ảnh hưởng của bổ sung nguồn thức ăn sẵn có tại địa phương để võ béo bò thịt nuôi ở sơn la

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ACIAR Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế Australia ADF Xơ không tan trong môi trường axit AXBBH axit béo bay hơi

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình, đồ thị vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract ix

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 3

2.1.1 Đặc điểm cơ bản về tiêu hoá ở dạ cỏ của động vật nhai lại 3

2.1.2 Quá trình tiêu hóa thức ăn và trao đổi chất trong dạ cỏ của loài nhai lại 5

2.1.3 Quá trình tổng hợp vi sinh vật trong dạ cỏ 9

2.2 Giá trị dinh dưỡng của rơm 13

2.3 Thành phần hóa học và cấu trúc của rơm 14

2.4 Các phương pháp xử lý rơm 17

2.4.1 Phương pháp xử lý vật lý 18

2.4.2 Xử lý sinh vật học 19

2.4.3 Xử lý hoá học 20

2.5 Tác động của kiềm hóa rơm bằng urê đến thành phần hóa học của rơm 25

2.5.1 Bẻ gãy những liên kết este 25

2.5.2 Hoà tan từng phần hemixenluloza, xenluloza và lignin 26

2.6 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc nhai lại ở việt nam 27

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 30

3.2 Thời gian nghiên cứu 30

3.3 Đối tượng nghiên cứu 30

3.4 Nội dung nghiên cứu 30

3.5 Phương pháp nghiên cứu 31

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 35

Phần 4 Kết quả và thảo luận 37

4.1 Kết quả khảo sát hiện trạng chăn nuôi trâu bò và tình hình sử dụng phụ phẩm nông ngiệp trong chăn nuôi trâu bò tại khu vực nghiên cứu 37

4.1.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp của hai huyện Mai Sơn và huyện Thuận Châu 37

4.1.2 Biến động đàn trâu bò của hai huyện trong một số năm gần đây 41

4.1.3 Quy mô chăn nuôi trâu bò 42

4.1.4 Phương thức chăn nuôi trâu bò 44

4.1.5 Ước tính tiềm năng phụ phẩm nông nghiệp có thể sử dụng trong chăn nuôi trâu bò 45

4.2 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến sinh trưởng của bò thí nghiệm 46

4.2.1 Đánh giá chất lượng cảm quan của rơm ủ urê 46

4.2.2 Giá trị dinh dưỡng của thức ăn tinh và rơm ủ urê 49

4.2.3 Khối lượng và khả năng tăng trọng của bò trong thời gian thí nghiệm 50

4.2.4 Khả năng thu nhận thức ăn của đàn bò thí nghiệm 53

4.3 Xác định hiệu quả kinh tế khi bổ sung rơm ủ urê trong chăn nuôi bò thịt 58

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 61

5.1 Kết luận 61

5.2 Kiến nghị 61

Tài liệu tham khảo 62

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

ACIAR Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp quốc tế Australia ADF Xơ không tan trong môi trường axit

AXBBH axit béo bay hơi

ATP Phân tử mang năng lượng

DM Vật chất khô của thức ăn

ERDP Tỷ lệ protein phân giải ở dạ cỏ

ME Năng lượng trao đổi

NDF Xơ không tan trong môi trường trung tính

NPN Nitơ phi protein

TND Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của một số loại rơm khô ở Việt nam 14

Bảng 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 32

Bảng 3.2 Thành phần các loại thức ăn tinh bổ sung 32

Bảng 4.1 Cơ cấu cây trồng chính của huyện Mai Sơn và huyện Thuận Châu năm 2014 37

Bảng 4.2 Số lượng đàn gia súc, gia cầm của huyện Mai Sơn và Thuận Châu từ 2010 - 2014 39

Bảng 4.3 Số lượng và tốc độ phát triển đàn trâu bò của hai huyện Mai Sơn và huyện Thuận Châu trong các năm 2010 đến 2014 41

Bảng 4.4 Quy mô chăn nuôi trâu bò của các xã điều tra 43

Bảng 4.5 Phương thức chăn nuôi trâu bò tại xã Long Hẹ và xã Tà Hộc 44

Bảng 4.6 Khối lượng phụ phẩm từ trồng trọt của Mai Sơn và Thuận Châu năm 2014 45

Bảng 4.7 Một số đặc điểm cảm quan của rơm ủ urê qua các thời gian 47

Bảng 4.8 Giá trị dinh dưỡng của thức ăn bổ sung 49

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của bổ sung thức ăn đến tăng trọng của bò thí nghiệm 50

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của bổ sung đến khả năng thu nhận thức ăn của bò thí nghiệm 54

Bảng 4.11 Ước tính hiệu quả sau ba tháng vỗ béo bò 59

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Sơ đồ 2.1 Tiêu hoá prôtein và carbohydrate trong dạ cỏ 5

Sơ đồ 2.2 Quá trình chuyển hoá hợp chất chứa nitơ trong dạ cỏ của gia súc nhai lại 8

Sơ đồ 2.3 Các chất dinh dưỡng cần thiết cho tổng hợp VSV dạ cỏ 9

Hình 4.1 Điều tra, phỏng vấn người dân 40

Hình 4.2 Đàn bò tại xã Tà Hộc 40

Hình 4.3 Đàn bò tại xã Long Hẹ 40

Hình 4.4 Rơm sau thu hoạch của người dân 40

Hình 4.5 Rơm phơi để ủ urê 48

Hình 4.6 Cân rơm ủ 48

Hình 4.7 Bao rơm ủ Urê 48

Hình 4.8 Rơm Ủ Urê sau 30 ngày 48

Hình 4.9 Rơm Ủ Urê sau 60 ngày 49

Hình 3.10 Kiểm tra rơm ủ urê cho bò ăn 49

Hình 4.11 Tăng trọng của bò thí nghiệm 53

Hình 4.12 Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến ME, DM ăn vào và FCR của bò 57

Hình 4.13 Bò ăn rơm ủ urê 58

Hình 4.14 Cân bò ở xã Tà hộc 58

Hình 4.15 Cân bò thí nghiệm tại xã Long Hẹ 58

Hình 4.16 Hiệu quả kinh tế của thức ăn bổ sung cho bò 60

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Nguồn phụ phẩm nông nghiệp tại các địa phương rất lớn, đây là một trong những nguồn thức ăn quan trọng, tuy nhiên khả năng tận dụng phụ phẩm cho chăn nuôi còn hạn chế Việc xử lý phụ phẩm chế biến làm thức ăn bổ sung cho bò sẽ giải quyết được vấn đề thức ăn trong chăn nuôi Thí nghiệm tiến hành 15 con bò vàng địa phương giai đoạn 15 tháng tuổi có khối lượng trung bình từ 130 – 132 kg Bố trí thí nghiệm theo

mô hình khối ngẫu nhiên đầy đủ với 3 công thức thí nghiệm: CT 1: Đối chứng Chăn thả không bổ sung thức ăn; CT2: Thí nghiệm chăn thả + bổ sung rơm ủ urê ăn tự do; CT3 Thí nghiệm chăn thả + bổ sung rơm ủ urê ăn tự do + thức ăn tinh tại chuồng (tương đương 0,5% khối lượng cơ thể) Kết quả cho thấy rơm ủ urê và rơm ủ urê kết hợp với thức ăn tinh có ảnh hưởng tích cực đến tăng trọng và FCR của bò nuôi vỗ béo ADG và FCR của bò nuôi vỗ béo bình quân trong 3 công thức thí nghiệm: 1, 2 và 3 tương ứng là: 0,168 - 24,76; 0289 - 16,27 và 0,300 kg / con / ngày - 8,48 kg DM / kg tăng trọng

THESIS ABSTRACT

The source of locally agricultural by-products is very high potential, however, the utilization of these products for livestock is limited Treated by-products can be used as feed supplementation has solved the problem in livestock feed shortage Fifteen growing bulls of yellow cattle local weighing 130 – 132kg and at 15 months of agewere used in a completely randomized block designed experiment (3 blocks, each of flive animals) Three treatment in this experiment included: treatment 1: grazing only; treatment 2: grazing plus urea treated rice and treatment 3: grazing plus urea treated rice straw and concentrate (5% of body weight) It was revealed that supplementation of urea treated rice straw and urea treated rice straw plus concentrate had a positive influence on growth rate and FCR of cattle ADG and FCR of cattle in treatments 1, 2

and 3 were 0,168 – 24,76 ; 0,289 – 16,27 and 0,300 g/head /day – 8,48 kg DM/kg gain

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp phát triển, dân số sống chủ yếu

ở nông thôn Nguồn thu nhập chính của nông dân là các sản phẩm của chăn nuôi

và trồng trọt Trong đó, chăn nuôi nói chung và chăn nuôi trâu bò nói riêng đã và đang góp phần quan trọng làm tăng giá trị sản xuất nông nghiệp, đồng thời nâng cao nguồn thu nhập cho người chăn nuôi

Trong những năm gần đây chăn nuôi đại gia súc đang phát triển mạnh mẽ

ở khắp các tỉnh thành trong cả nước đặc biệt là vùng núi Tây Bắc nói chung và tỉnh Sơn La nói riêng, tổng đàn trâu bò của tỉnh Sơn La năm 2014 là 367.120 con (Tổng cục thống kê, 2014) Chăn nuôi gia súc đã mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nông dân, giúp người dân Tây Bắc xóa đói nghèo và nâng cao chất lượng cuộc sống chăn nuôi trâu bò phát triển mạnh những năm gần đây

Theo số liệu thống kê, mặc dù là miền núi khó khăn nhưng năm 2014, tỉnh Sơn La đã sản xuất được 657.660 tấn ngô và 183.330 tấn lúa (Niên giám thống

kê, 2014) Như vậy, nguồn phụ phẩm trồng trọt có thể sử dụng nuôi bò tương đối phong phú Tuy nhiên, do đặc điểm của phụ phẩm trồng trọt thường có hàm lượng protein và khoáng chất thấp, khả năng tiêu hóa thấp do lượng xơ cao, carbohydrate hòa tan thấp (Preston and Leng, 1987; Sundstol, 1988a), vì vậy, để

sử dụng hiệu quả phụ phẩm trong khẩu phần thường phải bổ sung thức ăn giàu năng lượng (ngũ cốc, rỉ mật, khô dầu) hoặc thức ăn giàu protein (đậu tương, bột cá) Hơn nữa, người chăn nuôi chưa có tập quán sử dụng phụ phẩm nông nghiệp

để nuôi bò, chủ yếu dựa vào nguồn thức ăn trên bãi chăn hoặc triền đồi và bìa rừng Do giao đất và giao rừng cho các hộ gia đình nên việc chăn thả trâu bò trên đồng bãi cũng ngày càng hạn chế, đặc biệt quan trọng hơn là người dân chưa chú trọng đến dự trữ thức ăn cho bò mùa đông Trong khi các nguồn phụ phẩm nông nghiệp không được người nông dân tận dụng lại bị bỏ phí trên đồng ruộng hoặc đốt đi gây ô nhiễm môi trường và rất lãng phí

Xuất phát từ vấn đề trên, việc xây dựng các khẩu phần chi phí thấp từ các nguồn thức ăn sẵn có tại địa phương để nuôi vỗ béo bò thịt là yêu cầu cần thiết nhằm giúp người chăn nuôi tăng thêm thu nhập đồng thời đảm bảo nông nghiệp

phương, tổ chức ACIAR (Úc) đã tài trợ dự án "Khắc phục các trở ngại về kỹ

thuật và thị trường để chăn nuôi bò thịt có lãi tại vùng Tây Bắc Việt Nam" Trên

cơ sở các nội dung dự án chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ảnh hưởng của

bổ sung nguồn thức ăn sẵn có của địa phương để vỗ béo bò thịt ở Sơn La”, đã

được triển khai những đánh giá một số giải pháp nâng cao khả năng bảo quản và chế biến rơm lúa trên cơ sở tận dụng nguồn phụ phẩm sẵn có tại địa phương để

vỗ béo bò thịt

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Đánh giá được hiện trạng sử dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp trong chăn nuôi bò thịt tại vùng nghiên cứu

- Đánh giá được khả năng bảo quản và mức độ cải thiện giá trị dinh dưỡng, tăng tỷ lệ tiêu hoá và bổ sung N của rơm bằng cách ủ urê

- Đánh giá được hiệu quả của việc bổ sung thức ăn đến chăn nuôi bò thịt

1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN

có hiệu quả nâng cao khả năng sử dụng rơm làm thức ăn cho trâu bò

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

2.1.1 Đặc điểm cơ bản về tiêu hoá ở dạ cỏ của động vật nhai lại

Động vật nhai lại được xem là xã hội cộng sinh giữa gia súc và vi sinh vật (VSV), nhờ vậy mà nó có khả năng sống và phát triển dựa vào khẩu phần thức ăn giàu xơ (Brockman, 1993) Các nguồn phụ phẩm nông nghiệp và các loại thức ăn giàu xơ khác mà con người và động vật dạ dày đơn không thể sử dụng vẫn có thể được xem là nguồn thức ăn có giá trị cho gia súc nhai lại, chúng có khả năng tổng hợp các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho con người từ các loại thức

ăn có giá trị thấp Nhờ vậy, gia súc nhai lại có tiềm năng lớn để cải thiện cuộc sống con người (Beever, 1993)

Quá trình lên men và trao đổi chất trong dạ cỏ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng, protein cho gia súc nhai lại, tham gia điều khiển lượng thức ăn ăn vào và ảnh hưởng sâu sắc đến sức sản xuất của gia súc

Quá trình trao đổi chất trong dạ cỏ bao gồm hai quá trình chính:

- Sự phân huỷ các thành phần thức ăn bởi VSV (chủ yếu là carbohydrates và các hợp chất chứa nitơ)

- Quá trình tổng hợp các đại phân tử cho sinh khối VSV (chủ yếu là protein, axít nucleic và lipid)

Cả hai quá trình trên đều chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc khẩu phần, tốc độ chuyển dời các tiểu phần thức ăn ở các túi dạ dày trước

Dạ cỏ gia súc nhai lại có dung tích lớn và môi trường thuận lợi cho VSV yếm khí sống và phát triển VSV dạ cỏ đóng góp vai trò đặc biệt vào quá trình trao đổi chất dinh dưỡng của vật chủ, nó có các enzyme phân huỷ liên kết β

- glucosid nằm trong vách tế bào thực vật và có khả năng tổng hợp đại phân tử protein từ N-NH3

Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào, vi sinh vật dạ cỏ, các sản phẩm trao đổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào dạ cỏ Đây là một hệ sinh thái phức hợp trong đó liên tục có sự tương tác giữa thức ăn, hệ vi sinh vật và động vật chủ

Môi trường dạ cỏ với các đặc điểm thiết yếu cho sự lên men: độ ẩm cao: 85-90%; pH dao động khoảng 6,4-7,0 luôn luôn được đệm bởi bicarbonate và phosphates của nước bọt, nhiệt độ khá ổn định 38 - 420C và là môi trường yếm khí Các chất chứa luôn luôn được nhào trộn bởi sự co bóp của dạ cỏ, nhờ vậy dinh dưỡng được lưu thông liên tục, sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ra khỏi dạ cỏ và các cơ chất được nạp vào thông qua thức ăn Có sự chế tiết vào dạ

cỏ những chất cần thiết cho vi sinh vật phát triển và khuếch tán ra ngoài những sản phẩm tạo ra trong dạ cỏ Điều này làm cho áp suất thẩm thấu của dạ cỏ luôn

ổn định Thời gian thức ăn tồn lưu trong dạ cỏ kéo dài tạo điều kiện cho vi sinh vật công phá Những điều kiện đó là lý tưởng cho sự phát triển của VSV dạ cỏ Điều này được đánh giá bởi sự phong phú về chủng loại và mật độ VSV Nước bọt đổ vào dạ cỏ liên tục và duy trì thức ăn ở dạng lỏng, tạo thuận tiện cho VSV tiêu hoá thức ăn Cộng đồng VSV cũng ảnh hưởng đến lượng tiết nước bọt Các chất khí mà chủ yếu là khí CO2 và khí CH4 là sản phẩm trao đổi cuối cùng của quá trình lên men dạ cỏ Hầu hết các chất khí được thải ra ngoài thông qua quá trình ợ hơi

Sự vận chuyển sản phẩm cuối cùng ra khỏi dạ cỏ có ảnh hưởng to lớn đến

sự cân bằng sinh thái trong dạ cỏ và vì thế nó biến dạ cỏ thành môi trường lên men liên tục Các vật liệu đã được biến hóa và sinh khối VSV được thường xuyên chuyển xuống phần dưới đường tiêu hóa Vì vậy, số lượng VSV luôn luôn duy trì ở mức ổn định Vận tốc di chuyển chất chứa dạ cỏ xuống ruột là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình tiêu hóa dạ cỏ và nó được xác định bởi một

số yếu tố như: dung tích dạ cỏ, nhu động dạ cỏ, lượng thức ăn ăn vào và quá trình lên men

Hệ sinh vật dạ cỏ rất phức tạp và phụ thuộc nhiều vào khẩu phần thức

ăn Năm 1941 những công trình nghiên cứu đầu tiên về vi sinh vật dạ cỏ đến nay

đã có tới hơn 200 loài vi sinh vật dạ cỏ được mô tả và ít nhất có 20 loài protozoa

đã được xác định Vi sinh vật dạ cỏ bao gồm: vi khuẩn, nấm, protozoa, mycoplasma, các loại virus và thể thực khuẩn Mycoplasma, virus và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu hoá xơ Quần thể vi sinh vật dạ

cỏ có sự biến đổi theo thời gian và phụ thuộc vào tính chất của khẩu phần ăn Mật độ vi khuẩn, protozoa và nấm theo thứ tự biến động trong khoảng 109 - 1010,

105 - 106, 103 - 105 trong 1 ml dịch dạ cỏ Hệ vi sinh vật dạ cỏ đều là vi sinh vật

dinh dưỡng Gia súc nhai lại được thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng nhờ vào các sản

phẩm của quá trình lên men trong dạ cỏ tế bào vi sinh vật; a xít béo bay hơi

(AXBBH) và trong một số trường hợp từ các chất dinh dưỡng thoát qua Thành

phần của tế bào vi sinh vật dạ cỏ tương đối ổn định: Protein thực: 32-42%; các

phân tử nhỏ chứa nitơ: 10%; axit nucleic: 8%; Lipid: 11-15%; Polysaccharide:

17%; khoáng: 13%

2.1.2 Quá trình tiêu hóa thức ăn và trao đổi chất trong dạ cỏ của loài

nhai lại

Quá trình tiêu hoá thức ăn và trao đổi chất trong dạ cỏ được (Preston and

Leng, 1991) đưa mô hình tổng quát như sau (sơ đồ 2.1)

Tinh bột đường, xơ Prôtein

Peptides

Axit amin

Vi sinh vật

AXBBH + CO2 + CH4 NH3

Sơ đồ 2.1 Tiêu hoá prôtein và carbohydrate trong dạ cỏ

Thức ăn vào dạ cỏ là nguồn cơ chất cho quá trình lên men bởi vi sinh

vật, phần không được lên men sẽ chuyển qua dạ tổ ong, múi khế, một phần

tiềm tàng cho quá trình lên men được thoát qua quá trình lên men dạ cỏ

Lượng thoát qua tùy thuộc vào mức độ nuôi dưỡng Lượng thoát qua tăng lên

khi lượng thức ăn ăn vào tăng và kích thước thức ăn nhỏ Tốc độ chuyển dời

thức ăn trong dạ cỏ tăng lên ở thức ăn dạng lỏng hơn thức ăn dạng cứng

Vì sự vắng mặt ôxy trong các dạ trước nên vi sinh vật có thể giải phóng một

1 phân tử glucoza Sự phát triển vi sinh vật không chỉ cần năng lượng mà chúng còn cần nguồn nitơ, khoáng cho quá trình tổng hợp sinh khối

Các thành phần dinh dưỡng quan trọng trong thức ăn của gia súc nhai lại bao gồm: Carbohydrates, hợp chất chứa nitơ và lipít Các quá trình trao đổi chất của từng thành phần dinh dưỡng được tổng hợp như sau:

2.1.2.1 Tiêu hoá carbohydrates (CHO)

Carbohydrates chiếm khoảng 70 - 80% vật chất khô trong khẩu phần gia súc nhai lại và được phân chia thành CHO cấu trúc và CHO phi cấu trúc của vách tế bào thực vật (Van Soest, 1994) Loại CHO không có cấu trúc bao gồm: đường, tinh bột và pectins Các loại đường tự do hoặc là carbohydrates hòa tan là những đường đơn hay đường đa chứa 2 đến 6 phân tử glucoza Pectin là phần liên kết với vách tế bào thực vật nhưng không liên kết với phần đã lignin hóa ở vách tế bào Carbohydrates cấu trúc bao gồm xenluloza, hemixenluloza và phenolic lignin Những thành phần này nằm ở vách tế bào thực vật và không hòa tan trong dung dịch trung tính Carbohydrates cấu trúc bao gồm phần không hòa tan có thể tiêu hóa và phần không tiêu hóa được

Quá trình lên men carbohydrates cấu trúc bắt đầu sau pha chậm Trong pha chậm này vi khuẩn bám chặt vào các thành phần không hòa tan của thức ăn và các men được tổng hợp Một lượng nhỏ carbohydrates hòa tan trong khẩu phần

có vai trò thúc đẩy quá trình phân giải carbohydrates không hòa tan bằng cách thúc đẩy sự tăng sinh khối vi khuẩn

Carbohydrates phi cấu trúc không đòi hỏi pha chậm và quá trình lên men với tốc độ nhanh, diễn ra ngay sau khi ăn vào Đường tự do được xem như lên men ngay lập tức Mặc dù tỷ lệ phân giải tiềm tàng cao, nhưng một số carbohydrates như là tinh bột, fructosans được thoát qua dạ cỏ Nhìn chung khoảng 90% của tổng số xenluloza, hemixenluloza, pectic và đường tự do tiêu hoá được phân giải ở dạ cỏ, phần còn lại được tiêu hóa ở manh tràng

Sản phẩm của quá trình lên men được hấp thu ở dạ cỏ là các axít béo bay hơi (AXBBH), chủ yếu là axít acetic, propionic và butyric Tỷ lệ giữa các axít này tùy thuộc rất lớn vào cấu trúc khẩu phần ăn Ngoài ra quá trình lên men còn tạo ra các loại khí: carbonic, metan

Các axit béo bay hơi sản sinh trong quá trình lên men ở dạ cỏ được hấp thu vào máu qua vách dạ cỏ Đó chính là nguồn năng lượng cho động vật

nhai lại, nó cung cấp khoảng 70 - 80% tổng số năng lượng được hấp thu bởi gia súc nhai lại ATP cũng được hình thành trong quá trình lên men carbohydrates Sự sinh trưởng của VSV dạ cỏ phụ thuộc rất lớn vào nguồn cung cấp năng lượng này

2.1.2.2 Chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ

Hợp chất chứa nitơ trong thức ăn của gia súc nhai lại bao gồm: protein thực và nitơ phi protein (NPN) Protein thô có thể được phân thành loại hòa tan và loại không hòa tan Cũng giống như carbohydrates, protein thô loại hòa tan được phân giải hầu như hoàn toàn và ngay lập tức sau khi ăn vào Loại protein không hòa tan chứa cả phần được phân giải và phần không được phân giải ở dạ cỏ

Theo (NRC, 2001) protein thô có thể phân chia thành 3 thành phần như sau: protein hòa tan, protein có tiềm năng phân giải và protein không phân giải trong dạ cỏ (RUP) Protein hòa tan và protein có tiềm năng phân giải trong dạ cỏ

là khác nhau về đặc điểm phân giải nhưng có thể được xếp vào một nhóm là protein phân giải dạ cỏ (RDP) Như vậy sẽ có loại protein phân giải nhanh, trung bình và chậm Tốc độ phân giải tùy thuộc vào đặc điểm của thức ăn, hoạt động phân giải của VSV và môi trường dạ cỏ

Cả vi khuẩn, protozoa, nấm dạ cỏ đều tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất chứa ni tơ Tuy vậy, vi khuẩn dạ cỏ là thành phần quan trọng nhất trong quá trình tiêu hoá Khoảng 30-50% loài vi khuẩn được phân lập từ dạ cỏ

là có khả năng phân giải protein và đóng góp hơn 50% hoạt động phân giải protein trong dạ cỏ Khả năng phân giải protein của protozoa cao hơn vi khuẩn song chỉ có khoảng 10-20% protozoa hoạt động phân giải protein (Nugent and Mangan, 1981)

Quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ trong dạ cỏ của gia súc nhai lại có thể được tóm tắt qua sơ đồ 2.2

Protein không bị phân giải ở dạ cỏ (escaped protein) là loại protein có nguồn gốc từ thức ăn không phân giải bởi VSV dạ cỏ và được tiêu hoá ở ruột Trong loại này có thành phần dễ bị phân giải song do có tốc độ chuyển dời nhanh, không đủ thời gian cho VSV tấn công

Tiêu hoá ở ruột non Nước tiểu

Sơ đồ 2.2 Quá trình chuyển hoá hợp chất chứa ni tơ trong dạ cỏ

của gia súc nhai lại

2.1.2.3.Quá trình chuyển hoá lipid trong dạ cỏ

Lipid trong thức ăn của gia súc nhai lại thường có hàm lượng thấp Trong các loại cỏ và các loại hạt ngũ cốc hàm lượng lipid chỉ có khoảng 4-6% Tuy nhiên, trong nhiều loại hạt chứa dầu cao làm thức ăn bổ sung cho gia súc nhai lại

có chứa hàm lượng lipid cao tới 36% như hạt lanh (Bo Gohl, 1975) Các dạng lipid là triglycerid, galactolipid (thành phần chính lipid trong các loại thức ăn xơ)

và phospholipid Enzyme của cây cỏ và vi khuẩn đều liên quan đến quá trình phân giải lipid Có nhiều bằng chứng rõ ràng của quá trình trao đổi lipid diễn ra ở

dạ cỏ là phản ứng phân giải lipid, quá trình hydrogen hoá của các axít béo không

bọt

Gan

NH3->Urê

Thận

hydrogen hoá trước để tạo thành phân tử axít monoenoic và cuối cùng tạo thành axít stearic Quá trình này được thực hiện chủ yếu bởi vi khuẩn (Jenkins, 1993)

Một vấn đề quan trọng nữa là nếu hàm lượng lipid cao trong khẩu phần của gia súc nhai lại làm giảm quá trình tiêu hoá vách tế bào thực vật vì nó tạo ra ảnh hưởng âm tính đến khu hệ vi sinh vật dạ cỏ, ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân lipid và quá trình no hoá các axít béo Nhiều ý kiến cho rằng mức độ cao

của lipid trong khẩu phần có thể gây độc cho protozoa trong dạ cỏ (Armentano et

al., 1993)

2.1.3 Quá trình tổng hợp vi sinh vật trong dạ cỏ

Protein vi sinh vật dạ cỏ có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng gia súc nhai lại Nó chứa khoảng 50-75% protein thực được hấp thu ở ruột non

và vì vậy cung cấp một lượng lớn amino axít cho vật chủ (Preston and Leng, 1991) Quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ có thể được tóm tắt qua sơ đồ 2.3

Protein

vi sinh vật

Như vậy, protein vi sinh vật cung cấp cho vật chủ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như là: hiệu quả tổng hợp tế bào vi sinh vật, lượng chất hữu cơ bị phân giải ở dạ cỏ, lượng vi sinh vật trôi xuống phần sau của ống tiêu hoá Bauchop và Elsden, (1960) đề nghị để diễn tả hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật

là Y ATP, có nghĩa là số gam vật chất khô vi sinh vật được sản xuất trên 1 phân

tử gam ATP có sẵn Hiệu suất tổng hợp protein vi sinh vật (eMCP) và lượng protein sẵn có được tiêu hoá ở ruột non khác nhau đáng kể ở các khẩu phần ăn

khác nhau Poppi et al (1997) cho biết eMCP giá trị thấp khoảng 33 g MCP/kg

chất hữu cơ tiêu hoá (DOM) ở cỏ khô nhiệt đới chất lượng thấp, đối với cỏ ôn đới chất lượng cao giá trị eMCP là 215 g/kg DOM Giá trị eMCP của các hệ thống nuôi dưỡng gia súc hiện tại trong khoảng 130 đến 162 gMCP/kgDOM Hiệu suất sinh tổng hợp cũng chịu ảnh hưởng bởi môi trường lý, hoá dạ cỏ như tốc độ pha loãng, áp suất thẩm thấu, pH, khả năng đệm (Satter, 1986)

Quá trình tổng hợp protein của vi sinh vật dạ cỏ chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố Một số yếu tố cơ bản sau đây đã ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật và ảnh hưởng đến hiệu quả chăn nuôi gia súc nhai lại

2.1.3.1 Ảnh hưởng của hợp chất chứa nitơ đến sinh tổng hợp protein vi sinh vật

Nguồn nitơ chính cho quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật trong dạ

cỏ là amoniac, vì vậy đảm bảo nồng độ amoniac thích hợp trong dạ cỏ để cung cấp nguồn nitơ cho sinh trưởng của vi sinh vật được xem là ưu tiên số một nhằm tối ưu hoá quá trình lên men thức ăn Amoniac có thể là nguồn nitơ duy nhất cho sinh tổng hợp protein và các hợp chất chứa nitơ khác ở vi khuẩn dạ cỏ (Nolan and Leng, 1972) Vi khuẩn có khả năng tổng hợp tất cả các axit amin từ sản phẩm cuối cùng và sản phẩm trao đổi trung gian của quá trình phân giải carbohydrates, protein hoặc là NPN (sơ đồ 2.3) Nhiều tài liệu cho rằng 80 - 82% các loại vi khuẩn dạ cỏ có khả năng tổng hợp protein từ amoniac

(Maeng et al., 1976) Nồng độ NH3 trong dạ cỏ có ảnh hưởng sâu sắc đến cả quá trình phân giải và tổng hợp sinh khối vi sinh vật Các loài phân giải xenluloza có thể sử dụng ammoniac cho quá trình tổng hợp axit amino, tuy nhiên đòi hỏi một số axít mạch nhánh

Nồng độ NH3 tối thiểu trong dịch dạ cỏ cho tối đa hiệu suất tổng hợp ni tơ

của vi sinh vật được ước tính trong tiêu hoá in vitro xấp xỉ 50mg/lit dịch dạ cỏ và trong tiêu hoá in vivo cũng rất khác nhau tuỳ thuộc khẩu phần ăn, trong khoảng 20-80mg/lít dịch dạ cỏ (Satter,1986) Pisulewski et al (1981) cho rằng tỷ lệ mất mát chất khô của cỏ khô Heterogen contortus cao nhất từ túi nylon khi nồng độ

NH3 trong dịch dạ cỏ là 45mg/lít Ngược lại, trong nghiên cứu của (Krebs and Leng, 1984) tỷ lệ mất mát chất khô cao nhất của vỏ trấu yến mạch và bông từ túi

ny lông khi nồng độ NH3 khoảng 130-210mg/lít dịch dạ cỏ của cừu được ăn rơm lúa (Perdok and Leng, 1990) cho rằng nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ tối thiểu

100mg/lít cho tới 200mg là có hiệu quả cao cho tổng hợp vi sinh vật Mehrez et

al. (1977) đề nghị nồng độ tối thiểu NH3 trong dịch dạ cỏ cừu ăn hạt lúa mạch cho tối đa phân giải chất khô ở dạ cỏ là 200-270mg/lít Theo (Harrison and McAllan, 1980), nồng độ NH3 tối thiểu trong dịch dạ cỏ là 50 - 100 mg/lít dịch

dạ cỏ Theo (Preston and Leng, 1991) nồng độ NH3 thích hợp trong dạ cỏ là 50 -

250 mg/lít dịch dạ cỏ Nồng độ NH3 tối thiểu trong dịch dạ cỏ rất khác nhau và tuỳ thuộc vào nguồn thức ăn xơ cho quá trình tiêu hoá Tuy nhiên, nồng độ NH3

cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật phụ thuộc rất lớn vào pH dịch dạ cỏ, vì thế có sự liên quan tỷ lệ NH3/NH4+; pH dạ cỏ thường ổn định trong khoảng 6,5 -7 khi gia súc được nuôi khẩu phần thức ăn xơ thô không được bổ sung thức ăn tinh, pH dịch dạ cỏ sẽ thấp xuống khi gia súc được bổ sung thức ăn tinh vào khẩu phần Visek, (1968) chỉ ra rằng ion NH4+ là dạng chính của ammoniac cho quá trình sinh tổng hợp protein của vi sinh vật và có thể kết luận rằng nồng độ NH4+ tăng lên khi pH dịch dạ cỏ giảm xuống

Nguồn nguyên liệu sẵn có cho sự tổng hợp sinh khối vi sinh vật chịu ảnh hưởng lớn bởi số lượng và bản chất hoá học của nitơ trong khẩu phần ăn gia súc Amoniac đóng vai trò quan trọng cho sinh khối vi sinh vật, song các đoạn peptid

và amino axít có thể tham gia 20-60% nhu cầu nitơ cho vi sinh vật dạ cỏ (Nolan and Leng, 1972) Nhiều loại vi khuẩn thích sử dụng peptid hơn amino axít

và vì thế nhu cầu ATP cho sinh tổng hợp protein giảm xuống

2.1.3.2 Ảnh hưởng của năng lượng đến sinh tổng hợp protein vi sinh vật

Giống như các sinh vật khác, vi sinh vật dạ cỏ cũng cần năng lượng cho duy trì và sinh trưởng Trong dạ cỏ nguồn năng lượng ở dạng ATP là sản phẩm của quá trình lên men carbohydrates

Quá trình tăng sinh khối vi sinh vật dạ cỏ đòi hỏi nguồn năng lượng và

nguyên liệu ban đầu cho các phản ứng sinh hóa tổng hợp nên các đại phân tử Trong đó quan trọng nhất là protein, axit nucleic, polysaccarides và lipid Các vật chất ban đầu và năng lượng cho quá trình phát triển của vi sinh vật được sinh ra

từ quá trình phân giải vật chất trong dạ cỏ Sự phát triển của khu hệ sinh vật dạ

cỏ tùy thuộc rất lớn vào nguồn năng lượng sẵn có như ATP cho các phản ứng sinh hóa Vì vậy hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật được diễn đạt bằng gam VCK

vi sinh vật hoặc là protein vi sinh vật/đơn vị năng lượng sẵn có (Y ATP)

2.1.3.3 Ảnh hưởng của sự đồng bộ cung cấp năng lượng và protein đến quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật

Nhiều báo cáo cho rằng có ảnh hưởng của sự đồng bộ năng lượng và nitơ

cung cấp cho sinh trưởng vi sinh vật Sumsel et al (1994); Sinclair et al (1995))

quan sát thấy rằng sự đồng bộ giữa năng lượng và protein trong dạ cỏ đã làm tăng sản lượng protein vi sinh vật từ 11-12%

Nhiều nghiên cứu (Poppi and McLennan, 1997; Mupangwa et al., 2000)

các tác giả đều chỉ ra rằng hiệu quả tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ phụ thuộc rất lớn vào nguồn carbohydrates dễ lên men và sự đồng bộ giữa tốc độ hình thành ammonia và tốc độ lên men carbohydrates Tương tự như vậy sử dụng các đoạn peptid cho sinh tổng hợp protein vi sinh vật cũng phụ thuộc vào

nguồn carbohydrates dễ lên men sẵn có Russell et al (1992) cho rằng thiếu hụt

carbohydrates dễ lên men dẫn đến quá trình chuyển hoá các đoạn peptid thành ammonia thay vì sử dụng trực tiếp cho tổng hợp nên protein của vi sinh vật Smith and Oldham, (1983) cho rằng một lượng tinh bột nhỏ trong khẩu phần ăn

là rất cần thiết để tối ưu hiệu suất sinh trưởng của vi sinh vật Lượng carbohydrates dễ lên men này nhằm cung cấp năng lượng cho các phản ứng sinh hoá trong quá trình tổng hợp nên đại phân tử protein vi sinh vật

Tương tự như vậy, quá trình phân giải carbohydrates trong dạ cỏ cũng cần cung cấp đủ ammoniac Ví dụ để tiêu hoá ngô thì nồng độ ammoniac tối ưu sẽ là 61mg/lít dịch dạ cỏ và để tối ưu cho quá trình phân giải tinh bột cần nồng độ ammoniac là 235mg/lít Cung cấp đầy đủ nguồn protein dễ phân giải vào dạ cỏ luôn luôn nâng cao khả năng tiêu hoá carbohydrates và tăng hiệu suất tổng hợp protein vi sinh vật và kết quả là tăng sản lượng protein vi sinh vật (Hoover and Stokes, 1991) Vấn đề cũng cần quan tâm là các axít béo mạch nhánh cũng rất cần thiết cho tối ưu quá trình sinh trưởng cho một số loài vi khuẩn trong dạ cỏ

Nhiều tiêu chuẩn được áp dụng đảm bảo sự cân bằng năng lượng và ni tơ trong

dạ cỏ Để cho duy trì, tỷ lệ giữa protein phân giải dạ cỏ có hiệu quả (ERDP) và năng lượng trao đổi lên men (FME) nên là 9,0 g/MJ AFRC, (1993) Tuy vậy, để tối

đa hoá sản lượng vi sinh vật trong dạ cỏ, một sự cân bằng tối ưu giữa nitơ và năng lượng nên là 26,1gam N/kg chất hữu cơ phân giải dạ cỏ hoặc 25g N phân giải dạ cỏ (RDM)/kg RDOM (Czerkawski, 1986) hoặc 27 g RDN/kg RDOM

(Gunter et al, 1995)

2.2 GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA RƠM

Lúa nước (Oryza Sativa L) là một trong 3 loại ngũ cốc quan trọng nhất của

thế giới (lúa mì, ngô, lúa nước) Lúa nước được trồng nhiều ở vùng Đông Nam Á và

là cây lương thực chính của vùng này (FAO, 1983) Chính vì vậy, phụ phẩm của ngành trồng lúa là rơm chiếm một khối lượng rất lớn Tuy nhiên, chúng được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như: lợp nhà, đun nấu, làm chất độn chuồng, làm nấm, đốt tại ruộng làm phân và đặc biệt là làm thức ăn cho gia súc nhai lại

Thành tế bào thực vật trong rơm thường chiếm tỷ lệ cao (khoảng 70 – 80%), chúng không dễ dàng bị phân giải trong dạ cỏ, mặc dù gia súc nhai lại là động vật tiêu hoá xơ tốt nhất Khả năng sản xuất của gia súc nhai lại ở bất cứ khẩu phần thức ăn nào đều phụ thuộc vào khả năng cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cho khu hệ vi sinh vật trong dạ cỏ hoạt động cũng như cho vật chủ (Leng, 1985a) Vì lý do đó, khẩu phần ăn của gia súc nhai lại phải đảm bảo thoả mãn nhu cầu dinh dưỡng cho hai chỉnh thể thống nhất là vi sinh vật dạ cỏ và vật chủ Tuy nhiên, rơm đặc biệt là rơm lúa có giá trị dinh dưỡng thấp, nếu chỉ cho gia súc ăn rơm chưa được xử lý urê hoặc ammoniac và không có thức ăn bổ sung thì sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu duy trì

Hạn chế chính khi sử dụng rơm làm thức ăn cho gia súc là tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ và hàm lượng nitơ thấp Hai hạn chế này đã làm giảm tốc độ và khối lượng thức ăn ăn vào Nhằm tăng tỷ lệ và tốc độ tiêu hoá rơm trong dạ cỏ, cần phải bổ sung urê trực tiếp vào rơm hoặc kiềm hoá rơm bằng ammoniac trước khi cho ăn Xử lý rơm bằng ammoniac và bổ sung urê có cùng mục đích là bổ sung

NH3 cho hệ vi sinh vật dạ cỏ Thêm nữa, ammoniac tăng khả năng lên men hydratcacbon thông qua các quá trình hoá học

Nếu rơm là khẩu phần cơ sở thì năng suất gia súc nhai lại phụ thuộc vào tiêu hoá dạ cỏ Hiệu quả của quá trình lên men hay nói một cách khác là các sản

phẩm cuối cùng của quá trình lên men được sử dụng cho các chức năng sản xuất của vật chủ có thể được cải thiện thông qua việc bổ sung các chất dinh dưỡng bị thiếu trong các sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men, các chất bổ sung này

sẽ làm cho chất dinh dưỡng được hấp thu cân bằng hơn

Hàm lượng nitơ trong rơm rất thấp, lại khó tiêu hoá Hàm lượng hydratcabon vách tế bào của rơm cao và có thể được lên men, nhưng do các liên kết ở vách tế bào đặc biệt là với lignin đã làm giảm khả năng phân giải của vi sinh vật dạ cỏ Chính vì vậy, rơm trong dạ cỏ tiêu hoá với tốc độ rất chậm

2.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA RƠM

Rơm là loại thức ăn thô chất lượng thấp đặc trưng bởi hàm lượng xơ cao, nghèo protein, khoáng và vitamin

Vách tế bào chiếm khoảng 60 – 80% tổng hydratcabon trong rơm Thành

tế bào bao gồm xenluloza, hemixenluloza nhưng chúng liên kết chặt chẽ với lignin một cách bền vững Rơm lúa có thành phần hoá học tương tự như các loại rơm lúa mì khác nhưng hàm lượng silic và oxalat cao hơn

Theo Preston and Leng, (1991) thì rơm rạ bị hạn chế bởi 4 yếu tố sau:

− Tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng thấp

− Hàm lượng protein thấp

− Hàm lượng các chất khoáng thấp

− Không ngon miệng

Thành phần hoá học của một số loại rơm ở Việt nam được khảo sát, đánh giá và cho thấy lượng xơ thô giao động từ 29 – 32%; protein thô 4 – 7%, xơ thô

từ 29 – 31%; bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của một số loại rơm khô ở Việt nam

Đơn vị tính: %

Loại rơm VCK prôtêin thô Lipit thô Xơ thô DXKN Khoáng

Nguồn: Thành phần giá trị dinh dưỡng thức ăn gia súc gia cầm Việt Nam, 1995

Các thành phần xơ không có giá trị dinh dưỡng với động vật dạ dày đơn, nhưng lại có ý nghĩa quan trọng đối với động vật loài nhai lại Trong vách tế bào thực vật được cấu tạo chủ yếu là chất xơ gồm ba thành phần chính là xenluloza, hemixenluloza và lignin Theo Jackson, (1980) thì hàm lượng xenluloza trong VCK của chất xơ chiếm số lượng lớn nhất (từ 41,7% ở rơm lúa mùa đến 64,8% ở

cỏ bông) Mặt khác vách tế bào bị lignin hoá cao nên khó tiêu hoá đồng thời hàm lượng nitơ, khoáng, vitamin thấp nên hạn chế rất nhiều đến quá trình lên men của VSV ở dạ cỏ Một số tài liệu nghiên cứu cho biết đặc điểm cấu trúc và tính chất của chất xơ như sau:

Cấu trúc hoá học của phân tử xenluloza

- Xenluloza: là một dạng glucan và nó tồn tại ở hầu hết các loại cây, là thành phần của vách tế bào thực vật Phân tử mạch thẳng được tạo bởi β-D-glucose bằng liên kết β -1,4-glucozit Số lượng các đơn phân dao động từ 100 đến 4000 nên khối lượng phân tử của các xenluloza là rất lớn Theo nhiều tài liệu gần đây cho biết thì xenluloza gồm nhiều chuỗi thẳng khép nhau thành bó dài nhờ mạch nối hyđrôgen tạo thành các mixen bền vững Theo Lê Khắc Thận (1974) đây là loại polysacaride có độ bền hoá học cao, nó chỉ bị thuỷ phân bởi các axit mạnh, các enzym trong hạt nảy mầm, nấm, VSV mà không bị phân giải bởi các men tiêu hoá của động vật Trong dạ cỏ của động vật nhai lại, xenluloza tiêu hoá được nhờ có men xenlulaza do VSV sống cộng sinh trong dạ cỏ tiết ra tạo thành gluco hoặc lên men xenlubiaza tạo ra các axít béo bay hơi (axit acetic, axit propionic, axit butyric …)

- Hemixenluloza: hemixenluloza có cấu trúc nhỏ nằm trong vách tế bào, phần lớn nó liên kết chặt chẽ với lignin tạo ra phức hợp lignin - hemixenluloza

khó bị phân giải Chúng không hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong dung dịch kiềm, nó dễ bị thuỷ phân bởi axít hơn là kiềm Khi bị thuỷ phân từ hemixenluloza sẽ tạo ra glucoza, fructoza, mantoza, glactoza, xyloza (Lê Doãn Diên, 1975) Trong các phương pháp xử lý kiềm thành phần hemixenluloza rất dễ tách khỏi thành phần xenluloza và trở thành dễ hoà tan trong môi trường dạ cỏ, sau đó được lên men hình thành các axít béo bay hơi trong dạ cỏ của động vật nhai lại

Xenluloza và hemixenluloza ở dạng tinh khiết đều dễ tiêu hoá nhưng khi chúng liên kết với lignin tạo thành các phức chất bền vững, khó tiêu hoá

- Lignin là chất vô định hình không phải là một đơn chất mà là một polyme được liên kết với các polyme tự nhiên khác như: xenluloza, tinh bột, protein Theo dẫn liệu khác thì lignin thường liên kết với xenluloza và hemixenluloza bằng các mối nối este và hydro

Lignin luôn đi kèm với xenluloza và hemixenluloza trong vách tế bào Lignin

là một polimer của penyl propan kết hợp lại Lignin không hoà tan trong nước, dung môi hữu cơ bình thường, trong axit đậm đặc và rất bền với các enzym VSV

dạ cỏ Nhưng dưới tác dụng của dung dịch kiềm làm cho lignin bị phân giải và chuyển vào dung dịch

Theo Lehman (1994) trong vách tế bào rơm lignin liên kết với xenluloza và hemixenluloza bằng mạch nối ester và hydrogen Ngoài ra, lignin còn liên kết với protein bằng liên kết hoá trị Các liên kết hoá học trên bền trong môi trường dạ

cỏ nên đã làm giảm thấp tỷ lệ tiêu hoá và thành phân dinh dưỡng trong rơm (Nguyễn Trọng Tiến, 1991) Sự kết hợp chặt chẽ giữa lignin với xenluloza và hemixenluloza tạo thành phức chất lingo-xenluloza và hemixenluloza ngoài vách

tế bào làm cản trở rất lớn đến quá trình phân giải xenluloza và các chất chứa bên trong tế bào

Lignin hoá là giai đoạn cuối cùng của sự phát triển tế bào thực vật Mức độ lignin hoá cao làm cho thành tế bào thực vật trở nên cứng và bền vững, có ý nghĩa lớn đối với các cơ quan chống đỡ của thực vật gây khó khăn trong việc tiêu hoá xơ trong dạ cỏ loài nhai lại Chính mức độ lignin hoá là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng đến sự tiêu hoá xenluloza trong thực vật Thực vật càng già, hàm lượng lignin càng cao sự tăng hàm lượng lignin cùng với sinh trưởng của thực vật có thể làm giảm tỷ lệ tiêu hoá

xenluloza xuống còn 30 - 50%

Sự tăng hàm lượng lignin cùng với sự sinh trưởng của thực vật có thể làm giảm tỷ lệ tiêu hoá xenluloza còn 30-35% Mức giảm tỷ lệ tiêu hoá xenluloza ở gia súc lớn có sừng do lignin hoá được thấy rõ qua các dẫn liệu; nếu cỏ khô từ 10-15% lignin thì 12-18% polysaccarit tiềm tàng trở nên vô nghĩa với gia súc nhai lại vì VSV không tác dụng được lên polysaccarit

Kết quả nghiên cứu của một số tác giả như Lewis (1961), (Matto and Gupta, 1986) đã đưa ra phương trình biểu thị mối liên hệ giữa khả năng tiêu hoá VCK của loài nhai lại với hàm lượng lignin:

Y = 84,9 – 1,15X

Trong đó: Y là tỷ lệ tiêu hoá VCK

X là % lignin của xơ

Như vậy, khi hàm lượng lignin tăng 1% thì tỷ lệ tiêu hoá VCK giảm 1,15% Cho đến nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất về tỷ lệ tiêu hoá của lignin trong đường tiêu hoá của động vật nhai lại Matto and Gupta (1986) cho rằng tỷ

lệ tiêu hoá của lignin ở loài nhai lại là không đáng kể Tỷ lệ tiêu hoá lignin không lớn nên không có ý nghĩa thực tế Theo một số các tác giả khác thì không có một loại nào trong các VSV dạ cỏ phân lập có thể lên men được lignin

Như vậy, sự có mặt của lignin trong cấu trúc vách tế bào thực vật không

có lợi cho sự phân giải thức ăn là rơm bởi VSV dạ cỏ, và từ đó làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc nhai lại

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ RƠM

Có rất nhiều phương pháp xử lý khác nhau nhằm nâng cao các giá trị dinh dưỡng và tăng tỷ lệ tiêu hoá của các chất xơ thô

Hai hạn chế lớn nhất của rơm khi sử dụng làm nguồn thức ăn cho gia súc

là thành tế bào bị lignin hoá cao và hàm lượng nitơ tổng số, khoáng và vitamin thấp (Leng and Preston, 1991) Do đó để nâng cao hiệu quả của gia súc nhai lại với phụ phẩm nhiều xơ thì cùng với việc bổ sung thêm các chất dinh dưỡng bị thiếu, việc xử lý nhằm phá vỡ các mối liên kết giữa lignin với các thành phần khác sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng với phụ phẩm nhiều xơ Các biện pháp thường sử dụng để xử lý rơm làm thức ăn cho gia súc nhai lại như:

2.4.1 Phương pháp xử lý vật lý

Xử lý vật lý là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lý như tác động cơ giới (băm, chặt, nghiền), nhiệt, hơi nước, bức xạ tác động làm thay đổi kích thước của thức ăn phá vỡ cấu trúc vách tế bào, các mối liên kết hoá học trong các thành phần của xơ Mục đích làm tăng diện tích tiếp xúc của vi sinh vật với thức

ăn, do đó làm tăng tỷ lệ tiêu hoá và nâng cao được hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc

2.4.1.1 Xử lý bằng nghiền nhỏ

Một trong những phương pháp để nâng cao giá trị dinh dưỡng và sự thu nhận của các loại thức ăn là làm giảm kích thước vật lý của nó bằng nghiền hay băm nhỏ Kích cỡ của thức ăn đóng vai trò quan trọng vì biện pháp này làm tăng lượng thu nhận của thức ăn ăn vào đồng thời cũng làm giảm thời gian ăn của gia súc, điều quan trọng hơn là nghiền nhỏ thức ăn làm tăng diện tích tiếp xúc

cho VSV dạ cỏ Sundstol et al (1984) đã cho rằng sự tiêu hoá của men xenlulaza

phụ thuộc vào diện tích bề mặt của xenluloza và sự tiếp xúc của xenluloza với men Việc nghiền nhỏ có thể ảnh hưởng đến cấu trúc polyme ở mức độ phân tử của chất xơ và làm tăng tỷ lệ tiêu hoá của cacbonhydrat, các kết quả nghiên cứu

cho thấy nghiền 10 phút trong máy nghiền, cho phép sự tiêu hoá in-vitro lên tới

70% đối với cacbonhydrat ở gỗ Còn nếu nghiền trong 8 giờ thì sẽ cho tỷ lệ tiêu hoá gần như hoàn toàn (96%)

Phương pháp này giúp phá vỡ cấu trúc vách tế bào nên thành phần cacbonhydrat không hoà tan sẽ có giá trị hơn với VSV dạ cỏ Ưu điểm của phương pháp này là giúp gia súc đỡ tốn năng lượng thu nhận và đặc biệt tạo kích

cỡ thức ăn thích hợp cho sự hoạt động của VSV dạ cỏ Tuy nhiên phương pháp này cũng có nguy cơ làm giảm tiết nước bọt và tăng tốc độ chuyển dời qua dạ cỏ nên làm giảm tỷ lệ tiêu hoá

Với biện pháp cơ giới như băm, chặt, nghiền, làm nhỏ nguyên liệu Đây là biện pháp rất phù hợp khi tiến hành với số lượng nhỏ, nhưng ngoài thực tế sản xuất

ít được sử dụng vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả kinh tế không cao

- Xử lý nhiệt hơi nước

Đây là phương pháp cũng được nhiều tác giả quan tâm và cho rằng xử lý nhiệt với hơi nước ở áp suất cao, cơ sở của phương pháp này là quá trình thuỷ phân

xơ bằng hơi nước ở áp suất cao để nhằm phá vỡ các mối liên kết hoá học giữa các

thành phần của xơ Gây lên sự tách chuỗi các polime (xenloluza) dẫn tới làm tăng

tỷ lệ tiêu hoá

Sundstol and Owen (1984) đã dùng hơi nước ở áp suất 7 - 28kg/cm2 để xử

lý rơm trong thời gian 5 giờ Xử lý rơm và bã mía bằng hơi nước ở áp suất 5 - 9 kg/cm2 trong 30-60 phút đã có sự thay đổi rõ rệt về cấu trúc và thành phần hoá học, làm giảm thấp hàm lượng hemixenluloza Khi áp suất xử lý tăng thì các axit béo bay hơi tăng trong tất cả các điều kiện của thí nghiệm Phương pháp này chủ yếu lợi dụng các nguồn nhiệt thừa của các nhà máy Hiện nay ở nước ta thức

ăn công nghệ này chưa được đưa vào nghiên cứu và áp dụng trong sản xuất vì phải có hệ thống máy móc thiết bị hiện đại, chưa phù hợp với điều kiện thực tiễn

ở nước ta

2.4.1.2 Xử lý bằng bức xạ

Nhiều kết quả nghiên cứu đã cho thấy khi sử dụng các loại tia bức xạ đã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn xơ thô Khi chất xơ được chiếu xạ, chiều dài của chuỗi xenluloza sẽ giảm và thành phần hydratcacbon không hoà tan sẽ trở lên

dễ dàng tác động bởi VSV dạ cỏ Có một số phương pháp bức xạ khác nhau như bức xạ cực tím, tia gamma có thể dùng để tăng tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn thô

Các phương pháp trên đều làm tăng chất lượng thức ăn, tuy nhiên đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền, cao cấp và hiện đại, cho nên các phương pháp này không mang tính thực tế và không đem lại hiệu quả kinh tế

2.4.2 Xử lý sinh vật học

Phương pháp được tiến hành trên cơ sở sử dụng nấm men hay chế phẩm enzym của chúng cấy vào thức ăn để phân giải lignin hay các mối liên kết hoá học giữa lignin với hydratcacbon trong vách tế bào thực vật

Phương pháp xử lý sinh học là một phương pháp xử lý mang nhiều hứa hẹn và có nhiều triển vọng trong việc sử dụng các chế phẩm công nghiệp dùng làm thức ăn cho gia súc nhai lại Một số loại nấm như White Rod đã được phát hiện có khả năng phá vỡ các phức hợp lignin-hydratcacbon của vách tế bào thực vật Tuy nhiên, các nấm háo khí này tiêu hao năng lượng trong thức ăn (tiêu tốn chất hữu cơ) Khó tìm những loại nấm chỉ phân giải lignin mà không phân giải xenluloza/hemixenluloza Bên cạnh những lợi ích mang lại thì phương pháp này còn có những hạn chế lớn là việc nuôi cấy, phân loại nấm còn có nhiều khó khăn

về phương tiện, trang thiết bị và con người Quy trình tiến hành phức tạp nên cho

đến nay vẫn chưa được áp dụng trong thực tế sản xuất Nếu như công nghệ di truyền có thể nhân được các loại VSV dạ cỏ có khả năng phân giải lignin thì có thể có rất nhiều ứng dụng trong tương lai vào mục đích này

2.4.3 Xử lý hoá học

Xử lý hoá học là biện pháp cải thiện giá trị dinh dưỡng của rơm lúa tươi chất lượng thấp được bắt đầu nghiên cứu đầu thế kỷ 19 Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc nhai lại đang rất phổ biến và được áp dụng rộng rãi nhiều nơi Mục đích của xử lý hoá học là làm phá vỡ các mối liên kết giữa lignin và hemixenluloza để làm cho hemixenluloza, cũng như xeluloza vốn bị bao bọc bởi phức hợp lignin-hemixenluloza, dễ dàng được phân giải bởi VSV dạ cỏ

Xử lý hoá học có tác nhân oxy hoá axit hay kiềm:

Các chất oxy hoá (như axit peroxyaxetic, clorit natri được axit hoá, ôzôn, )

- Các axit mạnh như những axit được dùng trong công nghệ giấy

- Các chất kiềm (Vôi, Kali, xút, amôniac, v.v …), có khả năng thuỷ phân các mối liên kết hoá học giữa lignin và các polysacarit của vách tế bào thực vật

Trong tất cả các phương pháp hoá học được dùng để xử lý rơm lúa tươi thì phương pháp kiềm hoá nghiên cứu sâu nhất và có nhiều triển vọng trong thực tế Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần (1999a), các mối liên kết giữa lignin và hydratcacbon bền trong môi trường dạ cỏ nhưng lại kém bền trong môi trường kiềm (pH > 8) Nhờ vào đặc tính này mà các nhà khoa học đã sử dụng các chất kiềm như NaOH, NH4+, Ca(OH)2 để xử lý rơm Mục đích của phương pháp này là phá vỡ mối liên kết hoá học giữa lignin và hydratcacbon tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân giải VSV làm tăng tỷ lệ tiêu hoá, tăng tính ngon miệng của rơm khi đã được qua xử lý (vì các mối liên kết này kém bền trong môi trường kiềm) Một số phương pháp kiềm hoá chính đang được nghiên cứu và áp dụng ở các nước trên thế giới và trong nước

2.4.3.1 Xử lý bằng xút (NaOH)

Một số phương pháp xử lý rơm và các loại thức ăn thô khác nhau bằng NaOH đã được nghiên cứu Những phương pháp xử lý bằng xút sau đây đã từng được áp dụng

+ Đun sôi rơm với NaOH

Phương pháp xử lý rơm bằng NaOH có hiệu qủa cao về tăng tỷ lệ tiêu hoá Lehman, (1994) sử dụng NaOH để xử lý rơm ở áp suất và nhiệt độ cao (100

kg rơm trong 200 lít nước đun sôi với 4 kg NaOH, sau đó rửa sạch và phơi khô

đã thu được kết quả tốt tăng tỷ lệ tiêu hoá Tuy nhiên, phương pháp này làm mất nhiều vật chất hữu cơ và thức ăn thu được chưa kích thích được tính thèm ăn, gia súc ăn không ngon miệng, mặt khác, phương pháp này tốn nhiều năng lượng và lao động

+ Phương pháp Beckmann

Phương pháp này đã cải tiến bằng cách ngâm rơm trong dung dịch NaOH loãng (8 lít NaOH 1,5% cho 10kg rơm) trong thời gian 2 - 3 ngày, sau đó làm sạch phần NaOH dư đến khi không còn mùi kiềm thì đem cho gia súc ăn Phương pháp này cho thấy sự tổn thất VCK thấp hơn so với phương pháp đun sôi và đặc biệt phương pháp Becmann còn có thể làm tăng gấp đôi giá trị năng lượng cả rơm, năng lượng của rơm có thể được nâng lên tương đương với cỏ cắt sớm (Sundston, 1984) Tuy nhiên, phương pháp này cũng bất lợi vì chi phí cao, ô nhiễm môi trường do nước thải chứa nhiều ion Na+ và cũng gây nguy hiểm cho người cũng như gia súc, do tính chất ăn mòn da vẫn còn lượng lớn NaOH bị giữ lại trên rơm Ngoài ra phương pháp này gây mất nhiều chất dinh dưỡng hoà tan trong quá trình chế biến và rửa trước khi cho gia súc ăn Trên thực

tế phương pháp này ít được áp dụng

+ Phương pháp nhúng (Dip treatmnt)

Phương pháp này được tiến hành như sau:

Rơm được nhúng trong bể chứa NaOH 1,5% trong khoảng thời gian từ 1-2 giờ sau đó vớt ra và cho nước chứa kiềm dư chảy trở lại bể ngâm, rơm sau khi đã dóc hết nước được đem ủ trong 2-6 ngày trước khi cho ăn, phương pháp này rất có hiệu quả, nhưng do rơm sau khi xử lý có hàm lượng

Na+ không được phép cho ăn tự do như là nguồn thức ăn thô duy nhất trong khẩu phần

+ Phương pháp tuần hoàn

Phương pháp này được tiến hành như sau: Rơm sau khi đóng bánh được phun dung dịch NaOH + Ca(OH)2 (15-25g NaOHvà 10-15g Ca/kg) và để trong

rơm Khi lượng nước thừa rút hết đi những bánh rơm này có thể đem cho ăn được Phương pháp này đã được đem ra áp dụng trong thực tế để xử lý rơm và

đã cho kết quả tốt đó là khả năng tiêu hoá cao, lượng NaOH dư ít có thể sử dụng

tỷ lệ lớn trong khẩu phần ăn, tuy nhiên phương pháp này yêu cầu đòi hỏi quy trình và điều kiện tiến hành phức tạp

+ Xử lý khô

Trong quy trình chế biến khô rơm được băm hoặc nghiền nhỏ rồi trộn với NaOH theo tỷ lệ từ 100 - 400 lit dung dịch NaOH 20- 40%/tấn rơm Rơm sau khi đã được qua xử lý không được rửa Qua nghiên cứu cho thấy phương pháp này đã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ thấp hơn so với xử lý ướt , nhưng

ưu điểm lớn nhất của phương pháp này tránh được sự ô nhiễm môi trường do nước rửa rơm thải ra trong qúa trình xử lý Mặt khác phương pháp này cũng tránh được sự mất mát những chất dinh dưỡng hoà tan trong quá trình chế biến

và rửa rơm

Nhìn chung các phương pháp xử lý rơm bằng NaOH có hiệu quả rất tốt có tác dụng làm tăng tỷ lệ tiêu hoá cho động vật nuôi Tuy nhiên phương pháp xử lý này không được phổ biến rộng rãi và hầu như đã bị loại bỏ vì trong quá trình xử

lý bằng NaOH có nhiều vấn đề bất lợi (Chi phí cao, gây ô nhiễm môi trường do thải Na+ dư và nguy hiểm cho cho phương tiện, người cũng như gia súc do tính chất ăn mòn của NaOH)

+ Xử lý bằng khí NH 3

Rơm được chất đống và dùng vải nilon che kín Thùng đựng NH3 có nối với ống dẫn khí bằng kim loại dài có đục lỗ thông thường dùng 3 kg amoniac/100kg rơm Thời gian xử lý có thể lên đến 8 tuần

Ngoài ra người ta còn sử dụng phương pháp ủ rơm trong phòng kín ở nhiệt độ 95oC, khí NH3 được tuần hoàn trong rơm ủ Phương pháp này có thể làm

và nguyên liệu có nhiều đường Do vậy, hai phương pháp này ít được áp dụng ở Việt nam cũng như các nước đang phát triển

- Xử lý bằng urê

Xử lý rơm bằng urê làm thức ăn cho gia súc nhai lại là biện pháp xử lý

NH3 gián tiếp Nguyên lý của phương pháp này là: urê khi gặp nước và men ureaza của VSV thì nó được giải thành NH3 theo phương trình sau:

và các phản ứng nói chung trong quá trình ủ (Sundstol, 1984)

Cơ chế tác động khi xử lý urê đến thức ăn xơ thô là nó làm cho các sợi xơ trương phồng, phá vỡ cấu trúc giữa lignin với các thành phần khác hoặc hoà tan lignin tạo điều kiện thuận lợi cho VSV dạ cỏ phá vỡ, phân giải xơ Mặt khác xử

lý bằng urê đã làm tăng hàm lượng NH3 trong dạ cỏ, cung cấp nitơ cho nhiều loài

vi khuẩn phân giải xơ phát triển Rơm được xử lý bằng urê đã làm giảm lượng lignin do đó đã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá VCK (Đặng Thái Hải và Nguyễn

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần (1998) rơm được xử lý bằng urê đã làm cho hàm lượng nitơ tăng rõ rệt với khoàng 90 - 92% được giữ lại trong rơm ướt ngay sau khi mở túi

Urê dùng để xử lý rơm theo 2 cách sau:

- Trên quy mô công nghiệp rơm được kiểm hoá bằng urê kết hợp với việc nghiền và đóng thành bánh

- Trên quy mô nông hộ rơm được trộn theo với urê rồi ủ trong các hố hay các bao nynon được nén chặt và giữ kín khí

Khi xử lý rơm bằng urê cần đảm bảo các điều kiện sau:

Liều lượng urê sử dụng bằng 4 – 5% so với VCK của rơm Thời gian ủ tuỳ thuộc vào nhiệt độ môi trường Nếu nhiệt độ môi trường cao thì quá trình amoniac hoá sẽ diễn ra nhanh, nếu nhiệt lạnh thì chậm lại Khi nhiệt độ phòng kín trên 300C thì ủ 7 - 10 ngày, 15 – 30oC ủ 10 - 25 ngày, 5 - 15oC thì phải ủ

25 - 30 ngày, dưới 5oC thì ủ trên 60 ngày

Phương pháp xử lý bằng urê an toàn hơn phương pháp xử lý bằng amoniac lỏng hay khí vì chúng ta có thể định lượng được urê Hơn nữa, urê rẻ hơn NaOH và amoniac thêm vào đó là một nguồn nguyên liệu có sắn được sử dụng làm phân bón cho cây trồng Mặt khác urê là chất rắn nên dễ vận chuyển và

sử dụng Tuy nhiên phương pháp này vẫn khó khăn vì amoniac chỉ được giải phóng khi có enzym ureaza Bên cạnh đó, mặc dù xử lý urê bổ sung amoniac cho VSV dạ cỏ nhưng đây vẫn là cách bổ xung đắt tiền vì lượng urê cần dùng để đảm bảo xử lý có hiệu lực ít nhất cao gấp 2 lần so với yêu cầu của VSV dạ cỏ Thêm vào đó ở các nước đang phát triển do trợ cấp nông nghiệp ngày càng giảm nên giá urê có xu hướng tăng lên làm giảm hiệu quả kinh tế

2.4.3.3 Xử lý bằng nước tiểu

Nước tiểu được coi như là một nguồn urê sẵn có ở bất cứ đâu có người và gia súc sinh sống Thí nghiệm đầu tiên liên quan đến việc dùng nước tiểu như là nguồn urê để xử lý rơm được đưa ra thực tế ở Đông nam á vào năm 1980, phương pháp này được chứng tỏ là có nhiều hứa hẹn để áp dụng ở các nông trại nhỏ Tỷ lệ rơm/nước tiểu thường dùng là 1/1/ - 1/3, phương pháp xử lý tương tự với urê (Sundstol, 1984) Tuy nhiên việc xử lý rơm bằng nước tiểu vẫn chưa được phổ biến trong thực tế chăn nuôi do còn có những trở ngại về tâm lý, văn hoá, quan niệm và đặc biệt là vấn đề vệ sinh phòng bệnh, kỹ thuật thu gom, bảo quản và phương pháp xử lý

2.4.3.4 Xử lý bằng vôi

Hiện nay việc sử dụng vôi [Ca(OH)2 hay CaO] để xử lý phụ phẩm làm thức

ăn cho trâu bò cũng đã được quan tâm nhiều Hai hình thức xử lý bằng vôi:

- Ngâm rơm trong nước vôi: tương tự như xử lý với NaOH

- Ủ rơm với vôi: rơm được trộn đều với 4 - 6% vôi [Ca(OH)2 hay CaO], nước (40 - 80kg/100kg rơm) ủ trong 2 - 3 tuần

2.4.3.5 Xử lý kết hợp urê với vôi

Theo VanSoest, (1994) sử dụng kết hợp vôi và urê đã đem lại hiệu quả tốt hơn dùng riêng rẽ vôi và urê Vì khi đó nó sẽ làm cho urê phân giải nhanh hơn và tăng sự phản ứng giữa amoniac với phụ phẩm Mặt khác, xử lý kết hợp urê với vôi còn có tác dụng bổ sung cùng một lúc cả NPN và Can xi cũng như chống được mốc Một số tác giả cũng phát hiện thấy rằng ở rơm xử lý bằng vôi thì mốc phát triển rất nhanh, nhưng khi xử lý rơm với urê hoặc kết hợp giữa vôi với urê thì sự phát triển của mốc bị ức chế nhờ có amoniac sinh ra

2.4.3.6 Xử lý bằng các phương pháp sinh amoniac khác

Một phát triển gần đây trong lĩnh vực amoniac hoá là dùng các chất mà khi trộn vào nhau sẽ diễn ra phản ứng hoá học sinh ra khí amoniac Như dùng sulfatamon để xử lý rơm: rơm được làm thành đống được che kín bằng túi nilon,

cứ một tấn rơm dùng 132kg sulfatamon, 70kg vôi bột hoà tan 120kg nước đựng trong thùng, sau đó dùng vòi nhựa xuyên qua tấm nylon che phủ đưa vào đống rơm Phương pháp này hiệu quả hơn phương pháp xử lý bằng urê, đặc biệt khi nhiệt độ môi trường thấp nhưng giá thành đắt

2.5 TÁC ĐỘNG CỦA KIỀM HÓA RƠM BẰNG URÊ ĐẾN THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA RƠM

2.5.1 Bẻ gãy những liên kết este

Nhiều lý thuyết về phản ứng giữa NH3 với những thành phần cấu tạo của rơm đã hình thành trên cơ sở các ngoại suy từ kết quả xử lý gỗ Ở gỗ este của axit uronic là các thành phần của phức hợp hemixenluloza, chúng là cản trở lớn nhất khả năng tiêu hoá rơm Tarkow and Fiest (1969) cho rằng phản ứng hoá học xảy

ra trong quá trình xử lý rơm bằng ammoniac đã bẻ gẫy các cầu nối chéo của este giữa axits 4 - 0 methylglucoronic với các chuỗi xylan Tuy nhiên, đối với rơm lúa

mì và lúa mạch xử lý bằng ammoniac chỉ làm giảm lượng axit uronic từ 10 –

tang lên hình như là do đã loại bỏ 90% các nhóm axetyl và 50% các liên kết axit

kỵ nước (chủ yếu là axit furulic và axit p-coumarric)

Lindberg et al (1984) đã dùng phương pháp in sacco để nghiên cứu khả

năng phân giải rơm lúa mì, tác giả đã ủng hộ các kiến nghị của Graham về mối quan hệ ngược giữa thành phần của các axit kỵ nước và tỷ lệ tiêu hoá nhưng các tác giả đã không tìm ra được mối liên quan giữa hàm lượng các nhóm exetyl và

tỷ lệ tiêu hoá Họ cho rằng việc bẻ gẫy các liên kết este của các nhóm exetyl

không ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hoá Jung and Shlu (1986) đã thử tiêu hoá in vitro

bằng môi trường nuôi cấy hỗn hợp vi sinh vật dạ cỏ trên giấy lọc đã este hoá và

thấy rằng tỷ lệ tiêu hoá chất khô in vitro và nồng độ axit béo bay hơi có tương

quan nghịch với nồng độ axit pcoumaric và axit cinnamic, và cho rằng liên kết este của những axit cinnamic đã ức chế khả năng tiêu hoá của vi sinh vật dạ cỏ

2.5.2 Hoà tan từng phần hemixenluloza, xenluloza và lignin

Nếu các thành phần cấu trúc của thành tế bào có các cầu nối trong và ngoài như các cầu nối este và hydro (H) thì loại hình và tốc độ phản ứng với các ammoniac đến tỷ lệ tiêu hoá của các phần xơ khác nhau có thể là do sự khác nhau về các cầu nối chủ yếu của các phần tử này (Ibrahim and Pearce 1983a) Bacon (1979) cho rằng khi xử lý kiềm các cầu nối H với phân tử đường polysaccharide bị phân huỷ, còn các liên kết giữa alkali-labile với lignin và hemixenluloza lại khó bị phân huỷ hơn Các cầu nối khác nhau đã giải thích cho

sự khác nhau về độ hoà tan và tốc độ phân giải của các thành phần vách tế bào

trong tiêu hoá in vitro hoặc in vivo

Solaiman et al (1979) đã ủng hộ giả thiết này và thấy rằng: có sự khác

nhau rất lớn về độ hoà tan của hemixenluloza, xenluloza và lignin và tỷ lệ tiêu

hoá in vitro Solaiman et al (1979) cho rằng phản ứng amoniac với tế bào thực

vậtt chỉ là phản ứng làm hoà tan hemixenluloza Cả hai nghiên cứu chỉ ra rằng độ hoà tan trên 43% hemixenluloza đã giải thích cho sự tăng tỷ lệ tiêu hoá vật chất

khô in vitro từ 66 lên 90% Terashima et al (1980) cũng cho rằng khi amoniac

hoá rm đã làm giảm 32% hemixenluloza và giảm hơn gấp đôi hàm lượng các chất chứa trong tế bào thực vật

Sự biến đổi trên đã được Graham et al (1985a) nghiên cứu và cho rằng

amoniac ñã làm hoà tan khoảng 10% lignin, xenluloza và hemixenluloza của rơm

lúa mì Những nghiên cứu in sacco, phân tích phần còn lại của thức ăn trong túi

nilông đặt trong dạ cỏ cho thấy việc xử lý amoniac đã không ảnh hưởng tới tốc

độ phân giải xenluloza, hemixenluloza, chuỗi lignin, cầu nối axetyl và các nhóm phenolic Ảnh hưởng của việc xử lý các cầu nối este của các axit kỵ nứớc cũng như một phần hemixenluloza và silic bị hoà tan chỉ là các ảnh hửởng kết hợp

Hình như còn thiếu các nghiên cứu về ảnh hưởng riêng rẽ của việc xử lý rơm bằng amoniac đến hệ vi sinh vật và hiệu quả lên men trong dạ cỏ Tuy nhiên,

có thể nói rằng amoniac đã cung cấp nitơ phi protein cho khu hệ vi sinh vật dạ cỏ

và thúc đẩy nhanh quá trình tiêu hoá rơm đã được xử lý amoniac

2.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP LÀM THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI Ở VIỆT NAM

Đã có nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước về vấn đề sử dụng, bảo quản và nâng cao giá trị dinh dưỡng của rơm làm thức ăn thô xơ cho trâu bò Mục đích của các công trình nghiên cứu là nhằm cải thiện giá trị dinh dưỡng của rơm và mở rộng thêm nguồn thức ăn thô xơ cho trâu

bò, đặc biệt là vào mùa khan hiếm thức ăn thô xanh

Nguyễn Trọng Tiến (1991); Nguyễn Xuân Bả (1997) đã thực hiện nghiên cứu xử lý rơm với các mức urê (0,3,4) với thời gian ủ (0,10, 30, 60, 90 ngày) đã đưa ra kết luận là các thành phần VCK, xơ thô của rơm xử lý giảm dần theo thời gian ủ và làm tăng hàm lượng Protein thô Cũng theo Nguyễn Trọng Tiến (1993)

việc xử lý rơm với 3% urê là phù hợp với thời gian là 10 ngày Trong thí nghiệm

in-sacco Đặng Thái Hải và Nguyễn Trọng Tiến (1995) đã cho thấy rơm xử lý 3, 4, 5 % urê thời gian ủ 21 ngày, độ ẩm 50% thì tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng nâng lên rõ rệt Việc xử lý đã làm tăng mật độ vi khuẩn nhưng không ảnh hưởng đến mật độ Protzoa trong dạ cỏ

Bùi Văn Chính và Lê Viết Ly (1996) đã thông báo rằng bò thịt có mức thu nhận thức ăn cao và tăng trọng tốt khi cho ăn rơm xử lý 2,5 urê + 0,5 vôi và 0,5 muối Khi thay thế rơm không xử lý trong khẩu phần của bò sữa bằng rơm xử

lý 4% urê có bổ sung thêm bánh dinh dưỡng tổng hợp Đoàn Đức Vũ và cs (1997) cho biết việc thu nhận thức ăn và năng suất sữa của bò tăng đáng kể khi sử dụng thức ăn đã qua xử lý bằng phương pháp ủ urê, việc cải tiến khẩu phần đã mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt nhất là đối với bò sữa có năng suất thấp (dưới 15 Kg sữa /ngày)

Nguyễn Xuân Trạch (2003) xử lý urê với tỷ lệ 1.5-2% đã tăng hàm lượng

protein, tăng lượng thu nhận thức ăn và tăng khả năng tăng trọng so với rơm không xử lý ở bê sinh trưởng Những nghiên cứu của Chu Mạnh Thắng và cs (2001) cho thấy sử dụng rơm lúa qua xử lý bằng các phương pháp vật lý và hóa học thay thế lượng thức ăn thô xanh trong chăn nuôi bò cho kết quả rất tốt đến khả năng sinh trưởng, phát triển của bê

Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần (1999a) đã phân tích một số nhân tố (mức urê, độ ẩm, thời gian xử lý) ảnh hưởng tới thành phần hoá học của rơm Kết quả cho thấy thời gian xử lý từ 10 – 30 ngày và tỷ lệ nước 0,5 -1/L không có ảnh hưởng khác nhau đáng kể tới lượng chứa NDF, ADF của rơm xử lý 5% urê hay rơm xử lý 3% urê +0,5% vôi Tuy nhiên lượng nitơ cố định tăng lên đáng kể sau 20 ngày xử lý trong rơm 5% so với rơm xử lý 3% urê + 0,5 % vôi

Nguyễn Xuân Bả (1997) đã so sánh ba công thức, rơm xử lý 4% urê, rơm trộn 4% urê và rơm không qua xử lý thí nghiệm tiến hành nuôi trên giống

bê lai, cho thấy kết quả tăng trọng và thu nhận thức ăn hàng ngày cao nhất đối với bê nuôi bằng rơm xử lý 4% urê, sau đó là rơm trộn 4% urê và sau cùng là rơm không xử lý

Các biện pháp nâng cao giá trị dinh dưỡng của rơm và các phế phụ phẩm nông nghiệp khác sẽ là giải pháp chiến lược giúp cho người chăn nuôi tăng số lượng đầu gia súc cũng như năng suất, đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng của xã hội.Tuy nhiên vấn đề đặt ra là các biện pháp phải phù hợp với điều kiện của từng địa phương đồng thời phải gắn liền với hiệu quả kinh tế Chính vì thế, việc nâng cao giá trị dinh dưỡng của rơm nên cần tận dụng những nguyên liệu sẵn có rẻ tiền như urê và vôi…có kết hợp bổ sung thêm chất dinh dưỡng, khoáng sẽ đem lại hiệu quả kinh tế tôt hơn

Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần (1999b) đã tiến hành nghiên cứu

sự biến đổi thành phần hoá học của rơm lúa khi sử dụng bằng urê và vôi Kết quả cho thấy rơm xử lý bằng 2% và 4% urê làm hàm lượng nitơ tăng lên rõ rệt, khoảng 90 - 92% N được giữ lại trong rơm sau khi mở túi, đồng thời rơm

xử lý cao (3% và 6%) không ảnh hưởng gì đến hàm lượng nitơ tính theo % CHC của rơm

Những thí nghiệm của Bùi Văn Chính; Lê Viết Ly và cs (1996) cho thấy trâu bò bị hướng sữa được nuôi bằng rơm xử lý urê cho ăn tự do cùng với khẩu phần hạn chế cỏ xanh đã sinh trưởng và phát triển tốt

Nguyễn Xuân Trạch và cs (2001) tiến hành nuôi bê đang sinh trưởng cho thấy khả năng tăng trọng và lượng thu nhận rơm tăng lên khi bê được nuôi bằng rơm xử lý 3% vôi 4% urê hoặc 4% urê + 3% vôi so với rơm không xử lý được phun trực tiếp bằng 4% urê

Những nghiên cứu mới nhất về xử lý chế biến phế phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như cây ngô, cây lạc, bã rứa, rơm lúa, ngọn mía, cỏ voi Các tác giả đã cho kết quả rất tốt chất lượng của phụ phẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau

xử lý, Nguyễn Xuân Trạch (2003, 2004, 2005) đã cho kết quả khả năng thu nhận thức ăn rơm tươi xử lý 1.5% urê tăng dần từ ngày đầu cho bê ăn và tiến tới ổn định sau 2 tuần, khối lượng bê thu nhận ổn định trung bình 2,3 đến 2,5 kg VCK/100 kg bê

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Các hộ chăn nuôi bò thịt tại hai xã Long Hẹ (huyện Thuận Châu) và xã Tà Hộc (huyện Mai Sơn) tỉnh Sơn La

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

Thời gian từ tháng 01/2015 đến tháng 10/2015

3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Các hộ chăn nuôi bò đại diện thuộc 2 huyện của tỉnh Sơn La: xã Long

Hẹ (huyện Thuận Châu) và xã Tà Hộc (huyện Mai Sơn)

- Bò đực vàng địa phương, tuổi từ 15 đến 18 tháng thí nghiệm nuôi vỗ béo

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nội dung 1: Khảo sát thực trạng chăn nuôi trâu bò và tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong chăn nuôi trâu bò tại khu vực nghiên cứu

- Tình hình phát triển chăn nuôi của huyện Mai Sơn và huyện Thuận Châu

- Quy mô chăn nuôi trâu bò

- Phương thức chăn nuôi trâu bò

- Cơ cấu cây trồng nông nghiệp

- Khối lượng các loại phụ phẩm nông nghiệp

- Tỷ lệ sử dụng nguồn phụ phẩm làm thức ăn cho chăn nuôi trâu bò

Nội dung 2: Ảnh hưởng của thức ăn bổ sung đến khả năng tăng trọng của

- Khối lượng và khả năng tăng trọng hàng tháng

- Hiệu quả kinh tế của thức ăn bổ sung trong chăn nuôi bò thịt

3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung 1 được tiến hành thông qua việc thu thập số liệu thứ cấp từ các phòng,

ban chuyên môn của huyện, xã, các báo cáo về tình hình sản xuất nông nghiệp và thông qua điều tra phỏng vấn trực tiếp nông hộ chăn nuôi theo phiếu điều tra đã được chuẩn bị trước (phụ lục 1)

Điều tra nông hộ được tiến hành tại hai xã Long Hẹ (huyện Thuận Châu)

và xã Tà Hộc (huyện Mai Sơn) tỉnh Sơn La Mỗi xã điều tra 100 hộ chăn nuôi trâu bò Tiến hành điều tra ngẫu nhiên các hộ trong xã theo danh sách thống kê các hộ có chăn nuôi trâu bò bò trên địa bàn rồi lấy ngẫu nhiên trong danh sách

Phương pháp tính một số chỉ tiêu

- Nhu cầu thức ăn thô được tính dựa vào khối lượng cơ thể của gia súc (2,5% khối lượng cơ thể theo chất khô); của các tác giả Nguyễn Xuân Trạch, Mai Thị Thơm và Lê Văn Ban (Giáo trình chăn nuôi trâu bò, 2006)

- Khối lượng phụ phẩm nông nghiệp được ước tính dựa vào khối lượng chính phẩm

Theo cách ước tính như mô tả trong nghiên cứu của Bùi Quang Tuấn (2007)

+ Đối với phụ phẩm lúa: Khi nghiên cứu về tỷ lệ thóc/rơm khô là 1/0,8 + Đối với phụ phẩm ngô: Mỗi cây ngô có khoảng 12 – 15 lá, khi hạt ngô bắt đầu cứng người dân thường tách 3 – 4 lá phía dưới cho trâu bò ăn Khi thu hoạch bắp già chỉ phần ngọn có thể dùng làm thức ăn cho trâu bò, phần thân cây phía gốc gia súc không sử dụng được Tổng phần gia súc sử dụng được của 1 cây ngô là 0,144 kg Mỗi ha trồng trung bình 45.000 cây, nên khối lượng phụ phẩm thân lá cây ngô ước đạt 6,5 tấn/ha

+ Đối với phụ phẩm sắn: khối lượng thân, lá cây sắn ước tính là 8,3 tấn/ha

- Tỷ lệ sử dụng phụ phẩm nông nghiệp được xác định dựa trên ước tính lượng phụ phẩm được sử dụng trong chăn nuôi trâu bò thu được từ phỏng vấn tính trên tổng số phụ phẩm theo ước tính

Nội dung 2 được tiến hành thông qua bố trí thí nghiệm và khảo sát các chỉ tiêu

kỹ thuật như sau:

Chọn 15 bò từ 15 - 18 tháng tuổi (có khối lượng tương đối đồng đều thuộc giống bò vàng địa phương) Bò trước lúc thí nghiệm được tẩy giun sán bằng

Tolzan F (Oxyclozanide Boli) Nuôi thích nghi 15 ngày để quen với khẩu phần thí nghiệm

- Lô 1: đối chứng, bò được nuôi theo phương thức chăn thả truyền thống, không bổ sung thức ăn rơm ủ urê và thức ăn tinh để so sánh

- Lô 2: chăn thả + rơm ủ urê

- Lô 3: chăn thả + rơm ủ urê + thức ăn tinh 0,5% khối lượng cơ thể

Cách cho ăn: thức ăn bổ sung được cho ăn tại chuồng sau khi chăn thả

Bảng 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm

kg/con/ngày

(Ghi chú: Lô 1: Chăn thả; Lô 2: Chăn thả + rơm ủ urê 4% tự do; Lô 3: Chăn thả + rơm ủ urê 4% tự do +

Thức ăn tinh 0,8 kg/con/ngày)

* Phối trộn thức ăn tinh:

Bảng 3.2 Thành phần các loại thức ăn tinh bổ sung

- Cách trộn thức ăn: Các nguyên liệu cám gạo, bột sắn, bột ngô, đậu tương trộn

đều với nhau rồi chia ra cho từng con theo khối lượng cơ thể (chia 0,8 kg/con/ngày)