Khảo sát chăn nuôi bò nông hộ và nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật võ béo bò lai SIND ở huyện m'đăk tỉnh đăk lăk

Khảo sát chăn nuôi bò nông hộ và nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật võ béo bò lai SIND ở huyện m'đăk tỉnh đăk lăk

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Năm 2002, đàn bò cả nước có 4.062 ngàn con, được phân bố rộng ở các vùng sinh thái khác nhau, trong đó đàn bò ở 3 tỉnh Tây Nguyên là Kon Tum, Gia Lai và Đăk Lăk đã có 390.900 con, chiếm tới 9,62% và chủ yếu là bò thịt (Tổng cục Thống kê, 2003) [72]

Tỉnh Đăk Lăk có diện tích 19.599 km2, chiếm gần 6% tổng diện tích tự nhiên của cả nước (bao gồm 18 huyện và thành phố), dân số hơn 2 triệu người, mật độ trung bình 102,23 người/km2 (Cục Thống kê tỉnh Đăk Lăk, 2003) [10]

Là một tỉnh nằm trong vùng sinh thái khí hậu đặc thù Tây Nguyên có đồng cỏ

tự nhiên rộng và đa dạng, đây chính là thế mạnh để phát triển chăn nuôi đại gia súcnhất là đối với bò thịt

Tính đến cuối năm 2002, đàn bò của tỉnh có 94.845 con, nhưng đàn bò thuộc sở hữu tập thể chiếm chưa tới 4% số lượng chủ yếu nằm ở nông hộ (Cục Thống kê tỉnh Đăk Lăk, 2001 và 2003) [9], [10] Vì vậy, thu nhập về chăn nuôi bò đang giữ một vai trò quan trọng trong kinh tế nông hộ ở Đăk Lăk, đặc biệt là tại huyện M’Đrăk - một huyện có nhiều tiềm năng phát triển ngành nuôi bò nhất của tỉnh Chiến lược phát triển kinh tế của tỉnh Đăk Lăk là tập trung xây dựng M’Đrăk thành vùng trọng điểm chăn nuôi bò thịt: dành 12.000 ha đất cho phát triển đồng cỏ và phấn đấu đến năm 2010 tổng đàn bò trong huyện sẽ tăng lên 35.000 con, tỷ lệ bò lai đạt tới 70 - 80% (UBND tỉnh Đăk Lăk, 2001) [78]

Tuy nhiên, sự gia tăng số lượng đầu con phụ thuộc nhiều vào nguồn thức ăn

tự nhiên, khi nguồn thức ăn hiện có được khai thác tối đa thì sự tăng đàn sẽ dừng lại ổn định Đi đôi theo xu hướng giảm diện tích chăn thả là mật độ chăn thả ngày càng cao dẫn đến năng suất, chất lượng của đồng cỏ tự nhiên càng giảm, vì thế tác

động xấu đến năng suất và hiệu quả của chăn nuôi đồng thời tạo ra sức ép giữa gia

tăng số lượng đầu con với chất lượng đàn, giữa tận dụng thức ăn tự nhiên với sử dụng hiệu quả các sản phẩm của địa phương cho chăn nuôi

Do tốc độ đô thị hóa nhanh nên Việt Nam, cũng như nhiều quốc gia khác đang phải đương đầu với sự tăng nhanh về nhu cầu thịt, trung bình mỗi năm khoảng 8,5% Để tăng khối lượng sản phẩm phải có những đầu tư khoa học kỹ thuật thâm canh trong chăn nuôi và đó là một bước biến đổi về chất

Đây cũng chính là định hướng chiến lược phát triển với chăn nuôi bò thịt nhằm từng bước đáp ứng nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của người tiêu dùng

Để giải quyết khó khăn về thức ăn, đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng phụ phẩm trong chăn nuôi bò thịt Tuy nhiên, do quy mô đàn, khả năng về vốn, trình độ của chủ hộ, đặc thù vùng mà việc áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật ở các nông hộ thường bị hạn chế Do vậy, việc nghiên cứu một cách có hệ thống về những đặc thù chăn nuôi bò trong nông hộ để tìm ra một số giải pháp nâng cao hiệu quả vỗ béo bò lai Sind, trên cơ sở sử dụng các sản phẩm địa phương tại M’Đrăk - tỉnh Đăk Lăk, là một vấn đề cấp thiết hỗ trợ cho sự phát triển ngành chăn nuôi bò đồng thời góp phần tham gia vào chương trình phát triển kinh tế xóa đói giảm nghèo từ mỗi nông hộ

Để giải quyết một phần những đòi hỏi từ thực tế sản xuất đó, chúng tôi thực hiện đề tài:

“Khảo sát chăn nuôi bò nông hộ và nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật vỗ béo bò lai Sind ở huyện M’Đrăk - tỉnh Đăk Lăk”

2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá các tiềm năng của địa phương thông qua việc xác định những thuận lợi và khó khăn tác động tới chăn nuôi bò nông hộ;

- Xác định những đặc thù trong chăn nuôi bò nông hộ;

- Xác định nguồn phụ phẩm cây trồng làm thức ăn nuôi bò nông hộ ở huyện M’Đrăk - tỉnh Đăk Lăk;

- Thử nghiệm một số chế độ nuôi dưỡng để vỗ béo bò thịt lai Sind trên cơ sở khai thác tiềm năng phụ phẩm của địa phương theo các phương thức chăn nuôi khác nhau

3 ý nghĩa khoa học của đề tài

- Đề tài nghiên cứu một cách hệ thống về các yếu tố tự nhiên, kinh tế - xã hội, phân tích những thuận lợi và khó khăn tác động tới chăn nuôi bò thịt tại nông hộ ở huyện M’Đrăk

- Xác định các nguồn phụ phẩm nông nghiệp sử dụng làm thức ăn nuôi

bò thịt tại địa phương

- Đề tài nghiên cứu thử nghiệm vỗ béo bò lai Sind thông qua một số các giải pháp kỹ thuật về xây dựng các khẩu phần phù hợp với nguồn nguyên liệu

địa phương và phương thức chăn nuôi hiện tại của nông hộ

4 ý nghĩa thực tiễn của đề tài

- Đề tài đã xác định được những đặc thù chăn nuôi bò thịt của các nông

hộ tại M’Đrăk, đóng góp cơ sở khoa học và tư liệu cho các chương trình, dự án

hỗ trợ phát triển kinh tế nông hộ

- Đưa ra một số giải pháp kỹ thuật vỗ béo bò thịt phù hợp với điều kiện

địa phương có thể ứng dụng rộng rãi trong các nông hộ

- ổn định sản xuất tại chỗ và tạo điều kiện tiếp cận kỹ thuật khoa học kỹ thuật trong chăn nuôi bò cho nông hộ, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi và góp phần xóa đói giảm nghèo cho cộng đồng dân cư ở huyện M’Đrăk - tỉnh Đăk Lăk

CHƯƠNG 1

TổNG QUAN TàI LIệU

1.1 Vai trò của chăn nuôi bò trong kinh tế hộ

1.1.1 Vai trò của chăn nuôi bò trong kinh tế hộ

Tổng thu nhập nông - lâm - ngư nghiệp của Việt Nam hiện chiếm 23,6% trong tổng GDP, trong đó ngành trồng trọt đạt 62,37%, chăn nuôi đạt 15,63% (Nguyễn Đăng Vang, 2003) [80] Ngành chăn nuôi hiện đang ngày càng có vị trí quan trọng trong sản xuất nông nghiệp, tốc độ tăng trưởng ổn

định (bình quân tăng 5,24%/năm) và cao hơn so với trồng trọt (Đặng Trần Tính, 2003; Nguyễn Phượng Vĩ, 2003) [69], [83]

Giá trị sản xuất chăn nuôi được tăng lên nhờ tiếp cận thị trường đã góp phần gia tăng hiệu quả cho các sản phẩm chăn nuôi cả về số lượng và chất lượng trên một đơn vị héc ta cao hơn đưa chăn nuôi trở thành ngành mũi nhọn trong chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông nghiệp theo hướng hàng hóa

Các tiến bộ kỹ thuật đã được áp dụng không chỉ mang lại hiệu quả kinh

tế cao, đóng vai trò quan trọng trong kinh tế hộ gia đình, điều quan trọng nữa

là sản xuất chăn nuôi chỉ sử dụng có khoảng 10% thời gian lao động nhưng hiệu quả năng suất lao động vẫn cao hơn 25% so với các hoạt động khác trong ngành nông nghiệp và đã đem lại tới hơn 50% thu nhập bằng tiền mặt cho các

hộ nông dân (Đặng Trần Tính, 2003) [69] Sản phẩm chăn nuôi không những chỉ phục vụ cho nhu cầu con người mà còn là nhân tố thúc đẩy sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác như trồng trọt, chế biến

Chăn nuôi nông hộ đã và đang thực sự giữ vai trò quan trọng, có ý nghĩa quyết định đến sự phát triển nhanh và bền vững của ngành chăn nuôi nước ta Những chủ trương, chính sách phù hợp của Nhà nước đã tạo ra những cơ hội thuận lợi như đòn bẩy kích cầu để chăn nuôi nông hộ phát triển

Bảng 1.1 Tỷ lệ hộ nghèo đói ở nông thôn và thành thị

Chỉ tiêu Số hộ nghèo (hộ) Tỷ lệ hộ nghèo (%)

Nông thôn miền núi 785.000 28,0 Nông thôn

Nông thôn thành thị 1.750.000 62,5

Nguồn: Lê Viết Ly (2003) [41]

Trong khi các nguồn thu nhập về nông nghiệp tăng 60%, nhưng nghèo

đói vẫn là một thách thức lớn đối với phát triển Tính đến năm 2000, tỷ lệ hộ nghèo ở nước ta là 32% (theo tiêu chuẩn nghèo quốc tế) hoặc là 17,2% (theo tiêu chuẩn nghèo của Việt Nam), tức là còn khoảng 2,8 triệu hộ nghèo mà 90,5% hộ nghèo trong số đó là thuộc nông thôn (Lê Viết Ly, 2003) [41] Do

đó, ưu tiên về nông nghiệp và phát triển nông thôn trong chương trình, chính sách của quốc gia là điểm cốt yếu để giảm nghèo và thúc đẩy tăng trưởng kinh

tế của Việt Nam

1.1.2 Một số yếu tố tác động tới chăn nuôi bò nông hộ

Bò là động vật nhai lại có đặc điểm về sinh trưởng và phát triển, sử dụng thức ăn và nhu cầu dinh dưỡng mang nhiều đặc thù riêng Tuy nhiên, như các ngành sản xuất khác, chăn nuôi bò cũng phải nằm trong một tổng thể chung và

bị chi phối bởi các điều kiện về kinh tế - xã hội, điều kiện tự nhiên, thông qua các đơn vị chức năng chuyên trách và nhất là từ bản thân chủ nông hộ - người

có ảnh hưởng trực tiếp và quyết định tới hiệu quả chăn nuôi bò

Các yếu tố tác động qua lại, chi phối và ảnh hưởng lẫn nhau, cũng có thể tác động trực tiếp hay gián tiếp qua các nhân tố trung gian tác động tới hiệu quả chăn nuôi bò Tùy theo các mức độ khác nhau mà các yếu tố này có thể là trở thành nhân tố thuận lợi hay khó khăn tác động tới chăn nuôi bò

Điều kiện kinh tế - xã hội

Điều kiện

tự nhiên

Các đơn vị KHKT chuyên trách

Nông hộ

Chăn nuôi bò nông hộ

Hình 1.1 Sơ đồ các yếu tố tác động tới chăn nuôi bò nông hộ

1.1.2.1 Nhóm các nhân tố về điều kiện tự nhiên

Các yếu tố khí hậu và thời tiết như nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa tác động trực tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của gia súc, tới khả năng thu nhận thức

ăn Diện tích và độ phì của đất ảnh hưởng đến năng suất, sản lượng của cây trồng và thức ăn cho gia súc Khi dân số gia tăng, diện tích đất đồng cỏ ngày càng bị thu hẹp, thì việc xây dựng hệ thống chăn nuôi gia súc nhai lại dựa trên các phụ phẩm sẵn có là yêu cầu sống còn hiện nay và trong tương lai

Khí hậu thời tiết còn tác động tới sự sinh trưởng, phát triển của cây thức

ăn trên đồng cỏ Nhiệt độ môi trường cao đã làm đẩy nhanh quá trình lignin hóa của cây thức ăn, giảm khả năng tích luỹ chất dinh dưỡng trong cỏ do vậy dẫn

đến hiệu quả sử dụng thức ăn thấp, dinh dưỡng của gia súc không bảo đảm Các

điều kiện tự nhiên cũng chi phối tới sự hình thành và lây lan của nhiều bệnh tật khác nhau như dịch tả, tiêu chảy, tụ huyết trùng, lở mồm long móng

1.1.2.2 Nhóm nhân tố về kinh tế - x∙ hội

Nhóm nhân tố này bao gồm chuỗi các vấn đề về chủ trương, chính sách, thị trường, hạ tầng cơ sở, trình độ dân trí, tập quán, tín ngưỡng, quy hoạch, sự phát triển của các ngành kinh tế khác, công tác quản lý, thông tin

Trong những năm gần đây, các chủ trương, chính sách của Nhà nước đều hướng tới mục đích hỗ trợ để làm tăng hiệu quả của sản xuất chăn nuôi quy mô nhỏ, giúp chăn nuôi nông hộ phát triển nhanh hơn nữa (giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất, chất lượng và kiểm soát dịch bệnh hữu hiệu ), đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu ngày càng tăng cũng như vượt qua những thách thức của quá trình toàn cầu hóa Từ đó nâng cao thu nhập cho nông hộ và hỗ trợ cho công cuộc xóa đói, giảm nghèo ở nước ta

Thị trường tiêu thụ là yếu tố rất quan trọng tham gia quyết định sản xuất, điều chỉnh quy mô và tốc độ sản xuất Trong cơ chế thị trường, thông tin

đóng vai trò quan trọng cho cả người bán và người mua, cả người sản xuất và người tiêu dùng Thông tin ở các vùng nông thôn hiện nay còn hạn chế đã trở thành nhân tố làm cho thị trường hàng hóa của nông thôn chưa phát triển

Với 80 triệu dân và đàn bò hiện nay là 4,062 triệu con (Tổng cục Thống

kê, 2003) [72], có thể thấy rằng thị trường thịt bò ở Việt Nam khá lớn Tuy nhiên, do mức độ đầu tư còn hạn chế, cùng với cơ sở hạ tầng thấp kém, giao thông đi lại khó khăn, thị trường đầu ra của con bò phải qua nhiều khâu trung gian nên thu nhập thật sự của nông hộ chưa cao Tất cả những yếu tố đó đều chi phối đến năng lực phát triển chăn nuôi bò nông hộ Ngoài ra, các vấn đề khác như tôn giáo, phong tục, tập quán chăn nuôi, tập quán tiêu dùng cũng có

ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả chăn nuôi

1.1.2.3 Nhóm các nhân tố về kỹ thuật

Nhóm nhân tố này bao gồm các đơn vị chức có trách nhiệm tư vấn, nghiên cứu, thử nghiệm và chuyển giao tiến bộ khoa học kỹ thuật chuyên ngành cho nông hộ, ở nhiều góc độ khác nhau về con giống, về dinh dưỡng, kỹ thuật chăm sóc nuôi dưỡng, về công tác phòng và trị bệnh

Từ năm 1993 đến năm 2000, Việt Nam tiến hành chương trình cải tạo

đàn bò Vàng địa phương với các giống bò ngoại nhập như Red Sindhi, Sahiwal, Brahman Tính đến năm 2003, số bê lai đã đạt 630.000 con, tỷ lệ

nuôi sống đạt 95%, trọng lượng sơ sinh bê lai tăng 60 - 70% so với bê nội (Đặng Trần Tính, 2003) [69], khoảng 28% số lượng bò đã được Sind hóa (Nguyễn Đăng Vang, 2003) [80], nâng trọng lượng bò lai Sind: con cái 250 -

300 kg, con đực 400 - 500 kg, tỷ lệ thịt xẻ đạt 48 - 49%, năng suất sữa 800 - 1.000 kg/con/chu kỳ vắt sữa (Nguyễn Văn Thưởng, 2003) [61]

1.1.2.4 Nông hộ

Chủ hộ cùng với năng lực về vốn, trình độ hiểu biết, mục đích chăn nuôi, nguồn thông tin tiếp nhận, nhân công sẽ quyết định tới hiệu quả chăn nuôi bò Trình độ nhận thức của người dân về kỹ thuật chăn nuôi còn thấp, mục đích chăn nuôi chủ yếu là tận dụng (đồng cỏ, lao động nhàn rỗi ), khả năng nắm bắt thông tin chưa kịp thời Thực tế cũng cho thấy, chăn nuôi nông hộ trong cơ chế thị trường đang phải đối mặt với nhiều trở ngại, khó khăn trong hoạt động sản xuất về quy mô đàn, phương thức chăn thả, các yêu cầu về kỹ thuật, mức độ đầu tư với lợi nhuận, về giải quyết thị trường tiêu thụ

Khả năng tiếp cận thị trường của chủ hộ sẽ là chìa khóa để thúc đẩy tốc

độ phát triển chăn nuôi nông hộ Tuy nhiên thực tế hiện nay, khả năng tìm hiểu thị trường của chủ hộ vẫn bị hạn chế bởi nhiều trở ngại hay rào cản có thể nảy sinh từ các chính sách và quy định hiện có, các đặc điểm của vùng, sự khác biệt

về địa lý, cơ cấu, trình độ công nghệ và đặc biệt là trình độ của chủ hộ

Chiến lược phát triển nông nghiệp Việt Nam phấn đấu đưa tỷ trọng giá trị chăn nuôi trong tổng giá trị nông nghiệp lên mức 20 - 25% vào năm 2010 (Nguyễn Phượng Vĩ, 2003) [83], chính vì vậy những nghiên cứu về chăn nuôi nông hộ (trong đó có chăn nuôi bò) sẽ rất cần thiết và là cơ sở khoa học cho việc đẩy mạnh phát triển quy mô và nâng cao hiệu quả chăn nuôi để từng bước

đưa chăn nuôi trở thành ngành kinh tế mũi nhọn

1.2 Đặc điểm tiêu hóa ở dạ cỏ loài nhai lại

Dạ cỏ được coi như một túi lên men lớn và có khoảng 50% vật chất khô của khẩu phần được tiêu hóa tại đây nhờ vào vai trò của hệ vi sinh vật Nguồn

vi sinh vật này theo thức ăn, nước uống đi vào dạ cỏ tồn tại và phát triển nhờ môi trường thích hợp ở đây (Nguyễn Trọng Tiến và cs., 2001; Nguyễn Xuân Tịnh và cs., 1996) [68], [70]:

- Độ pH gần như trung tính thường trong khoảng 6 - 7 và tương đối ổn

định nhờ tác dụng đệm của muối phốt phát và bicacbonat của nước bọt

- Nhiệt độ khoảng từ 38 - 420C và không bị phụ thuộc vào thức ăn, thường nhiệt độ ban đêm cao hơn ban ngày (do quá trình lên men mạnh hơn)

- Môi trường yếm khí, nồng độ O2 nhỏ hơn 1%, CO2 tới 50 - 70% và phần còn lại là CH4

- Độ ẩm trong dạ cỏ cao khoảng 70 - 80% và khá ổn định nhờ vai trò

điều hòa của nước bọt

- Nhu động dạ cỏ yếu nên thức ăn thường dừng lại lâu

- Thức ăn vào dạ cỏ đã trở thành nguồn cung cấp chất dinh dưỡng một cách

đều đặn để cho vi sinh vật sử dụng Các sản phẩm thường xuyên được chuyển hóa, trao đổi qua thành dạ cỏ đã tạo ra nồng độ của cơ chất thích hợp cho quá trình lên men vi sinh vật (Barcroft và cs., 1944) [84]

Hệ vi sinh vật sống cộng sinh trong dạ cỏ, sinh trưởng và phát triển tại đây

và rồi chính hệ vi sinh vật này lại đóng vai trò cực kỳ quan trọng vào quá trình

tiêu hóa, hấp thu độc đáo ở động vật nhai lại

1.2.1 Khu hệ vi sinh vật dạ cỏ

Số lượng loài hoặc giống vi sinh vật trong dạ cỏ thường xuyên thay đổi,

nó phụ thuộc vào thành phần thức ăn và sự tiêu hóa trong dạ cỏ lại dựa vào sự hoạt động phân giải của các loài vi sinh vật này Hệ vi sinh vật ở dạ cỏ gồm 3 nhóm chính là vi khuẩn, nguyên sinh động vật và nấm

1.2.1.1 Vi khuẩn (Bacteria)

Trong dạ cỏ của loài nhai lại có số lượng lớn vi khuẩn từ 109 - 1011/ml dịch (Hungate, 1966) [110], có khoảng 60 loài vi khuẩn khác nhau chủ yếu là

các vi khuẩn yếm khí và không có nha bào Lượng sinh khối vi khuẩn chiếm khoảng 1/2 tổng sinh khối của vi sinh vật dạ cỏ (Vũ Duy Giảng, 2001) [17] Nhóm vi khuẩn tự do trong dịch dạ cỏ chiếm khoảng 30%, còn lại khoảng 70%

là các nhóm vi khuẩn bám vào thức ăn, vi khuẩn trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô

và vi khuẩn bám vào động vật nguyên sinh (chủ yếu loại sinh khí metan)

Do đặc điểm thức ăn liên tục chuyển khỏi dạ cỏ nên phần lớn vi khuẩn bám vào thức ăn sẽ bị tiêu hóa đi, vì vậy số lượng vi khuẩn dạng tự do trong dịch

dạ cỏ quyết định tốc độ công phá và lên men thức ăn Vi khuẩn dạng tự do này

phụ thuộc vào các chất dinh dưỡng hòa tan, đồng thời cũng có một số lượng vi khuẩn di chuyển từ mẩu thức ăn này đến mẩu thức ăn khác

Vi khuẩn được coi là thành phần vi sinh vật quan trọng bậc nhất trong dạ cỏ trong việc phân giải chất xơ và sinh tổng hợp protein từ NH3 Có các nhóm vi khuẩn chính là (Vũ Duy Giảng, 2001; Nguyễn Trọng Tiến và cs., 2001) [17], [68]:

- Nhóm vi khuẩn phân giải xơ (Cellulolytic bacteria)

Những loài phân giải xenluloza quan trọng là bacteroides succinogenes, ruminococcus albus, cillobacterium cellulosolvens, butyrivibrio fibrisolvens, ruminoccocus flavefaciens chúng bám vào các mảnh thức ăn, tiết ra enzym phá vỡ

các khung xương của phân tử xenluloza và thuỷ phân thành các oligosaccarit

Những vi khuẩn phân giải xenluloza thì cũng có khả năng sử dụng hemixenluloza nhưng ngược lại thì không Một số loài sử dụng hemixenluloza là

butyrivibrio fibrisolvens, lachnospira multiparus và bacteroides ruminicola

Vi khuẩn phân giải xơ phát triển tốt ở môi trường pH trung tính, khi pH của dạ cỏ xuống đến 6 thì quá trình phân giải xenluloza bị giảm và ngừng khi pH bằng 5,6 Môi trường đủ nitơ và pH thích hợp thì nhóm vi khuẩn này sinh sản nhanh, quá trình tiêu hóa xơ sẽ có kết quả tốt Ngược lại nếu trong thức ăn chứa các yếu tố làm tăng tính toan của dạ cỏ sẽ làm giảm tiêu hóa xơ

- Nhóm vi khuẩn tiêu hóa tinh bột (Amylolytic bacteria)

Trong dạ cỏ số lượng loài vi khuẩn phân giải tinh bột rất lớn, đó là

bacteroides amylophilus, succinimonas amylolytica, butyrivibrio fibrisolbvens, bacteroides ruminantium, selenomonas ruminantium và steptococcus bovis Sản

phẩm cuối cùng khi phân giải tinh bột là axit lactic Nếu có đầy đủ nitơ thì các

vi khuẩn thuộc nhóm này tăng nhanh và sản sinh ra nhiều axit lactic làm cho pH

của dạ dày thấp xuống và sẽ ức chế các nhóm vi khuẩn phân giải xơ, khi đó các

loài vi khuẩn amylolytic (điển hình là streptococus bovis) chiếm ưu thế Khi pH

đã bị giảm xuống thấp thì vi khuẩn tiếp tục phân giải axit lactic thành axit axetic và propionic, nhưng quá trình này chậm hơn so với quá trình tạo ra axit lactic cho nên rất dễ bị trúng độc toan

Nhiều nhóm vi khuẩn khác cũng có khả năng sử dụng các axit hữu cơ như axit

lactic (veillonella gazogenes, veillonella alacalescens, peptostreptococcus elsdenii, propioni bacterium và selenomonas lactilytica ), axit succinic, malic, fumaric,

formic hay axit axetic Trong số những loài vi khuẩn phân giải protein và sinh

amoniac thì peptostreptococus và clostridium có khả năng lớn nhất Các loài vi khuẩn

tạo CH4 là methano bacterium, methano ruminantium và methano forminicum

1.2.1.2 Động vật nguyên sinh (Protozoa)

Khi còn trong thời gian bú sữa, dạ dày trước của bê chưa có động vật

nguyên sinh và chúng chỉ thực sự xuất hiện trong dạ cỏ khi bê bắt đầu ăn thức

ăn thô động vật nguyên sinh có số lượng khoảng 105 - 106 tế bào/g chất chứa với khoảng 120 loài, với từng cá thể cũng có số loài và số lượng khác nhau

động vật nguyên sinh có mặt trong dạ cỏ thuộc lớp ciliata có 2 lớp phụ là entodiniomorphida và holotrica

Giữa động vật nguyên sinh và vi khuẩn có nhiều điểm khác nhau: kích

thước của động vật nguyên sinh lớn hơn rất nhiều và có thể đạt từ 25 - 250 àm;

tốc độ xâm nhập của động vật nguyên sinh vào các mảnh thức ăn nhanh hơn;

động vật nguyên sinh có khả năng dự trữ cacbohydrat dư dưới dạng amylopectin

không tan; động vật nguyên sinh lại dễ dàng bị phá huỷ trong môi trường axít;

động vật nguyên sinh không có khả năng tổng hợp được axit amin từ NH3, nguồn axit amin để tổng hợp nên protein cho cơ thể chúng lại nhờ ăn và tiêu hóa protein của vi khuẩn hay từ thức ăn mà có Ước tính mỗi giờ động vật nguyên sinh trong dạ cỏ có thể ăn tới 200*105 vi khuẩn và cứ mỗi phút có khoảng 1% vi khuẩn dạ

cỏ bị động vật nguyên sinh ăn (Vũ Duy Giảng, 2001) [17] Chính do điều này,

mà động vật nguyên sinh lại làm giảm hiệu quả sử dụng protein nói chung

Động vật nguyên sinh có thể trú ngụ ở các mẩu thức ăn lớn và cũng có

thể trú ngụ ở thành dạ cỏ dạng đám holotric Mật độ tăng, động vật nguyên sinh tụ tập trong các bọc bolus Khi gia súc (vật chủ) nhai lại: hỗn hợp thức ăn

cùng với các bọc chứa vi khuẩn cùng động vật nguyên sinh sẽ được ợ lên Dịch

và các mẩu nhỏ thức ăn sau đó được nuốt xuống rồi bị chuyển tới dạ tổ ong,

đến dạ lá sách Riêng với động vật nguyên sinh nhờ bám vào các mẩu thức ăn

có kích thước lớn nên còn nằm lại ở các bolus, khi được nuốt lại xuống dạ cỏ rồi nó tiếp tục chu chuyển theo chu kỳ chuyển vận thức ăn thông qua dạ cỏ

động vật nguyên sinh thuộc lớp ciliata có 2 nhóm chính (Vũ Duy Giảng,

2001; Nguyễn Trọng Tiến và cs., 2001) [17], [68]:

- Nhóm phân giải xơ (Cellulolytic ciliate): chúng tham gia vào việc phá vỡ

cấu trúc vật lý của thức ăn và tiết enzym phân giải vách tế bào động vật nguyên sinh không tiết enzym và phân giải xơ ra môi trường dạ cỏ mà chúng ăn các mảnh thức

ăn bị phá vỡ, rồi sau đó tiết enzym và tiêu hóa xơ ở trong cơ thể của chúng

- Nhóm phân giải tinh bột (Amilolytic ciliate): động vật nguyên sinh

tích luỹ polysaccarit nhờ khả năng nuốt tinh bột ngay sau khi ăn và dự trữ dưới dạng amylopectin Điều này không những quan trọng cho gia súc nhai lại nhờ hiệu ứng đệm chống phân giải đường quá nhanh làm giảm pH đột ngột, mà còn cung cấp năng lượng từ từ cho nhu cầu duy trì và sinh trưởng của bản thân

động vật nguyên sinh

Động vật nguyên sinh tác động cơ học xé rách màng tế bào thực vật làm tăng diện tích tiếp xúc của thức ăn và khi đó thức ăn dễ dàng chịu tác động của

vi khuẩn động vật nguyên sinh bảo tồn nối đôi của các axit béo không no mạch dài quan trọng như axit linoleic, linolenic bằng cách nuốt, đưa xuống phần sau của đường tiêu hóa cung cấp trực tiếp cho vật chủ, nếu không các axit béo này sẽ bị làm no hóa bởi vi khuẩn

1.2.1.3 Nấm (Fungi)

Nấm có mặt trong dạ cỏ của hầu hết các loài động vật nhai lại và thuộc

nhóm hoạt động yếm khí, bao gồm các loài: neocalimastic frontalis, piramonas communis, sphaerommonas communis số lượng khoảng 103/ml dịch dạ cỏ (Nguyễn Trọng Tiến và Mai Thị Thơm, 1996) [66] Mặc dù khả năng xâm nhập vào tế bào thực vật không bằng vi khuẩn nhưng nấm lại đóng vai trò quan trọng trong hoạt động tiêu hóa xơ của vi sinh vật (Bauchop, 1981) [86]

Đầu tiên, nấm di chuyển tới phần thức ăn xơ để vừa tiêu hóa vừa xâm nhập vào các biểu mô (thường ở chỗ bị mục nát hay khí khổng của lá) rồi làm nang, mọc mầm và phát triển trên mẩu thức ăn Mặc dầu không lên men được lignin nhưng chính nấm lại có khả năng phá vỡ phức chất lignin- hemixenluloza

và làm hòa tan lignin Một khi cấu trúc này bị phá vỡ thì sự lên men của vi khuẩn đối với các chất xơ có hiệu quả hơn Với khẩu phần nhiều xơ, sinh khối nấm men có thể lên tới 10% tổng sinh khối trong dạ cỏ

Nấm còn có khả năng tiêu hóa một vài thành phần trong cấu trúc của tế bào như xenluloza, tinh bột, đường một số loài lên men được cả hemixenluloza Tuy nhiên có những cacbohydrat mà nấm không thể sử dụng được bao gồm pectin, axit galacturonic, fructoza, mantoza và galactoza

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng tới hệ vi sinh vật

Vi sinh vật dạ cỏ (cả ở thức ăn và ở biểu mô dạ cỏ) kết hợp với nhau trong quá trình tiêu hóa thức ăn, loài này phát triển trên sản phẩm của loài kia

Sản phẩm phân giải cuối cùng của một loài nào đó lại được loài khác tiếp tục

sử dụng (Preston và Leng, 1987) [132]

1.2.2.1 Mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật

Mối quan hệ giữa các nhóm vi sinh vật dạ cỏ là mối quan hệ cạnh tranh

và hợp tác lẫn nhau mà kết quả cuối cùng hình thành nên một khu hệ vi sinh vật mà trong đó tỷ lệ của các loài là thích hợp cho sự phân giải thức ăn

- Mối quan hệ cạnh tranh: mối quan hệ này có thể thấy rõ bởi động vật nguyên sinh ăn và tiêu hóa vi khuẩn, sử dụng protein của vi khuẩn để phục vụ cho sinh trưởng của mình, do đó làm giảm tốc độ và hiệu quả chuyển hóa protein

trong dạ cỏ Khi lượng entodian trong dạ cỏ tăng lên cao đến 2*106 cá thể /1ml dịch dạ cỏ thì toàn bộ vi khuẩn trong dạ cỏ bị ăn hết (Coleman, 1975) [93] Với những loại thức ăn dễ tiêu hóa thì điều này không có ý nghĩa lớn, song đối với thức ăn nghèo nitơ thì động vật nguyên sinh đã làm giảm hiệu quả sử dụng thức

ăn nói chung

Giữa các nhóm vi khuẩn khác nhau cũng có sự cạnh tranh điều kiện sinh tồn Chẳng hạn, khi gia súc ăn khẩu phần ăn giàu tinh bột nhưng nghèo protein thì số lượng vi khuẩn phân giải xenluloza sẽ giảm và do đó mà tỷ lệ tiêu hóa xơ thấp Sự có mặt của tinh bột trong khẩu phần sẽ kích thích vi khuẩn phân giải bột đường phát triển nhanh và chúng cũng sẽ nhanh chóng sử dụng cạn kiệt đi những yếu tố dinh dưỡng quan trọng cần thiết cho vi khuẩn phân giải xơ như các loại khoáng, amoniac, axit amin, isoaxit

- Mối quan hệ hợp tác: trong điều kiện bình thường giữa vi khuẩn và

động vật nguyên sinh là quan hệ cộng sinh cùng có lợi, thể hiện rõ nhất trong

việc phân giải chất xơ Nếu môi trường chỉ có ciliate thì lượng xơ phân giải

được chỉ là 7%, nếu chỉ có vi khuẩn thì cũng chỉ đạt tới 40%, tuy nhiên khi

có mặt cả vi khuẩn lẫn ciliate với một tỷ lệ tối ưu, tỷ lệ phân giải xơ lên tới

60% (Vũ Duy Giảng, 2001) [17]

Sự sống của vi sinh vật thường phụ thuộc vào giới hạn dưới của pH mà ít phụ thuộc vào giới hạn trên (Coleman, 1975) [93] Khẩu phần bổ sung nhiều

thức ăn tinh thì ciliate tập trung tiêu thụ tinh bột, lượng axit lactic sinh ra trong

dạ cỏ giảm đi và giữ pH của dạ cỏ ở mức an toàn cho các loài vi sinh vật Một

số vi khuẩn được động vật nguyên sinh nuốt vào lại có tác dụng lên men ở trong đó tốt hơn vì mỗi động vật nguyên sinh tạo ra một kiểu “dạ cỏ mini” với

các điều kiện ổn định cho vi khuẩn hoạt động Một số loài ciliate còn hấp thu

ôxy giúp đảm bảo cho điều kiện yếm khí ổn định tạo nên môi trường trong dạ

cỏ thuận lợi cho hệ vi sinh vật

Như vậy, khẩu phần ăn của động vật nhai lại có ảnh hưởng rất lớn đến

sự tương tác giữa các nhóm vi sinh vật dạ cỏ với nhau Khẩu phần giàu các chất dinh dưỡng không gây sự cạnh tranh giữa các nhóm vi sinh vật, mặt cộng sinh cùng có lợi biểu hiện rõ Nhưng với khẩu phần nghèo dinh dưỡng sẽ gây

ra sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhóm vi sinh vật, ức chế lẫn nhau tạo nên khuynh hướng bất lợi cho quá trình lên men thức ăn nói chung dẫn đến hiệu quả tiêu hóa bị giảm đi (Preston và Leng, 1987) [132]

1.2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ vi sinh vật

Để tạo ra sản phẩm cuối cùng là protein của mình, cũng như mọi cơ thể sống khác vi sinh vật cần có đầy đủ cơ chất cho nhu cầu duy trì, sinh trưởng và phát triển của bản thân như năng lượng ATP, khung cacbon, nguồn nitơ, khoáng

- Năng lượng

Lượng sinh khối của vi sinh vật dạ cỏ phụ thuộc vào quá trình sinh tổng hợp axit amin và protein của cơ thể vi sinh vật Sự tổng hợp này cần rất nhiều năng lượng mà chủ yếu được phóng thích dần dần qua quá trình phân giải

phức hợp cacbohydrat

Sản phẩm phân giải yếm khí cacbohydrat gồm axit béo bay hơi và ATP: axit béo bay hơi được hấp thu qua thành dạ cỏ và cung cấp năng lượng cho vật chủ, còn ATP là nguồn năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật Cứ 1 mol glucoza

lên men thì có thể sinh ra 4 - 5 mol ATP cho vi sinh vật, như vậy lượng ATP sinh ra trong dạ cỏ phụ thuộc vào lượng các hợp chất hữu cơ tiêu hóa và quan

hệ chặt chẽ với lượng protein tổng hợp được

Mức độ sinh trưởng của vi sinh vật phụ thuộc vào lượng ATP sẵn có (Chalupa, 1984) [88] bởi vì các chức năng của tế bào như duy trì, vận chuyển, tái tạo, thay thế tất cả đều lấy năng lượng từ ATP Vì vậy, nếu tốc độ hình thành ATP càng cao thì tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật càng mạnh Tuy nhiên tốc độ hình thành ATP lại phụ thuộc vào lượng ATP còn lại, số lượng chất nền còn lại sau khi đã được vi sinh vật sử dụng hoặc tiêu hao Nếu ATP được sử dụng nhiều cho hoạt động duy trì thì lượng ATP dành cho tổng hợp tế bào sẽ giảm

Cơ chất chứa năng lượng

Các sản phẩm lên men

để vi sinh vật nâng cao được hiệu quả tiêu hóa các chất dinh dưỡng trong thức ăn

Hàm lượng nitơ cần thiết cung cấp cho hệ vi sinh vật dạ cỏ lệ thuộc vào

lượng thức ăn, năng lượng ăn vào và khối lượng cơ thể của gia súc (Chenost và

Kayuli, 1997) [90] Tỷ lệ lợi dụng nitơ trong dạ cỏ có quan hệ thuận với tỷ lệ các loại thức ăn năng lượng dễ tiêu trong khẩu phần và đặc biệt là phụ thuộc vào chính nồng độ NH3 Việc tăng hiệu suất sinh tổng hợp và tăng nồng độ NH3thường đi đôi với tăng tỷ lệ và tốc độ phân giải protein trong dạ cỏ

Ngoài ra, các chất khoáng và vitamin cũng có vai trò quan trọng tác động tới sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật dạ cỏ, cần thiết cho việc sinh tổng hợp các axit amin, nhiều hợp chất quan trọng như ADN, ARN, ATP

1.2.3 Tiêu hóa cacbohydrat ở dạ cỏ

1.2.3.1 Đặc điểm của thức ăn thô nhiều xơ

Nguồn cacbohydrat (bao gồm các monosaccarit, disaccarit, trisaccarit, polysaccarit ) chiếm phần lớn trong khẩu phần ăn của loài nhai lại và chủ yếu

là chất xơ Loại thức ăn thô nhiều xơ nhiệt đới thường có hai đặc trưng cơ bản như sau:

- Hàm lượng nitơ, khoáng, vitamin và gluxit dễ tiêu thấp

- Cấu trúc của vách tế bào phức tạp bao gồm chủ yếu là hemixenluloza, xenluloza, lignin, một ít protein, mỡ và khoáng (Capper và cs., 1989) [87] Tỷ

lệ giữa xenluloza, hemixenluloza và lignin ở các loại rơm tương ứng thường là 31:28 và 10%VCK (Renxen, 1977) [135]

Xenluloza là cấu trúc chủ yếu của tế bào thực vật, chiếm khoảng 32 47%VCK của thức ăn thô Xenluloza là chuỗi cacbohydrat đơn giản, phân tử mạch thẳng, được tạo bởi β-D glucoza với các liên kết β-1,4 glucozit Xenluloza gồm nhiều chuỗi thẳng liên kết với nhau thành bó dài nhờ mạch nối hydrogen tạo thành các sợi xenluloza bền vững (microfibril) và được bao bọc bởi các thành phần khác của vách tế bào Các microfibril tập hợp lại tạo thành

-các macrofibril Số lượng -các đơn vị cấu tạo có thể lên đến vài chục vạn, nên phân tử lượng của xenluloza có thể tới hàng chục triệu

Hemixenluloza là những heteropolysaccarit cấu tạo từ các loại đường thuộc nhóm hexoza (glucoza, mantoza, galactoza) và nhóm pentoza (xyloza, arabinoza) Hemixenluloza bao bọc xung quanh các microfibril cùng với một số thành phần khác như pectin và glycoprotein tạo thành chất vữa gắn kết các microfibil lại trong macrofibrin Hemixenluloza còn liên kết với các cấu trúc phenolic bao quanh các sợi xenluloza Hemixenluloza không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong dung dịch kiềm và bị thuỷ phân bởi axit dễ dàng hơn so với xenluloza

Lignin không phải là cacbohydrat mà là một hetero-polyme vô định hình, thuộc về nhóm chất có nhân thơm mà cơ sở là nhân benzol Lignin được cấu tạo từ các rượu coumaryl, coniferul và sinapyl Ba loại rượu này liên kết với nhau thành phenylpropancol, nhiều nhóm phenylpropanoid liên kết lại tạo nên cấu trúc lignin bền vững về lý hóa học

CH = CH - CH 2 OH

Khi: R = R1 = H: lignin là rượu Coumaryl;

R = H; R1 = OCH3: lignin là rượu Coniferul;

R = R1 = OCH3: lignin là rượu Sinapyl

OH

Hình 1.3 Công thức hóa học của lignin

Trong vách tế bào lignin liên kết với hemixenluloza, xenluloza bằng các mạch nối ester và hydrogen, đồng thời còn có thể liên kết với protein bằng các mạch nối hóa trị Lignin không hòa tan trong nước, trong axit đậm đặc, trong các dung môi hữu cơ bình thường, rất bền vững với các enzym của vi sinh vật dạ cỏ, tuy nhiên lignin lại dễ bị phân giải bởi các chất kiềm

1.2.3.2 Tiêu hóa cacbohydrat

Theo Van Soest (trích dẫn Bùi Văn Chính, 2002) [5], thì nguồn dinh dưỡng có thể thu nhận được từ nguồn thức ăn thô xơ gồm các chất hữu cơ hòa

tan, ADF và NDF Trong quá trình tiêu hóa, vi sinh vật sẽ phân giải các chất tiềm tàng có trong thức ăn thô để tạo ra các sản phẩm dinh dưỡng

Hình 1.4 Sơ đồ Van Soest về các chất dinh dưỡng trong tế bào thực vật

Nguồn: Van Soest (trích dẫn Bùi Văn Chính, 2002) [5]

Vi sinh vật bám vào các tiểu phần thức ăn thô xơ rồi thủy phân từng phần xenluloza và hemixenluloza nhờ các enzym của chúng Quá trình thủy phân này sinh ra các loại đường (glucoza, xyloza ), sau đó lại được tiếp tục lên men để tạo

ra năng lượng dưới dạng ATP và các axit béo bay hơi Đó là các axit axetic, propionic và butyric theo một tỷ lệ tương đối khoảng 70:20:8 cùng với một lượng nhỏ izobutyric, izovaleric và valeric (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [73]

Tỷ lệ các axit béo bay hơi sinh ra còn chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như thành phần các nhóm vi sinh vật, loại thức ăn thu nhận được, cách chế biến thức

ăn Với thức ăn chế biến thô, con vật ăn và nhai lại tiết nhiều nước bọt làm tốc

độ sinh axit béo bay hơi chậm nên pH của dạ cỏ cao và sản phẩm phân giải nhiều axit axetic, hoàn toàn ngược lại đối với các thức ăn chế biến kỹ

Các phản ứng hóa học của quá trình lên men đường hexoza để hình thành 3 axit béo bay hơi có thể biểu diễn như sau:

C6H12O6 + 2H2O 2CO2 + 4 H2 + 2CH3COOH (Axit axetic)

C6H12O6 + 2H2O 2H2O + 2C2H5COOH (Axit propionic)

C6H12O6 + H2O 2CO2 + 2H2 + C3H7COOH (Axit butyric) Các chất khí CO2 và H2 thì kết hợp với nhau tạo ra khí metan:

4H2 + CO2 2H2O + CH4 (Metan) Hai phản ứng tạo ra axit axetic và axit butyric có sản phẩm cuối cùng là hydro, sau đó nó tiếp tục đ−ợc kết hợp với CO2 tạo khí metan rồi đ−ợc thải ra ngoài, gây lãng phí năng l−ợng Ng−ợc lại, phản ứng tạo ra axit propionic thì thu nhận hydro nên đó là phản ứng có hiệu quả về năng l−ợng

Butyrat

ADPATP

Hình 1.5 Sơ đồ chuyển hóa cacbohydrat trong dạ cỏ

Nguồn: Vũ Duy Giảng (2001) [17]

NAD+NADH

+

H

ADPATP

ATP

NADH NAD+

Format NADH

NAD+

Lượng các sản phẩm này sinh ra là 0,66 mol axetat; 0,22 mol propionat; 0,16 mol butyrat; 0,6 mol CO2; 0,34 mol CH4 và 2,2 mol ATP (Lean, 2000) [116] Như vậy, trao đổi cacbohydrat ở loài nhai lại có điểm rất đặc trưng: trong máu động vật không chỉ có glucoza mà còn có cả một lượng lớn các axit béo bay hơi hình thành Chính điều này cho thấy vai trò quan trọng của các axit béo bay hơi đối với quá trình tiêu hóa ở động vật nhai lại

1.2.4 Chuyển hóa protein

Thức ăn của loài nhai lại thường có hàm lượng protein và nitơ phi protein thấp, giá trị dinh dưỡng cũng không cao, hàm lượng protein thô thường biến động lớn từ 4 - 30% Nhờ có sự sống cộng sinh của hệ vi sinh vật, nên ở dạ dày trước của động vật nhai lại không chỉ có quá trình phân giải protein và các hợp chất chứa nitơ phi protein để hình thành NH3 mà còn có quá trình tổng hợp protein từ các hợp chất nitơ phân tử thấp trong dạ cỏ

Nhiều nghiên cứu cho rằng sự thủy phân protein tiến hành qua hai giai

đoạn: giai đoạn đầu là thủy phân thành nhiều mảnh nhỏ có ít nhất từ hai axit amin (peptit) trở lên nhờ men proteinaza (peptithydrolaza) và giai đoạn sau tiếp tục phân giải thành các axit amin dưới tác dụng của men peptitaza

Proteinaza Peptitaza

Protein Peptit Axit amin

Nguồn nitơ cung cấp cho vi sinh vật dưới dạng NH3 không chỉ đến từ các protein trong thức ăn, mà còn từ các hợp chất nitơ phi protein, từ nitơ nội sinh (thẩm thấu trực tiếp qua thành dạ cỏ, từ nước bọt và từ các chất tiết vào dạ cỏ), phần khác nitơ được cung cấp từ chính các vi sinh vật bị phân giải Các hợp chất nitơ phi protein thường gặp là các dạng axit amin tự do như glutamic, urê chúng được phân giải nhanh cho ra sản phẩm cuối cùng là NH3

Deaminaza

RCHNH2COOH RCOCOOH + NH3

Urê là sản phẩm có ý nghĩa lớn nhất trong tất cả các hợp chất nitơ phi protein, urê vào dạ cỏ sẽ nhanh chóng được phân giải thành NH3 và CO2 nhờ men ureaza của vi sinh vật:

Ureaza của vi sinh vật

CO(NH2)2 2NH3 + CO2

Dù là phân giải protein hay nitơ phi protein thì sản phẩm cuối cùng đều là

NH3, nguồn NH3 trong dạ cỏ này lại được sử dụng (ra khỏi dạ cỏ) theo ba hướng khác nhau (Kurilov và Krotkova, 1979; Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [35], [73]:

- Hướng thứ nhất là khi NH3 hình thành sẽ được sử dụng để tổng hợp nên các axit amin mới làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp protein của bản thân vi sinh vật Quá trình tổng hợp protein của bản thân vi sinh vật từ amoniac diễn ra như sau:

Transaminaza

NH3 + RCOCOOH RCHNH2COOH + H2O

(Xetoaxit) (Axit amin)

Sự tổng hợp protein vi sinh vật từ NH3 dạ cỏ đạt mức tối đa khi nồng độ

NH3 dịch dạ cỏ ổn định ở mức 150 - 200 mg/l dịch dạ cỏ Nồng độ amoniac dịch dạ cỏ quá thấp sẽ làm giảm sự tổng hợp protein vi sinh vật (cứ 1MJ năng lượng của axit béo bay hơi chỉ sản xuất được 12 g protein, trong khi nồng độ amoniac dịch dạ cỏ cao thì 1MJ năng lượng sản xuất được 23 g protein)

- Hướng thứ hai là NH3 bị cuốn đi theo khối thức ăn xuống dạ dày dưới

- Hướng thứ ba NH3 được hấp thu qua thành dạ cỏ Sự hấp thụ amoniac trong dạ cỏ diễn ra theo phương thức khuếch tán, cường độ hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ amoniac, chất dinh dưỡng và độ pH dạ cỏ

Khi nồng độ NH3 vượt quá mức chuyển hóa của vi khuẩn chúng sẽ được hấp thụ vào máu, được khử độc qua cơ chế tạo thành urê ở gan (Nếu lượng

NH3 tạo thành nhanh và nhiều trong dạ cỏ, sẽ hấp thu nhiều vào máu làm nồng

độ NH3 trong máu tăng, khi vượt quá khả năng khử độc cho phép, sẽ bị ngộ

độc và có thể chết Nitơ cũng sẽ mất nhiều khi nồng độ NH3 trong dạ cỏ tăng nhanh vì bị thải ra theo nước tiểu)

Urê hình thành ở đây tiếp tục được biến đổi theo hai hướng: xuống thận để

được thải ra ngoài theo nước tiểu và theo máu lên lại tuyến nước bọt để tái sử dụng lại Động vật nhai lại tự hoàn chỉnh cơ chế này để đảm bảo tổng hợp của vi sinh vật

có hiệu quả trong dạ cỏ ở mức độ nitơ ăn vào

Nitơ phi protein

Peptit

Axit amin Amoniac

Protein vi sinh vật

Tiêu hóa trong ruột

Gan

Thận

Hình 1.6 Sự chuyển hóa các chất chứa nitơ trong dạ cỏ

Nguồn: Nguyễn Xuân Trạch (2003) [73]

Như vậy rõ ràng urê không phải là sản phẩm cuối cùng của quá trình trao đổi và một lượng lớn nitơ urê được loài nhai lại tái sử dụng là một thích ứng quan trọng cho loài động vật này đối với sự thu nhận không đều nitơ trong thức ăn Sự sử dụng khép kín và có hiệu quả nitơ tạo ra một chu trình tiết kiệm

nitơ độc đáo ở loài nhai lại và chúng có thể sống với những khẩu phần mà urê

là nguồn nitơ duy nhất (Vũ Duy Giảng, 2001) [17]

Khi vi sinh vật dạ cỏ bị chuyển xuống dạ múi khế và ruột sẽ bị chết (do môi trường không thích hợp), protein từ vi sinh vật và phần protein không bị phân giải ở dạ dày trước thoát qua (chiếm 40 - 60%) sẽ bị phân giải thành các axit amin nhờ các men tiêu hóa ở đây Như vậy, vật chủ được cung cấp protein từ hai nguồn: protein trong thức ăn và protein vi sinh vật

Giá trị dinh dưỡng của protein vi khuẩn có thể tới 81,81% còn của động vật nguyên sinh là 72% Giá trị sinh học của hỗn hợp vi sinh vật là 60%, riêng động vật nguyên sinh là 68%, còn vi khuẩn là 66%, tỷ lệ tiêu hóa của động vật nguyên sinh có thể lên tới 86% và vi khuẩn 82% (Kurilov và Krotkova, 1979) [35]

1.2.5 Một số yếu tố ảnh hưởng tới tiêu hóa cacbohydrat và protein

1.2.5.1 Mối quan hệ giữa tiêu hóa cacbohydrat và protein

Hình 1.7 Cơ sở của việc sử dụng cacbohydrat và nitơ phi protein

(NPN) để nuôi gia súc nhai lại

Nguồn: Nguyễn Xuân Trạch (2003) [73]

Thành phần các chất trong thức ăn của loài nhai lại chủ yếu thường bao gồm cacbohydrat, protein và nitơ phi protein những thành phần này khi vào trong dạ cỏ sẽ bị quần thể vi sinh vật tiến hành phân giải đồng loạt Sản phẩm phân giải các thành phần ấy lại được vi sinh vật sử dụng để bổ sung qua lại lẫn nhau, chính vì vậy mà thành phần cacbohydrat, protein trong khẩu phần có mối quan hệ tác động tương hỗ lẫn nhau Để tổng hợp protein của vi sinh vật,

vi sinh vật cần các hợp chất chứa nitơ và đồng thời có thể sử dụng các hợp chất chứa nitơ đơn giản như amoniac

Sản phẩm trung gian phân giải cacbohydrat sau khi hình thành các đường

đơn sẽ tiếp tục bị phân giải thành các xetoaxit, còn sản phẩm phân giải cuối cùng của protein và nitơ phi protein là NH3

Nhờ vai trò của vi sinh vật mà các NH3 vừa được hình thành sẽ liên kết với các xetoaxit để tạo ra axit amin mới, làm nguyên liệu cho việc tổng hợp protein vi sinh vật (Nguyễn Xuân Tịnh và cs., 1996; Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [70], [73] Chính vì vậy mà mối quan hệ về tỷ lệ cân đối giữa gluxit với protein (đặc biệt với nitơ phi protein) là rất quan trọng, chi phối đến tỷ lệ tiêu hóa và hiệu quả sử dụng nitơ của vi sinh vật

Nồng độ NH3 (mg/lít)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

để có tỷ lệ tiêu hóa cao

Hình 1.8 ảnh hưởng của nồng độ NH 3 đến tỷ lệ tiêu hóa (In sacco)

rơm khô ở bò

Nguồn: Leng (1990), trích từ Vũ Duy Giảng (2001) [17]

Ngược lại, khi NH3 hình thành sẽ lại chi phối đến lượng thu nhận thức ăn

và tỷ lệ tiêu hóa với loại thức ăn cacbohydrat hay khả năng phân giải chất xơ Khả năng phân giải chất xơ có thể đạt tối đa khi nồng độ NH3 đạt từ 150 - 200 mg/L (Leng, 1984; Mehrez và cs., 1997; Perdok, 1987) [117], [125], [130]

Cacbohydrat có vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng, tuy nhiên không phải tất cả các loại cacbohydrat đều có cùng một giá trị cho vi sinh vật sử dụng urê Các loại xơ khó lên men là nguồn gluxit không tốt bằng tinh bột, khoai tây hay ngũ cốc, còn đường củ cải hay mật lại quá dễ lên men

Khi cho bò ăn rơm và lúa mì, trong dạ cỏ có 5,8*106 vi khuẩn/gam chất chứa Khi bổ sung urê số lượng vi khuẩn tăng lên 74%, còn bổ sung bột cá tăng tới 324%, tuy vậy lượng nitơ không nên vượt quá 1 - 2% trong khẩu phần Muốn

có từ 90 - 200g protein vi sinh vật (trung bình là 145g) cần 1 kg chất hữu cơ dễ tiêu hóa (Vũ Duy Giảng, 2001) [17]

1.2.5.2 Một số yếu tố ảnh hưởng tới tiêu hóa cacbohydrat

Khả năng tiêu hóa xơ của vi sinh vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau liên quan tới tuổi thực vật, hàm lượng gluxit dễ tiêu trong khẩu phần

- Thứ nhất là mức độ lignin hóa: lignin làm thành hàng rào ngăn chặn về mặt vật lý phía ngoài cản trở vi sinh vật dạ cỏ và các enzym của chúng tiếp xúc với hemixenluloza cũng như xenluloza của vách tế bào

Mức tiêu hóa vật chất khô ở loài nhai lại có thể biểu diễn bằng phương

trình sau (Lewis, 1961) [121]: Y = 84,9 – 1,5X

Trong đó: Y- Là tỷ lệ tiêu hóa; X- Là phần trăm (%) lignin thực vật Như vậy, khi hàm lượng lignin tăng 1% thì tỷ lệ tiêu hóa vật chất khô bị giảm đi 1,5% Sự tăng tỷ lệ lignin cùng với sự trưởng thành của thực vật có thể làm giảm tỷ lệ tiêu hóa xenluloza xuống 30 - 50% và khi cỏ khô có 10% lignin

sẽ có khoảng 12 - 18% polysaccarit không được tiêu hóa (Kurilov và Krotkova,

1979) [35] Các phụ phẩm ngũ cốc và thức ăn xơ thô chất lượng thấp thường có vách tế bào bị lignin hóa cao độ với những cấu trúc rất phức tạp

- Thứ hai là hàm lượng gluxit dễ tiêu: khi trong khẩu phần nhiều gluxit

dễ tiêu (tinh bột, đường) sẽ làm cho khả năng tiêu hóa chất xơ giảm xuống chỉ còn khoảng 13%, quá trình phân giải tinh bột có hiệu quả cao nhất khi pH<6,0

Khẩu phần giàu gluxit dễ tiêu tạo điều kiện cho sự lên men xảy ra nhanh, lượng axit lactic và axit propionic sinh ra nhiều, trong khi đó lượng nước bọt lại tiết ít làm giảm pH môi trường, ức chế hoạt động của vi khuẩn phân giải xơ Vì lẽ đó, nên độ pH có vai trò quan trọng tác động tới hoạt lực của các nhóm vi sinh vật phân giải xơ và tinh bột trong dạ cỏ

Hình 1.9 Sơ đồ mối liên quan giữa pH với hoạt lực của các nhóm vi

sinh vật dạ cỏ

Nguồn: Chenost và Kayuli (1997) [90]

Ngược lại, với thức ăn nhiều xơ gia súc phải nhai lại nhiều hơn, vì vậy lượng nước bọt về dạ cỏ nhiều làm cho pH của dạ cỏ tăng và đó là điều kiện thuận lợi cho các nhóm vi khuẩn phân giải xơ hoạt động Quá trình phân giải xơ trong dạ cỏ thường có hiệu quả cao nhất khi pH>6,2 (Chenost và Kayuli, 1997) [90]

1.2.5.3 Một số yếu tố ảnh hưởng tới tiêu hóa protein

Số lượng protein của khẩu phần bị phân giải trong dạ cỏ phụ thuộc vào một số yếu tố khác nhau nhưng khái quát lại thì gồm 2 nhóm lớn thuộc về gia súc và khẩu phần

- Các yếu tố từ gia súc: thời gian protein thức ăn lưu lại trong dạ cỏ tác

động đến mức độ phân giải protein (Leng và Nolan, 1984; Preston và Leng, 1987) [119], [132] Thời gian thức ăn lưu lại càng lâu, thì càng có nhiều vi khuẩn bị động vật nguyên sinh thực bào làm giảm đi nồng độ enzym thủy phân protein Tốc độ và tỷ lệ hình thành phức hợp enzym - cơ chất còn phụ thuộc vào một loạt các yếu tố khác như cơ hội tiếp xúc giữa protein với các enzym (Hogan

và Hemsley, 1976) [108], cấu trúc hóa học của protein

Lượng thức ăn thu nhận tăng lên thường đi kèm theo việc làm giảm pH dạ

cỏ, do đó cũng sẽ làm giảm khả năng hoạt động phân giải protein của vi sinh vật Dường như pH dạ cỏ trong khoảng 6 - 7 thì phù hợp cho phân giải protein, bởi lượng men thủy phân và men khử amin khi đó đều có hoạt lực cao nhất Chính vì lẽ

đó, mà một khẩu phần có tỷ lệ thức ăn thô cao thì lượng protein sẽ bị vi sinh vật phân giải nhiều hơn so với những khẩu phần giàu thức ăn tinh (Bartley và cs., 1985; Owens và Bergen, 1983; Owens và cs., 1984) [85], [128], [129]

- Các yếu tố về khẩu phần: các protein của thức ăn trong dạ cỏ được phân giải với các tốc độ và tỷ lệ khác nhau: 20% đối với protein của thức ăn tinh và 70 - 90% đối với protein của thức ăn thô (Hvelplund và Madsen, 1995) [111] Sự khác biệt này là do mức độ hòa tan của protein (Kempton và cs., 1978; Zinn và cs., 1981) [114], [139]

Hiệu quả tiêu hóa và sử dụng nitơ còn phụ thuộc vào chất lượng của axit amin và protein trong khẩu phần cũng như các bản chất hóa học của protein Một số axit amin có tác dụng xúc tiến, một số khác có tác dụng ức chế quá trình tổng hợp protein từ urê của vi sinh vật trong dạ cỏ Khi bổ sung methionin trong khẩu phần, khả năng thu nạp urê sẽ cao hơn (Luxli và McDonald, 1981) [39] Khẩu phần ăn của bò, khi 90% lượng protein thô được thay thế bằng hỗn hợp mật + 9 - 10% urê + 2% axit phốt phoric + 7% cồn etylic, mức sử dụng nitơ từ urê rất kém Nếu bổ sung lượng nhỏ cồn etylic vào thức ăn trong dạ cỏ sẽ làm tăng mức tiêu hóa xenluloza (Luxli và McDonald, 1981) [39]

Có thể nói tổng quát rằng bất cứ hiện tượng thiếu nguyên tố dinh dưỡng nào ức chế hoạt động của vi sinh vật trong dạ cỏ hoặc làm giảm mức tiêu hóa chất khô cũng làm ảnh hưởng tới khả năng tiêu hóa cacbohydrat, protein cũng như nitơ phi protein

1.3 Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp trong chăn nuôi bò

1.3.1 Phụ phẩm nông nghiệp

Trong những năm gần đây ngành chăn nuôi bò nước ta đã phát triển mạnh,

số lượng đàn bò tăng nhanh lên tới gần 4,1 triệu con và đem lại hiệu quả kinh tế lớn cho nông hộ Hiện Việt Nam có 5.026.400 ha đồng cỏ tự nhiên (Viện Chăn nuôi, 2001) [81], nhưng đồng cỏ này đã và đang có xu hướng bị thu hẹp, năng suất

cỏ tự nhiên khá thấp (6 - 8 tấn cỏ tươi/ha/năm), phần lớn đất dùng làm bãi chăn thả vốn là vùng đồi trọc, dốc, đất xấu mà còn bị khai thác quá mức đã tác động không nhỏ tới đàn gia súc nuôi chăn thả

Tuy nhiên, chăn nuôi bò còn có lợi thế là có thể dựa vào nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi dào như rơm, thân cây ngô, dây lang, lá sắn, lá ngọn mía Nguồn phụ phẩm này mới chỉ được sử dụng một phần rất nhỏ làm thức ăn gia súc, còn phần lớn lại sử dụng theo các mục đích khác nhau hoặc bỏ đi

Bảng 1.2 Ước tính khối lượng các nguồn phụ phẩm nông nghiệp chính ở Việt Nam

Tên phụ phẩm Diện tích gieo trồng

Các loại phụ phẩm đều chứa nguồn dinh dưỡng tiềm tàng lớn, nhưng tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa được khá thấp Hạn chế của phụ phẩm nông nghiệp

là thường có hàm lượng chất xơ cao (tính trong vật chất khô: rơm chứa 34% chất xơ, lá mía chứa 43%), nên rất khó tiêu hóa Một số loại phụ phẩm lại khó chế biến, bảo quản và dự trữ khi thu hoạch đồng loạt như cây lạc, dây lang, lá mía

Bảng 1.3 Giá trị dinh dưỡng một số phụ phẩm nông nghiệp

Về chiến lược lâu dài, đây là một nguồn thức ăn có tiềm năng rất lớn nếu

được khai thác, sử dụng hợp lý và có hiệu quả sẽ là nguồn thức ăn phong phú, có thể đủ nuôi đàn trâu, bò tăng gấp 1,5 đến 2 lần Tùy theo năng lực (vốn, thức ăn,

kỹ thuật ) mà mỗi nông hộ chọn hình thức chăn nuôi phù hợp để đạt hiệu quả kinh tế cao, nhưng nuôi bò sử dụng phụ phẩm, khai thác nguyên liệu tại chỗ chính là hướng đi bảo đảm cho phát triển chăn nuôi một cách bền vững ở Việt Nam (Lê Viết Ly, 1995) [40] Do đó, để nâng cao hiệu quả sử dụng phụ phẩm nông nghiệp cần có các phương án thu hoạch, bảo quản và dự trữ, chế biến và phối hợp khẩu phần một cách hợp lý để nâng cao tỷ lệ tiêu hóa của chúng

1.3.2 Chế biến phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn nuôi bò

1.3.2.1 Phương pháp chế biến phụ phẩm

Như đã phân tích, nguồn thức ăn thô có hai nhược điểm cơ bản hạn chế lượng thu nhận: đó là dinh dưỡng không cân đối (do thiếu nitơ, khoáng, vitamin, năng lượng dễ lên men ) và vách tế bào bị lignin hóa phức tạp

Trên cơ sở đó, về nguyên tắc có hai giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn thô chất l−ợng thấp để nuôi d−ỡng gia súc nhai lại (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [73]:

- Bổ sung các chất dinh d−ỡng bị thiếu để làm tăng sinh và tăng hoạt lực phân giải xơ của vi sinh vật dạ cỏ, đồng thời tăng cân bằng dinh d−ỡng chung cho vật chủ

- áp dụng những biện pháp xử lý nhằm phá vỡ các liên kết phức tạp trong vách tế bào, tạo điều kiện cho vi sinh vật và enzym của chúng dễ tiếp xúc hơn với cơ chất (xenluloza và hemixenluloza), qua đó làm tăng tỷ lệ tiêu hóa và l−ợng thức ăn thu nhận

Cũng có thể kết hợp cả hai giải pháp đó để vừa xử lý thức ăn, vừa bổ sung dinh d−ỡng để đạt hiệu quả cao hơn Các biện pháp xử lý làm thay đổi một số tính chất lý hóa của thức ăn thô nhiều xơ nh−ng phải làm tăng khả năng phân giải của vi sinh vật với thành phần xơ, qua đó làm tăng tính ngon miệng và nâng cao tỷ lệ tiêu hóa

Các biện pháp xử lý chính là vật lý, hóa học và sinh học:

- Phương pháp lý học: có thể dùng phương pháp cơ giới như băm, chặt, nghiền nhằm thu nhỏ kích thước của thức ăn, vì kích thước của thức ăn có

ảnh hưởng tới khả năng thu nhận và quá trình tiêu hóa của gia súc nhai lại Phương pháp này giúp phá vỡ cấu trúc của vách tế bào giúp cho thành phần cacbohydrat không hòa tan sẽ có giá trị hơn với vi sinh vật dạ cỏ Ưu điểm của phương pháp 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 vi sinh vật dạ cỏ Nhưng ngược lại, phương pháp này làm giảm tiết nước bọt và tăng tốc độ chuyển dời qua dạ cỏ nên đã làm giảm tỷ lệ tiêu hóa Phương pháp này thường được áp dụng chủ yếu với phụ phẩm trồng trọt và tốt nhất nên kết hợp với phương pháp xử lý hóa học hoặc sinh học thì hiệu quả chế biến sẽ cao hơn

Cũng có thể xử lý các loại thức ăn thô chất lượng thấp bằng nhiệt với áp suất hơi nước cao để làm tăng tỷ lệ tiêu hóa Cơ sở của phương pháp này là quá trình thủy phân xơ bằng hơi nước ở áp suất cao sẽ phá vỡ mối liên kết hóa học giữa các thành phần của xơ và tạo ra sự tách chuỗi Có thể dùng hơi nước ở áp suất 7 - 28 kg/cm2 để xử lý rơm trong thời gian 5 giờ, hoặc xử lý rơm và bã mía bằng hơi nước ở áp suất 5 - 9 kg/cm2 trong 30 - 60 phút (Sundstol và Owen, 1984; Rangnekar và cs., 1982) (trích từ Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [73]

Ngoài ra, có thể dùng bức xạ (chiếu xạ chất xơ), làm cho chiều dài của chuỗi xenluloza giảm, khi đó thành phần cacbohydrat không hòa tan sẽ dễ dàng bị tác động bởi vi sinh vật dạ cỏ Có một số phương pháp bức xạ khác như bức xạ cực tím, tia gamma (Lawton và cs., 1951; trích từ Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [73] làm tăng tỷ lệ tiêu hóa của thức ăn xơ thô Tuy nhiên, các phương pháp này phần lớn đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền và không an toàn do vậy hiệu quả kinh tế thấp

- Phương pháp sinh học: cơ sở của phương pháp sinh học là cấy nấm hay đưa các chế phẩm enzym vào thức ăn để phân giải lignin phá vỡ các mối liên kết hóa học giữa lignin với cacbohydrat trong vách tế bào thực vật Các

chủng vi sinh vật có hoạt tính cao về phần giải chất xơ, đã được sử dụng để chế biến phụ phẩm nông nghiệp như nấm White Rod Tuy nhiên các nấm háo khí này lại sử dụng mất nhiều năng lượng trong thức ăn (tiêu tốn chất hữu cơ) Mặt khác, phương pháp này có những hạn chế lớn khác như việc nuôi cấy vi khuẩn gặp nhiều khó khăn về phương tiện, thiết bị và quy trình phức tạp nên cho tới nay vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn

- Phương pháp hóa học: các mối liên kết hóa học giữa lignin và cacbohydrat bền trong môi trường của dạ cỏ nhưng lại kém bền trong môi trường kiềm Mục đích của phương pháp xử lý hóa học là sử dụng các chất

để phá vỡ các mối liên kết ester Khi đó, hemixenluloza cũng như xenluloza vốn bị bao bọc bởi phức hợp lignin - hemixenluloza bền vững sẽ dễ dàng bị vi sinh vật dạ cỏ tấn công

Hiện nay, có nhiều cách khác nhau để xử lý thức ăn thô nhiều xơ theo phương pháp hóa học như sử dụng formaldehyt, amoniac, urê, NaOH, vôi

Axit 4-0-metyl Arabinoza Axit p-cumaric

glucoronic hay ferulic

Chất oxy hóa, SO 2 , nấm

NaOH

NH 3

Xử lý thuỷ nhiệt 150 0 C

- Xử lý bằng xút (NaOH): một số phương pháp chính đã được nghiên cứu

và áp dụng ở các nước khác nhau trên thế giới như đun sôi rơm với NaOH; ngâm rơm trong dung dịch NaOH pha loãng (8 lít NaOH 1,5% cho 10 kg rơm) với thời gian 2 - 3 ngày theo phương pháp Beckmann (Leng, 2003) [118]; xử lý theo phương pháp nhúng (Dip Treatment); có thể đóng bánh rơm để phun dung dịch NaOH + Ca(OH)2 (15 - 25 g NaOH và 10-15 g Ca/kgVCK) theo phương pháp tuần hoàn hay xử lý khô bằng cách băm nhỏ phụ phẩm rồi trộn với NaOH

Nhìn chung các phương pháp xử lý bằng NaOH đều làm tăng tỷ lệ tiêu hóa, nhưng cũng có nhiều bất lợi (chi phí cao, ô nhiễm môi trường do thải Na dư và nguy hiểm cho phương tiện, con người cũng như gia súc)

- Xử lý bằng amoniac: amoniac còn là một nguồn nitơ phi protein được vi sinh vật dạ cỏ sử dụng nên việc xử lý bằng amoniac góp phần làm tăng lượng protein thô, đồng thời còn có tác dụng bảo quản chống mốc thối Có thể áp dụng

xử lý bằng khí amoniac hay dùng amoniac lỏng (Leng, 2003) [118]

Ngoài ra còn có nhiều phương pháp khác như xử lý bằng urê, xử lý bằng nước tiểu hay các chất sinh amoniac khác, xử lý bằng vôi Mỗi phương pháp đều

có mặt ưu điểm và có mặt hạn chế, nhưng chúng đều đã đem lại hiệu quả trong sản xuất (Hội Chăn nuôi Việt Nam, 2002) [27] Vấn đề là áp dụng phương pháp nào, trong những hoàn cảnh cụ thể ở cơ sở chăn nuôi để tận dụng được nguồn thức ăn tại chỗ thì sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng phụ phẩm trong chăn nuôi bò

Urê là hợp chất được dùng nhiều nhất, tuy urê tác động vào thành phần xơ yếu hơn amoniac nhưng xử lý urê có nhiều ưu điểm hơn khi áp dụng ở các nước thế giới thứ ba: nguồn cung cấp urê phong phú, ít độc, dễ vận chuyển, dễ dự trữ, giá thành vừa phải Phương thức bổ sung urê đơn giản thường được thực hiện là hòa với

rỉ đường rồi phun lên rơm, cỏ, hay trộn urê rỉ đường trong các khối thức ăn cho gia súc liếm Bánh dinh dưỡng hay tảng urê - rỉ mật, được quan tâm nhiều bởi kỹ thuật

đơn giản, rẻ tiền, có thể sử dụng nguyên liệu tại chỗ đồng thời lại có thể cung cấp

urê suốt trong ngày một cách an toàn cho gia súc (Chenost và Kayuli, 1997; Leng, 2003) [90], [118] tuy vậy cần có những biện pháp cụ thể, đa dạng áp dụng với từng khu vực riêng biệt (Dolberg và cs., 1981) [98]

Tác động chính của biện pháp xử lý urê là: gia tăng hệ số tiêu hóa 8 -12

đơn vị, tăng lượng nitơ lên hơn 2 lần, tăng lượng thức ăn thu nhận lên 25 -50%,

do vậy làm tăng giá trị dinh dưỡng của thức ăn (Chenost và Kayuli, 1997) [90] Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của biện pháp xử lý có thể là nồng độ urê, ẩm độ, cách phun dung dịch urê, độ nén, loại thực liệu (Haq và Owen, 1997) [105]

1.3.2.2.1 Phương pháp ủ thức ăn thô nhiều xơ với urê

Thực chất xử lý bằng urê cũng là xử lý bằng NH3 một cách gián tiếp vì khi có nước và enzym ureaza của vi sinh vật, urê bị phân giải thành amoniac:

Ureaza

CO(NH2)2 + H2O 2NH3 + CO2 Urê có thể sử dụng để xử lý thức ăn thô nhiều xơ theo hai cách sau:

- Thức ăn thô xơ được trộn urê kết hợp với việc nghiền và đóng bánh

- Thức ăn thô xơ được trộn với urê rồi ủ, nén chặt và giữ kín khí Với phương pháp này, khi xử lý cần đảm bảo các điều kiện sau:

+ Liều lượng urê sử dụng bằng 4 - 5% so với VCK của thức ăn thô xơ + Lượng nước sử dụng phải đảm bảo cho độ ẩm của thức ăn thô xơ sau khi trộn nằm trong khoảng 30 - 70%

+ Các túi hay hố ủ phải được nén chặt và đảm bảo kín khí để không cho amoniac sinh ra bị thất thóat làm mất hiệu lực xử lý và thức ăn sẽ bị mốc

+ Thời gian ủ tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường Nếu nhiệt độ không khí cao thì quá trình amoniac hóa sẽ nhanh, còn nếu lạnh thì chậm lại Nếu nhiệt độ trên 300C thì thời gian ủ ít nhất là 7 - 10 ngày, 15 - 300C phải ủ 10 -25 ngày, 5 - 150C thì phải ủ 25 - 30 ngày

Xử lý thức ăn thô bằng urê làm gia tăng tỷ lệ tiêu hóa thức ăn Đồng thời, không chỉ cung cấp một lượng nitơ đáng kể thoả mãn nhu cầu cho sinh trưởng và phát triển mà còn duy trì hàm lượng NH3 ổn định trong dạ cỏ làm tăng hiệu quả

sử dụng nitơ (Nguyễn Viết Hải và cs., 1994) [21]

Phương pháp xử lý bằng urê an toàn hơn xử lý bằng amoniac lỏng hoặc khí Tuy nhiên vẫn có những khó khăn như: NH3 chỉ được giải phóng khi có enzym ureaza trong những điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm nhất định Bên cạnh

đó, mặc dù xử lý urê bổ sung NH3 cho vi sinh vật, nhưng lượng urê cần dùng

đảm bảo xử lý có hiệu lực ít nhất cao phải gấp 2 lần so với nhu cầu của chúng

1.3.2.2.2 Tảng liếm urê - rỉ mật

Tảng urê - rỉ mật với thành phần quan trọng là urê và rỉ mật là loại thức

ăn bổ sung có giá trị cao cho động vật Tỷ lệ tiêu hóa thành phần dinh dưỡng của bánh MUB rất cao: chất đạm 82,5%, chất xơ 61,5%, chất béo 50,4% và dẫn xuất không đạm 84,0% (Lê Xuân Cương và cs., 1994; trích từ Lê Xuân Cương, 1994) [11]

Cũng có thể sử dụng rỉ mật - vôi sống - ximăng tạo ra một hỗn hợp kết

dính tốt mà không cần phải xử lý nhiệt (Kunju và Tripathi, 1980; trích từ Lê

Xuân Cương, 1994) [11] Tảng liếm urê - rỉ mật hoặc urê liếm được sử dụng nhằm mục đích chung: cung cấp một lượng urê hàng ngày thích hợp cho bò, làm tăng khả năng thu nhận thức ăn đối với những thức ăn khó tiêu như rơm,

cỏ khô, cây ngô già tăng năng suất và hiệu quả chăn nuôi cao hơn

Bảng 1.4 Công thức muối liếm urê và tảng liếm urê - rỉ mật

III- Đinh Văn Cải và cs., trích từ Nguyễn Xuân Trạch (2003) [73]

1.3.2.2.3 Phương pháp ủ urê kết hợp với vôi

Kết hợp dùng urê và vôi sẽ giúp cho quá trình phân giải nhanh hơn và tăng

sự phản ứng giữa NH3 với thức ăn Việc kết hợp này sẽ còn cho phép bổ sung cả

nitơ và canxi cùng một lúc, chống được mốc, trong khi lại giảm được lượng nitơ

và canxi dư so với xử lý bằng urê hay bằng vôi đơn thuần Xử lý thức ăn thô là

rơm bằng urê (2 - 4%) hay vôi (3% - 6%) đã làm tăng rõ rệt khả năng phân

giải VCK của rơm, mức urê hay vôi cao thì cho khả năng phân giải lớn hơn

(Nguyễn Xuân Trạch và Cù Xuân Dần, 1999) [74]

1.3.2.2.4 Sử dụng urê phân giải chậm

Trong phương pháp xử lý này lại có nhiều hướng giải quyết, mục đích

làm chậm quá trình phân giải urê thành NH3 trong dạ cỏ

- Sản phẩm urê - formaldehyt phân giải chậm: theo Setale và Syriala, Qvist (1982) (trích từ Nguyễn Trọng Tiến và Mai Thị Thơm, 1996) [66], xử lý thức ăn thô nhiều xơ theo phương pháp phối hợp giữa urê với các mức formaldehyt khác nhau đã làm giảm thủy phân urê thành NH3, tiêu hóa tổng số của khẩu phần giảm khi urê được xử lý bằng 3 và 5% formaldehyt nhưng cũng làm giảm tỉ lệ tiêu hóa protein thô

Sử dụng chế phẩm urê xử lý bằng 1% formaldehyt thấy NH3 phân giải ở mức độ cao từ 1 - 8 giờ sau khi ăn, nitơ được sử dụng hữu hiệu hơn đã làm tăng năng suất sữa bình quân cao hơn đối chứng là 0,73 kg/con/ngày, tăng số lượng hồng cầu, hemoglobin nhưng vẫn trong phạm vi sinh lý bình thường,

đồng thời làm giảm 15,59% chi phí thức ăn (Đoàn Thị Liên, 1994) [36]

- Tạo màng bọc bằng keo tinh bột: phương pháp sản xuất này dựa vào nguyên lý: khi đưa tinh bột lên nhiệt độ cao 1500C và 30 atmotphe sẽ chuyển thành keo kết dính urê ngăn cản bớt sự hòa tan chúng và do đó làm chậm sự phân giải urê, tỷ lệ urê/bột mì thích hợp thường là 1/5 (Kalaucnicov, 1978; trích từ Nguyễn Trọng Tiến và Mai Thị Thơm, 1996) [66]

- Tạo viên thức ăn: để hạn chế được sự phân giải nhanh của NH3, với các mức urê 3, 6, 10, 15 và 20% bổ sung cho bò sữa, thì mức urê 10% cho kết quả khả quan nhất với thời gian phân giải từ 1 - 8 giờ, tăng tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng protein từ 40,58 lên 58,12%; mỡ từ 34,17 lên 42,11%; xơ từ 48,91 lên 69,78% và vật chất khô từ 48,41 lên 66,78%, đồng thời giảm lãng phí nitơ thải qua nước tiểu và cân bằng nitơ cao hơn (Đoàn Thị Liên, 1994) [36]

Ngoài ra còn có thể sử dụng trực tiếp theo phương pháp phun urê - mật trên đồng cỏ hay sử dụng bãi liếm urê - muối trên đồng cỏ nhưng mức độ

thất thoát nitơ khá lớn và vì thế thường hiệu quả không cao

1.3.2.2.5 Một số nguyên tắc khi sử dụng urê

Do quá trình phân giải urê phải nhờ vào hệ vi sinh vật và tốc độ phân giải từ urê thành NH3 thường nhanh hơn quá trình sử dụng NH3 của vi sinh vật

nên khi sử dụng urê phải bảo đảm các nguyên tắc sau (Vũ Duy Giảng và cs., 1999; Hoàng Văn Tiến, 1995) [19], [65]:

- Chỉ sử dụng cho con vật đã có hệ vi sinh vật trong dạ cỏ hoàn chỉnh (thường từ 6 tháng trở lên)

- Chỉ bổ sung urê vào các khẩu phần nghèo nitơ mà lại giàu cacbohydrat, không bổ sung urê trong khẩu phần có cây họ đậu còn xanh hoặc ủ chua

- Khi bổ sung urê cần chú ý bổ sung thêm gluxit dễ tiêu

- Bổ sung urê bằng cách trộn cho ăn trong khẩu phần chung, không bổ sung đơn độc và tuyệt đối không được sử dụng theo đường uống

- Liều lượng: lượng urê bổ sung không vượt quá 30 g/100 kgP/ngày và không vượt quá 1/3 lượng nitơ tổng số trong khẩu phần

1.4 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nuôi bò thịt

1.4.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nuôi bò thịt trên thế giới

Chaudhry (1998) [89], đã thống kê nguồn phụ phẩm từ cây trồng trên thế giới và đồng thời liệt kê một số phương pháp xử lý rơm làm thức ăn cho động vật nhai lại Nhiều nghiên cứu về các biện pháp xử lý thức ăn giàu xơ đã và đang

được thực hiện ở các nước đang phát triển như các nước Trung Quốc, ấn Độ, Thái Lan Có nhiều biện pháp xử lý về vật lý, hóa học và sinh học để nâng cao chất lượng phụ phẩm đã được nghiên cứu:

- Dùng hơi nước ở áp suất cao để xử lý rơm (Sundstol và Owen, 1984; Rangnekar và cs., 1982), (trích từ (Nguyễn Xuân Trạch, 2003) [73]

- Xử lý bằng xút (NaOH) theo phương pháp Beckmann hay phương pháp nhúng (Leng, 2003) [118]

- Xử lý bằng khí amoniac hay dùng amoniac lỏng (Leng, 2003) [118] Theo Preston và Leng (1987) [132], rơm xử lý bằng cách ủ với urê đã làm giảm lượng thức ăn tinh tiêu tốn và tăng tiêu thụ rơm ủ ở Sri Lanka, nghiên cứu

sử dụng rơm ủ urê làm thức ăn nuôi bò cũng đã được áp dụng (Schiere và Ibrahim, 1989) [137]

Những nghiên cứu của Coppock và Stone (1965) (trích từ Luxli và McDonald, 1981) [39], đã đề cập tới việc sử dụng cây ngô ủ nuôi bò và đưa ra nhận xét về ưu điểm khi ủ urê với cây ngô là làm giảm nguy cơ ngộ độc, an toàn hơn cỏ ủ Preston và Leng (1991) [53], đã nghiên cứu sử dụng các sản phẩm phụ khác từ mía là: ngọn, lá và rỉ mật làm thức ăn cho động vật nhai lại

Theo Chenost và Kayuli (1997) [90], thì tác động chính của biện pháp dùng urê xử lý phụ phẩm là thức ăn thô nhiều xơ là: gia tăng hệ số tiêu hóa 8 -

12 đơn vị, tăng lượng nitơ lên hơn hai lần, tăng lượng thức ăn ăn được 25 - 50%, tăng giá trị dinh dưỡng của thức ăn

Bánh dinh dưỡng hay tảng urê - rỉ mật được nghiên cứu nhiều bởi kỹ thuật

đơn giản, rẻ tiền, có thể sử dụng nguyên liệu tại chỗ đồng thời lại có thể cung cấp

urê suốt trong ngày một cách an toàn cho gia súc (Chenost và Kayuli, 1997; Leng, 2003) [90], [118] Preston và Leng (1991, 1987) [53], [132], đã nghiên cứu sản xuất khối liếm urê - rỉ mật, khoáng và các chất độn nuôi bò cho tăng khối lượng tốt Nhiều nghiên cứu đã sử dụng phối hợp bột cá trong khẩu phần để nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn (Kjos, 2001; Leng và cs., 1992) [115], [120] Những nghiên cứu bổ sung protein (Hvelplund và Madsen, 1995) [111], hay nghiên cứu xây dựng khẩu phần tổng hợp cho bò (INRA, 1989; NRC, 1984) [112], [127]

Tuy nhiên, những biện pháp xử lý phụ phẩm cần đa dạng để có thể áp

dụng cho từng khu vực riêng biệt (Dolberg và cs., 1981) [98] Trung Quốc đã có

nhiều nghiên cứu về kỹ thuật xử lý rơm như phương pháp amoniac hóa rơm

đồng thời đưa ra một số công nghệ vỗ béo bò thịt sử dụng các loại thức ăn khác nhau đạt hiệu quả kinh tế (Lê Viết Ly, 1995) [40]:

- Sử dụng thức ăn viên làm từ bã mía, rỉ mật với thức ăn tinh

- Sử dụng thức ăn hỗn hợp (từ 40 - 68%) cùng với cây ngô ủ chua, cám ép