Nghiên cứu biện pháp phát triển cây đậu keo giậu stylosanthes làm thức ăn cho gia súc

Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật nhằm phát triển và sử dụng 2 cây họ đậu keo giậu stylosanthes, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Nguyễn Văn Quang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Mùi
• Trường học: Trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội
• Chuyên ngành: Trồng trọt
• Đề tài: Phát Triển Cây Đậu Keo Giậu Stylosanthes Làm Thức Ăn Cho Gia Súc
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ nông nghiệp
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài

Chăn nuôi gia súc ăn cỏ là một trong những thế mạnh của Việt Nam. Nó đã góp phần quan trọng để chuyển đổi cơ cấu kinh tế trong nông nghiệp, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện đời sống cho nông dân, đặc biệt là ở các tỉnh miền núi. Phát triển chăn nuôi gia súc ăn cỏ là một trong những định hướng ưu tiên của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn từ nay đến năm 2015 và tầm nhìn đến năm 2020. Mục tiêu là đưa chăn nuôi phát triển theo mô hình trang trại, sản xuất với số lượng lớn theo hướng hàng hóa, cung cấp các sản phẩm chăn nuôi giá trị cao và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm cho nhu cầu của xã hội. Để phát triển chăn nuôi gia súc ăn cỏ có hiệu quả kinh tế cao, cần phát huy tiềm năng, thế mạnh các vùng sinh thái của các địa phương trong cả nước, sử dụng hợp lý nguồn thức ăn thô xanh để phát triển chăn nuôi theo hướng bền vững. Việc phát triển đồng cỏ và cây thức ăn cần được triển khai trên quy mô rộng lớn với cơ cấu cây thức ăn giàu protein phù hợp nhằm thỏa mãn nhu cầu dinh dưỡng cho đàn gia súc.

II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu chung của nghiên cứu là phát triển và sử dụng 2 giống cây Keo giậu và Stylosanthes rộng rãi trong sản xuất nhằm cải thiện chất lượng thức ăn thô xanh trong chăn nuôi gia súc ăn cỏ hiện nay, góp phần tăng năng suất, sản lượng vật nuôi, giảm chi phí thức ăn tinh, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho người chăn nuôi. Mục tiêu cụ thể bao gồm xác định biện pháp kỹ thuật canh tác thích hợp để phát triển 2 giống cây Keo giậu và Stylosanthes phù hợp với điều kiện sản xuất, đảm bảo tỷ lệ cây thức ăn xanh họ đậu trong khẩu phần ăn hàng ngày của gia súc ăn cỏ đạt từ 15-20%. Đồng thời, xác định phương pháp chế biến, bảo quản và sử dụng cây thức ăn họ đậu phù hợp trong khẩu phần chăn nuôi bò thịt.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ và nước tưới sẽ góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật trồng, thâm canh đối với 2 cây thức ăn họ đậu Keo giậu và Stylosanthes. Kết quả của luận án sẽ giúp các cơ sở chăn nuôi, hộ nông dân trồng và sử dụng có hiệu quả 2 cây thức ăn họ đậu, giải quyết nguồn thức ăn thô xanh giàu protein đang thiếu trầm trọng hiện nay. Việc trồng cây thức ăn họ đậu có tác dụng làm tăng độ phì của đất, tăng hiệu quả trồng trọt, chống xói mòn, giảm chi phí thức ăn trong chăn nuôi gia súc ăn cỏ, góp phần nâng cao thu nhập cho người chăn nuôi. Sản phẩm thức ăn thô xanh cây họ đậu có chất lượng cao là nguồn bổ sung protein thực vật cho gia súc, tạo ra sản phẩm sạch phục vụ cho xã hội góp phần xây dựng ngành chăn nuôi phát triển ổn định và bền vững.

IV. Những đóng góp mới về học thuật và lý luận

Nghiên cứu chỉ ra rằng bón phân hữu cơ cho cây họ đậu Stylosanthes CIAT 184 ở mức 20 tấn/ha/năm và giống Keo giậu K636 ở mức 15 tấn/ha/năm trên nền phân vô cơ N:P:K (30:120:120) là thích hợp. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tưới nước trong vụ đông cho giống Stylosanthes CIAT 184 ở mức 30.000 lít/ha/lứa cắt và Keo giậu K636 ở mức 20.000 lít/ha/lứa cắt mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Những phát hiện này không chỉ có giá trị trong việc nâng cao năng suất cây trồng mà còn góp phần vào việc cải thiện chất lượng thức ăn cho gia súc, từ đó nâng cao hiệu quả chăn nuôi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của cây thức ăn chăn nuôi 1.1 Khái niệm về cây thức ăn xanh Cây thức ăn xanh (forages) là chỉ tất cả các loài thực vật gồm cây họ hoà thảo (Grasses), cây họ ñậu (Legumes) và những cây khác có thể sử dụng ñược ñể làm thức ăn cho gia súc. Có 2 nhóm cây thức ăn xanh chủ yếu: - Cây thức ăn họ hoà thảo: ñặc ñiểm của nhóm này là có năng suất cao, ngon miệng ñối với gia súc, thông thường chúng chiếm một tỷ lệ cao trong toàn bộ khẩu phần ăn của ñộng vật nhai lại. Cây thức ăn họ hoà thảo là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho gia súc nhai lại. Tuy nhiên hầu hết các cây họ hoà thảo có chứa hàm lượng protein thấp chỉ vào khoảng 5 ñến 12% trong vật chất khô.

Tỷ lệ này phụ thuộc vào các yếu tố như bản chất di truyền của giống, dinh dưỡng của ñất, mùa vụ và tuổi thu hoạch. - Cây thức ăn họ ñậu: ñặc ñiểm quan trọng nhất của nhóm cây thức ăn xanh này là hàm lượng protein trong vật chất khô của lá khá cao (15 ñến trên 25 %). ðây là nguồn cung cấp ñạm vô cùng quan trọng cho gia súc nhai lại ñể thoả mãn nhu cầu của vi sinh vật dạ cỏ và gia súc. Gia súc thường ăn cây 10 họ ñậu ít hơn cây hoà thảo.

Một số lá cây họ ñậu có chứa ñộc tố thuộc nhóm glycoside, nếu bổ sung với tỷ lệ cao loại thức ăn này cho gia súc dạ dày ñơn có thể bị ngộ ñộc, tuy nhiên với ñộng vật nhai lại liều gây ñộc rất cao, vì khu hệ vi sinh vật dạ cỏ có khả năng phân giải chúng (Leng, 1984) [112].2 Khái niệm về sinh trưởng và phát triển Cho ñến nay, sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung, cây thức ăn chăn nuôi nói riêng ñược hiểu dưới các ñịnh nghĩa khác nhau. Nhưng phần lớn các nhà khoa học ñều thống nhất ñịnh nghĩa về sinh trưởng và phát triển như sau: - Sinh trưởng là sự tạo mới các yếu tố cấu trúc một cách không thuận nghịch của tế bào, mô và toàn cây, kết quả dẫn ñến sự tăng về số lượng, kích thước, thể tích, sinh khối của chúng. - Phát triển là quá trình biến ñổi về chất bên trong tế bào, mô và toàn cây ñể dẫn ñến sự thay ñổi về hình thái và chức năng của chúng. Sự sinh trưởng có thể xem là sự phân chia và sự già hóa của tế bào, sự tăng kích thước của quả, lá, hoa, sự nảy lộc ñâm chồi, ñẻ nhánh … Các biểu hiện ñó không thể ñảo ngược ñược.

Còn tất cả những biểu hiện có liên quan ñến biến ñổi chất ñể làm thay ñổi hình thái và chức năng của tế bào, của cơ quan … thì ñược xem là sự phát triển. Cụ thể như sự nảy mầm của hạt có thể xem ñó là một bước nhảy vọt từ một hạt có hình thái và chức năng xác ñịnh, nhưng khi nảy mầm thì lập tức biến thành 11 một cây con có hình thái và chức năng hoàn toàn khác so với hạt, một cây con hoàn chỉnh, có khả năng thực hiện các chức năng của một cơ thể thực vật bình thường. Sự ra hoa cũng vậy, là một bước ngoặt chuyển từ giai ñoạn sinh trưởng các cơ quan sinh dưỡng sang giai ñoạn mới tức hình thành cơ quan sinh sản. ðây là kết quả của một quá trình biến ñổi về chất liên tục và lâu dài ñể có ñược những cơ quan sinh sản có chức năng hoàn toàn thay ñổi.

Trên mức ñộ tế bào thì phân hoá tế bào thành các mô chức năng riêng biệt cũng ñược xem là quá trình phát triển của tế bào.3 ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của thân lá Trong lĩnh vực cây thức ăn chăn nuôi thì phần thân lá các loại cây trồng ñược các nhà chăn nuôi ñặc biệt quan tâm vì ñây là phần chính sử dụng làm thức ăn cho gia súc. Quá trình sinh trưởng của thân lá có thể ñược chia thành 3 giai ñoạn sau: - Giai ñoạn sinh trưởng chậm (giai ñoạn 1): xảy ra khi thảm cỏ mới gieo trồng, thu cắt hoặc chăn thả, lúc này do bộ lá chưa phát triển nên khả năng quang hợp kém do ñó không ñủ năng lượng phục vụ cho quá trình sinh trưởng của cây. - Giai ñoạn sinh trưởng nhanh (giai ñoạn 2): Là giai ñoạn sau khi gieo trồng, thu cắt hoặc chăn thả từ 10-15 ngày ñối với cây cỏ hòa thảo và 25 - 30 ngày ñối với cỏ họ ñậu, do lúc này bộ lá ñã phát triển và quang hợp mạnh, tạo ra năng lượng ñể ñáp ứng ñầy ñủ cho nhu cầu sinh trưởng của cây. - Giai ñoạn sinh trưởng chậm (giai ñoạn 3): Cây sinh trưởng và phát triển sau một thời gian nhất ñịnh thì lá bị già ñi, một số lá ở phần gốc bị chết dẫn ñến khả năng quang hợp của cây bị giảm, mặt khác quá trình hô hấp từ lá cũng tiêu tốn nhiều năng lượng dẫn ñến việc sinh trưởng giảm dần 12 và ngừng hẳn, cũng có khi ở giai ñoạn này trọng lượng vật chất khô của cây bị giảm ñi.

ðộ dài của các giai ñoạn sinh trưởng cây thức ăn xanh sẽ khác nhau do phụ thuộc vào các yếu tố như giống, nhiệt ñộ, ẩm ñộ, ánh sáng và chế ñộ chăm sóc. Dựa vào ñặc ñiểm các giai ñoạn sinh trưởng ñể người chăn nuôi quyết ñịnh thời ñiểm bón thúc cho cây thức ăn; thời ñiểm thu hoạch thích hợp sao cho thu ñược năng suất và chất lượng thức ăn cao nhất; lựa chọn các giống cỏ ñể trồng xen, hạn chế ñược sự che bóng của nhau.4 ðặc ñiểm sinh trưởng và phát triển của rễ Tuy ñại bộ phận các ñề tài nghiên cứu ñều tập trung vào phần trên mặt ñất của cỏ, nhưng phần rễ của nó cũng có tầm quan trọng ñáng kể với nhiệm vụ như hút nước và các chất dinh dưỡng, dự trữ dinh dưỡng cho tái sinh … Bộ rễ chùm của các loại cây hoà thảo chủ yếu sinh trưởng ở những lớp ñất mặt trừ một số trường hợp những loài họ hoà thảo có thân ngầm như cỏ voi có thể ăn sâu tới 2 m hay hơn. Bộ rễ của cây họ ñậu ăn sâu hơn, cá biệt có trường hợp như ñậu alfalfa (Medicago sativa) ăn sâu tới 8 - 15 m. Thường thì trong năm ñầu tiên rễ sẽ phát triển ñến mức ñộ sâu nhất có thể và cũng tuỳ theo loài cỏ, loại ñất và mạch nước ngầm.

Sau khi bộ rễ ñược thiết lập, sự sinh trưởng của cây cũng mang tính chất theo mùa rõ rệt như các bộ phận trên mặt ñất. Phần lớn rễ sinh trưởng mạnh vào mùa xuân ñạt tới mức cao nhất trước khi bộ phận trên mặt ñất ñạt ñược và ngừng khi cây ra hoa. Sự bắt ñầu ra rễ nhiều nhất trùng với sự sinh trưởng rất chậm của cây, và khi sự sinh trưởng của cây mạnh thì sự ra rễ ngừng lại và một vài rễ bắt ñầu chết. Sự thay ñổi theo mùa của rễ còn phụ thuộc vào nhiệt ñộ, ẩm ñộ, ánh sáng, tuổi của rễ … Cùng với chu kì sinh trưởng của rễ có một chu kì dự trữ và tiêu thụ lượng carbohydrate ở rễ hoặc thân ngầm.

Lượng carbohydrate dự trữ ít nhất khi sinh trưởng của phần trên mặt ñất 13 mạnh nhất và lượng dự trữ trên cao nhất khi kết thúc sinh trưởng của các bộ phận này. Chu kì dự trữ carbohydrate liên quan mật thiết với quang chu kì và nhiệt ñộ. Vì lượng dự trữ này rất cần thiết cho tái sinh trưởng, cần tìm hiểu kĩ hơn chu kì của nó ñể có thể có chế ñộ sử dụng thích hợp nhằm ñảm bảo khả năng tái sinh của cây thức ăn chăn nuôi.2 Những nghiên cứu về sinh thái và dinh dưỡng ñất ñối với cây thức ăn xanh 1.1 Khí hậu Khí hậu là một trong những yếu tố tác ñộng quan trọng nhất ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật nói chung và cây thức ăn xanh nói riêng. Những yếu tố chính của khí hậu là ánh sáng, nhiệt ñộ và ñộ ẩm.1 Ánh sáng Ánh sáng là nhân tố quan trọng cho sự quang hợp của thực vật.

Có ánh sáng cây mới có khả năng sinh trưởng tạo thân, cành, lá, ra hoa và kết hạt bình thường. Nhiệt lượng từ mặt trời quyết ñịnh mọi hoạt ñộng sống của thực vật, còn ánh sáng mặt trời là nhân tố cần thiết ñể thực vật tạo ra chất hữu cơ do quá trình quang hợp (Xi-Nen-Si-Cốp, 1963) [65]. Người ta ñã nhận thấy rằng lá của cây cỏ họ ñậu và cây hòa thảo có nguồn gốc ôn ñới bão hòa ánh sáng ở cường ñộ ánh sáng yếu hơn là cỏ có nguồn gốc nhiệt ñới (Cooper và Taiton, 1968) [9]. Bão hòa ánh sáng của cây cỏ ôn ñới xảy ra xung quanh khoảng từ 20.000 lux, trong khi ñó cỏ nhiệt ñới sẽ bão hòa ánh sáng khi từ 60.

Sự chuyển hóa của năng lượng ánh sáng khoảng 5 - 6% ở cỏ nhiệt ñới, nhưng cỏ ôn ñới là dưới 3%. Ở những vùng ẩm ướt mùa khô ngắn là nơi ñiều kiện khí hậu thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây thức ăn. Tuy nhiên ở những vùng như vậy khi có 14 quá nhiều mây làm giảm bớt bức xạ và kết quả là làm giảm bớt sự quang hợp của cây xanh. ðộ dài ngày ở vùng xích ñạo cũng là yếu tố giới hạn ñối với thực vật (Cooper, 1970) [83].

Sự sinh trưởng của các loại cỏ dưới tán che của cây cao thì vấn ñề cạnh tranh cơ bản không phải là dinh dưỡng, ñộ ẩm mà là ánh sáng (Mannentje, 1992) [116]. Tuy nhiên các giống khác nhau thì khả năng chịu sự che bóng cũng rất khác nhau. Một số cây có thể sinh trưởng ñược ở mức ñộ che bóng ñến 60% như Arachis pintoi trong khi ñó một số cây thức ăn chỉ ñược trồng trong ñiều kiện ánh sáng hoàn toàn như cỏ voi, cỏ ghine, cỏ paspalum, goatemala, stylosanthes (Reynold, 1982) [141]. Ánh sáng ảnh hưởng tới sinh trưởng dưới hai hình thức khác nhau là cường ñộ sáng và quang chu kì, nhưng khó có thể dùng thực nghiệm ñể tách riêng những ảnh hưởng khác nhau giữa chúng.

Ở những nơi cường ñộ sáng yếu (500 - 1000 lux) thì cường ñộ quang hợp tăng nhanh cùng cường ñộ sáng, nhưng những cường ñộ ánh sáng mạnh thì mức tăng giảm bất ngờ. ðối với nhiều loài cỏ nhiệt ñới cường ñộ quang hợp tiếp tục tăng, tuy không theo ñường thẳng, cho ñến khi năng lượng nhận ñược bằng 60.000 lux hay cao hơn. Cường ñộ sáng thích hợp cho quá trình quang hợp ở cỏ nhiệt ñới là 50.000 lux, ở cỏ ôn ñới là 15.