Dinh dương và Thức ăn cho bò part 4 pdf

92


ðo trao ñổi hô hấp trong buồng hô hấp
Dụng cụ thường ñược dùng cho gia súc là buồng hô hấp. Có nhiều loại
buồng hô hấp khác nhau hiện ñang ñược sử dụng (hình 3.2). Loại buồng hiện
ñại nhất hiện nay
là hệ thống
buồng mở.
Không khí ñi
qua buồng với
tốc ñộ có thể ño
ñạc ñược và mẫu
không khí ñược
lấy và phân tích
tự ñộng. Như
vậy, CO
2
, CH
4
,
và O
2
tiêu thụ có
thể ñược xác
ñịnh một cách
chính xác bằng
các thiết bị ño
(detectors).
1.3.3. ðo trao ñổi hô hấp ở gia súc không nuôi nhốt
Trao ñổi hô hấp có thể ño ñược nhưng không cần dùng buồng hô hấp mà

dùng mặt nạ (face mask). Mặt nạ này ñược nối với một thiết bị ñể xác ñịnh
lượng O
2
tiêu thụ hoặc cả lượng O
2
tiêu thụ và lượng CO
2
sản xuất ra. Phương
pháp này phù hợp cho việc nghiên cứu mà thời gian ño ñạc ngắn nhưng không
thể ño ñược nhiệt sản xuất ra khi gia súc ñang ăn uống. ðể nghiên cứu trao ñổi
năng lượng một thời gian dài ở gia súc không nuôi nhốt (chăn thả chẳng hạn),
HP có thể ước tính từ tổng lượng CO
2
với ñộ chính xác có thể chấp nhận ñược.
ðể ước tính tổng lượng CO
2
người ta ñưa vào dịch thể của cơ thể gia súc một
loại carbon ñánh dấu ñồng vị phóng xạ (C
14
bicarbonate natri) và lấy mẫu dịch
thể của cơ thể ñể xác ñịnh mức ñộ hoà tan của carbon phóng xạ vào carbon do
cơ thể gia súc tạo ra.

93


1.3.4. ðo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng carbon - nitơ
Trong nghiên cứu năng lượng với buồng hô hấp nhiệt sản xuất ra ñược
uớc tính và năng lượng giữ lại ñược xác ñịnh bằng hiệu số giữa: ME ăn vào -
nhiệt sản xuất ra. Còn có cách lựa chọn khác nữa ñể ước tính năng lượng giữ

lại một cách trực tiếp và tính nhiệt sản xuất ra bằng phương pháp hiệu số.
Dạng dự trữ năng lượng chủ yếu ở gia súc sinh trưởng và vỗ béo là
protein và mỡ, năng lượng dự trữ dưới dạng carbohydrate là nhỏ và tương ñối
ổn ñịnh. Số lượng protein và mỡ dự trữ có thể ñược ước tính bằng cách tiến
hành các thí nghiệm cân bằng carbon - ni tơ. Thông qua việc ño lượng carbon,
nitơ ñi vào và ra khỏi cơ thể chúng ta tính ñược phần carbon, nitơ ñược giữ lại
trong cơ thể. Lượng năng lượng giữ lại sau ñó có thể tính ñược bằng cách lấy
số lượng chất dinh dưỡng ñược giữ lại nhân với giá trị năng lượng của chất
dinh dưỡng ñó.
Cả carbon và nitơ ñều ñi vào cơ thể duy nhất thông qua thức ăn và nitơ
rời khỏi cơ thể duy nhất qua phân và nước tiểu. Carbon còn rời khỏi cơ thể ở
CO
2
và CH
4
, và thí nghiệm cân bằng phải ñược tiến hành trong các buồng hô
hấp. Cách tính toán năng lượng tích lũy ñược ñược mô phỏng trong một ví dụ
sau ñây cho một gia súc dự trữ năng lượng ở cả dạng protein và mỡ. Ở gia súc
kiểu này lượng carbon và nitơ ăn vào sẽ lớn hơn lượng carbon và nitơ thải ra,
và gia súc ở trạng thái cân bằng dương về năng lượng. Số lượng protein dự trữ
ñược tính bằng cách nhân cân bằng nitơ với 1000/160 (= 6,25) vì protein của
cơ thể có chứa khoảng 160 g nitơ/kg. Protein cũng chứa 512g carbon và số
lượng carbon ñược dự trữ trong protein cũng có thể tính ñược. Phần carbon
còn lại ñược giữ lại trong mỡ và có chứa khoảng 746g C/kg. Vì thế, mỡ dự trữ
ñược tính bằng cách chia cân bằng carbon, trừ phần ñã dự trữ trong protein,
với 0,746. Năng lượng dự trữ trong protein và mỡ sau ñó ñược tính toán bằng
cách sử dụng các giá trị năng lượng trung bình cho các mô của cơ thể gia súc.
Những giá trị này thay ñổi tuỳ thuộc vào loài gia súc, ñối với bò và cừu, giá trị
hiện ñược sử dụng là 39,3MJ/kg cho mỡ và 23,6 MJ/kg cho protein. Ví dụ về
cách tính toán cho một thí nghiệm cân bằng ñược trình bày ở bảng 3. 4.

Bảng 3.4. Tính toán năng lượng tích lũy và nhiệt sản xuất ra của một cừu từ
thí nghiệm cân bằng carbon - nitơ (Blaxter et al.,1955. J.of Agric. Sci.,
Cambridge, 46:292)
94



Kết quả của thí nghiệm 24 h

C (g)

N (g)

Năng lượng (MJ)

Lượng thức ăn ăn vào 684,5 41,67 28,41
Thải ra trong phân 279,3 13,96 11,47
Thải ra trong nước tiểu 33,6 25,41 1,50
Thải trong CH
4
20,3 - 1,49
Thải ra trong CO
2
278,0 - -
Cân bằng 73,3 2,3 -
Lượng ME ăn vào - - 13,95
Protein và mỡ tích lũy
Protein tích lũy (g) (2,3 x 6,25) 14,4
Carbon tích lũy trong protein (g) (14,4 x 0,512) 7,4
Carbon tích lũy trong mỡ (g) (73,3-7,4) 65,9

Mỡ tích lũy (g) 65,9/0,746 88,3
Năng lượng tích lũy và nhiệt sản xuất
Năng lượng tích lũy trong protein
(MJ)
(14,4 x13,6) 0,34
Năng lượng tích lũy trong mỡ
(MJ)
(88,3 x 39,3) 3,47
Tổng năng lượng tích lũy (MJ) (0,34 + 3,47) 3,81
Tổng nhiệt sản xuất ra (MJ) (13,95 - 3,81) 10,14
1.3.5. ðo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật giết mổ so sánh (Comparative
Slaughter Technique)
Vì các thí nghiệm ño năng lượng với các buồng hô hấp ñòi hỏi nhiều
trang thiết bị ñắt tiền và lại chỉ tiến hành ñược với một lượng gia súc hạn chế,
nên các phòng thí nghiệm dinh dưỡng gia súc trên thế giới ñã phát triển các kỹ
thuật khác ñể ño năng lượng giữ lại. Trong nhiều thí nghiệm nuôi dưỡng,
lượng DE hoặc ME ăn vào có thể ño ñược với ñộ chính xác cao, nhưng năng
lượng dự trữ trong cơ thể chỉ có thể ước tính thông qua thay ñổi khối lượng.
Tuy nhiên, thay ñổi khối lượng không cho một ước tính chính xác về năng
lượng ñược giữ lại vì trước hết sự thay ñổi khối lượng ñơn giản có thể chỉ
phản ánh sự thay ñổi khối lượng của ñường tiêu hoá, hơn thế nữa hàm lượng
năng lượng dự trữ trong các mô thay ñổi rất lớn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa
95


xương, cơ và mỡ. ðối với năng lượng dự trữ trong trứng và sữa thì dễ dàng
hơn vì gần như không biến ñộng lớn và dễ ño ñạc.
Năng lượng dự trữ tuy vậy có thể xác ñịnh trong các thí nghiệm nuôi
dưỡng, nếu hàm lượng năng lượng của một gia súc ñược ước tính vào lúc bắt
ñâù và lúc kết thức thí nghiệm. Trong các thí nghiệm kiểu này gia súc ñược

chia làm hai nhóm ñồng ñều và sẽ giết mổ một nhóm lúc bắt ñầu thí nghiệm
và nhóm kia sau khi kết thức thí nghiệm. Hàm lượng năng lượng của mỗi gia
súc ñược xác ñịnh bằng Bomb calorimetry, dùng cả cơ thể hoặc cả cơ thể gia
súc ñã nghiền nhỏ hoặc mẫu ñại diện cho các mô của cơ thể sau khi ñã khảo
sát và tính tỷ lệ ñể ñưa vào ñốt. Sau ñó sẽ xây dựng quan hệ giữa khối lượng
cơ thể và hàm lượng năng lượng, quan hệ này sẽ ñược dùng ñể chẩn ñoán hàm
lượng năng lượng trong cơ thể lúc bắt ñầu thí nghiệm của nhóm thứ hai là
nhóm không giết mổ vào lúc bắt ñầu thí nghiệm. Nhóm thứ hai ñược giết mổ
vào lúc kết thúc thí nghiệm cũng sẽ ñược xác ñịnh hàm lượng năng lượng
bằng phương pháp tương tự và sau ñó tính lượng năng lượng dự trữ tăng lên
sau thời gian làm thí nghiệm. Bảng 3.5 là một ví dụ về thí nghiệm loại này. Ở
ñây ñể so sánh buồng hô hấp cũng ñược sử dụng song song.
Bảng 3.5. Ước tính năng lượng tích lũy và nhiệt sản xuất ở gia cầm sử dụng
kỹ thuật giết mổ so sánh (Fuller et al., 1983. J. of Nutr., 113: 1403)

Chi tiết về gà thí nghiệm

Bắt ñầu

Kết thúc

Sai khác
Khối lượng (g) 2755 2823 68
Năng lượng thô (KJ) 27491 28170 679
ME ăn vào (KJ) 2255
Nhiệt sản xuất ra (KJ) 1576
Nhiệt sản xuất ra ño bằng buồng
hô hấp (KJ)
1548
Phương pháp này không yêu cầu trang thiết bị nhưng rất tốn công sức và

tiền của.
1.4. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi
Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi (k) là tỷ số giữa năng lượng thuần
(NE) và năng lượng trao ñổi (ME), k = NE/ME. Hiệu suất sử dụng năng lượng
trao ñổi là chỉ số cần thiết cho việc xác ñịnh nhu cầu dinh dưỡng.
96


Bảng 3.6. Ký hiệu về hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi (k) cho các hoạt
ñộng khác nhau
Hệ số k Hiệu quả sử dụng cho
k
m

k
p

k
f

k
g
(k
pf
)
k
l

k
c

k
w

k
wo

Duy trì
Tích luỹ protein
Tích luỹ mỡ
Sinh trưởng
Sản xuất sữa
Phát triển bào thai, trứng
Lao tác
Tạo lông, len
Nói chung, mối quan hệ giữa năng lượng trao ñổi và năng lượng tích luỹ
trình bày trên ñồ thị 3.3. ðồ thị 3.3 cho thấy khi ME ăn vào là zero (gia súc
nhịn ñói) thì tích lũy năng lượng là âm. Trong trường hợp ñó gia súc ôxy hoá
chất dự trữ trong cơ thể ñể cung cấp năng lượng cho duy trì các chức năng
quan trọng của cơ thể và năng lượng này mất ñi dưới dạng nhiệt. Khi ME ăn
vào tăng
lên, năng
lượng
tích lũy
giảm dần.
Khi năng
lượng
tích lũy
bằng
zero, ME

ăn vào
thoả mãn
nhu cầu
duy trì
của gia
súc. ME ăn vào tiếp tục tăng thì gia súc bắt ñầu tích luỹ năng lượng cả trong
cơ thể và trong sản phẩm như sữa, trứng. ðộ dốc của ñồ thị liên quan ñến
năng lượng ăn vào và tích luỹ dùng ñể chỉ hiệu quả sử dụng năng lượng trao
ðồ thị 3.3. Hiệu suất sử dụng ME của loài nhai lại
97


ñổi. Ví dụ, nếu ME ăn vào tăng 10 MJ và tích luỹ tăng 7 MJ thì hiệu quả sử
dụng ME là 7/10 = 0,7. Như vậy, HI là 3/10 = 0,3 của ME. Hệ số k thường
ñược sử dụng như ở bảng 3.6.
1.4.1. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì
Gia súc ở trạng thái duy trì thì năng lượng tích luỹ trong sản phẩm bằng
không, vì vậy ME ăn vào chính bằng ME
m
. Cho ñến nay có rất it thí nghiệm
xác ñịnh hiệu quả sử dụng năng lượng cho duy trì trừ một vài thí nghiệm tiến
hành trên gia súc nhai lại (Bảng 3.7).
Bảng 3.7. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì của một số chất
dinh dưỡng và thức ăn
Nhai lại Lợn Gia cầm
Glucose
Tinh bột
Dầu ôliu
Cazein
Axit acetic

Axit propionic
Axit butyric
Ngô
Khẩu phần cân ñối
Cỏ rye non phơi khô
Cỏ rye phơi khô
Cỏ medicago
Cỏ ủ silô
0,94
0,80
-
0,70
0,59
0,86
0,76
0,80
0,70
0,78
0,74
0,82
0,65-0,71
0,95
0,88
0,97
0,76




0,85

0,89
0,97
0,95
0,84




0,90
1.4.2. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho sinh trưởng
Như ñã biết, trong quá trình sinh trưởng gia súc tích luỹ trong cơ thể một
lượng lớn protein và lipit. Quá trình này chính là sự tích luỹ năng lượng. Hiệu
quả sử dụng năng lượng rất khác nhau ñối với từng loại gia súc và từng khẩu
phần hay từng loại thức ăn. Nhìn chung, hiệu quả sử dụng năng lượng cho sinh
trưởng của gia súc nhai lại thấp hơn lợn và biến ñộng hơn. Khi bò và cừu
ñược cho ăn khẩu phần tương tự như khẩu phần cho lợn (các loại hạt cốc) k
g
ít
khi vượt quá 0,62 và thấp hơn giá trị này ở lợn, trung bình là 0,70. Giá trị k
g
98


còn

thấp hơn nữa khi khẩu phần ăn là cỏ và cũng dao ñộng hơn. ðối với cỏ,
thức ăn thô chất lượng thấp k
g
có khi chỉ bằng 0,2.
1.4.3. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho sản xuất sữa (k

l
)
Rất khó ñể xác ñịnh hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho sản xuất
sữa riêng biệt vì sản xuất sữa luôn ñi kèm với tăng mỡ hoặc protein dự trữ
trong cơ thể hoặc giảm mỡ hoặc protein dự trữ trong cơ thể. Vì vậy, phải dùng
các thuật toán ñể ước tính phần năng lượng trao ñổi ñược sử dụng cho tổng
hợp sữa. Hơn nữa, ñể tổng hợp sữa cần có các khẩu phần phức tạp chứ không
thể là một thức ăn ñơn lẻ như trường hợp xác ñịnh hiệu quả sử dụng năng
lượng trao ñổi cho duy trì và sinh trưởng.
Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi ñể sản xuất sữa của gia súc nhai
lại nằm trong khoảng từ 0,56 ñối với khẩu phần nghèo dinh dưỡng nhất (7 MJ
ME/kg vật chất khô) ñến 0,66 ñối với khẩu phần tốt nhất (13MJ ME/kg vật
chất khô). Giá trị trung bình của k
l
là 0,6 hoặc 0,62. Hiệu suất sử dụng năng
lượng tạo sữa cao hơn nhiều so với sinh trưởng vì dạng năng lượng dự trữ
trong sữa ñơn giản hơn, chúng là ñường lactose và các axit béo mạch ngắn.
1.4.4. Các yếu tố khác ảnh hưởng ñến hiệu suất sử dụng năng lượng trao
ñổi
Nhiều yếu tố khác cũng ảnh hưởng ñến hiệu suất sử dụng năng lượng
trao ñổi của thức ăn. Yếu tố ñầu tiên là ảnh hưởng kết hợp khi hai hay nhiều
loại thức ăn ñược sử dụng trong một khẩu phần. Người ta ñã thấy là hiệu suất
sử dụng năng lượng trao ñổi của bột ngô cho vỗ béo k
f
dao ñộng từ 0,58 ñến
0,74 tùy thuộc vào bản chất của khẩu phần cơ sở sử dụng kèm với ngô. Ảnh
hưởng kết hợp của thức ăn ñến hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi ở gia súc
nhai lại chính là ảnh hưởng kết hợp của các thức ăn ñến tỷ lệ tiêu hóa của toàn
khẩu phần và hấp thu năng lượng. ðiều này có nghĩa là hiệu suất sử dụng năng
lượng trao ñổi của một thức ăn nào ñó là không cố ñịnh mà tùy thuộc vào việc

thức ăn ñó ñược dùng trong khẩu phần với những thức ăn nào, tỷ lệ bao nhiêu.
Cân bằng các chất dinh dưỡng trong khẩu phần cũng ảnh hưởng ñến hiệu
suất sử dụng năng lượng trao ñổi. Ví dụ, gia súc vỗ béo sử dụng năng lượng có
hiệu quả cao hơn khi khẩu phần nhiều carbohydrate hơn protein. Tương tự
vậy, một gia súc ñang giai ñoạn sinh trưởng sử dụng năng lượng tốt hơn nếu
99


khẩu phần giàu protein. Thiếu khoáng và vitamin làm giảm hiệu quả sử dụng
năng lượng. Ví dụ, thiếu P làm giảm hiệu quả sử dụng 10% ở bò.
1.5. Một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn cho gia súc
nhai lại
Trong 200 năm qua có một số hệ thống ñánh giá giá trị năng lượng của
thức ăn gia súc ñã ñựoc tạo lập. Vì vậy khó mà có thể nói về tất cả các hệ
thống này một cách chi tiết ở ñây. Tuy nhiên những hệ thống quan trọng nhất
sẽ ñược mô tả ở phần sau ñây.
1.5.1. ðơn vị cỏ khô
ðơn vị cỏ khô (hay unit) ñược Albrecht von Thaer mô tả vào năm 1809,
mặc dù vẫn còn chưa rõ ai là tác giả của hệ thống này. ðây là cố gắng ñầu tiên
giới thiệu một giá trị thay thế có nghĩa là một giá trị cho phép biết ñược cần
bao nhiêu một loại thức ăn nào ñó ñể thay thế một ñơn vị thức ăn tiêu chuẩn
mà không gây ra bất cứ một sự thay ñổi nào về năng suất.
1.5.2. Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá ñược
Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá ñược (Total digestible nutrients -
TDN) ñược phát triển ñã gần 200 năm nay, ñể khắc phục phương pháp phân
tích tương ñối (Weende) không mô tả một cách ñầy ñủ giá trị dinh dưỡng của
thức ăn. Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hoá (TDN) của một kg chất khô của
một thức ăn nào ñó ñược tính như sau:
TDN g/kg = DCP + (DEE x 2,25) + DCF + DNFE
Ở ñây: DCP, DEE, DCF, DNFE lần lượt là protein tiêu hoá, chất béo tiêu

hoá, xơ thô tiêu hoá và bột ñường tiêu hoá (g)
Hệ thống TDN ñã ñược sử dụng rộng nhất ở Bắc Mỹ và hiện vẫn còn
ñược sử dụng ở một phạm vi nhất ñịnh tại Nam Mỹ, châu Phi và châu Á.
1.5.3. ðơn vị thức ăn Scandinavian
ðơn vị thức ăn Scandinavian (SFU) có nguồn gốc từ ðan Mạch vào
khoảng những năm 1880, tại ñây người ta coi 1 kg thức ăn tinh là một ñơn vị
thức ăn. Thức ăn tinh vào thời ñiểm này là hỗn hợp của ngũ cốc (yến mạch và
ñại mạch), nhưng sau ñó (1915- 1916) các nước Bắc Âu ñồng ý sử dụng 1 kg
ñại mạch là một ñơn vị thức ăn chuẩn. Nhờ Niels Johannes Fjord và Nils
100


Hansson, SFU ñã ñược phát triển mạnh hơn và nhiều thí nghiệm nuôi dưỡng
ñã ñược tiến hành ñể xác ñịnh giá trị thay thế của rất nhiều thức ăn khác so với
ñơn vị chuẩn. Ngày nay, SFU ñược tính bằng phương pháp tương tự như ñơn
vị thức ăn cho vỗ béo trước ñây (Fattening Feed Unit - FFU).
1.5.4. Hệ thống Kellner
Hệ thống Kellner ñược phát triển hơn 100 năm trước ñây do O. Kellner
và sau ñó là G. Fingerling ở ðức. Bởi vì mỡ dự trữ là dạng dự trữ năng lượng
thuần khiết nhất, các thí nghiệm trao ñổi hô hấp ñã ñược tiến hành với việc bổ
sung các chất dinh dưỡng ñơn thuần khiết (protein, mỡ, tinh bột và cellulose)
cho bò ñực thiến trưởng thành. Người ta ñã thấy rằng năng lượng tích lũy dưới
dạng mỡ (KJ) cho 1g chất dinh dưỡng tiêu hóa là:
Tinh bột: 9,87 (100%); cellulose của rơm 10,0 (101%); protein (gluten)
9,37 (94%); mỡ trong các hạt có dầu 23,81 (241%); mỡ trong hạt ngũ cốc
20,92 (212%), mỡ trong cỏ 18,83 KJ (191%). Những số này ñược gọi là nhiệt
lượng thuần ñể vỗ béo và ñược chuyển thành calorie.
1.5.5. Hệ thống ME của ARC (Anh)
Hệ thống năng lượng trao ñổi (hệ thống ME) sử dụng ở Vương quốc Anh
ñầu tiên ñược Blaxter (1962) phát triển và ñược Hội ñồng nghiên cứu nông

nghiệp (Agricultural Research Council - ARC) giới thiệu lần ñầu tiên năm
1965. Sử dụng các ñề nghị của ARC (1965), bộ Nông nghiệp-Thủy sản-Thực
phẩm Vương quốc Anh (1975) ñã ñưa hệ thống ME ñã ñơn giản hóa ra áp
dụng trong sản xuất. Hệ thống này sau ñó ñược ARC xem xét lại và xuất bản
dưới dạng sách: Nhu cầu dinh dưỡng của gia súc nhai lại vào năm 1980 (The
Nutrient Requirements for Ruminant Livestock, 1980). Vào năm 1990, hệ
thống ñã ñược một nhóm nghiên cứu quốc gia ñánh giá lại và sửa ñổi và năm
1993, Hội ñồng nghiên cứu thực phẩm và nông nghiệp Anh (Agricultural and
Food Research Council - AFRC) tái bản lại hệ thống này.
1.5.6. Hệ thống NE của Hội ñồng nghiên cứu quốc gia (Hoa Kỳ)
Hệ thống năng lượng cho bò ở Hoa kỳ của Hội ñồng nghiên cứu quốc gia
(National Research Council – NRC) có một lịch sử khá dài và lần xuất bản gần
ñây nhất (2001) là lần xem xét lại thứ bảy. Hệ thống này khởi nguồn từ TDN,
101


nhưng hiện nay TDN không còn ñược dùng nữa và chuyển TDN thành DE ñể
sử dụng trong hệ thống NE mới.
1.5.7. Hệ thống NE của Van Es ở Hà Lan và Bỉ
Ở Hà Lan, Tiến sỹ A.J.H Van Es vào các năm 1975 và 1978 ñưa ra hệ
thống năng lượng thuần cho tiết sữa (Net Energy System for Lactation, NEl).
Những nguyên tắc của hệ thống này ñược một số nước châu Âu như Pháp, Na-
Uy, Phần Lan áp dụng cho việc ñánh giá giá trị dinh dưỡng thức ăn của mình.
1.6. Hệ thống năng lượng trao ñổi của ARC (Anh)
Như ñã nói ở trên, hệ thống này cho phép ước tính nhu cầu năng lượng
của bò, cừu; gia súc nhai lại ñang sinh trưởng, chửa và tiết sữa. Trong hệ
thống này giá trị năng lượng của thức ăn cũng ñược biểu thị dưới dạng năng
lượng trao ñổi và giá trị năng lượng trao ñổi của một khẩu phần bằng tổng giá
trị năng lượng trao ñổi của các thức ăn thành phần tạo nên khẩu phần ñó. Nhu
cầu năng lượng của gia súc ñược biểu thị bằng năng lượng thuần. ðặc ñiểm

chủ yếu của hệ thống này là một hệ thống các phương trình dự ñoán hiệu quả
sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì, sinh trưởng và tiết sữa. Các dự ñoán
này ñược xác lập trên cơ sở hàm lượng năng lượng trao ñổi của khẩu phần và
ñược biểu thị bằng tỷ lệ ME/GE chứ không phải là MJ/kg. Hàm lượng năng
lượng trao ñổi của khẩu phần có thể chuyển thành MJ ME/kg chất khô bằng
cách nhân tỷ lệ ME/GE với 18,4 là hàm lượng năng lượng trao ñổi trung bình
của 1 kg DM. Giá trị này này quá cao cho các thức ăn có nhiều khoáng và quá
thấp cho các thức ăn giàu protein và mỡ.
Các hệ số sử dụng năng lượng trao ñổi cho các mục ñích khác nhau ñược
trình bày ở bảng 3.8.
Bảng 3.8: Hệ số sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì, tăng trưởng và tiết
sữa ở gia súc nhai lại
ME/GE = q
m
0,4 0,5 0,6 0,7
Hàm lượng năng lượng trao ñổi MJ/kgDM

7,4 9,2 11,0 12,9
k
m
0,643 0,678 0,714 0,750
k
g
0,318 0,396 0,474 0,552
k
l
0,560 0,595 0,630 0,665
Phương trình:
102

k
m
= 0,35 q
m
+ 0,505
k
g
= 0,78 q
m
+ 0,006
k
l
= 0,35 q
m
+ 0,402
k
m
: Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì
k
g
: Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho tăng trọng và vỗ béo
k
l
: Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa
Mặc dù k
m
và k
l
dao ñộng phụ thuộc vào q

m
, chúng dao ñộng ít hơn so
với k
g.
Cũng như các hệ thống năng lượng khác, chúng ta có thể sử dụng hệ
thống này ñể dự doán năng suất của gia súc khi cho ăn những khẩu phần cụ
thể hoặc phối hợp khẩu phần cho các mức năng suất mong ñợi. Dưới ñây là
các ví dụ cho việc áp dụng hệ thống của ARC cho bò thịt và bò sữa.
Ví dụ 1. Dự ñoán năng suất của bò ñang sinh trưởng. Một bò ñực thiến
nặng 300 kg, ñược ăn khẩu phần có 4,5 kg cỏ khô (4,0 kg DM, 8MJME/ kg
DM), 2,2 kg thức ăn tinh (2,0 kg DM, 14MJME/ kg DM). Hãy dự ñoán tăng
trọng của bò này?
Năng lượng trao ñổi của khẩu phần (MJ ME/ngày).
- Cỏ khô: 4 kg DM x 8 MJ/kg = 32
- Thức ăn tinh: 2 kg DM x 14 MJ/kg = 28
Tổng số: 60
Nhu cầu năng lượng thuần (MJ NE/ngày)
- Nhu cầu duy trì/ngày = 25
- Nhu cầu tăng trọng/kg = 15
Số liệu về khẩu phần
- Hàm lượng năng lượng của khẩu phần: 60 MJ ME/ 6 kg DM = 10
MJME/kgDM
- q
m
: 10/18.4 = 0,54
- k
m
từ bảng trên: = 0,692
- k
g

từ bảng trên = 0,427
So sánh năng lượng của khẩu phần và nhu cầu
- Nhu cầu cho duy trì = 23/0,692 = 33 MJ/ngày
- Năng lượng trao ñổi của khẩu phần còn lại cho tăng trọng (60-33) = 27
MJ/ngày
- Chuyển thành NE = (27 x 0,427) = 11,5 MJ NE/ngày
Tăng trọng dự kiến: 11,5/15 = 0,77 kg/ngày
103


Ví dụ 2. Lập khẩu phần cho bò ñang sinh trưởng. Lập khẩu phần cho một
bò thịt 300kg, tăng trọng 0,77 kg/ngày, cho ăn khẩu phần 3 kg cỏ khô chất
lượng như ở ví dụ 1 (8 MJ/kg DM). Cần bao nhiêu kg thức ăn tinh chất lượng
như ở ví dụ 1.
ðể làm bài tập ở ví dụ 2 cần hiểu ý nghĩa của thuật ngữ k
mp
. k
mp
là trung
bình hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì + sản xuất. k
mp
nằm

giữa
k
m
và k
p
và trong trường hợp này k
p

chính là k
g
. Giá trị k
mp
dao ñộng tùy thuộc
vào mức năng suất của gia súc và k
mp
ñược tính như sau: k
mp
= (NE
m
+ NE
p
) /
(NE
m
/k
m
+ NE
p
/k
p
).
Nhìn vào công thức này ta thấy rằng yếu tố chủ yếu quyết ñịnh trong tính
toán k
mp
chính là tỷ lệ giữa nhu cầu NE cho duy trì và nhu cầu NE cho sản
xuất. Tỷ lệ (NE
m
+ NE

p
)/NEm ñôi khi ñược gọi là mức sản xuất của gia súc
(Animal Production Level - APL). Trong ví dụ 1, APL = (23 + 115)/23 = 1,5).
Quay lại ví dụ 2, ta có :
Nhu cầu về NE ( MJ NE/ngày)

- Cho duy trì bò ñực 300 kg: 23,0
- Cho tăng trọng 0,77 kg/ngày: 11,5
Tổng nhu cầu NE/ ngày: 34,5 MJNE/ngày
Tính toán thức ăn

Cỏ khô Thức ăn tinh
ME (MJ/ kg DM) 8 14
q
m
(8/18,4; 14/18,4) 0,435 0,760
k
m
(ví dụ 1) 0,655 0,769
k
g
(ví dụ 1) 0,345 0,559
k
mp
(theo công thức) 0,504 0,703
NE MJ/kg DM = ME x k
mp
4,03 9,84
Năng lượng thuần từ thức ăn (MJ NE/ngày)
- NE từ cỏ khô (3 kg; 2,7 kg DM: (2,7 x 4,03) = 10,9 MJ NE

- NE cần từ cỏ khô: 34,5 - 10,9 = 23,6 MJ NE
- Lượng thức ăn tinh cần là: 23,6/9,84 = 2,4 kg DM thức ăn tinh tương
ñương 2,7 kg thức ăn tinh dạng sử dụng.
Như vậy khẩu phần cho bò trên một ngày cần 3 kg cỏ khô và 2,7 kg thức
ăn tinh.
104


Việc lập khẩu phần cho bò sữa phức tạp hơn cho bò thịt vì hiệu quả sử
dụng ME cho tiết sữa biến ñộng lớn. Tuy nhiên trong thực tế tình hình ñơn
giản hơn vì hàm lượng ME của khẩu phần cho bò sữa thường không biến ñộng
lớn cho nên có thể giả ñịnh các giá trị không ñổi của k
l
và k
m
. Nếu lấy k
m
=
0,72 và k
l
= 0,62 thì sẽ dễ dàng lập khẩu phần cho bò sữa. Năng lượng thô
trong sữa GE biến ñộng tùy thuộc vào hàm lượng mỡ trong sữa và do ñó NE
cho sản xuất sữa cũng biến ñộng tùy thuộc vào hàm lượng mỡ trong sữa.
Ví dụ 3. Lập khẩu phần cho một bò sữa 500 kg, cho 20 kg sữa /ngày sữa
có 40 mỡ/1kg, khẩu phần cần có 11 MJ ME/ kg.
Nhu cầu năng lượng cho bò sữa này (MJ/ngày)
NE k ME
Duy trì (500 kg) 37 0,72 51
Sản xuất sữa (20kg x 3,13) 63 0,61 101
Tổng nhu cầu 152

Thức ăn cho ăn có 11 MJ ME/kg DM, vậy cần 152/11 = 13,8 kg chất
khô của thức ăn này.
Cần nói thêm rằng, lập khẩu phần cho bò sữa thường khá phức tạp vì sự
thay ñổi của các nguồn năng lượng dự trữ trong cơ thể bò cái. Nếu bò cái tăng
trọng và dự trữ năng lượng dưới dạng mỡ thì nhu cầu năng lượng cho chúng
phải gồm ba loại: nhu cầu cho duy trì, nhu cầu cho tổng hợp sữa và nhu cầu
cho vỗ béo. Ngược lại nếu bò cái giảm khối lượng, tiêu chuẩn ăn hàng ngày về
năng lượng cần cao hơn nhu cầu ñẻ bù ñắp lượng năng lượng dự trữ từ cơ thể
ñã ñược huy ñộng cho nhu cầu duy trì và tổng hợp sữa.
1.7. Hệ thống UFL và UFV (Pháp)
1.7.1. Các nguyên tắc cơ bản
Ở Pháp, từ ñầu thế kỷ trước ñã sử dụng năng lượng thuần NE cho bò sữa
và bò thịt. Giá trị NE ñược tính theo phương pháp của Armsby bằng cách lấy
năng lượng trao ñổi trừ ñi năng lượng mất ñi trong quá trình tiêu hoá và trao
ñổi chất. Giá trị năng lượng thuần của thức ăn ñược biểu thị dưới dạng ñơn vị
thức ăn và hàm lượng năng lượng thuần của một kg lúa mạch cũng bằng giá trị
này của hệ thống vùng Scandinavian.
105


Những tiến bộ trong nghiên cứu tiêu hoá và trao ñổi năng lượng những
năm từ 1940 ñến những năm của thập kỷ 70 của thế kỷ XX cho thấy hiệu quả
sử dụng cũng như nhu cầu năng lượng cho duy trì, tiết sữa, tăng trọng, nuôi
thai là rất khác nhau. Chính vì thế, mỗi loại thức ăn không chỉ có một giá trị
NE duy nhất biểu thị bằng ñơn vị thức ăn, giá trị NE cho duy trì, tiết sữa, tăng
trọng, nuôi thai là rất khác nhau. Vào năm 1972, trên cơ sở tập hợp kết quả
của nhiều nghiên cứu ở Pháp và ở nước ngoài hệ thống UFL ñã ra ñời. Hệ
thống này chính thức ñược ñưa vào sử dụng năm 1975. Nó tỏ ra khá ổn ñịnh
và sau ñó ñược áp dụng tại Ý vào năm 1986. Hiện nay ñã có rất nhiều nghiên
cứu ñể ñánh giá hệ thống này trong các ñiều kiện cụ thể của mỗi nước.

Nguyên tắc của hệ thống này là mỗi một loại thức ăn có hai giá trị NE
(NE
l
: năng lượng thuần cho tiết sữa và NE
v
: năng lượng thuần cho sản xuất
thịt) ñược biểu thị thành hai ñơn vị thức ăn:
- Một ñơn vị cho sản xuất sữa (duy trì + tiết sữa): UFL - Unité
Fourragère du Lait: ðơn vị cỏ cho tạo sữa
- Một ñơn vị cho sản xuất thịt (duy trì + tăng trọng): UFV - Unité
Fourragère de la Viande: ðơn vị cỏ cho sản xuất thịt.
Một UFL là hàm lượng NE của 1kg lúa mạch tiêu chuẩn ño trên bò ñang
tiết sữa (1700kcal NE
l
). Một UFV là hàm lượng NE của 1kg lúa mạch tiêu
chuẩn ño trên bò thịt nuôi duy trì và vỗ béo (1730 kcal NE
v
).
Trong hệ thống này giá trị NE của các thức ăn ñược cộng lại khi phối hợp
khẩu phần. Tuy nhiên các ảnh hưởng kết hợp có thể xảy ra giữa các thức ăn.
Ví dụ: tương tác âm giữa thức ăn tinh và thức ăn thô, và ảnh hưởng kết hợp
xuất hiện khi tăng mức nuôi dưỡng. ðể khắc phục các ảnh hưởng này nhu cầu
năng lượng cho bò sữa phải ñược hiệu chỉnh khi lập khẩu phần. Riêng nhu cầu
năng lượng cho sinh trưởng ñã ñược hiệu chỉnh sẵn trong bảng các nhu cầu.
Nhu cầu năng lượng hàng ngày cho bò cũng ñược biểu thị dưới dạng hai ñơn
vị thức ăn UFL và UFV.
UFL ñể dùng cho bò sữa ñang vắt sữa, chửa, bò cạn sữa, bò cái tơ và bò
sinh trưởng tăng trọng dưới 1 kg/ngày. UFV ñể dùng cho bò sinh trưởng
nhanh và bò vỗ béo.
106

1.7.2. Nguồn gốc và các công thức, phương trình sử dụng ñể tính GE, DE,
ME, NE và UFL, UFV của thức ăn
Gía trị NE của một thức ăn ñược tính từ hàm lượng năng lượng thô, tỷ lệ
tiêu hoá năng lượng (energy digestibility - dE), tỷ lệ năng lượng trao ñổi trên
năng lượng tiêu hoá (ME:DE) và hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho
sữa hoặc cho sản xuất thịt (k):
NE = GE.dE.ME/DE.k
Năng lượng thô:

Như ñã ñề cập ở phần trước, GE của hầu hết các loại thức ăn ñược xác
ñịnh bằng cách ño nhiệt lượng với phương pháp ñốt sử dụng Bomb
Calorimeter. Từ những kết quả thu ñược người ta xây dựng các phương trình
ước tính GE của các thức ăn còn lại từ thành phần hoá học (protein thô - CP)
với RSD (residual standard deviation) 0,8%.
ðể tính giá trị năng lượng thô của thức ăn nhiệt ñới dùng công thức của
Jarige (1978); Xande và cộng sự (1989):
GE (kcal/kg OM) = 4543 + 2,0113 x CP (g/kg OM) ± 32,8 (r = 0,935)
Sau ñó chuyển giá trị này thành GE: kcal/kg DM (DM: chất khô)
Năng lượng tiêu hoá

Hàm lượng DE ñược xác ñịnh trực tiếp bằng các thí nghiệm tiêu hoá với
một số lượng lớn thức ăn trên cừu ñực thiến. Hiện nay, DE ñược xác ñịnh
bằng cách lấy GE x dE nhờ các phương trình chẩn ñoán xây dựng với các kết
quả in vivo trên cừu.
ðể tính giá trị năng lượng tiêu hoá (kcal/kg OM) của thức ăn nhiệt ñới
dùng công thức của Jarige (1978); Xande và cộng sự, (1989):
DE = GE.dE
dE = 1,0087 dOM - 0,0377 ±

±±
± 0,007 (r = 0,996); Trong ñó:
dE: Tỷ lệ tiêu hoá của năng lượng thô
dOM: tỷ lệ tiêu hoá của chất hữu cơ
Sau ñó chuyển giá trị này thành DE: Kcal/kg DM.
Năng lượng trao ñổi

107


Hàm lượng ME của một thức ăn nào ñó bằng DE trừ ñi năng lượng mất
theo khí methane và nước tiểu. Tuy nhiên, năng lượng mất ñi trong khí
methane và nước tiểu không những chỉ phụ thuộc vào thành phần hoá học của
thức ăn mà còn phụ thuộc vào thành phần của khẩu phần, mức nuôi dưỡng và
giai ñoạn sinh lý của con vật. Vì vậy, ñể thuận tiện người ta ñã nghiên cứu và
thiết lập phương trình ước tính tỷ lệ này dựa vào các số liệu về xơ thô và
protein thô (g/kg chất hữu cơ) của thức ăn ở mức nuôi dưỡng là 1 (nuôi duy
trì).
ðể tính giá trị năng lượng trao ñổi của thức ăn nhiệt ñới dùng công thức
của Jarige (1978); Xande và cộng sự (1989):
ME = DE.ME/DE
Trong ñó: ME = kcal/kg OM; sau ñó chuyển thành kcal/kg CK.
ME/DE = 0,8417 - (9,9 x 10
-5
. CF - (1,96 x 10
-4
.CP + 0,221.NA)
Trong ñó: NA: lượng chất hữu cơ tiêu hoá ăn ñược (DOM) (g/kg
W
0,75

)/23; CF: cellulose thô (g/kg OM); CP: protein thô (g/kg OM)
Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi
Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa (k
l
) sử dụng phưong
trình của Van Es (1975):
k
l
= 0,6 + 0,24 (q - 0,57) (cho thức ăn thô chất lượng kém) hay
k
l
= 0,463 + 0,24 q
Rất nhiều nghiên cứu trên bò sữa cho thấy k
l
xấp xỉ 60%.
Hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì (k
m
) cũng sử dụng
phương trình của Van Es (1975):
k
m
= 0,287q + 0,554
Vì thiếu các số liệu tin cậy và chính xác về quan hệ giữa hiệu suất sử
dụng năng lượng trao ñổi cho sinh
trưởng (k
pf
), thành phần hoá học của
thức ăn và thành phần của tăng
trọng của gia súc nhai lại ñang sinh
trưởng các loại hình khác nhau, hiệu

suất sử dụng năng lượng trao ñổi
cho sinh trưởng (k
pf
) và cho vỗ béo
(k
f
), nên sử dụng phương trình của
Blaxter (1974):
Rất nhiều nghiên cứu ñã cho thấy k
pf
thay ñổi theo phần trăm năng lượng
tích lũy trong tăng trọng dưới dạng
mỡ. Tuy nhiên, với một loại gia súc
nhai lại cụ thể thì tỷ lệ k
pf
/k
f
là ổn ñịnh
tương ñối, và ñiều ấy có nghĩa là thức
ăn chỉ có một giá trị NE cho tăng
trọng và vỗ béo.


108


k
f
hay k
g

= 0,78q + 0,006
Năng lượng thuần

Năng lượng thuần cho tiết sữa (NE
L
)
Bò sữa sử dụng ME cho cả hai mục ñích: duy trì (với hệ số sử dụng ME
là k
m
) và cho tiết sữa (với hệ số sử dụng ME là k
l
). Tuy nhiên theo Van Es
(1975): tỷ lệ giữa k
m
/k
l
khá ổn ñịnh (k
m
/k
l
= 1,2) không phụ thuộc vào thức ăn
và khẩu phần cho ăn. Vì vậy, NE cho sản xuất sữa có thể biểu thị bằng NE
l

(Net Energy for Lactation).
NE
l
= ME.k
l

Với k
l
= 0,6 + 0,24 (q - 0,57) (1)
NE
l
: tính bằng Kcal/kg OM; sau ñó chuyển giá trị này qua kcal/kg DM.
ðể ñơn giản giá trị NE
L
ñược chuyển ñổi thành ñơn vị cỏ cho tạo sữa
bằng công thức sau:
UFL = NE
l
(Kcal/kg CK)/1700
Ở ñây: 1700 = NE
l
của 1 kg ñại mạch tiêu chuẩn tính bằng kcal.
Năng lượng thuần cho tăng trọng và vỗ béo (NE
V
)
Bò sinh trưởng và vỗ béo sử dụng ME cho cả hai mục ñích: duy trì (với
hệ số sử dụng ME là k
m
) và cho tích luỹ năng lượng (với hệ số sử dụng ME là
k
f
). Hệ số sử dụng ME cho cả hai mục ñích (k
mf
) phụ thuộc vào tỷ lệ năng
lượng ñược sử dụng cho duy trì (NE
m

) và tỷ lệ năng lượng ñược sử dụng cho
tăng trọng (NE
g
) có nghĩa là mức tạo ra năng suất (APL). Theo Harkins et al.
(1974) thì:
APL = (NE
m
+ NE
g
)/NE
m

ðể tính giá trị NE
V
trong hệ thống này, người ta dùng APL là 1,5 tương
ñương với tăng trọng từ 1,2 ñến 1,5 kg/ngày.
Hệ số k
mf
ñược tính theo công thức của Harkins et al. (1974):
k
mf
= (1,5.k
m
.k
f
)/(kf +0,5 k
m
)
hoặc k
mf

= (0,3358q
2
+0,6508q + 0,005) / (0,9235q + 0,2830)
NE
V
= NE
mg
= ME. k
mf

ðể ñơn giản, giá trị NE
V
ñược chuyển ñổi thành ñơn vị cỏ cho sản xuất
thịt bằng công thức sau:
UFV = NE
V
(kcal/kg CK)/1820
Trong ñó: 1820 = NE
V
của 1 kg ñại mạch tiêu chuẩn tính bằng kcal.
109


Thông thường, sự khác biệt của hai giá trị UFL và UFV của cùng một
thức ăn là rất nhỏ ñối với thức ăn tinh, nhưng lại khá lớn ñối với thức ăn thô
chất lượng thấp.
II. CÁC HỆ THỐNG ðÁNH GIÁ GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG TRONG TƯƠNG
LAI
Như ñã giới thiệu ở phần trên, năm 1993, AFRC xuất bản có sửa chữa và
bổ sung hệ thống năng lượng trao ñổi sử dụng tại Vương quốc Anh. Các sửa

chữa và bổ sung này chủ yếu dựa trên các nghiên cứu về bò sữa của Van Es ở
Lelystat (Hà Lan); Flatt, More và Tyrrell tại Bộ nông nghiệp Hoa kỳ; ở
Beltsville (Van Es et al., 1970; More et al., 1972, Van Es, 1978).
Cùng thời gian này, một loạt các hệ thống năng lượng thuần (hệ thống
NE) ñã phát triển tại Châu Âu và Bắc Mỹ (Van Es, 1978; INRA, 1978; NRC,
1978). Trong hệ thống của Van Es (1978), ñơn vị năng lượng thuần cho tiết
sữa (NE
L
) ñược sử dụng và nhu cầu duy trì cũng ñược biểu thị dưới dạng NE
L
.
Tại Hoa Kỳ (1978), NRC cũng sử dụng NE
L
và tính NE
L
của thức ăn từ ME
của thức ăn. Tại Pháp và ðức trong thời gian này, người ta cũng sử dụng NE,
tuy nhiên ở ñây giá trị năng lượng NE của 1 kg lúa mạch ñược coi là một ñơn
vị năng lượng tiêu chuẩn. Hiện nay, năng lượng thuần cho tiết sữa ñược sử
dụng ở ðức, Pháp, Hà Lan, Thụy Sĩ, ðan Mạch, Iceland và Bắc Mỹ.
Về nguyên tắc, không có gì sai khác giữa hệ thống ME và NE. Cả hai hệ
thống ñều cho rằng nhu cầu năng lượng của bò là tổng các nhu cầu cho duy trì,
sản xuất (cho sữa và tăng trọng) và nhu cầu nuôi thai. Khác biệt duy nhất ở
ñây là hiệu suất sử dụng năng lượng biểu hiện trong tính toán như thế nào.
Trong hệ thống ME, hiệu suất sử dụng năng lượng ñược dùng trong lập khẩu
phần, dự ñoán năng suất của gia súc, còn trong hệ thống NE hiệu suất sử dụng
năng lượng là một phần của ñánh giá giá trị năng lượng của thức ăn.
Hai thập niên trở lại ñây, có vô cùng nhiều các chương trình nghiên cứu
về trao ñổi năng lượng ở bò sữa. Các công trình này ñã cho thấy các hệ thống
năng lượng ñang sử dụng cần phải ñược sử ñổi bổ sung một số ñiểm.

2.1. Nhu cầu năng lượng cho duy trì
2.1.1. Phương pháp ước tính nhu cầu năng lượng cho duy trì
110


Nhu cầu NE cho duy trì (NE
m
) trong các hệ thống năng lượng ñược sử
dụng hiện nay tại châu Âu và Bắc Mỹ ñược tính toán trên cơ sở các số liệu của
các thí nghiệm ño trao ñổi nhiệt. Trong hệ thống ME của ARC, NE
m
ñược tính
toán dựa trên các số liệu về trao ñổi ñói (Fasting Heat Production - FHP) cộng
với năng lượng thải ra qua nước tiểu ở trạng thái ñói (Fasting Urinary Energy
Output - FUEO) ở bò ñực thiến chuyên dụng thịt và bò sữa không chửa cho ăn
hạn chế một thời gian dài (thường là ở mức duy trì).
Với cách tiếp cận này ARC (1980) thấy có quan hệ phi tuyến tính giữa
trao ñổi ñói (Fasting Metabolism - FM) với khối lượng (Liveweight - LW) như
sau: FM = 0,53.(LW/1,08)
0,67
. Giá trị FM tính ñược cộng thêm phần chi phí
năng lượng cho các hoạt ñộng (0,0091.LW) ñược gọi là NE
m
, hiện ñang sử
dụng tại Vương quốc Anh (AFRC,1990). Với cách tiếp cận này của ARC, thì
trao ñổi cơ bản FM = khoảng 0,30 MJ/ kg
0,75
ñối với bò cái trưởng thành (hay
NE
m

gần bằng 0,35 nếu ñưa thêm cả phần chi phí năng lượng cho các hoạt
ñộng). Nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì (ME
m
) ñược tính bằng NE
m

chia cho hiệu suất sử dụng năng lượng trao ñổi cho duy trì k
m
(k
m
=

0,35.
ME/GE + 0,503).
Một cách khác ñể xác ñịnh NE
m
là ước tính NE
m
bằng các thuật toán hồi
qui tìm quan hệ giữa ME ăn vào, sữa sản xuất ra trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể
cân bằng năng lượng là zero ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản
xuất khác nhau. Sử dụng phương pháp trên, Moe et al (1972), Van Es (1978)
từ rất nhiều bộ số liệu ño trao ñổi nhiệt ñã cho thấy giá trị NE
m
tương

ứng là
0,305 và 0,293 MJ/kg
0,75
. Giá trị NE

m
0,305 MJ/kg
0,75
là giá trị ñược sử dụng
trong hệ thống NE của NRC tại Bắc Mỹ. Ở hệ thống này giá trị trên ñược
cộng thêm 10% chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (0,305 + (0,305/100
x10) (NRC,1988). Giá trị NE
m
0,293 MJ/kg
0,75
là giá trị ñược sử dụng tại các
hệ thống NE của châu Âu: Hà Lan, Pháp, ðức, Thụy Sĩ. Tại Hà Lan giá trị
này không cộng thêm 10% chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng (Van Es,
1978), trong khi ñó tại Pháp giá trị này ñược cộng thêm 10% chi phí năng
lượng cho các hoạt ñộng (INRA, 1989): (0,293 + (0,293/100 x10) ñối với bò
sữa nuôi không cột buộc cố ñịnh trong chuồng.
Sử dụng các số liệu trao ñổi ñói ñể xác ñịnh NE có thể có các hạn chế
nào ñó chăng? Người ta cho rằng ñói sau một thời gian dài cho ăn hạn chế có
111


thể dẫn ñến quá trình khử amin các axit amin từ protein của mô bào ñể cung
cấp glucose cho cơ thể gia súc (Chowdhury và Orskov, 1994). Quá trình này
có thể tạo ra các rối loạn trao ñổi chất ở gia súc như giảm glucose huyết
(hypoglycaemia), tăng mỡ huyết (hyperlipidaemia), tăng cetone huyết
(hyperketonaemia) và giảm insulin huyết (hypoinsulinaemia). Tuy vậy, trao
ñổi năng lượng ở trạng thái duy trì thu ñược từ các thí nghiệm trao ñổi ñói là
0,30 MJ/kg
0,75
(ARC, 1980), tương ñương với giá trị tính ñược từ phương

pháp hồi qui giữa ME ăn vào, sữa sản xuất ra trong ñiều kiện hiệu chỉnh ñể
cân bằng năng lượng là zero ở bò sữa cho ăn khẩu phần ñáp ứng các mức sản
xuất khác nhau (0,305 hoặc 0,293 MJ/kg
0,75
) (Moe et al.,1972; Van Es, 1975).
Như vậy, trao ñổi ñói không ảnh hưởng lớn ñến sản xuất nhiệt ở gia súc.
2.1.2. Các nghiên cứu gần ñây về nhu cầu năng lượng cho duy trì
Các giá trị NE
m
sử dụng ở Bắc Mỹ và châu Âu ñược xây dựng trên cơ sở
các số liệu ñược công bố 30 năm trước ñây. Gần ñây, Birnie (1999) thông báo
rằng, nhiệt sản xuất lúc ñói (FHP) là 0,39MJ/kg
0,75
ở bò cái cạn sữa, không
chửa ñược nuôi ở mức duy trì trước khi ño trao ñổi ñói. Giả sử năng lượng thải
ra qua nước tiểu ở trạng thái ñói là 5% của FHP (Van Es, 1972), thì FHP tính
ñược trong nghiên cứu này cao hơn giá trị FHP ñang dược sử dụng tại châu
Âu và Bắc Mỹ (Van Es, 1978; NRC, 1988; INRA, 1989; AFRC, 1990) khoảng
36%. Giá trị FHP cao hơn cũng ñược Yan và cộng sự (1977); Birmie (1999)
ñưa ra ở bò cái sữa nuôi ở mức gần duy trì hoặc gấp hai lần duy trì trước khi
ño trao ñổi ñói (bảng 3.9). Số liệu FHP công bố từ 1985 trở lại ñây trên bò thịt
và ñực thiến giống sữa cũng tương ñương với các kết quả nghiên cứu vừa thảo
luận ở trên. Giá trị trung bình FHP khi sử dụng năng lượng thải ra qua nước
tiểu ở trạng thái ñói là 5% của FHP (Van Es, 1972) cao hơn giá trị do ARC
(1980) ñề nghị 19%.
Giá trị ME
m
tính ñược từ phương pháp hồi qui ở các nghiên cứu gần ñây
cũng có xu hướng cao hơn. ME
m

thu ñược trong 6 nghiên cứu gần ñây trình
bày ở bảng 3.10. Giá trị ME
m
trung bình từ các nghiên cứu gần ñây (Unsworth
et al., 1994; Hayasaka et al., 1995; Yan et al., 1997a) cao hơn 28% so với các
giá trị có ñược hai mươi năm trước ñây (Moe et al., 1970; Van Es et al., 1970;
Van Es, 1975). Vì Van Es (1970) ñã sử dụng 1148 bộ số liệu từ khắp thế giới,
112


nên NE
m
từ nghiên cứu của ông ñã ñược áp dụng trong hệ thống NE ở một loạt
nước châu Âu.
Agnew và Yan (2000) ñã xem xét lại các thí nghiệm trao ñổi nhiệt ở bò
vắt sữa từ năm 1976. Tổng số 42 nghiên cứu (với hơn 1500 số liệu cá thể gia
súc) bao gồm dữ liệu về khối lượng, lượng năng lượng ăn vào và năng suất
sữa ñã ñược chọn. Số liệu từ 42 thí nghiệm này ñã ñược sử dụng ñể kiểm tra
quan hệ giữa lượng năng lượng trao ñổi ăn vào và năng suất sữa.
Các phương trình hồi qui ñơn và hồi qui ña chiều diễn tả các mối quan hệ
này như sau:
E
l(0)
= 0,637
(0,0358)
. MEI - 0,371
(0,0557)
; (R
2
= 0,89)

(1)

MEI = 0,664
(0,0471)
MW + 1,452
(0,0755)
.E
l
+ 1,079
(0,1200)
. E
g
; (R
2
= 0,92)
(2)

Trong ñó: E
l
, E
g
, MEI và MW là sữa ngày, cân bằng năng lượng, năng
lượng trao ñổi ăn vào và khối lượng trao ñổi (kg
0,75
).
Bảng 3.9. FHP của bò ñực thiến, bò cái sữa cho ăn khẩu phần cơ sở là cỏ khô
công bố từ năm 1985
Nguồn tài liệu Mức nuôi
dưỡng trước
khi ño trao ñổi

ñói
Khối
lượng
(kg)
% thức ăn
thô trong
phẩu phần
FHP
(MJ/kg
0,75
)

Birelo và CS,
1991
1,2 lần duy trì 344 0,40 0,357
Birelo và CS,
1991
2,7 lần duy trì 344 0,40 0,383
Hotovy và
CS, 1991
Gần duy trì 373 0,55 0,337
Carsten và
CS, 1989
Duy trì 236 0,40 0,350
Carsten và
CS, 1989
Duy trì 372 0,55 0,331
Gill và CS,
1989
Gần duy trì 210 1,00 0,353

Bò ñực
thịt và
sữa
Gill và CS, Gần tự do 200 0,15 0,398
113


1989
Smith và
Mollison
Gần tự do 200 0,30 0,389
Birmie,1999 Duy trì 571 1,00 0,408
Birmie,1999 Duy trì 557 0,14 0,382
Birmie,1999 2 lần duy trì 614 1,00 0,414
Birmie,1999 2 lần duy trì 613 0,14 0,410
Yan và CS,
1997
Gần duy trì 501 1,00 0,454
Bò cái
sữa
Yan và CS,
1997
Gần duy trì 550 0,80 0,452
E
l(0)
= E
l
+ E
g
khi E

g
là dương hoặc = E
l
- 0,84.E
g
khi E
g
là âm. ðơn vị
cho phương trình 1 là MJ/kg
0,75
và phương trình 2 là MJ/ngày.
Giá trị trung bình ME
m
tính ñược từ hai phương trình trên là 0,62
MJ/kg
0,75
. Giá trị này cao hơn 27% so với giá trị của Van Es (1975) và cũng
cao hơn 27% so với giá trị của ARC (1990) ñề nghị.
Bảng 3.10. Tóm tắt nhu cầu năng lượng trao ñổi cho duy trì (ME
m
) và hệ số sử
dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa (k
l
) ở bò ñang vắt sữa của một số tác giả
sử dụng phương pháp hồi qui và các số liệu trao ñổi nhiệt
Tài liệu Số bò thí
nghiệm
Thức ăn thô Phương pháp
nghiên cứu
ME

m

(MJ/kg
0,75
)

k
l

Moe et al.,
1970
350 Lucern, cỏ
khô
Hồi qui ña
chiều
0,51 0,64
Van Es et
al., 1970
198 Cỏ khô,
thức ăn ủ
chua
Hồi qui ñường
thẳng
0,49 0,62
Van Es,
1975
1148 Nhiều loại Hồi qui ñường
thẳng
0,49 0,60
Unsworth et

al., 1994
108 Cỏ và thức
ăn ủ chua
Hồi qui ñường
thẳng
0,64 0,67
Hayasaka et
al., 1995
53 Cỏ khô,
thức ăn ủ
Hồi qui ñường
thẳng
0,59 0,64
114


chua
Yan et al.,
1997a
221 Cỏ ủ chua Hồi qui ña
chiều/ñường
thẳng
0,67 0,65
Agnew and
Newbold,
2002
> 1500 Nhiều loại Hồi qui ña
chiều/ñường
thẳng
0,62 0,66

Trung bình 0,57 0,64
SD 0,075 0,024

ME
m
cao hơn những kết quả công bố trước ñây phản ánh sự khác biệt về
khẩu phần cũng như về bản thân bò sữa hiện nay so với trước ñây. Trong hai
thập kỷ qua ñã có những tiến bộ di truyền nổi bật ở bò sữa (Coffey, 1992),
năng suất sữa của bò nhờ di truyền ñã tăng 62kg sữa/chu kỳ (Agnew et al.,
1998). Bò sữa hiện nay với năng suất cao hơn nhiều so với 30 năm trước ñây,
cần thêm 20% ME cho duy trì (Moe et al., 1970; Van Es, 1970). ME
m
cao hơn
trong các nghiên cứu gần ñây có thể là do tỷ lệ phần protein trong khối lượng
sống cao hơn. Bò sữa có tiềm năng di truyền cao có lớp mỡ lưng mỏng hơn bò
sữa năng suất trung bình và thấp (Ferris et al., 1999).
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến nhu cầu năng lượng cho duy trì
2.2.1. Thể trạng (mỡ hay thịt)
Trong tất cả các hệ thống năng lượng hiện nay, nhu cầu năng lượng cho
duy trì thường tính trên khối lượng cơ thể. Tuy nhiên, ngày càng nhiều bằng
chứng cho thấy rằng hoạt ñộng trao ñổi chất cho duy trì phụ thuộc vào khối
lượng nạc trong cơ thể (protein) nhiều hơn vào khối lượng cơ thể nói chung
(Noblet et al., 1998; Pullar và Webster, 1974). Một loạt các nghiên cứu của
Birmie et al. (2000) ủng hộ quan ñiểm trên. Bò vỗ béo từ ñiểm thể trạng dưới
2 ñến trên 4,5 ñiểm hoặc nuôi hạn chế sẽ thay ñổi ñiểm thể trạng. Trong khi
FHP (MJ/kg
0,75
) cao hơn ñáng kể về mặt thống kê ở bò có ñiểm thể trạng thấp
so với bò ñiểm thể trạng cao, bò có ñiểm thể trạng thấp lại có cùng giá trị ME
m

với bò có ñiểm thể trạng cao mặc dù chúng nặng cân hơn (Birmie, 1999). Hồi
qui giữa FHP (MJ/kg
0,75
) và ñiểm thể trạng từ 1 ñến 5 (R
2
= 0,83, n = 28) cho
thấy FHP là 0,483 (MJ/kg
0,75
) ở ñiểm thể trạng bằng 1 và tăng ñiểm thể trạng 1
ñiểm sẽ làm giảm FHP 0,029 (MJ/kg
0,75
).
115


Những phát hiện trên ủng hộ quan ñiểm của Oldham và Emmans
(1990)là phần lớn chi phí năng lượng cho duy trì ñể duy trì các quá trình tổng
hợp, phân giải và thay thế phần mô của cơ thể xảy ra liên tục. Quá trình
này ñặc biệt mạnh mẽ với protein, mặc dù rất biến ñộng nhưng là quá trình
quan trọng thường xuyên diễn ra (Reed, 1989). Các mô mỡ ở gia súc ñược cho
ăn ñều ñặn mặc dù một tỷ lệ các axit béo nhất ñịnh bị thay thế bắt buộc
(Oldham và Emmans, 1990). Chi phí năng lượng ñể duy trì protein của cơ thể
cao hơn chi phí duy trì các mô mỡ.
2.2.2. Hàm lượng xơ của khẩu phần
Tất cả các hệ thống năng lượng ñang sử dụng hiện nay ñều giả sử rằng
hàm lượng xơ của khẩu phần không ảnh hưởng ñến NE
m
. Những nghiên cứu
gần ñây cho thấy tăng hàm lượng xơ của khẩu phần làm tăng tỷ lệ trao ñổi chất

cho duy trì. Bò ăn khẩu phần nhiều xơ, ăn nhiều hơn ñể có ñược lượng năng
lượng trao ñổi ăn vào tương ñương với bò cho ăn khẩu phần ít xơ (Reynold et
al., 1991; McLeod và Baldwin, 1998). Bò ăn khẩu phần nhiều xơ tăng hoạt
ñộng trao ñổi chất ở các cơ quan bên trong.
Tăng hàm lượng xơ trong khẩu phần cũng ảnh hưởng ñến k
m
vì k
m
ñược
tính từ ME/GE. Xơ trong khẩu phần cao làm giảm tỷ lệ tiêu hóa và tăng năng
lượng trong khí methane (Yan et al., 1999), do ñó ảnh hưởng ñến ME/GE
(Beever et al., 1988). ME
m
cao cho khẩu phần nhiều xơ (Tyrrell và Moe,
1972; Yan et al., 1997).
2.2.3. Chi phí năng lượng cho các hoạt ñộng chăn thả
Chăn thả là một hoạt ñộng khá phổ biến ở nhiều vùng trên thế giới. Bò
chăn thả tiêu tốn nhiều năng lượng hơn ñể ăn ñược cùng một lượng thức ăn
như bò ăn tại chuồng. Chi phí năng lượng ñể ăn 1 kg chất khô của thức ăn hạt,
cỏ khô và chăn thả tương ứng là 0,23; 1,03 và 3,42 KJ/kg khối lượng sống của
bò (Adam et al., 1984). Sinh nhiệt khi ăn 1kg CK của cỏ trên ñồng cỏ cao gần
gấp ñôi khi ăn 1kg CK của cỏ cắt ñể sẵn trong máng (Holmes et al., 1978).
Tiêu tốn năng lượng nhiều hơn ở bò chăn thả là do bò phải hoạt ñộng nhiều
hơn ñể ăn cỏ và tiêu tốn nhiều thời gian hơn ñể chọn lọc và ñưa thức ăn vào
miệng. Thêm vào ñó bò sữa còn phải ñi bộ nhiều hơn.
116


NRC (1988) ñã tăng 10% nhu cầu năng lượng cho duy trì ở bò chăn thả
trên ñồng cỏ tốt và 20% ở bò chăn thả trên ñồng cỏ chất lượng kém. Hội ñồng

thường trực nông nghiệp của Úc (Standing Committee on Agriculture – SCA;
1990) ñề nghị tăng nhu cầu duy trì ở bò sữa từ 10 ñến 20% chăn thả trên ñồng
cỏ tốt và 50% chăn thả trên ñồng cỏ quá kém. Chi phí năng lượng cho các hoạt
ñộng chăn thả không có trong hệ thống ME của Anh (AFRC, 1993).
2.3. Hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi
2.3.1. Phương pháp ước tính hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết
sữa
Hiệu quả sử dụng năng lượng trao ñổi cho tiết sữa (k
l
) có thể xác ñịnh
bằng phương pháp hồi qui với một số lượng ñủ lớn các bộ số liệu về trao ñổi
nhiệt. Thông thường có hai loại phương trình hồi qui ñược sử dụng cho mục
ñích này:
- Hồi qui tuyến tính giữa năng lượng trong sữa (hiệu chỉnh về cân bằng
năng lượng bằng không) và lượng năng lượng trao ñổi ăn vào (MEI).
- Hồi qui ña biến giữa MEI và khối lượng trao ñổi, năng lượng trong sữa,
cân bằng năng lượng.
Sử dụng cả hai phương pháp này ñể phân tích 42 nghiên cứu về trao ñổi
nhiệt ở bò sữa khắp thế giới, Agnew và Newbold (2002) cho biết giá trị trung
bình k
l
= 0,66. Giá trị này nằm trong giới hạn 0,60 - 0,67 (xem bảng 8.3).
ðối với những nghiên cứu trao ñổi nhiệt riêng biệt, k
l
thường ñược xác
ñịnh thông qua giá trị ME
m
, giá trị này bằng hiệu MEI và ME
p
(năng lượng

trao ñổi tạo sản phẩm), sau ñó lập quan hệ giữa giá trị này với tổng năng lượng
trong sữa ñã hiệu chỉnh (E
l(0)
; k
l
= E
l(0)
/ME
p
). k
l
ước tính bằng phương pháp
này thường bị ảnh hưởng bởi ñộ chính xác của ME
m
. Sử dụng phương pháp ño
giá trị ME
m
thì k
l
thuờng

thấp (0,50 - 0,58) ở bò sữa cho ăn khẩu phần là cỏ ủ
chua (Unsworth et al., 1994; Gordon et al., 1995; Yan et al., 1996; Ferris et al.,
1999), ngô ủ chua hay lúa mì cả cây (Sutton et al., 1998, 1999; Beever et al.,
1998). Tuy nhiên, các giá trị k
l
trên có thể tăng lên (0,59 - 0,65, trung bình
0,62) nếu sử dụng giá trị ME
m
= 0,62 MJ/kg

0,75
từ 2 phương trình 1 và 2 ở
trên. Giá trị k
l
= 0,62 tương tự giá trị k
l
= 0,64 theo AFRC (1990) (k
l
= 0,35.
ME/GE + 0,42) nếu sử dụng ME/GE của nghiên cứu này.