CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Số lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho gia súc được gọi bằng thuật ngữ nhu cầu dinh dưỡng hay tiêu chuẩn ăn. Tuy nhiên trong thực tế giữa hai thuật ngữ trên không hoàn toàn giống nhau. Nhu cầu dinh dưỡng là lượng chất dinh dưỡng mà gia súc cần cho một chức năng nào đó của cơ thể.
Còn tiêu chuẩn ăn thường được các hệ thống dinh dưỡng (NRC, AFRC, SCA, ARC…), đưa ra cao hơn nhu cầu một chút nhằm tạo một hành lang an toàn trong nuôi dưỡng. Điều này là do có sự khác nhau chút ít về nhu cầu dinh dưỡng cho cùng một chức năng giữa các gia súc khác nhau (Mc Donald và cs. Theo định nghĩa của Mc Donald và cs. (2002), nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì của một gia súc là lượng năng lượng cần thiết để gia súc đó duy trì trạng thái cơ thể ổn định, không sản xuất (không cho sữa, không tăng trọng, không mang thai.) và không đi lại hoặc làm bất cứ việc gì.
Vì gia súc rất hiếm khi được nuôi ở trạng thái không sản xuất nên dường như trạng thái duy trì chỉ là khái niệm khoa học thuần tuý (Mc Donald và cs. Hơn nữa “Năng lượng trao đổi cho duy trì”, cũng không phải là một khái niệm chặt chẽ, vì nó không tách được phần năng lượng cần cho các hoạt động nhằm duy trì trạng thái cân bằng của cơ thể và phần mất đi cho việc kích hoạt hay do hiệu suất thấp của các phản ứng sinh hóa trong cơ thể (Van Soest, 1994). Mặc dù vậy, các khái niệm này vẫn được tất cả các hệ thống dinh dưỡng hiện hành sử dụng để xác định tiêu chuẩn ăn cho gia súc, gia cầm. Nhu cầu năng lượng cho sản xuất là lượng năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất thịt, sữa và nuôi thai của gia súc.
Trong vài thập kỷ qua, việc nghiên cứu xác định nhu cầu dinh dưỡng của bò được thực hiện chủ yếu 3 bởi một số nước ở Châu Âu, Bắc Mỹ và Australia và do đó tất cả các hệ thống dinh dưỡng hiện nay trên thế giới đều được xây dựng từ các khu vực này. Đối với các khu vực còn lại trên thế giới, hầu hết đều áp dụng những hệ thống dinh dưỡng trên để xây dựng khẩu phần ăn. Các nghiên cứu cơ bản chỉ mới được bắt đầu trong những năm gần đây. Tổng nhu cầu năng lượng của một gia súc hay một gia cầm, chính là tổng các nhu cầu cần cho duy trì và sản xuất của gia súc hay gia cầm đó.
Ở bò nói chung, nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì chiếm từ 34 đến 59% tổng nhu cầu năng lượng (Mc Donald và cs., 2002), nhu cầu này phụ thuộc rất nhiều vào loại hình sản xuất (Ferrel và Jenkens, 1987). Ví dụ như ở bò cái sinh sản hướng thịt, nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì chiếm khoảng 70% tổng nhu cầu hàng ngày, trong khi giá trị này là 90% đối với bò đực giống và dưới 40% đối với bò đang sinh trưởng. Điều này cho thấy, sự thành công trong chăn nuôi bò ở bất kỳ hệ thống chăn nuôi nào (trong điều kiện nuôi tận thu, nghèo dinh dưỡng hay trong điều kiện nuôi dưỡng đáp ứng đầy đủ tiềm năng di truyền của giống), đều phụ thuộc rất lớn vào kiến thức và sự hiểu biết về nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO BÒ 1.
Phương pháp nghiên cứu nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì Theo Mc Donald và cs. (3) Đo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng Carbon-Nitơ. 4 Thực tế hiện nay người ta thường dùng phương pháp mô hình hóa (Modelling), sử dụng nhiều số liệu, từ nhiều nguồn để tính toán và phân tích (Dumas và cs., 2008; Dhanoa và cs., 2003; Kebrreab và cs., 2004; Mills và cs., 2001; Beever và cs., 2000; Gerrits và cs., 1997; AFRC 1991; Baldwin 1995; Baldwin và Smith, 1971; France và cs., 1987: France và cs. Mỗi phương pháp tiến hành trên đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Tuy nhiên, hầu hết các hệ thống dinh dưỡng đang được sử rộng rãi trên thế giới như AFRC (1993), NRC (1988, 2001), INRA (1989).đều dựa vào các thí nghiệm trong buồng hô hấp, để xây dựng hoặc chuẩn hóa các bảng nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì và sản xuất của bò. Trong phương pháp này, lượng nhiệt sản sinh từ quá trình trao đổi đói của gia súc, được đo bằng phương pháp đo nhiệt lượng trong buồng hô hấp cộng với lượng nhiệt thải ra trong nước tiểu. Nhiệt sản xuất ra trong điều kiện đói hay nhiệt sản xuất lúc đói (Fasting heat production: FHP) được tất cả các hệ thống dinh dưỡng trên dùng làm cơ sở để xác định nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì của con vật. Do có khác nhau giữa điều kiện thí nghiệm trong buồng hô hấp và điều kiện nuôi dưỡng bình thường, một số hệ thống dinh dưỡng (NRC, 1988; INRA, 1989), lấy giá trị FHP cộng thêm 10% là nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì, trong khi ở một số hệ thống khác (Van Es, 1978) coi FHP chính là nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì.
Như đã thảo luận ở phần trên để xác định nhu cầu duy trì người ta thường sử dụng các thí nghiệm trong buồng hô hấp, đo nhiệt lượng hay đo trao đổi đói. Theo Vercoe (1970), bò cần được cho nhịn đói 3 ngày (72 giờ), sau đó đo trong 7 giờ và nhiệt sản xuất ra lúc đói được coi là nhu cầu duy trì. Chandramoni và cs. (2000) nghiên cứu trên cừu, cho thấy cừu cần phải cho nhịn đói 3 ngày, ngày thứ 4 thì đo trao đổi đói trong 24 giờ.
Các tác giả cũng khuyến cáo rằng: Khối lượng và mức ăn trước khi nhịn đói không ảnh hưởng đến FHP. Qin và cs. Sau khi nhịn đói 3 ngày, đến ngày thứ 4, trâu bò được đo trao đổi đói trong hệ thống buồng hô hấp dạng hộp trùm đầu mở (Open-circuit hespiratory head hoods). Theo các tác giả trên FHP tăng đáng tin cậy khi tuổi gia súc tăng (P<0,05).
Qin và cs. (2011), cho rằng FHP giữa các nhóm bò, trâu không sai khác về thống kê. Kết quả nghiên cứu của Vũ Chí Cương và Đinh Văn Tuyền, 2011 (Số liệu chưa công bố, 2011) cho thấy đối với điều kiện Việt Nam, bò phải được nhịn đói 4 ngày sau đó được đo FHP liên tục trong 2 ngày để lấy giá trị trung bình của các lần đo. Phương pháp nghiên cứu nhu cầu năng lượng cho tăng trọng Song song với việc xác định nhu cầu cho duy trì, việc xác định nhu cầu cho sản xuất như nhu cầu cho tăng trọng, cũng được thực hiện bởi các hệ thống dinh dưỡng thông qua hai phương pháp chính là phương pháp dựa vào thí nghiệm (Experimental approach) và phương pháp nhân tố (Factorial approach).
Ngoài ra, cũng giống như xác định nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì, phương pháp mô hình hóa cũng được dùng khá phổ biến để xác định nhu cầu năng lượng cho tăng trọng ở gia súc nhai lại (Rivera-Torres và cs., 2011; Paul và cs., 1975; Noblet và Perez, 1993; Vedenov và cs., 2008, Luís Orlindo Tedeschi và cs., 2005; Fuentes-Pila và cs., 2003; Yan và cs., 2003; Shah và cs. Hầu hết các phần mềm thống kê sinh học dùng trong chăn nuôi có thể giải các bài toán mô hình hóa. Ở phương pháp mô hình hóa, việc xác định nhu cầu dựa vào kết quả của hàng loạt thí nghiệm nuôi dưỡng. Từ các kết quả này, các phương trình hồi qui đơn hoặc đa chiều giữa nhu cầu ME cho sản xuất với lượng ME ăn vào, khối lượng cơ thể, thành phần thịt, sữa.sẽ được xây dựng, từ đó nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì và sản xuất được xác định.
Đối với phương pháp nhân tố, việc xác định nhu cầu năng lượng dựa vào hóa học lượng pháp (Stoichiometry) của các thành phần cơ thể (cho thịt, cho sữa, nuôi thai…). 6 Các kết quả nghiên cứu gần đây cũng cho thấy nhu cầu năng lượng cho sản xuất đưa ra bởi các hệ thống dinh dưỡng hiện hành đều không sát với nhu cầu thực tế. Việc xác định nhu cầu cho sản xuất của bò sữa (Holstein x Red Sindhi) nuôi tại Philipine của Trung và Ordovera (2001) cho thấy tổng nhu cầu năng lượng tối ưu cho bò nuôi nhốt cao hơn 10-30% so với tiêu chuẩn của NRC (2001). Kết quả nghiên cứu của Yan và cs.
(2003), tại Ireland cũng cho thấy nhu cầu năng lượng đưa ra bởi Van Es (1978), AFRC (1990 và 1993) và NRC (2001) thấp hơn nhu cầu thực tế. Các tác giả này khuyến cáo khi sử dụng tiêu chuẩn của AFRC (1990 và 1993) thì cần phải tăng thêm 5% giá trị trong bảng nhu cầu mới đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng cho bò sữa. Các tác giả Nhật Bản khuyến cáo rằng khi xác định nhu cầu năng lượng cho bò sữa phải lưu ý đến cả thành phần của khẩu phần. Nếu thức ăn thô xanh chiếm trên 75% khẩu phần, thì nhu cầu năng lượng phải được tăng thêm 15% so với tiêu chuẩn ăn khuyến cáo bởi tiêu chuẩn ăn cho bò sữa ở Nhật Bản (Japanese feeding standard for beef cattle, 2000).
Còn đối với bò Holstein Friesan (HF) chửa kỳ cuối (9 tuần chửa cuối) cần phải nuôi khẩu phần có hàm lượng tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa được (Total of digestible nutrients: TDN) lớn hơn 63% (Nishida và cs. NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO BÒ THỊT VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 1. Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì và các yếu tố ảnh hưởng Trong bốn hệ thống dinh dưỡng, nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì ở bò đực, đực thiến và bò cái đang nuôi con được tính trên khối lượng cơ thể gia súc. Các phương trình của AFRC (1993) được đưa ra dựa trên kết quả các số liệu trao đổi đói ở bò thịt và bò cái cạn sữa cộng thêm chi phí năng lượng cho các hoạt động để bù đắp phần năng lượng tiêu hao do đi lại.
Quan hệ phi tuyến tính kiểu đường cong, chứng tỏ rằng NE m (Mj/kg W0,75) giảm khi khối lượng tăng lên, nghĩa là gia súc non cần nhiều năng lượng trao đổi cho duy trì cho 1 kg khối lượng cơ thể hơn gia súc trưởng thành. 7 Ví dụ một bò đực thiến hoặc một bò cái cho con bú có khối lượng 200, 400 và 600 kg, giá trị NEm tính được là 0,356; 0,343 và 0,337 Mj/kg W0,75.