Ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ và giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thô dùng cho bò từ lượng khí sinh ra khi lên men thức ăn invitro và thành phần hóa học Vũ Chí Cương*, 1P
Trang 1Ước tính tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ và giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thô dùng cho bò từ lượng khí sinh ra khi lên men thức ăn invitro và thành phần hóa học
Vũ Chí Cương*, 1Phạm Kim Cương
1Bộ môn Nghiên cứu bò, Viện Chăn nuôi
*
Tác giả để liên hệ: TS Vũ Chí Cơng, Phó Viện trởng Viện Chăn nuôi
ĐT: 0912121506, Email: vccuong@netnam.vn
Abstract Estimation of OM digestibility and ME contents of some roughages from gas produced in invitro
conditions and chemical composition data Two sets of data from privious studies, one from invivo digestibility trial with sheep and another from gas production experiment have been used to analysis the relationship between invivo OMD and ME value of cattle feeds with accumulated gas production after 24h invitro incubation and chemical composition of feeds It was revealed that: OMD and ME of roughages can be accurately estimate® by using the linear equations, which were based on the relationships between between invivo OMD and ME value of cattle feeds with accumulated gas production after 24h invitro incubation and chemical composition of feeds
Key world: Gas production, chemical composition, OMD, ME,
Đặt vấn đề
Kỹ thuật gas production được xử dụng ngày càng nhiều để nghiên cứu gián tiếp tiêu hoá
xơ ở dạ cỏ (Menke và Steingass, 1988), bởi vì xenlulô và các loại xơ khác bị lên men yếm khí bởi các vi sinh vật dạ cỏ tạo ra axit béo bay hơi, CO2, CH4 và một lượng nhỏ khí hydrô (Schofield và cộng sự., 1994) Lượng khí sinh ra (CO2, CH4, H2 vv ) do lên men yếm khí khi
ủ thức ăn với dịch dạ cỏ trong điều kiện invitro có tương quan khá chặt chẽ với tỷ lệ tiêu hoá
và vì vậy cũng có tương quan chặt với giá trị năng lượng của thức ăn (Menke và cộng sự., 1979) Vì vậy có thể dùng lượng khí sinh ra để ước tính tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn
Đưa thêm thành phần hoá học của thức ăn: prôtêin, xơ, khoáng vv vào phương trình chẩn đoán dùng lượng khí tích luỹ làm tăng độ chính xác của phương trình (Aregheore và Ikhatua, 1999) Nhằm đánh giá, tiến tới áp dụng phương pháp gas production trong chẩn đoán tỷ lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng của thức ăn trong điều kiện Việt nam, chúng tôi tiến hành đề tài: "Ước tính tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ và giá trị năng lượng của một số loại thức ăn thô dùng cho bò từ lượng khí sinh ra khi lên men thức ăn invitro và thành phần hoá học"
Trang 2Vật liệu và phương pháp nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu
Hai bộ số liệu đã có từ các thí nghiệm trước: Số liệu về thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ invivo và giá trị năng lượng trao đổi invivo trên cừu và số liệu về lượng khí sinh ra sau 24h ủ thức ăn với dịch dạ cỏ trong điều kiện invitro của 19 loại thức ăn được sử dụng cho nghiên cứu này
Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng thuật toán correlation để xem xét các quan hệ giữa thành phần hoá học, tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ invivo (OMD), giá trị năng lượng trao đổi (ME) với tốc độ và đặc điểm sinh khí invitro Sau đó sử dụng thuật toán multilinear regression để xây dựng phương trình hồi quy ước tính OMD và ME của thức ăn dựa vào thể tích khí sinh ở thời điểm 24h và thành phần hoá học của thức ăn Phương trình hồi qui đa chiều bậc một sẽ có dạng:
Y = a + b1 X1 + b2 X2 +… +bn Xn Sau khi có đựơc phương trình hồi qui, các phương trình này sẽ được dùng để ước tính OMD và ME của từng loại thức ăn Các kết quả tính toán từ phương trình hồi qui sẽ được đem so sánh với các kết quả về OMD invivo và ME invivo để xem khả năng ứng dụng và các vấn đề cần nghiên cứu tiếp
Kết quả và thảo luận Quan hệ giữa thành phần hoá học, OMD invivo, ME với tốc độ và đặc điểm sinh khí invitro
Kết quả ở bảng 1 cho thấy: Xơ thô, NDF và ADF có tương quan từ - 0,382 đến - 0,534 với lượng khí sinh ra sau 12 và 24h Xơ thô, NDF và ADF cũng có tương quan với tốc độ sinh khí (c) khá chặt chẽ từ - 0,616 đến - 0,700 Các thành phần trên cũng tương quan khá cao với
tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ invivo và giá trị năng lượng invivo: - 0,570 đến - 0,653 Riêng protein thô chỉ có tương quan vừa phải với (b): tiềm năng sinh khí (- 0,387) OMD và ME invivo có tương quan mạnh với tốc độ sinh khí (c): 0,536 - 0,605 Tuy nhiên cường độ tương quan chưa đủ mạnh để có thể chỉ dùng các biến đơn như khí sinh ra sau 24h để chẩn đoán ODM và ME của thức ăn Nếu chỉ dùng lượng khí sinh ra để ước tính OMD và ME của thức
ăn thì độ chính xác sẽ không cao Để tăng độ chính xác cần đưa thêm thành phần hoá học của thức ăn vào phương trình ước tính
Một số nghiên cứu cho thấy rằng tổng lượng khí sinh ra và đặc điểm sinh khí với các chỉ tiêu a, b, c có tương quan từ vừa phải đến mạnh với các thành phần hoá học của thức ăn Getachew và cộng sự., (2004) với 38 mẫu của 12 loại thức ăn khác nhau thấy: tương quan âm (P < 0,001) giữa CP và gas 24, 48 h, giữa CP và b Garcia-Rodriguez và cộng sự., (2005) thấy: đối với cỏ hệ số tương quan giữa b và TLTHCHC là 0,46 (P < 0,001), giữa b và ADF là 0,34 (P < 0,05) giữa c và OMD là 0,72 (P < 0,001), giữa c và ADF: - 0,65 (P < 0,001), giữa c
và NDF: - 0,76 (P < 0,001) và giữa c và CP: 0,63 (P < 0,001) Cũng theo các tác giả trên đối với ngô ủ hệ số tương quan giữa b với NDF là -0,28 (P < 0,05), giữa b và ADF là -0,3 (P < 0,05), giữa c với OMD là 0,45 (P < 0,01), giữa c và NDF là -0,83 (P < 0,01), giữa c và ADF
Trang 3là -0,84 (P < 0,01), giữa c và CP là -0,42 (P < 0,05) Theo họ khi sử dụng a,b,c để tính toán tỷ
lệ tiêu hoá và giá trị năng lượng thì R2= 0,67- 0,79 là không cao Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cũng tương tự như các tác giả trên
Bảng 1 : Hệ số tương quan giữa các chỉ tiêu thành phần hoá học, OMD invivo, ME với tốc độ
và đặc điểm sinh khí invitro
Phương trình hồi qui chẩn đoán OMD và ME của thức ăn thô, thô khô từ số liệu về lượng khí sinh ra lúc 24h và thành phần hoá học
Bảng 2: Phương trình hồi qui chẩn đoán OMD từ số liệu về lượng khí sinh ra sau 24h và
thành phần hoá học của thức ăn
Thức ăn thô xanh
Thức ăn thô khô
Ghi chú: ODM: tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ; G 24 : thể tích khí sinh ra ở thời điểm 24h sau ủ (ml/200 mg CK); CP: protein thô (g/kg CK); EE: mỡ thô (g/kg CK); Ash: khoáng tổng số (g/kg CK)
Do nhóm thức ăn ủ chua chỉ có 2 loại nên chỉ xây dựng phương trình chẩn đoán trên 2 nhóm thức ăn thô xanh và thức ăn thô khô Kết quả tính toán được trình bày ở các bảng 2 và 3
Trang 4cho thấy OMD và ME của thức ăn có hồi qui tuyến tính chặt với lượng khí sinh ra lúc 24h và hàm lượng một số chất dinh dưỡng của thức ăn
Trong tổng số 11 phương trình hồi qui ước tính (OMD), R2 dao động từ 90 đến 99,9% cho thức ăn thô, và 85,6 đến 89,9% cho thức ăn thô khô Như vậy khả năng ước tính tỷ lệ tiêu hoá từ số liệu về lượng khí sinh ra sau 24h ủ invitro cao hơn ở thức ăn thô so với thức ăn thô khô Trong tổng số 14 phương trình ước tính năng lượng trao đổi (ME), R2 dao động từ 96,5 đến 99,9% cho thức ăn thô, và 95,5 đến 97,9% cho thức ăn thô khô Như vậy khả năng ước tính năng lượng trao đổi (ME) từ số liệu về lượng khí sinh ra sau 24h ủ invitro cao hơn ở thức
ăn thô so với thức ăn thô khô
Bảng 3: Phương trình hồi qui chẩn đoán ME từ số liệu về lượng khí sinh ra sau 24h và thành
phần hoá học của thức ăn
Thức ăn thô xanh
12 ME = 3.22 + 0.302 CP + 1.31 EE - 0.0102 Gas24 <0.05 98.3
13 ME = 0.916 + 0.353 CP + 1.62 EE + 0.0493 CF - 0.0300 Gas24 <0.05 99.6
14 ME = 0.998 + 0.380 CP + 1.71 EE + 0.0466 CF - 0.0351 Ash - 0.0298 Gas24 <0.05 99.6
15 ME = 3.34 - 0.471 EE + 0.302 CF + 0.499 Ash - 0.248 ADF - 0.0329 Gas24 <0.05 99.5
16 ME = 1.16 + 0.0617 CF + 0.439 Ash - 0.0158 Gas24 <0.05 96.5
17 ME = 12.3 + 0.176 CF + 0.265 Ash - 0.197 NDF + 0.00517 Gas24 <0.05 99.9
18 ME = 11.9 + 0.182 CF + 0.273 Ash - 0.188 NDF - 0.0102 ADF + 0.00331 Gas24 <0.05 99.9
Thức ăn thô khô
19 ME = 9,60 - 0,0168 CP - 0,567 EE + 0,0406 CF - 0,0756 Gas24 <0,05 95,6
20 ME = 9,74 - 0,626 EE + 0,0366 CF - 0,0785 Gas24 <0,05 95,5
21 ME = 9,77 - 0,627 EE + 0,0356 CF - 0,0016 Ash - 0,0781 Gas24 <0,05 95,5
22 ME = 9,95 - 0,682 EE - 0,0089 NDF + 0,0393 ADF - 0,0741 Gas24 <0,05 96,1
23 ME = 9,29 - 0,614 EE + 0,0346 ADF - 0,0701 Gas24 <0,05 96,0
24 ME = 1,89 + 0,0757 CF + 0,0896 Ash + 0,0673 NDF - 0,0683 Gas24 <0,05 96,5
25 ME = 0,312 + 0,132 Ash + 0,0611 NDF + 0,0965 ADF - 0,0562 Gas24 <0,05 97,9 Ghi chú: G 24 : thể tích khí sinh ra ở thời điểm 24h sau ủ (ml/200 mg DM); CP: protein thô (g/kg DM); EE: mỡ thô (g/kg DM); Ash: khoáng tổng số (g/kg DM)
Nhìn chung để ước tính OMD của các thức ăn thô xanh có thể sử dụng các phương trình hồi qui số 2, 5 và 7 vì chúng đều có R2 = 99,9% Để ước tính OMD của các thức ăn thô khô nên dùng phương trình hồi qui số 8 có (R2= 89,9%) (Bảng 1) Để ước tính ME của các thức ăn thô xanh có thể sử dụng được các phương trình số 17, 18 vì chúng đều có R2 = 99,9% Để ước tính ME của các thức ăn thô khô có thể sử dụng phương trình số 25, có R2 = 97,9%
Kiểm tra phương trình hồi qui ước tính OMD và ME của thức ăn
Trên cơ sở hệ số xác định và độ tin cậy của phương trình hồi qui chúng tôi đã sử dụng các phương trình hồi qui số 2, 5, 7 và 8 để ước tính OMD và các phương trình hồi qui số 17,
Trang 518 và 25 để ước tính ME của thức ăn, sau đó hồi qui các giá trị tính được với các giá trị invivo Kết quả được trình bày ở các đồ thị 1 và 2
Kết quả ở đồ thị 1 cho thấy: Các phương trình hồi qui ước tính OMD từ lượng khí sinh
ra sau 24h ủ thức ăn và thành phần hoá học cho kết quả với độ chính xác khá cao ( R2 = 0,989)
R2 = 0.989
40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
OMD Invio
Đồ thị 1: Hồi qui giữa OMD tính theo phương trình và OMD invivo của thức ăn thô (%)
Tương tự như vậy, kết quả ở đồ thị 2 cho thấy: Các phương trình hồi qui ước tính ME từ lượng khí sinh ra sau 24h ủ thức ăn và thành phần hoá học cho kết quả chẩn đoán ME với độ chính xác cao ( R2 = 0,9935)
R 2 = 0,9935
4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0
ME Invivo
Đồ thị 2: Hồi qui giữa ME tính theo phương trình và ME invivo của thức ăn thô (MJ)
Thảo luận về phương trình hồi qui ước tính OMD và ME của thức ăn
Trang 6Hầu hết các tài liệu tham khảo đều cho thấy rằng để ước tính OMD và ME của thức ăn
từ lượng khí sinh ra sau 24h ủ thức ăn invitro một cách chính xác nhất cần đưa thêm thành phần hoá học của thức ăn như là các biến trợ giúp quan trọng Đặc điểm sinh khí (a, b, c) không phải là các biến cho độ chính xác cao trong phương trình hồi qui ước tính OMD và
ME Aregheore và Ikhatua (1999) đưa ra hai công thức để tính tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ và năng lượng troa đổi của thức ăn như sau: OMD = 14,88 + 0,889 * lượng khí 24h + 0,45 *CP
và ME = 2,2 + 0,136 * lượng khí 24h + 0,057 * CP Chenost và cộng sự., (2001) cũng cho thấy đưa thêm thành phần hoá học vào phương trình chẩn đoán dùng lượng khí tạo ra sau 24h
đã làm tăng độ chính xác của phương trình ước tính OMD và ME Nhiều tác giả khác cũng thấy kết quả tương tự: Menke và Steingass (1988) Khazaal và cộng sự., (1993); Iantcheva và cộng sự., (1999) Theo Chenost và cộng sự., (2001) khi đưa thêm thành phần hoá học đặc biệt
là đưa protein vào độ chính xác của phương trình ước tính tăng lên rất rõ rệt Sở dĩ như vậy vì protein hoạt động như một yếu tố hiệu chỉnh tổng lượng khí sinh ra do lên men protein tạo ra
ít khí hơn các chất hữu cơ khác và NH4 CO3 được tạo ra từ NH3 do phân giải protein và CO2
đã làm giảm đóng góp của CO2 trong tổng lượng khí được tạo ra, hơn nữa lên men protein sản xuất ít CO2 hơn so với lên men cabonhydrate (Chenost và cộng sự., 2001) Tuy nhiên, theo Mauricio và cộng sự., (2005) thì tổng lượng khí sinh ra sau 24h là biến tốt nhất để ước tính tỷ
lệ tiêu hoá chất hữu cơ của thức ăn Theo các tác giả trên OMD của thức ăn = - 0,007 × (tổng khí sinh ra sau 24h)2 + 4,92 × tổng khí sinh ra sau 24h + 82,49
Như vậy có cơ sở khoa học và thực tiễn để cho rằng các phương trình hồi qui chẩn đoán
tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ và giá trị năng lượng của thức ăn trong nghiên cứu này có độ tin cậy chấp nhận được và có thể sử dụng trong thực tế
Kết luận và đề nghị Kết luận
OMD và giá trị năng lượng (ME) của thức ăn thô, thô khô và thức ăn ủ có tương quan chặt với lượng khí sinh ra lúc 24h và hàm lượng một số chất dinh dưỡng của thức ăn
Để ước tính OMD của các thức ăn thô xanh có thể sử dụng các phương trình hồi qui số
2, 5 và 7 ( R2 = 99,9%) Để ước tính OMD của các thức ăn thô khô nên dùng phương trình hồi qui số 8 (R2= 89,9%)
Để ước tính ME của các thức ăn thô xanh có thể sử dụng được các phương trình số 17,
18 (R2 = 99,9%) Để ước tính ME của các thức ăn thô khô có thể sử dụng phương trình số 25 (R2 = 97,9%)
Đề nghị
Tiếp tục nghiên cứu để nâng cao độ chính xác của các phương trình dùng ước tính ME của thức ăn thô
Trang 7Tài liệu tham khảo Aregheorre, E M and Ikhatua, U.J (1999) Nutritional Evaluation of Some Tropical Crop Residues: invitro organic matter, NDF, true dry matter digestibility and metabolizable enery using the Hohênhim test Asian-Aus J Anim Sci, Vol 12, 5, 747-751
Chenost, M., Aufrere, J and Macheboeuf, D (2001) The gas test technique as a tool for predicting the energetic value of forage plants Anim Res, 50, 349-364
Garcia-Rodriguez, A., Mandaluniz, N., Flores, G and Oregui, L M (2005) A gas production technique as a tool
to predict organic matter digestibility of grass and maize silage Anim Feed Sci Technol Article in press
Getachew, G., Robinson, P H., DePeters, E J and Taylor, S J (2004) Relashionship between chemcal composition, dry matter degradation and invitro gas production of several ruminant feeds Anim Feed Sci Technol, Vol 111, Isues 1-4, Pp: 57-71
Iantcheva, N Steingass, H., Todorov, N and Pavlov, D (1999) Comparison of invitro rumen fluid and enzymatic methods to predict digestibility and energy value of grass and alfalfa hay Anim Feed Sci Technol, 81, pp: 333-344
Khazaal, K., Dentinho, M.T., Ribeiro, J.M., Orskov, E.R., 1993 A comparison of gas production during incubation with rumen contents and nylon bag degradability as predictors of the appearent digestibility invivo and voluntary intake of hays Anim Prod 57, 105-112
Mauricio, R M., Mould, F L., Abdalla, A L and Owen, E (2005) The potential nutritive value for ruminant of some tropical feedstuffs as inđicate by invitro gas production and chemical analysis http//:paginas.terra.com.br/educacao/cebrasp/journal.htm
Menke K H, Raab L, Salewski A, Steingass H, Fritz D and Schneider W., 1979 The estimation of digestibility and metabolizable energy content of ruminant feedstuffs from the gas production when they incubated with rumen liquor invitro Journal of Agricultural Science (Cambridge) 92:217-222
Menke K.H and Steingass H (1988) Estimation of the energetic feed value obtainned from chemical analysis and invitro gas production using rumen fluid Anim Res Dev 28 (1988), pp 7 - 55
Schofield P, Pitt R.E and Pell A.N (1994) Kinetics of fibre digestion from invitro gas production J Anim Sci 72, pp 2980 - 2981
