ khác

2.4 Thực hiện kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá và sinh khí in vitro 42

1.2 Hệ thống phân tích thành phần hoá học của thức ăn thô cho gia súc

1.1 Mối quan hệ giữa tăng khối lượng dự đoán từ giá trị năng lượng

trao đổi tiêu thụ với tăng khối lượng thực tế của bò 13 1.2 Mối quan hệ giữa năng lượng trao đổi với năng lượng thuần 14 1.3 Mối quan hệ giữa năng lượng tiêu hóa với năng lượng trao đổi 14 1.4 Mối quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ với năng lượng trao đổi 15 3.1.1 Tỉ lệ các axit amin/tổng axit amin của dịch dạ cỏ và trypticase 56 3.2.1 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ trung bình của cả 5 loại thức ăn lúc 48

giờ ủ xác định bằng 4 kỹ thuật in vitro trong thí nghiệm 2 61

ăn xác định bằng 4 kỹ thuật trong thí nghiệm 3 68

3.4.1 Đường cong tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ xác định bằng 3 kỹ thuật in

3.4.2 Sự khác biệt về tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro lúc 48 giờ ủ giữa

3.4.3 Sự khác biệt về tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro lúc 48 giờ ủ giữa

các mức nhiệt độ ủ khác nhau trong thí nghiệm 4b 74

3.5.1 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro 42DDC và in vitro

3.5.2 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro 42DDC và in vitro

3.5.3 Quan hệ giữa tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro 42DDC và in vitro

3.6.1 Đường cong tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC của các

3.6.2 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC, in vitro GVS và in vivo

3.6.3 Đường cong tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC của các

3.6.4 Tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in vitro 42DDC, in vitro GVS và in vivo

xv

3.7.1 Các đường cong tỉ lệ tiêu hoá NDF in vitro 42DDC của các

3.7.2 Tỉ lệ tiêu hoá NDF in vitro 42DDC và in vivo của các nghiệm thức

3.7.3 Quan hệ giữa DNDF in vitro 42DDC và in vivo trong thí nghiệm 7 104

3.7.4 Quan hệ giữa DNDF in vitro 42DDC và mức tiêu thụ thức ăn của

3.7.5 Quan hệ giữa DNDF in vitro 42DDC và mức tăng khối lượng của

xvi

mục đích hoàn thiện kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro và ứng dụng nó

để phục vụ chăn nuôi gia súc nhai lại Đề tài gồm có 7 thí nghiệm để đánh giá các

kỹ thuật ước lượng tỉ lệ tiêu hoá thức ăn thô khác nhau như in vitro, sinh khí in vitro, in sacco và in vivo

Các kết quả đã chỉ ra rằng nguồn dịch dạ cỏ (DDC) gia súc nhai lại có chứa các dưỡng chất cần thiết cho vi sinh vật phát triển và có thể sử dụng ở mức độ 42

ml DDC với 8 ml dung dịch đệm (42DDC) thay các hoá chất do Goering và Van Soest (GVS) đề nghị làm nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật để xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn thô in vitro Nguồn DDC thu lấy từ lò mổ có tiềm năng tận dụng làm nguồn

vi sinh vật và nguồn dưỡng chất thay gia súc mổ lỗ dò trong xác định tỉ lệ tiêu hoá

in vitro Phân cũng có thể dùng làm nguồn vi sinh vật chủng trong nghiên cứu tiêu hoá thức ăn in vitro (VSVP)

Kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro 42DDC có giá thành thấp và bảo vệ môi trường hơn so với in vitro GVS và in vitro VSVP do tận dụng được vật liệu sẵn

có và ít dùng hoá chất Kỹ thuật tiêu hoá in vitro 42DDC có thể ứng dụng để đánh giá chất lượng thức ăn thô, mức tiêu thụ thức ăn và mức tăng khối lượng của gia súc nhai lại Kỹ thuật này có mối quan hệ tuyến tính gần với các kỹ thuật ước lượng

tỉ lệ tiêu hoá in vivo (R 2 >0,93), in sacco (R 2 =0,83), in vitro GVS (R 2 >0,93), sinh khí

in vitro (R 2 =0,82) và in vitro VSVP (R 2 =0,90) Qui trình kỹ thuật in vitro 42DDC là

ủ yếm khí 0,5 g mẫu với 42 ml DDC + 8 ml dung dịch đệm ở 40 0 C, và sau đó là xử

lý với 50 ml dung dịch tẩy trung tính ở 85 0 C trong 12 giờ

Tăng hàm lượng NDF và ADF trong khẩu phần làm giảm mức tiêu thụ thức

ăn, tỉ lệ tiêu hoá và tăng khối lượng của trâu bò thí nghiệm Trong khẩu phần nuôi trâu, bò ở Đồng Bằng Sông Cửu Long nên giữ hàm lượng ADF từ mức 37 đến 39%

và hàm lượng NDF từ 67 đến 69% để thỏa mãn yêu cầu về mức tăng khối lượng, tận dụng hiệu quả thức ăn thô và cho hiệu quả kinh tế

Từ khoá: gia súc nhai lại, nguồn thức ăn, kỹ thuật tiêu hoá in vitro, nguồn vi sinh

vật chủng, nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật

xvii

vitro digestibility measurement, and to apply for ruminant production It included seven experiments for evaluating different techniques of roughage digestibility measurement such as in vitro, in vitro gas production, in sacco and in vivo

Results of study showed that rumen fluid (RF) of ruminants contain essential nutrients for microbial growth, and it could be used at a level of 42 ml plus 8 ml buffer solution (42RF) to replace chemicals suggested by Goering and Van Soest (GVS) as microbial nutrient sources for in vitro digestibility measurement of roughages The RF sources from slaughter house should be used as an alternative inoculum and microbial nutrients to replace that from the rumen- fistulated animal for in vitro digestibility determination Feces could be also used as the inoculum for

in vitro digestibility measurement

The technique of 42RF in vitro feed digestibility was better than the GVS in vitro techniques and using feces as inocula in low cost and better environment due

to utilization of available and non-chemical materials The technique of 42RF in vitro digestibility could evaluate quality of roughages, feed intake and weight gain

of ruminants It also had a closely linear relationship to in vivo (R 2 >0.93), in sacco (R 2 =0.83), GVS in vitro (R 2 >0.93), in vitro gas production (R 2 =0.82) and fecal in vitro techniques (R 2 =0.90) The standard procedure of 42RF in vitro technique was 0.5 g substrate incubating with 42 ml RF plus 8 ml buffer solution in water bath at

40 0 C and following by treating with 50 ml neutal detergent solution at 85 0 C for 12 hours

Increasing neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) content in diets reduced feed intake, digestibility and growth rate of experimental cattle and buffaloes (P<0.05) The diets of buffaloes and cattle in the Mekong delta

of Vietnam should obtain the ADF content from 37 to 39% and the NDF content from 67 to 69% to satisfy their growth, efficient utilization of roughages and low cost of feeding

Keywords: Ruminants, feed resources, in vitro digestive techniques, inoculum

sources, microbial nutrient sources

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Theo xu hướng phát triển của nước ta, nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng và các sản phẩm của gia súc nhai lại ngày càng được quan tâm Chăn nuôi gia súc nhai lại ở nước ta phát triển mạnh trong thời gian gần đây [56] Tuy nhiên người nuôi gia súc nhai lại đang gặp sự khan hiếm về số lượng và sự thay đổi chất lượng của thức

ăn Trong những giai đoạn đặc biệt trong năm, trâu bò chỉ ăn các loại rơm rạ kém dưỡng chất do thiếu cỏ xanh Trong trường hợp này phải có các biện pháp bổ sung

để tránh gia súc bị hao hụt khối lượng [147], [160] Do vậy các nghiên cứu đánh giá

và tìm kiếm các nguồn thức ăn mới để thay thế và bổ sung thêm cho thức ăn truyền thống là cần thiết Trong các khảo sát gần đây đã cho thấy ở nước ta có nhiều nguồn thức ăn thô xanh và chưa được đánh giá một cách đầy đủ [52]

Tỉ lệ tiêu hoá dưỡng chất có vai trò quan trọng trong đánh giá chất lượng thức ăn do có một mối quan hệ chặt chẽ với giá trị năng lượng trao đổi và năng suất vật nuôi [30], [111] Hơn thế nữa các loại thức ăn thô ở vùng nhiệt đới thường có hàm lượng và cấu trúc xơ biến động cho nên công việc dự đoán chất lượng thức ăn hay bị sai lệch so với thực tế do xơ là nhân tố quan trọng làm kìm hãm tỉ lệ tiêu hoá thức ăn [89] Hiện nay kỹ thuật đánh giá tỉ lệ tiêu hoá của thức ăn trong phòng thí

nghiệm (in vitro) được quan tâm ứng dụng phổ biến hơn kỹ thuật đánh giá tỉ lệ tiêu hoá trực tiếp trên thú sống (in vivo hoặc in situ) do đơn giản, nhanh, giá thành thấp

và có khả năng kiểm soát điều kiện thí nghiệm [95] Một cách truyền thống kỹ thuật

in vitro yêu cầu phải nuôi gia súc mang lỗ dò dạ cỏ để cung cấp dịch dạ cỏ làm

nguồn vi sinh vật chủng và sử dụng nhiều loại hoá chất như trypticase, Na2HPO4,

KH2PO4, MgSO4, CaCl2, MnCl2, CoCl2 và FeCl3 làm nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật phát triển [60], [151] nên có khả năng gây ô nhiễm hoá chất cho môi trường, đồng thời các loại hoá chất này thường khan hiếm và giá cao đối với các nước đang phát triển [106], [149]

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng phân có khả năng dùng làm nguồn vi sinh

vật chủng trong xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn in vitro [113], [150] Trong dịch dạ

cỏ có chứa nhiều dưỡng chất thích hợp cho vi sinh vật phát triển như là amoniac, peptide, axit amin, axit béo bay hơi, khoáng, vitamin và các tiền tố khác được hình thành từ sự tiêu hoá thức ăn ăn vào và sự tổng hợp của vi sinh vật dạ cỏ [29], [33], [54], [72] Do vậy việc tận dụng nguồn dịch dạ cỏ từ các lò mổ làm dưỡng chất cho

vi sinh vật trong kỹ thuật nghiên cứu tiêu hoá in vitro có tiềm năng ứng dụng tốt để

đánh giá chất lượng thức ăn, hạ giá thành, giảm việc mổ lỗ dò ở gia súc nhai lại và giảm ô nhiễm hoá chất với môi trường

Mục tiêu đề tài

(1) Nghiên cứu hoàn thiện qui trình kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro

cho thức ăn thô

(2) Ứng dụng kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá in vitro bằng nguồn dưỡng chất

của dịch dạ cỏ để kiểm tra đánh giá chất lượng thức ăn thô, đánh giá ảnh hưởng của

xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit lên tỉ lệ tiêu hoá, và ước lượng mức tiêu thụ thức ăn, tỉ lệ tiêu hoá xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa trung tính và mức tăng khối lượng của gia súc nhai lại

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các loài gia súc nhai lại như trâu, bò, dê

và cừu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tiêu thụ thức ăn, tỉ lệ tiêu hoá và tăng khối

lượng của trâu, bò; các kỹ thuật ước lượng tỉ lệ tiêu hoá in vitro, sinh khí in vitro, in sacco và in vivo; giá trị dưỡng chất của dịch dạ cỏ; nguồn dưỡng chất cho vi sinh vật trong nghiên cứu tiêu hoá thức ăn in vitro; nguồn vi sinh vật chủng trong nghiên cứu tiêu hoá thức ăn in vitro; nhiệt độ ủ trong nghiên cứu tiêu hoá thức ăn in vitro;

hàm lượng xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa trung tính và xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit trong khẩu phần nuôi gia súc nhai lại; và các thành phần dưỡng chất của thức ăn gia súc nhai lại như phụ phẩm nông - công nghiệp, họ hoà thảo, họ đậu, thủy thực vật và các loại thực vật khác

Những đóng góp mới của đề tài

Lần đầu tiên ở Việt Nam sử dụng nguồn dịch dạ cỏ từ lò mổ để hòan thiện

qui trình xác định tỉ lệ tiêu hóa in vitro nhằm phục vụ công tác nghiên cứu chất

lượng thức ăn thô, ảnh hưởng của hàm lượng xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa trung tính, xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit lên tỉ

lệ tiêu hoá, lên mức tiêu thụ thức ăn và lên mức tăng khối lượng của gia súc nhai lại

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Nguồn thức ăn thô cho gia súc nhai lại ở Việt Nam - Hiện trạng và tiềm năng

Nguồn thức ăn thô xanh ở Việt Nam có những hạn chế nhất định Khả năng cung cấp cỏ xanh làm thức ăn cơ bản cho gia súc ăn cỏ kém về số lượng và chất lượng Diện tích đất dùng để trồng cỏ cả nước ta hiện nay chỉ có khoảng 45 ngàn ha

và chỉ đáp ứng được 7,6% nhu cầu thức ăn thô xanh của gia súc ăn cỏ [1] Năng suất cỏ tự nhiên ở nước ta thấp, khoảng 7 - 8 tấn chất khô (DM)/ha/năm [40] Một

số cỏ có năng suất cao như cỏ voi được trồng ở nước ta đạt khoảng 35 tấn DM/ha/năm [4] Trong khi tổng đàn gia súc ăn cỏ ở Việt Nam tăng lên hàng năm khoảng 10% (từ 2002 đến 2007) và đạt 11,5 triệu con trong năm 2007 [56] Trên thực tế, nước ta có nguồn phụ phẩm nông nghiệp lớn có khả năng dùng làm nguồn thức ăn cơ bản cho gia súc nhai lại như rơm lúa, thân bắp hoặc ngọn mía

Hiện nay có trên 7,3 triệu ha đất để trồng lúa, 1 triệu ha đất trồng bắp và 0,3 triệu ha đất trồng mía Các phụ phẩm từ trồng trọt như rơm, thân bắp, ngọn mía đều

có thể sử dụng để nuôi gia súc nhai lại [147] Theo Bui Van Chinh và Le Viet Ly

2001 [40], ở nước ta hàng năm tạo ra trên 29 triệu tấn phụ phẩm có thể dùng làm thức ăn cho gia súc nhai lại Song khi chỉ sử dụng các phụ phẩm một cách đơn điệu

để nuôi gia súc nhai lại thường có những hạn chế do không cân đối dưỡng chất như thấp đạm, xơ cao và tỉ lệ tiêu hoá thấp [40], [147] Kết quả dẫn đến gia súc có năng suất thấp và dễ bệnh tật Bên cạnh đó nước ta còn có nhiều loài thực vật xanh có tiềm năng lớn để sử dụng làm nguồn thức ăn cho gia súc nhai lại [52] Từ các yêu cầu đó cho thấy chúng ta cần có những chương trình nghiên cứu toàn diện về giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn thô nhằm phát triển chăn nuôi gia súc nhai lại một cách bền vững

1.2 Tiêu hoá ở gia súc nhai lại

1.2.1 Sinh lý tiêu hoá loài gia súc nhai lại

Nhai lại là một phản xạ được kích thích bởi các vật chất xơ của thức ăn trong

dạ cỏ Một số nghiên cứu đã chứng minh khi tăng thức ăn hỗn hợp cao trong khẩu phần đã làm giảm nhai lại và tiết nước bọt đáng kể Bởi vì nhai lại gây kích thích tiết nước bọt Phản xạ nhai lại như là một nhân tố tiêu hoá cơ học chính ở loài gia súc nhai lại Nhờ vào quá trình nhai lại mà giúp gia súc nghiền mịn thức ăn để cho

vi sinh vật dạ cỏ thâm nhập vào các mảnh thức ăn thô, tiến hành lên men và tiêu hoá thức ăn [155] Thông thường thức ăn được nhai sơ qua và nuốt xuống dạ cỏ, sau đó được ợ lên nhai lại và nuốt xuống, quá trình này diễn ra liên tục đến khi kích thước thức ăn còn 1 - 2 mm thì được trôi xuống dạ lá sách [50] Theo Ulyatt 1982 [154], với thức ăn thô gia súc nhai lại nhiều hơn thức ăn nghiền hoặc viên Gordon 1958 [61] quan sát cừu ăn cỏ khô nghiền mịn có thời gian nhai lại là 5 giờ/24 giờ trong khi cừu ăn cùng loại cỏ khô nhưng được chặt dài hơn thì thời gian nhai lại là 8,5 - 9 giờ/24 giờ và thời gian nhai lại chỉ có 2 giờ/24 giờ khi cừu ăn thức ăn hỗn hợp

Nước bọt được tiết ra từ các tuyến nước bọt đổ vào xoang miệng Có 8 tuyến nước bọt làm nhiệm vụ tiết nước bọt ở loài gia súc nhai lại Đối với bò lượng nước bọt tiết ra khoảng 90 - 190 lít/24 giờ và thay đổi theo từng loại khẩu phần [118] Nước bọt tiết ra ít nhất trong giai đoạn gia súc nghỉ ngơi, nhiều nhất là trong giai đoạn gia súc nhai lại và trong giai đoạn đang ăn thì thấp hơn Lượng nước bọt đi vào dạ cỏ - tổ ong nhiều nhất trong khoảng thời gian đầu sau khi ăn Vai trò của nước bọt như là chất đệm cho dạ cỏ, khi thức ăn được lên men thì các axit béo bay hơi (ABBH) được giải phóng làm giảm pH và nước bọt sẽ làm trung hoà các ABBH này để ổn định pH Thành phần nước bọt được ghi trong Bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần nước bọt của cừu

Sự tiêu hoá thức ăn ở dạ cỏ được thực hiện bởi hệ vi sinh vật dạ cỏ Ở dạ lá sách hầu như không có quá trình lên men thức ăn Dạ lá sách là nơi hấp thu các chất điện giải và nước Dạ lá sách còn có nhiệm vụ hấp thu ABBH còn sót lại Dạ múi khế có chức năng tương tự như dạ dày của loài dạ dày đơn, duy trì môi trường axit để tiêu hoá thức ăn thoát qua sự phân hủy tại dạ cỏ như là protein vi sinh vật, lipid và các dưỡng chất thoát qua khác Dạ múi khế có một lượng lớn dịch múi khế tiết ra liên tục, người ta ước tính trong 24 giờ vùng thượng vị tiết ra 4 - 6 lít và vùng hạ vị 200

- 400 ml

Ruột non ở loài gia súc nhai lại cũng tương tự như ở loài dạ đơn, tiêu hoá hy đrat cac bon, protein, chất béo và hấp thu các sản phẩm tiêu hoá như glu co za, axit béo, axit amin, nước và khoáng Các men tiêu hoá được tiết ra từ niêm mạc ruột, gan và tụy đổ vào ruột non để tiêu hoá các thành phần thức ăn Ruột già là đoạn cuối của ống tiêu hoá, có hiện diện các vi sinh vật làm nhiệm vụ tiếp tục lên men các thành phần thức ăn không được tiêu hoá và hấp thu Người ta ước tính được xen

lu lo za có khả năng tiêu hoá trong ruột già lên đến 10% tổng xen lu lo za trong khẩu phần [118]

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các loài vi khuẩn tham gia tiêu hoá

thức ăn trong dạ cỏ như là Peptostreptococcus, Eubacterrium, Fusobacterium,

Lactobacillus, Butyrivibrio, Bacteroides, Ruminococcus, Bifidobacterium, Selenomonas và Streptococcus đều có mặt trong phân [113] Sản phẩm tiêu hoá xơ

ở ruột sau tương tự như ở dạ cỏ [162] Nhưng ở ruột già không có sự hiện diện của nguyên sinh động vật và nấm cho nên hoạt động tiêu hoá xơ ở đây thường kém hơn

ở dạ cỏ [92], [113], [162] Thời gian duy trì thức ăn trong đường tiêu hoá nhai lại cho thấy trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Thời gian thức ăn duy trì trong đường tiêu hoá của các loài gia súc nhai lại

Nguồn: Bartocci và ctv 1997 [26]

1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ loài gia súc nhai lại

Hệ vi sinh vật dạ cỏ là tác nhân chính tham gia và ảnh hưởng mạnh mẽ lên

sự tiêu hoá thức ăn của gia súc nhai lại Hiện nay người ta đã xác định được cấu trúc

hệ sinh thái vi sinh vật dạ cỏ gồm có 3 loại chính là vi khuẩn, nguyên sinh động vật

và nấm Vi khuẩn là vi sinh vật nhỏ hiện diện với số lượng khoảng 1010 - 1011 /ml dịch dạ cỏ (DDC) Nguyên sinh động vật có số lượng ít hơn (105 - 106 /ml DDC) nhưng chúng có kích thước lớn hơn và chiếm khoảng 50% tổng sinh khối của vi sinh vật DDC Nấm hiện diện với số lượng ít (103 - 104 /ml DDC) và sinh khối của chúng khó ước lượng được vì chúng có chu kỳ sống nửa động vật và nửa thực vật bám trên thức ăn [81] Hoạt động tiêu hoá vách tế bào thức ăn được thực hiện bởi sự hợp nhất của cả 3 loại vi sinh vật trên, trong đó vi khuẩn và nấm có khả năng đóng góp trên 80% và phần còn lại là do nguyên sinh động vật [166] Vi khuẩn giữ vai trò chính để tiêu hoá các sợi xơ của vách tế bào, động thái tiêu hoá của vi khuẩn thể hiện ở Hình 1.1

Hình 1.1 Vi khuẩn dạ cỏ và hoạt động tiêu hoá của chúng [11], [13]

Hình 1.2 Nấm dạ cỏ và hoạt động tiêu hoá của chúng [12], [28], [78]

Nấm cũng giữ vai trò quan trọng trong hoạt động tiêu hoá vách tế bào, chúng

là tác nhân đầu tiên xâm nhập và phá vỡ các cấu trúc lignin - xen lu lo za bền vững của vách tế bào, sau đó là sự xâm nhập của các vi khuẩn bám lên các sợi xơ [12],

[70] Akin và ctv 1983 [12] cho rằng nấm có khả năng đóng góp khoảng 20% tiêu

hoá của hệ vi sinh vật dạ cỏ, nhiều khi người ta còn quan sát thấy nấm có thể đóng góp lên đến 68% tiêu hoá của hệ vi sinh vật dạ cỏ [70] Hình 1.2 đã cho thấy hoạt động tiêu hoá thức ăn của nấm

Nguyên sinh động vật có kích thước lớn, chúng có khả năng cắn xé và ăn các mảnh lớn thức ăn thậm chí chúng ăn luôn cả vi khuẩn và nấm [81] Với hoạt động cắn xé và ăn các mảnh thức ăn này đã đóng góp cho hoạt động tiêu hoá của vi sinh vật dạ cỏ là 14 - 28% [18] Các hoạt động cắn xé và ăn các mảnh thức ăn được thể hiện ở Hình 1.3

Hình 1.3 Nguyên sinh động vật dạ cỏ và hoạt động tiêu hoá của chúng [18], [28]

Tuy nhiên nguyên sinh động vật đã ăn mất một số lượng lớn vi khuẩn và nấm (102 - 104 tế bào vi khuẩn/giờ), nên đôi khi người ta cho rằng nguyên sinh động vật có ảnh hưởng ngược lên sự tiêu hoá [70], [81] Tổng kết từ nhiều thí nghiệm, Jouany và Ushida 1999 [81] kết luận rằng loại bỏ nguyên sinh động vật không đem lại hiệu quả về mặt tiêu hoá thậm chí còn có ảnh hưởng ngược lên sự trao đổi đạm

và năng lượng, đặc biệt đối với khẩu phần tốt

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng lên sự phát triển của hệ vi sinh vật dạ cỏ

Sự sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ có vai trò quan trọng đối với gia súc vì

vi sinh vật dạ cỏ có khả năng tiêu hoá các loại xơ thức ăn và cung cấp dưỡng chất Các yếu tố cần thiết cho sự tổng hợp protein và sinh trưởng vi sinh vật dạ cỏ trình bày trong Sơ đồ 1.1

Sơ đồ 1.1 Sự tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ [83]

Giá trị pH trong dạ cỏ là kết quả biểu thị sự lên men thức ăn của vi sinh vật

dạ cỏ, giải phóng ABBH và khả năng đệm của nước bọt Giá trị pH dạ cỏ còn phụ thuộc vào tốc độ lên men của vi sinh vật Bình thường pH dạ cỏ thay đổi từ 6 đến 7, khi khẩu phần có nhiều hy đrat cac bon dễ lên men sẽ làm pH giảm, kết quả dẫn đến giảm số lượng vi sinh vật dạ cỏ do trao đổi anion của vách tế bào vi sinh vật bị rối loạn khi có sự chênh lệch giữa pH môi trường và pH tế bào chất [131], [141] Sự ảnh hưởng của pH thấp lên số lượng vi sinh vật dạ cỏ còn phụ thuộc vào nồng độ ABBH, khi ABBH cao sự ảnh hưởng của pH thấp càng mạnh hơn [131] Đặc biệt là các loại vi sinh tiêu hoá xơ rất nhạy cảm với pH thấp, khi pH giảm từ 6,9 đến 6,0 thì mật số của chúng giảm từ 109 đến 103 /ml DDC [167] Tuy nhiên người ta quan sát thấy vẫn còn một số loài vi khuẩn dạ cỏ có khả năng sinh trưởng trong pH (5 - 6)

thấp như Streptococcus bovis và Prevotella ruminicola, nhưng không có khả năng

tiêu hoá xơ [167]

Amoniac là nguồn đạm quan trọng để vi khuẩn dạ cỏ sử dụng tổng hợp nên protein cho bản thân Hàm lượng amoniac trong dạ cỏ thay đổi theo thời gian sau khi ăn và cao nhất lúc sau khi ăn khoảng 2 - 3 giờ [57] Ngoài amoniac vi sinh vật

dạ cỏ cũng có nhu cầu đặc biệt về peptide và các axit amin [82]

Năng lượng có vai trò quan trọng cho sự sinh trưởng của sinh vật Năng lượng được vi sinh vật dạ cỏ sử dụng trực tiếp là ở dạng adenosin triphosphat

(ATP) Năng lượng này được giải phóng từ sự trao đổi hy đrat cac bon của thức ăn

Mô hình hoá sự chuyển hoá hy đrat cac bon từ thức ăn để giải phóng ATP như sau:

He xo za (Hexose) → Pyruvate + 2 ATP + H2

2 Pyruvate + 2 H2O → 2 A xe tic + 2 CO2 + 2 H2 + 2 ATP

2 Pyruvate + 8 H2O → 2 Propionic + 2 H2O + 2 ATP

2 Pyruvate + 4 H2O → Butyric + 2 H2 + 2 CO2 + 2 ATP

CO2 + H2 → CH4 + 2 H2O + 2 ATP

Trên thực tế việc xác định giá trị năng lượng dưới dạng ATP thường gặp khó khăn, cho nên các tham số đo lường năng lượng truyền thống được chấp nhận hơn Giá trị chất hữu cơ tiêu hoá (DOM), tổng dưỡng chất tiêu hoá (TDN), năng lượng tiêu hoá (DE), năng lượng trao đổi (ME) hoặc năng lượng thuần (NE) thường được dùng phổ biến hơn ATP để dự đoán khả năng tăng trưởng của vi sinh vật dạ cỏ [109]

Khi đạm và năng lượng được cung cấp không giới hạn, tỉ lệ đồng bộ (synchronization) phóng thích đạm và năng lượng có ảnh hưởng lớn lên sự sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ [43], [84], [111], [136] Năng lượng cung cấp cho vi sinh vật thường đến từ sự lên men hy đrat cac bon [83] Các loại hy đrat cac bon hoà tan nhanh (đường và các axit hữu cơ) sẽ giải phóng năng lượng cung cấp cho vi sinh vật dạ cỏ nhanh hơn các loại hy đrat cac bon khó hoà tan

Ngoài các nhân tố trên, sự sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố vi lượng khác như khoáng, vitamin và các tiền tố khác [83] Boila và Golfman 1991 [32] cho thấy rằng Mo và S có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ Ảnh hưởng của S lên sự sinh trưởng vi sinh vật dạ cỏ cũng đã được nhận định bởi Sniffen và Robinson 1987 [138] NRC 2001 [111] đề nghị rằng nồng

độ S thích hợp trong khẩu phần gia súc nhai lại là 0,11 - 0,20% Phốt pho là cấu tử quan trọng để tổng hợp ATP cho vi sinh vật dạ cỏ và cũng có vai trò tác động lên sự tổng hợp protein của vi sinh vật [139] Các loại thành phần khoáng khác như Ca, phot pho, S, Mg, Mo, Zn, Mn và Co cũng đã được chứng minh có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ [22], [32]

1.3 Các phương pháp đánh giá chất lượng thức ăn thô cho gia súc nhai lại 1.3.1 Quan niệm đánh giá chất lượng thức ăn thô cho gia súc nhai lại

Chất lượng thức ăn thô của gia súc nhai lại được biểu hiện trực tiếp qua năng suất sản xuất Thế nhưng đánh giá chất lượng thức ăn theo phương pháp theo dõi

năng suất của vật nuôi rất tốn kém, mất thời gian và không thỏa mãn được yêu cầu sản xuất trong thực tiễn Qua tổng kết từ nhiều thí nghiệm (n= 1371) người ta thấy rằng năng suất vật nuôi có một mối quan hệ tuyến tính mật thiết với giá trị năng lượng của thức ăn và người ta có thể ước lượng được năng suất của vật nuôi từ giá trị năng lượng thức ăn (Đồ thị 1.1) [30]

Đồ thị 1.1 Mối quan hệ giữa tăng khối lượng (TKL) dự đoán từ giá trị năng lượng trao đổi tiêu thụ với tăng khối lượng thực tế của bò [30]

Như thế giá trị năng lượng thức ăn là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của thức ăn gia súc Các tham số phản ánh giá trị năng lượng của thức ăn được sử dụng rộng rãi hiện nay là năng lượng thuần (NE) hoặc năng lượng trao đổi (ME) [8], [10], [44], [111] Hai tham số này có một mối quan hệ tuyến tính mật

thiết với nhau và có thể chuyển đổi qua lại (Đồ thị 1.2) [126] Thế nhưng để xác định được giá trị NE hoặc ME của thức ăn thì cần phải thực hiện các thí nghiệm cân bằng năng lượng Loại thí nghiệm này thì phải có các trang thiết bị hiện đại, tốn kém và không phù hợp để ứng dụng rộng rãi

Đồ thị 1.2 Mối quan hệ giữa năng lượng trao đổi với năng lượng thuần [126]

Đồ thị 1.3 Mối quan hệ giữa năng lượng tiêu hoá với năng lượng trao đổi [92]

Tổng kết từ 543 thí nghiệm cân bằng năng lượng, Moe và ctv 1972 [105] đã

cho thấy rằng năng lượng tiêu hoá (DE) giải thích được 86% sự khác nhau về giá trị

ME của thức ăn (Đồ thị 1.3) Từ đó các thí nghiệm về tỉ lệ tiêu hoá trở nên được quan tâm ứng dụng để đánh giá chất lượng thức ăn cho gia súc nhai lại Các thí nghiệm về tỉ lệ tiêu hoá được bắt đầu thực hiện vào những năm 1860 tại Đại học Goetting của Đức [132]

Đồ thị 1.4 Mối quan hệ tuyến tính của tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ với năng lượng trao đổi [31]

Đồ thị 1.4 cho biết được mối quan hệ tuyến tính giữa giá trị ME và tỉ lệ tiêu hoá chất hữu cơ (OMD) của thức ăn Để đánh giá tỉ lệ tiêu hoá thức ăn, hiện nay chúng ta có nhiều kỹ thuật khác nhau Bao gồm các kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá

thức ăn trực tiếp trên thú sống (in vivo hoặc in situ) [97], [114], [133] và kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hoá thức ăn ở trong phòng thí nghiệm (in vitro) [60], [80], [102],

[113], [150], [151] Mỗi kỹ thuật có những ưu - nhược điểm riêng và đã được đưa ra bàn luận trong nhiều bài báo khoa học [2], [85], [95], [106], [127], [147]

1.3.2 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng thành phần hoá học

Hệ thống Weede Cấu trúc thức ăn Hệ thống Van Soest

Protein Phi protein Lipid Pigments Đường Axit hữu cơ Pectin Hemi xen lu lo za (hemicellulose) Lignin tan trong kiềm

Lignin không tan trong kiềm

Ni tơ liên kết xơ Xen lu lo za (cellulose) Khoáng hoà tan Khoáng không hoà tan

Sơ đồ 1.2 Hệ thống phân tích thành phần hoá học của thức ăn thô cho gia súc nhai lại theo Weede và Van Soest [39]

Tùy theo hệ thống mà người ta có thể phân chia thức ăn thành các thành

phần khác nhau Hai hệ thống được ứng dụng rộng rãi nhất để phân tích thành phần

hoá học của thức ăn là hệ thống Weede và hệ thống Van Soest [39] Sự khác biệt cơ bản ở 2 hệ thống này được trình bày ở Sơ đồ 1.2 Vai trò ảnh hưởng của các thành phần hoá học lên tỉ lệ tiêu hoá thức ăn cho trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Quan hệ giữa thành phần hoá học thức ăn và tỉ lệ tiêu hoá

và có ảnh hưởng tích cực lên tỉ lệ tiêu hoá của thức ăn Trong khi các thành phần có cấu trúc phức tạp như xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa trung tính (NDF), xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit (ADF) và lignin có ảnh hưởng ngược lên tỉ lệ tiêu hoá của thức ăn

Điều đó cho thấy rằng phân tích thành phần hoá học của thức ăn có vai trò quan trọng trong đánh giá chất lượng thức ăn cho gia súc nhai lại, nó cung cấp những thông tin hữu dụng về đặc tính cấu trúc hoá học của mỗi thức ăn mà chúng

có ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực lên tỉ lệ tiêu hoá và giúp chúng ta hiểu rõ hơn

về các yếu tố làm hạn chế tỉ lệ tiêu hoá và năng suất của vật nuôi Thế nhưng các phương pháp phân tích hoá học thức ăn sẽ gây ra tốn kém kinh phí [39], [92], [95]

Vai trò phân tích protein thô và béo

Từ năm 1883 nhà hoá học Ðan Mạch, J G Kjeldhal, đã phát triển một phương pháp để ước lượng protein gọi là phương pháp Kjeldhal được áp dụng một cách rộng rãi hiện nay Ông thấy rằng trung bình protein chứa 16% ni tơ cho nên hàm lượng protein trong thức ăn thường được tính lấy lượng ni tơ xác định được nhân với 6,25 (=100/16) được gọi là protein thô (crude protein, CP) Giá trị CP phân tích được bằng phương pháp Kjeldhal bao gồm protein thực (true protein) và phi protein (non protein)

Sự phân giải CP tại dạ cỏ thành peptid, axit amin, ABBH và amoniac [24], [72] Protein thô có khả năng phân hủy 20 - 100% khi vào dạ cỏ [24] Những CP không được phân hủy tại dạ cỏ sẽ được chuyển vào dạ múi khế và ruột ở dạng không biến đổi cùng với peptide và axit amin sẽ được tiêu hoá hấp thu ở dạ múi khế hoặc ruột và sử dụng trực tiếp vào quá trình chuyển hoá của vật chủ Phần CP này gọi là CP thoát qua và do vậy nó có hiệu suất cung cấp protein cho gia súc cao do không thất thoát từ quá trình tổng hợp của hệ vi sinh vật ở dạ cỏ

Chất béo (EE) được ước lượng bằng phương pháp chiết ether vì phần lipid và các loại béo khác được xem như là phần trong thức ăn được tan trong ether nó thường bao gồm triglyceride, axit béo, phospholipid, waxes, pigment, Thành phần

EE phần lớn là các phospholipids và glucolipids như là axit linolenic (50%), axit linoleic (10%), axit oleic (15%) nằm chủ yếu ở chất diệp lục [69] Chất béo trong thức ăn loài gia súc nhai lại thường thấp (1 - 5%), nhưng các loại cỏ ở vùng ôn đới

có hàm lượng EE cao hơn (5 - 10%) và các loại hạt ngũ cốc chỉ có EE 1 - 2% Do

đó lượng béo được gia súc ăn vào thường ít Chất béo khi được gia súc ăn vào dạ cỏ được thủy phân thành axit béo, galactose, glycerol và axit béo tự do Galactose và glycerol được lên men thành ABBH còn axit béo tự do được kết hợp sinh ra hơi [58] Các axit béo nhiều cac bon thường là những axit béo không no và dễ tách ra, chúng được hấp thu tại dạ cỏ và được vi sinh vật dạ cỏ thủy phân [124], [132]

Tỉ lệ tiêu hoá EE tại ruột non cao (80%), sự hấp thu EE tại ruột non có tương quan với lượng ăn vào, lượng EE này chủ yếu là từ khẩu phần, từ vi sinh vật cung cấp rất ít (vi khuẩn chứa EE 10 - 15%) hoặc từ các chất nội tiết [146] Chất béo vào trong dạ cỏ làm thành màng bảo vệ bề ngoài thức ăn làm giảm sự thích nước, ngăn ngừa vi sinh vật bám vào và phân hủy thức ăn, bảo vệ cho thức ăn theo cùng tránh lên men [67] Các axit béo tự do mạch dài có thể kiềm chế sự sinh trưởng vi khuẩn trong dạ cỏ hoặc gây ngộ độc cho vi sinh phân giải xen lu lo za do đó giảm tỉ lệ tiêu hoá xơ [73] [86] Tuy nhiên những nghiên cứu gần đây đã cho thấy bổ sung lipid một cách hợp lý không ảnh hưởng đến việc tiêu thụ thức ăn, tỉ lệ tiêu hoá chất khô (DMD), OMD, tỉ lệ tiêu hoá xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa trung tính (NDFD) và tỉ lệ tiêu hoá xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit (ADFD), đồng thời tăng được tỉ lệ tiêu hoá axit béo không bão hoà ở ruột, cải thiện được khả năng sản xuất và chất lượng sản phẩm của gia súc [41]

Vai trò phân tích hy đrat cac bon và xơ

Phương pháp xác định hy đrat cac bon (carbohydrate) cấu trúc bằng cách phân tích xơ thô (CF) vẫn còn được áp dụng rộng rãi, nhưng hệ thống tẩy rửa xác định NDF tỏ vẻ hấp dẫn hơn trong các phòng thí nghiệm vì nó nêu được thành phần

he mi xen lu lo za (hemicellulose), xen lu lo za (cellulose) và lignin trong thức ăn và

có liên hệ đến mức tiêu thụ thức ăn của thú Xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy rửa axit liên hệ đến tiềm năng tiêu hoá của thức ăn và đo lường được xen lu

lo za và lignin Thành phần cầu nối lignin - xen lu lo za được thể hiện ở giá trị ADF

và lignin (acid detergent linin) trong hệ thống phân tích xơ thức ăn của Van Soest

và ctv 1991 [161] Lignin làm tăng độ bền chặt của cấu trúc thực vật bằng cách liên

kết với xen lu lo za, he mi xen lu lo za tạo nên vòng xoắn vững chắc cản trở sự xâm nhập và phá vỡ của vi sinh vật [143] Ðối với cỏ non chứa hàm lượng lignin 5%, tỉ

lệ tiêu hoá xen lu lo za đạt 80%, đối với cỏ già chứa 10% lignin tỉ lệ tiêu hoá xen lu

lo za giảm còn 60% [97]

Các thành phần NDF, ADF và lignin có vai trò quan trọng trong đánh giá giá