Tổng quan luận án

Sơn La là một tỉnh miền núi thuộc khu vực Tây Bắc Việt Nam với diện tích tự nhiên rộng khoảng 1,4 triệu ha, quy mô dân số 1.252,7 nghìn người và mật độ dân số thấp đạt 89 người/km² (theo số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2020). Tỉnh có tiềm năng phát triển đàn gia súc ăn cỏ, thể hiện qua việc số lượng đàn trâu bò liên tục gia tăng. Riêng tại Công ty Cổ phần Giống bò sữa Mộc Châu, quy mô đàn bò sữa ghi nhận trên 21.000 con. Sự phát triển nhanh của đàn gia súc nhai lại đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc cung ứng nguồn thức ăn thô xanh ổn định quanh năm.

Tuy nhiên, Sơn La đang đối mặt với tình trạng thiếu hụt thức ăn thô, đặc biệt gay gắt vào mùa đông do diện tích đất dành cho trồng cỏ bị thu hẹp dần trước nhu cầu chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất có hiệu quả kinh tế cao hơn. Song song với đó, việc mở rộng diện tích trồng cây chanh leo (Passiflora edulis) phục vụ công nghiệp chế biến và xuất khẩu – tiêu biểu là chuỗi liên kết của Tập đoàn Nafood Tây Bắc – đã tạo ra khối lượng phụ phẩm vỏ quả rất lớn. Theo Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La (2021), diện tích chanh leo năm 2020 của tỉnh đạt 1.900 ha với năng suất 30–50 tấn/ha, trong đó cùi vỏ chiếm gần 1/2 khối lượng quả, tương đương khoảng 38.000 tấn vỏ quả chanh leo thải ra mỗi năm. Nguồn phụ phẩm này có hàm lượng nước và xơ cao, protein ở mức khá nhưng dễ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý và thải bỏ trực tiếp.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án xác định là: Cho đến thời điểm thực hiện đề tài, tại Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu nào được tiến hành nhằm chế biến và sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho gia súc nhai lại, đặc biệt là bò sữa. Việc nghiên cứu bảo quản, ủ chua và phối chế khẩu phần từ vỏ quả chanh leo là cần thiết nhằm giải quyết lợi ích kép: tạo nguồn thức ăn tại chỗ giá rẻ giúp hạ giá thành chăn nuôi bò sữa, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chất thải chế biến hoa quả.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác lập cụ thể như sau:

  • Mục tiêu chung: Sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa nhằm góp phần phát triển chăn nuôi bò sữa bền vững ở Sơn La.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Xác định được khối lượng, thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho bò sữa.
    2. Xác định được các công thức ủ chua để bảo quản vỏ quả chanh leo làm thức ăn cho gia súc nhai lại.
    3. Xác định mức độ sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua phù hợp trong khẩu phần ăn của bê cái và bò vắt sữa.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Vỏ quả chanh leo tím (Passiflora edulis) sau khi khai thác dịch quả, phối hợp với các phụ phẩm nông nghiệp và thức ăn bổ sung (cây ngô, cỏ voi, lõi ngô, bã mía, rỉ mật, cám gạo, bột sắn, khô đỗ tương, khoáng premix, muối ăn); đàn bê cái Holstein Friesian (HF) 6–7 tháng tuổi và bò cái HF đang khai thác sữa từ tháng thứ 2 đến tháng thứ 5.
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Trung tâm Khoa Chăn nuôi (Học viện Nông nghiệp Việt Nam); Bộ môn Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi (Viện Chăn nuôi); vùng nguyên liệu chanh leo tại các huyện, thành phố thuộc tỉnh Sơn La; Nhà máy chế biến chanh leo Nafood Tây Bắc và các hộ chăn nuôi bò sữa tại huyện Mộc Châu, tỉnh Sơn La.
  • Phạm vi thời gian: Từ tháng 01/2017 đến tháng 09/2021.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã tổng quan hệ thống các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đặc điểm sinh lý tiêu hóa của gia súc nhai lại, tiềm năng các nguồn phụ phẩm nông nghiệp, các phương pháp bảo quản chế biến và hiện trạng sử dụng phụ phẩm cây trồng.

Về đặc điểm tiêu hóa và hệ vi sinh vật dạ cỏ: Tác giả dẫn giải các công trình của Nguyễn Xuân Trạch và cộng sự, Brockman (1993), Theodorou và France (2000), Orskov (1992) nhằm làm rõ vai trò của hệ dạ dày 4 túi (dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế) và hệ sinh thái vi sinh vật cộng sinh (vi khuẩn mật độ $10^9 - 10^{10}/\text{ml}$, protozoa $10^5 - 10^6/\text{ml}$, nấm $10^3 - 10^5/\text{ml}$). Hệ vi sinh vật này có khả năng phân giải liên kết $\beta$-1,4-glucoside của chất xơ và tổng hợp protein từ hợp chất nitơ phi protein ($\text{NH}_3$), tạo ra các axit béo bay hơi cung cấp năng lượng cho vật chủ.

Về tình hình nghiên cứu và sử dụng phụ phẩm nông nghiệp:

  • Trên thế giới: Các công trình của Preston (1987), Chenost và Kayuli (1997) chứng minh xử lý rơm bằng urê giúp nâng cao hệ số tiêu hóa thêm 8–12 đơn vị %, tăng lượng nitơ lên gấp 2 lần và tăng lượng thức ăn thu nhận từ 25–50%. Dolberg và Finlaysin (1995), Lê Viết Ly (1995) công bố các kết quả vỗ béo bò tại Trung Quốc bằng bã mía kiềm hóa NaOH, hạt bông, rỉ mật và urê ép viên, giúp bò đạt tăng trọng 781–892 g/con/ngày. Preston và Leng (1991), Leng (2003) phát triển tảng liếm và bánh dinh dưỡng urê – rỉ mật cho bò vỗ béo đạt tăng khối lượng từ 865,8 đến 921,4 g/con/ngày.
  • Tại Việt Nam: Bùi Văn Chính và cộng sự (2001), Phạm Kim Cương và cộng sự (2001), Nguyễn Trọng Tiến (1993), Đặng Thái Hải và Nguyễn Trọng Tiến (1995), Nguyễn Xuân Trạch và Trần Thị Uyên (1997), Cù Xuân Dần và Nguyễn Xuân Trạch (1999a, b), Phạm Kim Cương (2008) đã nghiên cứu sâu về xử lý rơm lúa bằng urê (mức 3–5%) và vôi (CaO), giúp giảm tỷ lệ NDF, ADF, ADL và tăng hàm lượng nitơ cố định. Bùi Quang Tuấn (2000, 2005, 2007), Nguyễn Văn Hải và cộng sự (2003), Lại Thị Nhài (2005), Trương La (2010), Vũ Chí Cương (2007), Đỗ Thị Thanh Vân và cộng sự (2016), Nguyễn Hữu Văn và cộng sự đã nghiên cứu ủ chua thân lá cây ngô sau thu hoạch, lõi ngô nghiền (tỷ lệ 10–20%), ngọn lá sắn và thân lá lạc. Bùi Văn Chính và cộng sự (1999), Nguyễn Văn Hải (2009), Trương La và Đậu Thế Năm (2002), Nguyễn Nhựt Xuân Dung và cộng sự (2006), Vũ Văn Nội và cộng sự (2003), Trương La và cộng sự (2008a, b) đã xác định hiệu quả sử dụng bã mía kiềm hóa, vỏ ca cao khô, trái điều ủ và vỏ xơ mít trong khẩu phần bò thịt và bò sữa.

Về nghiên cứu sử dụng vỏ quả chanh leo làm thức ăn gia súc:

  • Tác giả điểm lại các nghiên cứu quốc tế từ Nam Mỹ: Alves và cộng sự (2015), Sena và cộng sự (2015), Santos-Cruz và cộng sự (2013), Azevêdo và cộng sự (2011, 2012), Almeida và cộng sự (2018), Cruz và cộng sự (2011), Silva và cộng sự (2015), Janaina và cộng sự (2015), Oliveira và cộng sự (2016), Hu và cộng sự, Cristiane và cộng sự (2020), Carlota và cộng sự (2018), Bussolo và cộng sự (2018). Các kết quả này chỉ ra vỏ quả chanh leo có hàm lượng protein dao động từ 6,80% đến 15,29% VCK, giàu carbohydrate hòa tan nhưng có hàm lượng chất khô thấp (khoảng 16,40%), khả năng giữ nước cao ($6,30 - 14,9\text{ g }\text{H}_2\text{O/g}$). Alves và cộng sự (2015) ghi nhận thay thế 22% vỏ bã dứa bằng vỏ chanh leo khô giúp bò sữa đạt sản lượng sữa 39,7 kg/con/ngày; bò đực ăn khẩu phần vỏ chanh leo tăng trọng 1,3 kg/ngày so với 0,14 kg/ngày ở khẩu phần cao lương ủ.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết: Mặc dù vỏ chanh leo đã được thử nghiệm ở một số quốc gia Nam Mỹ, việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm kiểm soát độ ẩm, cân bằng dinh dưỡng, thiết lập công thức ủ chua phối hợp với phụ phẩm địa phương (lõi ngô, bã mía, rỉ mật), ủ thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR) và ứng dụng trực tiếp trên đàn bò sữa HF trong điều kiện chăn nuôi thực tế tại miền núi phía Bắc Việt Nam vẫn chưa được thực hiện.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án dựa trên lý thuyết tiêu hóa và chuyển hóa chất dinh dưỡng của động vật nhai lại kết hợp với nguyên lý bảo quản thức ăn bằng phương pháp lên men yếm khí (ủ chua):

  • Cơ chế ủ chua: Thức ăn thô được nén chặt trong điều kiện kín khí. Vi khuẩn lên men chuyển hóa đường hòa tan (glucose, sacarose, fructose, pentose) thành axit lactic và các axit hữu cơ khác. Khi độ pH giảm xuống mức 3,7–4,5, các enzym thực vật và vi sinh vật gây hại bị ức chế, giúp bảo quản chất dinh dưỡng lâu dài với mức hao hụt thấp (Vũ Duy Giảng và cs.; Bùi Quang Tuấn và cs., 2012).
  • Động học lên men vi sinh vật: Tác giả áp dụng mô hình chuyển hóa của McDonald và cộng sự (1995) để theo dõi các nhóm vi khuẩn:
    • Vi khuẩn lên men lactic đồng chất (Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus, Enterococcus faecalis): $1\text{ Glucose} \rightarrow 2\text{ Axit lactic}$; $2\text{ Fructose} \rightarrow 2\text{ Axit lactic}$; $1\text{ Pentose} \rightarrow \text{Axit lactic} + \text{Axit axetic}$.
    • Vi khuẩn lên men lactic dị chất (Lactobacillus brevis, Leuconostoc mesenteroides): $1\text{ Glucose} \rightarrow \text{Axit lactic} + \text{Etanol} + \text{CO}_2$; $3\text{ Fructose} \rightarrow \text{A. axetic} + \text{CO}_2$.
    • Vi khuẩn Clostridia phân giải đường ($2\text{ Axit lactic} \rightarrow \text{Axit butyric} + 2\text{CO}_2 + 2\text{H}_2$) và phân giải protein (khử amin, khử cacboxyl sinh $\text{NH}_3$, amin, axit butyric).
    • Enterobacteria phân giải đường tạo axit axetic, etanol, $\text{CO}_2$, $\text{H}_2$ và amoniac ở giai đoạn đầu.

Phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp đồng bộ các phương pháp điều tra thực địa, phân tích hóa học trong phòng thí nghiệm, lên men in vitro và thí nghiệm nuôi dưỡng trên gia súc:

  1. Phương pháp điều tra:

    • Điều tra thứ cấp: Thu thập số liệu diện tích, năng suất, sản lượng từ báo cáo thống kê của Sở NN&PTNT Sơn La, Phòng NN&PTNT các huyện và UBND các cấp.
    • Điều tra sơ cấp: Phỏng vấn trực tiếp có sự tham gia bằng phiếu điều tra tại 3 huyện trồng chanh leo trọng điểm (mỗi huyện 3 xã, mỗi xã 10 hộ; tổng số 90 hộ) về cơ cấu giống, diện tích, năng suất, sản lượng.
    • Khảo sát khối lượng thành phần quả: Thu thập mẫu ngẫu nhiên từ Nhà máy Nafood Tây Bắc (lô quả phân loại ép dịch); chọn 50 quả ngẫu nhiên, sử dụng cân điện tử ME-T (Đức) để cân khối lượng quả tươi, tách dịch, tách hạt và xác định khối lượng cùi vỏ.

  2. Phương pháp phân tích hóa học và giá trị năng lượng:

    • Lấy mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 4325-2007.
    • Phân tích vật chất khô (VCK) theo TCVN 4326:2007; khoáng tổng số (Ash) theo TCVN 4327:2007; protein thô (CP) theo TCVN 4328-2007; xơ thô (CF) theo TCVN 4329:2007; lipid thô (EE) theo TCVN 4331:2007.
    • Ước tính giá trị năng lượng cho bò theo tiêu chuẩn NRC (2016): $$\text{GE (kcal/kg VCK)} = 4143 + 56 \times \text{EE} + 15 \times \text{CP} - 44 \times \text{Ash}$$ $$\text{DE (Mcal/kg VCK)} = \frac{-4,4 + 1,1 \times \text{GE} - 0,024 \times \text{CF}}{4,184}$$ (Trong đó EE, CP, Ash tính theo % VCK; GE tính bằng MJ; CF tính bằng g/kg VCK).

  3. Phương pháp bố trí thí nghiệm ủ chua:

    • Thí nghiệm 1 (Phòng thí nghiệm): Đánh giá 5 công thức ủ vỏ quả chanh leo phối hợp với lõi ngô khô, bã mía và rỉ mật. Thí nghiệm gồm 5 công thức $\times$ 3 thời gian theo dõi $\times$ 3 lần lặp lại = 45 bình thủy tinh (dung tích 10 lít, chứa 8 kg thức ăn/bình). Lấy mẫu tại các thời điểm 0, 30, 60 và 90 ngày sau ủ.
    • Thí nghiệm 2 (Phòng thí nghiệm): Đánh giá 4 công thức thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR). Bố trí 4 công thức $\times$ 2 thời gian $\times$ 3 lần lặp lại = 24 bình (dung tích 5–10 lít). Lấy mẫu tại 0, 3 và 5 tuần sau ủ.
    • Thí nghiệm 3 (Thực địa): Lựa chọn 3 công thức ủ chua và 2 công thức FTMR tối ưu từ phòng thí nghiệm để ủ trong túi nylon (kích thước rộng 1,8m $\times$ cao 3,1m, khối lượng 750 kg thức ăn/túi, lặp lại 3 lần) tại hộ chăn nuôi ở Mộc Châu. Kiểm tra tính ngon miệng bằng cách xác định lượng thu nhận thức ăn trong 60 phút trên bò sữa HF (9 bò cho thức ăn ủ chua, 6 bò cho FTMR, theo dõi liên tục 6 ngày).
    • Thí nghiệm 4 (Nuôi dưỡng và in vitro): Thí nghiệm trên 15 bê cái HF (6–7 tháng tuổi) và 15 bò vắt sữa (tháng thứ 2–5). Đánh giá 3 khẩu phần: Đối chứng (65% cây ngô ủ), TN1 (thay thế 50% cây ngô ủ bằng vỏ chanh leo ủ), TN2 (thay thế 100% cây ngô ủ bằng vỏ chanh leo ủ). Kết hợp đánh giá giá trị dinh dưỡng và năng lượng trao đổi bằng phương pháp sinh khí dạ cỏ (in vitro gas production) tại Viện Chăn nuôi.

  4. Phương pháp phân tích phẩm chất thức ăn ủ và xử lý số liệu:

    • Đo pH theo phương pháp Hartley và Jones (1978) bằng máy đo pH HANNA HI 8424 (Singapore).
    • Định lượng axit lactic, axit axetic, axit butyric bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
    • Định lượng $\text{NH}_3\text{-N}$ theo phương pháp Kjeldahl không công phá mẫu (dùng bột MgO đẩy $\text{NH}_3$).
    • Xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Minitab 16. Xây dựng phương trình hồi quy Partial Least Squares (PLS) để ước tính khối lượng vỏ quả. Phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA) và hai nhân tố (Two-way ANOVA) theo mô hình: $$Y_{ijk} = \mu + a_i + b_j + e_{ijk}$$ So sánh cặp đôi các giá trị trung bình bằng phép thử Tukey ở mức ý nghĩa $P < 0,05$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tập trung phân tích cơ sở lý luận và tổng hợp các nguồn tư liệu thực tiễn về dinh dưỡng gia súc nhai lại và nguồn phụ phẩm nông nghiệp:

  • Trình bày giải phẫu và sinh lý dạ dày bốn túi, nhấn mạnh cơ chế trao đổi chất yếm khí, quá trình phân giải carbohydrate, chu trình nitơ và vai trò đệm của nước bọt duy trì pH ổn định ở $38 - 42^\circ\text{C}$.
  • Tổng hợp tiềm năng các nguồn phụ phẩm cây trồng chính tại Việt Nam năm 2019 dựa trên số liệu thống kê:
Tên phụ phẩm Diện tích gieo trồng (triệu ha/năm) Sản lượng chính (triệu tấn/năm) Khối lượng phụ phẩm (triệu tấn VCK/năm)
Rơm lúa 7,47 43,5 33,50
Cây ngô sau thu hoạch 0,99 4,8 4,90
Lõi ngô - - 0,72
Dây lạc 0,25 0,63 0,50
Ngọn, lá sắn 0,52 14,3 2,95
Dây khoai lang 0,12 1,43 1,15
Lá mía 0,29 6,6 3,00
Rỉ mật - - 0,45
Hạt bông 0,025 0,5 0,02
Tổng cộng - - 47,19
  • Đánh giá các phương pháp bảo quản chế biến phụ phẩm giàu xơ: phân tích ưu nhược điểm của phương pháp làm khô (phơi/sấy) và làm rõ bản chất sinh hóa của phương pháp ủ chua (các pha hô hấp hiếu khí, hô hấp yếm khí, phân giải protein và lên men vi khuẩn).
  • Khái quát đặc điểm sinh học cây chanh leo tím (Passiflora edulis) và chanh leo vàng (P. edulis f. flavicarpa), quy trình chế biến nước ép ly tâm thu hồi phụ phẩm vỏ tại Nhà máy Nafood Tây Bắc, cùng các rào cản kỹ thuật khi sử dụng vỏ chanh leo (ẩm độ cao >80%, nguy cơ tồn dư thuốc bảo vệ thực vật và nitrit).

Chương 2: Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết quy trình tổ chức thực nghiệm, các công thức phối chế và thiết kế thống kê:

  • Thiết kế công thức thí nghiệm ủ chua phối hợp (Thí nghiệm 1):

    • CT1: 100% vỏ quả chanh leo.
    • CT2: 98% vỏ quả chanh leo + 2% rỉ mật.
    • CT3: 75% vỏ quả chanh leo + 20% lõi ngô khô + 5% rỉ mật.
    • CT4: 75% vỏ quả chanh leo + 20% bã mía + 5% rỉ mật.
    • CT5: 75% vỏ quả chanh leo + 10% bã mía + 10% lõi ngô khô + 5% rỉ mật. (Tất cả tỷ lệ tính theo khối lượng dạng sử dụng).

  • Thiết kế công thức thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men FTMR (Thí nghiệm 2):

Thành phần nguyên liệu FTMR1 (% VCK) FTMR2 (% VCK) FTMR3 (% VCK) FTMR4 (% VCK)
Vỏ quả chanh leo 12,50 25,00 25,00 25,00
Lõi ngô khô - - - 10,00
Bã mía - - 10,00 -
Cây ngô chín sáp 25,00 25,00 30,00 30,00
Cỏ voi 12,50 - - -
Bột ngô 12,50 12,50 12,00 12,00
Bột sắn 12,50 12,50 - -
Rỉ mật 10,00 10,00 10,00 10,00
Khô đỗ tương 15,00 15,00 13,00 13,00
Tổng cộng 100,00 100,00 100,00 100,00

Giá trị dinh dưỡng tính toán ban đầu của các công thức FTMR:

  • FTMR1: VCK 34,16%; ME 10,56 MJ/kg VCK; CP 15,66% VCK; CF 17,35% VCK.

  • FTMR2: VCK 32,59%; ME 10,47 MJ/kg VCK; CP 15,92% VCK; CF 16,79% VCK.

  • FTMR3: VCK 30,75%; ME 9,95 MJ/kg VCK; CP 15,10% VCK; CF 21,37% VCK.

  • FTMR4: VCK 31,54%; ME 9,91 MJ/kg VCK; CP 15,09% VCK; CF 21,23% VCK.

  • Thiết kế khẩu phần thử nghiệm trên bê cái HF (Thí nghiệm 4):

Chỉ tiêu dinh dưỡng Lô Đối chứng (ĐC) Lô Thí nghiệm 1 (TN1) Lô Thí nghiệm 2 (TN2)
Thành phần nguyên liệu (% theo VCK)
Vỏ quả chanh leo ủ chua (CT3) - 32,50 65,00
Cây ngô ủ chua 65,00 32,50 -
Cỏ voi 15,00 15,00 15,00
Thức ăn tinh hỗn hợp 20,00 20,00 20,00
Giá trị dinh dưỡng phân tích
Vật chất khô (VCK, %) 31,30 32,00 32,70
ME (MJ/kg VCK) 9,25 9,17 9,09
Protein thô (CP, % VCK) 11,50 11,70 11,90
Xơ thô (CF, % VCK) 25,50 25,60 25,60

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

Luận án đã tự công bố các đóng góp mới về mặt học thuật và thực tiễn:

  1. Là công trình khoa học đầu tiên tại Việt Nam đánh giá toàn diện tiềm năng trữ lượng, thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của vỏ quả chanh leo làm nguyên liệu thức ăn cho bò sữa.
  2. Xây dựng và chuẩn hóa thành công các công thức ủ chua vỏ quả chanh leo phối hợp với phụ phẩm giàu xơ (lõi ngô khô, bã mía, rỉ mật) và công thức thức ăn hỗn hợp hoàn chỉnh lên men (FTMR).
  3. Xác lập các công thức khẩu phần ăn phù hợp cho bê cái và bò vắt sữa có sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua thay thế cây ngô ủ chua truyền thống.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

  • Ý nghĩa khoa học:
    • Thiết lập phương trình hồi quy Partial Least Squares (PLS) cho phép ước tính nhanh trữ lượng vỏ quả chanh leo dựa trên khối lượng quả tươi.
    • Tư liệu hóa bộ cơ sở dữ liệu về thành phần hóa học (VCK, CP, EE, CF, Ash) và giá trị năng lượng (GE, DE, ME theo NRC 2016) của phụ phẩm chanh leo.
    • Cung cấp dẫn liệu khoa học về động học lên men yếm khí, sự biến đổi pH, nồng độ $\text{NH}_3\text{-N}$ và hàm lượng các axit béo bay hơi (lactic, axetic, butyric) khi ủ phối hợp vỏ chanh leo.
    • Xác định tỷ lệ thay thế thích hợp của vỏ chanh leo ủ chua đối với các loại thức ăn thô thông dụng trong chăn nuôi bò sữa.
  • Ý nghĩa thực tiễn:
    • Giải quyết bài toán thiếu hụt thức ăn thô xanh trong mùa khô/mùa đông cho người chăn nuôi bò sữa tại Sơn La, giúp hạ giá thành thức ăn và tăng hiệu quả kinh tế chăn nuôi hộ gia đình/trang trại.
    • Hỗ trợ các doanh nghiệp chế biến hoa quả (như Nafood Tây Bắc) giải quyết bài toán chất thải hữu cơ, cắt giảm chi phí thuê xử lý môi trường đô thị và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường cục bộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung được văn bản đề cập, các hạn chế và định hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm:

  • Hạn chế:
    • Vỏ quả chanh leo tươi có tỷ lệ vật chất khô thấp (khoảng 16,40%) và hàm lượng nước cao, dẫn đến nguy cơ hao hụt chất dinh dưỡng và thối hỏng nhanh nếu không được tổ chức thu gom, xử lý băm thái và ủ chua kịp thời trong ngày.
    • Tính thời vụ trong thu hoạch quả chanh leo (tập trung vào các tháng 3–5 và 8–12) tạo ra sự mất cân đối về nguồn nguyên liệu tươi giữa các thời điểm trong năm.
    • Nguy cơ tiềm ẩn về dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật và tích tụ nitrit trên vỏ quả trong quá trình canh tác nếu không được kiểm soát chặt chẽ từ vùng trồng nguyên liệu.
    • Chi phí thu gom và vận chuyển phụ phẩm tươi có khối lượng lớn, cồng kềnh từ nhà máy về nông hộ phát sinh đáng kể nếu cự ly vận chuyển xa.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Hoàn thiện quy trình công nghệ bảo quản và ủ chua vỏ quả chanh leo ở quy mô công nghiệp (hầm ủ, silo quy mô lớn) nhằm dự trữ dài hạn vượt mùa vụ.
    • Tiếp tục theo dõi ảnh hưởng lâu dài của khẩu phần chứa vỏ chanh leo ủ chua đến năng suất sữa cả chu kỳ, chất lượng sữa (tỷ lệ bơ, protein sữa, tồn dư hương vị lạ) và sức khỏe sinh sản của bò sữa qua nhiều lứa đẻ.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với nhiều nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Chăn nuôi, Dinh dưỡng và Thức ăn Chăn nuôi, Nông nghiệp Nhiệt đới tại các trường đại học (Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Đại học Tây Bắc,...) và các viện nghiên cứu (Viện Chăn nuôi). Phần đáng tham khảo nhất là phương pháp luận bố trí thí nghiệm ủ chua đa nhân tố, phương pháp đánh giá sinh khí dạ cỏ in vitro kết hợp mô hình phân tích ANOVA trên Minitab.
  • Kỹ sư dinh dưỡng và nhà quản lý trang trại bò sữa: Đặc biệt tại các đơn vị chăn nuôi tập trung như Công ty Cổ phần Giống bò sữa Mộc Châu và các nông hộ vùng Tây Bắc. Giá trị ứng dụng nằm ở các bảng công thức phối trộn FTMR (Bảng 2.2a, 2.2b) và công thức khẩu phần thay thế ngô ủ (Bảng 2.3a, 2.3b), cho phép áp dụng ngay vào thực tế sản xuất.
  • Cơ quan quản lý nông nghiệp và doanh nghiệp chế biến hoa quả: Sở NN&PTNT tỉnh Sơn La, các hợp tác xã và Tập đoàn Nafood Tây Bắc có thể sử dụng các phương trình và định mức kinh tế – kỹ thuật trong luận án để xây dựng chuỗi liên kết kinh tế tuần hoàn giữa trồng trọt, chế biến xuất khẩu và chăn nuôi đại gia súc.

Câu hỏi thường gặp

1. Khối lượng phụ phẩm vỏ quả chanh leo phát sinh hàng năm tại tỉnh Sơn La là bao nhiêu?
Theo số liệu của Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Sơn La (2021) được trích dẫn trong luận án, diện tích trồng chanh leo năm 2020 đạt 1.900 ha với năng suất quả đạt 30–50 tấn/ha. Do phần cùi vỏ chiếm gần 1/2 khối lượng quả tươi nên lượng phụ phẩm vỏ quả chanh leo thải ra hàng năm tại Sơn La ước tính khoảng 38.000 tấn.

2. Trở ngại sinh hóa chính khi sử dụng vỏ quả chanh leo tươi làm thức ăn gia súc là gì?
Vỏ quả chanh leo tươi có hàm lượng nước rất cao, tỷ lệ vật chất khô thấp (chỉ khoảng 16,40%) và biến động theo thời gian lấy dịch, trong khi hàm lượng protein thấp. Nếu cho gia súc ăn tươi với tỷ lệ không hợp lý sẽ làm rối loạn môi trường dạ cỏ, giảm tỷ lệ tiêu hóa xơ; đồng thời nguyên liệu tươi rất nhanh hỏng nếu không được xử lý ủ chua hoặc làm khô.

3. Tại sao khi ủ chua vỏ quả chanh leo lại cần phối trộn với lõi ngô khô, bã mía và rỉ mật?
Việc phối trộn nhằm hai mục đích kỹ thuật chính: thứ nhất là tăng hàm lượng vật chất khô của khối ủ lên mức thích hợp (65–75% ẩm độ) để hạn chế vi khuẩn Clostridia hoạt động; thứ hai là bổ sung nguồn đường dễ tan từ rỉ mật (đảm bảo tỷ lệ đường khử trong hỗn hợp đạt tối thiểu trên 10% tính theo VCK) giúp vi khuẩn lactic phát triển nhanh, nhanh chóng hạ pH xuống mức 3,7–4,5 để bảo quản khối ủ.

4. Khẩu phần thí nghiệm trên bê cái HF sử dụng vỏ quả chanh leo ủ chua theo tỷ lệ nào?
Luận án thiết kế công thức thức ăn thí nghiệm thay thế cây ngô ủ chua bằng vỏ quả chanh leo ủ chua (công thức phối trộn 75% vỏ chanh leo + 20% lõi ngô khô + 5% rỉ mật) ở 2 mức: Lô TN1 thay thế 50% cây ngô ủ (vỏ chanh leo ủ chiếm 32,5% VCK khẩu phần) và Lô TN2 thay thế 100% cây ngô ủ (vỏ chanh leo ủ chiếm 65,0% VCK khẩu phần), kết hợp với 15% cỏ voi và 20% thức ăn tinh hỗn hợp.

Kết luận

Luận án tiến sĩ đã giải quyết vấn đề tận dụng nguồn phụ phẩm vỏ quả chanh leo từ các nhà máy chế biến tại Sơn La để làm thức ăn cho gia súc nhai lại. Thông qua hệ thống phương pháp thực nghiệm kết hợp từ phòng thí nghiệm, lên men sinh khí in vitro đến thử nghiệm chuồng nuôi trên bò sữa HF, công trình đã xác lập cơ sở dữ liệu về giá trị dinh dưỡng, quy trình ủ chua phối hợp và các công thức khẩu phần tối ưu. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm phát triển chăn nuôi bò sữa bền vững, hạ giá thành sản xuất và giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại địa phương.