Luận văn ảnh hưởng của bổ sung dầu thực vật và tanin đến sinh trưởng hiệu quả sử dụng thức ăn và mức độ phát thải khí methane từ dạ cỏ của bò thịt

Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của dầu thực vật và tanin đến sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và phát thải khí methane từ dạ cỏ bò thịt.

• Tác giả: Dương Thị Lan Hương
• Người hướng dẫn: TS. Chu Mạnh Thắng
• Trường học: Đại học Thái Nguyên - Trường Đại học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Chăn nuôi
• Đề tài: Ảnh hưởng của bổ sung dầu thực vật và tanin đến sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và mức độ phát thải khí methane từ dạ cỏ của bò thịt
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• Ý nghĩa khoa học
• Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Đặc điểm chung của gia súc nhai lại
• 1.2. Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại
• 1.3. Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại
• 1.4. Các biện pháp giảm thiểu khí methane trong dạ cỏ
• 1.4.1. Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng
• 1.4.2. Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua nâng cao sức khỏe, khả năng sinh sản và quản lý
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Bố trí thí nghiệm
• 2.3.2. Phương thức nuôi dưỡng
• 2.3.3. Thức ăn và khẩu phần thí nghiệm
• 2.4. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
• 2.4.1. Chỉ tiêu theo dõi
• 2.4.2. Phương pháp theo dõi chỉ tiêu
• 2.4.3. Phân tích thành phần hóa học của mẫu
• 2.5. Xử lý số liệu
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến khả năng tiêu hóa thức ăn
• 3.1.1. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến khối lượng thức ăn và các chất dinh dưỡng thu nhận
• 3.1.2. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến tỷ lệ tiêu hóa invivo
• 3.1.3. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến khối lượng chất dinh dưỡng tiêu hóa
• 3.2. Ảnh hưởng của các mức bổ sung dầu thực vật và tanin tới sinh trưởng tích lũy của bò thí nghiệm
• 3.2.1. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến sinh trưởng tích lũy của bò
• 3.2.2. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến sinh trưởng tuyệt đối của bò
• 3.2.3. Ảnh hưởng của các mức bổ sung tanin và dầu thực vật đến sinh trưởng tương đối của bò
• 3.3. Ảnh hưởng của các mức bổ sung dầu thực vật và tanin tới tiêu tốn thức ăn của bò thí nghiệm
• 3.3.1. Ảnh hưởng của các mức bổ sung dầu thực vật và tanin tới tiêu tốn thức ăn
• 3.3.2. Ảnh hưởng của các mức bổ sung dầu thực vật và tanin tới tiêu tốn vật chất khô
• 3.4. Ảnh hưởng của các mức bổ sung dầu thực vật và tanin khác nhau tới mức độ phát thải khí CH4
• 3.4.1. Mức độ phát thải khí CH4 của bò thí nghiệm
• 3.4.2. Cường độ phát thải khí CH4 theo chất dinh dưỡng thu nhận và tăng trọng
• 3.4.3. Cường độ phát thải khí CH4 theo lượng chất dinh dưỡng tiêu hóa
• 3.4.4. Năng lượng thô mất đi qua phát thải khí CH4
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tài liệu tiếng Việt
• Tài liệu Tiếng Anh

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Biến đổi khí hậu là một vấn đề đang thu hút sự quan tâm trên toàn thế giới. Khí nhà kính, đặc biệt là methane, được coi là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng này. Trong ngành chăn nuôi, bò thịt là một trong những nguồn phát thải khí methane lớn. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của dầu thực vật và tanin đến sinh trưởng và hiệu quả thức ăn của bò thịt không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại lợi ích thực tiễn cho ngành chăn nuôi. Kết quả nghiên cứu có thể giúp giảm thiểu phát thải khí methane, đồng thời nâng cao hiệu quả chăn nuôi, góp phần bảo vệ môi trường.

II. Đặc điểm chung của gia súc nhai lại

Gia súc nhai lại, như bò thịt, có hệ tiêu hóa đặc biệt với dạ dày kép, cho phép chúng tiêu hóa hiệu quả các loại thức ăn có chứa nhiều xơ. Hệ vi sinh vật trong dạ cỏ đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hóa, giúp chuyển hóa thức ăn thành năng lượng. Việc bổ sung dầu thực vật và tanin có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ vi sinh vật này, từ đó tác động đến khả năng tiêu hóa và hiệu quả sử dụng thức ăn. Nghiên cứu này sẽ làm rõ mối liên hệ giữa các yếu tố dinh dưỡng và sinh trưởng của bò thịt.

III. Ảnh hưởng của dầu thực vật và tanin đến sinh trưởng của bò thịt

Nghiên cứu cho thấy việc bổ sung dầu thực vật và tanin có tác động tích cực đến sinh trưởng của bò thịt. Các chất này không chỉ cải thiện khả năng tiêu hóa mà còn giúp tăng cường sức khỏe cho động vật. Kết quả cho thấy bò được bổ sung tanin có tỷ lệ tiêu hóa cao hơn, từ đó tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng. Điều này có thể dẫn đến việc giảm thiểu lượng thức ăn cần thiết cho mỗi đơn vị tăng trọng, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi.

IV. Hiệu quả sử dụng thức ăn và phát thải methane

Việc bổ sung dầu thực vật và tanin không chỉ ảnh hưởng đến sinh trưởng mà còn đến hiệu quả sử dụng thức ăn và mức độ phát thải methane. Nghiên cứu cho thấy rằng bò được cho ăn với chế độ bổ sung này có mức phát thải methane thấp hơn so với bò không được bổ sung. Điều này có thể do sự thay đổi trong quá trình lên men thức ăn trong dạ cỏ, dẫn đến việc giảm sản sinh khí methane. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các phương pháp chăn nuôi bền vững, giảm thiểu tác động đến môi trường.

V. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung dầu thực vật và tanin có tác động tích cực đến sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và giảm phát thải methane ở bò thịt. Các kết quả này không chỉ có giá trị khoa học mà còn có thể áp dụng thực tiễn trong ngành chăn nuôi. Đề xuất cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các loại dầu thực vật và tanin khác nhau để tối ưu hóa chế độ dinh dưỡng cho bò thịt, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi và bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành chăn nuôi toàn cầu hiện đóng góp khoảng 16% đến 18% tổng lượng phát thải khí nhà kính (GHG), trong đó chăn nuôi gia súc nhai lại chiếm tới 74% tổng lượng khí methane (CH4) sinh ra từ hoạt động chăn nuôi. Khí methane có tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 23 lần so với khí cacbonic (CO2) trong chu kỳ 100 năm và làm tổn thất khoảng 2% đến 12% tổng năng lượng thô (GE) trong khẩu phần ăn của gia súc. Tại Việt Nam, chăn nuôi bò thịt thâm canh đang phát triển nhanh chóng, đặt ra thách thức kép giữa việc nâng cao năng suất tăng trọng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Nhằm giải quyết bài toán này, đề tài nghiên cứu tập trung xác định ảnh hưởng của việc bổ sung các mức dầu thực vật (1,5% và 3% DM) kết hợp với tanin tự nhiên từ phụ phẩm chè (0,3% và 0,5% DM) vào khẩu phần ăn đến sinh trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và mức độ phát thải khí CH4 từ dạ cỏ của bò thịt. Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trên 20 bò đực lai Sind ở giai đoạn 15 đến 16 tháng tuổi tại huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội trong thời gian từ tháng 7 năm 2016 đến tháng 7 năm 2017. Kết quả mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn, giúp định hình giải pháp phối trộn thức ăn giảm phát thải khoảng 10% đến 25% CH4, đồng thời nâng cao mức tăng khối lượng bình quân từ 637,4 g/con/ngày lên 747,2 g/con/ngày, tạo tiền đề kỹ thuật vững chắc thúc đẩy nền nông nghiệp tuần hoàn bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết lên men dạ cỏ và cơ chế sinh hóa tạo khí của động vật nhai lại. Quá trình lên men yếm khí carbohydrate bởi hệ vi sinh vật phân giải xơ tạo ra các axit béo bay hơi (axit axetic, axit propionic, axit butyric) cùng các sản phẩm khí thể như CO2 và H2 tự do. Nhóm vi khuẩn sinh methane kỵ khí bắt buộc (Methanogenic bacteria) như Methanobrevibacter ruminantium và Methanosarcina barkeri sử dụng H2 và CO2 làm cơ chất chính để tổng hợp CH4 nhằm giải tỏa áp lực hydro tự do trong dạ cỏ.

Bên cạnh đó, nghiên cứu áp dụng lý thuyết ức chế chuyển hóa sinh học thông qua các hợp chất thứ cấp thực vật và lipid. Các khái niệm trung tâm bao gồm:

• Axit béo bay hơi (VFA): Nguồn cung cấp năng lượng trao đổi chính cho quá trình tổng hợp mô cơ thể của động vật nhai lại.
• Hệ vi sinh vật dạ cỏ: Quần thể phức hợp gồm hơn 200 loài vi khuẩn, vi nấm và protozoa tham gia phân giải chất xơ.
• Tanin cô đọng: Hợp chất polyphenol tự nhiên chiết xuất từ phụ phẩm chè có khả năng tạo phức hợp bền vững với protein và ức chế chọn lọc vi khuẩn sinh methan.
• Dầu thực vật: Nguồn lipid không no giúp cung cấp năng lượng đậm đặc, gây độc màng tế bào protozoa và thúc đẩy con đường sinh hóa tạo axit propionic tiêu thụ ion hydro.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm sơ cấp thu thập từ 20 bò đực lai Sind ở độ tuổi 15 đến 16 tháng tuổi có khối lượng ban đầu đồng đều dao động từ 153,13 kg đến 153,88 kg. Thí nghiệm được thiết kế theo mô hình hoàn toàn ngẫu nhiên (Completely Randomized Design - CRD) gồm 5 lô với 4 cá thể trên mỗi lô: Lô đối chứng (khẩu phần cơ sở), Lô TN1 (0,3% tanin + 1,5% dầu thực vật), Lô TN2 (0,3% tanin + 3% dầu thực vật), Lô TN3 (0,5% tanin + 1,5% dầu thực vật), và Lô TN4 (0,5% tanin + 3% dầu thực vật). Tiến trình nghiên cứu kéo dài 105 ngày gồm 15 ngày nuôi thích nghi và 90 ngày theo dõi chính thức.

Tỷ lệ tiêu hóa in vivo được xác định thông qua phương pháp thu phân và nước tiểu toàn phần trên cũi trao đổi chất từ ngày thứ 43 đến ngày thứ 48. Lượng khí phát thải CH4 được định lượng chính xác bằng hệ thống buồng hô hấp chuyên dụng (respiration chamber) kết hợp máy phân tích khí tự động chu kỳ 5 phút mỗi lần. Phân tích thành phần hóa học thức ăn và phân bài tiết tuân thủ nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4325:2007, TCVN 4326:2001, TCVN 4328:2007 và tiêu chuẩn quốc tế AOAC. Toàn bộ dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh vật học bằng phương pháp phân tích phương sai ANOVA một chiều và kiểm định so sánh cặp Tukey trên phần mềm Minitab 14 nhằm đảm bảo độ tin cậy với mức ý nghĩa thống kê p dưới 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, lượng vật chất khô thu nhận (DMI) tăng dần theo các mức bổ sung hoạt chất. Khẩu phần bổ sung phụ phẩm chè và dầu thực vật giúp bò ăn ngon miệng hơn, trong đó lô TN4 đạt mức tiêu thụ cao nhất với 4,26 kg DM/ngày, tiếp theo là lô TN3 đạt 4,20 kg DM/ngày, cao hơn rõ rệt so với lô đối chứng chỉ đạt 3,92 kg DM/ngày (tương ứng mức tăng khoảng 7,1% đến 8,7%).

Thứ hai, tỷ lệ tiêu hóa in vivo các chất dinh dưỡng đạt giá trị tối ưu ở lô TN3 (0,5% tanin và 1,5% dầu thực vật). Tỷ lệ tiêu hóa vật chất khô (DM) của lô TN3 đạt 76,03%, chất hữu cơ (OM) đạt 77,27%, protein thô (CP) đạt 80,06%, xơ NDF đạt 77,43% và xơ ADF đạt 71,33%, vượt trội hoàn toàn so với lô đối chứng với các tỷ lệ tương ứng là 70,41%, 72,54%, 71,56%, 71,48% và 63,17% (p < 0,05).

Thứ ba, tốc độ sinh trưởng tích lũy và tuyệt đối của bò thí nghiệm có sự bứt phá mạnh mẽ. Sau 90 ngày nuôi dưỡng, bò ở lô TN3 đạt khối lượng kết thúc cao nhất là 221,13 kg/con với tăng trọng tuyệt đối bình quân đạt 747,2 g/con/ngày, cao hơn 10,13 kg về khối lượng tích lũy so với lô đối chứng chỉ đạt 211,00 kg/con với tăng trọng 637,4 g/con/ngày, tương đương tốc độ tăng trưởng cải thiện 17,2%.

Thứ tư, hiệu quả chuyển đổi năng lượng và giảm phát thải được tối ưu hóa. Khối lượng vật chất khô tiêu hóa thực tế ở lô TN3 đạt 3,21 kg/con/ngày và protein tiêu hóa đạt 0,35 kg/con/ngày, đồng thời giảm thiểu lượng khí CH4 phát thải trên mỗi kg tăng trọng so với khẩu phần truyền thống.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng tỷ lệ tiêu hóa và khả năng sinh trưởng ở mức bổ sung 0,5% tanin và 1,5% dầu thực vật bắt nguồn từ cơ chế hiệp đồng tác động giữa hai hợp chất sinh học. Tanin từ phụ phẩm chè ở liều lượng thích hợp có khả năng tạo phức hợp liên kết tạm thời với protein thức ăn, bảo vệ protein không bị vi sinh vật phân giải quá mức tại dạ cỏ mà chuyển thẳng xuống ruột non hấp thu trực tiếp, đồng thời ức chế mật độ động vật nguyên sinh protozoa vốn là vật chủ cộng sinh của vi khuẩn sinh methan. Dầu thực vật cung cấp nguồn năng lượng đậm đặc, thúc đẩy con đường lên men tạo axit propionic vốn là phản ứng tiêu thụ ion hydro tự do.

Tuy nhiên, khi nâng mức dầu thực vật lên 3% DM (lô TN4), tỷ lệ tiêu hóa xơ NDF giảm từ 77,43% xuống 72,48% và ADF giảm từ 71,33% xuống 65,40%. Kết quả này tương đồng với các công bố quốc tế khi chỉ ra rằng hàm lượng lipid quá cao sẽ phủ màng kỵ nước lên bề mặt xơ thực vật, gây cản trở men cellulase tiếp xúc và làm suy giảm hoạt tính của vi sinh vật phân giải xơ. Khi dữ liệu được trực quan hóa qua biểu đồ cột so sánh khối lượng xuất chuồng và đồ thị đường biểu diễn cường độ phát thải khí CH4 theo từng giai đoạn, sự đánh đổi tối ưu giữa tỷ lệ phối trộn dinh dưỡng và hiệu suất môi trường được thể hiện rõ ràng và nhất quán.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, áp dụng quy trình phối trộn khẩu phần bổ sung 0,5% DM tanin (tương đương khoảng 2% phụ phẩm chè khô) kết hợp 1,5% DM dầu thực vật cho các trang trại chăn nuôi bò thịt vỗ béo. Giải pháp này giúp nâng cao tốc độ tăng trọng lên 745 đến 750 g/con/ngày và giảm chi phí thức ăn tiêu tốn trên 1 kg tăng trọng trong chu kỳ nuôi 90 ngày do các hộ chăn nuôi và hợp tác xã trực tiếp thực hiện.

Thứ hai, thu gom và chế biến phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ gồm bã sắn, thân cây ngô ủ chua và phụ phẩm chế biến chè xanh nhằm hạ giá thành thức ăn hỗn hợp từ 10% đến 15%. Hoạt động này cần được triển khai liên tục quanh năm dưới sự hướng dẫn kỹ thuật của Trung tâm Khuyến nông và Chi cục Chăn nuôi Thú y các tỉnh.

Thứ ba, kiểm soát nghiêm ngặt hàm lượng lipid bổ sung trong khẩu phần gia súc nhai lại dưới ngưỡng an toàn 4% đến 5% DM nhằm bảo vệ hệ vi sinh vật phân giải chất xơ. Các chuyên gia dinh dưỡng và nhà máy sản xuất thức ăn gia súc cần hoàn thiện các công thức phối trộn cân đối trong vòng 6 đến 12 tháng tới.

Thứ tư, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về chăn nuôi gia súc nhai lại giảm phát thải khí nhà kính, tích hợp cơ chế đo đạc và báo cáo giảm phát thải phục vụ thị trường tín chỉ carbon nông nghiệp. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành triển khai lộ trình giai đoạn 2026 đến 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Chăn nuôi, Thú y và Khoa học Môi trường có thể khai thác tài liệu này làm khung tham chiếu phương pháp luận về đo lường phát thải khí đường ruột qua buồng hô hấp và đánh giá động học tiêu hóa in vivo.

Thứ hai, chủ trang trại, hợp tác xã và các hộ chăn nuôi bò thịt có thể ứng dụng trực tiếp công thức phối trộn thức ăn thô xanh kết hợp phụ phẩm chè và dầu thực vật để rút ngắn thời gian nuôi vỗ béo, nâng cao tỷ lệ thịt xẻ và tối ưu hóa lợi nhuận kinh tế.

Thứ ba, các doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi và phụ gia dinh dưỡng có thể dựa vào tỷ lệ hoạt chất được kiểm chứng để phát triển các dòng premix hoặc thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh TMR thương mại thân thiện với môi trường.

Thứ tư, cán bộ khuyến nông và các nhà hoạch định chính sách nông nghiệp có căn cứ thực tiễn để tham mưu xây dựng các gói chính sách khuyến khích chăn nuôi bền vững, phát triển nông nghiệp tuần hoàn giảm phát thải khí nhà kính tại các địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao chăn nuôi gia súc nhai lại là nguồn phát thải khí methane lớn trong nông nghiệp? Quá trình lên men yếm khí thức ăn thô xơ tại dạ cỏ giải phóng nhiều khí CO2 và ion hydro tự do. Vi khuẩn sinh methane kỵ khí sử dụng hai cơ chất này để tổng hợp CH4, gây thất thoát khoảng 2% đến 12% tổng năng lượng thô ăn vào và phát thải ra môi trường qua phản xạ ợ hơi của bò.

Tanin từ phụ phẩm chè có cơ chế tác động như thế nào trong việc giảm phát thải khí methane? Tanin ức chế trực tiếp hoạt động của vi khuẩn sinh methan và làm giảm số lượng động vật nguyên sinh protozoa cộng sinh. Đồng thời, tanin tạo liên kết tạm thời bảo vệ protein thức ăn không bị vi sinh vật phân giải quá mức ở dạ cỏ, giúp cải thiện tỷ lệ tiêu hóa protein tại ruột non lên mức 80,06%.

Tỷ lệ bổ sung dầu thực vật và tanin nào mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao nhất? Mức bổ sung tối ưu được xác định là 0,5% DM tanin kết hợp 1,5% DM dầu thực vật (lô TN3). Mức này giúp bò đạt tăng trọng 747,2 g/con/ngày, khối lượng kết thúc đạt 221,13 kg sau 90 ngày nuôi và tối ưu hóa tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ đạt 77,27%.

Việc bổ sung lượng dầu thực vật quá cao có gây ảnh hưởng tiêu cực đến tiêu hóa của bò không? Có. Khi tăng hàm lượng dầu thực vật lên mức 3% DM (lô TN4), tỷ lệ tiêu hóa xơ NDF giảm xuống còn 72,48% và xơ ADF giảm còn 65,40%. Lượng lipid dư thừa bao phủ bề mặt hạt thức ăn, gây ức chế hoạt tính của men cellulase và cản trở vi sinh vật phân giải xơ.

Người chăn nuôi quy mô nông hộ có dễ dàng áp dụng giải pháp từ luận văn không? Hoàn toàn khả thi. Khẩu phần nghiên cứu sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, giá rẻ như thân cây ngô ủ chua, bã sắn, cỏ tự nhiên và phụ phẩm chè khô. Nông hộ chỉ cần cân đối chính xác tỷ lệ phối trộn theo hướng dẫn để đạt hiệu quả kinh tế cao và giảm thiểu mùi hôi chuồng trại.

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã mang lại những đóng góp khoa học và thực tiễn mang tính đột phá cho ngành chăn nuôi gia súc nhai lại tại Việt Nam:

• Xác định chính xác tỷ lệ phối trộn tối ưu 0,5% DM tanin kết hợp 1,5% DM dầu thực vật giúp nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn.
• Đạt tỷ lệ tiêu hóa vượt trội với vật chất khô đạt 76,03%, protein thô đạt 80,06% và chất hữu cơ đạt 77,27%.
• Nâng cao năng suất tăng trọng của bò thịt lai Sind đạt 747,2 g/con/ngày, đưa khối lượng xuất chuồng đạt 221,13 kg sau 90 ngày theo dõi.
• Làm sáng tỏ cơ chế sinh hóa giảm phát thải khí methane từ dạ cỏ thông qua ức chế chọn lọc vi sinh vật và tiêu thụ hydro.
• Mở ra hướng đi mới trong việc tận dụng nguồn phụ phẩm chè và dầu thực vật dồi dào tại các địa phương để sản xuất thức ăn sinh học.

Để nhân rộng mô hình trong giai đoạn 2026 đến 2030, các địa phương cần sớm tổ chức tập huấn chuyển giao kỹ thuật và xây dựng chuỗi liên kết chăn nuôi xanh. Quý độc giả, nhà khoa học và các đơn vị chăn nuôi hãy bắt đầu ứng dụng giải pháp này ngay hôm nay để tối ưu hóa chi phí sản xuất và đồng hành cùng mục tiêu phát triển nông nghiệp giảm phát thải bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đặc điểm chung của gia súc nhai lại Gia súc nhai lại là động vật có vú, bốn chân, nuôi con bằng sữa mẹ. Là loài động vật có bộ máy tiêu hóa đặc trưng bởi dạ dày kép gồm bốn túi là dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế. Hệ tiêu hoá của chúng có hệ vi sinh vật phong phú và đa dạng.

Thức ăn của gia súc nhai lại chủ yếu là xơ nên ít cạnh tranh với các loài động vật khác như: lợn, gà… Khi ăn loại động vật này chỉ nghiền sơ bộ thức ăn và nuốt, lúc nghỉ ngơi là lúc chúng ợ lên nhai lại nghiền thức ăn kỹ càng hơn, nên gọi là động vật nhai lại. Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại 1. Môi trường dạ cỏ Hệ tiêu hóa của gia súc nhai lại có cấu tạo, dung tích, chức năng của 4 túi dạ dày khác nhau. Trong đó, dạ cỏ là túi lớn nhất, chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng , 85 - 90% dung tích của dạ dày, 75% dung tích đường tiêu hóa, có tác dụng tích trữ, nhào trộn và chuyển hóa thức ăn.

Dạ cỏ được ví như một thùng lên men lý tưởng, môi trường trong đó rất thuận lợi cho các vi sinh vật yếm khí phát triển: nhiệt độ trong dạ cỏ luôn được duy trì từ 38 - 42oC, pH 5,5 - 7,4 khá ổn định nhờ tác dụng đệm của muối bicarbonat và phốt phát trong nước bọt, môi trường yếm khí (nồng độ O2 dưới 1%), trong thành phần của dịch dạ cỏ có khoảng 85 - 90% là nước thuận lợi cho quá trình lên men của vi sinh vật. Hệ vi sinh vật dạ cỏ Do điều kiện môi trường thuận lợi và khẩu phần thức ăn cho gia súc nhai lại khá đa dạng, nên hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển mạnh cả về số lượng và chủng loại. Tính đến nay đã có khoảng hơn 200 loài vi sinh vật dạ cỏ. Tuy nhiên, hệ vi sinh vật dạ cỏ luôn luôn biến động và phụ thuộc vào cấu trúc khẩu phần ăn của gia súc nhai lại.

Nhờ hệ vi sinh vật phong phú mà gia súc nhai lại có khả năng sử dụng được các nguồn thức ăn nhiều xơ và cả nguồn ni tơ phi protein. Hệ vi sinh vật dạ cỏ gồm ba nhóm chính: vi khuẩn, vi nấm, protozoa. Ngoài ra còn có các loại virut, mycoplasma và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu hóa chất xơ. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong dạ cỏ Quá trình tiêu hoá trong dạ cỏ là quá trình lên men tiêu hoá của thức ăn do hệ vi sinh vật dạ cỏ thực hiện, trong đó chủ yếu là tiêu hoá, phân giải chất xơ.

Các sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ở đây là các axit béo bay hơi (ABBH), khí thể (CO2, H2, CH4) và ATP - chất mang năng lượng cần thiết cho sinh trưởng phát triển của vi sinh vật. * Quá trình phân giải carbohydrat Carbohydrat là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật dạ cỏ và vật chủ. Carbohydrat chiếm khoảng 75% lượng vật chất khô (DM) trong thức ăn tuỳ thuộc vào thời gian thu hoạch, yếu tố địa lý và loài thực vật. Có thể chia carbohydrat trong thức ăn của gia súc nhai lại thành hai loại là: loại có cấu trúc và loại không có cấu trúc (Nguyễn Xuân Trạch, 2004)[23] Đặc điểm quan trọng của loại carbohydrat có cấu trúc là không có khả năng hoà tan xenlulose và hemixenluloza có mạch liên kết b - glucozit giữa các đơn vị cấu trúc, mạch liên kết này chỉ có thể thuỷ phân nhờ enzym của vi sinh vật.

Còn carbohydrat không có cấu trúc chứa liên kết a - glucozit dễ dàng bị phân giải bởi men tiêu hoá của người và gia súc dạ dày đơn. Toàn bộ carbohydrat trong khẩu phần sau quá trình tiêu hoá đều được chuyển thành glucoza. Nhưng glucoza chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường pyruvate để hình thành các axit béo dễ bay hơi. Vi khuẩn sinh khí methane đã sử dụng focmic, H2 và CO2 để sản sinh khí methane.

* Tiêu hoá cenlulose và hemixenluloza Cenlulose và hemixenlulose là thành phần chủ yếu trong thức ăn của gia súc nhai lại, hàm lượng của nó trong thức ăn thực vật chiếm 40 - 50%, vi khuẩn có thể phân giải 80% cenlulose ăn vào dạ cỏ. * Tiêu hoá tinh bột đường Tinh bột được vi khuẩn và protozoa phân giải trong môi trường dạ cỏ. Protozoa nuốt tinh bột từ thức ăn ăn vào, vi khuẩn tác dụng lên bề mặt tinh bột bằng enzym amylaza. Tuy nhiên đường đơn (glucoza, xyloza…) chỉ xuất hiện tạm c 6 thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường pyruvic thành các ABBH.

Khí CO2 và H2 lại được vi sinh vật tổng hợp khí methane. Như vậy sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men carbohydrat thức ăn bởi vi sinh vật trong dạ cỏ gồm các ABBH khác nhau, khí thể bao gồm: 56% CO2, 32% CH4, 8,5% H2…Khí CH4 được giải phóng qua phản xạ ợ hơi, gây lãng phí khoảng 8% tổng số năng lượng trong thức ăn thu nhận. Các ABBH chưa no trong thức ăn có thể giảm thấp sự sinh khí CH4 trong dạ cỏ. Sự giảm thấp CH4 thường thấy ở khẩu phần ăn nhiều đường và tinh bột.

* Quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ Khoảng 40 - 60% protein thức ăn đầu tiên được lên men phân giải trong dạ cỏ thành các peptit, sau đó thành các axit amin và được giải phóng vào môi trường dạ cỏ. Trong môi trường dạ cỏ hầu hết các axit amin được khử trong các tế bào vi sinh vật thành các a- xetoaxit, amoniac, ABBH mạch ngắn, CO2. Một số sản phẩm của quá trình này sau được vi sinh vật dạ cỏ sử dụng để tổng hợp các thành phần hữu cơ khác, gồm protein và các axit nucleic. Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại.

Đặc điểm nổi bật của bộ máy tiêu hoá ở gia súc nhai lại là những khoang phình lớn, tại đây có các điều kiện môi trường thuận lợi cho vi sinh vật lên men cabohydrate và các chất hữu cơ khác. Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men tại đây là các axit béo bay hơi (ABBH), khí methane (CH4), khí cacbonic (CO2) và adenosin triphotphat (ATP) - chất mang năng lượng cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Trong quá trình lên men dạ cỏ, ngoài các sản phẩm chính là axit béo bay hơi acetate, propionate và butyrate ra thì một sản phẩm không mong muốn là CH4. Quá trình lên men thức ăn cùng sự sản sinh khí methane được biểu thị bằng các phương trình phản ứng sau: C6H12O6 + 2H2O → 2C2H4O2 (acetate) + 2CO2 + 8H C6H12O6 + 4 H → 2C3H6O2 (propionate) + 2H2O C6H12O6 → C4H8O2 (butyrate) + 2CO2 + 4H CO2 + 8H + năng lượng CH4 + 2H2O VK methanogenic c 7 Trong điều kiện yếm khí ở dạ cỏ: Phản ứng oxy hóa để lấy năng lượng ở dạng ATP giải phóng ra hydrro.

Tích lũy ion hydro trong quá trình trao đổi chất của vi sinh vật dạ cỏ chỉ có thể tránh đuợc bằng quá trình sinh tổng hợp CH4 bởi những vi khuẩn sinh methane (rumen methanogens). Đây là qui trình bình thường trong quá trình lên men ở dạ cỏ. Lượng hydro giải phóng phụ thuộc chủ yếu vào khẩu phần và loại hình vi sinh vật dạ cỏ vì lên men vi sinh vật thức ăn tạo ra các sản phẩm cuối cùng khác nhau và không tương đương với lượng hydrro tạo ra (Martin và cs, 2010)[44]. Ví dụ, để tạo ra axit propionic thì tiêu thụ hydro nhưng tạo ra axit acetic và axit butyric lại giải phóng hydro.

Quá trình sinh CH4 ở dạ cỏ là cơ chế tạo điều kiện cho dạ cỏ tránh được nguy cơ tích lũy quá nhiều hydro (Martin và cs, 2010)[44]. Hydro tự do sẽ ức chế enzym khử hydro (dehydrogenases) và ảnh hưởng đến quá trình lên men (Martin và cs, 2010)[44]. Sử dụng hydro và CO2 để tạo ra CH4 là một đặc tính đặc biệt của nhóm vi khuẩn sinh CH4. Nhóm vi khuẩn này tương tác với các nhóm vi sinh vật khác trong dạ cỏ để tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và kéo dài tiêu hóa thức ăn (Martin và cs, 2010)[44].

Tương tác này là tích cực đối với nhóm vi sinh vật phân giải xơ (Ruminococcus albus và R. flavefaciens), không phân giải xơ (Selenomonas ruminantium), protozoa và nấm. Ở gia súc nhai lại, methane được sản sinh trong dạ cỏ bởi nhóm vi khuẩn sinh khí methane sử dụng các sản phẩm chuyển hóa của các loài vi khuẩn khác, protozoa, nấm trong quá trình phân giải thức ăn. Nhóm vi sinh vật này sử dụng H2 và CO2 là cơ chất chính để tạo khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi năng lượng và sống kỵ khí bắt buộc (Wolin và cs, 1997)[65].

Trong dạ cỏ, các vi khuẩn sinh khí methane phải sống cộng sinh với protozoa và các loài vi sinh vật khác. Methane được tạo thành từ CO2 và H2 dưới tác dụng của vi khuẩn methanogenic cùng với năng lượng của cơ thể động vật. Methanogenic là nhóm vi khuẩn trong hệ vi sinh vật dạ cỏ của động vật nhai lại, chúng có thể tồn tại ở pH trung tính 6-8, tuy nhiên một số loài methanogenic có thể tồn tại trong môi trường pH dao động từ 3-9,2. Hiện nay, tìm thấy 5 loài vi khuẩn methanogenic trong dạ cỏ của động vật nhai lại là Methanobrevibacter ruminantium, Methanosarcina barkeri, Methanosarcina mazei, c 8 Methanobacterium formicicum và Methanomicrobium mobile trong đó 2 loài đầu là phổ biến nhất.

Vi khuẩn methanogenic có thể sống tự do trong dạ cỏ hoặc chúng sống cộng sinh trên bề mặt của protozoa. Hầu hết khí CH4 thải ra trong chăn nuôi là từ gia súc nhai lại thông qua quá trình lên men yếm khí ở dạ cỏ. Tuy nhiên, sự sản sinh methane cũng xảy ra các phần dưới của đường tiêu hóa như ruột già, tá tràng. 89% methane được sản sinh ra từ dạ cỏ và được thải ra ngoài thông qua miệng và mũi (Murray và cs, 1976)[48].

Khi methane thải ra ngoài môi trường thì gia súc nhai lại mất đi 2-12% năng lượng thô từ thức ăn ăn vào, tùy thuộc vào phẩu phần. Ở các loài gia súc nhai lại khác nhau thì tỷ lệ mất năng lượng thô do sự sản sinh methane cũng rất khác nhau. Theo Johnson và Ward (1996)[37] thì tỷ lệ năng lượng thô mất đi do thải methane của bò sữa và bò thịt vỗ béo thay đổi lần lượt từ 5,5 - 9,0% và 3,5 - 6,5%. Ở trâu và lạc đà dao động trong khoảng 7,5 - 9,0% và 7,0 - 9,0%.