Nghiên cứu sử dụng nước xả khí sinh học từ nguyên liệu nạp là phân lợn làm thức ăn bổ sung cho lợn thịt

Báo cáo đề tài Nghiên cứu sử dụng nước xả khí sinh học từ nguyên liệu nạp là phân lợn làm thức ăn bổ sung cho lợn thịt Trần Thị Bích Ngọc và Lại Thị Nhài - Viện Chăn Nuôi 1.. Đặt vấn

Báo cáo đề tài

Nghiên cứu sử dụng nước xả khí sinh học từ nguyên liệu nạp là phân lợn

làm thức ăn bổ sung cho lợn thịt

Trần Thị Bích Ngọc và Lại Thị Nhài - Viện Chăn Nuôi

1 Đặt vấn đề

Việc sử dụng nước xả của bể phân huỷ khí sinh học ngày càng được dân chúng quan tâm cùng với sự phát triển xây dựng hệ thống phân huỷ KSH Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tầm quan trọng của việc sử dụng nước xả KSH và gần đây việc

sử dụng nước xả KSH càng trở nên phổ biến ở các nước như Trung Quốc, Ấn Độ và nhiều nước khác trong khu vực Nam Á Nước xả khí sinh học có thể được sử dụng như là nguồn phân bón cho cây trồng (Châu, 1998; Rodriguez và Preston, 1996; Chara và ctv, 1999; Francese và ctv, 2000), nguồn thức ăn trong chăn nuôi cá (Chan, 1996) và hệ thống khí sinh học này cũng góp phần đáng kể trong giảm thiểu

ô nhiễm môi trường Hơn nữa, theo nghiên cứu của một số tác giả như Kajarern và ctv (1983), Rodriguez và Preston (1996), Chowdhury (1999), nước xả KSH sau quá trình phân huỷ kị khí các chất thải từ lợn, trâu bò hay gia cầm có thể sử dụng được

an toàn làm thức ăn bổ sung cho gia súc như một nguồn cung cấp protein (2,94% nitơ tính trên vật chất khô), khoáng đa vi lượng và vitamins Năm 2004, Giang và Len đã nghiên cứu ảnh hưởng của các mức nước xả khí sinh học trong khẩu phần đến sinh trưởng và chuyển hoá thức ăn ở lợn lai F2 Tác giả cho biết nước xả khí sinh học nạp phân lợn với mức thích hợp nhất là 1 – 2 lít nước xả/1kg thức ăn hỗn hợp đã giúp làm tăng hiệu quả chuyển hoá thức ăn và tăng trọng của lợn Và kết quả cũng chỉ ra rằng khi trộn nước xả khí sinh học vào thức ăn hỗn hợp, lợn không có bất kỳ biểu hiện triệu chứng nào về bệnh đường hô hấp cũng như bệnh đường tiêu hoá Tuy nhiên, phương pháp xử lý nước xả KSH trước khi cho lợn sử dụng cũng như phương thức cho lợn sử dụng như thế nào để đem lại hiệu quả chăn nuôi cao thì

ít được nghiên cứu rộng rãi

Xuất phát từ những vấn đề trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài

“nghiên cứu sử dụng nước xả khí sinh học từ nguyên liệu nạp phân lợn làm thức ăn

bổ sung cho lợn thịt”

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá chất lượng của phụ phẩm khí sinh học về phương diện dinh dưỡng

và mức độ an toàn khi sử dụng làm thức ăn bổ sung cho lợn

3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá giá trị dinh dưỡng của nước xả khí sinh học từ nguyên liệu nạp phân lợn cho chăn nuôi lợn thịt

- Đánh giá mức độ an toàn khi sử dụng nước xả khí sinh học cho lợn thông qua việc xác định chất lượng thịt và triệu chứng mầm bệnh ở lợn

- Xác định cách dự trữ và xử lý nước xả khí sinh học

4 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

4.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 10/10/2007 đến 10/1/2008, tại hộ chăn nuôi nhà anh Hoàng Văn Khang, xã Bắc Phú, huyện Sóc Sơn, Hà Nội Công trình bể biogas nhà anh Khang được Dự án Hỗ trợ Khí sinh học cho ngành Chăn nuôi Việt Nam hỗ trợ một phần kinh phí và xây dựng vào năm 2005 theo qui trình hướng dẫn của Dự án Bể phân huỷ KSH có thể tích khoảng 15m3

4.2 Vật liệu nghiên cứu

4.2.1 Lợn thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành trên 27 lợn lai F2 (mẹ Móng Cái x Landrace và

bố Landrace), có khối lượng trung bình khoảng 23,7 ± 0,83 kg/con

Trước khi tiến hành thí nghiệm, lợn con ở tất cả các ô chuồng được tiêm phòng đầy đủ các loại vaccine và tẩy giun sán

Lợn ở các ô chuồng được cho ăn bán tự do 2 lần trong ngày, 8 giờ sáng và 4 giờ chiều theo phương pháp chăn nuôi truyền thống của các nông hộ Tức là thức ăn được cân trước các bữa ăn sáng, đến bữa ăn chiều thức ăn dư được cân và ghi chép lại, sau đó lượng thức ăn cân vào ở bữa ăn chiều sẽ được điều chỉnh theo lượng thức

ăn của bữa ăn sáng sao cho lượng thức ăn này sẽ được lợn tiêu thụ hết trước khi cho

ăn bữa sáng tiếp theo Phương pháp này cũng phù hợp với việc trộn nước xả khí sinh học trong khẩu phần ăn cơ sở, bởi vì xác định lượng thức ăn dư ở dạng lỏng rất phức tạp Do đó thức ăn ăn vào hàng ngày được tính toán Nước uống sẽ được cung cấp tự do ở các ô chuồng bằng núm uống tự động Hàm lượng các nguyên tố như

Cu, Zn, Cd, Pb và As trong nước uống đều dưới mức 0,01mg/lít và nămg trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép, do vậy nước uống đảm bảo độ an toàn cao

4.2.2 Thức ăn thí nghiệm

Thức ăn thí nghiệm là thức ăn công nghiệp của hãng East Hope cho lợn lai nuôi thịt theo 2 giai đoạn sinh trưởng từ bắt đầu thí nghiệm tới 48 ngày và từ 49 - 88 ngày nuôi Lợn thí nghiệm được cho uống nước xả 5 ngày trước khi thí nghiệm bắt

đầu để làm quen với việc cho ăn Thành phần hoá học và hàm lượng axit amin của khẩu phần cơ sở được trình bày ở bảng 1 và 2

Bảng 1 Thành phần hoá học của khẩu phần thức ăn cho lợn thí nghiệm

Bảng 2 Hàm lượng axit amin trong thức ăn hỗn hợp (g/kg thức ăn)

A xít amin cần thiết

A xít amin không cần thiết

Alanine 8,13 9,13

4.2.3 Nguồn nước xả khí sinh học

Nước xả khí sinh học được lấy từ công trình khí sinh học của hộ chăn nuôi Công trình khí sinh học được vận hành theo đúng qui trình hướng dẫn của Dự án Hỗ trợ Khí sinh học cho ngành Chăn nuôi Việt Nam trong suốt thời gian thí nghiệm Hai bể xử

lý nước xả được xây gần với bể điều áp và có ống dẫn nước xả từ bể điều áp Hai bể xử

lý nước xả này (nắp đậy kín) có thể tích là 2m3 và được ngăn bởi bức tường có lỗ tràn nước từ bể thứ nhất sang bể thứ hai Ở bể thứ hai được lắp một vòi nước cách đáy bể khoảng 50cm để lấy nước xả KSH và nhằm tránh cặn bã chảy vào vòi xả nước Trước khi cho lợn sử dụng, nước xả KSH được lấy dự trữ trong thùng phi nhựa (có nắp kín) khoảng 250 lít để cho lợn ăn hàng ngày Nước xả KSH lúc này có độ an toàn cao, trông rất trong, có màu vàng rơm và mùi tạp khí sinh học giảm đáng kể

4.3 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên danh sách các hộ gia đình trong phần mềm dữ liệu tại vùng nghiên cứu của văn phòng dự án, chúng tôi đã thực hiện điều tra khảo sát trước khi tiến hành thí nghiệm để lựa chọn ra 1 hộ chăn nuôi có công trình khí sinh học và qui mô chăn nuôi phù hợp với điều kiện nghiên cứu

Thí nghiệm được bố trí theo nguyên tắc ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD, Completely Randomized Design), đảm bảo đồng đều về giống tuổi, tính biệt và các điều kiện chăm sóc 27 lợn lai F2 (mẹ Móng Cái x Landrace và bố Landrace) tham gia vào thí nghiệm sẽ được nuôi trong 9 ô chuồng, chia ra làm 3 lô Mỗi lô bao gồm

3 ô chuồng, mỗi chuồng là 3 con Mỗi ô được coi là một lần lặp lại Các lô thí nghiệm như sau:

Lô 1 (lô đối chứng): Khẩu phần cơ sở

Lô 2: Khẩu phần cơ sở + 1,5 kg nước xả khí sinh học/1 kg thức ăn

Lô 3: Khẩu phần cơ sở + cho uống tự do nước xả khí sinh học

Lợn con được nuôi thích nghi với thức ăn thí nghiệm 5 ngày trước khi phân

lô Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở bảng 2

Bảng 2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Nước uống Uống tự do Uống tự do Uống tự do

*Nước xả KSH và nước uống được uống tự do bằng núm vú tự động

4.4 Các chỉ tiêu theo dõi và thu thập mẫu phân tích

4.4.1 Các chỉ tiêu theo dõi

Thức ăn ăn vào được ghi lại hàng ngày Lợn cân vào buổi sáng trước khi ăn tại thời điểm bắt đầu thí nghiệm, thời điểm sau 48 ngày nuôi và thời điểm sau 88 ngày nuôi

- Thức ăn thu nhận hàng ngày (g/con/ngày)

- Tăng trọng qua các giai đoạn và toàn bộ giai đoạn thí nghiệm (g/con/ngày)

- Tiêu tốn và chi phí thức ăn cho 1 kg tăng trọng

4.4.2 Thu thập mẫu phân tích

Sau khi kết thúc thí nghiệm, mổ khảo sát cùng một ngày và cùng địa điểm 3 con ngẫu nhiên/lô thí nghiệm (TCVN 6162, 1996) nhằm xác định chất lượng thịt và triệu chứng bệnh:

- Các mẫu thịt cũng được phân tích hàm lượng protein và kim loại nặng (Cu,

Zn, Cd, Pb, As và Hg) để kiểm tra chất lượng thịt: 3con x 3 lô = 9 mẫu

- Lấy mẫu gan, thận, tim, phổi, ruột và dạ dày để kiểm tra ký sinh trùng cũng như những bệnh lý và đột biến: 3 con x 3 lô x 6 tổ chức nội tạng = 54 mẫu

Khẩu phần ăn cơ sở sẽ được phân tích một số giá trị dinh dưỡng như vật chất khô, protein thô, a xít amin, canxi, phốt pho và một số khoáng vi lượng và kim loại nặng (Cu, Zn, Cd, Pb, As và Hg)

Nước uống của lợn sẽ được thu thập vào tháng thứ nhất và tháng cuối trong giai đoạn thí nghiệm và được phân tích một số chỉ tiêu kim loại nặng (Cu, Zn, Cd,

Pb, As và Hg) và pH

Nước xả khí sinh học sẽ được thu thập trước thí nghiệm và mỗi tháng một lần trong giai đoạn thí nghiệm và phân tích các chỉ tiêu như nitơ, một số a xít amin cần thiết, các loại khoáng vi lượng (Cu, Zn, Fe, Mn, Co và Mg) và đa lượng (Ca, P), và một số kim loại nặng như Cd, Pb, As và Hg cũng như BOD, COD, hệ vi sinh vật có hại và a xít béo bay hơi (Volatile fatty acids, VFAs)

Mẫu phân lợn thí nghiệm cũng được thu thập và phân tích như mẫu nước xả khí sinh học ngoại trừ BOD, COD và a xít béo bay hơi

Các mẫu được phân tích tại Viện Chăn Nuôi, Viện Thú Y và Viện Ứng dụng Công nghệ (Bộ Khoa học Công nghệ)

3.4 Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thu được sẽ được xử lý theo ANOVA/GLM trên phần mềm MINITAB 13.31, so sánh cặp Tukey được dùng để xác định sự sai khác giữa các lô

Mô hình thống kê như sau:

Y i =  + i +  Trong đó:  = Giá trị trung bình

5 Kết quả và thảo luận

5.1 Kết quả

5.1.1 Hàm lượng khoáng dinh dưỡng và kim loại nặng trong nước xả khí sinh học

và phân lợn

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, hệ thống khí sinh học được nạp theo tỉ

lệ cứ 1kg chất thải từ lợn trộn thêm với 4kg nước (tính cả nước tiểu của lợn) Dựa trên tỷ lệ này và kết quả ở bảng 3, chúng ta có thể nhận thấy hàm lượng các chất khoáng dinh dưỡng tăng đáng kể sau khi phân huỷ yếm khí và sự có mặt của các loại khoáng dinh dưỡng này trong nước xả khí sinh học có thể là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng tốt cho gia súc, gia cầm Trong khi đó, hàm lượng kim loại nặng trong nước xả KSH nhỏ hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5945 – 2005) Số liệu ở bảng 4 cũng chỉ ra rằng hàm lượng BOD và COD nằm trong giới hạn mức tiêu chuẩn cho phép (BOD là 50 và COD là 80 mg/l) (TCVN 5945 – 2005)

Bảng 3 Hàm lượng khoáng dinh dưỡng trong phân lợn và nước xả KSH

Bảng 4 Hàm lượng một số kim loại nặng, BOD và COD trong phân lợn

và nước xả KSH

(mg/l)

Nước xả KSH (mg/l)

TCVN 5945:2005

Cd 0,0024 0,009 0,01

Mẫu nước thải KSH được đem phân tích a xít béo bay hơi như a xít acetic, propionic và butyric và kết quả phân tích cho thấy không có hàm lượng a xít này trong nước xả KSH (phương pháp phân tích TCPTN-002, HPLC)

5.1.2 Sự thay đổi hàm lượng axit amin trước và sau khi lên men khí sinh học

Sau một thời gian lên men khí sinh học, hàm lượng nitơ và các axit amin trong nước xả KSH giảm rõ rệt so với chất thải từ lợn (bảng 7) Hàm lượng Nitơ và tổng các axit amin trong nước xả KSH khoảng 0,73 và 1,703 g/l, trong khi đó ở chất thải từ lợn là khoảng 6 và 7g/kg nếu pha loãng theo tỉ lệ 1:4

Bảng 5 Hàm lượng axit amin trong phân và nước xả khí sinh học

Axit amin cần thiết

Axit amin không cần thiết

Glycine 0,35 0,119

5.1.3 Ảnh hưởng của sự lên men KSH đến sự có mặt của một số vi sinh vật gây bệnh cho lợn

Bảng 6 cho thấy không phát hiện được một số vi khuẩn gây bệnh thường có ở lợn như Samonella và Coliform Ngoại trừ E.coli vẫn tồn tại trong nước xả KSH với

số lượng là 1,4 x 103, nhưng đã giảm đáng kể sau quá trình phân huỷ kị khí Độ pH trong nước xả KSH là 7,2 và độ pH này không gây ảnh hưởng đến đường tiêu hoá của lợn

Bảng 6 Một số vi sinh vật gây bệnh thường có ở lợn trong nước xả KSH

5.1.4 Khả năng thu nhận thức ăn của lợn thí nghiệm

Qua theo dõi trực tiếp, chúng tôi nhận thấy, trong suốt quá trình thí nghiệm lợn ở lô 2 và lô 3 (có bổ sung nước xả KSH) có khả năng thu nhận cùng một lượng thức ăn nhanh hơn lợn ở lô 1 Nếu xét về ngoại hình, lợn ở lô 2 và 3 có da mỏng, hồng hào và lông mượt hơn so với lợn ở lô đối chứng

Khả năng thu nhận thức ăn và protein của lợn thí nghiệm được trình bày ở bảng 7 Trong giai đoạn sinh trưởng từ lúc bắt đầu thí nghiệm đến 48 ngày nuôi và

tử 49 ngày nuôi đến lúc kết thúc cũng như cả giai đoạn thí nghiệm, lượng thức ăn và protein tiêu thụ hàng ngày giữa các lô thí nghiệm không có sự sai khác (P > 0,05), ngoại trừ ở cả giai đoạn thí nghiệm lượng protein ăn vào hàng ngày ở lô 2 cao hơn đáng kể (P = 0,05) so với lô 1 và 3 (280g/con/ngày ở lô 2 so với 266 g/con/ngày ở lô

1 và 3) Tuy nhiên, lượng thức ăn thu nhận hàng ngày ở lô 2 cao hơn về mặt giá trị tuyệt đối so với lô 1 và 3 (1,81 kg TA ở lô 2 so với 1,72 kg TA ở lô 1 và 3)

Dựa trên số liệu ghi chép lượng nước xả KSH thu nhận hàng ngày của lợn thí nghiệm ở lô 3, chúng tôi đã tính toán được nước xả KSH/1 kg thức ăn là 0,8lít và lượng nước xả này thấp hơn so với lô 2 (1,5kg/1kg thức ăn) Điều này có thể giải thích là do thí nghiệm được tiến hành vào mùa đông, vì vậy nhu cầu nước uống ở lợn giảm đi đáng kể

Bảng 7 Ảnh hưởng của nước xả khí sinh học đến khả năng thu nhận thức ăn

tổng số và protein hàng ngày của lợn thí nghiệm

Lô 1 (ĐC)

Bắt đầu TN – 48 ngày

Giai đoạn 49 – kết thúc

Cả giai đoạn thí nghiệm

5.1.5 Khả năng tăng trọng và hiệu quả sử dụng thức ăn của lợn thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm ở bảng 8 chỉ ra rằng trong suốt thời gian thí nghiệm lợn ở

lô 2 và 3 có tăng trọng bình quân cao hơn rõ rệt so với lô đối chứng (lô 1) (P < 0,05) (680 và 642 g/con/ngày tương ứng với lô 2 và 3 so với 581 g/con/ngày ở lô 1), trong khi đó sự sai khác giữa lô 2 và lô 3 là không đáng kể (P > 0,05)

Bảng 8 Ảnh hưởng của nước xả KSH đến khả năng tăng trọng và hiệu quả

chuyển hoá thức ăn của lợn thí nghiệm

Bắt đầu TN - 48 ngày

KL kết thúc giai đoạn, kg 47,34a 53,17b 50,98b 1,05 0,002

Giai đoạn 49 - kết thúc

Cả giai đoạn thí nghiệm

10

*Các chữ cái (a, b) trong một hàng ngang khác nhau chỉ sự sai khác có ý nghĩa thống kê (P < 0,05)

Hiệu quả chuyển hoá thức ăn ở 3 lô thí nghiệm đều có sự sai khác đáng kể ở giai đoạn bắt đầu thí nghiệm tới 48 ngày nuôi và tính cả giai đoạn thí nghiệm (P < 0,05), tiêu tốn thức ăn/kg tăng trọng ở lô 2 và 3 thấp hơn hẳn so với lô 1 (tương ứng 2,66 và 2,70 kg so với 2,99 kg) Nhưng khi xét giai đoạn từ 49 ngày nuôi tới lúc kết thúc thì không thấy sự khác nhau về chỉ tiêu này giữa các lô thí nghiệm (P > 0,05) (dao động từ 2,73 đến 2,90 kg TA/kg tăng trọng)

Đồ thị 1 Ảnh hưởng của việc sử dụng nước xả KSH đến tiêu tốn thức ăn

Đồ thị 2 Ảnh hưởng của việc sử dụng nước xả KSH đến tăng trọng BQ

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Bắt đầu - 48 ngày 49 ngày - kết thúc Cả giai đoạn TN

Lô 1 (ĐC) Lô 2 Lô 3

100

200

300

400

500

600

700

800

Lô 1 (ĐC) Lô 2 Lô 3

5.1.6 Sức khoẻ của đàn lợn thí nghiệm

Nhìn chung trong suốt giai đoạn thí nghiệm, đàn lợn có sức khoẻ tốt, không

có biểu hiện sự khác nhau giữa lô đối chứng và lô thí nghiệm có bổ sung nước xả khí sinh học 9 con lợn lấy ngẫu nhiên từ 3 lô thí nghiệm được khảo sát và các mẫu gan, thận, tim, phổi, dạ dày và ruột đem kiểm tra các chỉ tiêu thú y và kết quả cho thấy các mẫu đều không có biểu hiện các triệu chứng của các bệnh hô hấp và ký sinh trùng đường ruột Tuy nhiên, ở đầu giai đoạn thí nghiệm từ 49 ngày nuôi đến lúc kết thúc, đã có 1 con lợn ở lô 2 bị điện giật gây tổn thương vùng xương hông và phải đem giết thịt

5.1.7 Chất lượng thịt nạc và hàm lượng kim loại nặng trong thịt nạc

9 mẫu thịt nạc mông của 9 con lợn lấy ngẫu nhiên từ 3 lô đã được đánh giá

về màu sắc và mùi vị Kết quả cho thấy tất cả các mẫu thịt có màu sắc, mùi vị đặc trưng của thịt lợn và giữa các lô không có sự sai khác Hàm lượng vật chất khô, protein và các axit amin được trình bày ở bảng 9 Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng vật chất khô, protein và các axit amin giữa các lô là tương tự như nhau (khoảng 29% VCK, 21% protein và các axit amin dao động khoảng từ 0,6 đến 2,6%)

Bảng 9: Ảnh hưởng của nước xả KSH đến thành phần dinh dưỡng của thịt (%

ở dạng tươi)

Axit amin cần thiết