Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Xác định nhu cầu năng lượng cho duy trì và tăng khối lượng của bò thịt
thịt lai bằng thực nghiệm
Nghiên cứu này gồm 3 thí nghiệm nuôi dưỡng: 1 thí nghiệm trong buồng trao đổi chất và 2 thí nghiệm nuôi dưỡng để kiểm chứng.
a. Thí nghiệm 1:Xác định nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò thịt lai Thiết kế thí nghiệm
Thí nghiệm này được tiến hành từ 06/2015 đến 08/2015
Để xác định nhu cầu năng lượng duy trì cho bò thịt lai, chúng tôi sử dụng 6 bò đực Lai Sind, khối lượng bình quân 145,54kg, 14-15 tháng tuổi. Thí nghiệm được tiến hành theo 2 giai đoạn. Giai đoạn 1 là giai đoạn để xác định nhiệt sản xuất ra (HP - Heat production). Giai đoạn 2 là giai đoạn để xác định nhu cầu cho duy trì hay nhiệt sản xuất lúc đói (Fasting heat production – FHP). Ở giai đoạn 2, gia súc thí nghiệm được đo FHP liên tục trong thời gian 2 ngày và giá trị trung bình của các lần đo này là nhu cầu cho duy trì của bò.
Giai đoạn 1: Xác định nhiệt sản xuất ra (HP).
Đây thực chất là một thí nghiệm tiêu hoá in vivo được tiến hành theo quy
trình thí nghiệm xác định tỷ lệ tiêu hoá in vivo bằng phương pháp thu phân và
nước tiểu tổng số (total faeces and urine collection) (Cochran and Galyean, 1994;
Burns et al.1994). Bò thí nghiệm được nuôi nhốt cá thể trên cũi trao đổi chất và
cho ăn ở mức duy trì trong thời gian chuẩn bị 20 ngày, sau đó đến giai đoạn thu mẫu 12 ngày, trong đó có hai ngày được đo trao đổi trong buồng hô hấp (Respiration chamber). Bò được cho uống nước tự do. Trước và sau giai đoạn thu mẫu bò được cân để kiểm tra thay đổi khối lượng. Trước khi vào thí nghiệm bò được tấy ký sinh trùng đường tiêu hóa. Trong thời gian thu mẫu 12 ngày toàn bộ lượng phân bò bài tiết ra được thu nhặt theo cá thể, cân xác định khối lượng rồi lấy mẫu (10% tổng khối lượng) để xác định chất khô, thành phần hóa học (protein thô, lipid, xơ thô, NDF, ADF, khoáng và giá trị năng lượng thô (GE) trên Bomb calorimeter do Đức sản xuất. Thức ăn cho ăn và thức ăn thừa cũng được cân, lấy mẫu xác định chất khô, thành phần hóa học và giá trị GE như đối với mẫu phân. Nước tiểu cũng được thu cá thể trong 12 ngày, xác định, khối lượng. Nước tiểu thu được hàng ngày của các cá thể bò được đổ vào bình đã có sẵn
100ml 7,2N H2SO4 vàlấy mẫu (10ml/1lít) để phân tích hàm lượng protein và GE
trên Bomb calorimeter. Tất cả các mẫu thức ăn cho ăn, thức ăn thừa, phân, nước
tiểu được giữ ở nhiệt độ −20◦C cho đến khi phân tích.
Trong hai ngày ở buồng hô hấp, bò vẫn được ăn uống bình thường và vẫn theo dõi các chỉ tiêu như ở cũi trao đổi chất. Tại đây, bò được đo trao đổi hô hấp
như giai đoạn nhịn đói để xác định O2 tiêu thụ, CH4 và CO2 thải ra, tổng nhiệt
sản xuất (HP).
Giai đoạn 2: Thí nghiệm trao đổi đói trong buồng hô hấp
Sau giai đoạn 1, bò trong buồng hô hấp được cho nhịn đói 4 ngày (nhịn đói và uống nước tự do). Bắt đầu từ ngày thứ 5 bò được đo trao đổi đói (Fasting Metabolism) hai ngày liên tục. Khi bắt đầu đo trao đổi đói và khi kết thúc hai ngày đo bò được cân khối lượng.
Khi nhốt gia súc trong buồng hô hấp, tổng lượng O2 tiêu thụ, CO2 và CH4
thải ra sẽ được xác định thông qua hệ thống máy phân tích nồng độ các khí nói trên và thiết bị đo lưu lượng khí thóat ra khỏi buồng hô hấp. Nước tiểu do gia súc thải ra cũng sẽ được xác định trong suốt thời gian thí nghiệm trao đổi đói. Dựa
vào công thức của Brouwer (1965) và các giá trị khí đo được ta có thể tính lượng nhiệt sản sinh ra bởi gia súc. Lượng nhiệt do gia súc thải ra trong trạng thái trao đổi đói sẽ chính là phần năng lượng thuần cần cho duy trì hay nói cách khác đây chính là nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì của gia súc thí nghiệm.
Các chỉ tiêu nghiên cứu gồm: VO2: thể tích O2 tiêu thụ (lít); VCO2: thể tích
CO2 thải ra (lít), N: lượng nitơ bài tiết trong nước tiểu (g), CH4: thể tích khí
methane sinh ra (lít) và thay đổi khối lượng. Lượng nhiệt sinh ra ở giai đoạn 1 được đo và sau đó kết hợp với giá trị FHP (đo khi gia súc ở trạng thái trao đổi đói –giai đoạn 2, ngay sau khi kết thúc giai đoạn ăn khẩu phần duy trì) để xác định hệ số km.
Ở giai đoạn 1 tất cả bò được ăn một khẩu phần được tính toán để đáp ứng nhu cầu duy trì của bò. Ở giai đoạn 2 tất cả bò đều được nhịn đói 4 ngày trước khi
đo trao đổi đói. Ở cả hai giai đoạn bò được nuôi trong điều kiện nhiệt độ 250C.
Thí nghiệm được tiến hành trong phòng khí hậu học (Climatic room) kiểm soát nhiệt độ và có buồng hô hấp (Respiration chamber- Hãng Columbus – USA) đặt bên trong.
250C 250C 250C
Hình 1: Phòng khí hậu học và bố trí thí ngiệm
Ghi chú: 1,2,3,4,5,6 là số hiệu bò thí nghiệm Thức ăn và khẩu phần
Khẩu phần ăn cho bò được xác định dựa trên nhu cầu duy trì tính bình quân từ nhu cầu của Kearl (1982), INRA (1989) và NRC (2000):
0,5MjME/kgBW0,75. Cách tính toán như sau: nhu cầu duy trì cho bò = khối
lượng trao đổi của bò (kg BW0,75) x 0,5Mj ME/ngày. Thức ăn để thiết lập khẩu
phần là rơm và cám BS18. Năng lượng trao đổi của rơm và cám sử dụng trong thí nghiệm tương ứng là 6,31 và 9,8Mj/kg chất khô. Các giá trị năng lượng này
đã được xác định từ trước khi lập khẩu phần bằng phương pháp in vitro gas production của Menke and Steingass (1988). Trên cở sở khí tích lũy (ml) sau 24 giờ ủ thức ăn với dịch dạ cỏ và thành phần hóa học đã phân tích, ME được tính
theo công thức dưới đây: ME (kcal/kg DM) = 1885 + 21*GP24 + 2,49*DM –
21,6*CP (Đinh Văn Mười, 2012).
Ở đây: GP24 là lượng khí tích lũy (ml) sau khi ủ thức ăn 24h;
DM là % chất khô của thức ăn; CP là % protein thô của thức ăn.
Thức ăn cho bò gồm rơm và thức ăn tinh (BS18) được tính để cân đối theo nhu cầu duy trì. Thành phần hóa học và giá trị năng lượng của rơm, thức ăn tinh được trình bày trong (Bảng 1, phụ lục).
Bò được tẩy giun sán, sau khi được đánh số và cân khối lượng được bố trí ăn duy nhất một khẩu phần ăn: 100% nhu cầu duy trì.
Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
- Khối lượng bò và khối lượng trao đổi: Khối lượng của bò thí nghiệm được
xác định thông qua cân khối lượng tuần/lần vào buổi sáng trước khi cho ăn lúc 8h bằng cân điện tử RudWeight (Úc).
- Lượng thức ăn thu nhận: Thức ăn cho ăn và thức ăn thừa hàng ngày của từng cá thể bò được cân và ghi chép hàng ngày ở tất cả các nghiệm thức thí nghiệm để tính lượng thức ăn ăn vào.
- Lượng TĂ ăn vào (kg) = Lượng TĂ cho ăn (kg) - Lượng TĂ thừa (kg). Thức ăn: rơm và BS18 cho ăn và thức ăn thừa được lấy mẫu hàng ngày và
bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 40C, đến ngày 8 của mỗi giai đoạn các mẫu
thức ăn cho ăn của 7 ngày được trộn đều và lấy 1 mẫu đại diện (5% tổng khối lượng thức ăn thừa) để xác định hàm lượng chất khô, thành phần hóa học và giá trị GE như đối với mẫu phân.
- Lượng phân và nước tiểu thải ra được thu gom và lấy mẫu bảo quản, phân tích như trình bày ở phần trên.
- Lượng O2 tiêu thụ, lượng CO2 thải ra, lượng CH4 thải ra: Khi nhốt gia súc
trong buồng hô hấp, tổng lượng O2 tiêu thụ, CO2 và CH4 thải ra/ngày được xác
định thông qua hệ thống máy phân tích nồng độ khí và thiết bị đo lưu lượng khí thoát ra khỏi buồng hô hấp.
- Lượng nhiệt sản xuất ra:Kết quả đo đạc các loại khí và lượng nitơ có trong nước tiểu của bò được đưa vào phương trình do Brouwer (1965) xây dựng và được Uỷ ban nghiên cứu về trao đổi năng lượng của Châu Âu thống nhất sử dụng để tính HP (Phụ lục 2).
- Lượng nhiệt sản xuất trong trạng thái trao đổi đói là phần năng lượng thuần cần cho duy trì hay nói cách khác đây chính là nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì của gia súc thí nghiệm. Để tính FHP người ta cũng dùng phương trình của Brower (1965) (Phụ lục 3).
- Năng lượng gia nhiệt của khẩu phần (thức ăn) (heat increment – HI) (Mj/ngày) = HP (khi ăn một thức ăn hay một khẩu phần cụ thể nào đó) – FHP.
- Năng lượng thô (GE) của rơm (Mj/kg chất khô): được xác định bằng Bomb calorimeter - IKA C2000 của Đức.
- Tổng năng lượng thô ăn vào từ rơm (Mj/ngày) = GE (Mj/kg DM rơm) x lượng chất khô rơm ăn vào (kg).
- Năng lượng thô (GE) của thức ăn tinh (Mj/ngày): được xác định bằng Bomb calorimeter - IKA C2000 của Đức.
- Tổng năng lượng thô ăn vào từ thức ăn tinh (Mj/ngày) = GE (Mj/kg DM thức ăn tinh) x lượng chất khô thức ăn tinh ăn vào (kg).
- Tổng GE ăn vào (Mj/ngày): GE rơm + GE thức ăn tinh.
- Năng lượng nước tiểu thải ra (Mj/ngày) = Số kg nước tiểu x năng lượng nước tiểu/kg xác định bằng Bomb calorimeter - IKA C2000 của Đức với chất trợ cháy là Parafin và giấy lọc.
- Năng lượng phân thải ra (Mj/ngày): Số kg chất khô của phân x năng lượng của 1 kg chất khô của phân xác định bằng đốt bằng Bomb calorimeter - IKA C2000 của Đức.
- Năng lượng thải tra trong CH4 (Mj/ngày) = số kg CH4. x năng lượng trong
1 kg CH4. Năng lượng của một kg khí CH4 và số lượng g methane trong 1 lít khí
được chuyển đổi như sau: 1kg CH4 cho 58,41Kj và cứ 0,717g CH4 tương đương
với một lít (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 2010).
- Năng lương tiêu hóa (Digestible energy – DE) của thức ăn hay khẩu phần (Mj/kg chất khô) = Tổng GE ăn vào – năng lượng trong phân.
- Năng lượng trao đổi (ME) của thức ăn hay khẩu phần (Mj/kg chất khô) =
DE – Năng lượng trong nước tiểu – năng lượng trong CH4.
- Năng lượng thuần (NE) của thức ăn hay khẩu phần = ME của thức ăn hay khẩu phần – HI.
-Hệ số km: hệ số sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì được tính bằng
công thức sau:
km = FHP/HP
Ở đây:
- HP: là tổng nhiệt sản xuất của bò ăn khẩu phần a hay thức ăn a trong giai đoạn thí nghiệm tiêu hoá in vivo trong buồng hô hấp.
- FHP là tổng nhiệt sản xuất khi trao đổi đói của chính bò trên trong giai đoạn trao đổi đói.
Phân tích số liệu
Số liệu thu thập được sẽ được xử lý sơ bộ trên bảng Excel 2007 sau đó xử lý bằng thống kê mô tả.
b. Thí nghiệm 2: Hiệu chỉnh nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò thịt lai Thiết kế thí nghiệm
Thí nghiệm này được tiến hành từ 9/2015 đến 11/2015
Mục đích thí nghiệm: dựa vào các thông số kỹ thuật (khối lượng bò, tăng khối lượng bò, ME thu nhận) để tính nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò.
Thí nghiệm này là một thí nghiệm vỗ béo bò trong 84 ngày, tại Trung tâm thực nghiệm và bảo tồn nguồn gen, Viện Chăn nuôi, trong năm 2015.
Hai mươi bò đực giống Lai Sind, giai đoạn 15 – 18 tháng tuổi, khối lượng trung bình 157 - 159kg được sử dụng trong thí nghiệm này. Bò được bố trí vào một trong 4 khẩu phần được bổ sung keo dậu ở các mức khác nhau (4 nghiệm thức) trong một thiết kế kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn (Complete rendomized design - CRD). Các nghiệm thức trong thí nghiệm bao gồm: 1. Đối chứng - Nghiệm thức 1 (NT): 0 % lá keo dậu khô; 2. Nghiệm thức 2: 20 % lá keo dậu khô; 3. Nghiệm thức 3: 25 % lá keo dậu khô) và 4. Nghiệm thức 4: 30 % lá keo dậu khô (Bảng 3.1).
Bò được tẩy giun sán và được nuôi chuẩn bị trong 15 ngày trước khi bước vào giai đoạn thí nghiệm chính thức. Bò được cho ăn trong các máng riêng biệt, nước uống được cung cấp tự do.
Bảng 3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Chỉ tiêu NT 1 NT 2 NT 3 NT 4
Số gia súc (con) 5 5 5 5
Khối lượng (kg) 157,1 157,7 157,2 158,9
Thời gian nuôi chuẩn bị (ngày) 15 15 15 15
Thời gian thí nghiệm (ngày) 84 84 84 84
Chú thích: NT 1: Đối chứng - 0% lá keo dậu khô; NT 2: 20% lá keo dậu khô; NT 3: 25% lá keo dậu khô; NT 4: 30% lá keo dậu khô.
Khẩu phần và cách cho ăn
Khẩu phần được xây dựng theo tiêu chuẩn của Kearl (1982) cho bò thịt sinh trưởng ở mức tăng khối lượng từ 0,5 đến 0,7kg/con/ngày. Các khẩu phần thí nghiệm tương ứng với các nghiệm thức 1. 2 .3 và 4 được bổ sung lá keo dậu khô với tỷ lệ 0%; 19,1%. 25,9% và 31,5% theo chất khô của khẩu phần (Bảng 4, Phụ lục). Tỷ lệ lý thuyết lúc thiết kế thí nghiệm là 0; 20; 25 và 30% theo chất khô của khẩu phần.
Bò thí nghiệm được cho ăn ngày 2 lần và buổi sáng lúc 8h và buổi chiều lúc 16h. Các thức ăn tinh được trộn thành hỗn hợp trước rồi trộn với rơm đãchặt nhỏ (5-7 cm) bằng máy phay cỏ và cỏ voi ủ trước khi cho ăn.
Giá trị năng lượng trao đổi của khẩu phần
Giá trị năng lượng trao đổi (ME) của khẩu phần được tính từ giá trị ME của các nguyên liệu x tỷ lệ của nguyên liệu trong khẩu phần. Giá trị ME của từng nguyên liệu được xác định như trình bày trong thí nghiệm 1.
Các chỉ tiêu nghiên cứu và phương pháp xác định
- Lượng thức ăn thu nhận: Xác định như trong thí nghiệm 1.
- Tăng khối lượng: Tăng khối lượng của bò thí nghiệm được xác định thông qua cân khối lượng 4 tuần/lần vào buổi sáng trước khi cho ăn lúc 8h.
Trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành kiểm tra:
-Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì MEm.
-Tổng MEI (tổng ME ăn vào) (Mj/con/ngày): chất khô ăn vào (kg/con/ngày x ME (Mj/kg chất khô của khẩu phần)
- Khối lượng trao đổi của bò (kg) chính là khối lượng mũ 0,75.
- MEcho 1 kg tăng khối lượng: lấy từ nhu cầu của Thái Lan (Nutrient requirement of beef cattle in Indochinese Penisula, 2010) với 3 giá trị: 22,67 Mj ME/kg tăng khối lượng cho bò Brahman Thái, 31,37 Mj/kg tăng khối lượng cho bò địa phương Thái Lan và 26,02 Mj ME/kg tăng khối lượng ở bò lai.
- Năng lượng trao đổi còn lại cho duy trì (Mj/con/ngày)= [Tổng MEI (tổng ME ăn vào) (Mj/con/ngày) - MEcho 1 kg tăng khối lượng x ADG (tăng khối lượng) kg/con/ngày.
- Năng lượng trao đổi cho duy trì (MEm (Mj/kgW0,75) = Năng lượng trao đổi
còn lại cho duy trì (Mj/con/ngày)/khối lượng trao đổi.
- Năng lượng thuần duy trì (NEm (Mj/kgW0,75) = Năng lượng trao đổi cho
duy trì (MEm (Mj/kgW0,75) x km (=0,71).
Xác định nhu cầu năng lượng cho tăng khối lượng của bò thịt lai:
- Năng lượng trao đổi cho duy trì (MEm (MJ/kgW0,75) = 0,52 MJ ME/kg
khối lượng (kết quả của thí nghiệm 1) x khối lượng trao đổi).
- Năng lượng trao đổi còn lại cho tăng trọng (MJ/con/ngày)= [Tổng MEI
(tổng ME ăn vào) (MJ/con/ngày) - Năng lượng trao đổi cho duy trì (MEm
(MJ/kgW0,75).
- Năng lượng trao đổi ME cho tăng trọng (MJME/kg tăng trọng) = Năng lượng trao đổi còn lại cho tăng trọng (MJ/con/ngày)/tăng trọng (kg/con/ngày).
Phân tích số liệu
Số liệu thu thập được sẽ được được tính toán thô trên bảng Excel 2007 sau đó xử lý bằng phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) trên phần mềm Minitab 14.0. Mô hình ANOVA tổng quát để phân tích số liệu là mô hình sau:
Yij = + Ai + ij
Trong đó: Yij là biến phụ thuộc. là trung bình tổng thể. Ai ảnh hưởng của
khẩu phần. ij là sai số ngẫu nhiên.
Nếu ANOVA cho thấy có sự sai khác thì phương pháp so sánh cặp số trung bình Tukey sẽ được áp dụng để xác định sai khác giữa các nghiệm thức.
c. Thí nghiệm 3: Hiệu chỉnh nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò thịt lai Thiết kế thí nghiệm
Thí nghiệm này được tiến hành từ 10/2015 đến tháng 12/2015.
Mục đích của thí nghiệm: dựa vào các thông số kỹ thuật (khối lượng bò, tăng khối lượng bò, ME thu nhận) để tính nhu cầu năng lượng cho duy trì của bò. Thí nghiệm 3 là một thí nghiệm vỗ béo 84 ngày trên 8 bò lai Brahman 15 tháng tuổi khối lượng trung bình 171,24kg. Khẩu phần cho ăn dưới dạng TMR và có hàm lượng protein: 14,5%, ME: 11Mj ME/kg chất khô khẩu phần. Ở thí nghiệm này chúng tôi chỉ sử dụng các kết quả về khối lượng, tăng khối lượng và