Trong hệ thống ME, các hệ số chuyển ñổi ME thành dạng năng lượng có thể ñược gia súc sử dụng cho các chức năng khác nhau của cơ thể như duy trì, tăng trọng và tiết sữa tương ứng với NEm
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-*** -
NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
XÁC ðỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN TRONG
KHẨU PHẦN CHO BÒ
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI - 2013
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
-*** -
NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
XÁC ðỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN TRONG
HÀ NỘI, 2013
Trang 3LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan số liệu và kết quả nghiên cứu của luận văn này là trung thực và chưa ñược bảo vệ một học vị nào
Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc
Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Thị Thu Hương
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trong toàn bộ quá trình học tập và làm ựề tài tốt nghiệp, tôi ựã nhận ựược rất nhiều sự giúp ựỡ Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới:
- PGS TS Vũ Chắ Cương Ờ Trưởng Bộ môn Dinh dưỡng Thức ăn
chăn nuôi và đồng cỏ, Phó Viện tưởng Viện Chăn nuôi; PGS TS đặng Thái
Hải Ờ Trưởng Bộ môn Hoá sinh - Sinh lý ựộng vật, Khoa Chăn nuôi và Nuôi
trồng Thuỷ sản, Trường đH Nông nghiệp Hà Nội ựã hướng dẫn và chỉ bảo tận tình, giúp tôi hoàn thành luận văn
- Cán bộ, công nhân viên Bộ môn Dinh dưỡng Thức ăn chăn nuôi và đồng cỏ, Viện Chăn nuôi; Bộ môn Hóa sinh Ờ Sinh lý ựộng vật, khoa CN&NTTS, đH Nông nghiệp Hà Nội - ựã giúp ựỡ và tạo ựiều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện ựề tài
- Ban Giám hiệu, Ban Quản lý đào tạo, cùng toàn thể các thầy, cô giáo
và cán bộ công nhân viên trong Khoa CN&NTTS, Trường đH Nông nghiệp
Hà Nội ựã dạy bảo và giúp ựỡ tôi trong toàn khoá học
Xin cảm ơn gia ựình, người thân, bạn bè và ựồng nghiệp ựã giúp ựỡ tôi
về vật chất và tinh thần trong suốt thời gian học tập
Tôi luôn biết ơn và xin chân thành cảm ơn những giúp ựỡ quý báu trên
Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Thu Hương
Trang 51.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI 3
2.2 XÁC ðỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA
2.2.1 Phương pháp xác ñịnh tỷ lệ tiêu hóa in vivo 24 2.2.2 Phương pháp xác ñịnh giá trị năng lượng của thức ăn 25 2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 28 2.3.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước 28 2.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 33
Trang 63.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 3.3.1 Xác ñịnh các chỉ tiêu trong nội dung nghiên cứu 36
4.1 TỶ LỆ TIÊU HÓA CỦA MỘT SỐ NGUYÊN LIỆU THỨC ĂN
4.1.1 Thành phần hóa học của các mẫu thức ăn thử nghiệm 43 4.1.2 Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của các mẫu thức ăn 45 4.2 GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ LOẠI THỨC ĂN
4.2.1 Năng lượng tiêu hóa, năng lượng trao ñổi và năng lượng thuần cho
4.2.2 Hàm lượng năng lượng thuần cho sản xuất thịt (NEg) của một số loại
4.3 PHƯƠNG TRÌNH HỒI QUI ƯỚC TÍNH DE, ME, NEm VÀ NEg
CỦA CỦA CÁC LOẠI THỨC ĂN CHO BÒ THỊT 61 4.3.1 Kết quả xây dựng phương trình hồi qui 61 4.3.2 Kết quả kiểm tra phương trình hồi qui 64
Phụ lục 1: Cân bằng năng lượng và giá trị năng lượng tiêu hóa (DE), năng
lượng trao ñổi (ME) và năng lượng thuần cho duy trì (NEm) của
Phụ lục 2: Cân bằng năng lượng và giá trị năng lượng tiêu hóa (DE), năng
lượng trao ñổi (ME) và năng lượng thuần cho duy trì (NEm) của thức ăn thô khô và ủ chua 87
Trang 7DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Các mức cho ăn trong thí nghiệm xác ñịnh NEg của thức ăn
Bảng 4.1: Thành phần hóa học của các mẫu thức ăn thử nghiệm 43
Bảng 4.2: Tỷ lệ tiêu hóa (%) in vivo của các mẫu thức ăn thô thử nghiệm 45 Bảng 4.3: Tỷ lệ tiêu hóa (%) in vivo của các mẫu thức ăn tinh thử nghiệm 47
Bảng 4.4: Giá trị năng lượng tiêu hóa (DE), năng lượng trao ñổi (ME) và
năng lượng thuần cho duy trì (NEm) của thức ăn thô xanh, thô khô và
Bảng 4.5: Cân bằng năng lượng và giá trị DE, ME và NEm của hỗn hợp cỏ
khô và các thức ăn tinh thử nghiệm 52 Bảng 4.6: Giá trị DE, ME và NEm của các thức ăn tinh 53 Bảng 4.7: Kết quả xác ñịnh hàm lượng NEg của các thức ăn thô khô 55 Bảng 4.8: Kết quả xác ñịnh hàm lượng NEg của các thức ăn thô xanh
Bảng 4.9: Kết quả xác ñịnh hàm lượng NEg của các thức ăn ủ chua 59 Bảng 4.10: Kết quả xác ñịnh hàm lượng NEg của các thức ăn tinh 60 Bảng 4.11: Một số phương trình hồi qui ước tính hàm lượng năng lượng DE,
ME, NEm và NEg của thức ăn cho bò thịt 62 Bảng 4.12: Kết quả kiểm chứng phương trình ước tính giá trị năng lượng
trên cỏ voi tươi (kcal/kg DM) 65 Bảng 4.13: Kết quả kiểm chứng phương trình ước tính giá trị năng lượng
trên cỏ khô stylo (kcal/kg DM) 66
Trang 8DANH MỤC BIỂU ðỒ
Biểu ñồ 01: Năng lượng tiêu hóa (DE) của thức ăn thô 49 Biểu ñồ 02: Năng lượng trao ñổi (ME) của thức ăn thô 50 Biểu ñồ 03: Năng lượng thuần cho duy trì (NEm) của thức ăn thô 51 Biểu ñồ 04: Giá trị DE, ME và NEm của các thức ăn tinh 54 Biểu ñồ 05: Hàm lượng NEg của các thức ăn thô khô 56 Biểu ñồ 06: Hàm lượng NEg của các thức ăn thô xanh dạng tươi 58 Biểu ñồ 07: Hàm lượng NEg của các thức ăn tinh 61
Trang 9DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADF Acid Determinant Fibre – Xơ xác ñịnh trong môi trường acid
APL Animal Production Level – Mức năng suất
CF Crude Fibre – Xơ thô
CP Crude Protein – Protein thô
DE Digestible Energy – Năng lượng tiêu hóa
DM Dry Matter – Chất khô, vật chất khô
DMI Dry Matter Intake – Chất khô thu nhận
GE Gross Energy – Năng lượng thô
HI Heat Increament – Nhiệt gia tăng, gia nhiệt
HP Heat Production – Nhiệt sản sinh, sản nhiệt
FHP Fasting Heat Production – Nhiệt sinh lúc ñói
KLTð (W0.75) Khối lượng trao ñổi
ME Metabolizable Energy – Năng lượng trao ñổi
MEI Metabolizable Energy Intake – Năng lượng trao ñổi thu nhận
MEP Năng lượng trao ñổi cho sản xuất
NDF Neutral Determinat Fibre – Xơ xác dịnh trong môi trường trung tính
NE Net Energy – Năng lượng thuần
NEL Net Energy for Lactation - Năng lượng thuần cho tiết sữa
NEm Net Energy for Mainternance - Năng lượng thuần cho duy trì
NEg Net Energy for Growth - Năng lượng thuần cho tăng trọng
NEV Năng lượng thuần cho sản xuất thịt
OM Organic Matter – Chất hữu cơ
UFL Unité Fourragére Lait – ðơn vị cỏ cho tạo sữa
UFV Unité Fourragére Viande – ðơn vị cỏ cho sản xuất thịt
VFAs A xít béo bay hơi
Trang 101 MỞ ðẦU
1.1 ðẶT VẤN ðỀ
Trong chăn nuôi, thức ăn có thể chiếm tới 70% tổng giá thành sản xuất (Kirchgessner, 1997), trong ñó chi phí cho thức ăn cung cấp năng lượng trong khẩu phần chiếm tỷ lệ cao nhất, sau ñó là thức ăn cung cấp protein Vì lý do này, việc ñánh giá giá trị năng lượng trong thức ăn nhằm xây dựng khẩu phần ñáp ứng vừa ñủ nhu cầu dinh dưỡng cho con vật là hết sức cần thiết
Cơ sở dữ liệu về giá trị năng lượng thức ăn ñược xây dựng cho mỗi loài vật nuôi riêng biệt vì ñặc ñiểm sinh lý tiêu hóa và hóa sinh chuyển hóa của các loài vật nuôi khác nhau có nhiều ñiểm khác nhau (Kirchgessner, 1997; GfE, 1987; GfE, 1999; NRC, 1994; NRC, 1998)
ðối với loài nhai lại, hiện nay các nước trên thế giới ñang sử dụng một trong ba hệ thống năng lượng cơ bản là hệ thống năng lượng tiêu hoá (Digestible energy - DE), hệ thống năng lượng trao ñổi (Metabolizable energy - ME) và hệ thống năng lượng thuần (Net energy - NE) Theo Mc Donald và cs., (1995), hệ thống ME ñược sử dụng phổ biến ở các nước như Anh, Thụy ðiển
và Australia; còn hệ thống NE ñược sử dụng ở các nước như Pháp, ðức, Ý, Hà Lan, Bỉ, Thụy Sĩ, Áo, Na Uy, Phần Lan, ðan Mạch, Mỹ, Israel và Hungary Trong hệ thống ME, các hệ số chuyển ñổi ME thành dạng năng lượng có thể ñược gia súc sử dụng cho các chức năng khác nhau của cơ thể như duy trì, tăng trọng và tiết sữa tương ứng với NEm (Net energy for mainternance), NEg (Net energy for growth), NEl (Net energy for lactation) ñược sử dụng khi lập khẩu phần ăn cho gia súc nhai lại
Các hệ thống NE của các nước châu Âu chỉ sử dụng một giá trị NE cho các loại thức ăn Khi lập khẩu phần, tùy theo mục ñích sử dụng năng lượng cho chức năng nào mà người lập khẩu phần có thể sử dụng các hệ số chuyển ñổi
Trang 11khác nhau, phù hợp với chức năng ñó của cơ thể Còn trong hệ thống NE của
Mỹ mà hiện nay các nước khác như Israel và Hungary cũng ñang áp dụng thì
NE lại ñược xác ñịnh theo chức năng ngay từ ñầu, nghĩa là mỗi loại thức ăn có các giá trị NE khác nhau là NEm, NEg, và NEl (Mc Donald và cs., 1995) Như vậy có thể thấy ñối với thức ăn cho gia súc nhai lại thì hệ thống năng lượng
NE ñược nhiều nước có nền chăn nuôi phát triển trên thế giới sử dụng hơn
do hệ thống này ñánh giá chính xác hơn phần năng lượng trong thức ăn
mà gia súc có thể sử dụng ñể phục vụ cho các chức năng sống của mình Tuy nhiên, do việc xác ñịnh NE rất phức tạp, ñòi hỏi phải có buồng hô hấp (Respiration chamber), nên hệ thống này mới chỉ ñược sử dụng ở một số nước phát triển như Pháp, Hà Lan, ðức, Canada, Hoa kỳ (Moehn và cs., 2005; Robert và cs., 2007), còn ở nhiều nước khác (Anh, Thụy ðiển và Australia) hệ thống năng lượng ñược dùng phổ biến hiện nay là hệ thống ME (McDonald và cs., 1995)
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xác ñịnh thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn cho gia súc nhai lại ñã ñược tiến hành từ lâu nhưng chủ yếu chỉ dừng ở việc xác ñịnh thành phần hoá học và ước tính giá trị năng lượng từ các công thức sẵn có của nước ngoài như công thức của Crampton (1957), ARC (1965), Moe và Tyrrell (1976), NRC (1976), Garrett (1980) Gần ñây hệ thống dinh dưỡng cho bò sữa cũng ñã ñược xây dựng dựa
trên kết quả các thí nghiệm in vivo trên cừu, thí nghiệm in vitro với enzyme
pepsin-cellulase kết hợp với việc phân tích thành phần hoá học của một số loại thức ăn (Pozy và cs., 2002) Tuy nhiên, việc tính toán các giá trị ME, NE (hay ñơn vị thức ăn cho tạo sữa: Forage unit for lactation - UFL) cũng lại phải
sử dụng các công thức ước tính do INRA (1989) xây dựng trên nền thức ăn cũng như giống gia súc và ñiều kiện chăn nuôi ở nước ngoài
Từ những nhận thức trên, chúng tôi ñã tiến hành ñề tài:
“Xác ñịnh tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của một số nguyên liệu
thức ăn trong khẩu phần cho bò”
Trang 121.2 MỤC ðÍCH CỦA ðỀ TÀI
- Xác ñịnh hàm lượng năng lượng thô, năng lượng tiêu hóa, năng lượng
trao ñổi, năng lượng thuần cho duy trì và năng lượng thuần cho tăng trọng của một số loại thức ăn thường dùng cho gia súc nhai lại
- Góp phần làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng khẩu phần ăn cho gia súc nhai lại
1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ðỀ TÀI
- Những kết quả nghiên cứu của ñề tài góp phần làm hoàn thiện cơ sở
dữ liệu phục vụ cho công tác xây dựng khẩu phần thức ăn cho gia súc nhai lại một cách kinh tế, hiệu quả, phù hợp ở nước ta
- Góp phần ñẩy mạnh sự phát triển chăn nuôi trâu, bò bền vững
Trang 132 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 CÁC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG
Từ năng lượng bắt nguồn từ tiếng Hylạp và cĩ nghĩa là trong cơng việc "in work" (en ergon) Cơng việc của các tế bào là co bĩp tự thân, vận chuyển tích cực các phân tử và ion, tổng hợp các đại phân tử từ các phân tử nhỏ bé (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Nguồn năng lượng cho các hoạt động
ấy là năng lượng hố học dự trữ trong thức ăn gia súc ăn vào Các cầu nối năng lượng giữa các nguyên tử hoặc phân tử chính là nguồn năng lượng tiềm năng, nguồn năng lượng này được giải phĩng khi các cầu nối trên bị bẻ gẫy Khi các hợp chất hố học được chuyển từ loại hợp chất cĩ mức năng lượng cao sang các hợp chất cĩ mức năng lượng thấp, một phần năng lượng được giải phĩng để sử dụng cho các hoạt động hữu dụng theo cơng thức:
Năng lượng tự do (free energy) = H - TS
Ở đây: H = enthalpy (Hàm lượng nhiệt năng trong hệ thống), T = Nhiệt
độ tuyệt đối, S = entropy (ðộ hỗn loạn: degree of disorganization)
Hiểu biết các quá trình tạo ra năng lượng sinh học là cơ sở của khoa học về dinh dưỡng vì tất cả các quá trình xẩy ra trong cơ thể động vật khi thức ăn bị tiêu hố và tham gia vào quá trình trao đổi chất là các quá trình sinh ra hoặc lấy đi năng lượng
Năng lượng thường được biểu thị là giá trị nhiên liệu của thức ăn gia súc "fuel value" và bao gồm ba nhĩm chất dinh dưỡng chính: carbohydrates, protein và lipid Việc biểu thị như vậy cho phép chúng ta xác định được quan hệ về lượng giữa các chất dinh dưỡng ăn vào và hiệu quả dinh dưỡng - cơ sở để dự đốn năng suất gia súc
Ngày nay chúng ta biết rằng cĩ rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sử dụng năng lượng ở gia súc ngay cả khi nhu cầu các chất dinh dưỡng cụ thể như pro-
Trang 14tein, vitamin và muối khống đã được đáp ứng đầy đủ thì nhu cầu về năng lượng vẫn cịn là một câu hỏi Gia súc cần năng lượng để trước hết cho các chức năng thiết yếu như: hoạt động cơ học của cơ, hoạt động hố học, vận chuyển chủ động các cơ chất ngược gradient nồng độ và tổng hợp các thành
tố cần thiết của cơ thể như: hormone, enzyme (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Ở gia súc đĩi, năng lượng cho các chức năng này cĩ được từ quá trình dị hố nguồn dự trữ của cơ thể, trước hết là glycogen sau đĩ là lipid và protein Gia súc trước hết cần năng lượng của thức ăn để đáp ứng nhu cầu duy trì và ngăn ngừa dị hĩa, khi năng lương thức ăn được dùng cho các hoạt động của cơ và các hoạt động hố học trong quá trình duy trì, gia súc ở trạng thái ngủ và tổng năng lượng tiêu dùng được chuyển thành nhiệt và cĩ nhiệm vụ duy trì hoạt động của cơ thể gia súc (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
Ở gia súc đĩi, lượng nhiệt sản xuất ra đúng bằng năng lượng của mơ bị
dị hố và khi đo đạc trong những điều kiện nhất định, năng lượng này được gọi là năng lượng trao đổi cơ bản Ứơc tính năng lượng trao đổi cơ bản cho phép ước tính nhu cầu năng lượng cho duy trì của gia súc (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
Năng lượng do thức ăn cung cấp lớn hơn năng lượng cần cho duy trì sẽ được sử dụng cho các chức năng sản xuất khác Ở gia súc non, năng lượng về
cơ bản được dự trữ trong protein ở các mơ cơ trong khi gia súc trưởng thành năng lượng được dự trự nhiều hơn ở các mơ mỡ và ở gia súc tiết sữa năng lượng của thức ăn sẽ chuyển thành năng lượng trong sữa và năng lượng để nuơi thai (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Cĩ thể nĩi là khơng cĩ chức năng nào,
kẻ cả chức năng duy trì cĩ được ưu thế tuyệt đối về sử dụng năng lượng Vậy một hệ thống năng lượng là gì? Hiểu theo nghĩa đơn giản nhất, hệ thống năng lượng là một bộ các quy luật liên kết lượng năng lượng ăn vào của một gia súc với năng suất hay khả năng sản xuất của con vật đĩ Hệ thống này được dùng để hoặc chẩn đốn năng suất của gia súc từ một mức năng lượng
Trang 15ăn vào nào ñó hoặc ñể tính toán lượng năng lượng ăn vào cần thiết ñể ñạt một mức năng suất nào ñấy Một hệ thống năng lượng ñơn giản nhất cũng phải bao gồm hai bộ số liệu: một bộ số liệu về nhu cầu năng lượng của gia súc và
bộ kia là số liệu về giá trị năng lượng của thức ăn (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Hai bộ số liệu này ñược biểu thị bằng cùng một ñơn vị
2.1.1 Một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn cho gia súc nhai lại
Hiện nay các nước khác nhau sử dụng các hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng khác nhau cho thức ăn của nước mình Tuy nhiên, tất cả ñều nằm trong số 3 hệ thống cơ sở là hệ thống năng lượng tiêu hoá (DE), hệ thống năng lượng trao ñổi (ME) và hệ thống năng lượng thuần (NE) DE ñược xác ñịnh bằng cách lấy năng lượng thô (GE) ñược xác ñịnh trực tiếp bằng cách ñốt mẫu thức ăn trong bomb calorimeter) trừ ñi phần năng lượng thải ra trong phân ME là giá trị năng lượng còn lại của DE sau khi ñã trừ phần năng lượng mất ñi trong nước tiểu và khí methane NE là giá trị năng lượng còn lại của
ME sau khi trừ bỏ phần năng lượng mất ñi dưới dạng nhiệt gia tăng (nhiệt sinh ra trong quá trình tiêu hoá thức ăn, trao ñổi thức ăn và bài tiết chất thải
mà không ñược sử dụng cho mục ñích duy trì thân nhiệt) Như vậy NE mới chính là phần năng lượng mà con vật có thể sử dụng cho mục ñích duy trì và sản xuất Vì thế, hệ thống NE là chính xác nhất trong số các hệ thống năng lượng hiện ñang ñược sử dụng Tuy nhiên, do việc xác ñịnh NE rất phức tạp, ñòi hỏi phải có buồng hô hấp, nên hệ thống này mới chỉ ñược sử dụng ở một
số nước phát triển như Pháp, Hà Lan, ðức, Canada (Moehn và cs., 2005; Robert và cs., 2007) Ở các nước khác, hệ thống DE và/hoặc ME vẫn ñang ñược sử dụng khá phổ biến
Trong vòng 200 năm qua, một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn gia súc ñã ñược tạo lập Vì vậy khó mà có thể nói về tất cả các hệ
Trang 16thống này một cách chi tiết ở đây Tuy nhiên những hệ thống quan trọng nhất
sẽ được mơ tả ở phần sau đây
+ Hệ thống ME của ARC:
Hệ thống năng lượng trao đổi (hệ thống ME) sử dụng ở Vương quốc Anh đầu tiên được Blaxter (1962) và được ARC (Hội đồng nghiên cứu nơng nghiệp - Agricultural Research Council) giới thiệu lần đầu tiên năm 1965 Sử dụng các đề nghị của ARC (1965), Bộ nơng nghiệp, thủy sản và thực phẩm Vương quốc Anh (1975) đã đưa hệ thống ME đã đơn giản hĩa ra áp dụng trong sản xuất Hệ thống này sau đĩ được ARC xem xét lại và xuất bản dưới dạng sách Vào năm 1990, hệ thống đã được một nhĩm nghiên cứu quốc gia đánh giá lại và sửa đổi và năm 1993 AFRC (Hội đồng nghiên cứu thực phẩm
và nơng nghiệp Anh) xuất bản lại hệ thống này Hệ thống này cho phép ước tính nhu cầu năng lượng của bị, cừu; gia súc nhai lại đang sinh trưởng, chửa
và tiết sữa
Trong hệ thống này, giá trị năng lượng của thức ăn cũng được biểu thị dưới dạng năng lượng trao đổi và giá trị năng lượng trao đổi của một khẩu phần bằng tổng giá trị năng lượng trao đổi của các thức ăn thành phần tạo nên khẩu phần đĩ Nhu cầu năng lượng của gia súc được biểu thị bằng năng lượng thuần ðặc điểm chủ yếu của hệ thống này là một hệ thống các phương trình
dự đốn hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì, sinh trưởng, và tiết sữa (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Các dự đốn này được xác lập trên cơ sở hàm lượng năng lượng trao đổi của khẩu phần và được biểu thị bằng tỷ lệ ME/GE chứ khơng phải là MJ/kg Hàm lượng năng lượng trao đổi của khẩu phần cĩ thể chuyển thành MJ ME/kg chất khơ bằng cách nhân tỷ lệ ME/GE với 18,4 là hàm lượng năng lượng trao đổi trung bình của 1 kg DM Giá trị này này quá cao cho các thức ăn cĩ nhiều khống và quá thấp cho các thức ăn giàu protein và mỡ
Trang 17Các hệ số sử dụng năng lượng trao đổi cho các mục đích khác nhau (km: hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho duy trì, kg: hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tăng trọng và vỗ béo, kl: hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tiết sữa) rất khác nhau trog hệ thống này (Vũ Duy Giảng
và cs., 2008)
Cũng như các hệ thống năng lượng khác, chúng ta cĩ thể sử dụng hệ thống này để dự đốn năng suất của gia súc khi cho ăn những khẩu phần cụ thể hoặc phối hợp khẩu phần cho các mức năng suất mong đợi
+ Hệ thống NE của NRC (Hoa Kỳ):
Hệ thống năng lượng cho bị ở Hoa Kỳ của NRC cĩ một lịch sử khá dài
và lần xuất bản gần đây nhất (2001) là lần xem xét lại thứ bẩy Hệ thống này khởi nguồn từ TDN (Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hĩa được - Total digestible nutrients) Tuy nhiên, hiện nay TDN khơng cịn được dùng nữa và được chuyển thành DE để sử dụng trong hệ thống NE mới (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
+ Hệ thống NE của Van Es ở Hà Lan và Bỉ:
Ở Hà Lan, Tiến sỹ A.J.H Van Es vào các năm 1975 và 1978 đưa ra hệ thống năng lượng thuần cho tiết sữa (net energy system for lactation, NEl) Những nguyên tắc của hệ thống này được một số nước châu Âu như Pháp, Nauy, Phần Lan áp dụng cho việc đánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn của mình (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
+ Hệ thống UFL và UFV của Pháp:
Ở Pháp từ đầu thế kỷ trước đã sử dụng năng lượng thuần (NE) cho bị sữa
và bị thịt Giá trị NE được tính theo phương pháp của Armsby bằng cách lấy năng lượng trao đổi trừ đi năng lượng mất đi trong quá trình tiêu hố và trao đổi chất Giá trị năng lượng thuần của thức ăn được biểu thị dưới dạng đơn vị thức
ăn và hàm lượng năng lượng thuần của một kg lúa mạch cũng bằng giá trị này của hệ thống vùng Scandinavian (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
Trang 18Những tiến bộ trong nghiên cứu tiêu hoá và trao ñổi năng lượng những năm từ 1940 ñến những năm của thập kỷ 70 cho thấy hiệu quả sử dụng cũng như nhu cầu năng lượng cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai là rất khác nhau Và cũng chính vì thế, mỗi loại thức ăn không chỉ có một giá trị NE duy nhất biểu thị bằng ñơn vị thức ăn, giá trị NE cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi thai là rất khác nhau Vào năm 1972, trên cơ sở tập hợp kết quả của nhiều nghiên cứu ở Pháp và ở nước ngoài hệ thống UFL ñã ra ñời (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) Hệ thống này chính thức ñược ñưa vào sử dụng năm
1975 Nó tỏ ra khá ổn ñịnh và sau ñó ñược áp dụng tại Ý vào năm 1986 Hiện nay ñã có rất nhiều nghiên cứu ñể ñánh giá hệ thống này trong các ñiều kiện
cụ thể của mỗi nước (Vũ Duy Giảng và cs., 2008)
Nguyên tắc của hệ thống này là mỗi một loại thức ăn có hai giá trị NE (NEl: năng lượng thuần cho tiết sữa và NEv: năng lượng thuần cho sản xuất thịt) ñược biểu thị thành hai ñơn vị thức ăn:
- Một ñơn vị cho sản xuất sữa (duy trì + tiết sữa): UFL - Unité Fourragère Lait: ðơn vị cỏ cho tạo sữa
- Một ñơn vị cho sản xuất thịt (duy trì + tăng trọng): UFV - Unité Fourragère Viande: ðơn vị cỏ cho sản xuất thịt
1 UFL là hàm lượng NE của một kg lúa mạch tiêu chuẩn cho sản xuất sữa (1700kcal NE l ) 1 UFV là hàm lượng NE của một kg lúa mạch tiêu chuẩn cho sản xuất thịt (1730 kcal NE v )
Trong hệ thống này, giá trị NE của các thức ăn ñược cộng lại khi phối hợp khẩu phần Tuy nhiên các ảnh hưởng kết hợp có thể xảy ra giữa các thức
ăn ví dụ: tương tác âm giữa thức ăn tinh và thức ăn thô, và ảnh hưởng kết hợp xuất hiện khi tăng mức nuôi dưỡng (Vũ Duy Giảng và cs., 2008) ðể khắc phục các ảnh hưởng này, nhu cầu năng lượng cho bò sữa phải ñược hiệu chỉnh khi lập khẩu phần Riêng nhu cầu năng lượng cho sinh trưởng ñã ñược
Trang 19hiệu chỉnh sẵn trong bảng các nhu cầu Nhu cầu năng lượng hàng ngày cho
bị cũng được biểu thị dưới dạng hai đơn vị thức ăn UFL và UFV
UFL để dùng cho bị sữa đang vắt sữa, chửa, bị cạn sữa, bị cái tơ và bị sinh trưởng tăng trọng dưới 1 kg/ngày UFV dùng cho bị sinh trưởng nhanh và
bị vỗ béo
2.1.2 Các hệ thống đánh giá giá trị năng lượng trong tương lai
Như đã giới thiệu ở phần trên, năm 1993 AFRC (Hội đồng nghiên cứu thực phẩm và nơng nghiệp Anh) xuất bản cĩ sửa chữa và bổ sung hệ thống năng lượng trao đổi sử dụng tại Vương quốc Anh Các sửa chữa và bổ sung này chủ yếu dựa trên các nghiên cứu về bị sữa của Van Es ở Lelystat, Hà Lan; Flatt, More và Tyrrell tại USDA: Bộ nơng nghiệp Hoa Kỳ, tại Beltsville (Van Es et al., 1970; More et al., 1972; Van Es, 1978)
Cùng thời gian này một loạt các hệ thống năng lượng thuần (hệ thống NE) đã phát triển tại châu Âu và Bắc Mỹ (Van Es, 1978; INRA, 1978; NRC, 1978) Trong hệ thống của Van Es (1978), đơn vị năng lượng thuần cho tiết sữa (NEl) được sử dụng và nhu cầu duy trì cũng được biểu thị dưới dạng NEl Tại Hoa Kỳ (1978), NRC cũng sử dụng NEl và tính NEl của thức ăn từ ME của thức ăn Tại Pháp và ðức trong thời gian này người ta cũng sử dụng NE, tuy nhiên ở đây giá trị năng lượng NE của 1 kg lúa mạch được coi là một đơn
vị năng lượng tiêu chuẩn Hiện nay năng lượng thuần cho tiết sữa được sử dụng ở ðức, Pháp, Hà Lan, Thụy Sĩ, ðan Mạch, Ai-xơ-len và Bắc Mỹ
Về nguyên tắc, khơng cĩ gì sai khác giữa hệ thống ME và NE Cả hai
hệ thống đều cho rằng nhu cầu năng lượng của bị là tổng các nhu cầu cho duy trì, sản xuất (cho sữa và tăng trọng) và nhu cầu nuơi thai Khác biệt duy nhất
ở đây là hiệu quả sử dụng năng lượng biểu hiện trong tính tốn như thế nào Trong hệ thống ME, hiệu quả sử dụng năng lượng được dùng trong lập khẩu phần, dự đốn năng suất của gia súc, cịn trong hệ thống NE hiệu quả sử dụng năng lượng là một phần của đánh giá giá trị năng lượng của thức ăn
Trang 20Hai thập niên trở lại đây, cĩ vơ cùng nhiều các chương trình nghiên cứu
về trao đổi năng lượng ở bị sữa Các cơng trình này đã cho thấy các hệ thống năng lượng đang sử dụng cần phải được sử đổi bổ sung một số điểm
2.1.3 Hệ thống năng lượng trao đổi
Hàm lượng ME của một thức ăn nào đĩ bằng DE trừ đi năng lượng mất theo khí methane và nước tiểu Tuy nhiên năng lượng mất đi trong khí methane
và nước tiểu khơng những chỉ phụ thuộc vào thành phần hố học của thức ăn mà cịn phụ thuộc vào thành phần của khẩu phần, mức nuơi dưỡng và giai đoạn sinh
lý của con vật Vì vậy để thuận tiện người ta đã nghiên cứu và thiết lập phương trình chẩn đốn tỷ lệ này dựa vào các số liệu về xơ thơ và protein thơ (g/kg chất hữu cơ) của thức ăn ở mức nuơi dưỡng là 1 (nuơi duy trì)
ðể tính giá trị năng lượng trao đổi của thức ăn nhiệt đới dùng cơng thức của Jarige (1978); Xande và cộng sự, (1989):
ME = DE x ME/DE Trong đĩ ME = kcal/kg OM Sau đĩ chuyển giá trị này thành ME: kcal/kg chất khơ
ME/DE = 0,8417 - (9,9 x 10-5 x cellulose thơ (g/kg chất hữu cơ)) - (1,96 x 10-4 x CP (g/kg chất hữu cơ)) + 0,221 x NA)
NA = Số lượng chất hữu cơ tiêu hố ăn được (DOM) (g/kg W0,75)/23
2.1.3.1 Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi
Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tiết sữa (kl) sử dụng phương trình của Van Es (1975):
kl = 0,6 + 0,24 (q - 0,57) (cho thức ăn thơ chất lượng kém) hay
kl = 0,463 + 0,24 q
Ở đây: q (tỷ lệ giữa năng lượng trao đổi và năng lượng thơ) = ME/GE Rất nhiều nghiên cứu trên bị sữa cho thấy kl thường xấp xỉ 60%
Trang 21Hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì (km) cũng sử dụng phưong trình của Van Es (1975):
km = 0,287q + 0,554
Ở ñây: q (tỷ lệ giữa năng lượng trao ñổi và năng lượng thô) = ME/GE
Vì thiếu các số liệu tin cậy và chính xác về quan hệ giữa hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho sinh trưởng (kpf), thành phần hoá học của thức
ăn và thành phần của tăng trọng của gia súc nhai lại ñang sinh trưởng các loại hình khác nhau, hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho sinh trưởng (kpf) và cho vỗ béo (kf) sử dụng phưong trình của Blaxter (1974) (dẫn theo Vũ Duy Giảng và cộng sự, 2008):
kf hay kg = 0,78q + 0,006
Ở ñây: q (tỷ lệ giữa năng lượng trao ñổi và năng lượng thô) = ME/GE Rất nhiều nghiên cứu ñã cho thấy kpf (hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tích luỹ protein và mỡ) cùng với phần trăm năng lượng ñược giữa lại trong tăng trọng dưới dạng mỡ Tuy nhiên cho một loại gia súc nhai lại cụ thể tỷ lệ kpf/kf là ổn ñịnh tương ñối, ñiều này có nghĩa là thức ăn chỉ có một giá trị NE cho tăng trọng và vỗ béo
2.1.3.2 Phương pháp ước tính hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa
Hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa (kl) có thể xác ñịnh bằng phương pháp hồi qui với một số lượng ñủ lớn các bộ số liệu về trao ñổi nhiệt Thông thường có hai loại phương trình hồi qui thường ñược sử dụng cho mục ñích này:
- Hồi qui ñường thẳng giữa năng lượng trong sữa (hiệu chỉnh về cân bằng năng lượng bằng không) và lượng năng lượng trao ñổi ăn vào (MEI)
- Hồi qui ña chiều giữa MEI và khối lượng trao ñổi, năng lượng trong sữa, cân bằng năng lượng
Trang 22Sử dụng cả hai phương pháp này và phân tích 42 nghiên cứu về trao ñổi nhiệt ở bò sữa khắp thế giới, Agnew và Newbold (2002) thấy trung bình kl = 0,66 Giá trị này nằm trong giới hạn 0,60 - 0,67
ðối với những nghiên cứu trao ñổi nhiệt riêng biệt, kl thường ñược xác ñịnh bằng cách giả sử một giá trị MEm giá trị này = tổng MEI - MEp (năng lượng trao ñổi cho sản xuất), sau ñó lập quan hệ giữa giá trị này với tổng năng lượng trong sữa ñã hiệu chỉnh (E l(0), kl = El(0)/MEp) kl ước tính bằng phương pháp này thường bị ảnh hưởng bởi ñộ chính xác của MEm Sử dụng phương pháp này và gái trị MEm của AFRC (1990) giá trị kl thuờngthấp (0,50 - 0,58) ở bò sữa cho ăn khẩu phần là cỏ ủ chua (Unsworth et al., 1994; Gordon et al., 1995), ngô ủ chua hay lúa mì cả cây (Sutton et al., 1998, Beever et al., 1998) Tuy nhiên, các giá trị
kl trên có thể tăng lên (0,59 - 0,65, trung bình 0,62) nếu sử dụng giá trị MEm = 0,62 MJ/kg0,75 từ 2 phương trình 1 và 2 ở phía trên Giá trị kl = 0,62 cũng gần tương tự như giá trị kl = 0,64 tính từ AFRC (1990) (kl = 0,35 * ME/GE + 0,42) nếu sử dụng ME/GE của nghiên cứu này
2.1.3.3 Ảnh hưởng của chất dinh dưỡng của khẩu phần ñến hiệu quả sử dụng ME
Thành phần của một khẩu phần có thể làm thay ñổi hệ vi sinh vật dạ cỏ
và do ñó ảnh hưởng ñến sản sinh axit béo bay hơi (VFAs) ở dạ cỏ Thông thường khẩu phần nhiều xơ làm tăng tỷ lệ axit acetic trong dạ cỏ, còn khẩu phần nhiều thức ăn tinh tạo ra nhiều axit propionic hơn Chúng ta ñã biết là VFAs trong dạ cỏ có ảnh hưởng ñến thành phần sữa Tỷ lệ giữa axit acetic và butyric trong dạ cỏ có tương quan dương với hàm lượng mỡ trong sữa VFAs
dạ cỏ cũng làm thay ñổi tỷ lệ năng lượng trong sữa và trong các mô của cơ thể
bò Một số các nghiên cứu về nuôi dưỡng (Sutton và cs., 1993), và nghiên cứu ñưa trực tiếp dinh dưỡng vào dạ cỏ (Orskov và cs., 1969; Huhtanen và cs., 1993) ñã chứng minh rằng tăng tỷ lệ axit propionic trong dạ cỏ sẽ làm cho nhiều năng lượng ñược huy ñộng ñể tao các mô mỡ dự trữu và ít năng lượng
Trang 23ñược huy ñộng ñể tạo sữa ảnh hưởng của VFAs tạo ra tại dạ cỏ ñến sử dụng năng lượng trao ñổi ñã ñược nghiên cứu rất nhiều ở cừu và bò ñực thiến, tuy nhiên kết quả vẫn chưa thống nhất Một số nghiên cứu thì cho rằng hiệu quả
sử dụng năng lượng từ axit acetic cho tổng hợp các mô của cơ thể thấp hơn hiệu quả sử dụng năng lượng từ các axit khác, một số nghiên cứu khác lại cho rằng hiệu quả xử dụng năng lượng từ axit acetic và propionic là tương tự nhau (Tyrrell và cs., 1979; Orskov và Ryle, 1990) Có rất ít các nghiên cứu về ảnh hưởng của VFAs ñến kl, tuy nhiên hiện vẫn không thấy quan hệ giữa kl và tỷ
lệ phân tử axit acetic và propionic ñược tạo ra trong dạ cỏ (Tyrrell và cs., 1979; Orskov và McLeod, 1982)
2.1.3.4 Ảnh hưởng của di truyền ñến hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi
Bắt ñầu từ khoảng giữa những năm 1980 trở ñi tiến bộ di truyền ở bò sữa tại Vương quốc Anh và Ireland tăng rất nhanh, tiến bộ này về mỡ sữa và protein sữa tăng trung bình 1,3%/năm Sự tăng này tính ra gần bằng 4,5 kg
mỡ sữa và protein/bò/năm (Coffey, 1992) Và nếu qui ñổi thành sữa tiêu chuẩn thì giá trị này là 62 kg/bò/năm (Agnew và cs., 1998)
Rất nhiều nghiên cứu ñã cho thấy hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa (nếu tính ñơn thuần = năng lượng trong sữa/MEI - năng lượng trao ñổi ăn vào) ở bò có tiềm năng di truyền cao cao hơn ở bò có tiềm năng di truyền thấp ở cả ñầu, cuối và giữa chu kỳ sữa (Grainger và cs., 1985b; Gordon
và cs., 1995; Ferris và cs., 1999b) Tuy nhiên khi xem xét ñến dự trữ năng lượng trong mô bào và MEm, kl là tương tự nhau cho các lọai bò có tiềm năng
di truyền cao thấp khác nhau (Agnew và Newbold, 2002) Sự khác nhau về năng lượng trong sữa ở bò tiềm năng di truyền cao hoặc thấp có thể chủ yếu là
do sự khác biệt về kiểu gen qui ñịnh lượng năng lượng ăn vào và tích lũy năng lượng trong các mô (Grainger cs., 1985b) Sử dụng phương trình của AFRC (1990) ñể ước tính MEm, cả Gordon và cs., (1995) và Ferris và cs., (1999b) ñều không xác ñịnh ñược bất cứ sự sai khác có ý nghĩa nào của kl ở bò có tiềm
Trang 24năng di truyền cao, thấp hay trung bình Veerkamp và Emmans (1995) cũng phát hiện ra rằng hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi cho tiết sữa ở bị Holstein
và Jersey khác nhau rất ít Sự khác nhau về ảnh hưởng của kiểu di truyền đến kl
cĩ thể một phần là do sự khác nhau về kiểu di truyền về MEp Yếu tố chủ yếu ở đây cĩ thể là bị cái cĩ tiềm năng di truyền cao cĩ khả năng chuyển nhiều ME đã hấp thu vào sữa và ít vào các mơ của cơ thể (Agnew và Newbold, 2002) Grainger và cs., (1985a); Gordon và cs., (1995) trong các thí nghiệm nuơi dưỡng dài đã khảng định giả thiết này
2.1.3.5 Giá trị năng lượng cho mỗi một đơn vị khối lượng thay đổi
Giá trị năng lượng cho mỗi một đơn vị khối lượng thay đổi ở bị sữa được cố định trong hệ thống năng lượng của NRC và các hệ thống năng lượng của châu Âu Tuy nhiên giá trị này của các hệ thống kể trên dao động rất lớn
từ 19 đến 30 MJ/kg khối lượng thay đổi Một vài nghiên cứu gần đây cũng đưa ra các giá trị nằm trong khoảng trên (Chilliar và cs., 1991; Gibb và cs., 1992; Tamminga và cs., 1997) Nguyên nhân cho sự sai khác trên cĩ thể là do ảnh hưởng của thể trạng và gia đoạn tiết sữa
Các yếu tố thể trạng cĩ ảnh hưởng đến giá trị năng lượng cho một đơn
vị khối lượng thay đổi Các yếu tố này bao gồm tăng hoặc mất protein hoặc
mỡ từ cơ thể, thay thế mỡ của cơ thể bằng nước và thay đổi độ đầy vơi của dạ đường tiêu hĩa Thiếu chính xác trong việc xem xét các yếu tố này đã dẫn đến các sai số trong lập khẩu phần và dự đốn năng suất gia súc đặc biệt là ở đầu
và cuối của chu kỳ sữa khi mà thay đổi khối lượng ở bị sữa là lớn nhất Thực
ra rất khĩ và khơng thực tế để phân biệt thay đổi khối lượng là do tăng hoặc mất protein hoặc mỡ từ cơ thể, thay thế mỡ của cơ thể bằng nước và thay đổi
độ đầy vơi của dạ đường tiêu hĩa Gần đây nhiều nghiên cứu đã cho thấy cĩ mối liên quan giữa thay đổi khối lượng và điểm thể trạng Nghiên cứu với bị Holstein, Gibb và Ivings (1993) thấy mỡ trong cơ thể, hàm lượng năng lượng
Trang 25trong cơ thể gia súc tương quan dương với khối lượng của chúng và ñiểm thể trạng và hàm lượng protein của cơ thể có tương quan dương với khối lượng
cơ thể Phần khối lượng không kể mỡ ở bò Holstein gần như giữ nguyên trong thời kỳ cạn sữa, ñầu và cuối chu kỳ sữa, trong khi ñó hàm lượng nước trong phần khối lượng không kể mỡ này cao hơn ở thời kỳ cạn sữa và ñầu chu kỳ sữa so với cuối chu kỳ sữa Các mối quan hệ này ñã ñược sử dụng trong hệ thống protein và carbohydrate của ðại học Conell Hoa Kỳ Trong hệ thống này hàm lượng năng lượng cho mỗi ñiểm thể trạng hồi qui tuyến tính dương với ñiểm thể trạng và khối lượng bò sữa SCA ở Australia (1990) cũng sử dụng một phương trình hồi qui tuyến tính ñể hồi qui giá trị năng lượng cho mỗi một ñơn vị thay ñổi khối lượng với ñiểm thể trạng
Một yếu tố khác cũng ảnh hưởng ñến giá trị năng lượng cho mỗi một ñơn vị thay ñổi khối lượng là giai ñoạn tiết sữa Ở ñầu chu kỳ sữa bò sữa có thể huy ñộng cả mỡ và protein từ dự trữ của cơ thể cho sản xuất sữa Thường huy ñộng protein giảm rất nhanh so với huy ñộng mỡ (Reid and Robb, 1971; Tamminga và cs., 1997) Huy ñộng protein thường kết thức vào tuần thứ tư sau khi ñẻ trong huy ñộng mỡ vẫn còn tiếp tục ở tuần thứ tám sau khi ñẻ (Tamminga và cs., 1997) Nguyên nhân là do sự phình to của ñường tiêu hóa
và gan ở ñầu chu kỳ sữa ñể tăng lượng thức ăn thu nhận (Reynolds và Beever, 1995) Thành phần của mô ñược huy ñộng (mỡ và protein) khác nhau vào bốn tuần ñầu của chu kỳ sữa, có nghĩa là tỷ lệ mỡ/protein giảm rất nhanh trong thời kỳ này Nếu giả sử rằng hàm lượng trong các mô ñược huy ñộng là không thay ñổi, giá trị năng lượng cho mỗi ñơn vị khối lượng giảm ñi sẽ cao hơn khi tiết sữa ñang tăng lên (năng suất ñang tăng lên) Mặt khác, cân bằng năng lượng không luôn luôn có mối liên hệ với thay ñổi khối lượng ở bò sữa Beever và cs., (1998) thấy rằng bò tiềm năng di truyền cao ở tuần thứ 20 của chu kỳ sữa vẫn có cân bằng âm về năng lượng nhưng khối lượng cơ thể ñã ñược giữ nguyên sau 5 tuần ðiều này có thể lý giải một phần với các phát
Trang 26hiện của Tamminga và cs., (1997) là do thay ñổi hàm lượng nước của khối lượng cơ thể bị huy ñộng Tổng lượng nước mất ñi bằng với khối lượng cơ thể bị huy ñộng trong 4 tuần tiết sữa ñầu tiên Sau ñó gia súc giữ nước lại trong cơ thể và mất mát khối lượng giai ñoạn này rất bé nhưng mất mát năng lượng vẫn còn cao (Tamminga và cs., 1997) Giá trị năng lượng cho mỗi một ñơn vị khối lượng thay ñổi vì thế tăng dần từ tuần thứ nhất ñến tuần thứ 8 của chu kỳ sữa (Tamminga và cs., 1997)
Như vậy giá trị năng lượng cố ñịnh cho mỗi một ñơn vị khối lượng thay ñổi hiện ñang sử dụng cho các hệ thống năng lượng ở Bắc Mỹ và châu Âu là không chính xác và có thể dẫn tới các sai số trong thực tiễn ñặc biệt là với bò sữa có tiềm năng di truyền cao, chúng thường giảm khối lượng rất mạnh ở ñầu chu kỳ sữa Tình trạng năng lượng của bò cần ñược ño ñạc bằng các phương pháp chuẩn hơn Thay ñổi khối lượng với tư cách là một chỉ thị về sự thay ñổi năng lượng trong các mô của cơ thể cần ñược hồi qui với thể trạng của bò và giai ñoạn tiết sữa
Có thể kết luận rằng các nghiên cứu gần ñây cho thấy MEm cho bò ngày nay cao hơn (có thể là do các tiến bộ di truyền về năng suất) MEm chịu ảnh hưởng của hàm lượng xơ của khẩu phần và hoạt ñộng chăn thả Có mối quan
hệ giữa MEm và khối lượng protein của cơ thể (sản xuất nhiệt là một chức năng của protein trong cơ thể) Giá trị kl khá ổn ñịnh không phụ thuộc vào khẩu phần, kiểu di truyền của bò Giá trị năng lượng cho mỗi một ñơn vị khối lượng thay ñổi biến ñộng phụ thuộc vào thể trạng của cơ thể và gai ñoạn tiết sữa Trong những hệ thống năng lượng mới cho tương lai các ñiểm nêu trên cần phải ñược ñưa vào ñể tăng ñộ chính xác và tính hiệu quả của hệ thống
2.1.4 Năng lượng thuần
Bò sữa sử dụng ME cho cả hai mục ñích: duy trì (với hệ số sử dụng
ME là km) và cho tiết sữa (với hệ số sử dụng ME là kl) Tuy nhiên theo Van
Es (1975): tỷ lệ giữa km/kl khá ổn ñịnh (km/kl = 1,2) không phụ thuộc vào
Trang 27thức ăn và khẩu phần cho ăn Vì vậy NE cho sản xuất sữa có thể biểu thị bằng NEl - năng lượng thuần cho tiết sữa
NEl = ME x klVới kl = 0,6 + 0,24 (q - 0,57) (1) ở ñây:
q (tỷ lệ giữa năng lượng trao ñổi và năng lượng thô) = ME/GE
NEl: tính bằng Kcal/kg chất hữu cơ
Sau ñó phải chuyển giá trị này thành NEl: Kcal/kg chất khô
ðể ñơn giản giá trị NEL ñược chuyển ñổi thành ñơn vị cỏ cho tạo sữa bằng công thức sau:
UFL = NEl (kcal/kg chất khô)/1700
Ở ñây: 1700 = NEL của 1 kg ñại mạch tiêu chuẩn tính bằng kcal
Bò sinh trưởng và vỗ béo sử dụng ME cho cả hai mục ñích: duy trì (với hệ số sử dụng ME là km) và cho tích luỹ năng lượng (với hệ số sử dụng
ME là kf) Hệ số sử dụng ME tổng (kmf) phụ thuộc vào phần trăm năng lượng ñược sử dụng cho duy trì (NEm) và phần trăm năng lượng ñược sử dụng cho tăng trọng (NEg) có nghĩa là mức năng suất - Animal Production Level - APL Theo Harkins và cs., ( 1974):
APL = (NEm + NEg)/NEm
ðể tính giá trị NEV trong hệ thống này người ta dùng APL là 1,5 tương ñương với tăng trọng từ 1,2 ñến 1,5 kg/ngày
Hệ số sử dụng ME tổng (kmf) ñược tính theo công thức của Harkins et al., 1974:
kmf = (km x kf x 1,5) / (kf +0,5 km) Hoặc kmf = (0,3358q2 +0,6508q + 0,005) / (0,9235q + 0,2830)
Giá trị NEV = NEmg = ME x kmf
ðể ñơn giản giá trị NEV ñược chuyển ñổi thành ñơn vị cỏ cho sản xuất thịt bằng công thức sau:
UFV = NEV (kcal/kg chất khô)/1820
Ở ñây: 1820 = NEV của 1 kg ñại mạch tiêu chuẩn tính bằng kcal
Trang 28Thông thường sự khác biệt của hai giá trị UFL và UFV của cùng một thức ăn là rất nhỏ ñối với thức ăn tinh, nhưng lại khá lớn ñối với thức ăn thô chất lượng thấp
2.1.4.3 Năng lượng cho duy trì
Nhu cầu NE cho duy trì (NEm) trong các hệ thống năng lượng ñược sử dụng hiện nay tại châu Âu và Bắc mỹ ñược tính toán trên cơ sở các số liệu của các thí nghiệm ño trao ñổi nhiệt Trong hệ thống ME của ARC, NEm ñược tính toán dựa trên các số liệu về trao ñổi ñói (Nhiệt sản xuất lúc ñói - Fasting Heat Production (FHP) cộng với năng lượng thải ra qua nước tiểu ở trạng thái ñói (Fasting Urinary Energy Output) ở bò ñực thiến giống chuyên dụng thịt và
bò cái sữa không chửa cho ăn hạn chế một thời gian dài (thường là ở mức duy trì) Với cách tiếp cận này ARC (1980) thấy có quan hệ phi tuyến tính giữa trao ñổi ñói (Fasting Metabolism - FM) với khối lượng (Live weight - LW) như sau: FM = 0,53 x (LW/1,08)0,67 Giá trị FM tính ñược cộng thêm phần chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (0,0091 x LW) ñược gọi là NEm hiện ñang
sử dụng tại Vương quốc Anh (AFRC,1990) Với cách tiếp cận này của ARC, thì trao ñổi cơ bản FM = khoảng 0,30 MJ/ kg0,75 ñối với bò cái trưởng thành (hay NEm gần bằng 0,35 nếu ñưa thêm cả phần chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng Nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì (MEm) ñược tính bằng
NEm chia cho hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì km (km = 0,35
x ME/GE + 0,503)
Một cách khác ñể xác ñịnh NEm là ước tính NEm bằng các thuật toán hồi qui tìm quan hệ giữa ME ăn vào, sữa sản xuất ra trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể cân bằng năng lượng là zero ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản xuất khác nhau Sử dụng phương pháp trên Moe và cs (1972), Van Es (1978) từ rất nhiều bộ số liệu ño trao ñổi nhiệt tìm thấy giá trị NEm tươngứng là 0,305 và 0,293 MJ/kg 0,75 Giá trị NEm 0,305 MJ/kg 0,75 là giá trị ñược sử dụng trong hệ thống NE của NRC tại Bắc mỹ ở hệ thống này giá trị trên ñược cộng thêm 10%
Trang 29chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (0,305 + (0,305/100 x10) (NRC,1988) Giá trị NEm 0,293 MJ/kg 0,75 là giá trị ñược sử dụng tại các hệ thống NE của châu Âu: Hà lan, Pháp, ðức, Thụy sĩ Tại Hà lan giá trị này không cộng thêm 10 % chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (Van Es, 1978), trong khi ñó tại Pháp giá trị này ñược cộng thêm 10 % chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (INRA, 1989) (0,293 + (0,293/100 x10) ñối với bò sữa nuôi không cột buộc cố ñịnh trong chuồng
Sử dụng các số liệu trao ñổi ñói ñể xác ñịnh NE có thể có các hạn chế nào ñó chăng? Người ta cho rằng ñói sau một thời gian dài cho ăn hạn chế có thể dẫn ñến quá trình khử amin các axit amin từ các protein của mô bào ñể cung cấp glucose cho cơ thể gia súc (Chowdhury và Orskov, 1994) Quá trình này có thể tạo ra các rối loạn trao ñổi chất ở gia súc như giảm glucose huyết, tăng mỡ huyết, tăng xeton huyết và giảm insulin huyết Tuy vậy, tỷ lệ trao ñổi duy trì thu ñược từ các thí nghiệm trao ñổi ñói (0,30 MJ/kg 0,75) (ARC, 1980) tương ñương với tỷ lệ này tính ñược từ phương pháp hồi qui tìm quan hệ giữa
ME ăn vào, sữa sản xuất ra trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể cân bằng năng lượng
là zero ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản xuất khác nhau (0,305 hoặc 0,293 MJ/kg0,75) (Moe và cs.,1972; Van Es, 1975) Như vậy trao ñổi ñói không ảnh hưởng lớn ñến sản xuất nhiệt ở gia súc
Các nghiên cứu gần ñây về nhu cầu năng lượng cho duy trì: Các giá trị
NEm sử dụng ở Bắc Mỹ và châu Âu ñược xây dựng trên cơ sở các số liệu ñược công bố 30 năm trước ñây Gần ñây Birnie (1999) báo cáo rằng: Nhiệt sản xuất lúc ñói - Fasting Heat Production (FHP) là 0,39 MJ/kg0,75 ở bò cái cạn sữa, không chửa ñược nuôi ở mức duy trì trước khi ño trao ñổi ñói Giả sử năng lượng thải ra qua nước tiểu ở trạng thái ñói là 5% của FHP, thì FHP tính ñược trong nghiên cứu này cao hơn giá trị FHP ñang dược sử dụng tại châu Âu và Bắc
mỹ (Van Es, 1978; NRC, 1988; INRA, 1989; AFRC, 1990) khoảng 36 % Giá trị FHP cao hơn cũng ñược Yan và cs (1977b); Birnie (1999) báo cáo ở bò cái sữa
Trang 30nuôi ở mức gần duy trì hoặc gấp hai lần duy trì trước khi ño trao ñổi ñói Số liệu FHP công bố từ 1985 trở lại ñây trên bò thịt và ñực thiến giống sữa cũng tương ñương với các kết quả nghiên cứu vừa thảo luận ở trên Giá trị trung bình FHP khi sử dụng năng lượng thải ra qua nước tiểu ở trạng thái ñói (Fasting Urinary Energy Output) là 5% của (FHP) cao hơn giá trị do ARC ñể nghị (1980) 19 % Năm 2000, Agnew và Yan ñã xem xét lại các thí nghiệm trao ñổi nhiệt
ở bò vắt sữa từ năm 1976 Tổng số 42 nghiên cứu (với hơn 1500 số liệu cá thể gia súc) có dữ liệu về khối lượng, lượng năng lượng ăn vào và năng suất sữa
ñã ñược chọn Số liệu từ 42 thí nghiẹm này ñã ñược sử dụng ñể kiểm tra quan
hệ giữa lượng năng lượng trao ñổi ăn vào và năng suất sữa Hồi qui ñơn và hồi qui ña chiều diễn tả các mối quan hệ này như sau:
E l(0) = 0,637(0,0358) MEI - 0,371 (0,0557); R2 = 0,89 (1) MEI = 0,664 (0,0471) MW + 1,452 (0,0755) El + 1,079 (0,1200) Eg; R2 = 0,92 (2)
Ở ñây: El, Eg, MEI và MW là sữa ngày, cân bằng năng lượng, năng lượng trao ñổi ăn vào và khối lượng trao ñổi (kg0,75)
El(0) = El + Eg khi Eg là dương hoặc = El - 0,84 x Eg khi Eg là âm ðơn
vị cho phương trình 1 là MJ/kg0,75 và phương trình 2 là MJ/ngày Các giá trị trong ngoặc ñơn là sai số của số trung bình (SE)
Giá trị trung bình MEm tính ñược từ hai phương trình trên là 0,62 MJ/kg0,75 Giá trị này cao hơn 27 % so với giá trị của Van Es (1975) và cũng cao hơn 27 % so với giá trị tính từ ARC (1990)
Gần ñây tại Việt Nam, Vũ Chí Cương và cs (2010) cũng thấy: Nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì và năng lượng thuần cho duy trì của bò ¾ HF cao hơn các tiêu chuẩn trước ñây Các tác giả ñã tính ñược các nhu cầu này như sau:
Bò cái tơ lai 3/4 HF không chửa với khối lượng trung bình 224,3 kg (dao ñộng từ 90 ñến 350 kg) có nhu cầu NEm (MJ/kgW0,75) là 0,402 MJ/kg
W0,75 và hệ số km trung bình là 0,72; Bò cái cạn sữa lai 3/4 HF không chửa có
Trang 31khối lượng trung bình 392,7 kg (dao ñộng từ 280 ñến 510 kg) có nhu cầu NEm
(MJ/kgW0,75) là 0,393 MJ/kgW0,75; Bò cái ñang cho sữa lai 3/4 HF với khối lượng bình quân 448 kg (dao ñộng từ 365 ñến 589 kg) có nhu cầu MEm bình quân 0,566 MJ/kg W0,75 và NEm bình quân 0,385 MJ/kg W0,75 Nhu cầu MEmcủa bò cái tơ lỡ lai 3/4 HF ở 3 mức khối lượng 200, 250 và 300kg tương ứng
là 0,579; 0,573 và 0,584 MJ/kg W0,75 (với km= 0,68) Nhu cầu năng lượng
NEm của cái bò tơ lỡ lai 3/4 HF ở 3 mức khối lượng 200, 250 và 300kg trong nghiên cứu này tương ứng là 0,389; 0,389 và 0,397 MJ/kg W0,75
Tóm lại, hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam ñã sử dụng các phương pháp ñể xác ñịnh giá trị năng lượng của thức ăn và nghiên cứu nhu cầu năng lượng ở gia súc nhai lại: sử dụng tỷ lệ tiêu hóa ñể tính ra năng lượng của thức ăn,
ño nhiệt lượng trực tiếp (Animal Calorimetry); ño nhiệt lượng gián tiếp thông qua hô hấp (Indirect calorimetry); ño năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng carbon - nitơ; và ño năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật giết mổ so sánh (Comparative Slaughter Technique) Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống dinh dưỡng ñang ñược sử rộng rãi trên thế giới ñều dựa vào các thí nghiệm trong buồng hô hấp ñể xây dựng hoặc chuẩn hóa các bảng nhu cầu năng lượng cho duy trì và sản xuất của bò cũng như giá trị năng lượng của thức ăn Thông qua
ñó có thể xây dựng ñược cơ sở dữ liệu ban ñầu về giá trị năng lượng của các loại thức ăn cho gia súc nhai lại cũng như xây dựng ñược một số công thức ước tính giá trị năng lượng từ thành phần hóa học và tỷ lệ tiêu hóa của các loại thức ăn
2.2 XÁC ðỊNH TỶ LỆ TIÊU HÓA VÀ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA THỨC ĂN
Những năm gần ñây, một số nước áp dụng phương pháp dùng năng lượng trao ñổi ñể biểu thị giá trị dinh dưỡng của thức ăn, trong lúc ñó cũng có những nước dùng năng lượng thuần hoặc năng lượng tiêu hoá biểu thị giá trị dinh dưỡng của thức ăn Có thể thấy việc ñánh giá giá trị dinh dưỡng của thức
ăn là rất khác nhau ở mỗi nước
Trang 32Ðể xác ñịnh giá trị dinh dưỡng của thức ăn trong ñó có giá trị năng lượng người ta căn cứ vào khả năng tiêu hoá, hấp thu các chất dinh dưỡng của thức ăn khi cho gia súc ăn, muốn vậy phải làm thí nghiệm thử mức tiêu hoá
ñể xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng
Xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá ñể ñánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn hay còn gọi là phương pháp thử mức tiêu hoá Phương pháp này ñược sử dụng ñể xác ñịnh, tính toán phần có khả năng tiêu hoá ñược của thức ăn trong cơ thể gia súc kết hợp với phương pháp phân tích thức ăn (phân tích thành phần hoá học), hai phương pháp này xác ñịnh giá trị dinh dưỡng của thức ăn khá chính xác Có hai phương pháp cơ bản ñể xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá là: xác ñịnh tỷ lệ
tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo) và xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá gián tiếp trong phòng thí nghiệm (in vitro)
Xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo) hay còn
gọi là phương pháp thu thập tổng số (Total collection), theo phương pháp này, lượng thức ăn ăn vào, còn thừa, phân và nước tiểu của từng cá thể gia súc ñược thu thập, cân và ghi chép hàng ngày trong thời gian thí nghiệm 7-10 ngày ñể tính tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng (Cochran và Galyean, 1994; Burns và cs., 1994) Phương pháp này chính xác nhất, nhưng giá thành cao, tốn nhiều thời gian, cần khối lượng lớn thức ăn nhưng lại chỉ xác ñịnh ñược một số lượng hạn chế các loại thức ăn (Cochran và Galyean, 1994; Burns và cs., 1994)
Xác ñịnh tỷ lệ tiêu hoá gián tiếp trong phòng thí nghiệm (in vitro) ñược
sử dụng trong phòng thí nghiệm ñể ước tính phân giải và tiêu hóa thức ăn rất quan trọng trong dinh dưỡng gia súc nhai lại Một phương pháp phòng thí nghiệm cần ñạt các yêu cầu: có khả năng lặp lại, chính xác so với các kết
quả in vivo (Markar, 2004) Tỷ lệ tiêu hóa và giá trị dinh dưỡng của thức ăn
cho gia súc nhai lại hiện ñược xác ñịnh bằng nhiều phương pháp phòng thí nghiệm khác nhau như: 1) Phương pháp của Tilley và Terry (1963); 2)
Trang 33Phương pháp gas production của ðại học Hoheinhem (ðức) (Menke và cs.,
1979); 3) Phương pháp in situ hay nylon bags (Mehrez và Orskov, 1977);
4) Phương pháp dùng enzyme pepsine và cellulase (De Boever và cs., 1986); 5) Phương pháp dùng quang phổ hấp phụ cận hồng ngoại (NIRS - Near Infrared Reflectance Spectroscopy)
Phần dưới ñây sẽ tập trung giới thiệu về phương pháp in vivo là phương
pháp sử dụng trong luận án này
2.2.1 Phương pháp xác ñịnh tỷ lệ tiêu hóa in vivo
Phương pháp này ñược tiến hành trực tiếp trên gia súc nhai lại và có ñộ
chính xác cao Thông thường, mỗi thí nghiệm tiêu hóa in vivo trên gia súc
thường kéo dài 30 ngày và chia làm hai giai ñoạn: giai ñoạn nuôi thích nghi
và giai ñoạn thu mẫu (Cochran và Galyean, 1994; Burns và Pond, 1994)
Trong thí nghiệm tiêu hoá in vivo, số lượng thức ăn cho ăn, còn thừa cũng
như lượng phân thải ra hàng ngày phải ñược cân, ghi chép ñầy ñủ và chính xác ðộng vật dùng làm thí nghiệm phải dễ huấn luyện, khỏe mạnh, ñồng ñều cùng một loài, tuổi, tính biệt
- Thời kỳ chuẩn bị thí nghiệm: Rất quan trọng là thời gian gia súc làm quen với thức ăn thí nghiệm ñể thích ứng với thức ăn mới và ñẩy hết thức ăn
cũ ra ngoài
- Thời kỳ thí nghiệm: Thời gian này càng dài, số liệu thu ñược càng chính xác, ñặc biệt ñối với gia súc nhai lại mỗi ngày phải cho ăn thức ăn cùng giờ và lượng thức ăn cho ăn cũng phải cố ñịnh (Cochran và Galyean, 1994; Burns và Pond, 1994)
Thông thường yêu cầu số gia súc cho một yếu tố thí nghiệm là 4 -5 con (Cochran và Galyean, 1994)
Cách lấy mẫu thức ăn cho ăn và mẫu thức ăn ăn thừa hàng ngày cũng rất quan trọng liên quan ñến ñộ chính xác khi phân tích ðể ñảm bảo chính xác khi phân tích, thường lấy mẫu thức ăn cho ăn 200 g/mẫu và mẫu thức ăn
Trang 34ăn thừa khoảng 5% tổng lượng thức ăn thừa, phân lấy mẫu khoảng 10% tổng
lượng phân thải ra (Cochran và Galyean, 1994)
Tỷ lệ tiêu hóa ñược xác ñịnh theo công thức sau:
Lượng chất A thu nhận - Lượng chất A thải trong phân
TL tiêu hóa chất A (%) = x 100
Lượng chất A thu nhận Theo Stern và cs., (1997) ñể có thể xác ñịnh chính xác nhất tiêu hóa
protein và ảnh hưởng của protein ñến tiêu hóa các chất dinh dưỡng khác cần
phải tiến hành thí nghiệm in vivo trên gia súc
Theo INRA (1989) ñể giảm chi phí do tiến hành thí nghiệm tiêu hóa in
vivo trên gia súc lớn (bò thịt, bò sữa), có thể sử dụng cừu trong các thí nghiệm
xác ñịnh tỷ lệ tiêu hóa thức ăn in vivo cho loài nhai lại, mặc dù tiêu hóa thức
ăn giữa cừu và bò có sự khác biệt nhưng rất nhỏ, không có ý nghĩa thống kê
và chấp nhận ñược O’Mara và cs., (1999) ñã tiến hành một thí nghiệm so
sánh tỷ lệ tiêu hóa của cùng một loại thức ăn trên bò và cừu và cho biết: tỷ lệ
tiêu hóa OM, CP, NDF của cỏ khô, lúa mì, tấm gạo và ñỗ tương là tương tự
nhau giữa cừu và bò, không có sự sai khác ñáng kể về thống kê (P>0,05) Họ
kết luận: cừu là ñối tượng thích hợp ñể dùng trong các thí nghiệm tiêu hóa in
vivo Hiện nay cừu ñang ñược dùng phổ biến trong các thí nghiệm in vivo thay
vì dùng bò ñể giảm chi phí nghiên cứu
2.2.2 Phương pháp xác ñịnh giá trị năng lượng của thức ăn
Ngoài việc sử dụng tỷ lệ tiêu hóa có ñược từ các thí nghiệm in vivo và in
vitro, rồi dựa vào các phương trình hồi qui ñể xác ñịnh giá trị năng lượng của
thức ăn, người ta có thể xác ñịnh các giá trị năng lượng của thức ăn bằng các
phương pháp khác Theo Mc Donald và cs., (2002), có 4 phương pháp có thể
sử dụng ñể xác ñịnh giá trị năng lượng của thức ăn ở gia súc nhai lại:
(1) ðo nhiệt lượng trực tiếp (Animal Calorimetry);
(2) ðo nhiệt lượng gián tiếp thông qua hô hấp (Indirect calorimetry);
Trang 35(3) ðo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng carbon- nitơ; và (4) ðo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật giết mổ so sánh (Comparative Slaughter Technique)
Mỗi phương pháp tiến hành trên ñều có những ưu ñiểm và nhược ñiểm riêng Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống dinh dưỡng ñang ñược sử rộng rãi trên thế giới như AFRC (1993), NRC (1988, 2001), INRA (1989) ñều dựa vào các thí nghiệm trong buồng hô hấp ñể xây dựng hoặc chuẩn hóa các bảng nhu cầu năng lượng cho duy trì và sản xuất của bò và giá trị năng lượng của thức ăn trong các bảng thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn Trong phương pháp này, lượng nhiệt sinh ra (HP- Heat production) và lượng nhiệt sinh ra lúc ñói (FHP-Fasting heat production) của gia súc ñược ño bằng phương pháp ño nhiệt lượng trong buồng hô hấp FHP ñược tất cả các hệ thống dinh dưỡng trên dùng làm cơ sở ñể xác ñịnh nhu cầu NEm của con vật Do có khác nhau giữa ñiều kiện thí nghiệm trong buồng hô hấp và ñiều kiện nuôi dưỡng bình thường, một số hệ thống dinh dưỡng (NRC, 1988; INRA, 1989) lấy giá trị FHP cộng thêm 10% là nhu cầu cho duy trì, trong khi ở một số hệ thống khác (Van Es, 1978) coi FHP chính là nhu cầu năng lượng cho duy trì
Trong thực tế việc ño nhiệt sản sinh ra, hay nhiệt tích lũy ñược sử dụng
ñể tính NE của thức ăn Nhiệt sản sinh ra bởi gia súc có thể ño bằng phương pháp vật lý hay phương pháp ño nhiệt trực tiếp Bên cạnh ñó, nhiệt sản sinh
có thể ñược ước tính từ trao ñổi hô hấp (respiration exchange) của gia súc ðể làm việc này người ta phải dùng các buồng trao ñổi hô hấp hay buồng hô hấp
và ñây là phương pháp gián tiếp Buồng hô hấp còn dùng ñể ước tính năng lượng tích lũy trong các thí nghiệm cân bằng nitơ - carbon
Lượng nhiệt sản sinh xác ñịnh bằng buồng hô hấp theo nguyên lý như sau: Các chất chất cơ bản trong cơ thể là carbohydrate, mỡ và protein khi bị oxy hoá trong cơ thể sẽ giải phóng ra năng lượng, một phần dưới dạng nhiệt
Trang 36Ví dụ một phân tử glucose khi bị oxy hóa hoàn toàn sẽ cần 6 phân tử oxy và giải phóng ra 6 phân tử nước, 6 phân tử CO2 và 2,82 MJ
C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6H2O + 2,82MJ Một phân tử gam O2 chiếm thể tích 22,4 lít ở ñiều kiện nhiệt ñộ và áp suất bình thường Như vậy một gia súc thu ñược năng lượng từ oxy hoá glucose sẽ sản xuất 2820 kJ/6x 22,4 = 20,98 kJ nhiệt Với một hỗn hợp carbohydrate giá trị trung bình là 21,12 kJ/lít Những giá trị này ñược gọi là ñương lượng nhiệt của oxy và ñược sử dụng trong việc ước tính nhiệt sản sinh
ra từ lượng oxy tiêu thụ Khi chất bị oxy hóa là mỡ thì ñương lượng nhiệt của oxy là 19,61 kJ/ lít
Nhiệt ñược sản sinh ra trong cơ thể gia súc không chỉ do quá trình ôxy hoá các chất hữu cơ mà còn từ các quá trình tổng hợp các thành phần của mô bào Lượng nhiệt sản sinh ra từ quá trình tổng hợp này có mối liên hệ mật thiết với quá trình hô hấp vì nhiệt ñược tạo ra khi các chất dinh dưỡng ñã bị ô
xy hoá hoàn toàn
Quan hệ giữa trao ñổi hô hấp và quá trình sản nhiệt bị thay ñổi nếu ôxy hoá carbohydrate và mỡ không hoàn toàn Quá trình này xảy ra ở các trường hợp rối loạn trao ñổi chất ví dụ: Ketosis xẩy ra khi axit béo không bị ô xy hoá hoàn toàn thành CO2 và H2O và carbon và hydro rời khỏi cơ thể dưới dạng các thể keton hay các chất giống keton Oxy hoá không hoàn toàn cũng xuất hiện trong các ñều kiện bình thường ở gia súc nhai lại và một trong những sản phẩm cuối cùng của lên men carbohydrate là khí CH4 Trong thực tế lượng nhiệt sản sinh ước tính từ trao ñổi hô hấp ñược hiệu chỉnh cho yếu tố này bằng cách trừ ñi 2,42 kJ cho một lít CH4 sinh ra
Khi nhốt gia súc trong buồng hô hấp, tổng lượng O2 tiêu thụ, CO2 và
CH4 thải ra sẽ ñược xác ñịnh thông qua hệ thống máy phân tích nồng ñộ các khí nói trên và thiết bị ño lưu lượng khí thoát ra khỏi buồng hô hấp Nước tiểu
do gia súc thải ra cũng sẽ ñược xác ñịnh trong suốt thời gian thí nghiệm
Trang 37Phương trình dùng ñể tính toán tổng lượng nhiệt sản sinh:
Lượng nhiệt sản sinh ñược tính toán dựa trên số liệu thu ñược trong thí nghiệm tiêu hóa trong buồng hô hấp theo phương trình của Brouwer (1965):
HP = 16,18 VO2 + 5,16 VCO2 - 5,90 N - 2,42 CH4 Trong ñó: HP là nhiệt sản sinh ra (kJ); VO2: thể tích ô xy tiêu thụ (lít); VCO2: thể tích CO2 thải ra (lít); N: lượng nitơ bài tiết trong nước tiểu (g);
CH4: thể tích khí methane ñược sinh ra (lít)
2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
2.3.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
Trên thế giới, việc ñánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn chăn nuôi ñã ñược tiến hành từ rất sớm Từ giữa thế kỷ XIX, các nhà khoa học ñã cố gắng ñưa ra những hệ thống dinh dưỡng có thể cho phép người chăn nuôi xây dựng ñược khẩu phần ăn hợp lý hơn cho gia súc gia cầm (INRA, 1989; McDonald
và cs., 1995) Mặc dù các hệ thống dinh dưỡng khác nhau có thể sử dụng ñơn
vị khác nhau nhưng tất cả ñều có chung một ñặc ñiểm là bao gồm ít nhất 2 thành phần: nhu cầu dinh dưỡng của con vật và giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn cho chúng Hai thành phần này về mặt năng lượng thường phải ñược biểu thị bằng cùng một ñơn vị (VD: DE; ME hoặc NE ) Và như vậy, ñể xây dựng một hệ thống dinh dưỡng, ngoài việc xác ñịnh nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi còn phải ñánh giá ñược hàm lượng các chất dinh dưỡng trong ñó có hàm lượng năng lượng tương ứng có trong các loại thức ăn hoặc khẩu phần dùng ñể nuôi loài vật ñó
Theo thời gian, các kiến thức của nhân loại về thức ăn ngày càng sâu sắc hơn và hệ thống ñánh giá thức ăn cũng ñược phát triển, thay ñổi theo hướng ngày càng ñánh giá chính xác hơn giá trị dinh dưỡng của thức ăn Thời kỳ sơ khai, các chất dinh dưỡng cơ bản trong thức ăn như vật chất khô, protein, xơ, lipid, khoáng, dẫn xuất không ñạm ñã ñược ñánh giá và sử dụng
ñể thiết lập khẩu phần ở mức ñộ các chất dinh dưỡng tổng số thông qua việc phân tích thành phần hóa học thức ăn trong phòng thí nghiệm Sau ñó, ñã có
Trang 38nhiều nghiên cứu cho thấy các chất dinh dưỡng tổng số không ñược tiêu hóa
và hấp thu hoàn toàn mà một bộ phận không tiêu hóa ñược và bị ñào thải ra ngoài qua phân Nói cách khác tỉ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng thấp hơn 100% và rất khác nhau giữa các loại thức ăn và khác nhau giữa các loài vật nuôi (Batterham và cs., 1990; Tartrakoon, 2000) Nhờ sự hiểu biết sâu hơn
về tiêu hóa này và sự phát triển của các kỹ thuật mới nên ngày nay việc ñánh giá thức ăn dựa trên mức ñộ tiêu hóa của các chất dinh dưỡng ñã và ñang ñược nhiều nước sử dụng (NRC, 1998) Không chỉ dừng lại ở ñó, các nước
có nền chăn nuôi phát triển còn xây dựng hệ thống ñánh giá giá trị dinh dưỡng năng lượng của thức ăn ở mức ñộ tinh vi hơn và sử dụng riêng cho từng loài gia súc chẳng hạn như hệ thống năng lượng ME cho bò thịt (AFRC, 1993; GfE, 1995), NEL cho bò sữa (NRC, 2001 ; GfE, 2001)
Các nước khác nhau có ñặc thù về thức ăn khác nhau, nên không thể lấy cơ sở dữ liệu thức ăn của nước này áp dụng cho nước khác ñược Vì vậy, các nước có nền chăn nuôi tiến tiến trên thế giới ñều phải xây dựng cơ sở dữ liệu về thức ăn của riêng mình ñể thiết lập khẩu phần ăn cho ñàn gia súc của
họ (NRC, 1998; GfE, 1999)
Các nước phát triển như Mỹ, Canada, Úc, các nước châu Âu và Nhật Bản hiện nay ñều ñã có bảng giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại và bảng nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại (ARC, 1980; ARC, 1990; AFRC, 1990; AFRC, 1993; AFRC, 1995; Feed into milk, 2004 (UK); Agriculture, Forestry and Fisheries Reseach Council Secreteriat, 1999 (Nhật Bản); Andrieu và cs., 1989 (Pháp); NRC, 1988; NRC 1996; NRC, 2001 (Hoa Kỳ); Nutrient Requirement for Australian Livestock, 1999 (Úc); Rostock Feed Evaluation System, 2003 (ðức) Giá trị dinh dưỡng của các thức ăn cho loài nhai lại trong các bảng này phần lớn dựa trên tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô, xơ thô, protein thô, của các loại thức ăn xác ñịnh trực tiếp
trên gia súc (in vivo) chủ yếu là trên cừu, phần còn lại dựa trên tỷ lệ tiêu hoá in vivo ước tính từ tỷ lệ tiêu hoá in vitro, ước tính từ thành phần hoá học, lượng khí
Trang 39sinh ra, tỷ lệ phân giải in sacco v.v (ARC, 1980; ARC, 1990; AFRC, 1990;
AFRC, 1993; AFRC, 1995; Feed into milk, 2004 (UK); Agriculture, Forestry and Fisheries Reseach Council Secreteriat, 1999 (Nhật Bản); Andrieu và cs.,
1989 (Pháp); NRC, 1988; NRC, 1996; NRC, 2001 (Hoa Kỳ); Nutrient Requirement for Australian Livestock, 1999 (Úc); Rostock Feed Evaluation Sysstem, 2003 (ðức) Sở dĩ có thể tính giá trị dinh dưỡng, trong ñó có giá trị năng lượng của các thức ăn cho loài nhai lại dựa trên tỷ lệ tiêu hoá vật chất khô,
xơ thô, protein thô của các loại thức ăn xác ñịnh trực tiếp trên cừu là vì: mặc dù tiêu hoá thức ăn có vài ñiểm khác biệt giữa cừu và bò, khác biệt này là rất nhỏ
và chấp nhận ñược, tiến hành thí nghiệm tiêu hoá trên bò khó khăn và tốn kém hơn rất nhiều (Aerts và cs., 1984., De Boever và cs., 1986) Tuy nhiên, kết quả của nhiều thí nghiệm lại cho thấy giả thiết này là chưa ñược chứng minh ñầy ñủ (Aerts và cs., 1984) Kết quả nghiên cứu của Playne (1978) cho thấy tỷ lệ tiêu hóa chất khô của cỏ nhiệt ñới chất lượng thấp xác ñịnh trên bò cao hơn rất nhiều
so với kết quả xác ñịnh trên cừu Kawashima và cs., (2007) so sánh tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng giữa bò, cừu và dê cho ăn khẩu phần cơ sở là rơm và hạt mạch có bổ sung các nguồn protein khác nhau và cho biết tỷ lệ tiêu hóa xác ñịnh trên bò và cừu khác nhau rất lớn khi khẩu phần có hàm lượng protein thấp nhưng khi hàm lượng CP ñạt khoảng 10% trở lên thì tỷ lệ tiêu hóa giữa 2 loài gia súc lại tương ñương nhau Sự sai khác về tỷ lệ tiêu hóa của cừu và bò càng lớn khi chúng ăn khẩu phần thức ăn thô xanh có chất lượng kém (Blaxer và cs., 1966)
Tại các nước ñang phát triển, có nhiều lý do, ñặc biệt là tài chính, nên
các nghiên cứu tiêu hoá in vivo còn chưa nhiều ðể xác ñịnh giá trị dinh
dưỡng của hầu hết các loại thức ăn, người ta thường phải sử dụng tài liệu tiêu hoá từ các nước phát triển Ở một vài khu vực nhờ có nguồn kinh phí tài trợ,
tỷ lệ tiêu hoá in vivo của các loại thức ăn ñã ñược xác ñịnh khá ñầy ñủ Khu
vực vùng biển Caribe và Trung Mỹ là một ví dụ Tại các nước: Guana thuộc Pháp, West Indies thuộc Pháp, Dominica, Cu Ba, các tác giả Xande và cs., (1989 a,b); Aumont và cs., (1995) ñã tiến hành nghiên cứu công phu tỷ lệ tiêu
Trang 40hoá của 1313 loại thức ăn trên cừu và ñã tính toán giá trị dinh dưỡng của chúng theo hệ thống của Pháp
Ở các nước khu vực châu Á, các nghiên cứu về thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của thức ăn cho gia súc nhai lại chưa nhiều, chưa ñược hệ thống,
tỷ lệ tiêu hoá thức ăn chủ yếu có ñược từ các nghiên cứu gián tiếp, các nghiên
cứu trực tiếp in vivo không nhiều và chủ yếu là trên các phụ phẩm nông nghiệp
Có thể kể ñến các công trình nghiên cứu của Wanapat (1985) về rơm ở Thái Lan, Prasad và cs., (1994) ở Ấn ðộ Gần ñây, ở Thái Lan, với sự giúp ñỡ của JIRCAS (Nhật Bản) ñã công bố thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của
113 loại thức ăn dùng cho gia súc nhai lại bao gồm 101 loại thức ăn và 12 loại khoáng (Nutrient Requirement of Beef Cattle in Indochinese Penninsula, 2010)
Do thức ăn thô xanh chiếm ñến gần 90% khẩu phần ăn của gia súc nhai lại nên một khía cạnh quan trọng khác của việc ñánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn cho gia súc nhai lại chính là tiềm năng ăn vào của một loại thức ăn nào ñó (INRA, 1989) Chất lượng thức ăn, ñặc ñiểm lý học của thức ăn như thành phần vật chất khô, chất xơ, kích thước mảnh thức ăn, cấu trúc chất xơ là những yếu
tố ảnh hưởng ñến tiềm năng ăn vào của loại thức ăn ñó (Inou và cs., 1994) Tuy nhiên thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa và giá trị năng lượng của thức ăn biến ñộng khá lớn, phụ thuộc vào: giống cỏ, giống cây thức ăn gia súc, tuổi cắt hay tuổi thu hoạch, giai ñoạn sinh trưởng của cây, cỏ, môi trường và quản lý chăm sóc cây, cỏ, mùa vụ, phân bón, nước tưới và phương pháp dự trữ, chế biến cỏ và thức ăn (Zinash và cs., 1995; Daniel, 1996; Mei-Ju Lee và cs., 2000; Tesema
và cs., 2002; Adane, 2003; Bayble và cs., 2007)
Theo INRA (1989) thì yếu tố hạn chế quan trọng nhất ảnh hưởng ñến lượng thức ăn ăn vào của gia súc nhai lại chính là ñộ choán vật lý của phần thức ăn không ñược tiêu hoá trong dạ cỏ Từ những nhận ñịnh này, nhiều hệ thống ñánh giá thức ăn như hệ thống của Pháp (INRA, 1989) ñã sử dụng chỉ tiêu ñộ choán vật lý của thức ăn như là hệ thống ñánh giá tiềm năng ăn vào
