Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp tại tỉnh Bắc Kạn, chăn nuôi lợn đóng vai trò quan trọng trong sinh kế của các hộ nông dân miền núi. Tuy nhiên, theo số liệu Niên giám thống kê tỉnh Bắc Kạn năm 2010, đàn lợn của toàn tỉnh chỉ đạt 190.146 con với sản lượng thịt hơi đạt 9.609 tấn; phương thức chăn nuôi chủ yếu là phân tán ở quy mô nông hộ, sử dụng giống địa phương có năng suất thấp và phụ thuộc chặt chẽ vào nguồn thức ăn thô xanh, phụ phẩm nông nghiệp sẵn có tại chỗ. Cùng thời điểm đó, sự biến động tăng giá của các loại thức ăn chăn nuôi công nghiệp trên thị trường cả nước đã tạo áp lực lớn lên chi phí chăn nuôi, đòi hỏi phải tìm kiếm nguồn thức ăn thay thế tại chỗ nhằm giảm giá thành sản xuất.

Song song với chăn nuôi, cây dong riềng (Canna edulis) được địa phương xác định là cây trồng chủ lực trong chiến lược phát triển kinh tế và xóa đói giảm nghèo. Diện tích trồng dong riềng tại Bắc Kạn đã tăng nhanh từ 1.840 ha năm 2012 lên 2.899 ha năm 2013 (đạt 138,05% kế hoạch), với năng suất trung bình đạt từ 50 đến 70 tấn củ/ha. Nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ củ dong, toàn tỉnh đã hình thành mạng lưới gồm 100 cơ sở chế biến (trong đó có 23 cơ sở kết hợp chế biến tinh bột và miến, 11 cơ sở chuyên làm miến và 66 cơ sở chế biến tinh bột). Hoạt động chế biến củ dong theo phương thức cơ giới thô sơ đã thải ra lượng bã khổng lồ, ước tính lên đến hàng chục nghìn tấn mỗi niên vụ (kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 3 năm sau). Do thiếu giải pháp xử lý và công nghệ bảo quản phù hợp, phần lớn lượng bã thải bị xả thẳng ra môi trường hoặc chất đống lộ thiên, gây thối rữa, phát sinh mùi chua thum thủm và làm ô nhiễm nghiêm trọng các nguồn nước mặt, nước ngầm tại các làng nghề.

Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài "Đánh giá khả năng và thử nghiệm giải pháp xử lý vi sinh bã dong riềng ở Bắc Kạn làm thức ăn cho lợn địa phương" được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Bước đầu đánh giá được khả năng của nguồn bã thải dong riềng ở Bắc Kạn có thể tận dụng đưa vào chăn nuôi lợn.
  2. Xác định được công thức xử lý vi sinh bã dong riềng có giá trị tốt nhất để áp dụng làm thức ăn nuôi lợn địa phương.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Điều tra tình hình sản xuất, chế biến củ dong trong các khu vực làng nghề của tỉnh Bắc Kạn.
  2. Thử nghiệm một số công thức ủ vi sinh để xử lý bã dong riềng làm thức ăn nuôi lợn địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Vùng sản xuất, chế biến củ dong và nguồn bã dong riềng phụ phẩm.
  • Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá thực trạng trồng, chế biến củ dong thành tinh bột và miến tại tỉnh Bắc Kạn; phân tích thành phần hóa học và thử nghiệm giải pháp ủ vi sinh yếm khí bã dong riềng tại phòng thí nghiệm.
  • Địa điểm và thời gian tiến hành: Khảo sát thực địa tại các làng nghề chế biến dong riềng thuộc tỉnh Bắc Kạn; các phân tích hóa học và thí nghiệm ủ được thực hiện tại Viện Khoa học sự sống (Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên) trong khoảng thời gian từ ngày 23/12/2013 đến ngày 26/5/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và sinh lý tiêu hóa của lợn

Đề tài dựa trên cơ sở sinh lý tiêu hóa của lợn và nguyên lý sinh hóa của quá trình ủ chua yếm khí phế phụ phẩm:

  • Sinh lý tiêu hóa thức ăn ở lợn: Lợn là loài động vật ăn tạp có dạ dày đơn mang cấu tạo trung gian giữa dạ dày đơn và dạ dày kép. Lợn địa phương thích nghi tốt với khẩu phần giàu chất xơ từ thực vật; quá trình tiêu hóa chất xơ diễn ra chủ yếu tại ruột già nhờ hệ vi sinh vật manh tràng lên men tạo ra các acid béo bay hơi cung cấp năng lượng. Mức xơ tiêu chuẩn phù hợp cho lợn nội dao động từ 4% đến 6%.
  • Nguyên lý ủ chua yếm khí: Quá trình lên men yếm khí dựa vào hoạt động của các vi khuẩn lactic chuyển hóa các loại đường dễ hòa tan (glucose, fructose, saccharose...) thành acid lactic và các acid hữu cơ khác. Sự tích lũy acid làm giảm nhanh độ pH của khối ủ xuống ngưỡng 3,5 - 4,5. Tại ngưỡng pH này, hầu hết các vi khuẩn gây thối rữa và enzyme phân giải của thực vật đều bị ức chế, cho phép bảo tồn các chất dinh dưỡng trong thời gian dài với chi phí thấp. Điều kiện tiên quyết để ủ chua thành công là độ ẩm khối ủ phải đưa về mức tối ưu (65 - 70%) và hàm lượng đường bột tối thiểu phải đủ để vi sinh vật sử dụng làm cơ chất tăng sinh khối.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp điều tra: Áp dụng phương pháp đánh giá nhanh nông thôn (PRA) kết hợp thu thập số liệu thứ cấp từ Niên giám thống kê và báo cáo của các cơ quan quản lý địa phương; khảo sát trực tiếp tại các cơ sở chế biến để xác định tỷ lệ phát sinh bã thải trên khối lượng củ tươi; ghi nhận cảm quan hiện trạng ô nhiễm môi trường do bã thải dong riềng gây ra.
  • Phương pháp thử nghiệm ủ vi sinh: Bã dong tươi được ép cơ giới nhằm hạ độ ẩm xuống khoảng 70% (vật chất khô đạt 33,05%), sau đó phối trộn theo 3 công thức thử nghiệm:
    • Công thức 1 (CT1): 95% bã dong tươi + 4% bột ngô + 1% men vi sinh Bio-lactic (chế phẩm do Viện Khoa học sự sống sản xuất).
    • Công thức 2 (CT2): 95% bã dong tươi + 5% bột ngô.
    • Công thức 3 (CT3): 98,5% bã dong tươi + 1,5% muối ăn. Hỗn hợp từng công thức được nén chặt vào túi nilon 2 lớp kín khí, bảo quản ở nhiệt độ phòng trong vụ xuân, mỗi công thức thực hiện lặp lại 3 lần.
  • Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:
    • Lấy mẫu và xử lý mẫu: Tuân thủ TCVN 4325:2007 (ISO 6497:2002) và TCVN 6952:2001 (ISO 6498:2002).
    • Xác định vật chất khô (DM): Sấy mẫu ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi theo TCVN 4326:2001 (ISO 6496:1999).
    • Xác định protein thô (CP): Phương pháp vô cơ hóa Kjeldahl trên thiết bị Gerhardt và định phân theo TCVN 4328-1:2007 (ISO 5983-1:2005).
    • Xác định lipid thô (EE): Phương pháp chiết xuất bằng dung môi ether petroleum trên thiết bị Soxhlet theo TCVN 4331:2001 (ISO 6492:1999).
    • Xác định xơ thô (CF): Thủy phân bằng acid và bazo trên hệ thống máy phân tích xơ ANKOM-200/220 theo TCVN 4329:2007 (ISO 6865:2000).
    • Xác định khoáng tổng số (Ash): Nung mẫu ở nhiệt độ 550 - 600°C trong lò nung điện theo TCVN 4327-1:2007 (ISO 5984:2002).
    • Xác định hàm lượng tinh bột: Phương pháp Bertrand.
    • Xác định dẫn xuất không đạm (NFE): Tính toán theo công thức: NFE = DM - (CP + EE + Ash + CF).
    • Đo chỉ số pH: Cân 10 g mẫu, hòa tan trong 25 ml nước cất, lắc cơ học trong 30 phút, để lắng 2 giờ và đo bằng máy đo pH điện tử (pH meter).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê sinh vật học theo phương pháp của Nguyễn Văn Thiện (2008) trên phần mềm Microsoft Excel, xác định giá trị trung bình ($\bar{X}$), sai số chuẩn ($m_x$) và hệ số biến động ($C_v%$).

Nguồn dữ liệu

Dữ liệu nghiên cứu bao gồm số liệu thống kê sản xuất nông nghiệp tỉnh Bắc Kạn năm 2013, số liệu điều tra trực tiếp tại 8 huyện, thị xã trên địa bàn tỉnh và hệ thống kết quả phân tích hóa lý thực hiện tại Phòng phân tích hóa học của Viện Khoa học sự sống – đơn vị được Văn phòng Công nhận Chất lượng (Bộ Khoa học và Công nghệ) cấp chứng chỉ đạt chuẩn ISO 17025:2005 (mã số VILAS 603).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Công tác phục vụ sản xuất

Phần này mô tả hoạt động thực tập thực tế của tác giả tại Viện Khoa học sự sống (Đại học Thái Nguyên) và cơ sở sản xuất tại địa phương:

  • Cơ cấu tổ chức và chức năng của cơ sở thực tập: Viện Khoa học sự sống được thành lập theo Quyết định số 852/QĐ-TCCB ngày 30/9/2008 của Đại học Thái Nguyên, do Trường Đại học Nông Lâm quản lý toàn diện. Viện gồm 2 phòng chức năng và 5 bộ môn nghiên cứu (Hóa sinh, Công nghệ tế bào, Sinh học phân tử và Công nghệ gen, Công nghệ vi sinh, Sinh thái môi trường), cùng một phòng phân tích hóa học đạt tiêu chuẩn VILAS 603.
  • Các nội dung công việc phục vụ sản xuất: Học viên tham gia hỗ trợ chuẩn bị mẫu phân tích, vệ sinh và chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, trực tiếp thực hiện các quy trình phân tích thành phần hóa học thức ăn theo TCVN; tham gia thu gom bã thải tại cơ sở chế biến, khơi thông cống rãnh tiêu thoát nước xử lý môi trường, phơi sấy bã dong riềng phục vụ nghiên cứu.
  • Khối lượng công việc đã hoàn thành: Phân tích 32 chỉ tiêu dinh dưỡng mẫu; 28 buổi chuẩn bị mẫu; 15 buổi chuẩn bị dụng cụ; phơi sấy 500 kg bã dong khô; thu gom và bảo quản 2.000 kg bã dong tươi; đóng góp 25 công lao động hỗ trợ cơ sở chế biến và 5 buổi thực hiện các công tác vệ sinh khuôn viên, rãnh thoát nước.

Phần 2: Chuyên đề nghiên cứu khoa học

Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết các luận cứ khoa học liên quan trực tiếp đến đề tài:

  • Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hóa ở lợn: Phân tích vai trò của cấu trúc thức ăn, kỹ thuật chế biến (rang chín, nấu chín, ủ chua), tỷ lệ dinh dưỡng (sự cân bằng giữa protein và năng lượng, hàm lượng chất xơ), phương pháp cho ăn và nhiệt độ môi trường đối với hoạt động tiết dịch vị, dịch tụy và nhu động đường ruột.
  • Đặc điểm giải phẫu và sinh lý tiêu hóa của lợn qua các giai đoạn phát triển: Nồng độ HCl trong dịch vị tăng dần theo tuổi (lợn con đạt 0,05 - 0,15%; 90 ngày tuổi đạt 0,20 - 0,25%; lợn trưởng thành đạt 0,35 - 0,40%); quá trình tiêu hóa xơ và hấp thu nước, khoáng diễn ra chủ yếu ở manh tràng và kết tràng.
  • Cơ sở khoa học và kỹ thuật ủ chua phế phụ phẩm cho gia súc: Phân tích cơ chế chuyển hóa sinh hóa yếm khí, so sánh ưu điểm (chi phí thấp, bảo tồn vitamin A, tăng khả năng tiêu hóa) và nhược điểm (hao hụt một phần chất bột đường do hô hấp ban đầu, biến tính sinh học của protein đối với dạ dày đơn).
  • Lược khảo các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước: Tổng quan các công trình sử dụng bã sắn trong chăn nuôi lợn và bò của các tác giả trong nước (Nguyễn Xuân Trạch, Hoàng Thanh Vân, Mai Thị Thơm, Bùi Quang Tuấn, Nguyễn Hữu Văn) và ngoài nước (Kanto, Abraham, Kosugi, Taksinanan, Kopinski). Điểm qua các thử nghiệm bước đầu về ủ ure bã dong riềng cho bò thịt của Hoàng Toàn Thắng và cs (2011), Trần Trang Nhung và cs (2011), từ đó xác định khoảng trống nghiên cứu về ủ vi sinh bã dong riềng ứng dụng cho chăn nuôi lợn địa phương.

Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết đối tượng bã dong tươi, địa bàn khảo sát các huyện tỉnh Bắc Kạn, danh mục thiết bị thí nghiệm (hệ thống Kjeldahl Gerhardt, máy phân tích xơ ANKOM-200/220, lò nung điện, máy đo pH), cùng các công thức phối trộn thí nghiệm (CT1, CT2, CT3) và quy trình lấy mẫu, phân tích các chỉ tiêu cảm quan, hóa học theo tiêu chuẩn quốc gia.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Đánh giá thực trạng sản xuất, chế biến dong riềng và phụ phẩm tại Bắc Kạn
  • Tình hình vùng nguyên liệu: Năm 2013, tổng diện tích dong riềng toàn tỉnh đạt 2.899 ha. Các huyện có diện tích lớn gồm Na Rì (1.133,3 ha), Ba Bể (770,06 ha với năng suất 67,81 tấn/ha, sản lượng đạt 51.394 tấn củ), Bạch Thông (260 ha), Chợ Đồn (256,9 ha), Pác Nặm (219,5 ha), thị xã Bắc Kạn (97 ha), Ngân Sơn (95 ha) và Chợ Mới (76,9 ha).
  • Năng lực chế biến và ô nhiễm môi trường: Toàn tỉnh có 100 cơ sở chế biến, sử dụng dây chuyền nghiền lọc tự chế thô sơ khiến khoảng 3% tinh bột bị thất thoát theo bã thải. Nước thải và bã thải không qua xử lý bị xả trực tiếp xuống sông suối, gây suy giảm tôm cá và phát tán mùi hôi thối.
  • Sản lượng bã thải phát sinh: Khảo sát thực tế xác định tỷ lệ thu hồi bã tươi là 72 kg bã/100 kg củ tươi chế biến. Với tổng sản lượng củ dong thu hoạch toàn tỉnh năm 2013, lượng bã tươi thải ra ước tính khoảng 134.000 tấn, tương ứng với 21.261 tấn vật chất khô và 7.812,7 tấn tinh bột tồn dư bị lãng phí.
  • Thực trạng sử dụng phụ phẩm: Người dân chỉ sử dụng một lượng rất nhỏ bã tươi nấu chín cho lợn, ngan, ngỗng hoặc rắc muối cho trâu, bò, dê ăn trong thời vụ chế biến. Do ăn bã tươi thiếu protein, lợn thường có biểu hiện lông dài, xơ xác và chậm lớn.
Thành phần hóa học của bã dong riềng và nguyên liệu ủ

Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng của bã dong riềng ở hai trạng thái tươi và phơi khô tự nhiên được trình bày trong bảng dưới đây:

Dạng mẫu bã dong VCK (%) Protein thô (%) Tinh bột (%) Xơ thô (%) Mỡ thô (%) Dẫn xuất không đạm (%) Khoáng tổng số (%) Ca (%) P (%)
Bã tươi 15,30 0,30 5,79 1,33 0,12 13,51 0,80 0,064 1,013
Bã khô 81,11 1,53 30,80 7,07 0,064 68,19 4,26 0,34 0,07

Ghi chú số liệu: Nếu tính theo vật chất khô (VCK), hàm lượng tinh bột trong bã tươi đạt 36,37% và ở bã khô đạt 37,97%; hàm lượng xơ thô trong VCK của bã tươi là 8,44% và bã khô là 8,72%.

Thành phần hóa học của các nguyên liệu phối trộn trước khi ủ:

  • Bã dong riềng sau khi ép cơ giới đưa về độ ẩm thích hợp: VCK đạt 33,05%; protein thô 0,62%; xơ thô 2,88%; khoáng tổng số 0,92%; dẫn xuất không đạm kết hợp lipid đạt 28,63%.
  • Cám ngô: VCK 86,61%; protein thô 8,24%; xơ thô 3,00%; khoáng tổng số 1,21%; dẫn xuất không đạm kết hợp lipid đạt 74,16%.
  • Men vi sinh Bio-lactic: VCK 65,61%; protein thô 7,59%; xơ thô 10,52%; khoáng tổng số 5,69%; dẫn xuất không đạm kết hợp lipid đạt 41,81%.

Từ tỷ lệ phối trộn, thành phần hóa học ban đầu của các công thức được xác định:

  • CT1 (95% bã + 4% ngô + 1% men): VCK 35,52%; Protein thô 0,99%; Xơ thô 2,96%; Khoáng 0,98%; DSKĐ + Lipid 30,59%.
  • CT2 (95% bã + 5% ngô): VCK 35,73%; Protein thô 1,00%; Xơ thô 2,89%; Khoáng 0,93%; DSKĐ + Lipid 30,91%.
  • CT3 (98,5% bã + 1,5% muối): VCK 32,56%; Protein thô 0,62%; Xơ thô 2,88%; Khoáng 0,92%; DSKĐ + Lipid 28,14%.
Diễn biến chất lượng và biến đổi dinh dưỡng của khối ủ theo thời gian

Biến đổi cảm quan và chỉ số pH của khối ủ qua các mốc thời gian 1 tuần và 4 tuần:

Chỉ tiêu theo dõi Thời điểm Công thức 1 (CT1) Công thức 2 (CT2) Công thức 3 (CT3)
Mùi Sau 1 tuần Thơm của sữa Thơm của sữa Hơi chua
Sau 4 tuần Thơm của sữa Thơm của sữa Chua mặn
Màu sắc Sau 1 tuần Vàng chanh Vàng chanh Hơi nâu
Sau 4 tuần Vàng chanh Vàng chanh Nâu chanh
Tỷ lệ hư hỏng Sau 1 tuần 0% 0% 0%
Sau 4 tuần 0% 0% 0%
Chỉ số pH Sau 1 tuần 3,67 3,64 4,10
Sau 4 tuần 3,62 3,68 4,02

Biến đổi thành phần hóa học trong 1 kg thức ăn ủ theo thời gian:

Chỉ tiêu phân tích (%) Sau 1 tuần ủ Sau 4 tuần ủ
CT1 CT2 CT3 CT1 CT2 CT3
Vật chất khô (VCK) 32,56 32,17 29,23 28,15 28,01 26,25
Protein thô 0,94 0,96 0,56 0,83 0,86 0,54
Tinh bột 15,57 15,48 14,78 14,70 15,26 13,27
Xơ thô 2,86 2,96 2,90 2,00 1,71 2,25
Lipid thô 0,31 0,23 0,13 0,077 0,013 0,027
Dẫn xuất không đạm 27,38 27,04 23,57 24,12 24,26 21,14
Khoáng tổng số 1,07 0,98 2,07 1,20 1,18 2,32

Sau 4 tuần ủ, hoạt động lên men của vi sinh vật đã tiêu hao một phần vật chất khô, tinh bột và protein hòa tan để chuyển hóa thành các acid hữu cơ và sinh khối vi sinh vật, làm giảm nhẹ hàm lượng dinh dưỡng của khối ủ nhưng duy trì được độ ổn định về mặt cảm quan và độ an toàn vệ sinh của thức ăn.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  • Xác định được hàm lượng dinh dưỡng cốt lõi của bã dong riềng: Bã dong riềng tươi có hàm lượng nước cao (84,25%), rất nghèo protein thô (0,3% ở bã tươi và 1,53% ở bã khô), lượng xơ tương đối thấp (1,33% ở bã tươi và 7,07% ở bã khô), nhưng còn chứa lượng tinh bột sót lại rất lớn: 5,79% ở dạng tươi và 30,80% ở dạng khô (tương đương 36,37% - 37,97% tính theo VCK).
  • Xác lập quy trình sơ chế: Bã dong tươi cần được ép cơ giới để hạ bớt độ ẩm về ngưỡng 65 - 70% (nâng VCK lên 33,05%) trước khi đưa vào ủ yếm khí nhằm tránh tình trạng nhũn hỏng, chảy nước rỉ rác.
  • Đánh giá hiệu quả của các công thức ủ:
    • Công thức 2 (95% bã dong + 5% bột ngô) và Công thức 1 (95% bã dong + 4% bột ngô + 1% men Bio-lactic) cho kết quả lên men tối ưu nhất: pH giảm nhanh xuống 3,64 - 3,67 sau 1 tuần và ổn định ở 3,62 - 3,68 sau 4 tuần; khối ủ có màu vàng chanh, mùi thơm chua của sữa, không bị hư hỏng (0%).
    • Kết quả so sánh giữa CT1 và CT2 cho thấy chỉ số pH và biến đổi cảm quan không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Điều này chứng minh việc bổ sung chế phẩm men vi sinh Bio-lactic không mang lại hiệu quả vượt trội so với việc chỉ bổ sung 5% bột ngô để kích thích hệ vi khuẩn lên men tự nhiên sẵn có trong nguyên liệu.
    • Công thức 3 (98,5% bã dong + 1,5% muối) tạo khối ủ có pH cao hơn (4,02 - 4,10), màu sắc hơi nâu và mùi chua mặn, tuy tỷ lệ hư hỏng bằng 0% nhưng chất lượng cảm quan và dinh dưỡng kém hơn hai công thức có bổ sung bột ngô.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Khuyến nghị ứng dụng sản xuất: Áp dụng Công thức 2 (95% bã dong ép bớt nước + 5% bột ngô) để ủ chua yếm khí tại quy mô nông hộ và trang trại chăn nuôi. Giải pháp này giúp đơn giản hóa kỹ thuật, tiết kiệm chi phí mua chế phẩm vi sinh thương mại mà vẫn đảm bảo chất lượng ủ chua.
  • Cân đối dinh dưỡng khẩu phần: Do bã dong riềng có hàm lượng protein rất thấp và mất cân đối nghiêm trọng về tỷ lệ Ca/P (ở bã tươi Ca là 0,064% và P là 1,013%; ở bã khô Ca là 0,34% và P là 0,07%, tỷ lệ Ca/P dao động từ 4/1 đến 5/1), khi sử dụng bã dong ủ làm thức ăn nuôi lợn địa phương bắt buộc người chăn nuôi phải phối trộn bổ sung thêm thức ăn giàu đạm (bột cá, bột đậu tương) và premix khoáng để đảm bảo sinh trưởng của vật nuôi.

Đóng góp học thuật và thực tiễn

So với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam vốn chủ yếu tập trung vào xử lý bã sắn cho đại gia súc hoặc ủ ure bã dong riềng cho bò thịt, công trình này là nghiên cứu thực nghiệm đầu tiên đánh giá toàn diện tiềm năng bã dong riềng tại Bắc Kạn và xác lập công thức ủ chua yếm khí bổ sung năng lượng bột ngô định hướng làm thức ăn cho lợn địa phương. Kết quả đề tài vừa mở ra nguồn thức ăn năng lượng giá rẻ tại chỗ cho nghề nuôi lợn miền núi, vừa cung cấp cơ sở kỹ thuật hỗ trợ giảm thiểu ô nhiễm môi trường chất thải rắn tại các làng nghề sản xuất miến dong.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Hạn chế dinh dưỡng nội tại của nguyên liệu: Bã dong riềng có tỷ lệ protein quá thấp và tỷ lệ khoáng Canxi/Photpho không cân đối; trong quá trình lên men yếm khí có sự hao hụt tự nhiên về khối lượng vật chất khô, tinh bột và protein (VCK từ 35,73% giảm xuống 28,01% sau 4 tuần ở CT2).
  • Giới hạn phạm vi thực nghiệm: Đề tài mới dừng lại ở các thử nghiệm mô hình trong phòng thí nghiệm (quy mô túi nilon nén chặt), chưa triển khai đánh giá độ bền và biến đổi vi sinh trong các mô hình hố ủ, bể ủ lớn ngoài trời tại nông hộ.
  • Chưa có thử nghiệm nuôi dưỡng trực tiếp: Đề tài chưa bố trí được các lô thí nghiệm nuôi dưỡng trực tiếp trên đàn lợn địa phương để theo dõi các chỉ tiêu về khả năng thu nhận thức ăn, tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến, tăng khối lượng hàng ngày và hệ số chuyển hóa thức ăn.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Cần xây dựng các công thức khẩu phần hoàn chỉnh có sử dụng bã dong riềng ủ chua kết hợp với các nguồn thức ăn giàu đạm, vitamin, khoáng tại chỗ và thử nghiệm trực tiếp trên đàn lợn địa phương qua các giai đoạn sinh trưởng khác nhau.
  • Thử nghiệm mở rộng kỹ thuật ủ chua bã dong riềng trong các điều kiện quy mô lớn hơn (hố ủ gia đình, túi ủ chuyên dụng 50 - 100 kg) để hoàn thiện quy trình chuyển giao công nghệ cho người dân các làng nghề chế biến miến dong.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng cụ thể:

  • Sinh viên và học viên cao học: Chuyên ngành Chăn nuôi, Chăn nuôi Thú y, Nông học, Khoa học môi trường và Công nghệ sau thu hoạch có thể khai thác tài liệu này như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp phân tích thức ăn theo hệ thống TCVN/ISO và phương pháp thiết kế thí nghiệm ủ chua phế phụ phẩm.
  • Cán bộ kỹ thuật và khuyến nông: Các cán bộ nông nghiệp tại các huyện miền núi có thể sử dụng các số liệu thực địa và thông số kỹ thuật ủ chua của đề tài để xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật tận dụng phụ phẩm cho nông dân.
  • Người chăn nuôi và chủ cơ sở chế biến: Nông hộ và chủ xưởng chế biến miến dong có thể ứng dụng trực tiếp công thức ủ 95% bã dong + 5% bột ngô để dự trữ thức ăn chăn nuôi gia súc quanh năm, đồng thời giải quyết triệt để vấn đề mùi hôi thối và nước rỉ gây ô nhiễm tại khuôn viên chế biến.
  • Các phần đáng tham khảo nhất trong văn bản: Bảng số liệu phân tích chi tiết thành phần hóa học của bã dong tươi và khô (Bảng 2.4); quy trình các bước phân tích TCVN trong phòng kiểm nghiệm đạt chuẩn ISO 17025; diễn biến chỉ số pH và biến đổi cảm quan của các công thức ủ vi sinh theo thời gian (Bảng 2.7 và Bảng 2.8).

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ phát sinh bã dong riềng tươi trong quá trình chế biến củ dong tại Bắc Kạn là bao nhiêu và sản lượng tiềm năng ước tính thế nào? Qua khảo sát thực tế tại các làng nghề chế biến củ dong ở Bắc Kạn, tác giả xác định cứ 100 kg củ tươi đưa vào chế biến thì phát sinh 72 kg bã tươi. Với sản lượng củ dong toàn tỉnh năm 2013, tổng lượng bã dong tươi phát sinh ước tính lên tới hơn 134.000 tấn, tương đương với 21.261 tấn vật chất khô và chứa khoảng 7.812,7 tấn tinh bột tồn dư.

2. Điểm mạnh và điểm yếu nổi bật nhất về mặt dinh dưỡng của bã dong riềng là gì? Điểm mạnh nổi bật của bã dong riềng là hàm lượng tinh bột còn sót lại rất cao (đạt 5,79% ở bã tươi và 30,80% ở bã khô; tính theo vật chất khô đạt từ 36,37% đến 37,97%), hàm lượng xơ thô thấp (1,33% ở bã tươi), tạo ra nguồn thức ăn năng lượng tốt. Điểm yếu lớn nhất là hàm lượng protein cực kỳ thấp (chỉ 0,3% ở bã tươi và 1,53% ở bã khô) và khoáng chất mất cân đối, dẫn đến hiện tượng lợn bị dài lông, gầy yếu nếu chỉ cho ăn bã đơn thuần.

3. Vì sao kết quả nghiên cứu chỉ ra không cần thiết phải bổ sung chế phẩm men vi sinh Bio-lactic khi ủ bã dong riềng? Khi so sánh Công thức 1 (bổ sung 1% men vi sinh Bio-lactic + 4% bột ngô) và Công thức 2 (chỉ bổ sung 5% bột ngô), chỉ số pH sau 1 tuần (3,67 so với 3,64) và sau 4 tuần (3,62 so với 3,68) cùng các chỉ tiêu cảm quan (màu vàng chanh, mùi thơm sữa, tỷ lệ hỏng 0%) gần như tương đương nhau. Nguyên nhân là do trong bã dong và môi trường đã có sẵn hệ vi sinh vật tự nhiên; khi được cung cấp thêm cơ chất tinh bột từ 5% bột ngô, hệ vi sinh vật này đã phát triển rất mạnh và sinh acid lactic làm hạ pH nhanh chóng, do đó việc bổ sung men vi sinh thương phẩm là không cần thiết, giúp tiết kiệm chi phí.

4. Kỹ thuật tiền xử lý bã dong tươi trước khi phối trộn ủ yếm khí được thực hiện như thế nào? Bã dong tươi thu hồi từ dây chuyền chế biến có hàm lượng nước rất cao (84,25%, VCK chỉ 15,30 - 15,75%). Nếu ủ trực tiếp ở độ ẩm này khối ủ sẽ bị nhão, thối và chảy rỉ dịch. Tác giả đã tiến hành ép cơ giới để loại bớt nước, đưa độ ẩm của bã về ngưỡng thích hợp khoảng 65 - 70% (nâng hàm lượng vật chất khô lên mức 33,05%) trước khi phối trộn với bột ngô hoặc muối để ủ kín khí.

5. Khi sử dụng bã dong riềng ủ chua để nuôi lợn địa phương, người chăn nuôi cần lưu ý những nguyên tắc dinh dưỡng nào? Do bã dong riềng ủ chua chủ yếu cung cấp năng lượng từ tinh bột và có vị chua thơm kích thích vị giác nhưng lại thiếu hụt nghiêm trọng protein và khoáng chất, người chăn nuôi tuyệt đối không cho ăn đơn độc. Bắt buộc phải phối hợp bã dong ủ với các loại thức ăn giàu protein (như bột cá, khô dầu đậu tương) và bổ sung premix khoáng (đặc biệt cân đối lại tỷ lệ Ca/P) trong khẩu phần hàng ngày để đáp ứng nhu cầu sinh trưởng của lợn.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Đặng Quốc Tuấn đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu đánh giá tiềm năng dinh dưỡng và thử nghiệm công thức xử lý vi sinh đối với nguồn bã dong riềng phụ phẩm tại tỉnh Bắc Kạn. Kết quả nghiên cứu khẳng định bã dong sau khi ép bớt ẩm có thể bảo quản chất lượng tốt bằng phương pháp ủ yếm khí phối trộn với 5% bột ngô (đạt pH 3,68 sau 4 tuần, màu vàng chanh, mùi thơm sữa chua và tỷ lệ hỏng 0%) mà không phụ thuộc vào men vi sinh thương mại. Đây là công trình thực nghiệm có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, cung cấp cơ sở kỹ thuật tin cậy nhằm chuyển hóa nguồn phụ phẩm nông nghiệp gây ô nhiễm thành nguồn thức ăn năng lượng phục vụ phát triển chăn nuôi lợn tại các địa phương miền núi.