Hướng nghiên cứu 2. Sử dụng phương pháp nylon bag cho các nghiên cứu môi trường dạ cỏ và đánh giá thức ăn thô Hướng nghiên cứu 2.1 Tương tác của thức ăn
Những ảnh hưởng kết hợp bất lợi
Khái niệm ảnh hưởng kết hợp, một cách đơn giản là những ảnh hưởng thêm ra khi hai loại thức ăn được cho ăn cùng nhau, chúng tôi phát hiên ra ảnh hưởng này khi thực hiện những nghiên cứu (năm 1975),. Những ảnh hưởng kết hợp luôn luôn bất lợi và thường thấy khi thức ăn thô và thức ăn tinh được cho cùng nhau. Lý do được nghĩ đến là do pH thấp từ quá trình lên men thức ăn tinh đã ảnh hưởng và làm giảm tiêu hố thức ăn thơ. Tơi thực sự khơng có bất cứ ước muốn định
trước nào tham gia vào các nghiên cứu về ảnh hưởng kết hợp vì có vẻ như là đây là chủ đề không mấy hấp dẫn cho đến khi chúng tôi nhận thấy rằng đã có một
phương pháp có thể thực hiện các cuộc đột nhập vào vấn đề nêu trên! Đó là
phương pháp nylon bag, phương pháp này cho đến lúc đó chúng tơi chỉ mới sử dụng để xác định sự phân giải protein. Để nghiên cứu ảnh hưởng kết hợp chúng tôi giữ môi trường dạ cỏ ổn định với khả năng có thể và thay đổi mẫu thức ăn ủ theo ý muốn, nhưng có thể chúng tơi sẽ sử dụng phương pháp theo cách ngược lại: giữ nguyên mẫu ủ và thay đổi mơi trường dạ cỏ. Vào thời điểm đó chúng tơi đang ở
nửa đường nghiên cứu nuôi cừu với thức ăn ngũ cốc không qua chế biến và đã
thấy rằng pH dạ cỏ vào khoảng 6,2 khi nuôi cừu bằng ngũ cốc nguyên hạt và 5,2 khi nuôi cừu bằng hạt ngũ cốc đã qua chế biến. pH đã ảnh hưởng đến tiêu hoá
cellulose như thế nào? Chúng tơi đã khơng phát triển phương trình mơ tả tốc độ phân giải nhưng chúng tơi đã có kết quả đủ rõ ràng khi chúng tôi sử dụng cỏ khô là thức ăn ủ trong túi nylon và ni cừu mổ lỗ dị với lúa mạch viên hoặc nguyên hạt.
Bảng 2.1. Lượng mất đi của cỏ khô (mg/g) từ các túi nylon được ủ trong dạ cỏ cừu nuôi với lúa mạch viên hoặc nguyên hạt (1)
Thời gian ủ (h) Lúa mạch nguyên hạt Lúa mạch viên SE
6 285 242 36
12 453 373 11
18 530 406 20
24 625 423 23
Những sự khác nhau trong tiêu hoá thức ăn thơ đã dẫn đến những thí
nghiệm ni dưỡng cuối cùng sử dụng các khẩu phần cỏ khô được bổ sung lúa mạch nguyên hạt hoặc dạng viên (2) như trình bày trong hướng nghiên cứu 7 về chế biến ngũ cốc. Tuy nhiên, có thể tránh cái gọi là ảnh hưởng kết hợp hay khơng? Thí nghiệm nhỏ tiếp theo cụ thể hơn một chút và ở đây như trước đó chúng tơi u cầu sinh viên thạc sĩ, trong trường hợp này là Andrew Chimwano từ
Zambia, nghiên cứu sâu hơn nữa. Thí nghiệm của Chimwano (2) được thiết lập nhằm xem xét lượng ngũ cốc đã chế biến có thể cho ăn là bao nhiêu trước khi tiêu hố thức ăn thơ bị ức chế (Hình 2.1).
Tăng lượng lúa mạch lên chút ít đã có chút ít hoặc khơng ảnh hưởng đến
phân giải, khi tiếp tục tăng lượng lúa mạch lên phân giải giảm tuyến tính với lượng lúa mạch tăng lên. Khác với cỏ khô, phân giải của sợi bông giảm ở tất cả
các mức tăng lúa mạch. Phải nhớ rằng cỏ khơ chứa khoảng 40 đến 50% phần hịa tan do đó mức lúa mạch cao nhất tiêu hố cellulose trong cỏ khô cũng bằng 0 như sợi bông.
Sơ đồ 2.1 Ảnh hưởng của lượng lúa mạch chế biến và cỏ khô đến lượng chất khô mất đi từ cỏ khô và sợi bông được ủ trong các túi nylon trong dạ cỏ 24 giờ. (mg/g
được ủ)
Kết quả đáng khích lệ. Phương pháp có thể sử dụng để xác định cách quản
lý thức ăn tối ưuu và xác định phương pháp chế biến nhằm tối ưu hố tiêu hố xơ khi thức ăn thơ được cho ăn với thức ăn tinh. Rõ ràng chế biến ngũ cốc là phương
pháp hiển nhiên. Nghiên cứu này cho chúng ta nhận ra rằng phương pháp nylon bag đơn giản có thể sử dụng cho mục đích dẫn đến nhiều tiến bộ trong sử dụng
thức ăn nói chung.
Tiếp theo thí nghiệm trên, chúng tơi nỗ lực hơn nữa và ở đây tơi đã có cơ hội tốt đó có được 3 nghiên cứu sinh tiến sĩ xuất sắc, Fergus Mould từ Scotland, Louis Istasse từ Bỉ và Ayona Silva từ Sri Lanka. Fergus Mould là người đầu tiên
xác định pH dạ cỏ in vivo, tại giá trị pH đó q trình phân giải cellulose bị ức chế (4). Cừu được nuôi bằng cỏ khô cho pH dạ cỏ khoảng 6,6, cừu được nuôi bằng lúa mạch viên cho pH dạ cỏ 5,2. Bằng cách sử dụng axit khoáng Fergus Mould đã từ từ làm giảm pH của cừu ăn cỏ từ 6,6 còn khoảng 5,2. Sau đó Fergus Mould, có thể là lần đầu tiên, xác định giá trị pH dạ cỏ ở đó q trình phân giải cellulose bắt đầu bị ức chế, cụ thể là pH từ 6,2 đến 6,3; và xác định được giá trị pH mà tại đó q trình phân giải cellulo giảm xuống gần như bằng 0, đó là khi pH dưới 6,0. Ngược lại pH dạ cỏ tăng dần từ 5,2 đến 6,6 ở khẩu phần lúa mạch viên đã có ảnh hưởng tương đối nhỏ đến phân giải cellulose và thực ra là đến hệ vi sinh vật dạ cỏ. Tinh
bột ở dạng lơ lửng có ảnh hưởng lớn đến hệ vi sinh vật dạ cỏ. Tiêu hố cellulose khơng thể được phục hồi khi hệ vi sinh vật không thay đổi nhiều và thành phần
các axit béo bay hơi ít thay đổi. Điều này khác với việc nuôi gia súc bằng ngũ cốc nguyên hạt với pH tương tự tiêu hố cellulose tích cực vẫn được duy trì (Bảng
2.1).
Như vậy, cả chất nền trong dịch dạ cỏ và pH là quan trọng. Nuôi gia súc bằng lúa mạch nguyên hạt, cho pH dạ cỏ cao hơn, đã có ảnh hưởng khác nhau đến hệ vi sinh vật hơn là khẩu phần lúa mạch viên và sau đó phục hồi pH đến giá trị cao hơn.
Khi pH giảm ở khẩu phần cỏ, khơng có sự thay đổi thành phần lớn nào ở hệ vi sinh vật nhưng hệ vi sinh vật giảm đáng kể về số lượng và khả năng sống khi
pH nhỏ hơn 6,0. Vật chất khô mất từ cỏ khô trong các túi nylon bag ở thời điểm 24 giờ là khoảng 300mg/g ở pH 6,5 trong dạ cỏ của cừu nuôi khẩu phần cơ sở là lúa mạch và khoảng 600 mg/g ở dạ cỏ của cừu nuôi bằng cỏ ở pH 6,5. Như vậy, pH không phải là vấn đề duy nhất ảnh hưởng đến tiêu hoá cellulose.
Sau đó chúng tơi nghiên cứu xem lượng lúa mạch có thể dùng trong khẩu
phần cơ bản là cỏ khơ trước khi tiêu hố xơ bị giảm là bao nhiêu, và lượng lúa mạch này phụ thuộc ở mức độ nào vào chế biến ngũ cốc. Ở đây chúng tôi thấy
rằng với lượng lúa mạch 50% trong khẩu phần không thể phát hiện sự khác nhau về phân giải cellulose do chế biến; nhưng ở thời điểm ủ 24 giờ, phân giải cỏ khô
trong túi giảm từ 51 xuống 40%. Khi lúa mạch chiếm 75%, sự khác nhau về phân giải do chế biến trở nên rất rõ ràng và giá trị pH dạ cỏ cũng khác nhau. Ở mức 75% lúa mạch trong khẩu phần, giá trị pH dạ cỏ là 6,2 với lúa mạch nguyên hạt và 5,5 với lúa mạch nghiền và ép thành viên. Vật chất khô tương ứng mất đi từ các
túi nylon là 36 và 24%. Giá trị 24% phần lớn là phần hoà tan mất đi từ cỏ khơ. Nói cách khác gần như khơng có tiêu hố xơ (5).
Thí nghiệm tiếp theo nhằm sử dụng các nguồn xơ khác nhau, cỏ khô, cỏ khô chất lượng cao, cỏ khô chất lượng thấp, và rơm bổ sung bằng 65% lúa mạch
nguyên hạt, lúa mạch viên, ngô nguyên hạt, ngô viên hoặc rỉ mật. Mẫu thức ăn ủ trong dạ cỏ là thức ăn thô gia súc đang ăn. Sau khi cho ăn khẩu phần 65% ngũ cốc, bicarbonate được đưa vào dạ cỏ để tăng pH dạ cỏ tới 6,6-6,7 để xem liệu tiêu hoá cellulose có được phục hồi bởi khi pH đạt mức tối ưu. Hai kết luận ở đây là:
1. So với khẩu phần chỉ có thức ăn thơ, mức thức ăn tinh có thể làm giảm
phân giải thức ăn thô phụ thuộc vào mức giảm pH dạ cỏ do tốc độ hoà tan của thức ăn tinh và phụ thuộc vào loại thức ăn thơ. Giảm tiêu hóa lớn nhất xẩy ra với thức ăn thô chất lượng kém và khi rỉ mật là nguồn thức ăn tinh trong khẩu phần.
2. Giảm đáng kể tỷ lệ phân giải cellulose có thể đảo ngược bằng cách đưa
bicarbonate vào dạ cỏ để tăng pH, nhưng phục hồi pH đến 6,7 không cải
thiện được phân giải cellulose khi làm t\có ảnh hởng đến sự suy giảm phân giải khi rỉ mật là nguồn thức ăn tinh trong khẩu phần.
Thí nghiệm cuối cùng là thí nghiệm in vivo (6) nhằm xem xét xem liệu các nguyên tắc đã được xác định có đúng trong thực tế khơng. Bảng 2.2 trình bày ảnh hưởng của mức lúa mạch, chế biến thức ăn thô và bổ sung bicarbonate. Tỷ lệ tiêu hố mong đợi được tính tốn với các giả thiết về tương tác từ các thức ăn riêng
biệt. Vì bất cứ ảnh hưởng nào đến tỷ lệ tiêu hố đều do giảm tiêu hóa xơ, vì vậy tỷ lệ tiêu hố mong đợi cũng được tính tốn trên cơ sở giảm tiêu hố cỏ khơ.
Bicarbonate đã khơng có ảnh hưởng với cỏ khơ được chặt nhỏ nên khơng trình bày trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Ảnh hưởng của mức lúa mạch ép viên và bicarbonate đến tỷ lệ tiêu hoá mong đợi và tỷ lệ tiêu hóa đo được in vivo.
Khẩu phần
cỏ khô Lúa mạch (%) Bicarbonate Tỷ lệ tiêu hố của tồn khẩu phần (đo được) Tỷ lệ tiêu hố mong đợi của tồn khẩu phần Thay đổi tỷ lệ tiêu hố (%) Cỏ khơ chặt 0 - 58 58 0 44 - 66 67 -3 62 - 70 71 -4 78 - 73 74 -5 Cỏ khô nghiền 0 - 52 52 0 33 - 56 61 -13 46 - 58 64 -23 57 - 59 67 -37 Cỏ khô nghiền 0 + 47 47 0 37 + 59 59 -1
50 + 63 63 + 1
60 + 67 66 -3
Ở đây tầm quan trọng của bài tiết nước bọt là rất rõ ràng. Lúa mạch làm
giảm tỷ lệ tiêu hóa tương đối nhỏ ở khẩu phần cỏ khơ chặt, cỏ khơ chặt kích thích tiết ra nhiều nước bọt. Cỏ khô nghiền cũng không làm giảm tỷ lệ tiêu hóa nhiều. Có thể thấy rằng nghiền thức ăn thơ khơng chỉ giảm tỷ lệ tiêu hố của nó khi nó
được cho ăn như thức ăn duy nhất mà cịn làm giảm tỷ lệ tiêu hố nhiều hơn khi
thức ăn tinh được cho thêm khẩu phần cỏ khơ nghiền. Tuy nhiên, giảm tỷ lệ tiêu hóa có thể phục hồi bằng cách bổ sung dung dịch đệm bicarbonate vào dạ cỏ để
thay thế cho việc nước bọt giảm do nghiền thức ăn thô.
Cuối cùng chúng tôi nghiên cứu xác định ảnh hưởng tương tác của chế biến ngũ cốc và chế biến thức ăn thô. (Bảng 2.3).
Bảng 2.3. Ảnh hưởng của chế biến cỏ khô và chế biến lúa mạch đến việc giảm tỷ lệ tiêu hoá. Tỷ lệ ngũ cốc (%) Tỷ lệ cỏ khô (%) Chế biến cỏ khô Chế biến lúa mạch Giảm tỷ lệ tiêu hóa tổng số (%) Giảm tỷ lệ tiêu hóa cỏ khơ (%) 34 66 Dài Nguyên hạt 7,7 12,9 67 33 Dài Nguyên hạt 2,9 10,9 34 66 Dài Viên 4,2 6,9 67 33 Dài Viên 8,1 29,7 34 66 Nghiền Nguyên hạt 3,8 6,9 67 33 Nghiền Nguyên hạt 5,4 22,4 34 66 Nghiền Viên 6,0 10,9 67 33 Nghiền Viên 9,1 38,8
Ở đây chúng tơi đã có thể xác định rõ ràng có 3 nhân tố ảnh hưởng đến
tương tác và tiêu hoá cellulose.
1. Thức ăn tinh càng nhiều, tiêu hố xơ càng giảm (Hình 2.1).
2. Thức ăn thô được chế biến càng kỹ, tỷ lệ tiêu hoá càng giảm (Bảng 2.3).
3. Thức ăn tinh càng chế biến kỹ, trong trường hợp này là lúa mạch, tỷ lệ tiêu hoá cellulose càng giảm mạnh (Bảng 2.3).
Các bước tiếp theo trong nghiên cứu ảnh hưởng kết hợp bất lợi do Istasse
(7) đảm nhiệm, anh ta thêm một yếu tố khác là quản lý nuôi dưỡng vào thí
nghiệm. Anh ta cố gắng cho ăn thức ăn tinh 2 hoặc 4 lần mỗi ngày, hoặc trộn thật kỹ thức ăn thô với thức ăn tinh. Sử dụng cừu mổ lỗ dò, pH dạ cỏ được đo 2 giờ/lần và một loại cỏ khô đã tách phần hòa tan được sử dụng để ủ trong các túi nylon
Bảng 2.4. Ảnh hưởng của phương pháp cho ăn thức ăn tinh đến pH dạ cỏ, thời gian giảm pH xuống dưới 6, tổng thời gian pH dưới 6 và phân giải vật chất khô từ
các túi nylon ủ trong 18 và 24 giờ. Phương pháp cho ăn pH trung bình Biến động của pH Thời gian pH dưới 6 (giờ) Mức độ giảm pH dưới 6 (pH x giờ) Tỷ lệ phân giải (%) trong 24 giờ 48 giờ 2 lần 6,0 5,4-6,5 14 4,10 18,7 31,8 4 lần 5,9 5,6-6,3 21 4,64 18,2 29,0 Hỗn hợp 5,8 5,9-6,3 19 8,75 10,3 21,9
Sự khám phá đúng là ở đây. Chúng tôi đã nghi nghờ rằng sự ổn định pH dạ cỏ đạt được với một khẩu phần trộn hoàn toàn sẽ cho tỷ lệ tiêu hoá cellulose tốt
nhất nhưng với 65% thức ăn tinh sử dụng ở đây pH thấp hơn 6,0 trong phần lớn
thời gian; do đó tổng số lần pH giảm, độ dài thời gian pH dưới 6 lớn nhất và mức
độ giảm pH lớn nhất với khẩu phần trọn thơ tinh.
Khẩu phần trộn hồn tồn có thể cho một môi trường dạ cỏ ổn định nhưng không nhất thiết là điều kiện tốt nhất cho tỷ lệ tiêu hoá tối ưu. Với kiểu cho ăn
thức ăn tinh khơng liên tục (2 lần/ngày), tiêu hố xơ được phục hồi trong phần lớn thời gian của ngày so với các kiểu cho ăn khác do đó tỷ lệ tiêu hố có thể cao nhất khi tỷ lệ thức ăn tinh trong khẩu phần cao. Tương quan cao nhất có được là giữa giảm phân giải và mức độ giảm pH dưới 6 (r = 0,74).
Nhằm xem có sự khác nhau tương tự ở mức thức ăn tinh thấp hơn, một thí nghiệm khác được tiến hành, trong thí nghiệm này tỷ lệ tiêu hoá in vivo cũng được nghiên cứu (Bảng2.5).
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của mức thức ăn tinh trong khẩu phần sơ sở lúa mạch và phương pháp cho ăn đến tỷ lệ phân giải vật chất khô ở thời điểm 24 và 48 giờ
trong các túi nylon và tỷ lệ tiêu hoá in vivo. Mức thức ăn
tinh (%) Phương pháp cho ăn thức ăn tinh Tỷ lệ phân giải ở Tỷ lệ tiêu hóa chất khơ của cỏ khơ (%) 24 giờ 48 giờ
40 2 lần/ngày 35,0 49,4 52,6
40 Trộn với thức ăn thô 35,1 50,4 52,0
65 2 lần/ngày 30,3 44,9 48,2
65 Trộn với thức ăn thô 18,0 32,9 42,0
SE 1,7 1,9 1,8
hơn, phương pháp cho ăn không quan trọng; pH dạ cỏ rõ ràng không giảm tới mức có thể hạn chế tiêu hố. Ở mức thức ăn tinh cao hơn, một lần nữa cho thấy khẩu phần hỗn hợp hồn tồn khơng cho tỷ lệ tiêu hố tối ưu mặc dù nó có thể giúp ổn
định pH dạ cỏ. Cuối cùng chúng tôi chuyển sự chú ý sang bò sữa (8) để đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ thức ăn tinh – cỏ khô và phương thức cho ăn (Bảng 2.6). Ở đây thật khơng may chúng tơi khơng có bị mổ lỗ dò để đo pH dạ cỏ.
Bảng 2.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ thức ăn tinh và phương pháp cho ăn đến khả năng suất bò sữa
Tỷ lệ thức ăn tinh trong toàn bộ khẩu
phần DM
Phương pháp cho ăn
thức ăn tinh SE
0,40 0,65 Trộn 2 lần/ngày