CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của việc sử dụng thức ăn thô xanh và phụ phẩm nông nghiệp cho trâu, bò 1. Vai trò của thức ăn thô xanh trong chăn nuôi trâu, bò Trong chăn nuôi gia súc nhai lại, thức ăn thô xanh luôn có tầm quan trọng đặc biệt, không thể thay thế và là nguồn dinh dưỡng mà thức ăn công nghiệp không thể đáp ứng (Đào Lệ Hằng, 2008 [14]). Nhờ cấu tạo đăc biệt của hệ tiêu hoá cùng với hệ vi sinh vật sống cộng sinh trong dạ cỏ, gia súc nhai lại có thể sử dụng được các loại thức ăn thô, nhiều xơ là những loại thức ăn ít có giá trị đối với các loài gia súc khác.
Nguồn thức ăn thô xanh cung cấp cho đàn gia súc ở nước ta chủ yếu dựa vào các bãi chăn thả tự nhiên và tận dụng một số loại phụ phẩm nông nghiệp trong mùa thu hoạch. Tình trạng thiếu thức ăn thô xanh vẫn xảy ra, nhất là trong vụ Đông – Xuân hay những thời điểm khô hạn kéo dài. Một số giải pháp được đưa ra để giải quyết vấn đề thức ăn thô xanh như: Nghiên cứu chọn tạo, nhập nội các giống cỏ trồng có năng suất và chất lượng cao, đẩy mạnh kỹ thuật trồng cỏ thâm canh và bán thâm canh, trồng các loại cây cỏ bổ sung vụ đông; tận dụng tối đa nguồn thức ăn sẵn có tại địa phương, phụ phẩm nông nghiệp để dự trữ; toàn thiện và nâng cao kỹ thuật thu gom, chế biến, bảo quản và làm tăng giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn thô xanh, đặc biệt là đối với các loại phụ phẩm nông nghiệp. Trong đó, giải pháp tận dụng những nguồn thức ăn thô xanh khác ngoài cỏ, trồng cỏ thâm canh, cùng với việc nghiên cứu áp dụng các biện pháp chế biến, bảo quản thích hợp được xem là một hướng đi đúng đắn trong giai đoạn hiện nay.
Đặc điểm cơ bản về cấu tạo cơ quan tiêu hóa của trâu, bò Bộ máy tiêu hóa của động vật nhai lại bao gồm: Răng miệng, thực quản, dạ dày 4 túi (dạ dày trước và dạ dày thực), ruột non, ruột già. Khả năng sử dụng được nguồn thức ăn nhiều xơ của trâu, bò là nhờ cấu tạo đặc biệt của đường tiêu hóa tạo 5 cơ hội cho quá trình lên men của vi sinh vật diễn ra trước quá trình tiêu hóa của đường ruột, đây là sự khác biệt cơ bản giữa hệ tiêu hóa của động vật nhai lại và động vật dạ dày đơn. - Dạ dày của động vật nhai lại gồm 4 túi: Dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế. + Dạ cỏ: Là một túi đặc biệt nhất, trong đó hàng loạt phản ứng sinh hóa học được tiến hành liên tục, tiêu hóa ở dạ cỏ chiếm một vị trí rất quan trọng trong quá trình tiêu hóa của gia súc nhai lại.
Có đến 50% vật chất khô (VCK) của khẩu phần được tiêu hóa ở dạ cỏ. Trong dạ cỏ, các chất hữu cơ của khẩu phần được biến đổi không phải bằng sự tham gia của các enzym tiêu hóa của vật chủ mà nhờ vai trò phân giải của các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, động vật nguyên sinh) cộng sinh trong đó. Dạ cỏ nằm bên trái xoang bụng, chiếm 2/3 dung tích của dạ dày. Dạ cỏ nối với dạ tổ ong bằng một miệng lớn do vậy sự di chuyển thức ăn thô xanh được dễ dàng hơn.
Bên vách dạ cỏ có một lớp cơ bao bọc, giúp cho việc co bóp, nhào trộn thức ăn được tốt. Màng phía trong có hệ mạch máu phát triển, nhung mao dạ cỏ rất phát triển đã làm tăng bề mặt của dạ cỏ lên gấp 7 lần. Do vậy, phần lớn các axit béo bay hơi (ABBH) tạo ra trong quá trình lên men đã được hấp thu qua niêm mạc dạ cỏ (khoảng 85% ABBH được hấp thu qua niêm mạc dạ cỏ, dạ tổ ong). + Dạ tổ ong: Có cấu trúc giống như một chiếc tổ ong, làm tăng bề mặt tiếp xúc với thức ăn.
Chức năng của dạ tổ ong là tham gia vào quá trình lên men thức ăn, đồng thời nó còn có chức năng đẩy phần thức ăn dạng lỏng chuyển xuống dạ lá sách. Dạ tổ ong còn giúp đẩy các viên thức ăn lên miệng để nhai lại. + Dạ lá sách: Có hình cầu, mặt trong được phủ một lớp nhu mô ngắn, được cấu trúc như một quyển sách nhờ có các tấm mỏng xếp lại với nhau. Trên bề mặt của dạ lá sách có nhiều ngăn nhỏ đã làm tăng diện tích bề mặt lên 28%.
Chức năng chính của nó là lọc thức ăn và hấp thu các chất điện giải và khoảng 10% các ABBH. + Dạ múi khế (dạ dày thực): Có nhiều nếp gấp ở bên trong để tăng thêm diện tích hấp thu và là phần dạ dày duy nhất có tuyến tiêu hóa. Rãnh thực quản kéo dài từ vùng thượng vị tới dạ lá sách được hình thành do hai lớp cơ gấp, có thể đóng để 6 lượng thức ăn lỏng thông xuống thẳng dạ múi khế mà không qua dạ cỏ (trong thời kỳ gia súc non). Dạ múi khế có chức năng như một dạ dày đơn.
Tại đây sinh khối vi sinh vật (VSV) được các enzym của dạ múi khế phân giải và tiếp tục được tiêu hóa, hấp thu ở ruột non. - Ruột non: Ruột non ở gia súc nhai lại có cấu tạo và chức năng tương tự như gia súc dạ dày đơn. Trong ruột non có các enzym tiêu hoá tiết qua thành ruột và tuyến tuỵ để tiêu hoá các loại tinh bột, đường, protein và lipid, những phần thức ăn chưa được tiêu hoá ở dạ cỏ và sinh khối vi sinh vật được đưa xuống từ dạ cỏ. Ruột non còn làm nhiệm vụ hấp thu nước, khoáng, vitamin và các sản phẩm tiêu hoá ở ruột non (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2006) [38].
- Ruột già: Có chức năng lên men, hấp thu và tạo phân. Trong phần manh tràng có hệ vi sinh vật tương tự như trong dạ cỏ có vai trò lên men các sản phẩm đưa từ trên xuống. Đối với gia súc nhai lại lên men vi sinh vật ở manh tràng là lên men thứ cấp, còn đối với một số động vật ăn cỏ dạ dày đơn (ngựa, thỏ) thì lên men vi sinh vật ở manh tràng lại là hoạt động tiêu hoá chính. Các axit béo bay hơi sinh ra trong ruột già được hấp thu tương tự như ở dạ cỏ, nhưng xác vi sinh vật không được tiêu hoá tiếp mà thải ra ngoài quan phân.
Trực tràng có tác dụng hấp thu nước, tạo khuôn và tích trữ phân (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2006) [38]. Đặc điểm cơ bản về tiêu hóa ở dạ cỏ của trâu, bò * Môi trường sinh thái dạ cỏ: Động vật nhai lại được xem là xã hội cộng sinh giữa gia súc và vi sinh vật, nhờ vậy mà nó có khả năng sống và phát triển dựa vào khẩu phần thức ăn giàu xơ (Brockman, 1993) [53]. Các nguồn phụ phẩm nông nghiệp và các loại thức ăn giàu xơ khác mà con người và động vật dạ dày đơn không thể sử dụng, vẫn có thể được xem là nguồn thức ăn có giá trị cho gia súc nhai lại, chúng có khả năng tổng hợp các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho con người từ các loại thức ăn có giá trị thấp nhờ vậy, gia súc nhai lại có tiềm năng lớn để cải thiện cuộc sống con người. Quá trình lên men và trao đổi chất trong dạ cỏ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng, protein cho gia súc nhai lại, tham gia điều khiển lượng thức 7 ăn ăn vào và ảnh hưởng sâu sắc đến sức sản xuất của gia súc.
Quá trình trao đổi chất trong dạ cỏ bao gồm hai quá trình chính: - Sự phân huỷ các thành phần thức ăn bởi VSV (chủ yếu là carbohydrates và các hợp chất chứa nitơ). - Quá trình tổng hợp các đại phân tử cho sinh khối VSV (chủ yếu là protein, axít nucleic và lipid). Cả hai quá trình trên đều chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc khẩu phần, tốc độ chuyển dời các tiểu phần thức ăn ở các túi dạ dày trước. Dạ cỏ gia súc nhai lại có dung tích lớn và môi trường thuận lợi cho VSV yếm khí sống và phát triển.
VSV dạ cỏ đóng góp vai trò đặc biệt vào quá trình trao đổi chất dinh dưỡng của vật chủ. Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào, vi sinh vật dạ cỏ, các sản phẩm trao đổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào dạ cỏ. Đây là một hệ sinh thái rất phức tạp trong đó liên tục có sự tương tác giữa thức ăn, hệ vi sinh vật và động vật chủ. Môi trường dạ cỏ với các đặc điểm thiết yếu cho sự lên men: Môi trường yếm khí; Độ ẩm cao (85 - 90%); pH dao động khoảng 6,4 - 7,0 và luôn được đệm bởi bicarbonate và phosphate của nước bọt; Nhiệt độ khá ổn định 38 - 42 0C; Các chất chứa luôn luôn được nhào trộn bởi sự co bóp của dạ cỏ, sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ra khỏi dạ cỏ và các cơ chất được nạp vào thông qua thức ăn, nhờ vậy dòng dinh dưỡng được lưu thông liên tục; Có sự chế tiết vào dạ cỏ những chất cần thiết cho vi sinh vật phát triển và khuyếch tán ra ngoài những sản phẩm tạo ra trong dạ cỏ, làm cho áp suất thẩm thấu của dạ cỏ luôn ổn định; Nước bọt đổ vào dạ cỏ liên tục và duy trì thức ăn ở dạng lỏng, tạo thuận tiện cho VSV tiêu hoá thức ăn.
Thời gian thức ăn tồn lưu trong dạ cỏ kéo dài tạo điều kiện cho vi sinh vật công phá. Những điều kiện đó là lý tưởng cho sự phát triển của VSV trong dạ cỏ. Các chất khí mà chủ yếu là khí CO2 và khí CH4 là sản phẩm trao đổi cuối cùng của quá trình lên men dạ cỏ. Hầu hết các chất khí được thải ra ngoài thông qua quá trình ợ hơi.
Sự vận chuyển sản phẩm cuối cùng ra khỏi dạ cỏ có ảnh hưởng to lớn đến sự cân bằng sinh thái trong dạ cỏ, nó biến dạ cỏ thành môi trường lên men liên tục. Các 8 vật liệu đã được tiêu hóa và sinh khối VSV thường xuyên chuyển xuống phần dưới của đường tiêu hóa, vì vậy số lượng VSV luôn luôn duy trì ở mức ổn định. Vận tốc di chuyển chất chứa dạ cỏ xuống ruột là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình tiêu hóa dạ cỏ và nó được xác định bởi một số yếu tố như: dung tích dạ cỏ, nhu động dạ cỏ, lượng thức ăn ăn vào và quá trình lên men.