ảnh h-ởng của ủ chua và kiềm hoá đến tính chất, thành phần hoá học và tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm lúa t-ơi

Treatment and preservation of fresh straw right after harvesting was tried as an effort for improved utilization of rice straw as feed for cattle and buffaloes. Fresh straw was ensiled with either molasses (1, 2, and 3% w/w) or urea (1, 1.5, and 2% w/w) in small silos for 30, 60 or 90 days. Evaluation was made based on color, mold, smell, pH, chemical composition (DM, CP, ADF, NDF, ADL, ash), and in-vitro digestibility. Results showed that straw silage making with molasses reduced pH low enough for effective preservation of straw with good color and smell. However, an upper part of straw silage was molded. Especially, silage making of fresh straw without addition of molasses resulted in extensive mold development and could not reduce pH low enough for good preservation. Whereas, urea treatment allowed to preserve fresh straw without mold and with dramatically increased crude protein, highly increased pH (>8), significantly reduced NDF, and improved in-vitro digestibility. The higher the level of urea the better the effect was found. It is therefore recommended that fresh rice straw be treated with 1.5-2% urea for long-term preservation and improving its feeding value.

ảnh hởng của ủ chua và kiềm hoá đến tính chất, thành phần hoá học và tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm lúa tơi Effects of alkali treatment and silage making of fresh rice straw on its intuitional properties, chemical composition and in-vitro digestibility Nguyễn Xuân Trạch, Mai Thị Thơm, Nguyễn Thị Tú, Lê Văn Ban, Bùi Thị Bích Summary Treatment and preservation of fresh straw right after harvesting was tried as an effort for improved utilization of rice straw as feed for cattle and buffaloes. Fresh straw was ensiled with either molasses (1, 2, and 3% w/w) or urea (1, 1.5, and 2% w/w) in small silos for 30, 60 or 90 days. Evaluation was made based on color, mold, smell, pH, chemical composition (DM, CP, ADF, NDF, ADL, ash), and in-vitro digestibility. Results showed that straw silage making with molasses reduced pH low enough for effective preservation of straw with good color and smell. However, an upper part of straw silage was molded. Especially, silage making of fresh straw without addition of molasses resulted in extensive mold development and could not reduce pH low enough for good preservation. Whereas, urea treatment allowed to preserve fresh straw without mold and with dramatically increased crude protein, highly increased pH (>8), significantly reduced NDF, and improved in-vitro digestibility. The higher the level of urea the better the effect was found. It is therefore recommended that fresh rice straw be treated with 1.5-2% urea for long-term preservation and improving its feeding value. Key words: Fresh rice straw, chemical composition, pH, in-vitro digestibility 1. ĐặT VấN Đề Chăn nuôi trâu bò nớc ta, kể cả chăn nuôi bò sữa, phụ thuộc rất nhiều vào các nguồn phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là vào vụ đông-xuân ở miền Bắc hay mùa khô ở miền Nam. Từ trớc tới nay rơm lúa là loại phụ phẩm chính đợc sử dụng để nuôi trâu bò trong vụ đông xuân. Tuy nhiên, rơm đợc nông dân sử dụng chủ yếu ở dạng rơm khô dự trữ không qua chế biến nên giá trị dinh dỡng thấp. Các phơng pháp xử lý để nâng cao giá trị dinh dỡng của rơm mặc dù đã đợc nghiên cứu nhiều nhng mới tập trung vào rơm khô (Nguyen Xuan Trach, 1998). Tuy nhiên, vấn đề bảo quản và chế biến rơm khô có một số khó khăn và hạn chế nh sau: (1) Tốn nhiều thời gian và lao động phơi rơm trong lúc thời vụ khẩn trơng, (2) Phụ thuộc nhiều vào thời tiết, (3) Nơi phơi và dự trữ rơm bị hạn chế, nhất là hiện nay khi quỹ đất bị thu hẹp, (4) Mất chất dinh dỡng và rơi vãi nhiều trong quá trình phơi khô. Chính vì thế mà hiện nay trong lúc trâu bò thiếu thức ăn thô nghiêm trọng trong mùa đông-xuân thì sau vụ gặt lúa rơm vần bị đốt cháy ngay tại đồng ruộng mà không đợc dự trữ hết. Nếu có đợc biện pháp xử lý rơm đợc ngay sau khi thu hoạch (tuốt lúa) và bảo quản đợc lâu dài thì sẽ giải quyết đợc những nhợc điểm trên của rơm khô, góp phần tăng khả năng khai thác nguồn rơm dồi dào để nuôi trâu bò. Nghiên cứu này nhằm bớc đầu tìm giải pháp nâng cao khả năng bào quản và chế biến làm tăng giá trị dinh dỡng của rơm lúa làm thức ăn cho trâu bò thông qua việc đánh giá khả năng bảo quản rơm tơi bằng phơng pháp ủ chua có bổ sung rỉ mật và bằng cách ủ kiềm hoá với urê thay thế cho ph ơng pháp phơi khô truyền thống. 2. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU 2.1. Phơng pháp ủ rơm Rơm lúa tơi ngay sau khi thu hoạch đợc ủ chua (nhằm bảo quản lâu dài) và ủ kiềm hoá (nhằm bảo quản và làm tăng giá trị dinh dỡng) theo các công thức sau: Rơm lúa tơi ủ không bổ sung ủ CHUA Rơm lúa tơi ủ với 1% rỉ mật Rơm lúa tơi ủ với 2% rỉ mật Rơm lúa tơi ủ với 3% rỉ mật Rơm lúa tơi ủ với 1% urê KIềM HOá Rơm lúa tơi ủ với 1,5% urê Rơm lúa tơi ủ với 2% urê Trớc khi ủ, rơm lúa tơi đợc băm nhỏ tới kích thớc từ 1-3 cm rồi trộn đều với các chất bổ sung (tuỳ theo công thức) theo đúng tỷ lệ. Sau đó cho 2 kg hỗn hợp đã trộn vào mỗi bocan thí nghiệm (lặp lại 3 lần), lèn chặt và bịt kín khí và ủ trong phòng thí nghiệm. 2.2. Phơng pháp đánh giá chất lợng rơm Sau khi ủ đợc 30, 60 hay 90 ngày các mẫu rơm ủ đại diện đợc lấy (theo TCVN 86) để đánh giá theo những chỉ tiêu sau: - Các chỉ tiêu trực quan: Màu sắc, mốc và mùi đợc xác định bằng mắt thờng mà ngửi mẫu 5 phút sau khi lấy ra khỏi bocan. - Độ pH: Giá trị pH của rơm đợc xác đinh theo phơng pháp của Hartley và Jones (1978). - Thành phần hoá học: + Vật chất khô (VCK) và protein thô (CP) đợc xác định theo phơng pháp của AOAC (Cunniff, 1997). + Các thành phần thuộc vách tế bào thực vật (NDF, ADF và ADL) đợc xác định theo phơng pháp của Van Soest và Robertson (1985). - Tỷ lệ tiêu hoá in-vitro:Tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm đợc xác định theo phơng pháp tiêu hoá hai giai đoạn pepsin-xenlulaza của Jones và Hayward (1975). 2.3. Xử lý số liệu Số liệu thí nghiệm đợc phân tích phơng sai (ANOVA) thông qua chơng trình MINITAB (Release 12, 1998). So sánh cặp đôi giữa các công thức ủ rơm đợc áp dụng theo phơng pháp Tukey. 3. KếT QUả Và THảO LUậN 3.1. Kết quả đánh giá trực quan Kết quả theo dõi về màu sắc, mùi, và hiện tợng mốc của rơm lúa tơi sau xử lý đợc trình bày ở bảng 1. Về màu sắc, rơm ủ urê nói chung có màu vàng sẫm; rơm ủ rỉ mật có màu vàng tơi, còn rơm ủ không có bổ sung có màu nâu đen. Về mùi, rơm ủ với 1% urê, 1,5% urê và 2% urê có mùi hắc nồng đặc trng của amoniac rất mạnh; riêng bình đối chứng (ủ không bổ sung) có mùi ẩm mốc; rơm ủ với rỉ mật có mùi chua thơm dễ chịu. Điều đặc biệt là rơm ủ với urê ở các tỷ lệ khác nhau đều khô và không xuất hiện mốc, rơm ủ đối chứng thì rất ẩm và bị mốc nhiều nhất, còn rơm ủ với rỉ mật có bị mốc ở phái trên nhng không đáng kể. Kết quả này khảng định urê trong quá trình ủ đã giải phóng ra amoniac và amoniac này có tác dụng tốt trong việc ức chế nấm mốc phát triển (Fradhan et al., 1997). Nh vậy, qua theo dõi sự biến đổi về màu sắc, mùi và độ mốc chúng tôi sơ bộ nhận thấy các công thức ủ với 1-2% urê hay ủ với 2-3% rỉ mật có thể áp dụng để bảo quản rơm lúa làm thức ăn cho trâu bò. Bảng 1. Một số tính chất của rơm lúa tơi sau 30 ngày ủ Phơng pháp ủ rơm Màu sắc Mùi Độ mốc không bổ sung Nâu đen ẩm mốc +++ 1% rỉ mật Vàng nhạt Chua nhẹ + 2% rỉ mật Vàng tơi Thơm dễ chịu + ủ CHUA 3% rỉ mật Vàng tơi Thơm dễ chịu + 1% urê Vàng sẫm Amoniac nhẹ - 1,5% urê Vàng sẫm Amoniac nhẹ - KiềM HOá 2% urê Vàng sẫm Amoniac nặng - Ghi chú: - : Không mốc, +: Mức độ mốc 2 3.2. Độ pH Độ pH là một chỉ tiêu rất quan trọng phản ánh kết quả ủ chua và kiềm hoá. Kết quả xác định độ pH của rơm trớc và sau khi ủ đợc trình bày ở bảng 2. Rơm lúa tơi (pH = 6,02) sau khi ủ chua đã giảm pH xuống rất rõ rệt, kể cả rơm lúa tơi ủ chua không bổ sung. Độ pH giữa các công thức ủ chua khác nhau cũng có sự sai khác rõ rệt (P<0,05). Khi ủ không bổ sung pH tuy có giảm rõ rệt so với rơm tơi ban đầu, nhng vẫn ở mức cao so với yêu cầu đối với thức ăn ủ chua. Cho thêm rỉ mật đã làm cho pH hạ mạnh hơn và khi lợng rỉ mật dùng càng tăng thì pH càng hạ. Nói chung ở các công thức ủ chua pH đã trở nên ổn định sau 30 ngày ủ. Bảng 2. ảnh hởng của các công thức ủ đến độ pH của rơm lúa pH Công thức ủ rơm 30 ngày 60 ngày 90 ngày Rơm tơi không ủ 6,02 c 6,02 d 6,02 c không bổ sung 4,91 d 4,99 e 5,06 d 1% rỉ mật 4,47 e 4,42 g 4,43 g 2% rỉ mật 4,28 g 4,20 h 4,23 h ủ CHUA 3% rỉ mật 4,05 h 4,18 h 4,13 i 1% urê 8,01 b 8,13 c 8,24 b 1,5% urê 8,51 a 8,46 b 8,74 a KIềM HOá 2% urê 8,60 a 8,77 a 8,86 a Ghi chú: Những giá trị trung bình trong từng cột không mang chữ giống nhau thì sai khác có ý nghĩa (P<0,05). Rơm lúa tơi có bổ sung thêm 3% rỉ mật có giá trị pH nằm trong giới hạn pH thích hợp (<4,2). Trong khi đó, rơm lúa tơi ủ chua không có chất bổ sung có độ pH khá cao chứng tỏ trong rơm không có đủ đờng để tạo ra môi trờng thuận lợi cho hoạt động lên men của vi khuẩn lactic. Nh vậy, khi ủ chua rơm lúa tơi nhất thiết phải bổ sung thêm các chất giàu đờng dễ hoà tan để tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn lactic lên men, nhanh chóng hạ pH xuống dới 4,2 và do đó giảm thấp nhất tổn thất giá trị dinh dỡng của thức ăn. Trái ngợc với ủ chua, rơm ủ với urê (1%, 1,5% và 2%) có độ pH tăng lên rất rõ rệt so với rơm lúa tơi (P<0,001). Mức urê sử dụng càng cao thì giá trị pH của rơm sau khi ủ càng tăng và độ pH càng cao. Nh vậy, NH 3 đợc sinh ra từ urê trong quá trình xử lý đã làm cho độ pH tăng cao và ức chế hoạt động của các loại vi sinh vật, kể cả nấm mốc. Theo lý thuyết khi độ pH >8 thì các mối liên kết giữa lignin với các thành phần khác của vách tế bào thực vật sẽ bị phá vỡ tạo điều kiện cho vi sinh vật dạ cỏ và các enzym do chúng tiết ra sẽ tiếp cần đợc với các cơ chất nên làm tăng đợc tỷ lệ tiêu hoá xơ của thức ăn vốn bị lignin hoá nh rơm (Sundstol và Owen, 1984). 3.3. Thành phần hoá học của rơm Kết quả phân tích thành phần hoá học của các loại rơm nh trình bày trong bảng 3 cho thấy ủ chua không làm thay đổi đáng kể đến hàm lợng protein thô (CP), khoáng cũng nh các thành phần của vách tế bào (NDF, ADF và ADL) của rơm. Trong khi đó xử lý urê đã làm tăng rõ rệt hàm lợng protein thô (P<0,001) và giảm NDF (P<0,05), nhng cũng không làm thay đổi đáng kể các thành phần còn lại của vách tế bào (ADF và ADL) cũng nh thành phần khoáng so với rơm không xử lý. Bảng 3. Thành phần hoá học của rơm ở các công thức ủ khác nhau Thành phần hoá học (%VCK) Công thức ủ rơm VCK (%) CP Khoáng NDF ADF ADL Rơm tơi không xử lý 26,33 7,37 a 17,56 69,03 a 35,74 4,29 không bổ sung 26,29 7,61 a 17,80 67,90 a 36,03 4,72 1% rỉ mật 25,51 7,79 a 18,35 67,89 ab 36,56 4,63 2% rỉ mật 26,13 7,76 a 17,69 68,09 a 34,40 4,33 ủ CHUA 3% rỉ mật 27,56 7,90 a 18,00 67,36 a 35,50 4,16 1% urê 25,67 9,04 b 18,50 66,28 ab 35,14 4,07 1,5% urê 28,07 9,25 b 17,80 64,17 b 34,16 4,83 KIềM HOá 2% urê 28,06 9,34 b 17,40 63,20 b 35,04 4,58 Ghi chú: Những giá trị trung bình trong từng cột không mang chữ giống nhau thì sai khác có ý nghĩa (P<0,05). 3 Nhìn chung, việc ủ chua rơm lúa tơi không có chất bổ sung hay có bổ sung rỉ mật đều không làm thay đổi rõ rệt hàm lợng protein thô (P>0,05). Ngợc lại với ủ chua thì việc kiềm hoá bằng urê đã làm tăng hàm lợng protein thô trong rơm rất rõ rệt (P<0,01). Hàm lợng protein thô của rơm ở ba công thức ủ với urê có sự sai khác không mang ý nghĩa thống kê (P>0,05) mặc dầu có xu hớng tăng lên khi lợng urê tăng. Về xơ, phơng pháp ủ chua không làm thay đổi đáng kể hàm lợng NDF, ADF và ADL (P>0,05). Về nguyên tắc ủ chua không phá vỡ đợc các mối liên kết ligno-hemi-/xenluloza trong vách tế bào thực vật của rơm nên không thể làm giảm đợc các thành phần NDF, ADF và ADL về lợng tuyệt đối. Mặc dù rỉ mật là chất hữu cơ không chứa các thành phần vách tế bào nên khi mới bổ sung chắc chắn sẽ làm giảm tỷ lệ tơng đối của các thành phần này trong khối thức ăn. Tuy nhiên, khi phân tích sản phẩm lên men thi tỷ lệ của các thành phần vách tế bào vẫn không sai khác đáng kể so với rơm tơi, chứng tỏ hầu hết lợng rỉ mật bổ sung đã bị lên men trong quá trình ủ. Trái với ủ chua, việc kiềm hoá rơm lúa tơi bằng urê đã dẫn đến giảm hàm lợng NDF rõ rệt (P<0,05) so với rơm trớc khi xử lý. Hàm lợng NDF khác nhau không rõ rệt giữa các công thức xử lý urê (P>0,05), tuy trong đó càng tăng tỷ lệ urê sử dụng thì hàm lợng NDF càng giảm. Về hàm lợng ADF và ADL, các công thức xử lý urê khác nhau không làm thay đổi rõ rệt so với rơm không xử lý (P>0,05). Có thể giải thích rằng do ADF và ADL là những cấu trúc bền vững của vách tế bào rơm nên khó bị tác động ngay cả khi pH tăng cao. Điều đó chứng tỏ trong môi trờng kiềm (pH>8) chỉ một phần hemixenluloza đã bị hoà tan. Cũng nh ủ chua các công thức xử lý rơm với urê không làm thay đổi đáng kể hàm lợng VCK của rơm so với trớc khi xử lý (P>0,05). Tuy các công thức ủ chua có bổ sung thêm rỉ mật có làm tăng thêm hàm lợng khoáng tổng số (KTS) nhng cũng không đáng kể. Tơng tự, kiềm hoá rơm lúa tơi bằng urê cũng không có ảnh hởng rõ rệt đến hàm lợng khoáng tổng số của rơm (P>0,05). Cũng cần nhấn mạnh rằng mục đích và tác dụng chủ yếu của phơng pháp kiềm hoá rơm bằng urê là nhằm phá vỡ các mối liên kết giữa lignin và polysacarit cấu trúc để giúp cho quá trình tiêu hoá vi sinh vật ở dạ cỏ dễ dàng hơn, chứ không phải làm thay đổi các thành phần dinh dỡng về mặt định l ợng. Do vậy, sự biến động về các thành phần dinh dỡng nói trên sau khi ủ không hoàn toàn phản ánh sự biến đổi về chất lợng dinh dỡng của rơm (Sundstol và Owen, 1984). Nếu kiềm hoá có tác dụng thực sự thì phải làm thay đổi đợc tỷ lệ tiêu hoá của rơm. 3.4. Tỷ lệ tiêu hoá in-vitro Kết quả xác định tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in-vitro của rơm đợc trình bày ở bảng 4. Có thể thấy đợc rằng ủ chua không có tác dụng cải thiện tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in-vitro của rơm. Trong khi đó tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm lúa tơi trớc và sau khi xử lý urê có sự sai khác rõ rệt (P<0,05). Mức tăng tỷ lệ tiêu hoá của rơm có xu hớng tăng theo mức tăng urê và thời gian bảo quản. Bảng 4. ảnh hởng của các công thức ủ đến tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm lúa Công thức ủ rơm Tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ in-vitro (%) ủ 30 ngày ủ 60 ngày Rơm tơi trớc xử lý 25,96 b 25,96 b Rơm khô đối chứng 24,91 a 24,91 a Rơm tơi ủ 1% rỉ mật 24,65 a (mẫu hỏng) Rơm tơi ủ 2% rỉ mật 24,22 a (mẫu hỏng) Rơm tơi ủ 3% rỉ mật 25,91 b (mẫu hỏng) Rơm tơi xử lý 1% urê 27,63 c 27,88 c Rơm tơi xử lý 1,5% urê 29,24 d 34,08 d Rơm tơi xử lý 2% urê 30,40 d 35,07 d Ghi chú: Những giá trị trong từng cột không mang chữ giống nhau thì sai khác có ý nghĩa (P<0,05 . Kết quả này khảng định ủ chua chỉ là nhằm bảo quản thức ăn lâu dài chứ không phải nhằm làm tăng tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn, còn kiềm hoá bằng urê không những có tác dụng bảo quản mà còn làm tăng tỷ lệ tiêu hoá của rơm lên một cách đáng kể. Điều này chứng tỏ dới tác dụng của pH cao khi ủ rơm với urê thì 4 các mối liên kết giữa lignin với xenluloza và hemixeluloza đã bị phá vỡ tạo điều kiện cho men tiêu hoá dễ tấn công vào vách xơ của tế bào rơm để phân giải các cơ chất. 4. KếT LUậN - Việc ủ chua rơm lúa tơi, dù có hay không có bổ sung rỉ mật, đều có một phần thức ăn phía trên bị mốc. - Việc ủ chua có bổ sung 2-3% rỉ mật có tác dụng bảo quản rơm lúa tơi nhờ hạ đợc pH xuống đủ thấp để ức chế vi sinh vật, nhng không làm tăng khả tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm. - Việc kiềm hoá bằng 1-2% urê cho phép bảo quản đợc rơm lúa tơi không bị mốc, tăng hàm lợng protein thô, giảm NDF và tăng tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm một cách rõ rệt. Tác dụng kiềm hoá này tăng mạnh khi tỷ lệ sử dụng urê là 1,5-2%. Tài liệu tham khảo Chen X. B. (1997) Neway Excel: A utility for processing data of feed degradability and in-vitro gas production (version 5.0). Rowett Research Institute. UK. Cunniff P. (ed.) 1997. Official Methods of Analysis of AOAC International. Maryland, USA. Hartley R. D. and Jones E. C. (1978). Effect of aqueous ammonia and other alkalis on the in-vitro digestibility of barley straw. Journal of the Science of Food and Agriculture 29: 92-98. Jones D.I.H., Hayward M.V (1975). The effect of pepsin pretreatment of herbage on the prediction of dry matter digestibility for solubility in fungal cellulose solution. Journal of the Science of Food and Agriculture 26: 711-718. Minitab Release 12 (1998) MINITAB Users Guide. USA. Nguyen Xuan Trach (1998) The need for improved utilization of rice straw as feed for ruminants in Vietnam: An overview. Livestock Research for Rural Development 10. Pradhan R., Tobioka H. and Tasaki I. (1997) Effect of moisture content and different levels of additives on chemical composition and in-vitro dry matter digestibility of rice straw. Animal Science and Technology (Japan) 68: 273-284. Sundstứl F and Owen E C (eds.) (1984) Straw and other by-products as feed. Elsevier. Amsterdam. Van Soest P. J. and Robertson J. B. (1985) Analysis of Forages and Fibrous Foods. A Laboratory Manual for Animal Science 613. Cornell University. USA. 5 . rơm mặc dù đã đợc nghiên cứu nhiều nhng mới tập trung vào rơm khô (Nguyen Xuan Trach, 1998). Tuy nhiên, vấn đề bảo quản và chế biến rơm khô có một số khó. Agriculture 26: 711-718. Minitab Release 12 (1998) MINITAB Users Guide. USA. Nguyen Xuan Trach (1998) The need for improved utilization of rice straw as feed for