Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ nông nghiệp với đề tài "Năng suất, giá trị dinh dưỡng và sử dụng ngô lai sinh khối làm thức ăn cho bò thịt ở Thừa Thiên Huế" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Ngô Mậu Dũng, thuộc chuyên ngành Chăn nuôi (mã số: 9620105) tại Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Lê Văn An và PGS. Nguyễn Hữu Văn, hoàn thành và bảo vệ năm 2023.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Chăn nuôi gia súc nhai lại đóng vai trò thúc đẩy tăng trưởng kinh tế hộ nông dân tại Việt Nam. Giai đoạn 2015–2021, tổng đàn bò cả nước tăng trưởng bình quân khoảng 3%/năm, đạt quy mô 6,325 triệu con vào năm 2021, tuy nhiên sản lượng thịt trong nước mới đáp ứng khoảng 50% nhu cầu tiêu dùng. Để định hướng phát triển, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 1520/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển chăn nuôi giai đoạn 2021–2030, tầm nhìn 2045, đặt mục tiêu duy trì ổn định đàn bò thịt từ 6,5 đến 6,6 triệu con.

Trở ngại lớn nhất của chăn nuôi bò thịt tại Việt Nam nói chung và khu vực duyên hải miền Trung nói riêng là sự thiếu hụt nghiêm trọng nguồn thức ăn thô xanh quanh năm. Nhu cầu thức ăn thô hàng ngày của bò chiếm 2–2,5% khối lượng cơ thể tính theo vật chất khô (DM), đòi hỏi toàn ngành phải cung cấp từ 35 đến 42 triệu tấn DM/năm. Các nguồn thức ăn truyền thống gồm cỏ voi (Pennisetum purpureum), cỏ sả (Panicum maximum), VA06, voi lai, rơm rạ và phụ phẩm nông nghiệp không đủ đáp ứng, đồng thời nguồn cỏ tự nhiên suy giảm mạnh trong mùa khô hạn (tháng 7–8) và mùa mưa rét (tháng 12 đến tháng 3 năm sau), gây thiếu hụt ước tính 30–40% lượng thức ăn thô.

Tại Thừa Thiên Huế, tổng đàn bò thịt có tốc độ tăng trưởng 13,7% trong giai đoạn 2018–2021 (đạt 29.704 con năm 2021), cao hơn mức tăng bình quân của cả nước (9%) và vùng duyên hải miền Trung (1,7%). Ủy ban nhân dân tỉnh đã ban hành Quyết định số 1044/QĐ-UBND phê duyệt Đề án phát triển chăn nuôi bò thịt chất lượng cao giai đoạn 2021–2025. Tuy nhiên, điều kiện tự nhiên tại địa phương rất khắc nghiệt, đất xám bạc màu chiếm diện tích khoảng 800 ha với đặc tính chua, nghèo mùn và dinh dưỡng khoáng. Mặc dù các nghiên cứu tại nhiều vùng sinh thái khác đã chỉ ra tiềm năng của cây ngô sinh khối đạt năng suất 40–60 tấn tươi/ha/vụ, trước thời điểm luận án được thực hiện, chưa có công trình khoa học nào khảo sát hệ thống về tập đoàn giống ngô lai sinh khối, xác định thời điểm thu cắt tối ưu, kỹ thuật ủ chua dự trữ và đánh giá hiệu quả nuôi vỗ béo bò thịt tại tỉnh Thừa Thiên Huế.

Mục tiêu nghiên cứu

  • Mục tiêu tổng quát: Tìm kiếm giải pháp bảo đảm nguồn thức ăn thô quanh năm cho đàn bò bằng việc tuyển chọn, gieo trồng và ủ chua cây ngô sinh khối, góp phần nâng cao năng suất và hiệu quả chăn nuôi bò thịt tại tỉnh Thừa Thiên Huế và vùng miền Trung.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Xác định năng suất sinh khối và thành phần hóa học của 10 dòng/giống ngô lai trồng tại tỉnh Thừa Thiên Huế.
    2. Xác định năng suất sinh khối và giá trị dinh dưỡng của giống ngô lai có triển vọng (HQ2000) làm thức ăn chăn nuôi bò thịt.
    3. Xác định ảnh hưởng của các phương pháp ủ chua cây ngô sinh khối đến giá trị dinh dưỡng của thức ăn ủ chua.
    4. Xác định ảnh hưởng của ngô ủ chua trong khẩu phần đến tỷ lệ tiêu hóa và khả năng sinh trưởng của bò thịt vỗ béo.

Câu hỏi nghiên cứu

Luận án giải quyết 4 câu hỏi nghiên cứu:

  1. Đặc điểm sinh trưởng, năng suất và thành phần hoá học của các dòng/giống ngô sinh khối trồng trên đất xám bạc màu ở Thừa Thiên Huế như thế nào?
  2. Ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến năng suất, thành phần hoá học và tỷ lệ phân giải dạ cỏ của cây ngô sinh khối làm thức ăn cho bò được trồng ở Thừa Thiên Huế?
  3. Ủ chua ngô sinh khối như thế nào để có chất lượng thức ăn tốt và phù hợp với điều kiện sản xuất nông hộ nhằm cung cấp thức ăn cho bò có hiệu quả, đặc biệt trong thời gian thức ăn xanh hạn chế?
  4. Ảnh hưởng của việc sử dụng ngô sinh khối ủ chua trong khẩu phần ăn đến năng suất và hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi bò thịt ở Thừa Thiên Huế?

Giả thuyết nghiên cứu

  1. Trong số 10 giống/dòng ngô lai của Viện nghiên cứu Ngô, một số giống có khả năng sinh trưởng tốt, năng suất sinh khối cao, có triển vọng để gieo trồng làm thức ăn chăn nuôi ở vùng đất xám bạc màu ở Thừa Thiên Huế.
  2. Thời điểm thu hoạch ngô sinh khối có ảnh hưởng đến năng suất, thành phần hóa học và giá trị làm thức ăn cho bò thịt.
  3. Khi tăng tỷ lệ bổ sung rỉ mật mía trong ủ chua ngô sinh khối làm thay đổi chất lượng thức ăn ủ chua.
  4. Sử dụng ngô sinh khối ủ chua trong khẩu phần ăn làm tăng tỷ lệ tiêu hóa, cải thiện khả năng sinh trưởng, hệ số chuyển hoá thức ăn và tăng hiệu quả kinh tế trong nuôi bò vỗ béo.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: 10 dòng/giống ngô lai cung cấp bởi Viện Nghiên cứu Ngô (trong đó có giống HQ2000, 2485FxCML161, 414xKP3); sinh khối cây ngô thu hoạch ở các giai đoạn chín sữa, chín sáp và chín sinh lý; thức ăn ngô sinh khối ủ chua phối trộn rỉ mật mía; bò vàng địa phương có gắn lỗ rò dạ cỏ và bò thịt nuôi vỗ béo.
  • Phạm vi không gian: Thực hiện tại tỉnh Thừa Thiên Huế, bao gồm khảo nghiệm đồng ruộng trên vùng đất xám bạc màu và các thí nghiệm tiêu hóa, nuôi dưỡng trên đàn bò tại các nông hộ, trại thực nghiệm trên địa bàn tỉnh.
  • Phạm vi thời gian: Thu thập chuỗi số liệu khí hậu, chăn nuôi giai đoạn 2015–2021; các nội dung thực nghiệm đồng ruộng, ủ chua và thử nghiệm trên gia súc được tiến hành trong các năm 2018 và 2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây

Luận án đã hệ thống hóa các tài liệu khoa học trong nước và quốc tế liên quan đến bốn nhóm vấn đề chính:

  1. Thực trạng chăn nuôi bò thịt và nhu cầu thức ăn thô xanh: Các nghiên cứu của Lê Viết Ly (2003), Doyle (2004), Cục Chăn nuôi (2019) và Tổng cục Thống kê (2022) phân tích sự dịch chuyển phân bố đàn bò giữa các vùng sinh thái tại Việt Nam. Khu vực Duyên hải miền Trung có số lượng bò thịt chiếm tỷ trọng cao nhất cả nước (39,2% năm 2021), tuy nhiên khối lượng giết mổ bình quân chỉ đạt 184 kg/con, thấp hơn mức trung bình toàn quốc (200 kg/con) và vùng Đông Nam Bộ (247 kg/con). Hương Giang (2017) chỉ ra diện tích chăn thả suy giảm và thiếu hụt thức ăn thô xanh là nguyên nhân hạn chế tốc độ tăng trưởng đàn bò khu vực miền Trung.
  2. Vai trò và tiềm năng nông học của ngô sinh khối: Các công trình quốc tế như Ruiz và cộng sự (2005), Bellon và cộng sự (2011), Zhou và cộng sự, Buxton (1974), Chaudhry (1982), Sarwar và cộng sự khẳng định ngô là cây hòa thảo mùa ấm cho năng suất sinh khối vượt trội, giàu vitamin A và dễ tiêu hóa. FAO (2020) ghi nhận diện tích ngô sinh khối toàn cầu dao động 191–198 triệu ha với năng suất 55–58 tấn tươi/ha/vụ. Tại Việt Nam, Quyết định số 3367/QĐ-BNN-TT năm 2014 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã mở đường cho việc chuyển đổi đất lúa kém hiệu quả sang trồng ngô sinh khối. Lê Quý Kha và Lê Quý Tường (2019), Kiều Xuân Đảm và cộng sự (2020), Nguyễn Hữu Để và cộng sự (2021) ghi nhận các mô hình chuyển đổi tại Thanh Hóa, Quảng Bình, Hà Tĩnh, Đồng Nai và Đắk Lắk đạt năng suất 40–60 tấn/ha/vụ, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn trồng lúa từ 2 đến 3 lần.
  3. Các nhân tố kỹ thuật ảnh hưởng đến năng suất và phẩm chất ngô sinh khối:
    • Yếu tố giống và di truyền: Basit và cộng sự (2018) tại Bangladesh ghi nhận năng suất dao động 32–59 tấn/ha tùy giống. Brar và cộng sự (2016) tại Ấn Độ chứng minh thành phần vật chất khô (18–32%), protein thô (7–9%) và tỷ lệ tiêu hóa in vitro (52–65%) khác biệt rõ rệt giữa các kiểu gen. Các tác giả Chase và Nanda (1967), Shaver (1983), Begna và cộng sự (2001) nghiên cứu gen đột biến nhiều lá Leafy1 (Lfy1); Jorgenson (1931), Vignols và cộng sự (1995), Sattler và cộng sự phân tích gen gân lá nâu brown midrib (bm1–bm6) giúp giảm hàm lượng lignin thành tế bào; Hansey và Leon (2011) khảo sát các gen đột biến dạng cỏ gt1 và cg1.
    • Mật độ gieo trồng và bón phân: Rutger và Crowder (1967), Olson và Sander (1988), Cox và Otis (1993), Cuomo và cộng sự (1998), Widdicombe và Thelen (2002) chỉ ra mối quan hệ giữa mật độ và tích lũy chất khô. Çarpici và cộng sự (2010) tại Thổ Nhĩ Kỳ khuyến cáo mật độ 180.000 cây/ha kết hợp bón 300 kg N/ha để đạt năng suất chất khô và CP tối ưu. Tại Việt Nam, Lê Thị Nghiêm và cộng sự (2017a,b) kết luận mật độ 71.400 cây/ha thích hợp trên đất phèn; Kiều Xuân Đảm và cộng sự (2020) xác định mật độ 83.000 cây/ha và lượng đạm 160–180 kg N/ha phù hợp cho giống CS71 và NK7328 tại Hà Nội.
    • Thời điểm thu hoạch: Madic và cộng sự (2018) chứng minh việc thu hoạch muộn làm giảm năng suất tươi từ 67,45 xuống 45,25 tấn/ha nhưng nâng tỷ lệ DM từ 24,65% lên 42,62%. Pordesimo và Edens (2004), Schaumahn (2017) xác định giai đoạn chín sáp là thời điểm cân bằng lý tưởng giữa năng suất chất khô, tỷ lệ tinh bột (>30% DM) và độ mềm của thân lá.
  4. Cơ sở sinh hóa và công nghệ ủ chua thức ăn thô: Lý thuyết ủ chua của McDonald và cộng sự (1991), Lê Đức Ngoan và Dư Thanh Hằng (2011) mô tả hai pha hiếu khí và yếm khí, vai trò của carbohydrate hòa tan (WSC), năng lực đệm (buffering capacity) và hoạt động của vi khuẩn Lactobacilli. Lance và cộng sự, Marsalis và cộng sự (2010), Trần Hiệp và cộng sự (2015) ghi nhận thức ăn ngô ủ chua cải thiện lượng ăn vào, tỷ lệ tiêu hóa và sản lượng của gia súc nhai lại.

Bảng 1: Tiêu chuẩn chất lượng toàn cây ngô sinh khối ủ chua (Schaumahn, 2017)

Chỉ tiêu dinh dưỡng Đơn vị tính Ngưỡng yêu cầu (Toàn cây)
Vật chất khô (DM) % 30 – 35
Độ pH thang pH 3,8 – 4,2
Tinh bột % DM > 30
Protein thô (CP) % DM 8 – 9
Xơ thô (CF) % DM < 20
Xơ không hòa tan trong chất tẩy trung tính (NDF) % DM 35 – 40
Tro thô (CA / Ash) % DM < 4,5
Nitơ amoniac ($NH_3$-N) % N tổng số < 6
Chất hữu cơ tiêu hóa (ESOM) % DM > 70
Sản lượng sinh khí ml/200 mg DM > 52
Giá trị năng lượng thuần MJ NEL/kg DM > 6,5

Khoảng trống nghiên cứu được lựa chọn

Mặc dù giống ngô HQ2000 (tổ hợp lai HL5 x HL1 nhập nội từ CIMMYT, được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận chính thức năm 2004) nổi tiếng với chất lượng protein cao (QPM) chứa lysine 3,95% và tryptophan 0,82%, năng suất sinh khối của giống này chưa từng được công bố. Đồng thời, chưa có công trình nào đánh giá sự thích ứng của tập đoàn giống ngô sinh khối trên đất xám bạc màu nghèo kiệt tại Thừa Thiên Huế, chưa xác định động thái phân giải chất khô tại dạ cỏ (in sacco) theo các pha thu hoạch, và thiếu quy trình chuẩn về tỷ lệ phối trộn rỉ mật mía khi ủ chua nhằm nâng cao tỷ lệ tiêu hóa toàn phần và tăng trọng trên bò thịt tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Khái niệm ngô sinh khối: Cây ngô được thu hoạch toàn bộ thân, lá, bắp, vỏ áo và lõi ở giai đoạn hạt chín sáp, tối ưu hóa sự tích lũy tinh bột trong hạt kết hợp duy trì độ ẩm và hàm lượng xơ tiêu hóa thích hợp cho động vật nhai lại.
  • Lý thuyết bảo quản yếm khí: Dựa trên sự chuyển hóa đường hòa tan (WSC) thành axit lactic nhờ vi khuẩn lactic nội sinh hoặc bổ sung, nhanh chóng hạ độ pH của khối ủ xuống dưới 4,2 nhằm ức chế hoàn toàn vi khuẩn gây thối rữa Clostridia, giảm thiểu sự phân giải protein thành $NH_3$ và bảo toàn tối đa giá trị dinh dưỡng.
  • Sinh lý tiêu hóa gia súc nhai lại: Đánh giá sự lên men vi sinh vật tại dạ cỏ thông qua kỹ thuật túi nylon (in sacco) để xác định tỷ lệ phân giải chất khô, kết hợp phương pháp thử nghiệm trao đổi chất tiêu hóa toàn phần (in vivo) đo lường lượng ăn vào (DMI), tỷ lệ tiêu hóa DM, OM, CP, NDF, ADF và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR = DMI/ADG).

Bảng 2: Hệ thống 7 thí nghiệm thực nghiệm triển khai trong luận án

Thí nghiệm Nội dung nghiên cứu Đối tượng thực nghiệm Chỉ tiêu theo dõi chính
TN 1 Sinh trưởng, năng suất và hóa học của 10 dòng/giống ngô 10 dòng/giống ngô lai Viện Nghiên cứu Ngô Thời gian sinh trưởng, chiều cao, sâu bệnh, đổ ngã, năng suất tươi, DM, CP ở 3 pha thu hoạch
TN 2 Năng suất và hóa học ngô HQ2000 theo thời điểm thu cắt Giống ngô lai HQ2000 Các yếu tố cấu thành năng suất hạt, năng suất sinh khối, tỷ lệ lá/thân, hàm lượng DM, CP, NDF, ADF
TN 3 Tỷ lệ phân giải chất khô dạ cỏ của ngô HQ2000 Ngô HQ2000 thu cắt ở 3 thời điểm; bò có rò dạ cỏ Tỷ lệ biến mất DM trong túi nylon ở các mốc thời gian ủ (kỹ thuật in sacco), giá trị dinh dưỡng tiêu hóa
TN 4 Ảnh hưởng của tỷ lệ rỉ mật mía đến chất lượng ủ chua Sinh khối ngô HQ2000 băm nhỏ; rỉ mật mía Động thái biến đổi pH, nồng độ axit lactic, axit axetic, axit butyric, $NH_3$-N, thành phần hóa học
TN 5 Tiêu hóa thức ăn ủ chua ở bò sinh trưởng Bò vàng địa phương; khẩu phần có ngô ủ chua Lượng ăn vào, tỷ lệ tiêu hóa toàn phần dưỡng chất tương ứng các mức bổ sung rỉ mật mía
TN 6 Tỷ lệ tiêu hóa toàn phần các khẩu phần thức ăn Bò thịt; khẩu phần ngô ủ chua, cỏ voi, rơm lúa Tỷ lệ tiêu hóa toàn phần DM, OM, CP, NDF, ADF của từng công thức khẩu phần phối hợp
TN 7 Hiệu quả sử dụng thức ăn trong vỗ béo bò thịt Bò thịt nuôi vỗ béo trong 8 tuần (56 ngày) Lượng ăn vào (DMI), khối lượng sống, tăng trọng bình quân ngày (ADG), hệ số FCR, hạch toán kinh tế

Phương pháp nghiên cứu thực tế

  • Phương pháp nông học đồng ruộng: Thí nghiệm 1 và Thí nghiệm 2 bố trí theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh (RCBD) trên đất xám bạc màu. Xác định mật độ gieo trồng, lượng phân bón N-P-K theo quy chuẩn; theo dõi các mốc sinh trưởng, đo đạc động thái chiều cao thân, đường kính gốc, đếm số lá xanh, đo kích thước bắp, xác định mức độ nhiễm sâu đục thân, sâu ăn lá, bệnh khô vằn (Rhizoctonia solani), đốm lá lớn (H. turcicum), đốm lá nhỏ (H. maydis) và tỷ lệ đổ ngã.
  • Phương pháp phân tích hóa học thức ăn: Mẫu sinh khối tươi và mẫu ủ chua được sấy khô ở nhiệt độ 60–65°C đến khối lượng không đổi để xác định vật chất khô (DM); tro hóa mẫu ở 550°C xác định khoáng tổng số (Ash); phân tích protein thô (CP) theo phương pháp Kjeldahl; xác định mỡ thô (EE) bằng chiết xuất Soxhlet; phân tích xơ thô (CF) và các phân đoạn xơ gồm xơ không tan trong chất tẩy trung tính (NDF), xơ không tan trong chất tẩy axit (ADF) theo phương pháp Van Soest; xác định carbohydrate tan trong nước (WSC) và đo pH bằng pH kế điện tử chuyên dụng; định lượng $NH_3$-N và các axit béo bay hơi (axit lactic, axit axetic, axit butyric).
  • Phương pháp đánh giá trên động vật:
    • Phương pháp in sacco: Sử dụng bò có gắn rò dạ cỏ cố định, mẫu ngô sinh khối sấy khô nghiền thô được cho vào các túi nylon chuyên dụng, ủ trong dạ cỏ theo các chu kỳ thời gian quy chuẩn để tính toán động thái phân giải chất khô và protein thô.
    • Phương pháp tiêu hóa in vivo: Bố trí bò trong cũi trao đổi chất chuyên dụng, cho ăn khẩu phần thí nghiệm theo giai đoạn làm quen và giai đoạn thu thập dữ liệu (phân, nước tiểu) để xác định tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến của từng dưỡng chất.
    • Phương pháp nuôi dưỡng vỗ béo: Bò thịt được phân lô đồng đều về tầm vóc và khối lượng, nuôi nhốt cá thể trong chu kỳ 8 tuần (56 ngày). Khẩu phần được cân định lượng hàng ngày, thu gom và cân thức ăn thừa trước bữa ăn sáng để tính lượng ăn vào thực tế (DMI). Cân khối lượng bò vào hai ngày liên tiếp tại các mốc đầu kỳ, giữa kỳ và cuối kỳ trước khi cho ăn để xác định tăng trọng bình quân ngày (ADG).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này cung cấp bức tranh toàn diện về cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài:

  • Hiện trạng chăn nuôi bò thịt: Cả nước đạt 6,325 triệu con năm 2021; Duyên hải miền Trung tập trung đàn bò lớn nhất (2,477 triệu con, chiếm 39,2%), nhưng năng suất thịt thấp (184 kg/con). Tỉnh Thừa Thiên Huế đạt quy mô 29.704 con vào đầu năm 2021, phương thức bán thâm canh nông hộ 2–5 con chiếm chủ đạo (52% là bò Lai Sind tầm vóc nhỏ, tỷ lệ thịt xẻ 43–44%). Thời tiết có lượng mưa lớn (3.238 mm/năm) nhưng tập trung 75% vào các tháng 9–12, tạo ra chu kỳ thiếu đói thức ăn thô xanh trầm trọng từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau và mùa hạn tháng 7–8.

Bảng 3: Số lượng và cơ cấu đàn bò theo vùng sinh thái tại Việt Nam (Tổng cục Thống kê, 2022)

Vùng sinh thái Tổng đàn 10/2015 (triệu con) Tổng đàn 1/2021 (triệu con) Tỷ trọng đàn bò thịt 2021 (%) Khối lượng giết mổ bình quân (kg/con)
Cả nước 5,367 6,325 100,0 200
Đồng bằng sông Hồng 0,499 0,500 7,8 194
Miền núi phía Bắc 0,945 1,202 18,5 188
Duyên hải miền Trung 2,184 2,403 39,2 184
Tây Nguyên 0,687 0,841 13,7 184
Đông Nam Bộ 0,365 0,424 5,4 239
Đồng bằng sông Cửu Long 0,687 0,949 15,4 247
  • Đặc trưng cây ngô sinh khối: So sánh chi tiết với ngô lấy hạt dựa trên nghiên cứu của Pordesimo và Edens (2004). Cây ngô thức ăn xanh có thân mềm, vỏ mỏng, tỷ lệ lá trên bắp cao, hạt mềm ở giai đoạn chín sáp giúp tối ưu hóa khả năng tiêu hóa. Ngô ủ chua có hàm lượng năng lượng trao đổi cao, năng lực đệm thấp (149–351 mEq/kg DM so với cỏ ba lá 420–877 mEq/kg DM theo McDonald và cộng sự, 1991), tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hạ pH nhanh chóng.
  • Công nghệ chọn tạo và sử dụng giống ngô lai: Khảo cứu lịch sử ưu thế lai từ công trình của Charles Darwin (1871, 1876), William James Beal (1877) đến các chương trình lai tạo ngô sinh khối hiện đại (Propheter và cộng sự, 2010; Viện Nghiên cứu Ngô).

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết thiết kế nghiên cứu của 4 nội dung thông qua 7 thí nghiệm thực nghiệm:

  • Địa bàn và điều kiện nghiên cứu: Địa bàn thực hiện là Thừa Thiên Huế. Đất thí nghiệm thuộc nhóm đất xám bạc màu phát triển trên đá macma axit và đá cát, có thành phần cơ giới nhẹ, thô, khả năng giữ nước và dinh dưỡng kém, độ chua cao, hàm lượng đạm, lân, kali tổng số và dễ tiêu đều ở mức rất nghèo.
  • Quy trình thí nghiệm: Trình bày chi tiết kỹ thuật gieo trồng 10 dòng/giống ngô lai Viện Nghiên cứu Ngô vụ Đông Xuân; phương pháp thu hoạch mẫu ở 3 thời điểm hạt chín sữa (CSU), chín sáp (CSA) và chín sinh lý / chín răng ngựa (RNG); kỹ thuật chế biến ngô ủ chua trong bao nilon chuyên dụng và thùng ủ 400 kg; quy trình rò dạ cỏ và đặt túi nylon in sacco; quy trình phối trộn khẩu phần hỗn hợp kết hợp cỏ voi, rơm lúa và thức ăn tinh đáp ứng tiêu chuẩn tiêu hóa cho bò thịt vỗ béo.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 là phần thực nghiệm trọng tâm, được cấu trúc theo 4 nội dung nghiên cứu tương ứng với các kết quả thực nghiệm:

  • Nội dung 1: Đặc điểm sinh trưởng, năng suất sinh khối và thành phần hóa học của 10 dòng/giống ngô lai trồng ở Thừa Thiên Huế (Thí nghiệm 1):
    • Khảo nghiệm chỉ ra sự khác biệt rõ rệt về thời gian sinh trưởng, chiều cao đóng bắp, đường kính thân và diện tích lá giữa 10 dòng/giống trên đất xám bạc màu.
    • Năng suất sinh khối tươi và tích lũy vật chất khô đạt giá trị cao nhất tại thời điểm thu hoạch chín sáp. Luận án đã sàng lọc được 3 dòng/giống biểu hiện tính thích ứng vượt trội là 2485FxCML161, 414xKP3 và HQ2000. Ba giống này có năng suất sinh khối cao, tỷ lệ lá/thân lý tưởng, hàm lượng protein thô đạt từ 8–9% DM, khả năng chống chịu sâu đục thân, bệnh khô vằn và chống đổ ngã tốt trong điều kiện gió mùa.
    • Phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy việc chuyển đổi sang trồng ngô thu sinh khối đạt mức doanh thu và lợi nhuận trên đơn vị diện tích cao hơn đáng kể so với canh tác ngô truyền thống lấy hạt.
  • Nội dung 2: Ảnh hưởng của thời điểm thu cắt đến năng suất, thành phần hóa học và tỷ lệ phân giải ở dạ cỏ của giống ngô HQ2000 (Thí nghiệm 2, 3):
    • Theo dõi giống HQ2000 qua 3 thời kỳ thu hoạch: chín sữa, chín sáp và chín sinh lý. Năng suất sinh khối tươi giảm dần khi cây già đi do quá trình mất nước của thân lá, tuy nhiên năng suất vật chất khô (DM) và năng suất protein thô (CP) tính trên 1 ha đạt đỉnh cao nhất ở giai đoạn hạt chín sáp.
    • Tỷ lệ NDF và ADF tăng dần theo tuổi cây, làm giảm độ mềm của thân. Thí nghiệm túi nylon in sacco trên bò rò dạ cỏ chứng minh tỷ lệ phân giải vật chất khô và giá trị các chất dinh dưỡng tiêu hóa (DOM) của sinh khối ngô HQ2000 thu hoạch ở giai đoạn chín sáp đạt mức tối ưu, cao hơn có ý nghĩa so với thu hoạch ở giai đoạn chín sinh lý.
  • Nội dung 3: Nghiên cứu ủ chua cây ngô HQ2000 với rỉ mật mía và giá trị dinh dưỡng của thức ăn ủ chua ở bò sinh trưởng (Thí nghiệm 4, 5):
    • Bổ sung rỉ mật mía cung cấp nguồn carbohydrate hòa tan (WSC) dễ tiêu, kích thích vi khuẩn lactic sinh sôi mạnh mẽ trong pha yếm khí ban đầu, làm giảm độ pH khối ủ xuống ngưỡng an toàn (3,8–4,0) chỉ sau thời gian ngắn, ức chế hoàn toàn sinh hương thối butyric và giảm thiểu hàm lượng nitơ amoniac ($NH_3$-N < 6% tổng N).
    • Thí nghiệm 5 trên bò vàng khẳng định việc nâng tỷ lệ rỉ mật mía lên mức khuyến cáo đã cải thiện rõ rệt tính ngon miệng, kích thích lượng thức ăn ăn vào và nâng cao tỷ lệ tiêu hóa toàn phần các chất dinh dưỡng của khối ngô ủ.
  • Nội dung 4: Ảnh hưởng của ngô sinh khối ủ chua, cỏ voi và rơm lúa trong khẩu phần đến tỷ lệ tiêu hóa toàn phần và sinh trưởng của bò thịt vỗ béo (Thí nghiệm 6, 7):
    • Bổ sung ngô sinh khối ủ chua thay thế một phần hoặc toàn bộ cỏ voi và rơm rạ làm tăng tỷ lệ tiêu hóa toàn phần DM, OM, CP, NDF và ADF trong đường tiêu hóa của bò thịt.
    • Trong thử nghiệm nuôi vỗ béo 8 tuần (Thí nghiệm 7), bò ăn khẩu phần chứa ngô sinh khối HQ2000 ủ chua có lượng ăn vào vật chất khô (DMI) cao hơn, mức tăng khối lượng bình quân ngày (ADG) cải thiện vượt trội so với lô đối chứng ăn rơm lúa và cỏ voi truyền thống.
    • Hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) giảm đáng kể, giúp hạ giá thành sản xuất trên mỗi kg khối lượng sống tăng thêm, mang lại hiệu quả kinh tế rõ nét cho người chăn nuôi tại Thừa Thiên Huế.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

  1. Luận án là công trình khoa học đầu tiên công bố dữ liệu toàn diện và có hệ thống tại Việt Nam về đặc điểm sinh trưởng thân lá, năng suất sinh khối, động thái tích lũy dưỡng chất của 10 dòng/giống ngô lai trên vùng đất xám bạc màu nghèo dinh dưỡng tại Thừa Thiên Huế qua các pha thu hoạch chín sữa, chín sáp và chín sinh lý.
  2. Xác định được 3 dòng/giống ngô lai có triển vọng nông học cao nhất gồm 2485FxCML161, 414xKP3 và HQ2000. Đây là nguồn tư liệu khoa học mới bổ sung vào cơ sở dữ liệu cây thức ăn chăn nuôi nhiệt đới.
  3. Lần đầu tiên công bố các chỉ số khoa học về năng suất sinh khối, thành phần hóa học chi tiết, tỷ lệ phân giải chất khô dạ cỏ bằng phương pháp in sacco và tỷ lệ tiêu hóa toàn phần in vivo của giống ngô lai chất lượng protein cao HQ2000 phục vụ chăn nuôi bò thịt.
  4. Cung cấp các luận cứ sinh hóa học chuẩn xác về động thái lên men, sự biến thiên pH, thành phần axit hữu cơ và giá trị dinh dưỡng của khối ủ chua ngô sinh khối khi phối trộn các tỷ lệ rỉ mật mía khác nhau.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Xác định thời điểm thu hoạch ngô sinh khối tối ưu nhất tại Thừa Thiên Huế là giai đoạn hạt chín sáp, giúp người sản xuất thu được năng suất chất khô, protein thô và giá trị tiêu hóa cao nhất trên một đơn vị diện tích đất canh tác.
  2. Hoàn thiện quy trình kỹ thuật ủ chua sinh khối ngô HQ2000 kết hợp rỉ mật mía với công nghệ đơn giản, dễ vận hành, phù hợp áp dụng cho cả quy mô nông hộ nhỏ lẻ (ủ túi nilon) và trang trại chăn nuôi tập trung (hố ủ xi măng), giải quyết căn bản bài toán thiếu hụt 30–40% thức ăn thô xanh trong mùa mưa lũ và mùa khô hạn kéo dài tại miền Trung.
  3. Xác lập công thức khẩu phần vỗ béo sử dụng ngô sinh khối ủ chua thay thế cỏ tươi và rơm lúa, giúp gia súc tăng lượng ăn vào, rút ngắn chu kỳ vỗ béo bò thịt (xuống 8 tuần), nâng cao tầm vóc, khối lượng xuất chuồng và gia tăng tỷ suất lợi nhuận kinh tế cho nông hộ chăn nuôi bò thịt tại địa phương.

Kiến nghị và đề xuất giải pháp

  • Khuyến nghị Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Thừa Thiên Huế cùng các cơ quan khuyến nông đưa các giống ngô 2485FxCML161, 414xKP3 và HQ2000 vào cơ cấu cây trồng thức ăn chăn nuôi của tỉnh, ưu tiên mở rộng trên diện tích đất xám bạc màu và chuyển đổi đất trồng lúa hiệu quả thấp.
  • Khuyến cáo người chăn nuôi thu cắt ngô sinh khối đúng độ chín sáp và tuân thủ quy trình ủ chua bổ sung rỉ mật mía để dự trữ thức ăn quanh năm.
  • Áp dụng khẩu phần có ngô sinh khối ủ chua kết hợp thức ăn tinh cân đối trong giai đoạn bò vỗ béo 18–20 tháng tuổi nhằm nâng cao năng suất thịt và tỷ lệ thịt xẻ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Các khảo nghiệm đồng ruộng của luận án chủ yếu tập trung trên loại đất xám bạc màu trong vụ Đông Xuân, chưa bao quát hết 10 nhóm đất khác nhau của tỉnh Thừa Thiên Huế (như đất đỏ vàng, đất phù sa, đất cát ven biển) và chưa đánh giá đầy đủ sự biến động năng suất qua vụ Hè Thu có điều kiện nhiệt độ cao và gió Tây Nam khô nóng.
  • Thử nghiệm nuôi dưỡng vỗ béo mới thực hiện trên đối tượng bò thịt địa phương và bò lai phổ biến tại nông hộ trong chu kỳ 8 tuần; chưa mở rộng đánh giá trên các tổ hợp bò lai hướng thịt chuyên dụng F1 thế hệ mới (BBB, Charolais, Red Angus, Droughtmaster) ở quy mô trang trại công nghiệp lớn.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Tiếp tục khảo nghiệm giống HQ2000 và các dòng ngô triển vọng trong các mùa vụ khác (Hè Thu, Thu Đông) trên các vùng đất sinh thái đồi gò và đồng bằng duyên hải của miền Trung nhằm hoàn thiện quy trình canh tác đa vụ quanh năm.
  • Nghiên cứu sâu hơn về phối hợp ngô sinh khối ủ chua với các phụ phẩm nông công nghiệp sẵn có tại địa phương (ngọn lá mía, bã bia, bã sắn) để sản xuất thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh dạng phối trộn (TMR) ép bánh hoặc đóng bao bảo quản dài ngày.
  • Mở rộng đánh giá các chỉ tiêu chất lượng thịt sau giết mổ (tỷ lệ thịt tinh, màu sắc thịt, hàm lượng mỡ giắt, thành phần axit béo) khi bò thịt được nuôi dưỡng bằng khẩu phần ngô sinh khối ủ chua dài ngày.

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo cụ thể cho nhiều đối tượng trong nghiên cứu và thực tiễn:

  • Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Chăn nuôi, Thú y và Nông học: Cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị về phương pháp luận nghiên cứu đồng bộ từ nông học cây thức ăn đến sinh lý tiêu hóa gia súc nhai lại, đặc biệt là kỹ thuật mổ rò dạ cỏ đặt túi nylon in sacco và phương pháp đánh giá trao đổi chất tiêu hóa in vivo.
  • Đối với giảng viên và cán bộ khuyến nông: Là nguồn tư liệu thực tế phục vụ biên soạn bài giảng chuyên đề "Cây thức ăn chăn nuôi", "Dinh dưỡng gia súc nhai lại" và các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật ủ chua dự trữ thức ăn thô xanh cho nông hộ tại các tỉnh Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung.
  • Đối với các nhà hoạch định chính sách nông nghiệp: Cung cấp luận cứ khoa học thực chứng phục vụ triển khai Quyết định 1044/QĐ-UBND của UBND tỉnh Thừa Thiên Huế về Đề án phát triển chăn nuôi bò thịt chất lượng cao giai đoạn 2021–2025, định hướng quy hoạch chuyển đổi đất nông nghiệp kém hiệu quả sang thâm canh cây thức ăn chăn nuôi theo Quyết định số 1520/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
  • Đối với các trang trại và hộ chăn nuôi bò thịt: Cung cấp quy trình thực hành chuẩn về thời điểm thu cắt ngô, tỷ lệ phối trộn rỉ mật mía khi ủ chua và công thức phối hợp khẩu phần vỗ béo nhằm giảm thiểu chi phí thức ăn tinh đắt tiền, nâng cao hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi nông hộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao giống ngô HQ2000 được chọn làm đối tượng nghiên cứu chuyên sâu trong các nội dung ủ chua và nuôi bò?

Giống ngô HQ2000 được chọn tạo từ tổ hợp lai HL5 x HL1 có nguồn gốc từ Trung tâm Nghiên cứu Ngô và Lúa Mì Quốc tế (CIMMYT), được công nhận giống quốc gia chính thức năm 2004. Đây là giống ngô có hàm lượng protein cao (11%), giàu các axit amin thiết yếu (lysine đạt 3,95%, tryptophan đạt 0,82%), có khả năng chống chịu bệnh khô vằn, đốm lá và chống đổ ngã tốt. Mặc dù tiềm năng lấy hạt đã được xác nhận, năng suất sinh khối và giá trị dinh dưỡng toàn cây làm thức ăn cho gia súc của HQ2000 chưa từng được công bố trước đó, đòi hỏi phải có nghiên cứu chuyên sâu để khai thác tiềm năng của giống này.

2. Thu hoạch cây ngô sinh khối ở giai đoạn nào mang lại hiệu quả dinh dưỡng cao nhất cho bò thịt?

Giai đoạn hạt chín sáp (khoảng 80–100 ngày sau gieo) là thời điểm thu hoạch tối ưu nhất. Tại thời điểm này, toàn bộ hạt ngô đã tích lũy hàm lượng tinh bột tối đa (>30% DM), thân và lá vẫn duy trì màu xanh, độ mềm thích hợp và tỷ lệ ẩm độ đạt 65–70% (vật chất khô đạt 30–35%). Thu hoạch lúc chín sáp cho năng suất vật chất khô và năng suất protein thô trên 1 ha đạt đỉnh, đồng thời tỷ lệ phân giải chất khô tại dạ cỏ (in sacco) đạt giá trị cao hơn so với giai đoạn chín sữa (năng suất DM thấp) và giai đoạn chín sinh lý (thân lá hóa gỗ, NDF và ADF cao, khó tiêu hóa).

3. Việc bổ sung rỉ mật mía trong quá trình ủ chua cây ngô HQ2000 có tác dụng gì?

Cây ngô sinh khối tuy có sẵn đường hòa tan (WSC), nhưng việc bổ sung rỉ mật mía giúp gia tăng nhanh chóng nồng độ cơ chất carbohydrate dễ tan cho vi khuẩn lên men lactic. Quá trình này giúp hạ nhanh độ pH khối ủ xuống dưới 4,0–4,2 trong thời gian ngắn, ức chế các vi khuẩn gây thối rữa thuộc chi Clostridia, ngăn chặn hiện tượng sinh axit butyric độc hại, giảm thiểu sự hao hụt vật chất khô và giảm tỷ lệ phân hủy protein thành amoniac ($NH_3$-N < 6% tổng số N), giữ cho thức ăn có mùi thơm chua dễ chịu và bảo quản được từ 10 đến 12 tháng.

4. Khẩu phần sử dụng ngô sinh khối ủ chua tác động như thế nào đến năng suất và hiệu quả kinh tế vỗ béo bò thịt?

Khẩu phần chứa ngô sinh khối HQ2000 ủ chua làm tăng tính ngon miệng, kích thích lượng vật chất khô ăn vào (DMI) và nâng cao tỷ lệ tiêu hóa toàn phần các chất dinh dưỡng (DM, OM, CP, NDF, ADF) so với khẩu phần truyền thống chỉ gồm cỏ voi và rơm lúa. Kết quả thực nghiệm 8 tuần nuôi vỗ béo cho thấy bò đạt tốc độ tăng khối lượng bình quân ngày (ADG) cao hơn rõ rệt, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) giảm xuống, từ đó rút ngắn thời gian nuôi và gia tăng lợi nhuận kinh tế xuất bán trên mỗi con bò thịt.

5. Những khó khăn đặc thù nào của ngành chăn nuôi bò thịt tại Thừa Thiên Huế được luận án giải quyết?

Thừa Thiên Huế có khí hậu biến động mạnh, lượng mưa hàng năm lên tới 3.238 mm tập trung vào các tháng cuối năm gây ngập úng, trong khi mùa khô lại hạn hán kéo dài, dẫn đến tình trạng thiếu hụt 30–40% lượng thức ăn thô xanh hàng năm. Thêm vào đó, diện tích đất xám bạc màu của tỉnh nghèo kiệt dinh dưỡng. Luận án đã giải quyết các khó khăn này bằng việc tuyển chọn các giống ngô sinh khối thích nghi tốt trên đất xám bạc màu (vụ Đông Xuân) và xác lập kỹ thuật ủ chua dự trữ thức ăn thô chất lượng cao, bảo đảm nguồn thức ăn dinh dưỡng ổn định quanh năm cho đàn bò thịt địa phương.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Ngô Mậu Dũng là công trình nghiên cứu thực nghiệm đồng bộ đầu tiên tại Thừa Thiên Huế giải quyết trọn vẹn chuỗi vấn đề từ nông học cây thức ăn đến dinh dưỡng gia súc nhai lại. Nghiên cứu đã sàng lọc được 3 giống ngô lai sinh khối triển vọng (2485FxCML161, 414xKP3 và HQ2000) thích nghi tốt trên đất xám bạc màu, xác định thời điểm thu hoạch tối ưu lúc hạt chín sáp và hoàn thiện kỹ thuật ủ chua với rỉ mật mía nhằm bảo toàn tối đa giá trị dinh dưỡng. Kết quả thử nghiệm trên gia súc khẳng định khẩu phần sử dụng ngô sinh khối ủ chua cải thiện tỷ lệ tiêu hóa toàn phần, tăng tốc độ tăng trọng bình quân ngày (ADG), giảm hệ số FCR và nâng cao hiệu quả kinh tế nuôi bò thịt vỗ béo, cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho định hướng phát triển chăn nuôi bò thịt chất lượng cao tại Thừa Thiên Huế và khu vực duyên hải miền Trung.