Năng lượng thuần hay năng lượng tích lũy: NE ( Net Energy)
Năng lượng thuần là hiệu số giữa năng lượng trao đổi với năng lượng nhiệt NE = ME – HE = DE – (UE + GEE + HE) = GE – (FE + UE + GEE + HE) Năng lượng thuần gồm: + NL cho duy trì (NEm) + NL cho sản xuất (NEp) - > NE = NEm + NEp NE là phần năng lượng hữu ích cuối cùng trong q trình chuyển hóa năng lượng của thức ăn trong cơ thể động vật.
Năng lượng thuần là đánh giá của gia súc về năng lượng trao đổi. Năng lượng thuần của thức ăn cho biết hiệu suất sử dụng năng lượng trao đổi của thức ăn cho các mục đích khác nhau. Ví dụ, hiệu suất sử dụng năng lượng trao đổi của thức ăn cho sản xuất thịt, sữa hoặc duy trì. Vì vậy nó là sản phẩm của cả tiêu hố và hấp thu. Khó có thể xác định năng lượng thuần vì năng lượng thuần chỉ có thể được xác định bằng buồng trao đổi chất giống như xác định lượng khí sản xuất hoặc bằng phân tích thân thịt. Như vậy, không thể xác định năng lượng thuần của nhiều loại thức ăn vì giá thành rất đắt. Hệ thống đương lượng tinh bột được sử dụng trong nhiều năm trên cơ sở tính năng lượng thuần, hiện nhiều hệ thống khác cũng đang sử dụng năng lượng thuần. Điểm yếu ở đây là gia súc sử dụng năng lượng trao đổi khác nhau cho các loại hình sản xuất khác nhau vì vậy giá trị năng lượng thuần của một loại thức ăn thay đổi theo loaị hình sản xuất: thịt hay sữa ... ở Bắc Âu (Scandinavia) hầu hết các loại thức ăn đều có đơn vị thức ăn của mình, đây là phương pháp rất hữu hiệu giúp người chăn nuôi so sánh các loại thức ăn khác nhau. Một đơn vị thức ăn là lượng thức ăn có hàm lượng năng lượng thuần bằng hàm lượng năng lượng thuần của 1 kg lúa mạch. Ngun nhân chính vì sao năng lượng thuần khơng được dùng ở nơi nào khác vì chúng có giá trị khác nhau cho các loại hình sản xuất khác nhau.
Câu hỏi ôn tập
1. Các nguồn năng lượng trong cơ thể động vật? 2. Tính nhu cầu năng lượng của gia súc, gia cầm?
64
CHƯƠNG 5
NHU CẦU DINH DƯỠNG MH32-05
Giới thiệu: Nội dung Chương 5 giới thiệu về một số khái niệm nhu cầu dinh
dưỡng và tính nhu cầu dinh dưỡng của vật ni.
Mục tiêu:
-Kiến thức: Hiểu rõ về nhu cầu các chất dinh dưỡng của vật ni. -Kỹ năng: Tính tốn được nhu cầu dinh dưỡng của gia súc, gia cầm.
-Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tự tin, có trách nhiệm với cơng việc, có khả năng tự học.
1. Giới thiệu
Nhu cầu dinh dưỡng (nutrient requirement) là số lượng hay phần trăm chất dinh dưỡng và năng lượng mà gia súc đòi hỏi để đảm bảo cho sự sống và khả năng sản xuất trong ngày đêm.
Nhu cầu dinh dưỡng phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó có trạng thái hay chức năng của vật ni như duy trì, tăng trưởng, sản xuất sữa, sản xuất trứng, mang thai, lao tác, sản xuất lơng len... Vì vậy, nhu cầu dinh dưỡng được thể hiện theo từng chức năng riêng biệt hoặc tổng hợp các chức năng.
Ví dụ: nhu cầu dinh dưỡng của bị sữa thường phân chia riêng biệt cho duy trì và sản xuất sữa; nhưng đối với gà giò, kết hợp cả hai nhu cầu duy trì và tăng trưởng.
Khẩu phần ăn là một hỗn hợp thức ăn thỏa mãn tiêu chuẩn ăn.
Ví dụ: Tiêu chuẩn ăn cho bị sữa nặng 400 kg, cho 10 kg sữa/ngày; 3,6% mỡ sữa, bò đang thời kỳ tiết sữa thứ nhất là: 24,72 Mcal ME; 1358,4 g protein thô. Khẩu phần ăn là: Cỏ voi: 45,6 kg; cám 2,36 kg; Thức ăn hỗn hợp cho bò sữa: 2,3 kg.
Tiêu chuẩn ăn? Tiêu chuẩn ăn là nhu cầu các chất dinh dưỡng cần thiết cho một
Nội dung tiêu chuẩn ăn?
Tiêu chuẩn về năng lượng: biểu thị bằng Kcal, KJ… Tiêu chuẩn về protein: g protein thơ, protein tiêu hóa
Tiêu chuẩn về khoáng: Ca, P, Mg, Na, Cl…..g/con/ngày; Fe, Cu, Co, Zn….mg/con/ngày.
65
Tiêu chuẩn về vitamin: A, D, E (UI); caroten, B1, B2, PP…(mg)
Chuyển hóa cơ bản cịn gọi là trao đổi cơ bản, duy trì sinh lý, trao đổi khi đói.
- Chuyển hóa cơ bản là mức tiêu thụ tối thiểu vừa đủ cho hoạt động sống. - Khi con vật nằm nghỉ hoàn toàn (12h đứng và 12h nằm). Chỉ dùng năng lượng cho tim đập, thận bài tiết và cho hoạt động hô hấp, không vận cơ, khơng tiêu hóa thức ăn, khơng có phản xạ tăng chuyển hóa.
2. Các phương pháp xác định nhu cầu dinh dưỡng
- Phương pháp chủ yếu để xác định nhu cầu năng lượng cho duy trì
Phương pháp nhân tố
Khi nghiên cứu về trao đổi nhiệt của các lồi vật có khối lượng từ nhỏ (con chuột) đến lớn (con voi), qua nghiên cứu nhận thấy ở trạng thái trao đổi đói, nhiệt sản sinh ở con vật nhỏ thấp hơn con vật lớn.
Nhưng, nhiệt sản sinh trên 1 đơn vị diện tích da ổn định hơn là trên 1 đơn vị khối lượng cơ thể. Tuy nhiên, đo diện tích da của con vật trong thực tế rất khó và kết quả các thực nghiệm đã tìm thấy mối tương quan giữa diện tích tích bề mặt da (SA, m2 ) và khối lượng cơ thể (W, kg) theo phương trình sau: SA = aW2/3;
Theo NRC (2000), SA = 0,09W0,67. Trong đó, W0,67 là trọng lượng trao đổi (metabolic body weight)
NEbm (net enery for basal metabolism) là nhiệt lượng trao đổi cơ bản: NEbm = k.W2/3
Trong đó, k là hệ số phụ thuộc vào loài và trạng thái sinh lý của động vật; W2/3 là trọng lượng trao đổi.
Để thuận lợi cho tính tốn, người ta thay đổi số mũ một lần nữa thành 0,75 và lập bảng chuyển đổi khối lượng sống thành khối lượng trao đổi.
Công thức xác định nhiệt lượng trao đổi cơ bản như sau: NEbm = k.W0,75 = 0,29W0,75 MJ NE.
Ví dụ, nhiệt lượng trao đổi cơ bản của một con bò nặng 300 kg là: NEbm =70*72,1 = 5,05 Mcal hay NEbm = 0,29*72,1 = 20.9 MJ NE;
66
Bảng 5.1: Giá trị năng lượng trao đổi cơ bản ở một số loại động vật Gia súc Khối
lượng, kg
Trao đổi cơ bản (MJ/ngày) cho: 1 động vật 1 kg khối lượng 1 m2 diện tích bề mặt 1 kg W 0,75 Bò cái 500 34,1 0,068 7 0,32 Lợn 70 7,5 0,107 5,1 0,31 Người 70 7,1 0,101 3,9 0,29 Cừu 50 4,3 0,086 3,6 0,23 Gia cầm 2 0,6 0,3 - 0,36 Chuột 0,3 0,12 0,4 3,6 0,30
Bảng 5.2: Bảng chuyển đổi giá trị khối lượng thành khối lượng trao đổi (W0,75)
Phương pháp nuôi dưỡng
Nuôi gia súc bằng nhiều khẩu phần với việc điều chỉnh mức năng lượng khác nhau. Mức năng lượng của khẩu phần phù hợp với trạng thái duy trì của con vật được coi là nhu cầu năng lượng cho duy trì.
Phương pháp này tốn nhiều thời gian. Về lý thuyết, lượng năng lượng cần cho duy trì là năng lượng ăn vào bằng năng lượng thải ra. Vì vậy, điều chỉnh năng lượng khẩu phần sao cho gia súc ở vào trạng thái cân bằng 0 về năng lượng. Trong thực tế rất khó điều chỉnh khẩu phần đảm bảo yêu cầu như vậy, vì thế người ta tiến hành thí nghiệm ni dưỡng một cách đơn giản: Cho gia súc ăn khẩu phần đã biết năng lượng, xác định tăng trọng trong khi thí nghiệm. Như vậy, năng lượng khẩu phần (EI) ăn vào dùng cho cả duy trì và tăng trọng (NEg) đã được xác định là: EI = NEm + NEg. Loại trừ năng lượng cho tăng trọng thì biết được năng lượng cho duy trì. Trong một số trường hợp tăng trọng không do
67
năng lượng (do sự tích nước), cho nên phải kết hợp với kỹ thuật mổ so sánh để xác định sự thay đổi về năng lượng của có thể.
Ví dụ, một bị ăn hết 4,3 kg thức ăn (theo vật chất khơ), mỗi kg thức ăn có 11 MJ ME và hệ số sử dụng năng lượng trao đổi cho tích luỹ mỡ kf = 0,5. Nếu bị tích lũy một lượng năng lượng là 8,4 MJ NE/ngày (xác định qua tăng khối lượng) thì nhu cầu năng lượng duy trì sẽ là: (4,3 x 11) - (8,4/0,5) = 30,5 MJ ME/ngày.
- Phương pháp xác định nhu cầu protein
Phương pháp nhân tố: Nguyên tắc của phương pháp này là căn cứ vào lượng mất mát N thấp nhất khỏi cơ thể để xác định nhu cầu tối thiểu của con vật. Có nhiều phương pháp xác định lượng mất N tối thiểu, như sử dụng N đồng vị trong thức ăn ăn vào hay nuôi với khẩu phần không chứa N. Trong thực tế, người ta nuôi con vật với khẩu phần không chứa N (thường từ tinh bột thuần khử N) và xác định lượng mất N trong phân và nước tiểu. Đây là lượng mất N tối thiểu (mất qua phân gọi là N trao đổi và qua nước tiểu do phân giải axit amin và creatin của cơ thể gọi là N nội sinh. N trao đổi trong nước tiểu giảm dần từ ngày đầu và ổn định nếu kéo dài thời gian ni khẩu phần khơng có N. Điều đó có giả thuyết cho rằng có lượng protein dự trữ. Mức này sẽ duy trì nếu đủ năng lượng cung cấp từ khẩu phần. Như vậy, N mất đi trong các trường hợp trên đều xảy ra ở cả 2 trạng thái trao đổi cơ bản và duy trì. Kết quả của nhiều thí nghiệm cho thấy, con vật mất thơng thường là 2 mg N nội sinh/kcal NE trong trao đổi cơ bản (khoảng 500 mg/MJ NE), nhưng đối với gia súc nhai lại là 300-400 mg N/MJ NE vì trong q trình tiêu hố N quay vịng (nước bọt đến dạ cỏ). Đối với gia súc nhai lại, tổng N mất mát ở nhai lại là 350 mg N/kg W0,75 tương đương 1.000- 1.500 mg/MJ NE ở trao đổi cơ bản, cao gấp 2-3 lần ở dạ dày đơn. Như vậy, N hay protein cho duy trì là lượng N hay protein bù đắp cho sự mất mát lượng N trao đổi và nội sinh (có thể cả mất qua lơng, mồ hơi, sừng vảy..). Ví dụ xác định nhu cầu protein duy trì cho gia súc nhai lại: Bắt đầu tính từ N nội sinh trong trao đổi cơ bản là 350 mg/kg W 0,75, nếu bị nặng 600 thì mất 42,4 g N/ngày; mất qua lơng, vảy là 2,2 g N/ ngày, như vậy mất tổng cộng 44,6 g N hay 279 g protein. Nếu hiệu quả sử dụng protein tích luỹ (trao đổi) cho trạng thái duy trì là 100% thì nhu cầu protein trao đổi là 279 g. Nguồn protein để đảm bảo nhu cầu này chủ yếu từ vi sinh vật (MP – microbial protein). Tính tốn thêm, nếu protein thực trong MP là 75% và TLTH protein thực là 85% thì nhu cầu MP là : 279/(0,75 x 0,85) = 438 g/ngày.
Ở heo, nhu cầu protein duy trì có thể tính theo cơng thức:
68
Trong đó, W là khối lượng sống (kg); 0,15 là tỷ lệ CP trong tăng trọng (15%); 0,06 là tỷ lệ protein chu chuyển thấp nhất (6%).
Phương pháp cân bằng chất: Nuôi gia súc với các khẩu phần khác nhau về
hàm lượng protein. Mức protein làm cho con vật gần với N tích luỹ bằng 0 coi nhu mức protein duy trì.
3. Nhu cầu duy trì
Khái niệm nhu cầu duy trì? - Là nhu cầu năng lượng đảm bảo cho mọi hoạt động ở mức độ thấp nhất (ăn uống, đi lại bình thường). Con vật không cho các sản phẩm, không nuôi thai, không cho con bú hay phối giống. Con vật không tăng trọng, khơng giảm trọng. Q trình trao đổi chất ở trạng thái cân bằng.
Hiện nay, nhu cầu năng lượng duy trì đối với các loại vật ni đã được các tổ chức chuyên ngành ở các nước đề xuất như sau:
Theo ARC (1980): Bò, dê, cừu: 420 - 460 W 0,75 (kJ ME) ;Heo: 500 W 0,75
(kJ DE) .
Theo Hội đồng kỹ thuật dinh dưỡng UK: · Lợn nái: 430W 0,75 (kJ ME)
· Lợn đực giống: 495 W 0,75 (kJ ME) · Gà đẻ :550 W 0,75 (kJ ME)
Theo ARC (1980), nhu cầu năng lượng ni duy trì cho bị sữa có thể tính theo năng lượng trao đổi (MEm): MEm = 120 x W0,75 (kcal ME) ;Tính theo năng lượng thuần (NEm): NEm (MJ/ngày) = 0,53(W/1,08)0,67 + 0,0043.
4. Nhu cầu tăng trưởng
Tăng trưởng (sinh trưởng) là quá trình tăng về lượng và thể tích. Theo Whittemore (1993), sinh trưởng ở vật ni là q trình tăng khối lượng cơ thể do tăng về số lượng và lớn lên của các tế bào mô cơ. Tăng trưởng của gia súc tuân thủ theo các quy luật chung.
Sinh trưởng tích lũy
Sinh trưởng tích luỹ tăng nhanh sau giai đoạn bào thai đến thành thục và tăng chậm đến trưởng thành, và có xu hướng giảm về sau. Để xác định sinh trưởng tích luỹ (hay sinh trưởng tuyệt đối) phương pháp đơn giản nhất là xác định thay đổi khối lượng của con vật trong từng giai đoạn.
Sinh trưởng theo giai đoạn
Quy luật tiếp theo, sinh trưởng có tốc độ khác nhau trong suốt thời gian sống. Tốc độ sinh trưởng được xác định như là sự tăng lên về khối lượng hoặc
69
thể tích trong thời gian nhất định. Tốc độ sinh trưởng bao gồm sinh trưởng tuyệt đối là khối lượng tăng tuyệt đối (tính theo g hay kg) và sinh trưởng tương đối là phần trăm tăng của thời kỳ sinh trưởng sau so với thời kỳ trước.
Tốc độ sinh trưởng tuyệt đối (tăng trọng) có hình dạng đường cong mà đỉnh cao nhất là thời kỳ gia súc thành thục thể vóc. Mỗi một lồi vật ni có đường cong về tăng trọng khác nhau, và bị ảnh hưởng lớn bởi sự cung cấp dinh dưỡng và môi trường ni.
Tuy nhiên, tăng trọng có thể chưa phản ánh đầy đủ bản chất của từng thành phần như nạc, mỡ, xương, da.. vì tăng trọng bao hàm cả thành phần trong đường tiêu hóa;
Sinh trưởng không đồng đều: Quy luật sau cùng đó là sinh trưởng không
đồng đều của từng bộ phận cơ thể. Các bộ phận của cơ thể tăng với tốc độ khác nhau từ bào thai hoặc sơ sinh đến trưởng thành.
Nhu cầu năng lượng cho vật nuôi sinh trưởng bằng nhu cầu năng lượng cho duy trì cộng nhu cầu cho tăng trọng. Phương pháp nhân tố là phương pháp phổ biến để xác định nhu cầu tăng trọng.
5. Nhu cầu sinh sản
Nhu cầu của gia súc cái mang thai
Gia súc cái mang thai cần dinh dưỡng cho nhiều hoạt động khác nhau, trước hết là tăng trưởng của thai và tử cung. Trong quá trình phát triển thai, chất dinh dưỡng đã tích lũy ở tử cung tăng dần, tập trung chủ yếu vào giai đoạn cuối.
Ở bò cái mang thai trước 6 tháng chất dinh dưỡng tích lũy rất ít. Giai đoạn 6-9 tháng có sự tích lũy rõ rệt và cần có nhu cầu ni thai. Về năng lượng thì nhu cầu dưỡng thai khơng đáng kể so với nhu cầu duy trì của mẹ, nhưng protein, Ca, P và khống khác thì có tăng đáng kể.
Tăng trưởng của tuyến vú: Tuyến vú có tăng trưởng nhưng số lượng chất dinh dưỡng tích lũy khơng đáng kể, mỗi ngày không quá 45g protein.
Trao đổi năng lượng trong kỳ dưỡng thai: Quá trình dị hóa chất dinh dưỡng ở gia súc có thai lớn hơn ở gia súc không mang thai cùng thể trọng. Khác biệt ấy được gọi là “nhiệt tăng để nuôi thai”. Nhiệt ấy là do tăng trao đổi cơ bản của chính cơ thể mẹ chứ khơng phải do nhiệt của thai sản sinh. Thay đổi nhiệt ấy là do thay đổi về hormone của thai. Nhiệt tăng này là tăng dần suốt thời kỳ mang thai cộng với tăng trọng của mẹ, kết quả là tăng nhu cầu nhiệt duy trì.
Tăng trưởng cơ thể mẹ khi mang thai: Tăng trọng trong khi mang thai không phải chỉ do tăng trưởng thai mà còn là do tăng trọng của mẹ.
70
Ví dụ, 10 heo con kể cả nhau chỉ nặng 18kg lúc sinh, nhưng chính heo mẹ đã tăng trưởng hơn 50 kg trong thời kỳ mang thai. Sai khác đó là do chính cơ thể mẹ, xuất phát từ ngưng tụ chất dinh dưỡng ở các tổ chức của mẹ. Ví dụ, protein tăng 3 - 4 lần, Canxi tăng 5 lần so với thai. Đó được gọi là “đồng hóa khi mang thai” xảy ra ở mọi loại gia súc dù là lứa đẻ đầu hay lứa sau. Thường thì trọng lượng bị giảm đi trong thời kỳ cho sữa tiếp theo đó.
Đồng hóa khi mang thai ở heo làm tăng trọng lượng sơ sinh của heo con và tích lũy chất dinh dưỡng trong cơ thể cho phép sản lượng sữa cao hơn vì thế cải tiến tăng trọng của heo con. Tuy nhiên, sự tăng trưởng của con mẹ trong giai đoạn chửa càng lớn càng không tăng số con/ổ, trọng lượng sơ sinh và khả năng sống của heo con. Nói chung, tăng trọng trung bình khoảng 15 kg cho 3 lứa đẻ đầu tiên là đủ để cho heo nái tăng trưởng mà khơng mất đi lượng mỡ tích lũy và