Thực liệu (%) ĐN BV ĐN75:BV25 ĐN50:BV50 ĐN25:BV75
Rơm 59.05 58.19 58.83 58.62 58.40
Mật đƣờng 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
Cỏ lông tây 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
Lƣu huỳnh 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
Bánh dầu bông vải 0.00 4.86 1.22 2.43 3.65
Bánh dầu đậu nành 4.00 0.00 3.00 2.00 1.00
Urê 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15
Axit tannic 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
Bảng 3-4: Công thức khẩu phần với mức độ AT6 Thực liệu (%) ĐN BV ĐN75:BV25 ĐN50:BV50 ĐN25:BV75 Rơm 57.05 56.19 56.83 56.62 56.40 Mật đƣờng 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 Cỏ lông tây 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 Lƣu huỳnh 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
Bánh dầu bông vải 0.00 4.86 1.22 2.43 3.65
Bánh dầu đậu nành 4.00 0.00 3.00 2.00 1.00
Urê 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15
Axit tannic 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00
Tổng 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Bảng 3-5: Công thức khẩu phần với AT8
Thực liệu (%) ĐN BV ĐN75:BV25 ĐN50:BV50 ĐN25:BV75
Rơm 55.05 54.19 54.83 54.62 54.40
Mật đƣờng 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
Cỏ lông tây 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
Lƣu huỳnh 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
Bánh dầu bông vải 0.00 4.86 1.22 2.43 3.65
Bánh dầu đậu nành 4.00 0.00 3.00 2.00 1.00
Urê 2.15 2.15 2.15 2.15 2.15
Axit tannic 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00
3.3. PHƢƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
3.3.1. Thí nghiệm 1
3.3.1.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí thừa số 2 nhân tố và 3 lần lặp lại: - Nhân tố 1: nguồn đạm gồm 5 mức độ: + Mức 1: ĐN + Mức 2: ĐN75:BV25 + Mức 3: ĐN50:BV50 + Mức 4: ĐN25:BV75 + Mức 5: BV
- Nhân tố 2: axit tannic gồm 5 mức độ: + Mức 1: AT0
+ Mức 2: AT2 + Mức 3: AT4 + Mức 4: AT6 + Mức 5: AT8
3.3.1.2. Các chỉ tiêu theo dõi
- pH
- Tổng lƣợng khí sinh ra - Nồng độ % CH4
- ml CH4/gDM
3.3.1.3. Tiến hành thí nghiệm
Bƣớc 1: cân 2 gDM mẫu thức ăn đã có cơng thức khẩu phần theo các bảng lƣợng cân các nghiệm thức ứng với từng mức độ axit tannic khi đem đi thí
nghiệm, cẩn thận không đƣợc vƣơng vảy mẫu, sau khi cân xong cho mẫu vào keo ủ tối màu.
Bƣớc 2: pha dung dịch đệm. Dung dịch đệm đƣợc sử dụng trong thí
nghiệm là theo mơ tả của Tilley and Terry (1963).
Bảng 3-6: Lƣợng cân các hóa chất có trong 1 lít dung dịch đệm
STT Hóa chất Lƣợng cân (g/lít) 1 NaHCO3 9.80 2 KCl 0.57 3 CaCl2 0.04 4 Na2HPO4.12H2O 9.30 5 NaCl 0.47 6 MgSO4.7H2O 0.12 7 Cystein 0.25
Công thức pha đƣợc trình bày trong bảng 4-12. Dung dịch sau khi pha xong đƣợc sục khí CO2 cho đến khi chuyển từ đục sang trong suốt. Chúng ta có thể làm ấm dung dịch đệm bằng cách cho thùng chứa dung dịch vào bồn ủ khoảng 15 phút, nhiệt độ nƣớc trong bồn ủ đƣợc kiểm soát ở 38ºC trƣớc khi sử dụng để tạo điều kiện nhiệt độ tốt, tránh sốc nhiệt cho vi sinh vật dạ cỏ.
Bƣớc 3: thu thập dịch dạ cỏ. Bò đƣợc cho ăn cùng một loại khẩu phần cố
định trƣớc khi lấy mẫu thơng qua lỗ dị đã đƣợc mổ trên cơ thể (hình 4-1), dịch dạ cỏ đƣợc thu thập và đƣợc giữ ấm trong thùng đá sau đó nhanh chóng chuyển lên phịng thí nghiệm. Tại đây dịch dạ cỏ đƣợc lọc qua 4 lớp vải muslin vào lọ, bơm khí CO2 rồi đậy kín tạo yếm khí và ủ ấm ở nhiệt độ 38ºC trƣớc khi dùng để thực hiện thí nghiệm. Dựa vào số lƣợng đơn vị thí nghiệm và lƣợng thực liệu khi đem ủ là bao nhiêu từ đó ta cũng tính đƣợc lƣợng dung dịch dạ cỏ cần thí nghiệm là bao nhiêu. Đối với 1 gDM thực liệu ta cần 20 ml dung dịch dạ cỏ.
Bƣớc 4: trộn dịch dạ cỏ đã lấy vào dung dịch đệm tạo hỗn hợp dung dịch
đệm và dịch dạ cỏ, khuấy đều cho lƣợng vi sinh vật trong dịch dạ cỏ phân bố đều trƣớc khi chia ra từng keo ủ. Dùng ống đong, đong 200 ml hỗn hợp dịch dạ cỏ và dung dịch đệm cho vào keo ủ đã có sẵn 2 gDM thực liệu, dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho thực liệu thấm ƣớt hồn tồn, tránh để thực liệu dính trên thành keo ủ, dùng bình tia chứa nƣớc cất rửa thực liệu bị dính trên đũa thủy tinh vào
trong keo ủ, tránh thất thoát mẫu ảnh hƣởng đến kết quả, đậy kính nắp keo ủ, dùng đất sét làm kín xung quanh kẽ hở giữa nắp keo và miệng keo ngăn khơng cho khơng khí đi vào (hình 4-5).
Dùng ống nhựa loại 2.54mm, chiều dài 1m nối keo ủ thực liệu với bình đo thể tích khí sinh ra thơng qua 2 ru ngồi của ống đƣợc vặn kính hồn tồn vào 2 nắp của keo ủ và keo đo khí.
Dùng bơm tiêm 50 ml/cc lấy khơng khí ra khỏi hệ thống thơng qua van 3 ngã đƣợc nối vào ống nhựa sao cho mực nƣớc trong bình tia khi đó dâng lên ở mức 100 ml, ngƣng lấy khơng khí, khóa van ngăn khơng cho khơng khí đi vào và đảm bảo khí lƣu thơng đƣợc giữa keo ủ và bình đo thể tích khí.
Sắp xếp tất cả các keo ủ thực liệu vào khung inox cho vào bồn ủ, nhiệt độ ủ ở 38ºC, tiến hành ủ và theo dõi lƣợng khí sinh ra tƣơng ứng với mực nƣớc hạ xuống trong bình tia sau 24 giờ.
Hình 3-5: Làm kín keo ủ bằng đất sét
Hình 3-6: Lấy khí từ E103.1 Hình 3-7: Xếp keo ủ vào khung
3.3.2. Thí nghiệm 2
3.3.2.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí hồn tồn ngẫu nhiên 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại:
- Nghiệm thức 1: BV_AT0 - Nghiệm thức 2: BV_AT4 - Nghiệm thức 3: BV_AT6 - Nghiệm thức 4: BV_AT8
3.3.2.2. Các chỉ tiêu theo dõi
- pH
- Tỉ lệ tiêu hóa DMD - Tỉ lệ tiêu hóa OMD
3.3.2.3. Tiến hành thí nghiệm
Cân 0.4 gDM mẫu thức ăn cho vào ống nghiệm tối màu của 4 nghiệm thức với 3 lần lặp lại, pha dung dịch đệm tƣơng ứng. Dịch dạ cỏ đƣợc lấy và pha chung với dung dịch đệm, sục CO2 tạo mơi trƣờng yếm khí. Sau đó ta dùng ống đong, đong 40 ml hỗn hợp dung dịch đệm và dịch dạ cỏ cho vào ống nghiệm tối màu đã cân sẵn 0.4 gDM mẫu khuấy đều cho thực liệu thấm ƣớt hoàn toàn tạo điều kiện để vi sinh vật bao quanh mẫu thực liệu và phân giải một cách tối đa. Chú ý tránh thất thốt mẫu và mẫu bị dính trên thành ống nghiệm. Đem các ống nghiệm ủ trong bồn ủ trong 24 giờ, trong thời gian ủ thƣờng lắc nhẹ ống nghiệm để đảm bảo thực liệu đƣợc tiêu hóa đều hết.
Sau 24 giờ ủ lấy từng mẫu ống nghiệm ra khỏi bồn chứa nƣớc, cho hỗn hợp thực liệu trong ống nghiệm vào cốc lọc để lọc lấy phần thực liệu để xác định tỉ lệ tiêu hóa. Cốc lọc trƣớc khi sử dụng ta sấy ở nhiệt độ 135ºC trong 2 giờ để xác định trọng lƣợng cốc. Sau khi lọc lấy phần thực liệu ta đem cốc chứa thực liệu đi sấy ở nhiệt độ 135ºC và xác định đến khi trọng lƣợng không đổi, khi ta trừ
đi trọng lƣợng cốc ta đƣợc trọng lƣợng thực liệu dùng để xác định tỉ lệ tiêu hóa vật chất khơ.
Để xác định tỉ lệ tiêu hóa vật chất hữu cơ ta đem cốc lọc có chứa thực liệu đã cân với trọng lƣợng khơng đổi ở trên đem đi nung bằng lị nung ở nhiệt độ 550ºC trong 2 giờ. Sau khi nung xong ta đem sấy ở nhiệt độ 135ºC và xác định đến trọng lƣợng không đổi, khi ta trừ đi trọng lƣợng cốc ban đầu ta đƣợc trọng lƣợng thực liệu dùng để xác định tỉ lệ tiêu hóa chất hữu cơ.
3.3.3. Thí nghiệm 3
3.3.3.1. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí hồn tồn ngẫu nhiên 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại:
- Nghiệm thức 1: BV_AT0 - Nghiệm thức 2: BV_AT4 - Nghiệm thức 3: BV_AT6 - Nghiệm thức 4: BV_AT8
3.3.3.2. Các chỉ tiêu theo dõi
- pH - Tổng lƣợng khí sinh ra - Nồng độ % CH4 - ml CH4/gDM - Hàm lƣợng NH3 (mg/lít) 3.3.3.3. Tiến hành thí nghiệm
Cân 2 gDM mẫu thức ăn cho vào keo ủ tối màu của 4 nghiệm thức với 3 lần lặp lại, pha dung dịch đệm tƣơng ứng.
Dịch dạ cỏ đƣợc lấy và pha chung với dung dịch đệm tạo hỗn hợp dung dịch đệm và dịch dạ cỏ, sục CO2 tạo môi trƣờng yếm khí. Dùng ống đong, đong 200 ml hỗn hợp dung dịch đệm và dịch dạ cỏ cho vào keo ủ tối màu đã đƣợc cân
sẵn 2 gDM thực liệu, dùng đũa thủy tinh khuấy đều cho thực liệu thấm ƣớt hồn tồn, tránh để thực liệu dính trên thành keo ủ, dùng bình tia chứa nƣớc cất rửa thực liệu bị dính trên đũa thủy tinh vào trong keo ủ, tránh thất thoát mẫu ảnh hƣởng đến kết quả, đậy kính nắp keo ủ, dùng đất sét chéc xung quanh kẽ hở giữa nắp keo và miệng keo ngăn khơng cho khơng khí đi vào.
Nối keo ủ thực liệu với bình đo thể tích khí sinh ra thơng qua 2 ru ngồi của ống đƣợc vặn kính hồn tồn vào 2 nắp của keo ủ và keo đo khí. Dùng bơm tiêm 50 ml/cc lấy khơng khí ra khỏi hệ thống thông qua van 3 ngã đƣợc nối vào ống nhựa sao cho mực nƣớc trong bình tia dâng lên ở mức 100 ml, ngƣng lấy khơng khí, khóa van ngăn khơng cho khơng khí đi vào và đảm bảo khí lƣu thơng đƣợc giữa keo ủ và bình đo thể tích khí.
Sắp xếp tất cả các keo ủ thực liệu vào khung inox cho vào bồn ủ nhiệt độ 38ºC tiến hành ủ và theo dõi lƣợng khí sinh ra tƣơng ứng với mực nƣớc hạ xuống trong bình tia sau 24 giờ.
Sau 24 giờ lấy từng keo ủ thực liệu ra khỏi bồn ủ ta dùng giấy lọc, lọc lấy phần dung dịch sau khi ủ đem đo hàm lƣợng amoniac có trong mẫu thí nghiệm.
3.4. QUI TRÌNH PHÂN TÍCH
- Phân tích thành phần dƣỡng chất của thức ăn theo tiêu chuẩn A.O.A.C (1990)
- Đo nồng độ % CH4 bằng máy Triple Plus + IR
- Đo pH bằng máy pH 211 (Microprocessor pH meter)
3.5. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ THỐNG KÊ
Số liệu thơ đƣợc tính sơ bộ bằng bảng tính Microsoft Excel 2003. Sau đó đƣợc xử lý thống kê bằng phƣơng pháp phân tích phƣơng sai (ANOVA) theo mơ hình tuyến tính tổng qt (General Linear Model) trên phần mềm Minitab 16. Khi có sự khác biệt giữa các nghiệm thức sẽ dùng phép thử Turkey để tìm sự khác biệt từng cặp nghiệm thức.
3.6. HỆ THỐNG ĐO TỔNG LƢỢNG KHÍ SINH RA
3.6.1. Ý tƣởng về hệ thống
Các đề tài nghiên cứu trƣớc đây xác định tổng lƣợng khí sinh ra bằng ống tiêm dung tích 100 ml/cc, thể tích khí sinh ra sau khi ủ đƣợc đo bằng dây đo, sau đó lƣợng khí đƣợc thu vào túi nhôm chuyên dụng và mang đi xác định nồng độ CH4. Thơng qua nhiều khâu nhƣ vậy thì ít nhiều số liệu thu đƣợc sẽ khơng cịn độ tinh cậy, ngƣời làm thí nghiệm khơng kiểm sốt đƣợc tất cả các qui trình thí nghiệm.
Vấn đề đặt ra là thiết kế một hệ thống hoàn toàn mới bỏ qua tất cả các khâu trƣớc đây và khi muốn xác định nồng độ CH4 chỉ cần dùng máy Triple Plus + IR của Bộ môn Chăn nuôi, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng,
Trƣờng Đại học Cần Thơ, trực tiếp nối vào hệ thống để xác định giá trị.
Đáp ứng vấn đề trên bắt đầu từ ngày 03/01/2011 đến hết ngày 21/02/2011 Nhóm nghiên cứu gồm Võ Phƣơng Ghil, Lê Văn Tùng, Trịnh Phúc Hào, Trần Thị Thúy, Trần Duy Khoa và Hồ Quảng Đồ sau hơn 7 tuần làm việc đã hoàn thành xong hệ thống đo khí có tên là E103.1, hệ thống đã hoàn toàn đáp ứng
đƣợc những vấn đề mà các đề tài nghiên cứu trƣớc đây chƣa đáp ứng đƣợc về sự xác định tổng lƣợng khí sinh ra và nồng độ CH4.
3.6.2. Cấu tạo về E103.1
E103.1 (hình 3-12) bao gồm keo ủ thực liệu tối màu, dùng để ủ 2 gDM thực liệu trong bồn ủ, ống PV nối thông giữa keo ủ thực liệu và bình đo khí thơng qua 2 ru ngồi PV, trên ống có van 3 ngã dùng để đo nồng độ khí bằng máy Triple
Plus + IR. Trong bình đo khí có bình tia đƣợc nối sao cho khí sinh ra chỉ đi vào bình tia, trong bình đo khí có chứa chất lỏng là nƣớc.
3.6.3. Chi tiết về E103.1
3.6.3.1. Keo ủ
Keo ủ có thể tích 530 ml là một keo nhựa trong suốt có nắp đậy đƣợc mua ở cửa hàng đồ nhựa.
Để tạo ra đƣợc keo ủ tối màu chúng ta dùng sơn phun A210 phun lên thân keo, phun đến khi ánh sáng từ bên ngồi thân keo khơng lọt vào trong là đƣợc (hình 3-13). Đọc kỹ hƣớng dẫn trên bình sơn phun để phun đƣợc một lớp sơn nhƣ ý muốn, sau khi phun xong để khơ hồn tồn tránh tiếp xúc có thể bị hỏng lớp sơn. Bộ hệ thống E103.1 gồm 30 keo ủ đƣợc phun sơn tối màu hoàn toàn.
Nắp keo ủ đƣợc gia công tạo một lỗ nhỏ để gắn ru ngồi PV vào tạo sự thơng khí qua bình đo khí khi ta đậy kín hồn tồn keo ủ.
3.6.3.2. Ru ngoài PV
Cấu tạo bằng đồng thau hoặc inox kích thƣớc lỗ 4 mm có đệm khi tra ống PV vào, đệm có tác dụng làm kín, có chân ren để vặn đai ốc (hình 3-14).
Ngay khi gia công nắp keo ủ tạo một lỗ nhỏ vừa chân ren của ru ngoài ta tra chân gen vào lỗ của nắp dùng đai ốc siết chặt ru ngoài với nắp keo, đảm bảo tiếp xúc phải kín hồn tồn bằng cách thoa một lớp keo xung quanh chổ tiếp giáp. Hệ thống E103.1 có 2 ru ngồi đƣợc gia cơng hồn toàn tƣơng tự.
3.6.3.3. Ống nhựa PV
Loại ống nhựa PV 2.54mm, chiều dài cần sử dụng 1m đƣợc chia làm 2 nối vào chán 3 (hình 3-15). Ống phải cứng đảm bảo khi tra vào ru ngoài một cách dễ dàng.
3.6.3.4. Van 3 ngã
Cấu tạo gồm van có 3 ngã thơng khí và 1 ngã ngăn chặn dịng khí, đƣợc nối vào 2 đoạn của ống nhựa (hình 3-16).
Khi thực liệu đem ủ và hệ thống kín hồn tồn, muốn lấy khí ra ta chỉ có thể thao tác ngay tại van 3 ngã này và sau khi có đƣợc tổng lƣợng khí sinh ra muốn đo đƣợc nồng độ CH4 ta cũng chỉ thao tác ngay tại van 3 ngã này mà thơi.
3.6.3.5. Bình đo khí
Là keo nhựa trong suốt đảm bảo có thể nhìn thấy hồn tồn bên trong để theo dõi lƣợng khí sinh ra tƣơng ứng với mực nƣớc hạ xuống trong bình tia. Keo có dung tích 2 lít, nƣớc trong bình khoảng 600 ml (hình 3-17).
Nắp đƣợc gia cơng giống nhƣ nắp keo ủ nhƣng có gắn thêm bình tia vào, khi khí sinh ra chỉ cho đi vào bình tia. Đáy bình đƣợc giữ cố định với nắp vì khi siết đai ốc, liên kết tạo ra nhỏ dễ bị hở. Cố định đáy bình tia với nắp keo bằng keo dính, phun lớp keo dính chắc chắn và kín hồn tồn.
3.6.3.6. Bình tia
Ngay sau khi đƣợc mua từ cửa hàng dụng cụ Y khoa (hình 3-19), bình tia sẽ đƣợc loại bỏ nắp đi và cắt ln cổ bình, sau đó đƣợc gia cơng tạo lỗ nhỏ ngay sẽ đƣợc loại bỏ nắp đi và cắt ln cổ bình, sau đó đƣợc gia cơng tạo lỗ nhỏ ngay chính giữa đáy bình để tra chân ren của ru ngồi vào.
Bình đƣợc chia vạch 10 ml và gắn chặt vào nắp của bình đo khí thơng qua ren của ru ngoài và nhờ đai ốc siết chặt vào chân ren tạo liên kết với ống nhựa đảm bảo hồn tồn kín và khi khí sinh ra chỉ đi vào bình tia, ngăn khơng cho thất thốt ra bên ngồi cũng nhƣ khơng cho khơng khí đi vào khi tạo áp suất cột nƣớc.
3.6.4. Nguyên lý hoạt động của E103.1