Thành phần cơ bản của độn chuồng cú bổ sung chế phẩm sinh học bao gồm cỏc chủng loại vi sinh vật cú lợi đó được chon lựa và nguyờn liệu làm chất độn chuồng.
1.6.4.1. Vai trũ của cỏc chủng loại vi sinh vật
a. Phõn giải phõn và khử mựi hụi
Một số vi sinh vật hữu ớch cú khả năng phõn giải và đồng húa cỏc chất thải động vật như phõn, nước tiểu. Quỏ trỡnh phõn giải này tạo thành cỏc thành phần trao đổi chất cú tỏc dụng khử mựi trong chuồng trại như axit hữu cơ
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 20 (trung hũa và cố định NH3), rượu (trung hũa mựi lạ và diệt virus…), cỏc enzyme, cỏc chất tương tự khỏng sinh… Đặc biệt vi sinh vật đồng húa phõn, nước tiểu để tạo thành protein của chớnh bản thõn chỳng.
+ Sự lờn men tiờu húa phõn
Cỏc vi sinh vật cú ớch trong lớp độn chuồng tiết ra cỏc enzyme ngoại bào thực hiện quỏ trỡnh phõn giải bằng sự oxy húa và lờn men. Quỏ trỡnh lờn men phõn giải phõn trong chuồng nuụi là lờn men hiếu khớ. Với sự tham gia của oxy, cỏc thành phần hydratcacbon và cỏc hợp chất cú chứa cacbon bị oxy húa tạo ra năng lượng thụng qua quỏ trỡnh oxy húa, photphoryl húa. Năng lượng trong cỏc mạch cacbon được giải phúng hoàn toàn sinh ra CO2 và nước (Burton và cs., 1998).
Như vậy cú thể thấy một lượng nhỏ chất trong phõn cần cho quỏ trỡnh trao đổi chất của tế bào sẽ được vi sinh vật hấp thụ làm chất dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phỏt triển của chỳng, đặc biệt trong đú cú sự sinh tổng hợp thành protein của tế bào, cũn phần lớn cỏc chất trong phõn bị phõn giải tạo năng lượng, giải phúng ra CO2, nước và một số hợp chất hữu cơ khỏc nhau.
Cỏc chất khớ mà trong đú chủ yếu khớ CO2 sẽ bị phỏt tỏn vào khụng khớ. Một lượng nhỏ hợp chất hữu cơ gồm cỏc axit hữu cơ, rượu, aldehyd, ester… và một số chất khoỏng hữu cơ tớch lại trong chất độn chuồng cũng được sử dụng hoặc bị phõn hủy theo thời gian (Ndegwa, 2003).
+ Sự khử mựi hụi và khớ độc
Vấn đề khử mựi hụi và khớ độc được trở nờn cấp thiết trong những năm gần đõy khi chăn nuụi phỏt triển với tốc độ nhanh gõy ụ nhiễm mụi trường chăn nuụi. Chuồng nuụi tớch tụ nhiều khớ độc như NH3, CH4, N2O, H2S, CO2 làm cho vật nuụi dễ mắc cỏc bệnh hụ hấp, ảnh hưởng đến sinh trưởng, tiờu tốn thức ăn lớn, gõy tổn thất về kinh tế, làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người chăn nuụi và những người xung quanh (Blanes và cs., 2008).
Sự khử mựi hụi và khớ độc trong chất độn chuồng do tỏc dụng hấp phụ vật lý của chất độn chuồng và do tỏc dụng khử mựi thối của vi sinh vật hữu ớch được sử dụng trong chế phẩm sinh học. Sự lờn men oxy húa của vi sinh vật
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 21 phõn giải phõn thành cỏc chất khụng mựi. Đú là sự oxy húa triệt để cỏc chất trong phõn tạo ra năng lượng, CO2 và nước. Nhờđú mà cú thể giảm lượng lớn khớ độc trong chuồng nuụi (Liang, 2011).
Sự khử cỏc khớ thối, độc trong chuồng nuụi nhờ sự tỏc động của nhiều nhõn tố:
- Khống chế nguồn phỏt sinh khớ: sử dụng dịch lờn men để lờn men thức ăn gia sỳc nhằm tăng cường sự tiờu húa hấp thu thức ăn, cho nờn khụng những làm giảm lượng phõn thải ra mà cũn làm giảm thải cỏc chất dinh dưỡng dư thừa trong phõn, do đú làm giảm sự hỡnh thành cỏc khớ thối độc.
- Ức chế và khử vi khuẩn cú hại lờn men gõy thối trong độn chuồng do tỏc dụng cạnh tranh của vi sinh vật cú lợi.
- Trong thành phần của tổ hợp vi sinh vật được đưa vào xử lý độn chuồng cú những chủng cú thể sử dụng cỏc khớ độc làm nguồn dinh dưỡng, gúp phần làm giảm nhanh khớ độc trong chất độn chuồng (phõn mới thải ra đó cú nhiều khớ thối, độc do sự lờn men của cỏc vi khuẩn thối rữa trong ruột già động vật).
b. Duy trỡ sự cõn bằng sinh thỏi vi sinh vật trong chuồng nuụi
Cỏc chế phẩm vi sinh được sử dụng để xử lý phõn và chất thải của động vật thường bao gồm một tập hợp cỏc vi sinh vật được chọn lọc rất nghiờm ngặt theo cỏc tiờu chớ về đặc điểm sinh, húa học cụ thể. Một trong những tiờu chớ quan trọng là giữa chỳng phải cú được mối quan hệ tương hỗ để từ đú tạo ra sự cõn bằng sinh thỏi trong mụi trường mà chỳng tồn tại.
Nếu giữa cỏc chủng vi sinh vật khụng cú sự hỗ trợ lẫn nhau thỡ tổ hợp vi sinh vật được chọn lọc với hệ vi sinh vật chuồng nuụi sẽ bị phỏ vỡ trong thời gian ngắn. Sự phỏt triển độc lập của từng chủng trong mụi trường nhiều chất thải chịu sự tỏc động của nhiều yếu tố, trong đú cú cả sự cạnh tranh ngay trong cỏc chủng của tổ hợp với nhau và sự cạnh tranh của những vi khuẩn cú hại trong chất thải. Cõn bằng sinh thỏi vi sinh vật trong chuồng nuụi sẽ ức chế cỏc vi khuẩn gõy thối, vi khuẩn gõy bệnh trong chuồng nuụi, làm giảm mựi hụi trong chuồng và giảm bệnh cho vật nuụi (Thaxton và cs., 2003).
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 22
c. Tiờu diệt vi khuẩn cú hại và gõy bệnh trong chuồng nuụi
Sử dụng chế phẩm vi sinh tổng hợp để xử lý chất thải vật nuụi, ngoài tỏc dụng phõn giải phõn, làm giảm mựi, giảm ụ nhiễm cũn cú vai trũ trong việc ức chế cỏc vi sinh vật cú hại hoặc gõy bệnh trong chuồng nuụi.
+ Tăng cường sức khỏng bệnh và khả năng miễn dịch
Nguyờn nhõn cú thể là do mụi trường sạch sẽ, vật nuụi cú mụi trường sống tự nhiờn, bản năng sống nguyờn thủy được khụi phục, khụng bị stress… nờn khỏe mạnh, sức khỏng bệnh và khả năng miễn dịch được tăng cường, nhưng quan trọng nhất là sự lờn men của cỏc vi sinh vật cú ớch đó ức chế cỏc vi trựng gõy bệnh (Tiquia và cs., 1998).
+ Sự khụng thớch ứng của cỏc vi sinh vật cú hại và gõy bệnh, cỏc virus trong mụi trường độn chuồng bố sung chế phẩm sinh học
Cỏc vi sinh vật cú hại và gõy bệnh, cỏc virus khụng thớch ứng trong mụi trường lờn men bị tiờu diệt do:
- Cỏc vi sinh vật hữu ớch tạo mụi trường thiờn về axit, pH thấp làm cho cỏc vi sinh vật cú hại khú phỏt triển được. Vi sinh vật cú hại ra khỏi cơ thểđộng vật chưa thớch ứng với mụi trường mới. Vi sinh vật cú ớch được thuần húa thớch nghi với mụi trường độn lút cú độ pH thấp, nhiệt độ cao nờn khú bị tiờu diệt (Ritz và cs., 2009).
- Khi lờn men phõn giải phõn mạnh, một lượng CO2 sinh ra đọng lại ở giữa tầng độn chuồng ức chế một số vi khuẩn cú hại (Burton và cs., 1998).
+ Sự ỏp đảo về số lượng cỏc vinh sinh vật cú ớch
Là việc tăng số lượng vi sinh vật cú ớch vượt trội so với vi sinh vật cú hại. Ưu thế vượt trội của vi sinh vật cú ớch so với vi sinh vật vi sinh vật cú hại cho thấy vi khuẩn cú hại sẽ bị tiờu diệt. Nếu độn chuồng được bảo dưỡng tốt thỡ tỷ lệ này càng lớn, càng đảm bảo cho sự chiếm ưu thế của vi sinh vật cú ớch để loại trừ vi sinh vật cú hại.
+ Sự lờn men của cỏc vi sinh vật cú ớch
Cỏc nhà nghiờn cứu đó từng lấy mẫu trong cỏc bể biogas lờn men tốt để phõn lập thỡ khụng tỡm thấy vi khuẩn gõy bệnh và từ thực tế nuụi dưỡng người ta
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 23 nhận thấy sử dụng cỏc thức ăn lờn men bằng cỏc chế phẩm sinh học để chăn nuụi thỡ con vật rất ớt bị bệnh, điều này cú thể giải thớch do cỏc vi sinh vật gõy bệnh đó bị tiờu diệt trong quỏ trỡnh lờn men. Quỏ trỡnh lờn men trong độn chuồng của cỏc vi sinh vật cú ớch đó tiờu diệt cỏc vi sinh vật cú hại và gõy bệnh trong phõn và từ ngoài nhiễm vào độn chuồng, làm giảm nguy cơ mắc bệnh cho con vật. Quỏ trỡnh tiờu diệt chỳng do cỏc tỏc nhõn sau:
- Tiờu diệt vi sinh vật gõy bệnh do nhiệt độ. Trong quỏ trỡnh lờn men, vi sinh vật trải qua những giai đoạn phỏt triển của chỳng từ giai đoạn thớch ứng đến tăng logarit, sau đú chuyển sang giai đoạn ổn định, già và thoỏi húa. Ở giai đoạn tăng logarit, sự phỏt triển số lượng tế bào đạt đến giỏ trị lớn nhất, bởi vậy cú sự tăng nhiệt mạnh làm nhiệt độ của độn lút tăng cao cú thểđạt tới 40 - 60oC. Mặc dự quỏ trỡnh lờn men sinh nhiệt vượt quỏ 60oC chỉ duy trỡ trong thời gian khụng dài (chỉ cú mấy giờ cú thể xỏc định được nhiệt độ này) nhưng hầu như cỏc vi sinh vật cú hại và gõy bệnh đều bị tiờu diệt. Theo nguyờn lý khử trựng ở nhiệt độ thấp của Pasteur, ở nhiệt độ 50 - 80oC duy trỡ trong thời gian từ 4 -12 giờ , cỏc vi sinh vật cú thể bị tiờu diệt (Corrờa và cs., 2000). Cỏc vi sinh vật gõy bệnh bị tiờu diệt khú cú thể khụi phục lại về số lượng nhưng cỏc vi sinh vật cú lợi trong chất độn chuồng tồn tại và duy trỡ được một số lượng khỏ lớn để thực hiện nhiệm vụ của chỳng. Cỏc chủng vi sinh vật trong chế phẩm sinh học được chọn lọc với nhiều tiờu chuẩn trong đú cú khả năng chịu nhiệt độ cao, khi gặp nhiệt độ cao trong một thời gian khụng dài cú thể cú một lượng nhất định cũng bị tiờu diệt và một lượng lớn bị ức chế nhưng dần hồi phục khi nhiệt độ mụi trường xuống thấp. Bờn cạnh đú, trong quỏ trỡnh sử dụng chất độn chuồng, chế phẩm sinh học khụng ngừng được bổ sung nờn chất độn chuồng bảo tồn được một số lượng lớn cỏc vi sinh vật cú ớch. Sau giai đoạn tăng mạnh tế bào, quỏ trỡnh lờn men chuyển sang giai đoạn ổn định.
- Tiờu diệt vi sinh vật gõy bệnh do cỏc sản phẩm trao đổi chất. Trong quỏ trỡnh lờn men, cỏc vi sinh vật cú ớch hỡnh thành cỏc axit hữu cơ làm tăng độ axit của mụi trường, hỡnh thành cỏc chất cú hoạt tớnh khỏng sinh (vi khuẩn
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 24 hỡnh thành ethylic, H2O2… tiờu diệt hầu hết toàn bộ vi khuẩn cú hại. Đõy chớnh là cơ chế của lờn men diệt cỏc vi khuẩn cú hại. Thụng qua sự lờn men này nha bào của vi khuẩn gõy bệnh mới cú thể bị tiờu diệt được (Thaxton và cs., 2003).
Tuy nhiờn, trong thực tế cú thể cỏc vi khuẩn gõy hại khụng bị tiờu diệt hết nhưng nằm trong phạm vi hoàn toàn cú thể kiểm soỏt, vụ hại với vật nuụi do chỳng ở trạng thỏi bịức chế hoặc bất hoạt. Vỡ vậy, con vật được tăng cường khả năng sinh khỏng thể khụng đặc hiệu, cú tỏc dụng miễn dịch do cỏc vi khuẩn, virus gõy bệnh bị suy yếu giảm độc lực. Cỏc theo dừi cho thấy con vật rất ớt bị bệnh do vi khuẩn hoặc virus, nếu cú mắc bệnh cũng khụng nặng, dễ chữa.
1.6.4.2. Vai trũ của nguyờn liệu làm độn chuồng
Tạo ra mụi trường sống cho hệ vi sinh vật. Yờu cầu của nguyờn liệu phải cú thành phần xơ cao, khụng độc và khụng gõy kớch ứng. Đặc biệt nguyờn liệu phải bền vững với sự phõn giải của vi sinh vật, đảm bảo thời gian sử dụng kộo dài.
Khi sử dụng, chất độn chuồng tạo ra vũng tuần hoàn sinh vật. Con vật ăn ở, đi lại và thải phõn trờn độn chuồng cung cấp dinh dưỡng cho vi sinh vật sử dụng. Đồng thời, vi sinh vật phõn giải phõn, nước tiểu tạo thành cỏc chất trao đổi và protein của bản thõn chỳng, cung cấp dinh dưỡng và nõng cao miễn dịch cho con vật sử dụng. Vi sinh vật sinh trưởng phỏt triển ở mức độ nhất định để đảm bảo sinh ra một nhiệt lượng nhất định, trỏnh sinh nhiệt quỏ lớn trong mựa hố nhưng cũng đảm bảo nhiệt cung cấp đủ ấm cho vật nuụi trong mựa đụng. Vũng tuần hoàn được luõn chuyển trong thời gian dài tạo ra một mụi trường khụng chất thải (Honeyman và cs., 2003).
* Yờu cầu về nguyờn liệu sử dụng làm chất độn lút
Nguyờn liệu sử dụng làm chất độn lút nền chuồng nuụi gia cầm phải thỏa món cỏc điều kiện sau: khả năng hỳt ẩm tốt (khả năng hỳt ẩm từ 140% – 1200% so với khối lượng ban đầu của nú), khụng bị nỏt vụn, khụng tạo nhiều bụi, khụng bị phõn hủy bởi vi sinh vật, giỏ rẻ, dễ kiếm (Nguyễn Đức Hưng, 2006). Một số nguyờn liệu thường được sử dụng trong chăn nuụi gia cầm như mựn cưa (khả năng hỳt ẩm đến 420%), lừi ngụ nghiền (hỳt ẩm 140% - 150%), rơm rạ, trấu (hỳt ẩm 240%), tuy nhiờn rơm rạ, lừi ngụ thường dễ bị nhiễm nấm mốc. Trong thực
Học viện Nụng nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nụng nghiệp Page 25 tế, nguyờn liệu sử dụng làm chất độn chuồng cú bổ sung chế phẩm sinh học tốt nhất là mựn cưa hoặc dăm bào vỡ chỳng thỏa món tất cả cỏc điều kiện trờn và ớt bị mốc (Tiquia và cs., 1998), hoặc cú thể sử dụng hỗn hợp cỏc nguyờn liệu gồm mựn cưa + trấu hoặc dăm bào với tỷ lệ thớch hợp. Tuy nhiờn, khi sử dụng mựn cưa phải đặc biệt lưu ý lựa chọn loại mựn cưa cú kớch thước hạt lớn từ 10 mm để trỏnh ảnh hưởng đến đường hụ hấp của gà.
Theo Ritz và cs. (2005), độ ẩm của lớp độn chuồng nền nờn duy trỡ ở mức 20% - 25%. Theo cỏc tỏc giả, cỏch kiểm tra độẩm của lớp độn chuồng đơn giản nhất là nắm chất độn chuồng thật chặt trong bàn tay, nếu chất độn chuồng tạo thành khối kết dớnh chắc thỡ quỏ ướt, chất độn chuồng khụng dớnh thành khối mà rời ra hoàn toàn là quỏ khụ. Chất độn chuồng chỉ dớnh nhẹđủ tạo thành khối, búp nhẹ là tan ra là độ ẩm vừa đủ. Khi lớp độn chuồng ướt quỏ thỡ phải thay hoặc cho thờm chất độn chuồng mới, tăng cường xới xỏo và thụng thoỏng. Nguyễn Thị Mai và cs. (2009) cũng cho rằng độ ẩm của độn lút thớch hợp nhất từ 25% - 30%.
Độ ẩm của lớp độn chuồng cao kết hợp với cỏc yếu tố khỏc như kớch thước của nguyờn vật liệu làm độn chuồng nhỏ, nồng độ oxy trong chuồng nuụi thấp, nhiệt độ khụng khớ chuồng nuụi cao… tạo điều kiện cho cỏc vi sinh vật yếm khớ phỏt triển, phõn giải cỏc hợp chất hữu cơ cú trong phõn giải phúng cỏc khớ độc hại gõy mựi khú chịu (Briggs, 2004).