Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng sinh trưởng năng suất chất lượng và tiêu hóa invitro của một số giống cao lương ngọt trên bò thịt compressed

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất, chất lượng và tiêu hóa in vitro của giống cao lương ngọt trên bò thịt.

• Tác giả: Hoàng Việt Hưng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hưng Quang
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Chăn nuôi
• Đề tài: Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, năng suất, chất lượng và tiêu hóa in vitro của một số giống cao lương ngọt trên bò thịt
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu đề tài
• Ý nghĩa của đề tài
• 1. Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 1.1.1. Đặc điểm một số giống cây Cao Lương hiện nay
• 1.1.2. Những nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của cây cao lương
• 1.1.3. Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương
• 1.1.4. Cơ sở khoa học về sinh trưởng
• 1.1.5. Những nghiên cứu về chế biến thân lá cao lương làm thức ăn chăn nuôi cho đại gia súc
• 1.1.6. Cơ sở khoa học và vai trò của thức ăn xanh đối với trâu, bò
• 1.1.7. Một số phương pháp chế biến, sử dụng phụ phẩm nông nghiệp bằng phương pháp ủ chua
• 1.1.8. Nguyên lý của phương pháp sinh khí invitro gasproduction
• 1.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu và sử dụng cao lương trên thế giới
• 1.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất, sử dụng cao lương ở Việt Nam
• 2. Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.1.3. Thời gian nghiên cứu
• 2.1.4. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Khảo sát một số chỉ tiêu sinh trưởng và sản xuất chất xanh của 04 giống cao lương ngọt trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
• 2.2.2. Đánh giá thành phần hoá học, khả năng tiêu hóa Invitro của 2 giống cao lương ngọt làm thức ăn nuôi bò
• 2.2.3. Xác định khả năng sử dụng thân và lá tươi của 2 giống cao lương ngọt (KCS105 và NL3) đã trồng làm thức ăn nuôi bò
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Thiết kế thí nghiệm
• 2.3.2. Chỉ tiêu theo dõi
• 2.3.3. Phương pháp xác định các chỉ tiêu theo dõi
• 2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Khảo sát một số chỉ tiêu sinh trưởng và sản xuất chất xanh của 04 giống cao lương ngọt trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
• 3.1.1. Thành phần dinh dưỡng của đất thí nghiệm
• 3.1.2. Đặc điểm khí hậu của địa điểm nghiên cứu
• 3.1.3. Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu sinh trưởng của cao lương ngọt
• 3.2. Đánh giá thành phần hoá học, khả năng tiêu hóa Invitro của 2 giống cao lương ngọt làm thức ăn nuôi bò
• 3.2.1. Thành phần hóa học của cây cao lương ngọt dạng tươi và dạng ủ chua ở giai đoạn chín sáp
• 3.2.2. Động thái sinh khí invitro gas production của cây cao lương ngọt dạng tươi và dạng ủ chua
• 3.2.3. Đặc điểm sinh khí của các cây cao lương ngọt dạng tươi và dạng ủ chua
• 3.2.4. Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ và năng lượng trao đổi
• 3.3. Đánh giá khả năng sử dụng thân và lá tươi của 2 giống cao lương ngọt đã trồng làm thức ăn nuôi bò thịt
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tài liệu tiếng Việt
• Tài liệu tiếng Anh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về giống cao lương ngọt

Giống cao lương ngọt (Sorghum bicolor) là một trong những loại cây trồng quan trọng trong nông nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực chăn nuôi. Cây có khả năng sinh trưởng mạnh mẽ và cho năng suất cao, đặc biệt trong điều kiện khí hậu nhiệt đới. Thời gian sinh trưởng của giống này thường từ 3,5 đến 4 tháng, cho phép thu hoạch nhiều lần trong một vụ. Đặc điểm nổi bật của cao lương ngọt là khả năng chịu hạn tốt, không kén đất, có thể phát triển trên những vùng đất khô cằn. Theo nghiên cứu của ICRISAT, cây có thể thay thế một phần diện tích trồng ngô tại nhiều khu vực trên thế giới. Việc nghiên cứu khả năng sinh trưởng và năng suất của giống cao lương ngọt không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững trong chăn nuôi bò thịt.

1.1. Đặc điểm sinh trưởng của giống cao lương ngọt

Giống cao lương ngọt có khả năng sinh trưởng tốt trong nhiều điều kiện khác nhau. Cây có chiều cao từ 0,6 đến 5m, với đường kính thân từ 5 đến 30mm. Số lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh trưởng, thường từ 7 đến 18 lá. Cây có khả năng phát triển mạnh mẽ trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt, với khả năng chịu hạn và úng tốt. Đặc biệt, cây có thể sinh trưởng ở những vùng có lượng mưa thấp, từ 400 đến 600mm mỗi năm. Điều này cho thấy cao lương ngọt là một lựa chọn lý tưởng cho các vùng đất khó khăn, giúp tăng cường an ninh lương thực và phát triển chăn nuôi bền vững.

II. Năng suất và chất lượng của giống cao lương ngọt

Năng suất của giống cao lương ngọt được đánh giá cao, với khả năng đạt trên 100 tấn/ha/vụ. Nghiên cứu cho thấy, giống này không chỉ có năng suất cao mà còn có giá trị dinh dưỡng tốt cho bò thịt. Thành phần dinh dưỡng của cây bao gồm protein, chất béo và chất xơ, với hàm lượng protein thô từ 11 đến 12%. Điều này cho thấy cao lương ngọt có thể được sử dụng làm thức ăn chính cho bò thịt, giúp cải thiện hiệu quả chăn nuôi. Việc sử dụng cao lương ngọt làm thức ăn cho gia súc không chỉ giúp giảm chi phí thức ăn mà còn nâng cao sức khỏe và năng suất của động vật.

2.1. Đánh giá năng suất và tiêu hóa in vitro

Nghiên cứu về khả năng tiêu hóa in vitro của giống cao lương ngọt cho thấy tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ và năng lượng trao đổi cao. Kết quả cho thấy, giống này có khả năng cung cấp năng lượng tốt cho bò thịt, giúp tăng cường hiệu quả chăn nuôi. Việc đánh giá thành phần hóa học của cây cũng cho thấy hàm lượng tannin và HCN thấp, điều này làm tăng tính an toàn khi sử dụng làm thức ăn cho gia súc. Các nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về giá trị dinh dưỡng của cao lương ngọt mà còn mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng cây trồng này trong chăn nuôi.

III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu về giống cao lương ngọt có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển bền vững ngành chăn nuôi tại Việt Nam. Việc sử dụng cao lương ngọt làm thức ăn cho bò thịt không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn nâng cao năng suất và chất lượng thịt. Hơn nữa, giống cây này có khả năng thích ứng tốt với điều kiện khí hậu khắc nghiệt, giúp tăng cường an ninh lương thực trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Các kết quả nghiên cứu cũng có thể được áp dụng trong việc phát triển các mô hình chăn nuôi hiệu quả, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp.

3.1. Tác động đến ngành chăn nuôi

Việc áp dụng giống cao lương ngọt trong chăn nuôi có thể tạo ra những thay đổi tích cực trong ngành nông nghiệp. Cây không chỉ cung cấp nguồn thức ăn dồi dào mà còn giúp cải thiện sức khỏe của bò thịt. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng cao lương ngọt có thể làm giảm tỷ lệ bệnh tật ở gia súc, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất. Điều này không chỉ có lợi cho người chăn nuôi mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững của ngành nông nghiệp Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo ước tính của Viện Nghiên cứu Cây trồng Vùng Khô hạn và Bán Khô hạn Quốc tế (ICRISAT), khoảng 50% diện tích trồng cao lương hạt tại châu Á và châu Phi đang được định hướng chuyển đổi sang cao lương ngọt, tương đương quy mô 11,7 triệu ha tại châu Á và 23,4 triệu ha tại châu Phi. Tại Việt Nam, ngành chăn nuôi gia súc nhai lại đang đối mặt với sự khan hiếm nghiêm trọng nguồn thức ăn thô xanh, đặc biệt vào mùa khô và mùa đông lạnh khi diện tích đồng cỏ tự nhiên bị thu hẹp đáng kể. Cây cao lương ngọt (Sorghum bicolor (L.) Moench) thuộc nhóm thực vật C4 sở hữu nhiều đặc tính nông sinh học vượt trội như khả năng chịu hạn cao, nhu cầu nước tưới chỉ khoảng 4000 m3/vụ/ha (bằng 1/8 nhu cầu nước của cây mía) và nhu cầu phân bón chỉ bằng 50% so với cây ngô, có thể canh tác thuận lợi trên những vùng đất dốc nghèo dinh dưỡng hoặc đất nhiễm mặn ven biển.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Chăn nuôi của tác giả Hoàng Việt Hưng, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Hưng Quang tại Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên, tập trung giải quyết bài toán đánh giá khả năng thích ứng, năng suất sinh khối và giá trị dinh dưỡng của nguồn thức ăn mới này cho đại gia súc. Mục tiêu cụ thể của đề tài là xác định các chỉ tiêu sinh trưởng của 4 giống cao lương ngọt nhập nội từ Nhật Bản, phân tích thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ in vitro và khả năng thu nhận thức ăn thực tế trên đàn bò thịt. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm từ tháng 3 năm 2015 đến tháng 6 năm 2016 tại Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Chăn nuôi Miền núi thuộc thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên. Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi xác lập cơ sở khoa học giúp nâng cao năng suất sinh khối xanh lên trên 115 tấn/ha/vụ, mở ra giải pháp chủ động nguồn thức ăn thô xanh chất lượng cao quanh năm cho ngành chăn nuôi gia súc tại các tỉnh trung du và miền núi phía Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết quang hợp C4 ở thực vật nhiệt đới và lý thuyết sinh lý tiêu hóa dạ cỏ của động vật nhai lại. Cây cao lương ngọt ứng dụng con đường cố định CO2 qua chu trình C4, giúp tối ưu hóa hiệu suất sử dụng nước và bức xạ mặt trời ở điều kiện nhiệt độ cao từ 25 đến 35 độ C mà không xảy ra hiện tượng quang hô hấp, tạo ra tốc độ tích lũy sinh khối vượt trội so với các nhóm thực vật C3 truyền thống. Hệ thống tiêu hóa của bò thịt dựa trên cơ chế cộng sinh vi sinh vật dạ cỏ với thể tích chứa từ 200 đến 250 lít và mật độ động vật nguyên sinh protozoa đạt khoảng 1.000.000 cá thể trên 1 gam chất chứa. Hệ vi sinh vật này tiết enzyme phân giải thành tế bào thực vật gồm cellulose và hemicellulose thành các acid béo bay hơi như acid acetic chiếm 60 đến 70%, acid propionic chiếm 15 đến 20% và acid butyric chiếm 10 đến 15%, cung cấp nguồn năng lượng chủ yếu cho cơ thể vật nuôi.

Bên cạnh đó, đề tài vận dụng lý thuyết lên men kỵ khí trong ủ chua thức ăn thô xanh nhằm bảo tồn dinh dưỡng, chuyển hóa đường thành acid lactic và làm giảm hàm lượng hợp chất độc tự nhiên như glucoside sinh acid hydrocyanic (HCN) và nitrate. Mô hình toán học sinh khí in vitro của Menke và Steingass thiết lập mối tương quan chặt chẽ giữa thể tích khí lên men sinh ra sau 24 giờ với tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD) và mức năng lượng trao đổi (ME), tạo tiền đề đánh giá chính xác giá trị dinh dưỡng của thức ăn thô.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành trên 4 giống cao lương ngọt nhập nội từ Nhật Bản gồm KCS105, KCS, EN8 và NL3 trong vụ xuân hè năm 2015 tại Thái Nguyên. Thí nghiệm đồng ruộng được thiết kế theo khối ngẫu nhiên hoàn toàn (RCD) với 3 lần lặp lại trên các ô diện tích 15 m2 (kích thước 3m x 5m), mật độ gieo trồng 65-70 cm x 30-35 cm. Phương pháp chọn mẫu đất được thực hiện theo kỹ thuật đường chéo tại 2 tầng đất từ 0-30 cm và 30-60 cm tuân thủ tiêu chuẩn TCVN 4046-85, ghi nhận đất có độ chua với pH từ 4,52 đến 4,87 và hàm lượng mùn từ 1,70 đến 2,18%. Hạt giống được kiểm tra tỷ lệ nảy mầm theo quy chuẩn ngành 04TCN 33:2001.

Phương pháp phân tích hóa học tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia gồm TCVN 4325-2007 về lấy mẫu thức ăn, TCVN 4328-2007 xác định protein thô (CP), TCVN 4329-2007 xác định xơ thô (CF), TCVN 4331-2007 xác định chất béo thô (EE) và tiêu chuẩn AOAC 973.01 xác định xơ trung tính NDF cùng xơ acid ADF. Thí nghiệm lên men in vitro gas production sử dụng mẫu 200 mg vật chất khô (DM) ủ cùng hỗn hợp dịch dạ cỏ lấy từ bò khỏe mạnh trước bữa ăn sáng và dung dịch đệm, duy trì nhiệt độ 39 độ C liên tục trong 96 giờ. Lý do lựa chọn phương pháp sinh khí in vitro là vì độ chính xác cao, hệ số tương quan R2 đạt 0,99 với hàm lượng NDF và 0,90 với kỹ thuật in sacco túi nilon, đồng thời tiết kiệm tối đa chi phí nghiên cứu và không đòi hỏi can thiệp phẫu thuật xâm lấn trên động vật so với thử nghiệm in vivo. Thử nghiệm khả năng thu nhận thức ăn được bố trí trên cỡ mẫu 6 bò vàng Việt Nam cái có khối lượng từ 160 đến 180 kg (trung bình 164,5 đến 166,2 kg), chia thành 4 đợt với 3 ngày mỗi đợt, cho ăn tự do trong 12 giờ mỗi ngày. Toàn bộ số liệu được xử lý thống kê mô tả và so sánh ANOVA cặp đôi Tukey ở mức ý nghĩa P < 0,05 bằng phần mềm chuyên dụng Minitab 16.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tỷ lệ nảy mầm của cả 4 giống cao lương ngọt nhập nội đều đạt mức rất cao, dao động từ 79,70% đến 89,00%. Trong đó, giống NL3 đạt tỷ lệ nảy mầm cao nhất với 89,00%, tiếp theo là giống KCS105 đạt 87,50%, vượt trội hơn rõ rệt so với giống KCS (83,10%) và giống EN8 (79,70%). Thời gian sinh trưởng từ khi gieo hạt đến thời điểm trổ bông kéo dài từ 84,3 ngày (giống NL3) đến 89,5 ngày (giống KCS), giai đoạn chín sáp đạt từ 112,4 ngày đến 119,5 ngày và thời điểm chín hoàn toàn dao động từ 122,7 ngày đến 128,5 ngày.

Thứ hai, các giống cao lương ngọt thể hiện khả năng sinh trưởng sinh dưỡng mạnh mẽ ở giai đoạn chín sáp với chiều cao cây vượt bậc từ 382,70 cm ở giống KCS105 đến 411,50 cm ở giống KCS, số lá xanh trung bình đạt từ 19,30 đến 22,50 lá/cây và đường kính thân đạt từ 2,32 đến 2,52 cm. Khối lượng tươi trung bình của mỗi cây đạt từ 1098,70 gam ở giống EN8 đến 1221,60 gam ở giống KCS105, trong đó khối lượng thân tươi chiếm tỷ trọng chủ yếu từ 885,20 gam đến 988,70 gam.

Thứ ba, năng suất sinh khối thực thu của các giống khảo nghiệm đạt mức rất ấn tượng từ 106,90 tấn/ha (giống EN8) đến 118,20 tấn/ha (giống NL3). Năng suất thân thực thu đạt cao nhất ở giống KCS105 với 89,50 tấn/ha và giống NL3 với 88,60 tấn/ha, cao hơn khoảng 25% so với giống EN8 (70,50 tấn/ha) và giống KCS (71,60 tấn/ha). Khảo sát thu nhận thức ăn trên bò vàng cho thấy bò tiêu thụ thân lá tươi của giống KCS105 và NL3 rất triệt để, thể hiện độ ngon miệng và giá trị dinh dưỡng cao khi đưa vào khẩu phần ăn thực tế.

Thảo luận kết quả

Năng suất sinh khối thực thu đạt từ 106,90 đến 118,20 tấn/ha của các giống cao lương ngọt trong nghiên cứu vượt trội hoàn toàn so với các giống cao lương bản địa tại Việt Nam, vốn chỉ đạt năng suất từ 23,10 đến 33,00 tấn/ha trong các thử nghiệm trước đây tại khu vực Tây Nam Bộ hay 25,20 tấn/ha tại vùng Trung du Bắc Bộ. Nguyên nhân chính của sự sai khác này xuất phát từ ưu thế di truyền của các dòng giống lai nhập nội từ Nhật Bản, vốn được chọn lọc phục vụ mục tiêu kép vừa thu nhận đường sản xuất ethanol sinh học vừa tối đa hóa sinh khối thân lá làm thức ăn chăn nuôi. Điều kiện thời tiết vụ xuân hè tại Thái Nguyên với nhiệt độ trung bình 26,1 độ C và lượng mưa hàng tháng từ 199,2 đến 332,9 mm đã tạo môi trường sinh thái hoàn hảo cho thực vật C4 phát triển bộ rễ ăn sâu và tích lũy chất khô nhanh chóng.

Nhằm trực quan hóa các phát hiện nghiên cứu, dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột kép so sánh năng suất sinh khối toàn cây và năng suất thân thực thu giữa 4 giống, đi kèm bảng tổng hợp các thông số nông học từ tỷ lệ nảy mầm, số lá đến đường kính thân. Đồng thời, đồ thị đường biểu diễn động thái sinh khí in vitro theo các mốc thời gian 24, 48, 72 và 96 giờ giúp phản ánh rõ nét tốc độ lên men dạ cỏ và khả năng giải phóng năng lượng của mẫu thân lá tươi so với dạng ủ chua, khẳng định hai giống KCS105 và NL3 là nguồn thức ăn thô xanh có giá trị dinh dưỡng và hiệu quả tiêu hóa cao nhất cho gia súc nhai lại.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, mở rộng mô hình canh tác thương phẩm hai giống cao lương ngọt triển vọng nhất là KCS105 và NL3 tại các vùng chăn nuôi trọng điểm trung du và miền núi phía Bắc. Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cùng Trung tâm Khuyến nông các tỉnh cần chủ trì tổ chức tập huấn kỹ thuật gieo trồng trong khung thời vụ từ tháng 3 đến tháng 8 hàng năm, phấn đấu đạt mục tiêu năng suất sinh khối xanh tối thiểu 110 đến 115 tấn/ha mỗi vụ, cung cấp trên 85 tấn thân lá tươi ăn được trên 1 ha cho đàn gia súc.

Thứ hai, chuẩn hóa quy trình kỹ thuật thu hoạch và chế biến ủ chua thân lá cao lương ngọt ở giai đoạn chín sáp (khoảng 110 đến 120 ngày sau gieo). Các hợp tác xã và chủ trang trại chăn nuôi cần tiến hành băm nhỏ thân lá kích thước từ 0,5 đến 1,0 cm, nén chặt trong túi ủ nilon đa lớp hoặc hầm ủ kỵ khí nhằm kiểm soát tổn thất dinh dưỡng dưới 5%, đồng thời loại bỏ hoàn toàn độc tố acid hydrocyanic và nitrate sau thời gian ủ từ 21 đến 30 ngày trước khi cho vật nuôi sử dụng.

Thứ ba, thiết lập định mức phối trộn khẩu phần thức ăn thô xanh từ cao lương ngọt cho đàn bò thịt và bò sinh sản. Kỹ thuật viên chăn nuôi tại các nông hộ và trang trại cần áp dụng tỷ lệ thay thế từ 40% đến 60% cỏ voi hoặc rơm rạ bằng thân lá cao lương tươi hoặc ủ chua, bảo đảm cung cấp mức năng lượng trao đổi ME trên 8,5 MJ/kg chất khô và protein thô trên 8,0%, hướng tới mục tiêu nâng mức tăng khối lượng đàn bò thịt lên trên 700 gam/con/ngày trong giai đoạn 2026-2028.

Thứ tư, triển khai các chương trình thử nghiệm luân canh và khai thác khả năng tái sinh gốc của cây cao lương ngọt trên đất lúa kém hiệu quả hoặc đất đồi dốc. Viện Chăn nuôi phối hợp với Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tiếp tục nghiên cứu kỹ thuật để gốc thu hoạch 2 đến 3 lứa cắt mỗi năm trong giai đoạn 2026-2030, giúp giảm 30% chi phí mua hạt giống và công làm đất, gia tăng hiệu quả kinh tế trên một đơn vị diện tích canh tác lên ít nhất 25%.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhóm thứ nhất là các nhà khoa học, nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Chăn nuôi, Nông học và Dinh dưỡng Động vật. Luận văn cung cấp nguồn tư liệu thực nghiệm chuẩn xác về đặc tính nông sinh học, thông số phân tích hóa học và động thái sinh khí in vitro của 4 giống cao lương ngọt nhập nội, phục vụ trực tiếp cho các nghiên cứu chuyên sâu về đánh giá thức ăn gia súc nhai lại và tối ưu hóa hệ vi sinh vật dạ cỏ có dung tích 200 đến 250 lít.

Nhóm thứ hai là các chủ trang trại, hợp tác xã và doanh nghiệp chăn nuôi bò thịt, bò sữa quy mô từ 50 đến 500 cá thể. Dữ liệu thực chứng về năng suất thực thu đạt từ 106,90 đến 118,20 tấn/ha cùng quy trình ủ chua thân lá giai đoạn chín sáp giúp người chăn nuôi xây dựng phương án tự chủ nguồn thức ăn dự trữ cho mùa đông, hạ giá thành sản xuất thức ăn thô xanh từ 15% đến 20%.

Nhóm thứ ba là các cán bộ khuyến nông, nhà quản lý nông nghiệp và chuyên gia hoạch định chính sách tại các tỉnh Trung du, Miền núi phía Bắc và Duyên hải miền Trung. Đề tài cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn để định hướng chuyển đổi cơ cấu cây trồng trên những diện tích đất khô hạn, đất dốc thoái hóa hoặc đất nhiễm mặn có độ dẫn điện lên đến 4,04 dS/m nơi cây lúa không thể phát triển hiệu quả.

Nhóm thứ tư là các kỹ sư nông nghiệp và chuyên gia phát triển năng lượng sinh học. Thông tin về khả năng tích lũy sinh khối lớn và lượng dịch ép thân cây của các giống KCS105 và NL3 là cơ sở quan trọng để xây dựng mô hình nông nghiệp tuần hoàn: chiết xuất đường sản xuất ethanol sinh học và tận dụng 100% bã phụ phẩm thân lá làm thức ăn chăn nuôi gia súc chất lượng cao.

Câu hỏi thường gặp

Cây cao lương ngọt có ưu thế gì vượt trội so với cây ngô và mía trong sản xuất thức ăn chăn nuôi?

Cây cao lương ngọt sở hữu chu trình quang hợp C4 với nhu cầu nước tưới khoảng 4000 m3/vụ/ha, chỉ bằng 1/8 so với cây mía, và nhu cầu phân bón bằng 50% cây ngô. Cây cho năng suất sinh khối thực thu đạt tới 118,20 tấn/ha/vụ tại Thái Nguyên, có khả năng chịu hạn, chịu chua mặn vượt trội và tái sinh gốc để thu hoạch nhiều lứa trong năm.

Giống cao lương ngọt nào thể hiện khả năng sinh trưởng và năng suất cao nhất trong nghiên cứu?

Trong 4 giống khảo nghiệm, giống NL3 và KCS105 cho kết quả vượt trội nhất. Giống NL3 đạt tỷ lệ nảy mầm 89,00% và năng suất sinh khối thực thu cao nhất đạt 118,20 tấn/ha. Giống KCS105 đạt khối lượng tươi trung bình 1221,60 gam/cây và năng suất thân thực thu đạt 89,50 tấn/ha, rất thích hợp làm thức ăn nuôi bò thịt.

Tại sao cần thu hoạch cây cao lương ngọt ở giai đoạn chín sáp để làm thức ăn cho bò?

Giai đoạn chín sáp (khoảng 112 đến 119 ngày sau gieo) là thời điểm cây tích lũy sinh khối tối ưu với chiều cao thân trên 380 cm và hàm lượng đường hòa tan cao nhất. Thu hoạch ở giai đoạn này vừa bảo đảm năng suất chất xanh đạt trên 100 tấn/ha, vừa giúp quá trình ủ chua lên men lactic diễn ra thuận lợi, giảm thiểu độc tố tự nhiên.

Làm thế nào để phòng tránh nguy cơ ngộ độc acid hydrocyanic và nitrate khi cho bò ăn cao lương?

Cây cao lương non hoặc bón thừa phân đạm có thể tích tụ glucoside sinh acid hydrocyanic (HCN) và nitrate. Người chăn nuôi cần thu hoạch ở giai đoạn chín sáp, tiến hành ủ chua thân lá trong túi kỵ khí từ 21 đến 30 ngày hoặc phơi héo trước khi cho ăn. Tuyệt đối không vào khu vực ủ chua trong 2 đến 3 tuần đầu khi khí độc HCN đang thoát ra.

Phương pháp sinh khí in vitro gas production có độ tin cậy như thế nào khi đánh giá thức ăn gia súc?

Phương pháp in vitro của Menke và Steingass mô phỏng chính xác quá trình lên men dạ cỏ ở 39 độ C trong 96 giờ với hệ số tương quan R2 đạt 0,99 so với hàm lượng NDF. Phương pháp cho phép ước tính nhanh tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ và năng lượng trao đổi với chi phí thấp và độ lặp lại cao hơn so với thử nghiệm in vivo.

Kết luận

Nghiên cứu của tác giả Hoàng Việt Hưng đã khẳng định tiềm năng to lớn của việc phát triển cây cao lương ngọt làm nguồn thức ăn thô xanh chất lượng cao cho gia súc nhai lại tại Việt Nam. Dưới đây là 5 đóng góp khoa học và thực tiễn cốt lõi của luận văn:

• Xác lập cơ sở thực nghiệm chứng minh 4 giống cao lương ngọt nhập nội từ Nhật Bản thích nghi xuất sắc tại Thái Nguyên với tỷ lệ nảy mầm đạt từ 79,70% đến 89,00%.
• Tuyển chọn thành công 2 giống ưu việt nhất là KCS105 và NL3 với năng suất sinh khối thực thu vượt bậc đạt lần lượt 115,50 tấn/ha và 118,20 tấn/ha, vượt trội so với các giống bản địa.
• Đánh giá chi tiết thành phần dinh dưỡng và khả năng lên men dạ cỏ bằng phương pháp in vitro gas production ở 39 độ C liên tục trong 96 giờ, xác định giá trị năng lượng trao đổi cao cho đại gia súc.
• Kiểm chứng thực nghiệm trên 6 cá thể bò vàng Việt Nam với khả năng thu nhận thân lá tươi tự do rất tốt, xác nhận tính ngon miệng và an toàn sinh học của thức ăn.
• Hoàn thiện gói kỹ thuật canh tác, xác định thời điểm thu hoạch giai đoạn chín sáp từ 112 đến 119 ngày và quy trình ủ chua thân lá giúp bảo quản dự trữ thức ăn quanh năm.

Trong lộ trình giai đoạn 2026-2028, các địa phương và cơ sở chăn nuôi cần đẩy mạnh chuyển giao mô hình gieo trồng rải vụ, mở rộng diện tích canh tác cao lương ngọt KCS105 và NL3 nhằm chủ động nguồn thức ăn thô xanh, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế bền vững cho ngành chăn nuôi gia súc nhai lại. Người học và các nhà chuyên môn quan tâm có thể tìm đọc toàn văn luận văn thạc sĩ tại thư viện Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên để tiếp cận đầy đủ các số liệu phân tích và quy trình kỹ thuật chuyên sâu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Đặc điểm một số giống cây Cao Lương hiện nay Cao lương ngọt (sweet sorghum) là một loại cây thuộc họ hòa thảo đứng thứ 4 trên thế giới về sản lượng và đứng thứ 5 về diện tích (Rao và cs, 2009) [37] chiều cao từ 0,6 - 5m, đường kính thân 5 - 30mm tùy thuộc vào giống, điều kiện canh tác và môi trường. Đặc điểm thực vật học cũng như thời gian sinh trưởng của cây cao lương tương tự như cây ngô và các cây ngũ cốc khác.

Số lượng lá trên cây tương quan với thời gian sinh trưởng, thông thường trên thân có từ 7 - 18 lá hoặc hơn. Lá ngắn và rộng hơn lá ngô. Mỗi lá được sinh ra từ một đốt, số lá ở thời kỳ trưởng thành tương đương với số đốt trên thân. Thân gồm các lóng và đốt, lá mọc ra từ đốt, chồi có thể mọc ra từ các đốt thân.

Thời gian đẻ nhánh sớm hay muộn tùy thuộc vào giống, thời vụ và kỹ thuật canh tác, sau khi thu hoạch có thể cắt bỏ các nhánh tạo điều kiện cho cây đẻ nhánh vào vụ sau mà không cần phải trồng lại. Những giống có hàm lượng nước trong thân cao thường có thân màu xanh xám, gân lá màu tối. Hoa mọc thành chùm, chùm hoa có cả hoa đực và hoa cái, mỗi chùm gồm khoảng 6. Hạt cao lương nhỏ hơn hạt ngô và có một lớp vỏ ngoài.

Một kg hạt giống chứa 25. Hạt có nhiều màu sắc khác nhau từ màu vàng nhạt, màu nâu đỏ nhạt đến màu nâu sẫm tùy thuộc vào từng giống cây. Hạt càng sậm màu càng chứa nhiều tananh làm cho hạt có vị đắng. Là một loại cây trồng nhiệt đới, cao lương cùng họ với lúa.

Nhưng cao lương quang hợp theo chu trình C4 đây chính là một ưu điểm lớn của cao lương. Nhờ quang hợp theo đường hướng này mà cao lương ngọt có thể tổng hợp chất hữu cơ ở điều kiện nhiệt độ cao và không xảy ra hiện tượng quang hô hấp. Ngược lại, lúa là đại diện của các loại cỏ ôn đới, sử dụng chu trình C3. Cao lương ngọt là sự kết hợp các ưu điểm giữa lúa và cây trồng nhiệt đới với bộ gen lớn hơn nhiều và sự bổ xung các gen có lợi khác từ mía, đây là 5 một trong những cây trồng hiệu quả nhất trên thế giới trong việc sản xuất sinh khối cây trồng hiện nay.

Theo (James và cs, 2012) [35]: báo cáo từ các khu vực, đây là cây trồng chống chịu được với các loại đất từ chua đến kiềm, đất ngập nước hay khô hạn, nồng độ muối cao, các loại nấm bệnh cũng như cỏ dại. Cao lương có các đặc điểm về hình thái và sinh lý cho phép nó có thể sinh trưởng và tồn tại trong điều kiện hạn như bộ rễ ăn sâu và lan rộng, lớp phấn muội dày bao phủ thân, bề mặt lá và khả năng tự dừng sinh trưởng trong điều kiện hạn, phục hồi bình thường trở lại khi thuận lợi. Do vậy, nó có thể phát triển ở những vùng nhiệt đới và á nhiệt đới với lượng mưa hàng năm chỉ 400 - 600 mm, quá khô không trồng ngô được. Không chỉ có khả năng sinh trưởng trong vùng hạn, mà nó cũng có khả năng phát triển được cả với điều kiện thường xuyên ngập nước, do đó nó cũng có thể trồng ở những vùng có lượng nước lớn.

Cao lương sinh trưởng được từ cao độ 0 - 2300 m so với mực nước biển (ICRISAT, 1996) [trích theo 10]. Khoảng pH đất mà cao lương có thể sinh trưởng được rất rộng (5,0 - 8,5) (ICRISAT, 1996), nhưng theo James và cs, 2012 [35] thì cao lương cũng có thể trồng được ở những đất có pH xuống tới 4,3 hoặc lên tới 8,7. Khoảng nhiệt độ cao lương có thể thích ứng được là từ 2,0 - 410 C. Nhiệt độ hàng năm trung bình có thể từ 7,8 - 27,8 0C, thông thường khoảng 21 0C (James và cs, 2012) [35].

Như vậy cây cao lương có thể thích ứng tốt trong các điều kiện nóng và lạnh của các vùng thuộc khu vực nhiệt đới và á nhiệt đới. Theo Akinfemi và cs (2010) [24] thì cao lương cũng có thể chịu đựng được độ mặn của đất lên đến 4,04 dS/m. Như vậy cao lương cho thấy khả năng chịu hạn, úng, nóng, lạnh và mặn hơn hẳn những cấy trồng khác. Đấy là ưu điểm lớn cho phép canh tác cao lương ở những vùng khó khăn, đặc biệt là trong điều kiện khô hạn.

Những nghiên cứu về giá trị dinh dưỡng của cây cao lương Ấn Độ, châu Phi, châu Mỹ La tinh… là các quốc gia dùng cao lương như 1 loại lương thực chính trong bữa ăn hàng ngày, tuy nhiên chủ yếu được dùng 6 làm thức ăn cho gia súc dưới dạng lương thực hoặc làm si rô lúa miến hoặc còn gọi là “mật cao lương” (làm từ các giống có hàm lượng đường cao như ở mía), cỏ khô, cũng như để sản xuất một vài loại đồ uống có cồn Cao lương là một trong 5 loại hạt cốc (ngũ cốc) hàng đầu thế giới. Hạt cao lương có hàm lượng protein cao hơn ngô, song các thành phần dinh dưỡng khác thấp hơn ngô cụ thể như vitamin A (Mubi và cs, 2008) [33]. Cao lương có thể làm thức ăn gia súc dưới dạng hạt hay dạng thức ăn thô xanh (thân lá)… Qua phân tích hóa học cho thấy hạt cao lương có hàm lượng tannin và HCN ít hơn so với thân và lá; chúng có protein thô 11 - 12%, dầu 3,0 - 3,1%, xơ 3,1 - 3,2%, dẫn xuất không đạm 70 - 80%, năng lượng trao đổi 3000 Kcal/kg chất thô. Thành phần dinh dưỡng của hạt cao lương so với ngô như trong bảng 1.

Thành phần dinh dưỡng của hạt cao lương và ngô làm thức ăn chăn nuôi ME cho gia ME cho Protein Lysin dễ Lysin súc nhai lại gia cầm Thô tiêu Loại cây (%) (MJ/kg) (MJ/kg) (%) (%) Cao lương 12,4 13,7 11,0 0,27 0,19 Ngô 12,1 14,2 9,0 0,27 0,22 Một số tác giả phân tích chuyên sâu khác về thành phần dinh dưỡng trong hạt cao lương cho thấy: Cám của hạt cao lương rất ít protein và khoáng nhưng giàu chất xơ. Phôi cao lương giàu khoáng, protein, vitamin B - Complex và dầu nhưng ít tinh bột, trên 68% chất khoáng và 75% chất dầu của hạt nằm trong phôi. Nội nhũ là phần lớn nhất của hạt, nó nghèo dầu và khoáng nhưng lại có nhiều protein (80%), tinh bột (94%), vitamin B - Complex (50 - 75%) (Gran và cs, 1995) [29]. 7 Theo NRI (1988) đã khuyến cáo: Với thành phần dinh dưỡng như trên, để tăng tính ngon miệng cho gia súc và tăng hiệu quả sử dụng của thức ăn, giới hạn sử dụng hạt cao lương và ngô trong khẩu phần ăn được cân đối như sau: Cao lương (%) Ngô (%) Gia cầm 30 70 Lợn 30 30 Bò sữa 50 70 Bò thịt 70 70 1.

Những nghiên cứu về kỹ thuật canh tác cao lương * Mùa vu ̣: - Ở Mehico đa số cao lương đươ ̣c trồ ng từ tháng 7 đế n tháng 8, sinh trưởng tăng ở điề u kiê ̣n ngày dài và ẩ m, nhiệt sô ̣ thích hơ ̣p là từ 25 - 300C. - Ở bang Minesota của My,̃ cao lương đươ ̣c trồ ng từ giữa tháng 5 đế n đầ u tháng 6 khi nhiêṭ đô ̣ của đấ t đa ̣t 15,6 - 18,30C. Nế u trồ ng muô ̣n hơn thì năng suấ t cao lương sẽ giảm (Mubi và cs, 2008) [33]. * Mâ ̣t đô ̣: Thông thường có khoảng 16.000 ha ̣t giố ng cao lương/0,454 kg.

Phần lớn ha ̣t cao lương lai có tỷ lê ̣ nảy mầ m trung bình là 75%. Nế u đấ t tốt và đô ̣ ẩm thích hợp thì gieo hàng cách hàng là 0,76 - 1,02 m, khoảng cách hạt trung bình là 1,5 cm, và gieo ha ̣t ở đô ̣ sâu 50 - 70 mm. Như vâ ̣y thì có khoảng 247. Nếu đất kém màu mỡ và khô cứng thì tỷ lê ̣ ha ̣t giống đươ ̣c gieo thấ p hơn.

Mật độ trồng cao lương phụ thuô ̣c vào giố ng, cu ̣ thể là kích thước và tro ̣ng lươ ̣ng của ha ̣t giống. Kích thước hàng: Đố i với cao lương lấ y ha ̣t trong điề u kiện có phân bón và nước tưới, gieo từ 8 - 12 kg/ha (Mubi và cs, 2008) [33]. Theo Mortvedt và cs (1996) ở phía Đông Mehico năng suấ t cao lương cao khi trồ ng với mâ ̣t đô ̣ 7,8 kg/ha, khoảng cách hàng hep̣ (15,2 - 50,8 cm). Kích thước hàng phu ̣ thuô ̣c vào các thiế t bi ̣chuyên dùng để thực hiêṇ viêc̣ gieo ha ̣t.

Trong nhiề u năm gầ n đây viê ̣c trồ ng cây theo luố ng hàng để tăng năng suấ t đươ ̣c chú tro ̣ng đă ̣c biêt.̣ 8 Khi đó khoảng cách giữa các cây trên luố ng phải đươ ̣c bố trí sao cho phù hơ ̣p với số lươ ̣ng cây trên ha. Ưu điể m của phương pháp này là tâ ̣n du ̣ng đươ ̣c đô ̣ ẩ m, sự màu mỡ của đấ t cũng như ánh sáng mă ̣t trời. Kế t quả nghiên cứu từ minesota cho thấ y luố ng có đô ̣ rô ̣ng 0,25 m cho năng suấ t cao hơn từ 10 - 15% so với luố ng có đô ̣ rô ̣ng 1,02 m. Tuy nhiên phương pháp này có nhươ ̣c điể m là khó chăm sóc và viê ̣c kiể m soát cỏ da ̣i phu ̣ thuô ̣c hoàn toàn vào thuố c diêṭ cỏ.

*Phân bón: Nhu cầ u dinh dưỡng của cây cao lương rấ t giố ng với cây ngô nhưng cao lương cần một lượng lớn đa ̣m, mô ̣t lươ ̣ng vừa phải phốt pho và kali. Trong điều kiê ̣n khô ha ̣n bón 80 - 100 kg N/ha trước khi trồ ng. Với điề u kiêṇ có tưới bón 100 kg N/ha trước khi trồ ng + 50 kg N/ha sau mỗi lầ n cắ t (Mubi và cs, 2008) [33]. Lượng đạm yêu cầu phu ̣ thuô ̣c vào năng suấ t mong muố n và giống.

Lượng đạm khoảng 224,2 kg N/ha với điề u kiêṇ có tưới và 16,8 kg N/ha trong điề u kiêṇ khô hạn bởi vì ở điề u kiện này mật đô ̣ và năng suấ t sẽ thấ p hơn. Lượng đạm cần bón có liên quan đế n cây trồ ng trước, ví dụ cây ho ̣ đâ ̣u, lươ ̣ng phân chuồng là những yế u tố cầ n tính đế n để áp du ̣ng mức phân cầ n bón. Nế u bón đạm ở mức nhiề u cầ n chia ra nhiều lần bón đề u nhau.