Tổng quan nghiên cứu

Trong cơ cấu chi phí sản xuất chăn nuôi tại Việt Nam, thức ăn tinh và nguồn bổ sung protein chiếm tới 65% đến 70% tổng giá thành sản phẩm, trong đó phần lớn nguyên liệu đạm thực vật như khô đậu tương phải phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu. Thực trạng này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc phát triển các nguồn cây thức ăn xanh giàu dinh dưỡng, có khả năng tái sinh nhanh và thích nghi tốt với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa. Cây chùm ngây (Moringa oleifera) là đối tượng cây thức ăn chăn nuôi triển vọng với hàm lượng protein thô chiếm từ 30% đến 40% trong vật chất khô cùng hàm lượng sắc tố carotene đạt khoảng 300 mg/kg và carotenoids tổng số lên tới 700 mg/kg vật chất khô.

Tuy nhiên, việc khai thác cây chùm ngây làm thức ăn chăn nuôi ở giai đoạn lưu gốc năm thứ hai thường đối mặt với sự suy giảm năng suất sinh khối và biến động chất lượng lá do chế độ thâm canh chưa hợp lý. Nghiên cứu này được tiến hành nhằm xác định mức bón phân đạm và khoảng cách thu hoạch tối ưu trong năm thứ hai, hướng tới tối đa hóa năng suất thu nhận lá tươi và bột lá giàu đạm. Phạm vi thực nghiệm được triển khai thực địa tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và phân tích chỉ tiêu tại Viện Khoa học sự sống trong giai đoạn từ tháng 3 năm 2018 đến tháng 10 năm 2019.

Kết quả đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu dinh dưỡng phục vụ công thức phối trộn thức ăn cho gia cầm, đồng thời hoàn thiện quy trình kỹ thuật canh tác nhằm nâng cao sản lượng lá tươi lên trên 35 tấn/ha/năm, giúp giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế cho các trang trại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết dinh dưỡng khoáng cây trồng và quy luật sinh trưởng, tái sinh sinh khối của cây thức ăn gia súc đa niên. Theo nguyên lý sinh lý thực vật, đạm (nitơ) là thành phần cấu tạo cơ bản của diệp lục, nguyên sinh chất, axit nucleic và các axit amin cấu thành protein tế bào. Việc cung cấp đầy đủ đạm kích thích chồi búp phát triển nhanh, tăng khả năng đâm nhánh và diện tích bề mặt quang hợp, từ đó trực tiếp nâng cao sản lượng chất xanh.

Bên cạnh đó, lý thuyết tích lũy dinh dưỡng và tái sinh chồi chỉ rõ rằng khoảng cách giữa các lứa cắt (tuổi thu hoạch) quyết định khả năng phục hồi của bộ rễ và hàm lượng dưỡng chất dự trữ trong thân. Nếu chu kỳ thu hoạch quá ngắn, cây chưa kịp tích lũy năng lượng sẽ khiến rễ bị thoái hóa; ngược lại, chu kỳ cắt quá dài sẽ làm tăng hàm lượng mô gỗ và chất xơ, làm giảm độ ngon miệng và giá trị dinh dưỡng của lá. Các khái niệm trọng tâm trong nghiên cứu bao gồm: năng suất sinh khối (tổng khối lượng thân, cành, lá thu hoạch trên 1 ha trong một lứa cắt), năng suất lá tươi (khối lượng lá sau khi tách bỏ cọng cuống), tỷ lệ vật chất khô (DM) và hiệu lực sản xuất đạm (lượng vật chất khô hoặc protein gia tăng trên mỗi kilôgam phân đạm nguyên chất được bón).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm sơ cấp thu thập từ 2 thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo phương pháp khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) trên nền đất trung tính có độ pHKCl đạt 6,51, hàm lượng nitơ tổng số 0,16% và P2O5 dễ tiêu 21,05 mg/100g.

Thí nghiệm 1 khảo sát 5 mức bón phân đạm (0, 20, 40, 60 và 80 kg N/ha/lứa cắt) trên nền phân bón cố định gồm 20 tấn phân chuồng, 40 kg P2O5 và 80 kg K2O/ha/năm, thu hoạch ở chu kỳ cố định 50 ngày/lứa. Cỡ mẫu gồm 5 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức có diện tích ô 24 m2 và lặp lại 5 lần (tổng diện tích thí nghiệm 600 m2), mật độ gieo trồng đạt 83.500 cây/ha với khoảng cách hàng cách hàng 0,6 m và cây cách cây 0,3 m.

Thí nghiệm 2 khảo sát 5 mức tuổi thu hoạch tương ứng với khoảng cách cắt 30, 40, 50, 60 và 70 ngày, thực hiện trên 5 nghiệm thức lặp lại 5 lần với quy mô ô 24 m2, bón cố định 60 kg N/ha/lứa.

Phương pháp thu thập mẫu thực hiện bằng cách cắt toàn bộ sinh khối ở độ cao 45 đến 50 cm so với mặt đất, lấy mẫu đại diện 50 kg sinh khối mỗi nghiệm thức để tách lá tươi, xác định độ ẩm, sấy khô và nghiền bột. Các chỉ tiêu hóa học bao gồm protein thô (CP), lipit thô (EE), xơ thô (CF), khoáng tổng số (Ash), dẫn xuất không chứa nitơ (NFE) và năng lượng thô (GE) được phân tích theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN). Dữ liệu được xử lý thống kê bằng phân tích phương sai (ANOVA) qua phần mềm Minitab 18 và IRRISTAT 5.0 nhằm bảo đảm tính khách quan và so sánh sự sai khác có ý nghĩa thống kê giữa các giá trị trung bình ở mức xác suất tin cậy 95% và 99%.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, mức bón phân đạm tỷ lệ thuận rõ rệt với năng suất sinh khối và năng suất lá tươi của cây chùm ngây ở năm thứ hai. Khi gia tăng lượng bón từ 0 lên 80 kg N/ha/lứa, năng suất sinh khối trung bình mỗi lứa tăng từ 112,52 tạ/ha lên 161,83 tạ/ha, tương ứng mức tăng trưởng 43,8%. Tương tự, năng suất lá tươi trung bình mỗi lứa tăng từ 43,52 tạ/ha ở nghiệm thức đối chứng lên 62,60 tạ/ha ở mức bón 80 kg N/ha/lứa. Tổng sản lượng lá tươi thu hoạch cả năm đạt mức cao nhất 37,558 tấn/ha ở mức bón 80 kg N, vượt trội 43,8% so với mức không bón đạm (26,113 tấn/ha).

Thứ hai, chế độ phân đạm cải thiện đáng kể thành phần chất lượng dinh dưỡng của lá. Trong vật chất khô, hàm lượng protein thô tăng từ 32,07% ở mức 0 kg N lên 35,19% ở mức 80 kg N/ha/lứa. Ngược lại, hàm lượng xơ thô có xu hướng giảm tích cực từ 9,94% xuống còn 7,32%, giúp nâng cao khả năng tiêu hóa cho vật nuôi. Sản lượng protein thô cả năm đạt từ 1,938 tấn/ha (mức 0 kg N) lên tới 2,816 tấn/ha (mức 80 kg N), tương đương mức tăng 45,3%.

Thứ ba, hiệu lực sản xuất của phân đạm giảm dần khi lượng đạm gia tăng. Hiệu suất chuyển đổi vật chất khô đạt cao nhất ở mức bón 20 kg N/ha/lứa với 6,49 kg DM/kg N bón thêm, sau đó giảm dần xuống 5,85 kg DM/kg N ở mức 60 kg N và chỉ còn 4,90 kg DM/kg N ở mức bón 80 kg N. Đặc biệt, sản lượng vật chất khô giữa mức bón 60 kg N (7,798 tấn/ha/năm) và mức bón 80 kg N (8,004 tấn/ha/năm) không có sự sai khác mang ý nghĩa thống kê.

Thứ tư, khoảng cách cắt chi phối mạnh mẽ đến năng suất thu hoạch từng lứa và số lứa cắt trong năm. Kéo dài chu kỳ cắt từ 30 ngày lên 70 ngày làm tăng năng suất sinh khối trung bình mỗi lứa từ 74,83 tạ/ha lên 216,86 tạ/ha (tăng 189,8%), tuy nhiên số lứa thu hoạch trong năm bị giảm tương ứng từ 10 lứa xuống còn 5 lứa.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng năng suất sinh khối và hàm lượng protein khi tăng lượng bón đạm xuất phát từ việc nitơ thúc đẩy quá trình tổng hợp diệp lục và gia tăng diện tích quang hợp của bộ lá. Khi biểu diễn mối quan hệ giữa liều lượng đạm và sản lượng vật chất khô qua đồ thị đường cong đáp ứng sinh học, đồ thị thể hiện xu hướng tăng tuyến tính ở giai đoạn đầu từ 0 đến 40 kg N, sau đó chuyển sang giai đoạn tiệm cận ở mức 60 đến 80 kg N/ha/lứa. Điều này chứng minh rằng cây chùm ngây đạt ngưỡng bão hòa sinh lý hấp thu đạm tại mức bón khoảng 60 kg N.

Dữ liệu so sánh qua các bảng phân tích cũng chỉ ra rằng năng suất sinh khối năm thứ hai (112,52 đến 161,83 tạ/ha/lứa) có sự sụt giảm khoảng 35% so với năm thứ nhất (180,41 đến 252,19 tạ/ha/lứa). Nguyên nhân chính là do sau một năm thâm canh liên tục với 6 lứa cắt, hàm lượng dinh dưỡng dự trữ trong đất bị tiêu hao lớn, kết hợp với đặc tính sinh lý của cây thân gỗ lưu niên bước vào giai đoạn ổn định cấu trúc rễ. Đối với tuổi thu hoạch, khoảng cách cắt 50 ngày thể hiện sự cân bằng tối ưu giữa năng suất chất xanh (154,20 tạ/ha/lứa) và phẩm chất lá, duy trì được 6 lứa cắt/năm trong khi hạn chế được quá trình lignin hóa cuống lá so với chu kỳ 60 hay 70 ngày.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, chuẩn hóa định mức bón phân đạm thâm canh ở mức 40 đến 60 kg N/ha/lứa cắt. Các cơ sở canh tác cây thức ăn gia súc cần áp dụng mức bón 60 kg N/ha/lứa (tương đương 300 kg N/ha/năm cho 5 đến 6 lứa cắt) kết hợp bón lót định kỳ 20 tấn phân chuồng hoai mục, 40 kg P2O5 và 80 kg K2O/ha/năm. Mục tiêu kỹ thuật là đạt sản lượng vật chất khô từ 7,3 đến 7,8 tấn/ha/năm và sản lượng protein thô đạt 2,4 đến 2,6 tấn/ha/năm, đồng thời tối ưu hóa chi phí vật tư và hạn chế tích lũy nitrat dư thừa trong lá. Thời gian triển khai áp dụng ngay từ đầu vụ xuân hè của năm thứ hai. Chủ thể thực hiện là các hộ chăn nuôi và ban quản lý nông trường.

Thứ hai, thiết lập lịch trình thu hoạch định kỳ với khoảng cách cắt 50 ngày/lứa. Kỹ thuật viên nông nghiệp cần thực hiện thao tác cắt thu hoạch khi cây đạt chiều cao khoảng 1,5 m, điểm cắt cách mặt đất từ 45 đến 50 cm. Quy trình này giúp kích thích khả năng nảy chồi tán dù cấp số nhân, đạt mục tiêu 6 lứa cắt/năm trong mùa mưa thuận lợi từ tháng 4 đến tháng 10. Thời gian thực hiện phân bổ định kỳ suốt chu kỳ sinh trưởng hàng năm. Chủ thể chịu trách nhiệm là bộ phận kỹ thuật trồng trọt.

Thứ ba, đầu tư quy trình chế biến bột lá chùm ngây khép kín làm nguyên liệu thức ăn gia cầm. Doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi cần xây dựng hệ thống thu gom, tách cuống lá và sấy lạnh hoặc phơi nhanh bán tự động nhằm bảo toàn hàm lượng protein thô trên 33% và carotene tự nhiên. Mục tiêu là phối trộn bột lá chùm ngây ở tỷ lệ 3% đến 5% vào khẩu phần thức ăn hỗn hợp cho gà thịt và gà đẻ, giúp giảm 5% đến 8% giá thành thức ăn tinh. Thời gian hoàn thiện dây chuyền trong vòng 6 đến 12 tháng. Chủ thể thực hiện là các hợp tác xã và doanh nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi.

Thứ tư, thực hiện quy trình phục hồi và cải tạo độ phì đất sau năm thứ hai. Do sản lượng sinh khối lấy đi lượng khoáng lớn từ đất, chủ trang trại cần bổ sung phân hữu cơ vi sinh với khối lượng 10 đến 15 tấn/ha vào đầu mùa mưa, kết hợp bón vôi nông nghiệp nhằm duy trì độ pH đất ổn định quanh mức 6,5. Thời gian thực hiện định kỳ vào tháng 2 và tháng 3 hàng năm. Chủ thể thực hiện là các đơn vị quản lý vùng trồng nguyên liệu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các chủ trang trại chăn nuôi gia cầm và gia súc nhai lại quy mô vừa và lớn. Luận văn cung cấp giải pháp thực tế để tự chủ nguồn thức ăn xanh chất lượng cao, giúp tận dụng lá tươi và bột lá chùm ngây nhằm giảm áp lực phụ thuộc vào nguồn đạm công nghiệp nhập khẩu.

Nhóm thứ hai là các chuyên gia công thức và bộ phận nghiên cứu phát triển (R&D) tại các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi. Nguồn dữ liệu thực nghiệm chi tiết về thành phần hóa học (protein thô đạt 32% đến 35%, năng lượng thô 4641 đến 4683 kcal/kg DM) là căn cứ khoa học chuẩn xác để xây dựng công thức cám bổ sung carotenoid tự nhiên cho gia cầm đẻ trứng thương phẩm.

Nhóm thứ ba là cán bộ khuyến nông và kỹ sư trồng trọt tại các cơ quan quản lý nông nghiệp địa phương. Tài liệu này đóng vai trò như cẩm nang hướng dẫn kỹ thuật gieo trồng, bón phân và thu hoạch chùm ngây theo chuỗi giá trị bền vững, phù hợp với các vùng sinh thái bán khô hạn và đất đồi trung du.

Nhóm thứ tư là học viên cao học, sinh viên và giảng viên chuyên ngành Chăn nuôi, Dinh dưỡng động vật và Nông học. Công trình là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp bố trí thí nghiệm nông học đa yếu tố, kỹ thuật phân tích thành phần thức ăn gia súc và phương pháp xử lý thống kê ANOVA chuyên sâu.

Câu hỏi thường gặp

Mức bón phân đạm nào mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao nhất cho cây chùm ngây năm thứ hai? Mức bón khuyến nghị tối ưu là 60 kg N/ha/lứa cắt. Mặc dù mức 80 kg N/ha/lứa cho năng suất sinh khối đạt 97,10 tấn/ha/năm, nhưng mức 60 kg N đã đạt tới 92,519 tấn sinh khối và 7,798 tấn DM/ha/năm. Hơn nữa, mức 60 kg N có hiệu suất sử dụng đạm đạt 5,85 kg DM/kg N (cao hơn rõ rệt so với 4,90 kg DM/kg N ở mức 80 kg N), giúp tối đa hóa lợi nhuận kinh tế.

Tại sao năng suất sinh khối của cây chùm ngây trong năm thứ hai lại giảm so với năm thứ nhất? Năng suất sinh khối trung bình mỗi lứa giảm từ khoảng 180,41 đến 252,19 tạ/ha ở năm thứ nhất xuống còn 112,52 đến 161,83 tạ/ha ở năm thứ hai. Nguyên nhân là do cây đã khai thác lượng lớn dưỡng chất trong đất sau chu kỳ khai thác liên tục, đồng thời hệ rễ củ bước vào giai đoạn ổn định sinh lý, đòi hỏi phải tăng cường bón lót phân chuồng và khoáng để duy trì năng suất.

Khoảng cách thu hoạch bao nhiêu ngày là lý tưởng nhất để bảo đảm chất lượng bột lá? Khoảng cách cắt 50 ngày/lứa là lựa chọn lý tưởng nhất. Ở chu kỳ này, cây đạt năng suất sinh khối 154,20 tạ/ha/lứa với 6 lứa thu hoạch/năm, đồng thời giữ được tỷ lệ xơ thô ở mức thấp từ 7,94% đến 8,81% trong vật chất khô và hàm lượng protein thô đạt trên 33,5%, tránh được hiện tượng cành nhánh bị hóa gỗ xơ cứng.

Việc bón nhiều phân đạm có làm giảm chất lượng dinh dưỡng của lá chùm ngây không? Bón đạm không làm giảm chất lượng dinh dưỡng tổng thể mà còn cải thiện rõ rệt hàm lượng protein thô trong vật chất khô từ 32,07% lên 35,19%. Mặc dù tỷ lệ vật chất khô trong lá tươi giảm nhẹ từ 23,14% xuống 21,31% do tế bào tích lũy nhiều nước hơn, nhưng tỷ lệ xơ thô lại giảm từ 9,94% xuống 7,32%, giúp tăng tính ngon miệng và khả năng tiêu hóa cho gia súc, gia cầm.

Bột lá chùm ngây có thể thay thế những thành phần nào trong khẩu phần thức ăn gia cầm? Bột lá chùm ngây với hàm lượng protein thô đạt xấp xỉ 35% và giàu carotene (300 mg/kg DM) có thể thay thế từ 5% đến 10% lượng khô đậu tương và các chất tạo màu nhân tạo trong khẩu phần ăn của gà đẻ và gà thịt, giúp cải thiện tỷ lệ đẻ, làm đậm màu lòng đỏ trứng và tăng cường sức đề kháng tự nhiên cho vật nuôi.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định mức bón phân đạm 60 kg N/ha/lứa cắt trên nền 20 tấn phân chuồng, 40 kg P2O5 và 80 kg K2O/ha/năm là định mức tối ưu, đem lại sản lượng sinh khối 92,519 tấn/ha/năm và sản lượng protein thô 2,670 tấn/ha/năm.
  • Khoảng cách thu hoạch 50 ngày/lứa ở độ cao cắt cách mặt đất 45 đến 50 cm giúp duy trì 6 lứa cắt trong năm, bảo đảm năng suất lá tươi đạt 59,64 tạ/ha/lứa và giữ vững tỷ lệ protein trong chất khô trên 34%.
  • Đã làm rõ quy luật biến động sinh hóa khi bón đạm, chứng minh việc gia tăng mức đạm giúp tăng hàm lượng protein thô từ 32,07% lên 35,19% và giảm hàm lượng chất xơ thô trong lá khô từ 9,94% xuống 7,32%.
  • Cung cấp luận cứ khoa học giải thích sự suy giảm sinh khối ở năm thứ hai (giảm khoảng 35% so với năm đầu), chỉ ra sự cần thiết của việc bù đắp phân hữu cơ và khoáng đa lượng cho đất lưu niên.
  • Mở ra tiềm năng ứng dụng bột lá chùm ngây như một nguồn nguyên liệu đạm và sắc tố tự nhiên giá trị cao trong ngành công nghiệp chế biến thức ăn chăn nuôi gia cầm.

Các đơn vị sản xuất cần khẩn trương đưa quy trình bón phân đạm 60 kg N/ha/lứa và chu kỳ cắt 50 ngày vào áp dụng trong mùa vụ tới, đồng thời tiến hành triển khai các thử nghiệm phối trộn bột lá trên đàn gà thương phẩm trong vòng 3 đến 6 tháng tiếp theo. Hãy liên hệ và áp dụng ngay các giải pháp kỹ thuật từ luận văn để tối ưu hóa hiệu quả kinh tế cho vùng trồng nguyên liệu thức ăn chăn nuôi của bạn!