Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng và phương trình ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn cho gia súc nhai lại_2

- Các phương trình hồi qui ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai lại xây dựng từ các số liệu về lượng khí sinh ra sau 24 giờ, thành phần hoá học nghiên cứu tại Việt Nam có độ t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NễNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUễI

ĐINH VĂN MƯỜI

Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng và phương trình ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, giá trị năng lượng trao đổi của

thức ăn cho gia súc nhai lại

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NễNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NễNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUễI

ĐINH VĂN MƯỜI

Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng và phương trình ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, giá trị năng lượng trao đổi của

thức ăn cho gia súc nhai lại

Chuyờn ngành: DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUễI

LỜI CAM ĐOAN

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

Tôi xin cam đoan những tài liệu trích dẫn trong luận án đều được thể hiện rõ địa chỉ, nguồn gốc và tên tác quyền

Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp, các tác giả trong và ngoài nước đã cho phép sử dụng tài liệu cho mục đích tham khảo, so sánh với nghiên cứu này./

Hà Nội, tháng 6 năm 2012 Tác giả luận án

Đinh Văn Mười

LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ quý báu, chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn PGS.TS Vũ Chí Cương và TS Trần Quốc Việt trong suốt quá trình thực hiện đề tài Nhân dịp hoàn thành luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với các thầy hướng dẫn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với tập thể và các cá nhân: Ban Lãnh đạo Viện Chăn nuôi; Phòng Đào tạo và Thông tin, đặc biệt PGS.TS Mai Văn Sánh - Trưởng phòng Đào tạo và Thông tin; các anh chị em trong Bộ môn Dinh dưỡng, Thức ăn chăn nuôi và Đồng cỏ; Trung tâm Thực nghiệm và Bảo tồn vật nuôi; Bộ môn Phân tích thức ăn gia súc và Sản phẩm chăn nuôi; các Phòng, Bộ môn có liên quan thuộc Viện Chăn nuôi đã giúp đỡ

về mọi mặt và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn: Lãnh đạo và các Phòng, Ban thuộc Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Vĩnh Phúc; các đồng chí nguyên là Lãnh đạo Sở Nông nghiệp & PTNT tỉnh Vĩnh Phúc; Lãnh đạo và cán bộ các cơ quan tỉnh Vĩnh phúc: Trung tâm Giống Vật nuôi; Ban Quản lý đề án Bồi dưỡng, nâng cao kiến thức cho nông dân; Văn phòng Thường trực Ban chỉ đạo thực hiện Nghị quyết về nông nghiệp, nông dân, nông thôn; Văn phòng điều phối Chương trình xây dựng nông thôn mới đã quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu

Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, người thân, gia đình đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án./

Hà Nội, tháng 6 năm 2012 Tác giả luận án

Đinh Văn Mười

1.3 VẤN ĐỀ ĐẶT RA TRONG NGHIÊN CỨU VÀ CÁC GIẢ THIẾT 2

2.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA

VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA THỨC ĂN DÙNG CHO GIA SÚC NHAI LẠI

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA, GIÁ

2.4.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp in vitro gas production 9 2.4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả sinh khí trong các thí nghiệm in vitro

2.4.4 Các ứng dụng của phương pháp in vitro gas production 13 2.4.4.1 Xác định tỷ lệ tiêu hóa, giá trị năng lượng trao đổi và năng lượng thuần 13 2.4.4.2 Xác định tổng axit béo mạch ngắn ( SCFA) 14 2.4.4.3 Xác định sinh tổng hợp protein vi sinh vật 16

2.4.4.4 Định lượng CH4 và CO2 17 2.4.5 Sử dụng phương pháp in vitro gas production để nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng thức ăn cho gia súc nhai lại ở Việt Nam 18 2.5 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ PROTEIN CỦA INRA (Pháp) HAY HỆ

2.5.2 Giá trị protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của thức ăn theo INRA (Pháp) 20 CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA IN VIVO VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG, PROTEIN CỦA CỎ VOI (Pennisetum purpureum)

3.3.1 Thành phần hóa học của cỏ voi tái sinh trong mùa hè và thu 28 3.3.2 Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của cỏ voi tái sinh trong mùa hè và thu 31 3.3.3 Giá trị năng lượng và protein của cỏ voi tái sinh trong mùa hè và thu 34

4.2.3 Xác định tỷ lệ tiêu hoá thức ăn in vivo ở gia súc nhai lại 39 4.2.4 Tính toán các giá trị dinh dưỡng của thức ăn 40

4.3.1 Thức ăn nhóm 1 (thô xanh, thô khô và phế phụ phẩm) 40 4.3.1.1 Thành phần hoá học của thức ăn thô xanh, thô khô và phế phụ phẩm 40 4.3.1.2 Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của của thức ăn thô xanh, thô khô và phế phụ phẩm 43

4.3.1.3 Giá trị dinh dưỡng của thức ăn thô xanh, thô khô và phế phụ phẩm theo hệ

4.3.2.2 Tỷ lệ tiêu hoá in vivo của các loại thức ăn ủ chua 48 4.3.2.3 Giá trị dinh dưỡng của thức ăn ủ chua theo hệ thống UFL và PDI 49

5.2.3 Xác định tỷ lệ tiêu hoá thức ăn in vivo ở gia súc nhai lại 53 5.2.4 Tính toán các giá trị dinh dưỡng của thức ăn 54

5.3.1.1 Thành phần hoá học của thức ăn năng lượng 54 5.3.1.2 Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của nhóm thức ăn năng lượng 56 5.3.1.3 Giá trị dinh dưỡng của nhóm thức ăn năng lượng 57

5.3.2.1 Thành phần hoá học của thức ăn bổ sung protein 58 5.3.2.2 Tỷ lệ tiêu hoá in vivo của thức ăn bổ sung protein 59 5.3.2.3 Giá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sung protein tính theo hệ thống UFL và

5.4.1 Kết luận 62

6.3.1 Ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ OMD (%) của các loại thức ăn từ các

6.3.2 Ước tính giá trị năng lượng trao đổi ME (MJ/ kg DM) của các loại thức ăn từ

6.3.3 Quan hệ giữa thành phần hoá học, OMD và ME in vivo với lượng khí sinh ra

6.3.4 Xây dựng phương trình hồi qui ước tính OMD 74

6.3.6 Áp dụng phương trình hồi qui ước tính OMD cho các thức ăn khác, kiểm tra

6.3.7.6 Thức ăn giầu đạm 94 6.3.8 Thảo luận cho các phương trình ước tính OMD đã được kiểm tra 95 6.3.9 Thảo luận cho các phương trình ước tính ME đã được kiểm tra 97

7.1 TUỔI CẮT TÁI SINH VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA

IN VIVO VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG, PROTEIN CỦA CỎ VOI 100 7.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA IN VIVO VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG, PROTEIN CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN THÔ XANH, THÔ KHÔ, PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP, THỨC ĂN Ủ CHUA; THỨC ĂN NĂNG LƯỢNG

7.3 SỬ DỤNG IN VITRO GAS PRODUCTION ƯỚC TÍNH OMD VÀ ME CỦA

7.3.1 Sử dụng số liệu về lượng khí sinh ra sau 24 giờ, thành phần hoá học để ước

7.3.2 Sử dụng số liệu về lượng khí sinh ra sau 24 giờ, thành phần hoá học để ước

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ADF Xơ không tan trong môi trường a xít (Acid Detergent Fiber) ARC Hội đồng Nghiên cứu nông nghiệp Anh (Agriculture Research Council) Ash Khoáng tổng số (Ash)

CF Xơ thô (Crude Fiber )

CP Protein thô (Crude Protein)

cs Cộng sự

DE Năng lượng tiêu hoá (Digestible Energy)

DM Chất khô (Dry Matter) DMI Lượng thức ăn ăn vào (Dry Matter Intake)

DP Protein tiêu hóa (Digestible Protein)

EE Mỡ thô (Ether Extract)

G24 Thể tích khí sinh ra ở thời điểm 24 giờ sau ủ (ml/200 mg DM)

GE Năng lượng thô (Gross Energy)

INRA Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia (Pháp)

ME Năng lượng trao đổi (Metabolizable Energy) Mean Giá trị trung bình

NDF Xơ không tan trong môi trường trung tính (Neutral Detergent Fiber)

NE Năng lượng thuần (Net Energy) NIRS Quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (Near Infrared Reflectance

Spectroscopy) NRC Hội đồng nghiên cứu Quốc gia Mỹ (National Research Council)

OM Chất hữu cơ (Organic Matter) OMD Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (Organic Matter Digestibility) PDI Protein tiêu hóa ở ruột (Protein Digestible dans l’Intestin grêle) PDIE Protein tiêu hoá ở ruột giới hạn bởi năng lượng ăn vào

PDIN Protein tiêu hóa ở ruột giới hạn bởi ni tơ ăn vào PTNT Phát triển nông thôn

R2 Hệ số xác định (Coefficient of Determination or Determinant)

SCFA Axit béo mạch ngắn (Short Chain Fatty Acids)

SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)

SE Sai số chuẩn (Standard Error) SEM Sai số của trung bình (Standard Error of Mean)

TA Thức ăn TAAV Lượng thức ăn ăn vào TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TLTH Tỷ lệ tiêu hóa

UFL Đơn vị thức ăn cho tạo sữa (Unité Fourragère du Lait) UFV Đơn vị cỏ cho sản xuất thịt ((Unité Fourragère de la Viande) VCN Viện Chăn nuôi

Bảng 3.5: Hàm lượng dinh dưỡng của cỏ voi tính trên 1 tấn thức ăn đang sử dụng 36 Bảng 4.1: Thành phần hóa học của thức ăn thô xanh, thô khô và phụ phẩm trồng trọt

Bảng 4.2: Tỷ lệ tiêu hóa của thức ăn thô xanh, thô khô và phụ phẩm trồng trọt (%) 44 Bảng 4.3: Giá trị dinh dưỡng của thức ăn thô xanh, thô khô và phụ phẩm trồng trọt 46 Bảng 4.4: Thành phần hóa học của thức ăn ủ chua (% DM) 48

Bảng 5.1: Thành phần hóa học của thức ăn năng lượng (% DM) 55 Bảng 5.2: Tỷ lệ tiêu hóa của thức ăn năng lượng (%) 56 Bảng 5.3: Giá trị dinh dưỡng của thức ăn năng lượng 57 Bảng 5.4: Thành phần hoá học của các loại thức bổ sung protein (% DM) 59 Bảng 5.5: Tỷ lệ tiêu hóa của thức ăn bổ sung protein (%) 60 Bảng 5.6: Giá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sung protein 61 Bảng 6.1: Một số công thức ước tính tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ (OMD %) của các

Bảng 6.2: Một số công thức ước tính giá trị năng lượng trao đổi ME (MJ/ kg DM)

của các loại thức ăn thí nghiệm (Menke và cs., 1979) 66 Bảng 6.3: Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD %) tính theo các phương trình có sẵn

và OMD in vivo của các loại thức ăn thô xanh, thô khô và ủ chua 68 Bảng 6.4: Giá trị ME tính theo các phương trình có sẵn và giá trị ME in vivo của

các loại thức ăn thô xanh, thô khô và thức ăn ủ chua 70

Bảng 6.5: Giá trị ME tính theo các phương trình có sẵn và giá trị ME in vivo của

các loại thức ăn tinh, hỗn hợp và giầu đạm (MJ/kg DM) 71 Bảng 6.6: Hệ số tương quan giữa các chỉ tiêu thành phần hoá học, tỷ lệ tiêu hoá in

Bảng 6.7: Các phương trình hồi qui ước tính OMD ở đợt thí nghiệm 1 75 Bảng 6.8: Các phương trình hồi qui ước tính OMD ở đợt thí nghiệm 2 76 Bảng 6.9: Các phương trình hồi qui ước tính OMD ở đợt thí nghiệm 3 77 Bảng 6.10: Các phương trình hồi qui ước tính ME (MJ/kgDM) ở đợt thí nghiệm 1 78 Bảng 6.11: Các phương trình hồi qui ước tính ME (MJ/kgDM) ở đợt thí nghiệm 2 79 Bảng 6.12: Các phương trình hồi qui ước tính ME (MJ/kgDM) ở đợt thí nghiệm 3 80 Bảng 6.13: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.14: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.15: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.16: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.17: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.18: So sánh OMD in vivo với OMD tính từ các phương trình ước tính OMD

Bảng 6.19: So sánh ME in vivo với ME tính từ các phương trình ước tính ME của

Bảng 6.20: So sánh ME in vivo với ME tính từ các phương trình ước tính ME của

Bảng 6.21: So sánh ME in vivo với ME tính từ các phương trình ước tính ME của

Bảng 6.22: So sánh ME in vivo với ME tính từ các phương trình ước tính ME của

Bảng 6.23: So sánh ME in vivo với ME tính từ các phương trình ước tính ME của

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ

Đồ thị 6.1: So sánh OMD theo in vivo và OMD theo PT gas_OMD.54 96

Đồ thị 6.2:So sánh OMD theo in vivo và OMD theo PT gas_OMD.61 96

Đồ thị 6.3: So sánh OMD theo in vivo và ODM theo PT gas_OMD.63 96

Đồ thị 6.4: So sánh OMD theo in vivo và ODM theo PT gas_OMD.13 96

Đồ thị 6.5: So sánh OMD theo in vivo và OMD theo PT gas_OMD.72 96

Đồ thị 6.6: So sánh OMD theo in vivo và OMD theo PTgas_OMD.76 96

Đồ thị 6.7: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.41 98

Đồ thị 6.8: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.50 98

Đồ thị 6.9: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.53 98

Đồ thị 6.10: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.57 98

Đồ thị 6.11: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.62 98

Đồ thị 6.12: So sánh ME in vivo và ME theo PT gas_ME.63 98

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Cản trở lớn nhất để tăng năng suất gia súc nhai lại ở các nước đang phát triển là thiếu thức ăn cả về số lượng và chất lượng Hơn nữa, số lượng và chất lượng thức ăn lại biến động theo mùa vụ Để đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm chăn nuôi, việc sử dụng tốt nguồn thức ăn gia súc truyền thống và khai thác hợp lý các nguồn thức ăn không truyền thống - là những thức ăn các gia súc khác và con người không ăn được rất quan trọng,

có ý nghĩa sống còn với chăn nuôi gia súc nhai lại nói chung, chăn nuôi trâu bò nói riêng (Markar, 2004)

Để làm được việc này, trước hết cần biết được thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của thức ăn Trên cơ sở đó chúng ta mới có thể nuôi dưỡng gia súc nhai lại đúng cách, tức là thoả mãn các nhu cầu về dinh dưỡng (năng lượng, protein, khoáng v.v ) của chúng để chúng sống, sản xuất (tăng trọng, cho sữa ) và thải ra ngoài môi trường ít chất thải nhất (đặc biệt là các chất thải có nitơ, phốt pho)

số liệu của nước ngoài về tỷ lệ tiêu hoá, và quan trọng hơn là tạo ra một cơ sở dữ liệu về thành phần hoá học, giá trị dinh dưỡng của các thức ăn gia súc Việt Nam có

độ tin cậy cao hơn cho người sử dụng, việc tiến hành các nghiên cứu về tiêu hoá in vivo là rất cần thiết

Không tiến hành các thí nghiệm sẽ không có tỷ lệ tiêu hoá của các loại thức

ăn này, do đó sẽ không có giá trị dinh dưỡng gần đúng nhất Tuy nhiên, do rất tốn kém về kinh phí và cần nhiều thời gian để tiến hành thí nghiệm in vivo nên sẽ khó

có được nhiều số liệu trong một thời gian ngắn Vì vậy, cần phải áp dụng các

phương pháp in vitro trong điều kiện Việt Nam để có thể có nhiều số liệu hơn về tỷ

lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của thức ăn Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi tiến hành đề tài: “Tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng và phương trình ước tính

tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ, giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn cho gia súc nhai lại”

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Bổ sung cơ sở dữ liệu đã có về thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại ở Việt Nam

- Kiểm chứng độ chính xác và phù hợp của các phương trình ước tính OMD, giá trị ME từ in vitro gas production và thành phần hóa học của thức ăn cho gia súc nhai lại được nghiên cứu ở nước ngoài

- Xây dựng và kiểm tra độ chính xác và tin cậy của các phương trình ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai lại được nghiên cứu ở Việt Nam trên

cơ sở số liệu về in vitro gas production và thành phần hóa học

1.3 VẤN ĐỀ ĐẶT RA TRONG NGHIÊN CỨU VÀ CÁC GIẢ THIẾT 1.3.1 Các vấn đề đạt ra trong nghiên cứu

Có hai câu hỏi đặt ra trong nghiên cứu này:

- Một là, thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng của các thức

ăn thường dùng cho bò ở miền Bắc Việt Nam thế nào?

- Hai là, phương pháp sinh khí in vitro (in vitro gas production) có cho phép ước tính tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của thức ăn cho gia súc nhai tại Việt Nam với độ tin cậy và độ chính xác cao đủ để thay thế phương pháp in vivo truyền thống hay không? Các phương trình ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai lại được nghiên cứu ở nước ngoài, chủ yếu trên thức ăn ôn đới, có thể ứng dụng được với thức ăn ở Việt Nam hay không? Và nếu không, phương trình hồi qui ước tính OMD và ME từ lượng khí sinh ra in viro và thành phần hóa học của thức

ăn trong nghiên cứu này có đáng tin cậy không?

1.3.2 Các giả thiết

- Các phương trình hồi qui ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai lại từ các số liệu về lượng khí sinh ra sau 24 giờ, thành phần hoá học nghiên cứu ở nước ngoài có độ chính xác không cao, ít phù hợp khi áp dụng cho thức ăn

nhiệt đới Việt Nam

- Các phương trình hồi qui ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai lại xây dựng từ các số liệu về lượng khí sinh ra sau 24 giờ, thành phần hoá học nghiên cứu tại Việt Nam có độ tin cậy cao có thể dùng rộng rãi để thay thế cho phương pháp in vivo thông dụng trong ước tính OMD và ME của thức ăn cho gia súc nhai ở Việt Nam

1.4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.4.1 Đóng góp khoa học của đề tài

Đề tài đã góp phần bổ sung dữ liệu về thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa, giá trị dinh dưỡng của thức ăn dùng cho gia súc nhai lại ở Việt Nam

Đề tài cũng đã xây dựng được các phương trình hồi quy ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD) và giá trị năng lượng trao đổi (ME) của thức ăn cho gia súc nhai lại tại Việt Nam

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Các kết quả của đề tài luận án có giá trị như tài liệu khoa học để các cơ quan quản lý, Viện nghiên cứu, các Trường Đại học, giáo viên, sinh viên ngành Nông nghiệp tham khảo

Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở cho các doanh nghiệp và những người chăn nuôi khi xây dựng khẩu phần ăn cho gia súc nhai lại

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

- Luận án đã xác định được tuổi cắt tái sinh mùa hè và mùa thu có ảnh hưởng đến thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa in vivo và giá trị năng lượng, protein của cỏ voi (Pennisetum purpureum)

- Đã đặc điểm hóa thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa in vivo, giá trị năng lượng, protein của một số loại thức ăn xanh, thô khô, phụ phẩm trồng trọt, thức ăn ủ chua, thức ăn năng lượng và thức ăn bổ sung protein thường dùng cho bò

- Đã xây dựng được 6 phương trình hồi qui ước tính OMD và 6 phương trình ước tính ME của thức ăn cho gia súc nhai lại từ các số liệu về lượng khí sinh ra sau

24 giờ ủ thức ăn với dịch dạ cỏ in vitro, thành phần hoá học với độ tin cậy cao

CHƯƠNG II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

Chương này nêu một cách tổng quát tình hình nghiên cứu thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại trên thế giới và Việt Nam cũng như việc sử dụng phương pháp sinh khí in vitro (in vitro gas production) trong nghiên cứu dinh dưỡng và thức ăn cho gia súc, sơ lược về hệ thống năng lượng và protein của thức ăn theo INRA (Pháp)

2.1 PHÂN LOẠI THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI

Phân loại thức ăn là đưa các thức ăn vào từng nhóm, trong nhóm đó các thức ăn có các đặc tính, giá trị dinh dưỡng tương tự nhau và có thể sử dụng cho cùng một mục đích (Dryden, 2010) Các thức ăn có cùng nguồn gốc thường có giá trị dinh dưỡng không khác nhau quá nhiều và vì thế cách mà chúng ảnh hưởng đến năng suất gia súc cũng khá tương đồng Ví dụ, bột đậu tương, bột hạt bông, bột hạt hướng dương đều là phụ phẩm của công nghiệp tách dầu từ các hạt có dầu và được

sử dụng để tăng hàm lượng protein của khẩu phần (Dryden, 2010) Trong khi đó hạt ngô, hạt mì và kê đều là các ngũ cốc có hàm lượng năng lượng tiêu hóa cao (Dryden, 2010) Thức ăn cùng nguồn gốc không những có giá trị dinh dưỡng tương

tự nhau mà chúng còn có ảnh hưởng tương tự đến sức khỏe gia súc và chất lượng sản phẩm chăn nuôi (Dryden, 2010)

Hiện có một vài cách để phân loại thức ăn cho gia súc Tuy nhiên, hệ thống phân loại của Harris và cs (1968, 1980) được sử dụng nhiều hơn Hệ thống này được dùng trong NRC (1988, 1996 và 2001) và cũng được một số tác giả khác (Kayongo và Said, 1986; Ostrowski-Meissner, 1987, 1990) sử dụng Ngoài ra, cũng

có những hệ thống khác đã được đề nghị nhưng chưa thống nhất nên chưa được công bố (Dryden, 2010) Một trong các hệ thống chưa được thống nhất là hệ thống

không có hạt và cỏ khô, rơm, thức ăn thô, cỏ trồng và cây thức ăn, thức ăn thô không phải họ đậu có hay không có hạt Đặc điểm của nhóm này là: xơ thô (CF ) cao hơn 18% chất khô (DM) tương đương với 22-25 % ADF

2 Cỏ trên đồng cỏ và thức ăn thô không cắt (standing hay) và không xử lý, chế biến: Đặc điểm của nhóm này gần tương tự như nhóm 1

3 Thức ăn ủ chua: Gồm cỏ hòa thảo và họ đậu ủ, cây ngô ủ

4 Thức ăn năng lượng: Đặc điểm của nhóm này có CF < 18%; CP < 20 % Nhóm này được chia thành: ngũ cốc, phụ phẩm chế biến ngũ cốc, củ, quả, hạt

5 Thức ăn bổ sung protein: Là nhóm thức ăn với đặc điểm: CF<18%, CP > 20% Nhóm này được chia thành thức ăn bổ sung protein có nguồn gốc thực vật và thức ăn bổ sung protein có nguồn gốc động vật

6 Thức ăn bổ sung khoáng

7 Thức ăn bổ sung vitamin

8 Các chất bổ sung khác

2.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA VÀ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA THỨC ĂN DÙNG CHO GIA SÚC NHAI LẠI TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM

Xác định tỷ lệ tiêu hoá các loại thức ăn trực tiếp trên gia súc (in vivo) đóng vai trò quan trọng trong việc ước tính giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho loài nhai lại Công việc này đã được tiến hành rất lâu ở hầu hết các nước trên thế giới có ngành chăn nuôi gia súc nhai lại phát triển

Ở các nước phát triển: Mỹ, Canada, Úc và các nước Châu Âu, Nhật Bản hiện nay đều đã có bảng giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại và bảng nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại (ARC, 1980; ARC, 1990; AFRC, 1990; AFRC, 1993; AFRC, 1995; Feed into milk, 2004 (UK); Agriculture, Forestry and Fisheries Reseach Council Secreteriat, 1999 (Nhật Bản); Andrieu và cs., 1989 (Pháp); NRC, 1988; NRC 1996; NRC, 2001 (Hoa Kỳ); Nutrient Requirement for Australian Livestock, 1999 (Úc); Rostock Feed Evaluation System, 2003 (Đức) Giá trị dinh dưỡng của các thức ăn cho loài nhai lại trong các bảng này phần lớn dựa trên tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô, xơ thô, protein thô của các loại thức ăn xác định trực tiếp trên gia súc (in vivo) chủ yếu là trên cừu, phần còn lại dựa trên tỷ lệ tiêu hoá in vivo

ước tính từ tỷ lệ tiêu hoá in vitro, ước tính từ thành phần hoá học, lượng khí sinh ra,

tỷ lệ phân giải in sacco v.v (ARC, 1980; ARC, 1990; AFRC, 1990; AFRC, 1993; AFRC, 1995; Feed into milk, 2004 (UK); Agriculture, Forestry and Fisheries Reseach Council Secreteriat, 1999 (Nhật Bản); Andrieu và cs., 1989 (Pháp); NRC, 1988; NRC, 1996; NRC, 2001 (Hoa Kỳ); Nutrient Requirement for Australian Livestock, 1999 (Úc); Rostock Feed Evaluation Sysstem, 2003 (Đức) Sở dĩ có thể tính giá trị dinh dưỡng của các thức ăn cho loài nhai lại dựa trên tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô, xơ thô, protein thô của các loại thức ăn xác định trực tiếp trên cừu là vì: mặc dù tiêu hoá thức ăn có vài điểm khác biệt giữa cừu và bò, khác biệt này là rất nhỏ và chấp nhận được (Aerts et al., 1984., De Boever et al., 1987) Hơn nữa, tiến hành thí nghiệm tiêu hoá trên bò khó khăn và tốn kém hơn rất nhiều (Aerts et al., 1984., De Boever et al., 1987)

Tại các nước đang phát triển, có nhiều lý do, đặc biệt là tài chính, cho nên các nghiên cứu tiêu hoá in vivo còn chưa nhiều Để xác định giá trị dinh dưỡng của hầu hết các loại thức ăn, người ta thường phải sử dụng tài liệu tiêu hoá từ các nước phát triển Ở một vài khu vực nhờ có nguồn kinh phí tài trợ, tỷ lệ tiêu hoá in vivo của các loại thức ăn đã được xác định khá đầy đủ Khu vực vùng biển Caribê và Trung Mỹ là một ví dụ Tại các nước: Guana thuộc Pháp, West Indies thuộc Pháp, Dominica, Cu Ba, các tác giả Xande và cs (1989 a,b); Aumont và cs (1995) đã tiến hành nghiên cứu công phu tỷ lệ tiêu hoá của 1313 loại thức ăn trên cừu và đã tính toán giá trị dinh dưỡng của chúng theo hệ thống của Pháp

Ở các nước khu vực Châu Á, các nghiên cứu về thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại chưa nhiều, chưa được hệ thống, tỷ lệ tiêu hoá thức ăn chủ yếu có được từ các nghiên cứu gián tiếp, các nghiên cứu trực tiếp in vivo không nhiều và chủ yếu là trên các phụ phẩm nông nghiệp Có thể kể đến các công trình nghiên cứu của Wanapat (1985) về rơm ở Thái Lan, Prasard và

cs (1991) ở Ấn Độ Gần đây, ở Thái Lan, với sự giúp đỡ của JIRCAS (Nhật Bản)

đã công bố thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của 113 loại thức ăn dùng cho gia súc nhai lại bao gồm 101 loại thức ăn và 12 loại khoáng (Nutrient Requirement

of Beef Cattle in Indochinese Penninsula, 2010)

Trước năm 2000, tại Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu của các tác giả

về thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc, gia cầm Việt Nam Các nghiên cứu này đã được công bố trong Sổ tay thành phần dinh dưỡng thức ăn gia súc Việt Nam năm 1992 (Nguyễn Văn Thưởng và cs., 1992) và cuốn Thành phần và giá trị dinh dưỡng thức ăn gia súc gia cầm Việt Nam năm 2001 (Viện Chăn nuôi, 2001) Từ năm 2001 đến 2004, đã có một số tác giả nghiên cứu thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại (Paul Pozy

và cs., 2001; Vũ Chí Cương và cs., 2004a; Nguyễn Xuân Bả và cs., 2004; Vũ Chí Cương và cs., 2004b) Cũng trong thời gian này, một hệ thống mới đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn: hệ thống đơn vị thức ăn cho tạo sữa (UFL) và protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của INRA (Pháp) đã được giới thiệu vào Việt Nam (Vũ Chí Cương

và cs., 2003; Vũ Chí Cương và cs., 2004c) Năm 2002, từ các kết quả nghiên cứu hợp tác với Đại học công giáo Louvain Bỉ, thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho loài nhai lại đã được tập hợp lại trong cuốn sách: Nuôi dưỡng bò ở miền Bắc Việt Nam (Pozy và cs., 2002) Từ đó đến nay, các nghiên cứu về thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại vẫn được tiếp tục 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA, GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI

Xác định tỷ lệ tiêu hoá để đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn hay còn gọi là phương pháp thử mức tiêu hoá Phương pháp này được sử dụng để xác định, tính toán phần có khả năng tiêu hoá được của thức ăn trong cơ thể gia súc kết hợp với phương pháp phân tích thức ăn (phân tích thành phần hoá học), hai phương pháp này xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn khá chính xác Có hai phương pháp cơ bản để xác định tỷ lệ tiêu hoá là: xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo) và xác định tỷ lệ tiêu hoá gián tiếp trong phòng thí nghiệm (in vitro)

Xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo) hay còn gọi là phương pháp thu thập tổng số (Total collection), theo phương pháp này, lượng thức

ăn ăn vào, còn thừa, phân và nước tiểu của từng cá thể gia súc được thu thập, cân và ghi chép hàng ngày trong thời gian thí nghiệm 7-10 ngày để tính tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng (Cochran và Galyean, 1994, Burns và cs., 1994) Phương pháp này

chính xác nhất, nhưng giá thành cao, tốn nhiều thời gian, cần khối lượng lớn thức ăn nhưng lại chỉ xác định được một số lượng hạn chế các loại thức ăn (Cochran và Galyean, 1994; Burns và cs., 1994)

Xác định tỷ lệ tiêu hoá gián tiếp trong phòng thí nghiệm (in vitro) được sử dụng trong phòng thí nghiệm để ước tính phân giải và tiêu hóa thức ăn rất quan trọng trong dinh dưỡng gia súc nhai lại Một phương pháp phòng thí nghiệm cần đạt các yêu cầu: có khả năng lặp lại, chính xác so với các kết quả in vivo (Markar, 2004) Tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại hiện được xác định bằng nhiều phương pháp phòng thí nghiệm khác nhau như: 1) Phương pháp của Tilley và Terry (1963); 2) Phương pháp gas production của Đại học Hoheinhem (Đức) (Menke và cs., 1979); 3) Phương pháp in situ hay nylon bags (Mehrez và Orskov, 1977); 4) Phương pháp dùng enzyme pepsine và cellulase (De Boever và cs., 1986); 5) Phương pháp dùng quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (NIRS - Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

Các phương pháp sinh học 1-3 và phương pháp 5 hợp lý và hữu dụng hơn các phương pháp hóa học (dùng hóa chất) vì ở các phương pháp 1-3 vi sinh vật và enzyme dùng trong các phương pháp này mẫn cảm hơn với các yếu tố có ảnh hưởng đến tỷ lệ và tốc độ tiêu hóa thức ăn (Van Soest, 1994) Riêng phương pháp 5 là phương pháp không dùng hóa chất và không gây ô nhiễm môi trường

Phần dưới đây sẽ tập trung thảo luận kỹ về phương pháp in vitro gas production là phương pháp sử dụng trong luận án này

2.4 PHƯƠNG PHÁP IN VITRO GAS PRODUCTION 2.4.1 Giới thiệu chung về phương pháp

Nguồn gốc của việc xác định tiềm năng lên men và tiêu hoá thức ăn ở dạ cỏ bằng phương pháp sử dụng lượng khí sinh ra từ môi trường ủ được McBee (1953)

và Hungate (1966) nghiên cứu đầu tiên Trei và cs (1970) đã sớm cải tiến kỹ thuật này bằng cách dùng các xylanh để ủ mẫu thức ăn với dịch dạ cỏ, tính toán khả năng lên men thức ăn của vi sinh vật dạ cỏ Jowany và Thivend (1986), Menke và Steingass (1988) đã cải tiến kỹ thuật này xa hơn bằng cách sử dụng các xylanh chuyên dụng bằng thuỷ tinh 100ml đặt trong bể nước ấm để tiến hành các thí nghiệm in vitro gas production Blummel và Orskov (1993) sau đó đã cải tiến kỹ

thuật đặt xylanh trong bồn nước bằng việc đặt trong tủ ấm Nhiều tác giả khác cũng

đã nghiên cứu cải tiến phương pháp này (Pell và Schofield, 1993; Theodorou và cs., 1994; Cone và cs., 1996; Rymer và Given, 1999; Deaville và Givens, 2000; Mauricio và cs., 2005; Rymer và cs., 2005) để tăng độ chính xác và sử dụng phương pháp với các mục đích khác nhau

Bên cạnh các nghiên cứu về sử dụng phương pháp này để đánh giá tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của thức ăn, cũng có nhiều nghiên cứu so sánh kỹ thuật này với các kỹ thuật in vitro khác và in vivo để tăng độ chính xác của kết quả nghiên cứu (Blummel và Orskov, 1993; Tuah và cs., 1996; Seker 2002; Sayan và cs., 2004; Seven và cs., 2007)

Trong phương pháp in vitro gas production của Menke và cs (1979), quá trình lên men được tiến hành trong những xylanh (syringe) thủy tinh có dung tích

100 ml trong đó có chứa thức ăn và dịch dạ cỏ đã bổ sung dung dịch đệm Khí sinh

ra khi ủ 200 mg chất khô thức ăn sau 24 h ủ cùng với thành phần hóa học của thức

ăn đó được dùng để dự đoán tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vivo và giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn

Nguyên lý của phương pháp là khi lên men yếm khí thức ăn trong dạ cỏ bởi

vi sinh vật sẽ tạo ra axit béo mạch ngắn (SCFA), CO2, CH4 và một lượng nhỏ hydro, axit béo mạch ngắn trong cả hai điều kiện in vivo và in vitro sẽ phản ứng với đệm bicarbonate để giải phóng thêm CO2 (Markar, 2000) Như vậy, quá trình sinh khí xẩy ra đồng thời, song hành với quá trình phân giải xơ (Schofield và cs., 1994) Lượng khí sinh ra khi ủ thức ăn với dịch dạ cỏ trong điều kiện in vitro vì thế có quan hệ chặt chẽ với tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn (Menke và cs., 1979; Menke và Steingass, 1988) Vì những nguyên nhân kể trên, đo lượng khí sinh

ra không những có thể sử dụng để xác định tốc độ và tỷ lệ tiêu hoá mà còn có thể dùng để xác định tương tác giữa các thành phần thức ăn trong khẩu phần (Prasard

và cs., 1994)

2.4.2 Ưu, nhược điểm của phương pháp in vitro gas production

Phương pháp này hiện đang được sử dụng rộng rãi để đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn (Markar, 2000) Gần đây, ngày càng có nhiều quan tâm đến sử dụng có hiệu quả các khẩu phần nhiều thức ăn thô đã dẫn đến việc tăng sử dụng

phương pháp này do các ưu việt của nó trong nghiên cứu động thái lên men (Markar, 2004) Lợi thế và nhược điểm của chúng đã được Getachew và cs (1998) thảo luận khá kỹ

Phương pháp in vitro gas production cung cấp các số liệu hữu ích của cả phần hòa tan và không hòa tan của thức ăn nên cho phép nghiên cứu động thái lên men của các loại thức ăn trong dạ cỏ (Markar, 2004) Phương pháp cũng khá thích hợp cho việc ước tính, xác định tỷ lệ tiêu hoá cũng như giá trị năng lượng của thức

ăn so với các phương pháp khác (Markar, 2004) Gần đây, phương pháp này còn được sử dụng cho nghiên cứu giảm thiểu phát thải khí nhà kính CO2 và CH4 từ dạ

cỏ gia súc nhai lại (Fievez và cs., 2005) Phương pháp này hiệu quả hơn in sacco trong đánh giá ảnh hưởng của tanin và các yếu tố kháng dinh dưỡng khác (Markar

và cs., 1995b; Markar, 2004) Thêm vào đó in vitro gas production có thể giám sát được tương tác giữa chất dinh dưỡng và chất kháng dinh dưỡng và ngược lại (Markar v à c s , 1995a, Markar và cs., 1996) Phương pháp này có lợi thế hơn so với các phương pháp in vitro truyền thống khác khi nghiên cứu tiêu hoá carbonhydrat vì lượng khí sinh ra là do lên men cả phần chất nền hoà tan và không hoà tan (Pell và Schofield, 1993) Tương quan giữa lượng khí sinh ra và hàm lượng NDF khá chặt (R2 = 0,99) (Pell và Schofield, 1993), còn tương quan giữa lượng khí sinh ra với chất khô mất đi theo phương pháp in sacco cũng rất cao (R2 = 0,9) (Prasard và cs., 1994) chứng tỏ phương pháp này có thể thay thế cho các phương pháp in vitro khác trong việc đánh giá nhanh giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho loài nhai lại Phương pháp còn cho phép xác định tổng a xít béo mạch ngắn và sinh khối

vi sinh vật được tạo ra từ quá trình tiêu hoá thức ăn (Markar, 2004)

Phương pháp in vitro gas production dễ làm, nhanh, làm được nhiều mẫu cùng một lúc, không yêu cầu nhiều gia súc (hai gia súc mổ lỗ dò là đủ) (Markar, 2004) Phương pháp này khá phù hợp với các nước đang phát triển vì không đòi hỏi nhiều lao động, trang thiết bị và khá rẻ tiền Đặc biệt, khi kết hợp với phương pháp

in vivo có thể mang lại kết quả cao hơn trong việc dự đoán giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại

Nhược điểm của phương pháp là không đánh giá được ảnh hưởng của các phương pháp chế biến đến giá trị dinh dưỡng của thức ăn (Krishnamoorthy và cs., 1995)

Tóm lại, phương pháp in vitro gas production có một vài ưu điểm (Markar, 2004): i) cho phép đánh giá một số lượng lớn mẫu thức ăn để quyết định chọn các giống cây thức ăn có giá trị dinh dưỡng tốt; ii) cho phép đánh giá và phát triển các chiến lược bổ sung dinh dưỡng trên cơ sở sử dụng tốt nguồn thức ăn sẵn có để có được hiệu quả sinh tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ tốt nhất; iii) giúp nghiên cứu thay đổi mô hình lên men dạ cỏ theo hướng tăng hiệu quả sinh tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ và giảm thiểu thải khí methane từ dạ cỏ; iv) là công cụ tốt để xem xét quan hệ giữa chất dinh dưỡng và chất kháng dinh dưỡng và vai trò của các chất dinh dưỡng khác nhau (thay đổi thành phần của dung dịch ủ)

2.4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả sinh khí trong các thí nghiệm in vitro gas production

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả của phương pháp in vitro gas production đã được Wilkins (1974) và Rymer và cs (2005) tổng kết Các yếu tố này gồm: khối lượng, kích thước mẫu và chuẩn bị mẫu, dịch dạ cỏ, thành phần dung dịch đệm, sử dụng mẫu trắng (Blank), thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm

Theo Theodorou và cs (1994) tăng khối lượng mẫu (chất nền) sẽ làm thể tích khí tăng lên, nhưng tốc độ sinh khí không bị ảnh hưởng Khối lượng phù hợp với các thức ăn dễ lên men nên là 200mg, với các thức ăn lên men chậm khối lượng nên là 300mg để đảm bảo rằng lượng khí sinh ra khi ủ mẫu không lớn hơn 100ml (Menke và Steingass, 1988)

Kích thước mẫu có ảnh hưởng đến tốc độ sinh khí trong thời gian ủ Các mẫu được nghiền nhỏ có khả năng lên men nhanh hơn các mẫu không được nghiền (Menke và Steingass, 1988) Menke và Steingass (1988) và Lowman và cs (2002) giải thích rằng: nghiền nhỏ mẫu đã làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt của các mảnh thức ăn với vi sinh vật trong môi trường ủ Dehority và Johnson (1961) chỉ ra rằng

độ nghiền nhỏ của hạt thức ăn thí nghiệm tốt nhất là không lớn hơn 1mm

Menke và Steingass (1988) thấy lượng khí sinh ra trong cả hai trường hợp mẫu được làm lạnh – khô và sấy khô bằng tủ sấy ở 600C trong 48 giờ là như nhau Cone và Van Gender (1998) cũng chỉ ra rằng làm lạnh – khô mẫu và sấy mẫu bằng

lò sấy không làm thay đổỉ lượng khí sinh ra trong quá trình ủ Tuy nhiên, khi ủ mẫu

cỏ tươi thì lượng khí sinh ra khác so với các mẫu đã được làm khô (Cone và Van

Gender, 1998) Theo Sanderson và cs (1997), tốc độ lên men của mẫu ủ trong điều kiện in vitro chính xác hơn so với các mẫu chưa qua xử lý Lowman và cs (2002) giải thích rằng ở các mẫu được sấy khô vi sinh vật có thể tấn công sớm và mãnh liệt hơn so với các mẫu tươi, vì vậy, quá trình lên men phân giải diễn ra nhanh hơn

Wood và cs (1998) cho rằng, nồng độ của dịch ủ cao làm tăng thể tích khí sinh ra khi ủ cùng một khối lượng mẫu với thời gian ủ như nhau Theo Rymer và cs (2005), tốc độ sinh khí trong thí nghiệm in vitro có mối quan hệ với nồng độ dịch dạ

cỏ trong dung dịch ủ Pell và Schofield (1993) đề nghị nên dùng dung dịch ủ với thức ăn thí nghiệm có nồng độ dịch dạ cỏ/dung dịch ủ tối thiểu là 20ml/100ml (tỷ lệ 1/5) Thời gian lấy dịch dạ cỏ cũng có ảnh hưởng đến kết quả sinh khí trong các thí nghiệm sinh khí in vitro Nên lấy dịch dạ cỏ trước khi cho gia súc ăn sáng (Menke

và Steingass, 1988) Cone và cs (1996) chỉ ra rằng, tốc độ lên men của thức ăn tăng dần khi dịch dạ cỏ được lấy sau khi cho gia súc ăn sáng mặc dù tổng lượng khí sinh

ra không thay đổi Nagari và cs (2000) không thấy có sự khác nhau về hoạt động của vi sinh vật trong dịch dạ cỏ khi lấy dịch cách nhau 72 giờ

Thức ăn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến thành phần và thể tích khí sinh ra Theo Trei và cs (1970), khi mẫu ủ là rơm non thì lượng khí sinh ra cao hơn so với mẫu ủ là hạt ngũ cốc Menke và Steingass (1988), Mertens và cs (1998), Nagadi và

cs (2000) thấy rằng khẩu phần ăn của bò lấy dịch dạ cỏ ảnh hưởng đáng kể đến thành phần và thể tích khí sinh ra Calabro và cs (2005) thấy có ảnh hưởng của loài lấy dịch đến thành phần và thể tích khí sinh ra

Mertens và cs (1998) cho rằng trộn dịch dạ cỏ được làm lạnh với dung dịch đệm làm giảm thời gian phân huỷ chất hữu cơ tức là tăng tốc độ sinh khí Menke và Steingass (1988) đưa ra các yêu cầu trong chuẩn bị mẫu dịch ủ như sau: dịch ủ phải luôn được giữ trong bình nước ấm 390C và được sục khí CO2 để đảm bảo yếm khí, dung dịch ủ được pha chế theo tỷ lệ giữa dung dịch đệm 2 và dung dịch dạ cỏ là 2/1

Việc sử dụng mẫu trắng – mẫu chỉ có dịch dạ cỏ trong quá trình thí nghiệm sinh khí in vitro (thường là 3 mẫu) chỉ chứa 30 ml dung dịch ủ trong xylanh không chứa mẫu là rất quan trọng Đo đạc, tính toán lượng khí sinh ra từ các xylanh này để

có thể hiệu chỉnh lượng khí sinh ra từ các mẫu thức ăn đem ủ một cách chính xác hơn Cone và Van Gender (1998) chỉ ra rằng tốc độ khí sinh ra từ các mẫu trắng

không giống như các mẫu ủ thức ăn thí nghiệm

Rymer và cs (2005) so sánh ba loại thiết bị được sử dụng trong các thí nghiệm sinh khí in vitro và thấy rằng có sự sai khác về lượng khí sinh ra khi dùng các thiết bị khác nhau Davies và cs (2000) khi so sánh thiết bị của Theodorou và cs (1994) với thiết bị của Cone và cs (1996) cũng có kết luận tương tự Như vậy, khi sử dụng các dụng cụ khác nhau phải lưu ý để hiệu chỉnh cho phù hợp trong việc tính toán kết quả sinh khí của các mẫu thức ăn thí nghiệm

2.4.4 Các ứng dụng của phương pháp in vitro gas production 2.4.4.1 Xác định tỷ lệ tiêu hóa, giá trị năng lượng trao đổi và năng lượng thuần

Khí sinh ra khi ủ 200 mg chất khô thức ăn sau 24 h ủ cùng với thành phần hóa học của thức ăn đó được dùng để dự đoán tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vivo và giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn, khẩu phần (Markar, 2004) Các công thức của Menke và cs.(1979); Menke và Steingass, (1988) thường được sử dụng:

Đối với thức ăn thô:

Sở dĩ có nhiều nghiên cứu gần đây sử dụng phương pháp này để xác định tỷ

lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của thức ăn là vì, rất nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, lượng khí sinh ra khi ủ thức ăn và khẩu phần với dịch dạ cỏ trong điều kiện in vitro có tương quan với tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vivo và giá trị năng lượng trao đổi in vivo của thức ăn và khẩu phần (Menke và cs., 1979; Menke and Steingass, 1988; Pell and Schofield, 1993; Nsahlai và cs., 1994; Chenost và cs., 1997; Larbi và cs., 1998; Abreu và Bruno-Soares 1998; Sommart và cs., 2000; Getachew và cs., 2002a; Nitipot và Sommart, 2003; De Boever và cs., 2005; Sallam và cs., 2007; Njiadda và Nasiru, 2010)

Tuy nhiên, lượng khí sinh ra khi ủ thức ăn và khẩu phần với dịch dạ cỏ trong điều kiện in vitro có tương quan với OMD in vivo và giá trị ME in vivo của thức ăn

và khẩu phần chưa đủ lớn để chỉ dùng lượng khí sinh ra ước tính OMD in vivo và

ME in vivo (Menke và cs., 1979; Chenost và cs., 2001; Steingass and Menke, 1986; Menke and Steingass, 1988; Abreu và Bruno-Soares, 1998; De Boever và cs., 2005; Njiadda và Nasiru 2010) Các tác giả trên (Menke và cs., 1979; Chenost và cs., 2001; Steingass và Menke,1986; Menke và Steingass, 1988; Abreu và Bruno-Soares, 1998; De Boever và cs., 2005; Njiadda và Nasiru 2010) cho rằng, để ước OMD in vivo và ME chính xác, ngoài lượng khí sinh ra cần đưa thêm thành phần hóa học của thức ăn và khẩu phần

2.4.4.2 Xác định tổng axit béo mạch ngắn ( SCFA)

Lượng khí tạo ra khi ủ rơm ngũ cốc (Blummel và Ørskov, 1993a), các thức

ăn cho bò sữa gồm nhiều loại thức ăn hỗn hợp và thức ăn tinh có biến động lớn về hàm lượng protein thô và mỡ (Blümmel và cs., 1999) và các loại lá cây bụi có chứa tannin (Getachew và cs., 2000a) khi có mặt hoặc không có mặt của polyethylene glycol trong dịch dạ cỏ có chứa chất đệm có tương quan chặt với lượng SCFA theo

mô hình của Wolin (1960) như sau:

CO2 do lên men = A/2+P/4+1,5B

Ở đây: A, P và B là số moles acetate, propionate và butyrate

CH4 do lên men = (A+2B)-CO2

Ở đây: A và B là số moles acetate và butyrate; CO2 là số moles CO2 tính được từ phương trình trên

Nếu giả sử rằng một SCFA giải phóng một mole CO2 từ hệ đệm thì: Lượng khí sinh ra = mmol khí x hệ số sinh khí (R) x T

Ở đây: R là tỷ lệ giữa lượng khí sinh ra tính bằng mol ở nhiệt độ (Kelvin bằng không, K), có nghĩa là (22,41lít/273 = 0,082), T = Nhiệt độ khi ủ thức ăn (Kelvin): 273 + 39oC = 312 K

Tổng lượng khí sinh ra (ml) tính từ lượng SCFA được tạo ra = (BG + FG) x

CF Ở đây: BG = Lượng khí sinh ra (ml) từ hệ đệm SCFA, FG = khí sinh ra do lên men (ml) (CO2 + CH4), CF = hệ số hiệu chỉnh cho độ cao và áp suất = 0,953 đối với kỹ thuật gas production của Hohenheim ở độ cao 400m so với mực nước biển (Blümmel và cs., 1999a) (Lượng khí được tạo ra từ 1 mmol khí ở 39oC sẽ là:1 x 0,082 x 312 x 0,953=24.4 ml)

Lượng khí tạo ra trong điều kiện in vitro sau 24 h ủ các loại lá cây bụi có chứa tanin khi có hoặc không có polyethylene glycol (PEG) cũng có tương quan chặt với lượng khí tính được từ SCFA (Markar, 2004) Quan hệ giữa SCFA tạo ra (mmol) và lượng khí tạo ra trong điều kiện in vitro sau 24 h ủ các loại lá cây bụi có chứa tanin có hàm lượng protein thô dao động lớn (5,4-27 %), hàm lượng hợp chất phenolic (1,8-25,3 % và 0,2-21,4 % tổng phenols và tổng tannins tính bằng đương lượng axit tannic) là:

Khi không có PEG (Getachew và cs., 2000a):

SCFA = 0,0239 x G24 – 0,0601; R2 = 0,953; n = 39; P<0,001 (I) Khi có PEG (Getachew và cs., 2000a):

SCFA = 0,0207 x G24 + 0,0207; R2 = 0,925; n = 37; P<0,001 (II) Quan hệ tương tự cũng quan sát thấy ở rơm lúa mì (Blümmel và cs., 1993) Như vậy, lượng SCFA có thể ước tính được từ các phương trình trên Lượng SCFA

là một chỉ thị về lượng năng lượng sẵn có gia súc có thể sử dụng (Markar, 2004)

Vì SCFA rất quan trọng để tìm hiểu quan hệ giữa thành phần của thức ăn và các chỉ tiêu sản xuất cũng như năng lượng thuần nên chỉ tiêu này ngày càng quan trọng và được sử dụng nhiều ở các nước đang phát triển (Nijdda, 2010; Njiadda và Nasiru, 2010; Nasser và cs., 2009; Kamalak và cs., 2004) vì tại các nước đang phát triển có ít các phòng thí nghiệm được trang bị các thiết bị hiện đại để đo SCFA (Markar, 2004; Getachew và cs., 2002)

2.4.4.3 Xác định sinh tổng hợp protein vi sinh vật

In vitro gas production rất hấp dẫn các nhà dinh dưỡng học vì dễ dàng đo được lượng khí sinh ra theo thời gian khi ủ thức ăn (Markar, 2004) Tuy nhiên, chỉ

đo lượng khí sinh ra có nghĩa là chỉ đo các sản phẩm thừa của quá trình tiêu hóa dạ

cỏ có tiềm năng nguy hại tới môi trường (CH4 và CO2) Nếu chỉ đo khí không thôi chúng ta sẽ không biết được hiệu quả sinh tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ (Markar, 2004) Đo khí sinh ra chỉ cho biết được lượng SCFA tạo ra tức là biết được gián tiếp lượng năng lượng có thể sử dụng bởi vật chủ Quan hệ giữa SCFA và sinh tổng hợp protein vi sinh vật ở dạ cỏ không phải là hằng số và cần phải xác định

vì khi chọn một thức ăn có lượng khí sinh ra lớn có nghĩa là SCFA lớn thức ăn đó còn cần phải đảm bảo tạo ra lượng protein vi sinh vật lớn tại dạ cỏ (Markar, 2004; Getachew và cs., 2002a)

Blümmel và cs (1997) cho thấy, có thể kết hợp lượng khí sinh ra từ các chất nền (thức ăn) thực bị phân giải ở dạ cỏ (truly degraded substrate) để tính lượng sinh khối vi sinh vật có thể tạo ra ở dạ cỏ theo công thức dưới đây:

Sinh khối vi sinh vật (mg) = mg chất nền thực phân giải - (ml khí x hệ số hiệu chỉnh sinh hóa –PF)

Đối với thức ăn thô, hệ số hiệu chỉnh sinh hóa là 2,20 Để đơn giản cho tính toán, đầu tiên người ta tính PF: Tỷ lệ của chất nền thực phân giải in vitro/lượng khí tạo ra (ml) Như vậy, phương trình trên trở thành:

Sinh khối vi sinh vật (Đơn vị) = Khí tạo ra ml x (PF - hệ số hiệu chỉnh

sinh hóa)

Một thức ăn có PF cao hơn có nghĩa là có nhiều chất đã bị phân giải tham gia vào sinh tổng hợp vi sinh vật dạ cỏ, hay hiệu suất sinh tổng hợp protein vi sinh vật cao hơn Thức ăn thô có PF cao hơn thường có lượng thức ăn ăn vào cao hơn Thường thức ăn có PF cao hơn thì sinh tổng hợp protein vi sinh vật xác định bằng phương pháp kiềm Purin cũng cao hơn và lượng CH4 tạo ra thấp hơn (Blümmel và cs., 1999b)

Các mối quan hệ ở trên chỉ đúng với các thức ăn có nhiều carbonhydrat cấu trúc (Structural Carbohydrates) và không thật đúng với các thức ăn có nhiều carbohydrat hòa tan, protein hay mỡ Rymer và Givens (1999); Blümmel và cs (1997) thấy thức ăn có chất lượng tốt (cỏ ủ, bột mì, ngô, rỉ mật và bột cá) tạo ra nhiều khí và SCFA, nhưng tạo ra ít sinh khối vi sinh vật cho 1 đơn vị chất nền thực phân giải

Như vậy, thức ăn tốt là thức ăn có phân giải in vitro cao, nhưng lượng khí sinh ra trên 1 đơn vị chất nền thực bị phân giải thấp Mô hình hóa sinh tổng hợp protein in vitro từ lượng khí sinh ra đã được Dijkstra và cs (2000) mô tả

2.4.4.4 Định lượng CH4 và CO2

Theo Blummel và cs (2005) methane sinh ra từ thức ăn cho gia súc nhai lại, hoặc khẩu phần có thể ước tính rất tốt bằng lượng khí sinh ra (R2 > 0,8) và chất hữu

cơ ăn vào

Để ước tính methane của mẫu thức ăn và khẩu phần có nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp chuẩn độ của Fievez và cs (2005), phương pháp phân tích khí bằng máy sắc ký lỏng cao áp (Getachew và cs., 2005) Ngoài ra, có thể sử dụng máy cầm tay do hãng Crowcon Ltd, UK sản xuất để đo methane sinh ra trong các xylanh làm thí nghiệm gas production (Vo Duy Thanh và cs., 2011) Theo Markar (2004) biết được lượng SCFA và tỷ lệ phần trăm của chúng khi dùng phương pháp in vitro gas production có thể dễ dàng ước tính được lượng CH4 và

CO2 từ lên men dạ cỏ khi gia súc ăn các loại thức ăn khác nhau Định lượng CH4 và

CO2 sử dụng phương pháp in vitro gas production càng quan trọng hơn trong tình hình khí thải nhà kính từ gia súc nhai lại đang là mối quan tâm lớn về môi trường Khi xem xét cả chu kỳ sản xuất hàng hóa khí thải nhà kính từ chăn nuôi đóng góp

làm trái đất nóng lên là 18%, hay gần một phần năm khí thải nhà kính (FAO, 2006a; Steinfeld và cs., 2006)

Ngoài ra, gần đây phương pháp in vitro gas production đang được sử dụng

để nghiên cứu tiêu hóa trên thỏ (Stango và cs., 2003), lợn (Partanen và Jalava, 2005) và người (Coles và cs., 2005)

2.4.5 Sử dụng phương pháp in vitro gas production để nghiên cứu tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng thức ăn cho gia súc nhai lại ở Việt Nam

Kỹ thuật in vitro gas production để ước tính tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn tỏ ra khá phù hợp đối với các nước nghèo và các nước đang phát triển (Markar, 2004), vì chỉ đòi hỏi trang thiết bị đơn giản, giá thành không cao và

có độ chính xác cao Brenda Keir và cs (1997) là những người đầu tiên giới thiệu

và sử dụng phương pháp này tại Việt Nam

Năm 2004, với sự giúp đỡ của Đại học các khoa học sự sống (Nauy) thông qua dự án NUFU pha I, Vũ Chí Cương và cs (2004c,d) đã tiến hành các nghiên cứu ước tính OMD và ME của 20 loại thức ăn dùng cho gia súc nhai lại bằng phương pháp in vitro gas production tại Viện Chăn nuôi Nghiên cứu tiến hành với hai thí nghiệm in vivo trên cừu và in vitro gas production OMD và ME của các loại thức

ăn nghiên cứu được ước tính dựa vào các phương trình ước tính OMD và ME của Menke và cs (1979) và Menke và Steingass (1988) Các kết quả ước tính sau đó được so sánh với các kết quả từ thí nghiệm in vivo trên cừu, xác định tương quan giữa các giá trị này để xây dựng các phương trình hồi qui OMD và ME cho các nhóm thức ăn nghiên cứu kết hợp lượng khí sinh ra ở thời điểm 24 giờ sau ủ (GP24) thức ăn và thành phần hoá học của chúng Vũ Chí Cương và cs (2004c,d) bước đầu đưa ra một số phương trình ước tính OMD và ME của các nhóm thức ăn

Năm 2006, Viện Chăn nuôi đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn giao một đề tài xác định thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại bằng các phương pháp khác nhau, một phần kết quả của đề tài là nội dung cơ bản của luận án này

Tóm lại: Phương pháp in vitro gas production là phương pháp được sử dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu dinh dưỡng gia súc nhai lại Việc áp dụng chúng trong điều kiện Việt Nam chắc chắn sẽ mang lại những lợi ích tích cực trong điều

kiện chúng ta không có nhiều kinh phí cho nghiên cứu, trang thiết bị cũng không nhiều và không đồng bộ

2.5 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ PROTEIN CỦA INRA (Pháp) HAY HỆ THỐNG UFL, UFV VÀ PDI

Vì các giá trị dinh dưỡng của thức ăn trong luận án này được tính theo hệ thống của INRA (Pháp), nên phần sau đây sẽ mô tả tổng quát về hệ thống này 2.5.1 Giá trị năng lượng UFL và UFV của thức ăn

Theo Vũ Duy Giảng và cs (2008), năng lượng thuần NE cho bò sữa và bò thịt ở Pháp đã được sử dụng từ đầu thế kỷ trước bằng cách sử dụng phương pháp của Armsby: lấy năng lượng trao đổi trừ đi năng lượng mất đi trong quá trình tiêu hoá và trao đổi chất Giá trị năng lượng thuần của thức ăn được biểu thị dưới dạng đơn vị thức ăn và hàm lượng năng lượng thuần của một kg lúa mạch

Những kết quả nghiên cứu về tiêu hoá và trao đổi năng lượng từ năm 1940 đến những năm của thập kỷ 70 (thế kỷ XX) cho thấy hiệu quả sử dụng cũng như nhu cầu năng lượng cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai là rất khác nhau, (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Vì vậy, việc chỉ dùng một giá trị NE duy nhất cho mỗi loại thức ăn biểu thị bằng đơn vị thức ăn là không hợp lý Giá trị NE cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai củ a mỗ i loạ i t hứ c ăn là k hác n ha u ( Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Vào năm 1972, hệ thống UFL, UFV đã ra đời tại Pháp trên cơ sở tập hợp các kết quả của nhiều nghiên cứu và được đưa vào sử dụng năm 1975 (INRA, 1978) Hệ thống đã được kiểm chứng và được cho là khá ổn định nên sau đó được áp dụng tại Ý vào năm 1986 Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu để đánh giá hệ thống này trong các điều kiện cụ thể của mỗi nước

Nguyên tắc của hệ thống này là mỗi một loại thức ăn có hai giá trị NE (NEl: năng lượng thuần cho tiết sữa và NEv: năng lượng thuần cho sản xuất thịt) được biểu thị thành hai đơn vị thức ăn (INRA, 1978):

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

- Một đơn vị cho sản xuất thịt (duy trì + tăng trọng): UFV (Unité Fourragère

de la Viande): đơn vị cỏ cho sản xuất thịt

Một UFL là hàm lượng NE của 1kg lúa mạch tiêu chuẩn đo trên bò đang

tiết sữa (1700kcal NEl) Một UFV là hàm lượng NE của 1kg lúa mạch tiêu chuẩn

đo trên bò thịt nuôi duy trì và vỗ béo (1730 kcal NEv) (INRA, 1978)

Khi phối hợp khẩu phần, giá trị NE của các thức ăn được cộng lại Vì các ảnh hưởng kết hợp có thể xảy ra giữa các thức ăn nên nhu cầu năng lượng cho bò sữa được hiệu chỉnh khi lập khẩu phần (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Riêng nhu cầu năng lượng cho sinh trưởng t h ư ờ n g đ ã được hiệu chỉnh sẵn trong bảng các nhu cầu (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Nhu cầu năng lượng hàng ngày cho bò cũng được biểu thị dưới dạng hai đơn vị thức ăn UFL và UFV

UFL để dùng cho bò sữa đang vắt sữa, mang thai, bò cạn sữa, bò cái tơ và

bò sinh trưởng tăng trọng dưới 1 kg/ngày UFV để dùng cho bò sinh trưởng nhanh và bò vỗ béo (INRA, 1978)

Công thức tính các giá trị năng lượng UFL và UFV được cụ thể hóa trong các tài liệu của INRA (1978, 1983 và 1988, 1989) và trong phần phụ lục 1 của luận

án này (trang 130)

2.5.2 Giá trị protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của thức ăn theo INRA (Pháp)

Trong một thời gian khá dài, giá trị protein của thức ăn được biểu thị bằng protein thô (CP = N x 6,25) và sau đó bằng protein thô tiêu hoá (DP) Tuy nhiên, khái niệm protein thô và protein tiêu hóa không phải luôn luôn đúng (INRA, 1978)

Hệ thống protein thô giả sử rằng tất cả các chất chứa ni tơ trong thức ăn nếu không

bị thải ra trong phân thì hoàn toàn được gia súc sử dụng (Pozy và cs., 2002) Thực

ra, tình hình không phải hoàn toàn như vậy, các nhóm chất chứa ni tơ chủ yếu trong thức ăn phải trải qua các thay đổi quan trọng trong dạ cỏ, và đối với protein thật thì các thay đổi này phụ thuộc rất nhiều vào tỷ lệ phân giải ở dạ cỏ của protein thức ăn (Pozy và cs., 2002)

Người ta có thể chia protein thô của khẩu phần (các chất chứa nitơ) thành

“protein thật” và chất chứa ni tơ không phải protein, hay thường được gọi là “ni tơ phi protein” (NPN) Tất cả NPN được chuyển thành ammonia trong dạ cỏ, trong khi chỉ có một phần – nhiều hay ít tuỳ thuộc vào bản chất của thức ăn – protein thật của khẩu phần được chuyển thành ammonia trong dạ cỏ (Pozy và cs., 2002) Phần protein này của khẩu phần và NPN của khẩu phần hợp thành các hợp chất chứa ni

tơ bị phân giải ở dạ cỏ

Phần protein thật còn lại của khẩu phần thoát khỏi phân giải ở dạ cỏ, đi xuống ruột non, ở đây một phần protein không phân giải ở dạ cỏ được tiêu hoá trước khi được hấp thu dưới dạng axit amin (Pozy và cs., 2002) Số lượng protein của khẩu phần không bị phân giải ở dạ cỏ, được tiêu hoá ở ruột được gọi là PDIA (INRA, 1989)

Khi đầy đủ năng lượng quần thể vi sinh vật dạ cỏ có sẽ phát triển, có nghĩa là chúng sẽ sản xuất ra protein cho bản thân chúng từ ammonia dạ cỏ (protein vi sinh vật) Protein vi sinh vật, giống như protein của khẩu phần không bị phân giải ở dạ

cỏ, sẽ đến được ruột non, ở đây một phần protein này sẽ được tiêu hoá trước khi được hấp thu dưới dạng các axit amin Số lượng protein vi sinh vật được tiêu hoá ở ruột được gọi là PDIM (INRA, 1989)

Như vậy, giá trị protein của một thức ăn là tổng lượng protein được tiêu hoá

ở ruột (PDI), giá trị PDI này bằng tổng của hai giá trị PDIA và PDIM (PDI = PDIA + PDIM) (INRA, 1989)

Tuy nhiên, PDIM có thể có hai giá trị (INRA, 1989) tùy thuộc vào sự phát triển của vi sinh vật dạ cỏ Vì vậy, số lượng protein cấu trúc nên cơ thể vi sinh vật PDIM phụ thuộc vào số lượng ammonia và năng lượng có mặt tại cùng một thời điểm trong dạ cỏ (INRA, 1989)

Khi lượng ammonia dạ cỏ mà vi sinh vật có thể sử dụng được không đủ so với năng lượng, việc tổng hợp proten vi sinh vật sẽ bị hạn chế bởi hàm lượng ammonia dạ cỏ, có nghĩa là bị hạn chế bởi lượng ni tơ từ khẩu phần mà vi sinh vật

có thể sử dụng được Số lượng protein vi sinh vật được tiêu hoá ở ruột khi ni tơ là yếu tố hạn chế trong dạ cỏ được gọi là PDIMN (INRA, 1989; Collin-Schoellen và cs., 2000)

Khi không đủ năng lượng so với ammonia dạ cỏ cho vi sinh vật dạ cỏ sử dụng, thì ngược lại, việc tổng hợp proten vi sinh vật sẽ bị hạn chế bởi số lượng năng lượng có thể cung cấp cho vi sinh vật Số lượng protein vi sinh vật được tiêu hoá ở ruột khi năng lượng là yếu tố hạn chế trong dạ cỏ được gọi là PDIME (INRA, 1989; Collin-Schoellen và cs., 2000)

Giá trị PDIMN của một thức ăn thường khác với giá trị PDIME của thức ăn

đó, giá trị protein của một thức ăn vì thế sẽ có hai giá trị: PDIN và PDIE, tuỳ theo

yếu tố nào là yếu tố hạn chế cho sự phát triển của vi sinh vật dạ cỏ (PDIN khi ni tơ

là yếu tố hạn chế và PDIE khi năng lượng là yếu tố hạn chế) (INRA, 1989) :

PDIN = PDIA + PDIMN và PDIE = PDIA + PDIME

Giá trị thấp nhất trong hai giá trị PDIN và PDIE cho biết giá trị ni tơ tối thiểu của thức ăn đó, có nghĩa là số lượng protein được tiêu hoá ở ruột (PDI) của thức ăn

đó khi thức ăn đó là thành phần duy nhất của khẩu phần cho bò (INRA, 1989)

Giá trị cao nhất trong hai giá trị PDIN và PDIE là giá trị ni tơ tối đa hay tiềm năng của thức ăn đó, có nghĩa là số lượng protein có thể được tiêu hoá ở ruột (PDI) của thức ăn đó nếu thức ăn đó được phối hợp với các thành phần khác có giá trị dinh dưỡng bổ sung để có khẩu phần hỗn hợp cho bò (INRA, 1989)

Như vậy, để biết được giá trị protein của một khẩu phần, trước hết chúng ta tính tổng số lượng PDIN, tổng này bằng giá trị PDIN của từng loại thức ăn sử dụng trong khẩu phần Sau đó chúng ta tính tổng PDIE của khẩu phần theo cách tương tự (không lấy tổng của PDIN và PDIE) (Pozy và cs., 2002) Cuối cùng, giá trị thấp nhất của tổng PDIN hoặc PDIE của khẩu phần chính là số lượng protein được tiêu hoá ở ruột (PDI) của khẩu phần (INRA, 1989; Pozy và cs., 2002)

Cách xác định giá trị PDI của thức ăn được miêu tả tóm tắt trong sơ đồ 2.1 Công thức tính các giá trị protein theo hệ thống này được cụ thể hóa trong các tài liệu của INRA (1978, 1983 và 1988, 1989) và trong phần Phụ lục 1 của luận

án này (trang 130)

Sau khi hệ thống năng lượng (UFL, UFV) và protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của INRA (Pháp) ra đời đã có một số nghiên cứu so sánh hệ thống này với các hệ thống khác của Anh, Mỹ, Úc, Hà lan (Vermorel và Coulon, 1998; Murphy và cs., 2003; Yan và cs., 2003) Tại Việt Nam, Vũ Chí Cương và cs (2003, 2004c) cũng đã thử nghiệm áp dụng hệ thống này

Vermorel và Coulon, (1998), khi so sánh độ chính xác của các hệ thống NRC (Hoa kỳ), ARC (Anh), VEM (Hà lan) và NEl (Đức) với hệ thống UFL (Pháp) đã kết luận rằng: Hệ thống UFL và các hệ thống Châu Âu ước tính ME của thức ăn và nhu cầu năng lượng của bò sữa chính xác hơn hệ thống của NRC (Hoa kỳ) Cũng theo

họ, hệ thống NRC ước tính ME và NE quá cao so với thực tế

Sơ đồ 2 1 Sơ đồ xác định giá trị PDI của thức ăn (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)

Tiến hành một nghiên cứu tương tự tại Bắc Ailen, Murphy và cs (2003) và Yan và cs (2003) cho thấy: Hệ thống của INRA của Pháp và hệ thống của Úc ước tính nhu cầu năng lượng cho bò sữa và ước tính lượng sữa sản xuất ra với độ chính xác cao hơn các hệ thống AFRC (Anh), NRC (Hoa Kỳ) và VEM (Hà Lan) Theo các tác giả trên, hệ thống AFRC (Anh) cho sai số ước tính khá lớn Murphy và cs (2003) sau khi kết thúc dự án áp dụng hệ thống INRA tại Bắc Ailen cho rằng giá trị PDI có thể được sử dụng rất tốt và chính xác trong điều kiện ở đây

Vũ Chí Cương và cs (2003, 2004c) nghiên cứu trên bò sữa ở Việt Nam cũng cho thấy rằng hệ thống năng lượng (UFL, UFV) và protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của INRA (Pháp) có thể áp dụng tốt trong điều kiện nhiệt đới Việt Nam Áp dụng hệ thống này tại Việt Nam cho phép dự đoán năng suất sữa chính xác hơn, tiết kiệm được năng lượng và protein sử dụng trong khẩu phần, Vũ Chí Cương và cs (2003, 2004c)

Tóm lại: hệ thống năng lượng (UFL, UFV) và protein tiêu hóa ở ruột (PDI) của INRA (Pháp) là một hệ thống được thế giới công nhận là khá tốt và đã ứng dụng được ở Việt Nam

CHƯƠNG III THÀNH PHẦN HÓA HỌC, TỶ LỆ TIÊU HÓA IN VIVO VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG, PROTEIN CỦA CỎ VOI (Pennisetum purpureum) TÁI

SINH MÙA HÈ VÀ MÙA THU

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Để giải quyết vấn đề thức ăn xanh trong điều kiện quỹ đất canh tác hạn hẹp như ở nước ta thì việc trồng những giống cỏ có năng suất cao, khả năng tái sinh nhanh như cỏ voi được xem như một giải pháp tối ưu nhất Chính vì vậy, trong những năm qua, cỏ voi được trồng rất phổ biến trong các hộ chăn nuôi bò sữa cũng như các doanh nghiệp

Cỏ voi hiện nay là cây thức ăn được trồng và sử dụng phổ biến trong chăn nuôi gia súc nhai lại nói chung và trong chăn nuôi trâu bò nói riêng Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của tuổi cắt, giai đoạn sinh trưởng của cỏ đến thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của cỏ và cỏ voi ở nước ngoài (Zinash và cs., 1995; Daniel, 1996; Tesema và cs., 2002; Adane, 2003; Bayble và cs., 2007), nhưng cho đến nay chưa có nhiều nghiên cứu tại Việt Nam về thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của cỏ voi mùa hè và thu ở các thời điểm cắt sau tái sinh khác nhau Theo Mei-Ju Lee và cs (2000), thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của cỏ gồm cả giá trị năng lượng trao đổi thường biến động lớn tùy thuộc vào giống cỏ, môi trường và quản lý chăm sóc cỏ: mùa vụ, phân bón, nước tưới và giai đoạn thu hoạch

Cỏ voi tái sinh được thu cắt sớm có thể có giá trị dinh dưỡng cao nhưng năng suất chất xanh kém (do chưa phát triển tối đa) nên hiệu quả sử dụng chưa cao Ngược lại, nếu cỏ voi tái sinh được thu cắt quá muộn thì năng suất chất xanh cao nhưng giá trị dinh dưỡng lại không cao, vì thế hiệu quả sử dụng ở gia súc sẽ thấp

Với mục đích tìm hiểu biến động về thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của cỏ voi ở các khoảng cách cắt sau tái sinh khác nhau trong mùa hè

và mùa thu, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này

3.2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu này gồm hai thí nghiệm: một trong vụ hè và một trong vụ thu