Nâng cao hiệu quả sử dụng rơm lúa tươi trong chăn nuôi bò thịt

Nâng cao hiệu quả sử dụng rơm lúa tươi trong chăn nuôi bò thịt

Bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

lời cam đoan lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và ch−a từng đ−ợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc./

Tác giả

Nguyễn Văn Đạt Nguyễn Văn Đạt

Lời cảm ơn

Lời cảm ơn

Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

- PGS TS Nguyễn Xuân Trạch đã hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

- Tập thể các thầy giáo, cô giáo Khoa Chăn nuôi Thú y, Khoa Sau đại học, đặc biệt các thầy cô trong Bộ môn Chăn nuôi chuyên khoa, phòng Phân tích thức ăn - Trường Đại học Nông nghiệp I, đã trực tiếp đóng góp

và tạo điều kiện thuận lợi giúp tác giả hoàn thành luận văn

- Ban lãnh đạo, các thầy cô giáo và tập thể cán bộ công nhân viên Trường Trung học Kinh tế kỹ thuật Vĩnh Phúc đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất cho tác giả triển khai luận văn

- Cảm ơn các đồng nghiệp, những người thân đã giúp đỡ tôi tận tình trong quá trình thực hiện luận văn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận án Tác giả luận án

Nguyễn Văn Đạt Nguyễn Văn Đạt

Môc lôc

2.5 T×nh h×nh nghiªn cøu sö dông phô phÈm n«ng nghiÖp lµm thøc ¨n

3.2 Ph−¬ng ph¸p xö lý phô phÈm nu«i bª thÝ nghiÖm (¸p dông n«ng hé) 50

4 Kết quả và thảo luận 60

4.1.2 ảnh hưởng của công thức ủ đến độ toan kiềm của rơm tươi (pH) 62

4.1.4 ảnh hưởng của kiềm hoá đến tỷ lệ tiêu hoá in - vitro của rơm lúa tươi 72

4.3 Phân tích kết quả và hiệu quả kinh tế của việc ủ rơm tươi trong chăn

Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t

Danh môc c¸c b¶ng

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của ủ chua và xử lý kiềm hoá ñến ñộ toan/kiềm của

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của các công thức ủ ñến thành phần hoá học của

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của kiềm hoá ñến tỷ lệ tiêu hoá in-vitro của rơm lúa

Bảng 4.5 Khả năng thu nhận thức ăn của bò qua các ngày thí nghiệm (kg

Danh mục các sơ đồ, biểu đồ

Sơ ủồ 1.2 Quỏ trỡnh chuyển hoỏ hợp chất chứa ni tơ trong dạ cỏ của gia

Biểu ủồ 4.2 Ảnh hưởng của kiềm hoỏ ủến ủộ toan kiềm của rơm lỳa tươi 65

Biểu ủồ 4.3 Ảnh hưởng của kiềm hoỏ ủến tỷ lệ tiờu hoỏ in - vitro của rơm

Biểu ủồ 4.4 Khả năng thu nhận thức ăn của bũ qua cỏc ngày thớ nghiệm 76

1

Tuy nhiên, song song với việc phát triển ñàn bò thì vấn ñề ñáp ứng ñầy

ñủ lượng thức ăn thô xanh quanh năm và cân bằng dinh dưỡng là hết sức quan trọng Nguồn thức ăn thô xanh chính cung cấp cho ñàn bò nước ta chủ yếu và dựa vào ñồng cỏ tự nhiên và cỏ trồng, trong khi nhu cầu sản xuất lương thực cùng với tốc ñộ ñô thị hoá ngày càng cao làm cho diện tích ñồng cỏ tự nhiên, ñất ñai trồng cỏ và chăn thả trâu bò ngày càng hạn chế Vào mùa ñông ở miền Bắc cũng như mùa khô ở miền Nam thường khan hiếm thức ăn thô xanh làm cho ngành chăn nuôi trâu bò gặp rất nhiều khó khăn Do ñó việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ngày càng quan trọng trong mùa vụ mà cỏ tự nhiên kém phát triển, không ñáp ứng ñủ số lượng cũng như chất lượng cho ñàn gia súc

Cây lương thực chủ yếu trồng ở nước ta là cây lúa Hàng năm nước ta có khoảng 25 triệu tấn rơm (0,8 rơm/1 lúa) Rơm có hàm lượng xơ cao (32 -

35%VCK), nghèo protein (3-5%) Chất xơ của rơm khó tiêu hoá vì bị lignin hoá Tuy giá trị dinh dưỡng của rơm thấp nhưng lại là nguồn thức ăn rẻ tiền và nông dân có tập quán sử dụng lâu ñời

Gia súc nhai lại nhờ cấu tạo ñăc biệt của hệ tiêu hoá cùng với hệ VSV sống cộng sinh trong dạ cỏ nên có thể sử dụng ñược thức ăn xơ thô một khả năng ñộc ñáo so với các loại ñộng vật khác Tuy nhiên, tỷ lệ tiêu hoá của gia súc nhai lại với nguồn thức ăn xơ thô là phụ phẩm trong

dạ cỏ còn rất thấp, bởi vì thức ăn không chỉ bị lignin hoá mà một số thành phần dinh dưỡng như protein, vitamin và khoáng còn mất cân ñối

Vì vậy, cùng với việc bổ sung các chất dinh dưỡng bị thiếu, việc xử lý các phụ phẩm nhằm phá vỡ các mối liên kết giữa lignin với các thành phần khác trong vách tế bào sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng các phụ phẩm này

Trong thực tế, người nông dân bảo quản rơm làm thức ăn cho trâu bò bằng cách phơi khô rồi chất thành ñống Quá trình phơi khô dó làm giảm giá trị dinh dưỡng của thức ăn, một số thành phần như vitamin, protein … bị giảm ñi nhiều Do ñó khi xử lý rơm khô thì không thể bù ñắp ñược phần dinh dưỡng mất ñi trong giai ñoạn này Mặt khác phơi rơm cần phải có diện tích dủ rộng và cần phải có công ñảo thường xuyên thì rơm phơi mới có thể ñảm bảo chất lượng Một yếu tố ñặc biệt quan trọng ảnh hưởng trực tiếp ñến chất lượng của rơm ñó là thời tiết và thời gian sau thu hoạch, thời tiết không thuận lợi rơm tươi không ñược phơi ngay sẽ ảnh hưởng rất nhiều ñến chất lượng thậm chí rơm có thể thối, hỏng nếu như ñể kéo dài thời gian Vì vậy vấn ñề

xử lý rơm tươi ngay sau khi thu hoạch là cần thiết và cần ñược sự quan tâm

Tuy lượng rơm dùng làm thức ăn cho bò hàng năm ở nước ta là rất lớn nhưng lại mang tính chất thời vụ Trong thu hoạch khối lượng nguồn phụ phẩm này rất lớn và trâu bò không ăn hết, phần lớn rơm ăn không hết ñược

dùng làm chất ựốt hoặc rơi vãi lãng phắ Chắnh vì vậy ựể ựảm bảo nguồn thức

ăn thô xanh quanh năm cho trâu bò thì ủ rơm là một biện pháp rất cần thiết

Trên cơ sở những nhận thức trên, ựể nâng cao hiệu quả sử dụng của gia súc nhai lại với nguồn thức ăn này chúng tôi tiến hành nghiên cứu ựề tài:

ỘNâng cao hiệu quả sử dụng rơm lúa tuơi trong chăn nuôi bò thịtỢ

1.2 Môc tiếu cựa ệÒ tội

đề tài thực hiện nhằm tìm giải pháp nâng cao khả năng bảo quản và

chế biến làm tăng giá trị dinh dưỡng của rơm lúa dùng làm thức ăn cho trâu

bò thay thế cho phương pháp phơi khô truyền thống thông qua:

- đánh giá khả năng bảo quản rơm tươi lâu dài bằng phương pháp ủ chua có bổ sung nguồn thức ăn dễ lên men (rỉ mật)

- đánh giá khả năng bảo quản và cải thiện giá trị dinh dưỡng tăng tỷ lệ tiêu hoá và bổ sung N của rơm tươi bằng cách ủ urê

1.3 ý nghỵa khoa hảc vộ thùc tiÔn cựa ệÒ tội

đề tài có ý nghĩa không những về mặt khoa học mà còn có ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất đề tài ựược tiến hành góp phần cung cấp thông tin cần thiết ựã ựược nghiên cứu trong phòng thắ nghiệm và kiểm nghiệm qua thực tiễn Thông qua ựó người chăn nuôi bảo quản ựược rơm lúa tươi bằng phương pháp ủ chua và nhận thức ựược xử lý urê thực sự là giải pháp 3 trong

1 (bảo quản, bổ sung N và tăng tỷ lệ tiêu hóa) có hiệu quả nâng cao khả năng

sử dụng rơm làm thức ăn cho trâu bò đồng thời từ ựó phổ biến rộng rãi và chuyển giao quy trình kỹ thuật ủ rơm lúa tươi nhằm ựáp ứng nhu cầu thức ăn chăn nuôi ựại gia súc,ựặc biệt vào thời ựiểm khan hiếm thức ăn

2 Tổng quan tài liệu

2.1 Đặc điểm tiêu hoá của động vật nhai lại

2.1.1 ðặc ủiểm cơ bản về tiờu húa ở dạ cỏ của ủộng vật nhai lại

ðộng vật nhai lại ủược xem là xó hội cộng sinh giữa gia sỳc và vi sinh vật (VSV), nhờ vậy mà nú cú khả năng sống và phỏt triển dựa vào khẩu phần thức ăn giàu xơ (Brockman, 1993)[24] Cỏc nguồn phụ phẩm nụng nghiệp và cỏc loại thức ăn giàu xơ khỏc mà con người và ủộng vật dạ dày ủơn khụng thể

sử dụng vẫn cú thể ủược xem là nguồn thức ăn cú giỏ trị cho gia sỳc nhai lại, chỳng cú khả năng tổng hợp cỏc sản phẩm cú giỏ trị dinh dưỡng cao cho con người từ cỏc loại thức ăn cú giỏ trị thấp Nhờ vậy, gia sỳc nhai lại cú tiềm năng lớn ủể cải thiện cuộc sống con người (Beever, 1993)[22]

Quỏ trỡnh lờn men và trao ủổi chất trong dạ cỏ ủúng vai trũ quan trọng trong việc cung cấp năng lượng, protein cho gia sỳc nhai lại, tham gia ủiều khiển lượng thức ăn ăn vào và ảnh hưởng sõu sắc ủến sức sản xuất của gia sỳc

Quỏ trỡnh trao ủổi chất trong dạ cỏ bao gồm hai quỏ trỡnh chớnh:

- Sự phõn huỷ cỏc thành phần thức ăn bởi VSV (chủ yếu là carbohydrates

kết β - glucosid nằm trong vách tế bào thực vật và có khả năng tổng hợp ñại 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 ñổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào dạ cỏ ðây là một hệ sinh thái rất phức hợp trong ñó liên tục có sự tương tác giữa thức ăn, hệ vi sinh vật và ñộng vật chủ

Môi trường dạ cỏ với các ñặc ñiểm thiết yếu cho sự lên men: ñộ ẩm cao: 85-90%; pH dao ñộng khoảng 6,4-7,0 luôn luôn ñược ñệm bởi bicarbonate và phosphates của nước bọt, nhiệt ñộ khá ổn ñịnh 38 - 420C và là môi trường yếm khí Các chất chứa luôn luôn ñược nhào trộn bởi sự co bóp của dạ cỏ, nhờ vậy dinh dưỡng ñược lưu thông liên tục, sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ra khỏi dạ cỏ và các cơ chất ñược 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 ðiều này làm cho áp suất thẩm thấu của dạ cỏ luôn ổn ñịnh Thời gian thức ăn tồn lưu trong dạ cỏ kéo dài tạo ñiều kiện cho vi sinh vật công phá Những ñiều kiện ñó là lý tưởng cho sự phát triển của VSV dạ cỏ ðiều này ñược ñánh giá bởi sự phong phú

về chủng loại và mật ñộ VSV Nước bọt ñổ vào dạ cỏ liên tục và duy trì thức

ăn ở dạng lỏng, tạo thuận tiện cho VSV tiêu hoá thức ăn Cộng ñồng VSV cũng ảnh hưởng ñến lượng tiết nước bọt

Các chất khí mà chủ yếu là khí CO2 và khí CH4 là sản phẩm trao ñổi cuối cùng của quá trình lên men dạ cỏ Hầu hết các chất khí ñược 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 ñến 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 ñã ñược biến hóa và sinh khối VSV ñược thường xuyên chuyển xuống phần dưới ñường tiêu hóa Vì vậy, số lượng

VSV luôn luôn duy trì ở mức ổn ñịnh Vận tốc di chuyển chất chứa dạ cỏ xuống ruột là một chỉ tiêu quan trọng ñể ñánh giá quá trình tiêu hóa dạ cỏ và

nó ñược xác ñịnh bởi một số yếu tố như: dung tích dạ cỏ, nhu ñộng 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 Tính từ năm 1941 những công trình nghiên cứu ñầu tiên về vi sinh vật dạ cỏ ñến nay ñã có tới hơn 200 loài vi sinh vật dạ cỏ ñược mô tả và ít nhất có 20 loài protozoa ñã ñược xác ñịnh 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 ñóng vai trò quan trọng trong tiêu hoá xơ Quần thể vi sinh vật dạ cỏ có sự biến ñổi theo thời gian và phụ thuộc vào tính chất của khẩu phần ăn Mật ñộ vi khuẩn, protozoa và nấm theo thứ tự biến ñộng trong khoảng 109 - 1010, 105 - 106, 103 - 105 trong 1 ml dịch

dạ cỏ Hệ vi sinh vật dạ cỏ ñều là vi sinh vật yếm khí và sống chủ yếu bằng năng lượng sinh ra từ quá trình lên men các chất dinh dưỡng Gia súc nhai lại ñược 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 ñối ổn ñịnh:

2.1.2 Quá trình tiêu hóa thức ăn và trao ñổi chất trong dạ cỏ của ñộng

vật nhai lại

Quá trình tiêu hoá thức ăn và trao ñổi chất trong dạ cỏ ñược Preston và

Leng, (1991)[43] ñưa mô hình tổng quát như sau (sơ ñồ 1.1)

Tinh bột ñường, xơ Prôtein

Sơ ñồ 1.1: Con ñường 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 ñược lên men sẽ chuyển qua dạ tổ ong, múi khế (1-2cm ở

bò), một phần tiềm tàng cho quá trình lên men ñược thoát qua quá trình lên

men dạ cỏ Lượng thoát qua tùy thuộc vào mức ñộ nuôi dưỡng Lượng

thoát qua tăng lên khi lượng thức ăn ăn vào tăng và kích thước thức ăn nhỏ

Tốc ñộ chuyển dời thức ăn trong dạ cỏ tăng lên ở thức ăn dạng lỏng hơn

thức ăn dạng cứng

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

một lượng năng lượng nhỏ từ thức ăn, khoảng 4-5 phân tử ATP từ quá trình lên men 1 phân tử glucoza Sự phát triển vi sinh vật không chỉ cần năng lượng

mà chúng còn cần nguồn ni tơ, 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 ni tơ và lipít Các quá trình trao ñổi chất của từng thành phần dinh dưỡng ñược tổng hợp như sau:

* Tiêu hoá carbohydrates (CHO)

Carbohydrates chiếm khoảng 70-80% vật chất khô trong khẩu phần gia súc nhai lại và ñược phân chia thành CHO cấu trúc và CHO phi cấu trúc của vách tế bào thực vật (Van Soest, 1994) [49] Loại CHO không có cấu trúc bao gồm: ñường, tinh bột và pectins Các loại ñường tự do hoặc là carbohydrates hòa tan là những ñường ñơn hay ñường ña chứa 2 ñến 6 phân

tử glucoza Pectin là phần liên kết với vách tế bào thực vật nhưng không liên kết với phần ñã 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 ñược

Quá trình lên men carbohydrates cấu trúc bắt ñầu sau pha chậm Trong pha chậm này vi khuẩn bám chặt vào các thành phần không hòa tan của thức

ăn và các men ñược tổng hợp Một lượng nhỏ carbohydrates hòa tan trong khẩu phần có vai trò thúc ñẩy quá trình phân giải carbohydrates không hòa tan bằng cách thúc ñẩy sự tăng sinh khối vi khuẩn

Carbohydrates phi cấu trúc không ñòi hỏi pha chậm và quá trình lên men với tốc ñộ nhanh, diễn ra ngay sau khi ăn vào ðường tự do ñược 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 ựược thoát qua dạ cỏ Nhìn chung khoảng 90% của tổng số xenluloza, hemixenluloza, pectic và ựường tự do tiêu hoá ựược phân giải ở dạ cỏ, phần còn lại ựược tiêu hóa ở túi mù

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

Các axit béo bay hơi sản sinh trong quá trình lên men ở dạ cỏ ựược hấp thu vào máu qua vách dạ cỏ đó chắnh là nguồn năng lượng cho ựộng vật nhai lại, nó cung cấp khoảng 70 - 80% tổng số năng lượng ựược hấp thu bởi gia súc nhai lại ATP cũng ựược 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

* Chuyển hoá các hợp chất chứa ni tơ:

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

Theo NRC, (2001)[37] 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 ựặc ựiểm phân giải nhưng có thể ựược 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 ựộ phân giải tùy thuộc vào ựặc

ñiểm của thức ăn, hoạt ñộng phân giải của VSV và môi trường dạ cỏ

Cả vi khuẩn, protozoa, nấm dạ cỏ ñều 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 ñược phân lập từ

dạ cỏ là có khả năng phân giải protein và ñóng góp hơn 50% hoạt ñộng 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 ñộng phân giải protein (Nugent và Mangan, 1981)[38]

Quá trình chuyển hoá các hợp chất chứa nitơ trong dạ cỏ của gia súc nhai lại có thể ñược tóm tắt qua sơ ñồ 1.2

Tiêu hoá ở ruột non Nước tiểu

Sơ ñồ 1.2 Quá trình chuyển hoá hợp chất chứa ni tơ trong dạ cỏ của gia

Gan

NH3->Urê

Thận

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 ñược tiêu hoá ở ruột Trong loại này có thành phần dễ bị phân giải song do có tốc ñộ chuyển dời nhanh, không ñủ thời gian cho VSV tấn công

* 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) [23] 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 ñều liên quan ñến quá trình phân giải lipid Có nhiều bằng chứng rõ ràng của quá trình trao ñổi lipid diễn ra ở dạ cỏ là phản ứng phân giải lipid, quá trình hydrogen hoá của các axít béo không no và quá trình tổng hợp lipid vi sinh vật Các axít béo không no nhanh chóng bị hydrogen hoá trước ñể tạo thành phân tử monoenoic axít và cuối cùng tạo thành stearic axít Quá trình này ñược thực hiện chủ yếu bởi vi khuẩn (Jenkins, 1993)[30]

Một vấn ñề 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 ñến khu hệ vi sinh vật dạ cỏ, ảnh hưởng ñến quá trình thuỷ phân lipid và quá trình no hoá các axít béo Nhiều ý kiến cho rằng mức

ñộ cao của lipid trong khẩu phần có thể gây ñộc cho protozoa trong dạ cỏ (Armentano và cộng sự, 1993)[20]

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 ñựơc hấp thu ở ruột non

và vì vậy cung cấp một lượng lớn amino axít cho vật chủ (Preston và Leng, 1991)[43] Quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật dạ cỏ có thể ñược tóm tắt qua sơ ñồ 1.3

Sơ ñồ 1.3: Các chất dinh dưỡng cần thiết cho tổng hợp VSV dạ cỏ

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

Protein

vi sinh vật

Bauchop và Elsden, (1960)[21] ñề nghị ñể diễn tả hiệu suất sinh trưởng vi sinh vật là Y ATP, có nghĩa là số gam vật chất khô vi sinh vật ñược sản xuất trên 1 phân tử gam ATP có sẵn Hiệu suất tổng hợp protein vi sinh vật (eMCP) và lượng protein sẵn có ñược tiêu hoá ở ruột non khác nhau ñáng kể

ở các khẩu phần ăn khác nhau Poppi và cộng sự, (1997)[41] cho biết eMCP giá trị thấp khoảng 33 g MCP/kg chất hữu cơ tiêu hoá (DOM) ở cỏ khô nhiệt ñới chất lượng thấp, ñối với cỏ ôn ñới chất lượng cao giá trị eMCP là 215 g/kgDOM Giá trị eMCP của các hệ thống nuôi dưỡng gia súc hiện tại trong khoảng 130 ñến 162 gMCP/kgDOM Hiệu suất sinh tổng hợp cũng chịu ảnh hưởng bởi môi trường lý, hoá dạ cỏ như tốc ñộ pha loãng, áp suất thẩm thấu,

pH, khả năng ñệm (Satter, 1986)[45]

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 ñây ñã ảnh hưởng sâu sắc ñến quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật và ảnh hưởng ñến hiệu quả chăn nuôi gia súc nhai lại

* Ảnh hưởng của hợp chất chứa ni tơ ñến sinh tổng hợp protein của

vi sinh vật

Nguồn ni tơ chính cho quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật trong

dạ cỏ là ammonia, vì vậy ñảm bảo nồng ñộ ammonia thích hợp trong dạ cỏ ñể cung cấp nguồn ni tơ cho sinh trưởng của vi sinh vật ñược xem là ưu tiên số một nhằm tối ưu hoá quá trình lên men thức ăn Ammonia có thể là nguồn nitơ duy nhất cho sinh tổng hợp protein và các hợp chất chứa ni tơ khác ở vi khuẩn dạ cỏ (Nolan và Leng, 1972)[36] Vi khuẩn có khả năng tổng hợp tất cả các axit amin từ sản phẩm cuối cùng và sản phẩm trao ñổi trung gian của quá trình phân giải carbohydrates, protein hoặc là NPN (sơ ñồ 1.3) Nhiều tài liệu cho rằng 80 - 82 % các loại vi khuẩn dạ cỏ có khả năng tổng hợp protein

từ amoniac (Maeng và cộng sự, 1976)[33] Nồng ñộ NH3 trong dạ cỏ có ảnh hưởng sâu sắc ñến 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 amino axit, tuy nhiên ñòi hỏi một số a xít mạch nhánh

Nồng ñộ NH3 tối thiểu trong dịch dạ cỏ cho tối ña hiệu suất tổng hợp ni

tơ của vi sinh vật ñược 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)[45] Pisulewski và cộng sự,

(1981)[40] cho rằng tỷ lệ mất mát chất khô của cỏ khô Heterogen contortus

cao nhất từ túi nylon khi nồng ñộ NH3 trong dịch dạ cỏ là 45mg/lít Ngược lại, trong nghiên cứu của Krebs và Leng, (1984)[31] tỷ lệ mất mát chất khô cao nhất của vỏ trấu yến mạch và bông từ túi ny lông khi nồng ñộ NH3 khoảng 130-210mg/lít dịch dạ cỏ của cừu ñược ăn rơm lúa Perdok và Leng (1990) [39] cho rằng nồng ñộ NH3 trong dịch dạ cỏ tối thiểu 100mg/lít cho tới 200mg

là có hiệu quả cao cho tổng hợp vi sinh vật Mehrez và cộng sự, (1977) [34]

ñề nghị nồng ñộ tối thiểu NH3 trong dịch dạ cỏ cừu ăn hạt lúa mạch cho tối ña phân giải chất khô ở dạ cỏ là 200-270mg/lít Theo Harrison và McAllan, (1980)[27], nồng ñộ NH3 tối thiểu trong dịch dạ cỏ là 50 - 100 mg/lít dịch dạ

cỏ Theo Preston và Leng, (1991)[43] nồng ñộ NH3 thích hợp trong dạ cỏ là

50 - 250 mg/lít dịch dạ cỏ Nồng ñộ 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 ñộ 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 ñịnh trong khoảng 6,5 -7 khi gia súc ñược nuôi khẩu phần thức ăn xơ thô không ñược bổ sung thức ăn tinh, pH dịch dạ cỏ sẽ thấp xuống khi gia súc ñược bổ sung thức ăn tinh vào khẩu phần Visek, (1968)[50] chỉ ra rằng i on NH4+ là dạng chính của ammoniac cho quá trình sinh tổng hợp

protein của vi sinh vật và có thể kết luận rằng nồng ñộ 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 ni tơ trong khẩu phần ăn gia súc Ammonia ñóng vai trò quan trọng cho sinh khối vi sinh vật, song các ñoạn peptid và amino axít có thể tham gia 20-60% nhu cầu ni tơ cho vi sinh vật

dạ cỏ (Nolan và Leng, 1972) [36] Nhiều loại vi khuẩn thích sử dụng peptid hơn amino axít và vì thế nhu cầu ATP cho sinh tổng hợp protein giảm xuống

* Ảnh hưởng của năng lượng ñến 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 ñòi hỏi nguồn năng lượng và nguyên liệu ban ñầu cho các phản ứng sinh hóa tổng hợp nên các ñại phân tử Trong ñó quan trọng nhất là protein, axit nucleic, polysaccarides và lipid Các vật chất ban ñầu và năng lượng cho quá trình phát triển của vi sinh vật ñược 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 ñược diễn ñạt bằng gam VCK vi sinh vật hoặc là protein vi sinh vật /ñơn vị năng lượng sẵn

có (Y ATP)

* Ảnh hưởng của sự ñồng bộ cung cấp năng lượng và protein ñến quá trình sinh tổng hợp protein vi sinh vật

Nhiều báo cáo cho rằng có ảnh hưởng của sự ñồng bộ năng lượng và ni

tơ cung cấp cho sinh trưởng vi sinh vật Sumsel và cộng sự, (1994)[48]; Sinclair và cộng sự, (1995)[46]) quan sát thấy rằng sự ñồng bộ giữa năng lượng

và protein trong dạ cỏ ñã làm tăng sản lượng protein vi sinh vật từ 11-12%

Nhiều nghiên cứu (Poppi và McLennan, 1997 [41]; Mupangwa và cộng

sự, 2000[35]) các tác giả ñều 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 ñồng bộ giữa tốc ñộ hình thành ammonia và tốc ñộ lên men carbohydrates Tương tự như vậy sử dụng các ñoạn peptid cho sinh tổng hợp protein vi sinh vật cũng phụ thuộc vào nguồn carbohydrates dễ lên men sẵn có Russell

và cộng sự, (1992)[44] cho rằng thiếu hụt carbohydrates dễ lên men dẫn ñến quá trình chuyển hoá các ñoạn peptid thành ammonia thay vì sử dụng trực tiếp cho tổng hợp nên protein của vi sinh vật Smith và Oldham, (1983)[47] cho rằng một lượng tinh bột nhỏ trong khẩu phần ăn là rất cần thiết ñể 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 ñại phân tử protein vi sinh vật

Tương tự như vậy, quá trình phân giải carbohydrates trong dạ cỏ cũng cần cung cấp ñủ ammonia Ví dụ ñể tiêu hoá ngô thì nồng ñộ ammonia tối ưu sẽ là 61mg/lít dịch dạ cỏ và ñể tối ưu cho quá trình phân giải tinh bột cần nồng ñộ ammonia là 235mg/lít Cung cấp ñầy ñủ 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 và Stokes, 1991)[28] Vấn ñề 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 ñược áp dụng ñảm bảo sự cân bằng năng lượng và ni tơ trong dạ cỏ ðể cho duy trì, tỷ lệ giữa protein phân giải dạ cỏ có hiệu quả (ERDP)

và năng lượng trao ñổi lên men (FME) nên là 9,0 g/MJ AFRC, (1993)[18] Tuy vậy, ñể tối ña hoá sản lượng vi sinh vật trong dạ cỏ, một sự cân bằng tối

ưu giữa ni tơ và năng lượng nên là 26,1 gam N/kg chất hữu cơ phân giải dạ cỏ hoặc 25 g N phân giải dạ cỏ (RDM)/kg RDOM (Czerkawski, 1986)[25] hoặc

- 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[13] ñược trình bày trong bảng sau :

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

thô

Lipit

Rơm lúa chiêm % 90,85 4,65 1,49 31,18 40,91 12,62 Rơm lúa mùa % 90,81 5,06 1,67 30,61 37,23 16,24 Rơm lúa nếp % 94,36 7,06 1,34 30,91 40,57 14,48 Rơm lúa tẻ % 91,25 5,15 1,32 29,88 42,45 12,45

Các thành phần xơ không có giá trị dinh dưỡng với ñộng vật dạ dày ñơn, nhưng lại có ý nghĩa quan trọng ñối với ñộng vật loài nhai lại Trong vách tế bào thực vật ñược cấu tạo chủ yếu là chất xơ gồm ba thành phần chính là xenluloza, hemixenluloza và lignin Theo Jackson, (1980)[29] thì hàm lượng xenluloza trong VCK của chất xơ chiếm số lượng lớn nhất (từ 41,7% ở rơm lúa mùa ñến 64,8% ở cỏ bông) Mặt khác vách tế bào bị lignin hoá cao nên khó tiêu hoá ñồng thời hàm lượng nitơ, khoáng, vitamin thấp nên hạn chế rất nhiều ñến quá trình lên men của VSV ở dạ cỏ Một số tài liệu nghiên cứu cho biết ñặc ñiểm 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 ñược tạo bởi β-D-glucose bằng liên kết β -1,4-glucozit Số lượng các ñơn phân dao ñộng từ 100 ñến 4000 nên khối lượng phân tử của các xenluloza là rất lớn Theo nhiều tài liệu gần ñây cho biết thì xenluloza gồm nhiều chuỗi thẳng khép nhau thành bó dài nhờ mạch nối hyñrôgen tạo thành các mixen bền vững Lê Khắc Thận,

(1974)[8] ñây là loại polysacaride có ñộ 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 ñộng vật Trong dạ cỏ của ñộng vật nhai lại, xenluloza tiêu hoá ñược 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)[3] Trong các phương pháp xử lý kiềm thành phần hemixenluloza rất dễ tách khỏi thành phần xenlululoza và trở thành dễ hoà tan trong môi trường dạ cỏ ,sau ñó ñược lên men hình thành các axít béo bay hơi trong dạ cỏ của ñộng vật nhai lại

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

- Lignin là chất vô ñịnh hình không phải là một hợp chất ñơn chất nó là một polyme ñược 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 hyñrô

Lignin luôn ñi 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 ñậm ñặc 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) [58] 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 ñã làm giảm thấp tỷ lệ tiêu hoá và thành phân dinh dưỡng trong rơm (Nguyễn Trọng Tiến, 1991)[7] 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 ñến quá trình phân giải xenluloza và các chất chứa bên trong tế bào

Lignin hoá là giai ñoạn cuối cùng của sự phát triển tế bào thực vật Mức ñộ lignin hoá cao làm cho thành tế bào thực vật trở nên cứng và bền vững, có ý nghĩa lớn ñối với các cơ quan chống ñỡ của thực vật gây khó khăn trong việc tiêu hoá xơ trong dạ cỏ loài nhai lại Chính mức ñộ lignin hoá

là một trong những nguyên nhân làm ảnh hưởng ñến 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%

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 ñược 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 ñược lên polysaccarit Kết quả nghiên cứu của một số tác giả như Lewis (1961), Matto, Gupta, (1986) [32] ñã ñưa 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 ñó : 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 1,5% Cho ñến nay vẫn chưa có ý kiến thống nhất về tỷ lệ tiêu hoá của lignin trong ñường tiêu hoá của ñộng vật nhai lại Matto, Gupta, (1986)[32] cho rằng

tỷ lệ tiêu hoá của lignin ở loài nhai lại là không ñáng 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 ñược 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 ñó làm giảm hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc nhai lại

2.3.1 Phương pháp xử lý vật lý

Xử lý vật lý là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lý như tác ñộng

cơ giới (băm, chặt, nghiền), nhiệt, hơi nước, bức xạ tác ñộng làm thay ñổi 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 ñích làm tăng diện tích tiếp xúc của vi sinh vật với thức ăn, do ñó làm tăng tỷ lệ tiêu hoá và nâng cao ñược hiệu quả sử dụng thức ăn của gia súc

- X ử lý bằng nghiền nhỏ

Một trong những phương pháp ñể 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 ñóng vai trò quan trọng vì biện pháp này làm tăng lượng thu nhận của thức ăn ăn vào ñồng thời cũng làm giảm thời gian ăn của gia súc, ñiều quan trọng hơn là nghiền nhỏ thức ăn làm tăng diện tích tiếp xúc cho VSV dạ cỏ Sundstol và cộng sự, (1984) [52]

ñã 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 ñến cấu trúc polyme ở mức ñộ 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% ñối 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 ñiểm của phương pháp này là giúp gia súc ñỡ tốn năng lượng thu nhận và ñặc biệt tạo kích cỡ thức ăn thích hợp cho sự hoạt ñộng của VSVdạ cỏ Tuy nhiên phương pháp này cũng có nguy cơ làm giảm tiết nước bọt và tăng tốc ñộ 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 ðây

là biện pháp rất phù hợp khi tiến hành với số lượng nhỏ, nhưng ngoài thực tế sản xuất ít ñược sử dụng vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả kinh tế không cao

- X ử lý nhiệt hơi nước

ðây là phương pháp cũng ñược 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 ñể 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 và Owen (1984)[52] ñã dùng hơi nước ở áp suất 7 - 28kg/cm2

ñể 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 ñã có sự thay ñổi 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 ñiều 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 ñược ñưa vào nghiên cứu và

áp dụng trong sản xuất vì phải có hệ thống máy móc thiết bị hiện ñại, chưa phù hợp với ñiều kiện thực tiễn ở nước ta

- X ử lý bằng bức xạ

Nhiều kết quả nghiên cứu ñã cho thấy khi sử dụng các loại tia bức xạ

ñã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn xơ thô Khi chất xơ ñược chiếu xạ, chiều dài của chuỗi xenluloza sẽ giảm và thành phần hydratcacbon không hoà tan sẽ trở lên dễ dàng tác ñộng bởi VSV dạ cỏ Có một số phương pháp bức

xạ khác nhau như bức xạ cực tím, tia gamma có thể dùng ñể tăng tỷ lệ tiêu hoá của thức ăn thô

Các phương pháp trên ñều làm tăng chất lượng thức ăn, tuy nhiên ñòi hỏi trang thiết bị ñắt tiền, cao cấp và hiện ñại, cho nên các phương pháp này không mang tính thực tế và không ñem lại hiệu quả kinh tế

2.3.2 Xử lý sinh vật học

Phương pháp ñược tiến hành trên cơ sở sử dụng nấm men hay chế phẩm enzym của chúng cấy vào thức ăn ñể phân giải lignin hay các mối liên kết hoá học giữa lignin với hyratcacbon 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 ñã ñược 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 ñến nay vẫn chưa ñược áp dụng trong thực tế sản xuất Nếu như công nghệ di truyền có thể nhân ñược các loại VSV dạ cỏ có khả năng phân giải lignin thì có thể có rất nhiều ứng dụng trong tương lai vào mục ñích này

2.3.3 Xử lý hoá học

Xử lý hoá học là biện pháp cải thiện giá trị dinh dưỡng của rơm lúa tươi chất lượng thấp ñược bắt ñầu nghiên cứu ñầu thế kỷ 19 Hiện nay trên thế giới, việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc nhai lại ñang rất phổ biến và ñược áp dụng rộng rãi nhiều nơi Mục ñích của xử lý hoá học là làm phá vỡ các mối liên kết giữa lignin và hemixenluloza ñể làm cho

hemixenluloza, cũng như xeluloza vốn bị bao bọc bởi phức hợp hemixenluloza, dễ dàng ñược 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 ñược axit hoá, ôzôn, )

- Các axit mạnh như những axit ñược 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 ñược dùng ñể 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)[11], 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 ñặc tính này mà các nhà khoa học ñã

sử dụng các chất kiềm như NaOH, NH4+, Ca(OH)2 ñể xử lý rơm Mục ñích của phương pháp này là phá vỡ mối liên kết hoá học giữa lignin và hydratcacbon tạo ñiều kiện thuận lợi cho quá trình phân giải VSV làm tăng tỷ lệ tiêu hoá, tăng tính ngon miệng của rơm khi ñã ñược qua xử lý (vì các mối liên kết này kém bền trong môi trường kiềm) Một số phương pháp kiềm hoá chính ñang ñược nghiên cứu và áp dụng ở các nước trên thế giới và trong nước

- Xử lý bằng xút (NaOH)

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

Phương pháp xử lý rơm bằng NaOH có hiệu qủa cao về tăng tỷ lệ tiêu

hoá Lehman, (1994)[58] sử dụng NaOH ñể xử lý rơm ở áp suất và nhiệt ñộ cao (100 kg rơm trong 200 lít nước ñun sôi với 4 kg NaOH, sau ñó rửa sạch

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

Phương pháp này ñã 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

ñó làm sạch phần NaOH dư ñến khi không còn mùi kiềm thì ñem cho gia súc

ăn Phương pháp này cho thấy sự tổn thất VCK thấp hơn so với phương pháp ñun sôi và ñặc biệt phương pháp Becmann còn có thể làm tăng gấp ñôi giá trị năng lượng cả rơm, năng lượng của rơm có thể ñược nâng lên tương ñương với cỏ cắt sớm (Sundston, 1984)[52] 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 ñược áp dụng

+ Phương pháp nhúng (Dip treatmnt)

Phương pháp này ñược tiến hành như sau :

Rơm ñược nhúng trong bể chứa NaOH 1,5% trong khoảng thời gian

từ 1-2 giờ sau ñó vớt ra và cho nước chứa kiềm dư chảy trở lại bể ngâm, rơm sau khi ñã dóc hết nước ñược ñem 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 ñược phép cho ăn tự do như là nguồn thức ăn thô duy nhất trong khẩu phần

+ Ph ương pháp tuần hoàn

Phương pháp này ñược tiến hành như sau: Rơm sau khi ñóng bánh

ñể trong phòng kín sau ñó phun chất trung hoà như axit phốt phoric (H3PO4 ) lên bánh rơm Khi lượng nước thừa rút hết ñi những bánh rơm này có thể ñem cho ăn ñược Phương pháp này ñã ñược ñem ra áp dụng trong thực tế ñể xử lý rơm và ñã cho kết quả tốt ñó 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 ñòi hỏi quy trình và ñiều kiện tiến hành phức tạp

Trong quy trình chế biến khô rơm ñược 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 ñã ñược qua xử lý không ñược rửa Qua nghiên cứu cho thấy phương pháp này ñã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá chất hữu cơ thấp hơn so với xử lý ướt , nhưng ưu ñiểm lớn nhất của phương pháp này tránh ñược sự ô nhiễm môi trường do nước rửa rơm thải ra trong qúa trình xử lý Mặt khác phương pháp này cũng tránh ñược 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 ñộng vật nuôi Tuy nhiên phương pháp

xử lý này không ñược phổ biến rộng rãi và hầu như ñã bị loại bỏ vì trong quá trình xử lý bằng NaOH có nhiều vấn ñề 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)

+ X ử lý bằng khí NH 3

Rơm ñược chất ñống và dùng vải nilon che kín Thùng ñựng NH3 có nối với ống dẫn khí bằng kim loại dài có ñục lỗ thông thường dùng 3 kg amoniac/100kg rơm Thời gian xử lý có thể lên ñến 8 tuần

Ngoài ra người ta còn sử dụng phương pháp ủ rơm trong phòng kín ở nhiệt ñộ 95oC, khí NH3 ñược tuần hoàn trong rơm ủ Phương pháp này có thể làm giảm thời gian xử lý xuống khoảng 24 giờ kể cả 3 - 4 giờ thoát khí sau khi xử lý

+ X ử lý bằng NH 3 l ỏng

Amoniac lỏng có thể ñược sử dụng ñể xử lý rơm theo một số cách khác nhau Thông thường nó ñược bơm vào ñống rơm phủ kín qua một ống dẫn Nước NH3 cũng có thể cho chảy từ trên ñống rơm xuống, NH3 sẽ bốc hơi từ

NH3 ở nhiệt ñộ cao và nguyên liệu có nhiều ñường Do vậy, hai phương pháp này

ít ñược áp dụng ở Việt nam cũng như các nước ñang 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 ñược giải thành NH3 theo phương trình sau:

ureara

CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2

Sản phẩm của quá trình phân giải urê là NH3 có tác dụng cắt mạch liên kết giữa lignin với các thành phần khác của màng tế bào như xenluloza, hemixenluloza và protein Một phần hemixeluloza trở thành hoà tan trong nước và các cấu trúc không dễ dàng chịu tác ñộng của enzym VSV Khi xử lý urê cần chú ý ñến các ñiều kiện như liều lượng, ñộ ẩm của thức ăn (khoảng 30

- 70%) ðiều kiện yếm khí, thời gian ủ và ñặc biệt là nhiệt ñộ và nhiệt ñộ có ảnh hưởng lớn ñến tốc ñộ phân giải urê và các phản ứng nói chung trong quá trình ủ (Sundstol, 1984)[52]

Cơ chế tác ñộng khi xử lý urê ñến 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 ñiều kiện thuận lợi cho VSV dạ cỏ phá vỡ, phân giải xơ Mặt khác xử lý bằng urê ñã làm tăng hàm lượng NH3 trong dạ cỏ, cung cấp nitơ cho nhiều loài vi khuẩn phân giải xơ phát triển Rơm ñược xử lý bằng urê

ñã làm giảm lượng lignin do ñó ñã làm tăng tỷ lệ tiêu hoá VCK (ðặng Thái Hải và Nguyễn Trọng Tiến, 1984) [5]

Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần (1998)[10] rơm ñược xử lý bằng urê ñã làm cho hàm lượng nitơ tăng rõ rệt với khoàng 90 - 92% ñược giữ lại trong rơm ướt ngay sau khi mở túi

Urê dùng ñể xử lý rơm theo 2 cách sau:

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

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

Khi xử lý rơm bằng urê cần ñảm bảo các ñiều kiện sau:

Liều lượng urê sử dụng bằng 4 – 5% so với VCK của rơm Thời gian ủ tuỳ thuộc vào nhiệt ñộ môi trường Nếu nhiệt ñộ môi trường cao thì quá trình amoniac hoá sẽ diễn ra nhanh, nếu nhiệt lạnh thì chậm lại Khi nhiệt ñộ phòng kín trên 300C thì ủ 7 - 10 ngày, 15 – 30 oC 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 ñịnh lượng ñược urê Hơn nữa, urê rẻ hơn NaOH và amoniac thêm vào ñó là một nguồn nguyên liệu có sắn ñược 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 ñược giải phóng khi có enzym ureaza Bên cạnh ñó, mặc dù xử lý urê bổ sung amoniac cho VSV dạ cỏ nhưng ñây vẫn là cách bổ xung ñắt tiền vì lượng urê cần dùng ñể ñảm bảo xử lý có hiệu lực ít nhất cao gấp 2 lần so với yêu cầu của VSV dạ cỏ Thêm vào ñó ở các nước ñang phát triển do trợ cấp nông nghiệp ngày càng giảm nên giá urê có xu hướng tăng lên làm giảm hiệu quả kinh tế

- Xử lý bằng nước tiểu

Nước tiểu ñược coi như là một nguồn urê sẵn có ở bất cứ ñâu có người

và gia súc sinh sống Thí nghiệm ñầu tiên liên quan ñến việc dùng nước tiểu

như là nguồn urê ựể xử lý rơm ựược ựưa ra thực tế ở đông nam á vào năm

1980, phương pháp này ựược chứng tỏ là có nhiều hứa hẹn ựể 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)[52] Tuy nhiên việc xử lý rơm bằng nước tiểu vẫn chưa ựược phổ biến trong thực tế chăn nuôi do còn có những trở ngại

về tâm lý, văn hoá, quan niệm và ựặc biệt là vấn ựề vệ sinh phòng bệnh, kỹ thuật thu gom, bảo quản và phương pháp xử lý

- Xử lý bằng vôi

Hiện nay việc sử dụng vôi [Ca(OH)2 hay CaO] ựể xử lý phụ phẩm làm thức ăn cho trâu bò cũng ựã ựược 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 ựược trộn ựều với 4 - 6% vôi [Ca(OH)2 hay CaO], nước (40 - 80kg/100kg rơm) ủ trong 2 - 3 tuần

- Xử lý kết hợp urê với vôi

Theo VanSoest, (1994)[49] sử dụng kết hợp vôi và urê ựã ựem lại hiệu quả tốt hơn dùng riêng rẽ vôi và urê Vì khi ựó 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 ựược 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

- Xử lý bằng các phương pháp sinh amoniac khác

Một phát triển gần ựây trong lĩnh vực amoniac hoá là dùng các chất mà khi trộn vào nhau sẽ diễn ra phản ứng hoá học sinh ra khắ amoniac Như dùng sulfatamon ựể xử lý rơm: rơm ựược làm thành ựống ựược che kắn bằng túi nilon, cứ một tấn rơm dùng 132kg sulfatamon, 70kg vôi bột hoà tan 120kg nước ựựng trong thùng, sau ựó dùng vòi nhựa xuyên qua tấm nylon che phủ