Sử dụng một số phụ phẩm nông nghiệp để vỗ béo bò tại huyện ea kar tỉnh đắk lắk

1.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông công nghiệp để vỗ 1.4.3 Sử dụng phụ phẩm nông công nghiệp để nuôi bò 35 2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cho các thí nghiệm cụ thể 48 3.1 Tiềm

TRƯƠNG LA

SỬ DỤNG MỘT SỐ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP ĐỂ

VỖ BÉO BÒ TẠI HUYỆN EA KAR, TỈNH ĐẮK LẮK

Chuyên ngành: Chăn nuôi động vật

Mã số : 62 62 40 01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học : 1 TS Vũ Văn Nội

2 TS Trịnh Xuân Cư

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác./

Hà Nội, ngày 28 tháng 7 năm 2010

Tác giả

Trương La

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận án này, tôi xin chân thành cám ơn sâu sắc các thầy:

TS Vũ Văn Nội, TS Trịnh Xuân Cư đã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Ban Lãnh đạo Viện Chăn nuôi, Phòng Đào tạo và Thông tin, các anh chị em Bộ môn Dinh dưỡng thức

ăn chăn nuôi và Đồng cỏ, Trung tâm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuôi, Phòng Phân tích Thức ăn gia súc và Sản phẩm chăn nuôi - Viện Chăn nuôi đã giúp đỡ về mọi mặt và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án

Tôi xin thành thật cám ơn Ban Lãnh đạo, tập thể Bộ môn Chăn nuôi và Đồng cỏ - Viện KHKT Nông lâm nghiệp Tây Nguyên đã động viên, giúp đỡ

và tạo điều kiện về thời gian, vật chất cũng như tinh thần cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cám ơn phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, trạm Khuyến nông và các hộ chăn nuôi bò các xã Ea Ô, Cư Ni, Ea Đar huyện

Ea Kar, tỉnh Đắk Lắk đã tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng, tôi xin cám ơn gia đình, các bạn đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ cho tôi hoàn thành luận án này./

Tác giả

Trương La

1.1.1 Sơ lược cấu tạo bộ máy tiêu hoá của gia súc nhai lại 4

1.1.3 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn ở gia súc nhai lại 9 1.1.4 Carbohydrate phi cấu trúc (Non structural carbohydrate - NSC)

1.2 Nguyên lý của phương pháp sinh khí in vitro - gas production

trong việc đánh giá khả năng tiêu hoá thức ăn ở dạ cỏ 20 1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng thịt bò 23 1.3.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của bò 24

1.3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng thịt bò 28

1.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông công nghiệp để vỗ

1.4.3 Sử dụng phụ phẩm nông công nghiệp để nuôi bò 35

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu cho các thí nghiệm cụ thể 48

3.1 Tiềm năng nguồn phụ phẩm nông công nghiệp làm thức ăn cho

3.1.1 Tình hình phát triển đàn bò và sử dụng nguồn phụ phẩm nông

công nghiệp làm thức ăn cho bò tại huyện Ea Kar 61 3.1.2 Sản lượng phụ phẩm nông công nghiệp tại huyện Ea Kar 66 3.1.3 Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng và đặc điểm tiêu hóa

in vitro của một số phụ phẩm nông nghiệp chính sử dụng vỗ

3.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ lõi ngô khác nhau đến lượng khí sinh ra

và đặc điểm sinh khí in vitro của các khẩu phần vỗ béo bò

3.2.2 Ảnh hưởng của các tỉ lệ lõi ngô khác nhau trong khẩu phần

đến tăng khối lượng, hiệu quả sử dụng thức ăn, khả năng sản xuất và chất lượng thịt của bò vỗ béo (Thí nghiệm 1b) 82 3.3 Sử dụng thân cây ngô trong khẩu phần vỗ béo bò thịt 95 3.3.1 Ảnh hưởng của các tỉ lệ thân cây ngô khác nhau đến lượng khí

sinh ra và đặc điểm sinh khí in vitro của các khẩu phần vỗ béo

3.3.2 Ảnh hưởng của các tỉ lệ thân cây ngô khác nhau trong khẩu

phần đến tăng khối lượng và hiệu quả sử dụng thức ăn của bò

3.4.2 Ảnh hưởng của các tỉ lệ vỏ ca cao khác nhau trong khẩu phần

đến tăng khối lượng và hiệu quả sử dụng thức ăn của bò vỗ béo

Những công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận án 117

CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN ÁN

ABBH Axit béo bay hơi

ADF (Acid Detergent Fibre): Xơ còn lại sau khi xử lý bằng dung môi axit ATP Adenosine Triphosphate

ME (Metabolisable Energy): Năng lƣợng trao đổi

MUB (Molasses Urea Block): Bánh dinh dƣỡng rỉ mật - urê

NDF (Neutral Detergent Fibre): Xơ còn lại sau khi xử lý bằng dung môi

trung tính NPN (Non Protein Nitrogen): Nitơ phi protein

NSC (Non Structural Carbohydrate): Carbohydrate phi cấu trúc

PTNT Phát triển nông thôn

TTTĂ Tiêu tốn thức ăn

UBND Uỷ ban nhân dân

VSV Vi sinh vật

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.2 Ảnh hưởng của mức dinh dưỡng đến thành phần thân thịt 31 1.3 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của một số phụ phẩm 34

2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sử dụng lõi ngô vỗ béo bò 53 2.3 Thành phần thức ăn các khẩu phần sử dụng thân cây ngô 57 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sử dụng cây ngô vỗ béo bò 58 2.5 Thành phần thức ăn các khẩu phần sử dụng vỏ quả ca cao 59 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sử dụng vỏ quả ca cao vỗ béo bò 60

3.4 Diện tích (ha) và sản lượng (tấn) một số cây trồng qua các năm 66 3.5 Tỉ lệ phụ phẩm/chính phẩm của một số cây trồng tại Ea Kar 68

3.8 Giá trị dinh dưỡng của một số phụ phẩm nông nghiệp 72 3.9 Lượng khí sinh ra của các phụ phẩm tại thời điểm ủ in vitro khác nhau 73

3.10 Đặc điểm sinh khí in vitro của các phụ phẩm nông nghiệp 75 3.11 Trữ lượng chất khô, protein thô và năng lượng của phụ phẩm 76 3.12 Ước tính số lượng bò có thể nuôi được từ nguồn phụ phẩm 77 3.13 Lượng khí sinh ra của các khẩu phần sử dụng lõi ngô tại thời

3.14 Đặc điểm sinh khí in vitro của các khẩu phần sử dụng lõi ngô 80 3.15 Khối lượng và tăng khối lượng của bò ở Thí nghiệm 1b 82

3.16 Thức ăn ăn vào và hiệu quả sử dụng thức ăn của bò ở Thí

3.18 Độ pH của cơ thăn tại các thời điểm sau bảo quản 90

3.21 Hiệu quả kinh tế của bò vỗ béo tại Thí nghiệm 1b 94 3.22 Lƣợng khí sinh ra của các khẩu phần sử dụng thân cây ngô tại

3.23 Đặc điểm sinh khí in vitro của các khẩu phần sử dụng thân cây ngô 96

3.24 Khối lƣợng và tăng khối lƣợng của bò ở Thí nghiệm 2b 98 3.25 Lƣợng thức ăn ăn vào và hiệu quả sử dụng thức ăn của bò ở Thí

3.27 Lƣợng khí sinh ra của các khẩu phần sử dụng vỏ ca cao tại thời

3.28 Đặc điểm sinh khí in vitro các khẩu phần sử dụng vỏ ca cao 106 3.29 Khối lƣợng và tăng khối lƣợng của bò ở Thí nghiệm 3b 107 3.30 Hiệu quả sử dụng thức ăn của bò vỗ béo ở Thí nghiệm 3b 109

3.33 Hồi quy giữa tăng khối lƣợng của bò (y) với hàm lƣợng NSC của

3.5 Quan hệ giữa NSC với tăng KL của bò ở Thí nghiệm 1b 85 3.6 Quan hệ giữa tỉ lệ lõi ngô và HQSDTĂ của bò vỗ béo 87

3.9 Lƣợng khí sinh ra của các khẩu phần sử dụng cây ngô trong

thí nghiệm in vitro

97

3.11 Quan hệ giữa tỉ lệ cây ngô với HQSDTĂ của bò ở TN2b 102 3.12 Lƣợng khí sinh ra của các khẩu phần sử dụng vỏ ca cao tại

các thời điểm ủ in vitro

104

3.14 Hồi quy giữa tăng khối lƣợng bò vỗ béo và hàm lƣợng NSC

của khẩu phần

113

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

1.2 Sơ đồ chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ ở gia súc nhai lại 13

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm qua, ngành chăn nuôi bò nước ta phát triển mạnh, số lượng đàn bò tăng nhanh đạt 6,34 triệu con vào năm 2008 (Tổng cục Thống

kê, 2009), chăn nuôi bò đang chuyển dần sang sản xuất hàng hoá và thật sự đã mang lại lợi ích kinh tế, góp phần xoá đói giảm nghèo cho người dân

Nước ta có nguồn phụ phẩm nông công nghiệp rất dồi dào (47 triệu tấn mỗi năm) nhưng sử dụng chúng làm thức ăn chăn nuôi vẫn còn rất thấp chỉ khoảng 18% (Cục Chăn nuôi, 2008) Trong khi đó, thức ăn cho chăn nuôi bò còn bị thiếu hụt trầm trọng, đặc biệt là vào mùa khô nên tiềm năng của các giống bò cao sản chưa được phát huy đã làm giảm năng suất vật nuôi

Tây Nguyên là khu vực có nhiều tiềm năng để phát triển chăn nuôi bò thịt Từ năm 1992 đến nay Chính phủ đã có chủ trương phát triển đàn bò ở Tây Nguyên, Quyết định 168/2001/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về

định hướng phát triển Tây Nguyên đã khẳng định: “Tây Nguyên có nhiều tiềm

năng và thế mạnh hơn hẳn các vùng khác của cả nước để chăn nuôi gia súc lớn theo hướng sản xuất hàng hóa và chất lượng cao, nhất là bò thịt, bò sữa”

Định hướng phát triển của Cục Khuyến nông Khuyến lâm (2001) cũng đã xác

định “Xây dựng một số vùng chăn nuôi bò thịt chất lượng cao ở Đông Nam

hạn chế chỉ thích ứng với tiêu thụ của thị trường trong nước

Huyện Ea Kar nằm phía Đông của tỉnh Đắk Lắk có tổng diện tích tự nhiên là 103.747ha Trong đó, đất nông nghiệp: 85.013ha (chiếm 82%), đất chưa sử dụng có thể dùng vào chăn nuôi đại gia súc: 11.299ha (chiếm 10,8%)

Có khoảng 85 - 90% đất nâu đỏ Bazan, đây là loại đất rất phù hợp cho việc trồng cây công nghiệp dài ngày như: cà phê, ca cao, điều… và các loại cây hoa màu như: ngô, đậu đỗ các loại, mía, sắn… tạo nên thế mạnh của vùng trong việc phát triển sản xuất nông nghiệp đa dạng hóa cây trồng, vật nuôi Ea Kar có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa thường đến sớm (tháng 4) và kết thúc muộn (tháng 11) và lượng mưa chiếm trên 90% lượng mưa hằng năm Nhiệt độ bình quân năm là 23,7o

C (UBND huyện Ea Kar, 2006) Điều kiện tự nhiên của huyện Ea Kar rất phù hợp cho việc phát triển chăn nuôi bò và phát triển mạnh các loại cây trồng có thể cho phụ phẩm làm thức ăn chăn nuôi Từ

2004 đến 2006 tổng đàn bò bình quân của huyện Ea Kar là khá lớn: 26.259 con, chiếm 15,4% đàn bò cả tỉnh Tốc độ phát triển đàn bò hằng năm đạt 112,6% (Cục Thống kê Đắk Lắk, 2007)

Với áp lực thiếu thức ăn do tăng đàn trong khi đồng cỏ ngày càng bị thu hẹp thì vấn đề sử dụng phụ phẩm nông công nghiệp làm thức ăn cho bò càng được chú trọng và được đặt lên hàng đầu hiện nay

Tuy nhiên, phụ phẩm nông nghiệp thường nghèo chất dinh dưỡng, hàm lượng protein thấp, xơ cao (20 - 35% tính theo chất khô), tỉ lệ tiêu hoá thấp (Nguyễn Hữu Tào, Lê Văn Liễn, 2005) Do đó để sử dụng chúng một cách có hiệu quả cần phối hợp với các nguyên liệu khác một cách phù hợp nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao là hết sức cần thiết hiện nay cả về mặt lý

luận và thực tiễn Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành đề tài:

“Sử dụng một số phụ phẩm nông nghiệp để vỗ béo bò tại huyện Ea Kar, tỉnh Đắk Lắk”

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

- Đánh giá tiềm năng một số phụ phẩm nông công nghiệp làm thức ăn cho bò tại huyện Ea Kar, tỉnh Đắk Lắk làm cơ sở để quy hoạch phát triển chăn nuôi bò tại địa phương

- Xác định tỉ lệ một số loại phụ phẩm trong khẩu phần nhằm vỗ béo bò thịt phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật tại địa phương

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Xác định được tiềm năng một số phụ phẩm nông nghiệp chính làm thức

ăn vỗ béo bò tại địa phương thông qua trữ lượng, thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần phát triển chăn nuôi

bò một cách bền vững

- Xác định được tỉ lệ phụ phẩm nông nghiệp phù hợp trong khẩu phần vỗ

béo bò thông qua sử dụng phương pháp sinh khí in vitro - gas production và thử

nghiệm trên bò

- Đề xuất một số khẩu phần vỗ béo phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật tại địa phương

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 ĐẶC ĐIỂM TIÊU HOÁ CỦA GIA SÚC NHAI LẠI

Gia súc nhai lại là loại gia súc lợi dụng được các thức ăn giàu xơ nhờ cấu tạo đặc biệt của hệ tiêu hoá cùng hệ vi sinh vật (VSV) cộng sinh Nuôi dưỡng gia súc nhai lại là một nghệ thuật kết hợp hiệu quả sự cộng sinh giữa động vật chủ và hệ VSV ký sinh Dạ dày gia súc nhai lại trưởng thành là một thùng lên men lớn mà ở đó có vô số loài VSV phát triển Trong nuôi dưỡng, việc tác động để điều kiện môi trường dạ cỏ ổn định là hết sức quan trọng, bởi

vì các yếu tố này có ảnh hưởng trực tiếp đến sự sinh trưởng và hoạt động của

hệ VSV dạ cỏ

Gia súc nhai lại là loại động vật chịu ảnh hưởng nhiều bởi các mối quan

hệ môi trường, trong đó bao gồm cả người chăn nuôi Mối quan hệ này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến các vấn đề dinh dưỡng của gia súc nhai lại Vì vậy, việc hiểu biết các nguyên lý dinh dưỡng mà chủ yếu là đặc điểm tiêu hoá có ý

nghĩa quyết định đến sự thành công trong chăn nuôi

1.1.1 Sơ lược cấu tạo bộ máy tiêu hoá của gia súc nhai lại

Đặc điểm nổi bật của bộ máy tiêu hóa ở gia súc nhai lại là những khoang phình lớn, tại đây có các điều kiện thuận lợi cho VSV lên men carbohydrate và các chất hữu cơ khác Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men là các axit béo bay hơi (ABBH), mê tan (CH4), cacbonic (CO2) và adenosine triphosphate (ATP) - chất mang năng lượng cần thiết cho quá trình sinh trưởng, phát triển của VSV

Bộ máy tiêu hoá của gia súc nhai lại gồm có miệng, thực quản, dạ dày

và ruột Đặc trưng của dạ dày là có 4 túi: dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế

Dạ cỏ là túi lớn nhất, chiếm 85 - 90% dung tích dạ dày, 75% dung tích đường tiêu hoá Dạ cỏ có tác dụng tích trữ nhào trộn và lên men phân giải thức ăn Thức ăn sau khi nuốt xuống dạ cỏ, phần lớn được lên men bởi hệ VSV cộng sinh ở đây Ngoài chức năng lên men, dạ cỏ còn có vai trò hấp thu Các ABBH sinh ra từ quá trình lên men VSV được hấp thu qua vách dạ cỏ vào máu và trở thành nguồn năng lượng cho vật chủ (Nguyễn Xuân Trạch và

cs, 2005) Dạ cỏ có môi trường thuận lợi cho VSV lên men yếm khí, dinh dưỡng được bổ sung đều đặn từ thức ăn (Nguyễn Trọng Tiến, 1996; Nguyễn

Trọng Tiến và cs, 2001)

Dạ tổ ong là phần kéo dài của dạ cỏ có niêm mạc được cấu tạo giống như tổ ong, có chức năng chính là đẩy thức ăn rắn và thức ăn chưa được nghiền nhỏ trở lại dạ cỏ, đồng thời đẩy thức ăn dạng nước xuống dạ lá sách

Dạ lá sách là túi có niêm mạc được cấu tạo thành nhiều nếp gấp có nhiệm vụ chính là nghiền ép các tiểu phần thức ăn, hấp thu nước, muối khoáng và các ABBH trong dưỡng chấp đi qua

Dạ múi khế có hệ thống tuyến tiêu hoá phát triển mạnh (Nguyễn Xuân Trạch, 2005) có chức năng tiêu hoá như dạ dày của động vật dạ dày đơn nhờ

có axit HCl và men pepsin

Ruột: Quá trình tiêu hoá và hấp thu ở ruột non của gia súc nhai lại diễn

ra tương tự như gia súc của dạ dày đơn nhờ có men tiêu hoá của dịch ruột, dịch tụy và sự tham gia của dịch mật

chiếm số lượng lớn nhất trong VSV dạ cỏ và được coi là thành phần VSV quan trọng bậc nhất trong việc phân giải chất xơ và sinh tổng hợp protein từ amoniac (NH3) Tổng số VK trong dạ cỏ thường là 109

- 1011 tế bào/ml chất chứa dạ cỏ và có hơn 200 loài đã được xác định Lượng sinh khối VK chiếm 50% tổng sinh khối của VSV dạ cỏ (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2005) Trong

dạ cỏ, VK ở thể tự do chiếm 30%, số còn lại bám vào các mẫu thức ăn, trú

ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa (Forsberg và Lam, 1977)

Theo Vũ Duy Giảng (2001), Nguyễn Trọng Tiến và cs (2001) các nhóm vi khuẩn chính bao gồm:

- Nhóm vi khuẩn phân giải xơ (Cellulolytic bacteria): gồm VK phân giải cellulose (Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens,

cellulosesolvens) và VK phân giải hemicellulose (Butyrivibrio fibrisolvens, Lachnospira multiparus và Bacteroides ruminicola)

- Nhóm vi khuẩn tiêu hoá tinh bột (Amylolytic bacteria): Trong dạ cỏ,

số lượng loài VK phân giải tinh bột rất lớn, đó là: Bacteroides amylophilus,

Succinimonas amylolytica, Butyrivibrio fibrisolbvens, Bacteroides ruminantium, Selenomonas ruminantium và Septococcus bovis Khi có đầy đủ

nitơ thì các VK thuộc nhóm này tăng nhanh và sản sinh ra nhiều axit lactic làm cho pH dạ dày giảm xuống, lúc đó sẽ ức chế các nhóm VK phân giải xơ

Khi đó các loài VK amylolytic (điển hình là Septococcus bovis) chiếm ưu thế

và tiếp tục phân giải tinh bột để tạo ra axit lactic, axit lactic tích tụ lại được hấp thu vào máu với số lượng lớn có thể gây ngộ độc cho gia súc

1.1.2.2 Động vật nguyên sinh (Protozoa)

Trong dạ cỏ, protozoa có số lượng khoảng 106/ml dịch dạ cỏ và có khoảng 120 loài protozoa Protozoa dễ dàng bị phân huỷ trong môi trường axit và không có khả năng tổng hợp được axit amin từ NH3 Nguồn axit amin

để tổng hợp nên protein cơ thể chúng lại nhờ ăn và tiêu hoá protein của VK hay từ thức ăn mà có Ước tính mỗi giờ, động vật nguyên sinh trong dạ cỏ có thể ăn tới 200*105

VK và mỗi phút có khoảng 1% VK dạ cỏ bị động vật nguyên sinh ăn (Vũ Duy Giảng, 2001)

Động vật nguyên sinh thuộc lớp ciliata, có 2 nhóm chính (Vũ Duy

Giảng, 2001; Nguyễn Trọng Tiến và cs, 2001): Nhóm phân giải xơ

(Cellulolytic ciliate) và nhóm phân giải tinh bột (Amylolytic ciliate) Tác dụng

của protozoa đối với tiêu hoá là xúc tiến quá trình tiêu hoá chất xơ và tiêu hoá nhanh tinh bột nên góp phần ổn định pH dạ cỏ, nhưng chúng cũng có mặt tiêu cực là ngăn cản và hạn chế sự phát triển của VK (Romulo, 1986)

1.1.2.3 Nấm (Fungi)

Nấm trong dạ cỏ thuộc loại yếm khí, bao gồm các loài: Neocallimastic

frontalis, Piramonas communis và Sphaeromonas communis, số lượng

khoảng 103/ml dung dịch dạ cỏ (Nguyễn Trọng Tiến và cs, 2001) Nấm cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động tiêu hoá xơ của VSV (Bauchop, 1981) Nấm còn có khả năng tiêu hoá một vài thành phần trong cấu trúc của tế bào như cellulose, tinh bột, đường… Một số loài còn lên men được cả hemicellulose Tuy nhiên có những carbohydrate mà nấm không thể sử dụng được bao gồm pectin, axit galacturonic, fructoza, mantoza và galactoza

1.1.2.4 Mối quan hệ của các vi sinh vật dạ cỏ

Vi sinh vật dạ cỏ có mối quan hệ cạnh tranh và hỗ trợ lẫn nhau, loài này phát triển trên sản phẩm của loài kia (Preston và Leng, 1987) Mối quan hệ giữa các VSV trong dạ cỏ bao gồm các quan hệ sau:

- Mối quan hệ cộng sinh: Quá trình lên men dạ cỏ là liên tục và bao

gồm nhiều loài tham gia Trong điều kiện bình thường giữa VK và protozoa cũng có sự cộng sinh có lợi, đặc biệt là trong tiêu hoá xơ Tiêu hoá xơ mạnh nhất khi có mặt cả VK và protozoa Protozoa nuốt và tích trữ tinh bột, hạn chế

tốc độ sinh axit lactic, hạn chế giảm pH đột ngột, nên có lợi cho VK phân giải được chất xơ (Vũ Duy Giảng và cs, 2008; Coleman, 1975)

- Mối quan hệ cạnh tranh: Giữa các nhóm VK khác nhau có sự cạnh

tranh điều kiện sinh tồn Chẳng hạn như khi gia súc ăn khẩu phần giàu tinh bột nhưng nghèo protein thì số lượng VK phân giải cellulose sẽ giảm và do đó

tỉ lệ tiêu hoá xơ thấp (Vũ Duy Giảng và cs, 2008)

Như vậy, mối quan hệ và tương tác giữa các VSV dạ cỏ chịu ảnh hưởng rất rõ của khẩu phần ăn Khi khẩu phần giàu chất dinh dưỡng thì không

có sự cạnh tranh, ngược lại thì sẽ xảy ra sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhóm VSV, gây ức chế lẫn nhau, từ đó sẽ làm giảm hiệu quả tiêu hoá thức ăn (Preston và Leng, 1987)

1.1.2.5 Sinh trưởng của vi sinh vật dạ cỏ

Sản xuất các tế bào mới trong quá trình sinh trưởng của VSV dạ cỏ đòi hỏi cần phải có các cơ chất, trước hết là các chất đơn giản và năng lượng (Adenosine Triphosphate - ATP) (Tamminga, 1981) Các tiền chất cần thiết cho sự sinh tổng hợp protein VSV và các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp protein VSV được trình bày sau đây:

- Nhu cầu dinh dưỡng cho sự phát triển VSV: VSV dạ cỏ tổng hợp

protein cho cơ thể chúng từ nhiều nguồn nitơ khác nhau, nhưng chủ yếu được lấy từ amoniac Những nguồn nitơ khác bao gồm urê được tái sử dụng thông qua nước bọt và từ vách dạ dày và nitơ nội sinh có nguồn gốc từ các tế bào biểu mô dạ cỏ bị bong (Orskov, 1982) Tuy nhiên để tổng hợp protein, một số loài VK đòi hỏi phải có một lượng nhỏ peptid và axit amin (Nolan và cs, 1976), các axit amin này được sử dụng để tạo ra các axit béo mạch ngắn là các yếu tố điều khiển sinh trưởng của VSV

Mức độ sinh trưởng của VSV phụ thuộc vào lượng ATP sẵn có bởi vì các chức năng của tế bào và các hoạt động vận chuyển tích cực, duy trì độ pH,

độ lệch áp suất thẩm thấu, tất cả đều cần đến ATP (Preston và Leng, 1987; Tamminga, 1981)

Các chất khoáng như lưu huỳnh, phốt pho, coban và vitamin cũng có vai trò quan trọng tác động tới sự sinh trưởng và phát triển của VSV dạ cỏ (Orskov, 1982; Van Soest, 1994)

- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sinh tổng hợp của vi sinh vật ở

dạ cỏ: Hiệu suất sinh tổng hợp của VSV dạ cỏ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu

tố, bao gồm pH, tốc độ lưu chuyển của dịch dạ cỏ và nồng độ NH3 trong dạ cỏ (với nồng độ NH3: 50 - 80 mg/lít dịch dạ cỏ là nồng độ cần thiết để hiệu suất sinh tổng hợp của VSV dạ cỏ đạt cao nhất) (Song và Kennelly, 1990)

Khi nồng độ NH3 cao thì NH3 sẽ được sử dụng trực tiếp để tổng hợp protein của VSV thông qua phản ứng khử hydro của glutamat mà không cần

sử dụng ATP Bằng cách này hiệu suất sinh tổng hợp của VSV sẽ được nâng cao (Leng, 1982b) Như vậy, nồng độ NH3 trong dạ cỏ có thể làm thay đổi nhu cầu về ATP trong quá trình sinh trưởng của VSV

Tốc độ tạo thành các tế bào VSV một phần phụ thuộc vào tốc độ dịch chuyển của các mảnh thức ăn ra khỏi dạ cỏ (Leng, 1985) Tốc độ vận chuyển thức ăn ra khỏi dạ cỏ chậm sẽ làm giảm lượng protein VSV trôi xuống các phần dưới của đường tiêu hoá (Preston và Leng, 1987)

1.1.3 Quá trình tiêu hóa các thành phần của thức ăn ở gia súc nhai lại

Trong dạ cỏ không có men tiêu hóa, nhưng lại có hệ VSV cộng sinh bao gồm: VK, protozoa và nấm yếm khí Quá trình lên men được liên tục và

có sự tương tác lẫn nhau giữa các VSV để cùng tác động vào cùng một công đoạn, tạo ra sản phẩm cuối cùng là ABBH, axit amin, NH3, CH4, CO2

Trong khuôn khổ của luận án và mục tiêu của đề tài, chúng tôi xin trình bày một số chuyển hóa chính tại dạ cỏ có liên quan đến luận án

1.1.3.1 Hoạt động chuyển hóa carbohydrate

Hoạt động chuyển hóa carbohydrate trong dạ cỏ của bò đƣợc thể hiện bằng Sơ đồ 1.1

mô bào, nhất là mô mỡ, mô tuyến sữa, góp phần tạo thành mỡ sữa và mỡ của gia súc nhai lại vỗ béo

NAD+

NADH NAD+

ADP

ATP

NADH NAD+

NADH NAD+

CO2

ADP ATP NADH NAD+

ADP ATP

ADP ATP

Không phải tất cả các loại thức ăn vào dạ cỏ đều được lên men Có một

số loại không được lên men mà chuyển thẳng xuống dạ múi khế, ruột và được tiêu hóa tại đây Vì vậy, cần phải lưu ý khi phối hợp khẩu phần thức ăn cho gia súc nhai lại bảo đảm thuận lợi cho quá trình tiêu hóa góp phần tăng khả năng cho sữa và cho thịt của chúng

Thức ăn chính của loài nhai lại là các loại thức ăn nhiều xơ, có cấu trúc vách tế bào phức tạp với thành phần chính là cellulose chiếm 32 - 47% của thức ăn thô và hemicellulose là các heteropolysaccarit cấu tạo từ các loại đường thuộc nhóm hexoza (glucoza, mantoza, galactoza) và nhóm pentoza (xyloza, arabinoza) (Vũ Duy Giảng và cs, 1999)

Trong khẩu phần cho bò có đủ các chất hữu cơ dễ lên men sẽ có tác dụng thúc đẩy sự hoạt động của VSV dạ cỏ (Vũ Duy Giảng, 2008) Chúng sử dụng năng lượng từ bột đường để tăng cường sự hoạt động

Khi cho ăn thức ăn nghèo xơ liên tục, từ từ sẽ làm cho VSV thích nghi với khẩu phần nghèo xơ, từ đó gia súc nhai lại có thể thích nghi với kiểu lên men như tinh bột, rỉ mật đường Các chất đường và khoảng 80% tinh bột được lên men tại dạ cỏ, quá trình lên men yếm khí nhanh chóng tạo ra nhiều axit lactic trong dạ cỏ Các loại VK dạ cỏ có thể sử dụng axit lactic như cơ chất và chuyển nó thành axit propionic Các loại thức ăn chứa carbohydrate

dễ lên men thì cần có nhiều VSV lên men sản sinh propionat hơn là axetat và butyrat (Jackson, 1978)

Hàm lượng các ABBH sản sinh ở dạ cỏ phụ thuộc vào khẩu phần và loài động vật Ngoài ABBH, sự lên men trong dạ cỏ còn sản sinh khối lượng lớn các chất khí gồm 32% khí CH4, 56% khí CO2, 8,5% khí N2 và 3,5% khí

O2 Sự giải phóng CH4 trong dạ cỏ làm lãng phí năng lượng của thức ăn lên tới 6 - 12% (Vũ Duy Giảng và cs, 2008) Các axit béo chưa no trong dạ cỏ có thể làm giảm sự sản sinh khí CH4 trong dạ cỏ tiết kiệm năng lượng cho cơ thể

Sự giảm thấp khí CH4 thường thấy trong khẩu phần giàu đường, giàu tinh bột

Khả năng tiêu hoá xơ của VSV phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó phải kể đến là tuổi của thực vật, hàm lượng gluxit dễ tiêu trong khẩu phần:

- Lignin hoá: lignin làm thành hàng rào ngăn chặn về mặt vật lý phía ngoài gây cản trở VSV dạ cỏ và các enzym của chúng tiếp xúc với

hemicellulose cũng như cellulose của vách tế bào Mức tiêu hoá chất khô ở

loài nhai lại có thể biểu diễn bằng phương trình sau:

Y = 84,9 - 1,5X (Lewis, 1961)

(Trong đó Y: tỉ lệ tiêu hoá; X: phần trăm (%) lignin thực vật)

Sự tăng tỉ lệ lignin cùng với sự thành thục của thực vật có thể làm giảm

tỉ lệ tiêu hoá cellulose xuống 30 - 50% và khi cỏ khô có 10% lignin thì sẽ có khoảng 12 - 18% polysaccarit không được tiêu hoá Các phụ phẩm nông nghiệp cũng như các loại thức ăn có chất lượng thấp thường có vách tế bào bị lignin hoá cao với những cấu trúc phức tạp

- Hàm lượng gluxit dễ tiêu: Khi trong khẩu phần có nhiều gluxit dễ tiêu (tinh bột, đường) sẽ làm khả năng tiêu hoá xơ bị giảm và khẩu phần giàu gluxit tạo điều kiện thuận lợi cho lên men xảy ra nhanh, lượng axit lactic và propionic sản sinh ra nhiều, trong khi đó lượng nước bọt lại tiết ra ít làm giảm

pH môi trường làm ức chế hoạt động của VSV phân giải xơ Ngược lại, với thức ăn nhiều xơ, gia súc phải nhai lại nhiều hơn, do đó lượng nước bọt xuống

dạ cỏ nhiều làm độ pH của dạ cỏ tăng lên tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm VSV phân giải xơ hoạt động Quá trình phân giải xơ trong dạ cỏ có hiệu quả cao nhất khi pH > 6,2 (Vũ Duy Giảng và cs, 2008; Chenost và Kayuli, 1997)

Các ABBH tạo ra từ carbohydrate và protein của thực vật được lên men trong dạ cỏ, chúng được hấp thu vào máu và được sử dụng vào quá trình phosphoryl oxy hóa (Van Soest, 1982) Axit acetic và butyric là những chất oxy hóa cho quá trình tạo ATP, chúng cũng có thể tạo các axit béo mạch dài trong mô mỡ (Thorton và Tume, 1984) Nguồn glucoza được hình thành từ

axit propionic là nguồn năng lƣợng chủ yếu cho các hoạt động của não bộ

Tỉ lệ giữa năng lƣợng do axit propionic và năng lƣợng do tổng ABBH (C2 + C3 + C4) đƣợc tính toán nhƣ sau (Preston và Leng, 1987):

Propionic

G/E = -

Propionic + 0,6 acetic + 1,4 butyric ABBH đƣợc biểu thị bằng đơn vị mol% Gia súc nhai lại ăn phụ phẩm nhiều xơ, tỉ lệ các ABBH là 70:20:10 (70 acetic, 20 propionic, 10 butyric)

1.1.3.2 Quá trình chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ

Quá trình chuyển hóa các hợp chất nitơ ở gia súc nhai lại đƣợc thể hiện

Protein không tiêu hóa

Các hợp chất chứa nitơ trong thức ăn của gia súc nhai lại bao gồm protein thực và nitơ phi protein (NPN) Protein thô của thức ăn một phần được lên men bởi VSV trong dạ cỏ hay ở ruột già, một phần được tiêu hoá bởi enzyme ở ruột, phần còn lại không được tiêu hoá sẽ thải ra ngoài theo phân

Sau khi ăn vào NPN nhanh chóng được phân giải thành amoniac còn một phần protein có thể phân giải được VSV thuỷ phân thành peptid và axit amin Một số axit amin tiếp tục được lên men sinh ra axit hữu cơ, amoniac và khí CO2 (Nguyễn Xuân Trạch, 2002)

Cả VK, protozoa và nấm đều tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ Tuy vậy, VK dạ cỏ là thành phần quan trọng nhất trong quá trình này Khoảng 30 - 50% loài VK được phân lập từ dạ cỏ là có khả năng phân giải protein và đóng góp hơn 50% hoạt động phân giải protein trong dạ

cỏ (Vũ Duy Giảng và cs, 2008)

Quá trình phân giải protein thô trong dạ cỏ sinh ra một hỗn hợp gồm peptid, axit amin, amoniac và các axit hữu cơ Amoniac sinh ra cùng với các peptid mạch ngắn và axit amin tự do được VSV dạ cỏ sử dụng và tổng hợp nên protein của chúng Một số protein VSV bị phân giải ngay trong dạ cỏ và nguồn nitơ của chúng cũng được tái sử dụng bởi VSV dạ cỏ

Sự thủy phân protein sẽ tạo thành axit amin và sau đó là phản ứng khử amin để giải phóng NH3 Tốc độ khử amin thường chậm hơn giải phóng axit amin Vì vậy, axit amin thường tăng cao ngay sau khi ăn và sau đó NH3 tăng lên sau 3 giờ (nếu cho ăn urê thì nồng độ NH3 tăngcao sau một giờ) (Vũ Duy Giảng và cs, 2008)

NH3 là cơ chất quan trọng của hầu hết các VK để tổng hợp nên protein VSV Nồng độ NH3 trong dạ cỏ phụ thuộc nhiều yếu tố, trước hết nó phụ thuộc bản chất nguồn nitơ trong khẩu phần Nồng độ thấp dưới mức tới hạn của NH3 trong dạ cỏ thì sự lên men giảm hẳn và hiệu suất sinh trưởng VSV, tỉ

lệ tiêu hóa chất xơ, tỉ lệ tiêu hóa thức ăn cũng giảm Nồng độ NH3 tăng cao trong dạ cỏ vượt quá ranh giới mức tới hạn sẽ tăng hấp thu vào máu Nếu nồng độ tăng quá mức sẽ dẫn đến ngộ độc NH3

Nồng độ NH3 trong dạ cỏ còn phụ thuộc vào cấu trúc của khẩu phần Khi cho ăn nhiều protein, đặc biệt là khi bổ sung urê vào rơm sẽ tăng cao

NH3,vì VSV không đủ năng lượng để sử dụng NH3 trong các phản ứng tổng hợp protein

Thành dạ cỏ có thể hấp thu các amoniac từ dạ cỏ vào máu Khi nồng độ urê trong dạ cỏ thấp thì một lượng nitơ nhất định lại chuyển từ máu vào dạ cỏ dưới dạng urê thông qua thành dạ cỏ và nước bọt Hoạt động này giúp cho động vật nhai lại duy trì cuộc sống trong điều kiện không thuận lợi

Một phần sinh khối của VSV tạo ra bị phân giải trong dạ cỏ và nitơ của chúng được tái sử dụng Amoniac hấp thu qua vách dạ cỏ được tổng hợp thành urê trong gan hoặc chúng đi vào trong máu và sau đó bài tiết qua nước tiểu hoặc quay trở lại dạ cỏ và ruột bằng cách được tiết vào dịch tiêu hóa (nước bọt và dịch ruột) hoặc khuyếch tán đến những vùng vách của cơ quan tiêu hóa như dạ cỏ (Houpt, 1970)

1.1.3.3 Chuyển hoá lipid ở gia súc nhai lại

Quá trình chuyển hoá lipid ở gia súc nhai lại được tóm lược ở Sơ đồ 1.3 Lipid trong thức ăn của gia súc nhai lại thường có hàm lượng thấp Trong các loại cỏ và các loại ngũ cốc hàm lượng lipid chỉ có 4 - 6% (Vũ Duy Giảng và cs, 2008) Trong dạ cỏ có hai quá trình trao đổi lipid liên quan với nhau: phân giải lipid của thức ăn và tổng hợp mới lipid của VSV Lipid của VSV dạ cỏ là kết quả của việc biến đổi lipid thức ăn và lipid được tổng hợp mới Trong dạ cỏ còn xảy ra quá trình no hoá và đồng phân hóa các axit béo không no

Khả năng tiêu hoá lipid của VSV dạ cỏ rất hạn chế, do đó khẩu phần

MÁU

nhiều lipid sẽ cản trở tiêu hóa xơ và giảm thu nhận thức ăn do lipid bám vào VSV dạ cỏ và các tiểu phần thức ăn làm cản trở quá trình lên men (Vũ Duy Giảng và cs, 2008)

Sơ đồ 1.3 Sơ đồ chuyển hóa lipid ở bò

(Vũ Duy Giảng và cs, 2008)

Tóm lại, tiêu hoá thức ăn trong dạ cỏ ở động vật nhai lại là một quá trình phức hợp và chịu tác động của nhiều yếu tố bao gồm quá trình lý học, hoá học, sinh học Chúng phụ thuộc vào vật chủ, loại thức ăn, hệ VSV dạ cỏ Nắm vững nguyên lý này sẽ có cơ sở để xây dựng khẩu phần ăn phù hợp nhằm làm tăng hiệu quả tiêu hoá thức ăn của gia súc, từ đó làm tăng năng suất vật nuôi

1.1.4 Carbohydrate phi cấu trúc (Non structural carbohydrate - NSC) trong dinh dưỡng bò

Tổng hợp protein của VSV dạ cỏ vô cùng quan trọng vì nó cung cấp hơn 50% axit amin cho vật chủ và phụ thuộc vào nguồn protein từ khẩu phần (NRC, 1996), còn Pathak (2008) cho rằng protein tổng hợp ở dạ cỏ đóng góp 2/3 axit amin cho vật chủ Mặc dù protein tổng hợp ở dạ cỏ có chứa tới 25% nitơ phi protein (AFRC, 1992) nhưng nó là nguồn protein vô cùng giá trị trong dinh duỡng đối với gia súc nhai lại Protein được tổng hợp ở dạ cỏ có thành phần protein thật tương tự như thành phần trong các sản phẩm chăn nuôi: sữa, thịt cừu và thịt bò (Orskov, 1992)

Tổng hợp protein và sinh trưởng của VSV dạ cỏ phụ thuộc vào năng lượng ATP được lên men từ chất hữu cơ trong dạ cỏ và từ phân giải các hợp chất nitơ phi protein và protein ăn vào (Clark và cs, 1992) Hầu hết năng lượng cần thiết cho VSV sinh trưởng là do lên men carbohydrate trong dạ cỏ (Hespell và Bryant, 1979; Arglye và Baldwin, 1989) Vì thế, khi nitơ trong thức ăn không phải là yếu tố hạn chế, hiệu quả sinh tổng hợp protein của VSV

dạ cỏ lúc đó phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng đó là số lượng và nguồn carbohydrate (Beever và Cottrill, 1994) Hiệu quả sinh tổng hợp protein của VSV dạ cỏ là số gam protein thô do VSV tạo ra/kg hay 100g chất hữu cơ tiêu hóa trong dạ cỏ (Hoover và Stokes, 1991)

Sinh tổng hợp protein VSV thường thấp ở khẩu phần nhiều xơ có chất lượng thấp (Pathak, 2008) Trung bình hiệu quả sinh tổng hợp VSV dạ cỏ là 13g cho khẩu phần chủ yếu là cỏ, 17,6g cho khẩu phần hỗn hợp và 13,2g protein thô VSV tạo ra/100 g chất hữu cơ tiêu hóa trong dạ cỏ cho khẩu phần chủ yếu là thức ăn tinh (Pathak, 2008) Có lẽ là khẩu phần hỗn hợp cả thức ăn nghèo dinh dưỡng (giàu xơ) với thức ăn tinh (NSC) làm tăng hiệu quả sinh tổng hợp protein của VSV dạ cỏ và do đó làm tăng khả năng tăng trọng của

gia súc vì đã cải thiện được môi trường dạ cỏ để thích hợp với quần xã VSV rất đa dạng ở đây (Pathak, 2008) Gomes và cs (1994) thấy rằng: khi bổ sung rơm lúa mì với 15,5% hoặc 31,0% hỗn hợp ngô và mì (tỷ lệ 1,2 - 1,0) đã tăng sinh tổng hợp protein của VSV từ 12,8 lên 14,1 và 17,5 gam nitơ/kg chất hữu

cơ tiêu hóa ăn vào Nghiên cứu này cũng cho thấy với rơm chất lượng thấp khi bổ sung 31% thức ăn tinh (NSC) vào khẩu phần đã làm tăng lượng ăn vào

và tổng hợp protein của VSV dạ cỏ/kg chất hữu cơ tiêu hóa ăn vào

Không những lượng dinh dưỡng mà sự đồng pha trong phân giải, sử dụng carbohydrate và protein ăn vào là cần thiết cho VSV sinh trưởng và tổng hợp protein tối ưu (Karsli và Russell, 2000) Nguồn năng lượng chủ yếu cho VSV dạ cỏ là các monosaccharides sinh ra từ phân giải carbohydrate (Karsli

và Russell, 2000) Carbohydrate lên men giải phóng năng lượng cùng một tốc

độ như tốc độ của nitơ được giải phóng từ thức ăn protein và nitơ phi protein

là yêu cầu để tối ưu hóa sử dụng dinh dưỡng ở VSV dạ cỏ (Karsli và Russell, 2000) Khi năng lượng và nitơ được giải phóng với cùng một tốc độ, lúc ấy có

sự đồng pha về dinh dưỡng nên hiệu quả sinh tổng hợp protein của VSV dạ cỏ

sẽ cao nhất (Sinclair và cs, 1995)

Nguồn và loại carbohydrate có ảnh hưởng đến sinh trưởng và tổng hợp protein của VSV dạ cỏ Voigt và cs (1993) cho thấy: hiệu quả sinh tổng hợp protein của VSV dạ cỏ cao nhất khi tỉ lệ NSC so với xơ thô trong khẩu phần

là 1,7 đến 2,1 đối với lúa mạch; 1,8 với khoai tây và 2,1 đến 3,3 đối với ngô khi sử dụng các thức ăn trên làm nguồn tinh bột trong khẩu phần Nguồn NSC cũng rất quan trọng, khi bổ sung ngô và lúa mạch làm nguồn năng lượng trong khẩu phần, tổng hợp protein của VSV cao nhất ở khẩu phần có lúa mạch, mặc dù tổng lượng tinh bột ăn vào là như nhau (Mc Carthy và cs, 1989) Nguồn NSC đã ảnh hưởng đến hiệu quả sinh tổng hợp VSV dạ cỏ và NSC cũng ảnh hưởng đến lượng thức ăn ăn vào Lượng thức ăn ăn vào ở khẩu

phần có NSC của ngô cao hơn lúa mạch

Đồng pha dinh dưỡng trong dạ cỏ có ảnh hưởng tích cực đến quá trình lên men và lượng thức ăn ăn vào (Rotger và cs, 2006) NSC và protein khác nhau về tốc độ và qui mô phân giải ở dạ cỏ là những yếu tố kiểm soát lượng năng lượng và nitơ sẵn có cho sinh trưởng của VSV dạ cỏ (Hoover và Stokes, 1991) Ngô, lúa mì là những thức ăn hạt chủ yếu trong khẩu bò ở châu Âu và

Mỹ, hàm lượng NSC ở lúa mì thấp hơn ngô nhưng tốc độ phân giải và qui mô phân giải của lúa mạch cao hơn ngô (Herrera - Saldana và cs, 1990)

Ảnh hưởng của bổ sung vào cỏ có chất lượng thấp protein 2,6%, 74,9% NDF đến chất hữu cơ của cỏ ăn vào (FOMI) phụ thuộc vào mức độ và nguồn carbohydrate (Heldt và cs, 1999) Khi protein bổ sung ở mức thấp, chất hữu

cơ ăn vào từ cỏ, tổng số và chất hữu cơ tiêu hóa ăn vào cao khi bổ sung tinh bột so với gluxít và xơ, tuy nhiên khi protein bổ sung cao thì kết quả ngược lại (Heldt và cs, 1999) Thông thường chất hữu cơ của cỏ ăn vào giảm khi bổ sung nhiều carbohydrate Bổ sung carbohydrate thường làm tăng tỉ lệ tiêu hóa

xơ nhưng đáp ứng này phụ thuộc vào mức độ và nguồn carbohydrate và nguồn protein phân giải ở dạ cỏ (Heldt, 1998)

Bổ sung các thức ăn có hàm lượng NSC (tinh bột và đường) cao sẽ làm giảm pH dạ cỏ và giảm sinh trưởng của VSV phân giải xơ (Kunkle và cs, 1999) Tuy nhiên, bổ sung NSC vào khẩu phần các phụ phẩm nhiều xơ có hàm lượng NSC thấp ít ảnh hưởng tiêu cực đến lượng thức ăn ăn vào và tỉ lệ tiêu hóa (Bowman và Sanson, 1996) Sử dụng không hiệu quả nitơ ở bò thịt chăn thả chủ yếu là do hàm lượng NSC thấp (National Research Council, 2001) Các phụ phẩm nhiều xơ có hàm lượng NSC thấp (< 30% trong chất khô) Năng suất sữa của bò nuôi bằng khẩu phần yến mạch cao hơn cũng có thể làm cho cân bằng giữa việc cung cấp nitơ lên men và năng lượng sẵn có trong dạ cỏ tốt hơn, nó đảm bảo sự tổng hợp protein tối ưu của VSV dạ cỏ khi

mà protein và carbohydrate được tiếp tục phân giải và hoàn toàn cùng một lúc (Trevaskis và cs, 2003)

Sinh trưởng của VSV dạ cỏ có quan hệ hồi qui tuyến tính với carbohydrate lên men trong dạ cỏ (Argyle và Baldwin, 1989)

1.2 NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP SINH KHÍ IN VITRO - GAS

PRODUCTION TRONG VIỆC ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIÊU HOÁ THỨC ĂN Ở DẠ CỎ

Để đánh giá khả năng phân giải thức ăn trong dạ cỏ, người ta thường sử

dụng các phương pháp khác nhau, trong đó có các phương pháp in situ và in

vitro đã được đề xuất và đang được sử dụng Các phương pháp này bao gồm

kỹ thuật túi ni lông (in sacco), kỹ thuật sinh khí in vitro - gas production, kỹ thuật lên men in vitro 2 giai đoạn của Tilley và Terry, kỹ thuật enzym in vitro

Độ chính xác các phương pháp trên khá biến động và phụ thuộc vào

nhiều yếu tố như loài gia súc, loại gia súc, vị trí đặt cannula, các chất đánh

dấu để xác định tỉ lệ tiêu hoá, cũng như các chất đánh dấu protein VSV (Stern

và cs, 1997), các dung môi sử dụng nghiên cứu cũng như bản chất các khẩu phần cơ sở (Loerch và cs, 1983) Do đó, không có một kỹ thuật riêng lẻ nào cho một ước tính chính xác trên các khẩu phần thức ăn và các điều kiện nuôi dưỡng khác nhau Vì vậy, việc đánh giá tỉ lệ tiêu hoá của các khẩu phần ở dạ

cỏ chỉ là một ước tính gần đúng Để có kết quả chính xác nhất về tỉ lệ tiêu hoá

thức ăn cần tiến hành thí nghiệm in vivo trên gia súc Tuy nhiên, phương pháp

này thường tốn kém, mất nhiều công sức và không thể tiến hành một lúc với

số lượng mẫu lớn Phương pháp được sử dụng để đánh giá tỉ lệ tiêu hoá thức

ăn ở dạ cỏ của gia súc nhai lại trong nghiên cứu này được chúng tôi đề cập và

thảo luận đến là phương pháp sinh khí in vitro - gas production do Menke và

Steingass (1988) đề xuất đã ra đời và đang được áp dụng rộng rãi

Nguyên tắc của phương pháp sinh khí in vitro - gas production là khi

lên men yếm khí carbohydrate và thức ăn trong dạ cỏ bởi VSV sẽ tạo ra ABBH, CO2, CH4 và một lượng nhỏ H2, ABBH trong cả hai điều kiện in vivo

và in vitro sẽ phản ứng với đệm bicarbonate để giải phóng ra CO2 Như vậy, quá trình sinh khí xảy ra đồng thời, song song với quá trình phân giải xơ

Lượng khí sinh ra khi ủ thức ăn với dịch dạ cỏ trong điều kiện in vitro có

quan hệ chặt chẽ với tỉ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn (Menke

và Steingass, 1988) Do đó, khi đo lượng khí sinh ra không những có thể xác định tốc độ và tỉ lệ tiêu hoá mà còn có thể dùng để xác định tương tác giữa các thành phần thức ăn trong khẩu phần

Kỹ thuật sinh khí in vitro - gas production bao gồm việc ủ một lượng

mẫu thức ăn hoặc một lượng mẫu nhất định của khẩu phần trong các xylanh chuyên dụng đã có hỗn hợp dung dịch đệm và dịch dạ cỏ, sau đó đo lượng khí sinh ra sau các thời điểm ủ mẫu khác nhau Có một vài yếu tố có thể ảnh hưởng đến lượng khí sinh ra như: khẩu phần của gia súc cung cấp dịch dạ cỏ,

kỹ thuật chuẩn bị mẫu, khối lượng mẫu, phương pháp lấy, xử lý và bảo quản dịch dạ cỏ… (Menke và Steingass, 1988)

Khẩu phần cho gia súc cung cấp dịch dạ cỏ có ảnh hưởng lớn đến khí tạo ra Lượng khí sinh ra khi sử dụng dịch dạ cỏ cừu chỉ cho ăn rơm thấp hơn (25%) lượng khí sinh ra khi sử dụng dịch dạ cỏ cừu được cho ăn cả rơm và thức ăn tinh, bởi vì hoạt động của VSV trong dịch dạ cỏ của cừu chỉ ăn rơm yếu hơn (Menke và Steingass, 1988) Vì lý do này, khẩu phần của gia súc cho dịch dạ cỏ nên gồm cả thức ăn thô và tinh được tiêu chuẩn hoá trước khi bắt đầu thí nghiệm

Việc chuẩn bị mẫu và khối lượng mẫu dùng thí nghiệm đóng một vai

trò quan trọng trong phương pháp sinh khí in vitro Thể tích của các xylanh

thông dụng hiện nay đang được dùng cho phương pháp này chỉ là 100ml, do

đó khối lượng mẫu thức ăn cho vào chỉ nên là 200 - 300mg tuỳ thuộc vào loại

thức ăn nghiên cứu Với các thức ăn dễ tiêu hoá, khối lượng mẫu nên là 200mg để bảo đảm lượng khí sinh ra khi ủ mẫu không lớn hơn 100ml Với thức ăn lên men chậm, khối lượng mẫu nên là 300mg Độ nghiền nhỏ của mẫu thức ăn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến lượng khí sinh ra Độ nhỏ của hạt thức ăn tốt nhất là không lớn hơn 1mm (Menke và Steingass, 1988)

Các nghiên cứu đã cho thấy hoạt lực enzyme của dịch dạ cỏ lấy sau bữa

ăn sáng mạnh hơn hoạt lực enzyme của dịch dạ cỏ lấy trước bữa ăn sáng Tuy nhiên, thành phần và hoạt lực enzyme của dịch dạ cỏ trước bữa ăn sáng ổn định hơn Để tiêu chuẩn hoá dịch dạ cỏ nên lấy vào buổi sáng trước khi cho gia súc ăn (Menke và Steingass, 1988)

Việc bổ sung thêm các chất nền vào hỗn hợp dịch dạ cỏ có thêm dung dịch đệm có ảnh hưởng rất khác nhau đến lượng khí sinh ra Khi cho thêm glutamate natri và ABBH hoặc casein và glycerin vào hỗn hợp không tạo ra

sự sai khác có ý nghĩa về lượng khí tạo ra Tuy nhiên, Wood và Manyuchi (1997) lại thấy rằng nếu thêm nitơ thì sẽ làm tăng tốc độ tạo khí

Mặc dù kết quả về lượng khí tạo ra trong điều kiện in vitro phụ thuộc

vào một vài yếu tố nhưng sử dụng kỹ thuật này để nghiên cứu tiêu hoá

carbohydrate có một số lợi thế so với các phương pháp in vitro truyền thống

khác Lượng khí sinh ra là do lên men cả phần chất nền hoà tan và không hoà tan Tương quan giữa lượng khí sinh ra và hàm lượng NDF (Neutral Detergent Fibre) (R2 = 0,99) và giữa lượng khí sinh ra với chất khô mất đi

trong kỹ thuật in sacco (R2

= 0,90) là rất cao (Prasad và cs, 1994) đã chứng tỏ

phương pháp sinh khí in vitro - gas production có thể thay thế cho các phương pháp in vitro khác trong đánh giá nhanh các thức ăn cho loài nhai lại Những

kết quả sử dụng phương pháp này gần đây cho thấy so với các phương pháp

in vitro khác và phương pháp sử dụng thành phần hoá học của thức ăn thì

phương pháp sinh khí in vitro - gas production là một công cụ tốt hơn để chẩn

đoán lượng thức ăn ăn vào và tỉ lệ tiêu hoá thức ăn (Blumel và Orskov, 1993; Khazaal và cs, 1995) Phương pháp này tỏ ra hữu ích ở các nước đang phát triển Bởi vì đây là phương pháp không đòi hỏi nhiều lao động, trang thiết bị

và rẻ tiền

Tóm lại, đối với gia súc nhai lại thì phương pháp in vitro - gas production là phương pháp có thể đánh giá tỉ lệ tiêu hoá thức ăn một cách nhanh, tương đối chính xác và rẻ tiền, phù hợp cho những nơi không có điều kiện mua sắm các trang thiết bị hiện đại đắt tiền Phương pháp này sẽ giúp chẩn đoán được tỉ lệ tiêu hoá thức ăn của gia súc nhai lại và qua đó có thể lựa chọn các khẩu phần phù hợp để nuôi dưỡng gia súc nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao

1.3 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG THỊT BÒ

Suốt mấy thập niên qua, các nhà khoa học và các nhà chăn nuôi đã lai tạo, chọn lọc ra được những giống bò cao sản chuyên thịt có khả năng tăng trọng nhanh, tuổi thành thục sớm, tốc độ vỗ béo nhanh, tỉ lệ thịt xẻ, thịt tinh cao và chất lượng thịt ngày một nâng lên

Song song với công tác giống, phương thức chăn nuôi và dinh dưỡng phù hợp để phát huy được tiềm năng các giống bò cũng đã được quan tâm Nhìn chung, tính năng sản xuất thịt của bò được nâng lên là thành quả của một quá trình lai tạo, chọn lọc, kiểm định, nuôi dưỡng thích hợp tạo thành

Sức sản xuất thịt của gia súc chịu tác động của các nhân tố di truyền và ngoại cảnh Các giống khác nhau cho năng suất, chất lượng thịt khác nhau

Hiểu biết về khả năng sản xuất và chất lượng thịt bò là một vấn đề quan trọng và cần thiết để chúng ta xây dựng quy trình nuôi dưỡng hợp lý, khai thác được tiềm năng của các phẩm giống, từng bước cải thiện chất lượng thịt

bò đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của người tiêu dùng

1.3.1 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của bò

Tốc độ hay cường độ sinh trưởng phụ thuộc vào loài, giống, giới tính và đặc điểm cá thể cũng như điều kiện chăm sóc nuôi dưỡng, bệnh tật… Cường

độ sinh trưởng phụ thuộc nhiều vào tuổi và khối lượng con vật Tốc độ sinh trưởng cũng phụ thuộc vào khối lượng thành thục thể xác và giới tính của con vật Mỗi giống bò có khối lượng trưởng thành khác nhau (Lê Viết Ly, 1995)

Giới tính cũng tác động rõ nét đối với sinh trưởng Bò đực thường có quá trình sinh trưởng mạnh hơn bò cái, do vậy khối lượng bò đực thường lớn hơn bò cái cùng tuổi từ 10 - 20% Sự khác nhau về hình dạng thịt xẻ đó có liên quan tới độ dài của xương và các liên kết giữa xương và cơ Độ béo của thịt xẻ có liên quan tới giống, khối lượng và độ tuổi giết thịt cũng như phương thức nuôi dưỡng

* Hiện tượng sinh trưởng bù:

Trong quá trình nuôi dưỡng không thể tránh khỏi tình trạng sinh trưởng

bị kìm hãm do các tác động của môi trường như thiếu thức ăn trong mùa khô hoặc vì những tác động khác dẫn đến cường độ sinh trưởng của gia súc đạt thấp và phải đợi đến mùa có nhiều thức ăn con vật mới sinh trưởng tốt lên

Thông thường xảy ra hiện tượng sinh trưởng của con vật bị kìm hãm ở một giai đoạn nào đó do bị ức chế thức ăn đến giai đoạn sau nhận được dinh dưỡng tốt, cường độ sinh trưởng của nó sẽ lớn hơn ở con vật không bị ức chế

và cuối cùng vẫn đạt khối lượng cùng lúc với các con vật khác Đó là hiện tượng sinh trưởng bù mà chúng ta thường gặp trong chăn nuôi gia súc nhai lại Trong thực tế, chúng ta đã áp dụng hiện tượng sinh trưởng bù vào việc vỗ béo bò gầy đưa lại hiệu quả kinh tế cao (Lê Viết Ly, 1995)

1.3.2 Khả năng sản xuất thịt của bò

Khả năng sản xuất thịt của bò thường được đánh giá sau khi mổ khảo sát Các nước khác nhau có tập quán giết mổ và chế biến thịt khác nhau nên

việc đánh giá năng suất thịt cũng khác nhau Ở Việt Nam năng suất thịt được xác định chủ yếu thông qua tỉ lệ thịt xẻ và tỉ lệ thịt tinh Sau đây là một số chỉ

tiêu chủ yếu đánh giá năng suất và chất lượng thịt sử dụng phổ biến hiện nay

1.3.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá năng suất thịt

- Khối lượng bò: Bò thịt trước khi giết mổ phải để nhịn đói 12 - 24 giờ

Cân khối lượng bò trước khi giết mổ bằng các loại cân thích hợp

- Khối lượng và tỉ lệ thịt xẻ: Khối lượng thịt xẻ là khối lượng cơ thể bò

sau khi đã chọc tiết, lọc da, bỏ đầu (tại xương át lát), phủ tạng và bốn vó chân

(từ gối trở xuống)

Tỉ lệ thịt xẻ được định nghĩa là tỉ lệ phần trăm giữa khối lượng thịt xẻ với khối lượng sống của bò được xác định ngay trước khi giết mổ (Hội Chăn nuôi Việt Nam, 2000)

Tỉ lệ thịt xẻ (%) = Khối lượng thịt xẻ/Khối lượng sống của bò * 100

Thịt xẻ là một chỉ tiêu quan trọng và thường xuyên được sử dụng trong các nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng sản xuất thịt của bò thịt Bò có tỉ lệ thịt xẻ càng cao thì năng suất thịt càng cao Những nhân tố ảnh hưởng tới thành phần của thịt xẻ là giống, tính biệt, tuổi và nuôi dưỡng

- Khối lượng và tỉ lệ thịt tinh: Thịt tinh là khối lượng thịt được lọc ra từ

thịt xẻ Tỉ lệ thịt tinh được định nghĩa là tỉ lệ phần trăm giữa khối lượng thịt tinh trên khối lượng hơi của bò được xác định ngay trước khi giết mổ (Hội Chăn nuôi Việt Nam, 2000)

Tỉ lệ thịt tinh (%) = Khối lượng thịt tinh/Khối lượng sống của bò * 100

Đây là chỉ tiêu đánh giá chính xác khả năng sản xuất thịt của gia súc Các cá thể gia súc có tỉ lệ thịt xẻ như nhau thì cá thể nào có tỉ lệ thịt tinh cao hơn thì có chất lượng thịt xẻ cao hơn

- Tỉ lệ xương: Tỉ lệ xương là tỉ lệ phần trăm giữa khối lượng xương

tách ra từ thịt xẻ so với khối lượng sống của bò khi giết mổ

Tỉ lệ xương (%) = Khối lượng xương/Khối lượng sống của bò * 100

Mặc dù các chỉ tiêu nói trên thường được sử dụng trong các nghiên cứu đánh giá khả năng sản xuất của bò thịt nhưng trong điều kiện thực tế các cơ sở

giết mổ hầu như chỉ sử dụng chỉ tiêu tỉ lệ thịt tinh khi giao dịch mua bán bò

1.3.2.2 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng thịt

Chất lượng thịt bò luôn là yếu tố được người tiêu dùng quan tâm Chính

vì vậy, chất lượng thịt đã được nhiều nước nghiên cứu và các chỉ tiêu phân tích để đánh giá chất lượng thịt cũng đã được xây dựng và áp dụng phổ biến ở nhiều nước Một số chỉ tiêu quan trọng dùng để đánh giá chất lượng thịt là màu sắc, mùi vị, độ pH, độ mềm (hay độ dai), độ vân, hàm lượng mỡ xen kẽ giữa các cơ, thành phần hóa học và chất lượng ẩm thực của thịt bò

- Màu sắc của thịt: Màu sắc thịt liên quan đến chất lượng thịt vì nó ảnh

hưởng trực tiếp đến quyết định của người mua thịt (Page và cs, 2001) và độ dai của thịt (Jeremiah và cs, 1991; Wulf và cs, 1997) Thịt bò có chất lượng tốt là thịt bò có màu đỏ hồng hoặc hồng nhạt tùy theo vị trí của cơ Thịt có màu đỏ sẫm thường là thịt bò loại thải đã già Tuy nhiên, vì màu sắc của thịt thay đổi theo độ axit trong thịt nên thịt có màu đỏ sẫm cũng có thể do quá trình nuôi dưỡng và giết mổ làm pH của thịt cao (>6) Thường thì thịt có màu

đỏ sáng có độ pH thấp hơn 6 (Page và cs, 2001)

Màu thịt bò phụ thuộc vào độ pH, màu đỏ nhạt ở pH 5,6; đỏ sẫm ở pH 6,5 Ngoài ra, màu của thịt còn phụ thuộc vào giống bò

- Độ pH của thịt: Độ pH là một chỉ số hóa học, độ pH thường được xếp

vào loại đặc thù công nghệ bởi nó có ảnh hưởng lớn đến khả năng bảo quản

và vận chuyển thịt (Bruce và Ball, 1990; Hofmann, 1988) Độ pH của cơ đo được trong cơ thể gần bằng 7, sau khi giết mổ ta quan sát được sợi cơ và thấy

độ pH giảm xuống do sự tích tụ axit lactic gây ra bởi sự suy giảm glycogen trong cơ Khi lượng glycogen cạn kiệt, độ pH ổn định trở lại đạt đến gần 5,5

đó là độ pH tối đa hay là độ pH cuối cùng (Page và cs, 2001) Giá trị pH cuối cùng ảnh hưởng lớn đến khả năng bảo quản thịt pH vượt quá 6 sẽ tạo điều kiện cho VSV phát triển và hoạt động làm biến đổi mùi, vị của thịt và làm

VSV gây bệnh phát triển (Monin, 1988)

Độ pH thấp thịt sẽ mềm và cho phép bảo quản được lâu hơn Do vậy, việc hạ pH của thịt rất quan trọng vì sau đó thịt tiếp tục được giữ thêm một thời gian pH của thịt thường được đo bằng máy đo pH chuyên dụng trên mẫu thịt thăn ở vị trí xương sườn 12 - 13 và tại các thời điểm bảo quản khác nhau

- Độ mềm của thịt: Độ mềm luôn là một trong những chỉ tiêu quan

trọng xác định chất lượng của thịt bò Độ mềm của thịt chịu ảnh hưởng của rất nhiều nhân tố như giống, tuổi, tính biệt, thiến hay không thiến, nuôi dưỡng và cách giết mổ, bảo quản và chế biến thịt Độ mềm của thịt có thể được xem như một thành phần cơ học trong kết cấu của thịt, xếp thứ hai sau tính giữ nước (Dranfield, 1994) Độ rắn của thịt phụ thuộc thành phần cấu trúc protein

đó là collagen, collagen không thay đổi trong thịt sau khi giết mổ, sức bền cơ học của nó không thay đổi (Ouali, 1991)

Độ chắc của thịt tăng lên theo tuổi của bê Thịt bê tỉ lệ nước cao hơn nên nhão hơn thịt bò Thịt bò mềm có hàm lượng collagen thấp, khi nấu thủy phân collagen trong môi trường mỡ do nhiệt độ cao mỡ chảy ra Nuôi bò bằng thức ăn xanh nhiều, thịt bò cứng hơn và khi nấu bị hao nhiều

Khả năng giữ nước của thịt cũng ảnh hưởng đến độ mềm của thịt Thịt

có khả năng giữ nguyên lượng nước sẵn có hay lượng nước thêm vào, chỉ tiêu này liên quan tới lợi nhuận trong vận chuyển gia súc và chất lượng thịt Vì vậy phải xác định được khả năng giữ nước trong quá trình bảo quản (mất nước do tự thoát hơi nước) và mất nước trong quá trình đun nấu (mất nước do đun nấu) Độ ngọt và độ mềm của thịt có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu này

Độ mềm của thịt được đo bằng cách đo cơ học, cách này được phỏng

theo các hoạt động của miệng và răng Có thể sử dụng các phương pháp sau:

+ Kiểm tra nhanh bằng cách ấn ngón tay vào thịt Thịt chất lượng cao sẽ

có cảm giác mềm, sau khi bỏ tay ra thịt nhanh chóng trở về trạng thái ban đầu

+ Kiểm tra bằng phương pháp xác định nước nội dịch Nước nội dịch càng cao, thịt càng ngọt và mềm

+ Sử dụng máy cắt: đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Thiết bị này gọi là máy cắt lực Warner - Bratzler (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2005)

- Thành phần hóa học của thịt: Một số nghiên cứu sử dụng các chỉ tiêu

phân tích hóa học để xác định chất lượng thịt Chỉ tiêu phân tích thường gồm

tỉ lệ nước, tỉ lệ protein, tỉ lệ mỡ và tỉ lệ các axit amin trong thịt Hai chỉ tiêu phân tích hóa học quan trọng để đánh giá chất lượng thịt là Tryptophan (hàm lượng cao chất lượng thịt tốt) và Oxyproline (hàm lượng cao chất lượng thịt kém) (Hội Chăn nuôi Việt Nam, 2000)

1.3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng thịt bò

1.3.3.1 Giống

Trong tất cả những yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng thịt

bò thì giống là một yếu tố quan trọng nhất Giống khác nhau có tốc độ sinh trưởng, phát triển, tích luỹ thịt và độ béo khác nhau Ví dụ bò Vàng Việt Nam

có tỉ lệ thịt xẻ là 42%, tỉ lệ thịt tinh là 33% trong khi đó bò thịt Charolais có tỉ

lệ thịt xẻ 60%, tỉ lệ thịt tinh là 50% (Lê Đăng Đảnh và cs, 2006)

Nhìn chung, bò có khối lượng càng lớn thì tỉ lệ thịt xẻ càng cao Trên góc độ xem xét khả năng sinh trưởng và cho thịt của bò hướng thịt, điều quan tâm lớn nhất là tạo ra ưu thế lai về khả năng cho thịt và nâng cao phẩm chất thịt Chính vì vậy trong nhiều năm qua chúng ta đã và đang tiến hành hàng loạt các phương thức lai tạo 2; 3 máu giữa các giống bò nội với các giống bò chuyên dụng thịt nhiệt đới và chuyên dụng thịt ôn đới (Đinh Văn Cải và cs,