Xác định giá trị năng lượng của một số loại thức ăn phổ biến cho bò

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN CHĂN NUÔI
NGUYỄN ĐỨC CHUYÊN
XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ
LOẠI THỨC ĂN PHỔ BIẾN CHO BÒ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI – 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN CHĂN NUÔI
NGUYỄN ĐỨC CHUYÊN
XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA MỘT SỐ
LOẠI THỨC ĂN PHỔ BIẾN CHO BÒ
Chuyên ngành: DINH DƯỠNG VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI
Mã số: 62.62.01.07
LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. NGUYỄN XUÂN TRẠCH
2. TS. ĐINH VĂN TUYỀN
HÀ NỘI - 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực, khách quan và chưa
từng để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được
cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, tháng năm 2015
Tác giả luận án

Nguyễn Đức Chuyên
i
LỜI CẢM ƠN

Hoàn thành luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận
được sự giúp đỡ quý báu, chỉ bảo tận tình của thầy hướng dẫn PGS.TS.
Nguyễn Xuân Trạch và TS. Đinh Văn Tuyền trong suốt quá trình thực hiện
đề tài. Nhân dịp hoàn thành luận án, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối
với các thầy hướng dẫn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với tập thể và các cá nhân:
Ban Lãnh đạo Viện Chăn nuôi; Phòng Đào tạo và Thông tin, đặc biệt GS.TS
Vũ Chí Cương – Phó Viện trưởng Viện chăn nuôi; các cán bộ trong Bộ môn
Dinh dưỡng và Thức ăn chăn nuôi; Trung tâm Thực nghiệm và Bảo tồn vật
nuôi; Bộ môn Phân tích thức ăn gia súc và Sản phẩm chăn nuôi; các Phòng, Bộ
môn có liên quan thuộc Viện Chăn nuôi đã giúp đỡ về mọi mặt và tạo điều
kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn: Lãnh đạo và các Phòng, Trạm
nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu và phát triển chăn nuôi miền núi đã
quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và thực hiện
đề tài nghiên cứu.
Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp, người thân, gia đình đã giúp đỡ, động
viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án./.
Hà Nội, ngày tháng năm
2015
Tác giả luận án
Nguyễn Đức Chuyên
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ viii
MỞ ĐẦU 1

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 4
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 4
4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ
NĂNG LƯỢNG CỦA THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI 6
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 104
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 105
MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 1
iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADF Xơ rửa a xít (Acid Detergent Fiber)
ARC Hội đồng Nghiên cứu nông nghiệp Anh (Agriculture Research Council)
Ash Khoáng tổng số (Ash)
CF Xơ thô (Crude Fiber )
CHOth Carbohydrate tiêu hóa
CP Protein thô (Crude Protein)
cs. Cộng sự
DE Năng lượng tiêu hoá (Digestible Energy)
dE Tỷ lệ tiêu hoá năng lượng (Digestibility of Energy)
dOM Tỷ lệ tiêu hoá của chất hữu cơ (Digestibility of Organic Matter)
DM Chất khô (Dry Matter)
DMI Lượng thức ăn ăn vào (Dry Matter Intake)
DEE Mỡ tiêu hóa (Digestible Ether Extract)
DCF Xơ tiêu hóa (Digestible Crude Fiber)
DNFE Dẫn xuất không đạm tiêu hóa (Digestible Nitrogen Free Extract)
DCP Protein tiêu hóa (Digestible Crude Protein)
EE Mỡ thô (Ether Extract)
FHP Nhiệt sản sinh ở trạng thái trao đổi đói (Fasting heat production)
GE Năng lượng thô (Gross Energy)
HcP Nhiệt lượng cho quá trình điều tiết nhiệt

HdP Nhiệt lượng cho quá trình tiêu hoá, hấp thu và đồng hoá
HjP Nhiệt lượng cho hoạt động chủ động
HfP Nhiệt lượng cho quá trình lên men
HI Nhiệt gia tăng (Heat increatment)
HP Tổng nhiệt sản sinh (Heat production)
INRA Viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Pháp
ME Năng lượng trao đổi (Metabolizable Energy)
ME
m
Năng lượng trao đổi cho duy trì (Metabolisable energy for
maintenance)
Mean Giá trị trung bình
NDF Xơ rửa trung tính (Neutral Detergent Fiber)
NE Năng lượng thuần (Net Energy)
NE
m
Năng lượng thuần cho duy trì
iv
NE
l
Năng lượng thuần cho sản xuất sữa
NE
g
Năng lượng thuần cho tăng trọng
NL Năng lượng
NRC Hội đồng nghiên cứu Quốc gia Mỹ (National Research Council)
OM Chất hữu cơ (Organic Matter)
OMD Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (Organic Matter Digestibility)
RE Năng lượng tích luỹ (Retention Energy)
R

2
Hệ số xác định (Coefficient of Determination)
SCFA Axit béo mạch ngắn (Short Chain Fatty Acids)
SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
SE Sai số chuẩn (Standard Error)
SEM Sai số của trung bình (Standard Error of Means)
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TDN Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa
TLTH Tỷ lệ tiêu hóa
UFL Đơn vị thức ăn cho tạo sữa (Unité Fourragère du Lait)
UFV Đơn vị cỏ cho sản xuất thịt (Unité Fourragère de la Viande)
VCN Viện Chăn nuôi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Tóm tắt các công thức tính GE của thức ăn cho bò Error: Reference
source not found

Bảng 1.2. Tóm tắt một số phương trình tính ME của thức ăn cho bò Error:
Reference source not found

Bảng 1.3: Một số phương trình chẩn đoán ME của thức ăn cho bò từ kết quả in
vitro gas production Error: Reference source not found
Bảng 1.4. Một số phương trình chẩn đoán NE của thức ăn cho bò . . Error: Reference
source not found

v
Bảng 1.5. Phương trình ước tính hệ số k trong các hệ thống dinh dưỡng khác nhau

Error: Reference source not found
Bảng 2.1. Các mức cho ăn trong thí nghiệm xác định NE

g

của thức ăn
Error: Reference source not found

Bảng

2

.2. Khẩu phần và định mức cho ăn

Error: Reference source not
found
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của thức ăn trong khẩu phần

Error:
Reference source not found
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của cỏ voi

Error: Reference source not
found
Bảng 3.2. Thành phần hóa học của thức ăn

thô khô và phụ phẩm

Error:
Reference source not found
Bảng 3.3. Thành phần hóa học của thức ăn tinh

. Error: Reference source not

found
Bảng 3 . 4

. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của cỏ voi (CV1) trên các loại gia
súc khác nhau Error: Reference source not found

Bảng 3. 5

. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của cỏ voi CV35 trên các loại gia
súc khác nhau Error: Reference source not found

Bảng 3. 6

. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của cỏ voi CV40 trên các loại gia
súc khác nhau Error: Reference source not found

Bảng 3.7. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của cỏ voi CV45 trên các loại gia
súc khác nhau Error: Reference source not found

Bảng 3.8. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của cỏ voi CV50 trên các loại gia
súc khác nhau Error: Reference source not found

Bảng 3.9. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng

trung bình của tất cả các mẫu
Error: Reference source not found

Bảng 3.10. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của mẫu rơm ủ urê

Error:

Reference source not found
Bảng 3.11. Tỷ lệ tiêu hóa các chất dinh dưỡng của mẫu cỏ stylo khô

Error:
Reference source not found
vi
Bảng 3.12. Tỷ lệ tiêu hóa

in vivo

của cỏ voi trên bò thịt

Error: Reference
source not found
Bảng 3.13. Tỷ lệ tiêu hóa

in vivo

của thức ăn thô khô

Error: Reference
source not found
Bảng 3.14. Tỷ lệ tiêu hóa

in vivo

của thức ăn ủ chua

Error: Reference
source not found

Bảng 3.15. Tỷ lệ tiêu hóa

in vivo

của thức ăn tinh

Error: Reference source
not found
Bảng 3.1

6.

Kết quả xác định giá trị ME bằng phương pháp trực tiếp

. . Error:
Reference source not found
Bảng 3.17. Kết quả xác định giá trị ME tính theo công thức

Error:
Reference source not found
Bảng 4.18. Cân bằng năng lượng và giá trị DE, ME và NE

m

của cỏ voi
Error: Reference source not found

Bảng 3.19. Cân bằng năng lượng và giá trị DE, ME và NE

m

của thức ăn thô
khô

Error: Reference source not found

Bảng 3.20. Cân bằng năng lượng và giá trị DE, ME và NE

m

của thức ăn ủ
chua

Error: Reference source not found

Bảng 3.2

1 . Cân bằng năng lượng của hỗn hợp cỏ khô và các thức ăn tinh
Error: Reference source not found

Bảng 3.22. Giá trị DE, ME và NE

m
của các thức ăn tinh

Error: Reference
source not found
Bảng 3.23. Giá trị NE

g

của cỏ voi xác định trên bò thịt

Error: Reference
source not found
Bảng 3.24. Kết quả xác định hàm lượng NE

g

của các thức ăn thô khô

. Error:
Reference source not found
Bảng 3.25. Kết quả xác định hàm lượng NE

g

của các thức ăn ủ chua

. . Error:
Reference source not found
Bảng 3.2

6 . Kết quả xác định hàm lượng NE

g

của các thức ăn tinh

Error:

Reference source not found
vii
Bảng 3.27. Thu nhận thức ăn của bò thí nghiệm

Error: Reference source not
found
Bảng 3.28. Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của bò thí nghiệm

Error: Reference source
not found
Bảng 3.29. Giá trị DE và ME của các khẩu phần

Error: Reference source
not found
Bảng 3.30. Cân bằng năng lượng và giá trị năng lượng xác định từ các
khẩu phần khác nhau

Error: Reference source not found

Bảng 3.31. Giá trị năng lượng ước tính của hạt bông

Error: Reference
source not found
Bảng 3.32. Một số phương trình hồi qui ước tính hàm lượng năng lượng
DE, ME, NE

m

và NE

g

của các thức ăn cho bò thịt

Error:
Reference source not found
Bảng 3.33. Kết quả kiểm chứng phương trình trên cỏ voi tươi

Error:
Reference source not found
Bảng 3.34. Kết quả kiểm chứng phương trình trên cỏ stylo khô

Error:
Reference source not found
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sự chuyển hóa năng lượng thức ăn ở gia súc

Error: Reference
source not found
Sơ đồ



1.2. Chuyển hoá năng lượng ME ở gia súc nhai lại

. Error: Reference
source not found
viii
Đồ thị 3.1. Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô cỏ voi xác định trên
cừu với giá trị xác định trên bò sữa

Error: Reference source not
found
Đồ thị 3.2. Mối quan hệ giữa tỷ lệ tiêu hóa chất khô cỏ voi xác định trên
cừu với giá trị xác định trên bò thịt

Error: Reference source not
found
Đồ thị 3.3. Quan hệ giữa ME xác định bằng phương pháp khác nhau của thức
ăn thô xác định trên cả 3 loại gia súc Error: Reference source not
found
Đồ thị 3.4. Quan hệ giữa ME xác định bằng phương pháp khác nhau của
thức ăn thô xác định trên cừu

. Error: Reference source not found

Đồ thị 3. 5

. Quan hệ giữa ME xác định bằng phương pháp khác nhau

của thức
ăn thô xác định trên bò sữa Error: Reference source not found

Đồ thị 3. 6

.

Quan hệ giữa ME xác định bằng phương pháp khác nhau

của thức

ăn thô xác định trên bò thịt Error: Reference source not found

ix
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong chăn nuôi, thức ăn có thể chiếm tới 70% tổng giá thành sản xuất
(Kirchgessner, 1997), trong đó chi phí cho thức ăn cung cấp năng lượng trong
khẩu phần chiếm tỷ lệ cao nhất, sau đó là thức ăn cung cấp protein. Do đó
việc đánh giá giá trị năng lượng của thức ăn, nhằm xây dựng khẩu phần đáp
ứng vừa đủ nhu cầu dinh dưỡng cho con vật là hết sức cần thiết (Abate và
Mayer, 1996). Giá trị năng lượng của một loại thức ăn có thể được ước tính
thông qua tính toán từ các thành phần hóa học của nó. Tuy nhiên, giá trị năng
lượng thực của thức ăn đối với gia súc chỉ có thể được xác định sau khi hiệu
chỉnh các thất thoát xảy ra trong quá trình tiêu hóa, hấp thu và trao đổi chất
(Onimisi và cs., 2008).
Hiện nay, các nước trên thế giới đang sử dụng một trong 3 hệ thống cơ
sở là hệ thống năng lượng tiêu hoá (DE), hệ thống năng lượng trao đổi (ME)
và hệ thống năng lượng thuần (NE), trong đó hệ thống NE là chính xác nhất.
Tuy nhiên, do việc xác định NE rất phức tạp, đòi hỏi phải có buồng hô hấp,
nên hệ thống này mới chỉ được sử dụng ở một số nước phát triển như Pháp,
Hà Lan, Đức, Canada (Moehn và cs., 2005, Robert và cs., 2007), còn ở nhiều
nước khác như Anh, Thụy Điển và Australia thì hệ thống năng lượng được
dùng phổ biến vẫn là hệ thống ME (McDonald và cs., 1995).
1
Trong khi năng lượng thô (GE) có thể dễ dàng đo đạc được bằng bomb
calorimeter và DE có thể dễ dàng thực hiện bằng các thí nghiệm tiêu hóa thông
thường trên cũi tiêu hóa hay cũi trao đổi chất, ME và NE thường phải được xác
định trong các buồng hô hấp (ARC, 1980; NRC, 2001; Johnson và cs., 2003).
Tuy nhiên, không phải phòng thí nghiệm nào cũng có bomb calorimeter, đồng
thời thí nghiệm tiêu hóa, đặc biệt là các thí nghiệm sử dụng buồng hô hấp rất

tốn kém, đòi hỏi nhiều lao động và cần buồng hô hấp rất đắt tiền (Minson,
1998). Vì vậy sẽ là không thực tế để xác định GE, DE, ME và NE của tất cả các
loại thức ăn cho bò bằng các thí nghiệm với buồng hô hấp (Van Soest, 1994;
Pond và cs., 2005).
Một lựa chọn hợp lý được nhiều hệ thống dinh dưỡng đề nghị và áp
dụng là chẩn đoán GE từ thành phần hóa học, chẩn đoán DE từ thành phần
hóa học và tỷ lệ tiêu hóa, chẩn đoán ME và thậm chí NE từ thành phần hóa
học, tỷ lệ tiêu hóa và DE hay TDN (NRC, 1976; Abate và Mayer, 1996; Yan
và Agnew, 2004). Các giá trị NE của thức ăn có thể được ước tính bằng nhiều
cách khác nhau. Ở Hoa Kỳ các giá trị NE được tính từ TDN hay DE. Câu hỏi đặt
ra là các phương trình tính toán này có đáng tin cậy hay không? Rất khó có câu
trả lời vì NE rất khó xác định (Weiss, 2007).
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xác định thành phần hoá học và giá trị dinh
dưỡng của các loại thức ăn cho gia súc nhai lại đã được tiến hành từ lâu nhưng
chủ yếu chỉ dừng ở việc xác định thành phần hoá học và ước tính giá trị năng
lượng từ các công thức sẵn có của nước ngoài như công thức của Crampton
(1957), ARC (1965), Moe và Tyrrell (1976), NRC (1976), Garrett (1980).
Gần đây hệ thống dinh dưỡng cho bò sữa cũng đã được xây dựng dựa
trên kết quả các thí nghiệm in vivo trên cừu, thí nghiệm in vitro với enzym
pepxin-cellulaza kết hợp với việc phân tích thành phần hoá học của một số
loại thức ăn (Pozy và cs., 2002). Tuy nhiên, việc tính toán các giá trị ME, NE
(hay UFL) của các loại thức ăn chỉ được ước tính hoặc dựa hoàn toàn trên
các công
thức
sẵn có từ nước ngoài hoặc dựa vào thí nghiệm in vivo trên
2
cừu rồi mới ước tính theo
công
thức của INRA (1989) với mặc nhận rằng
khả năng tiêu hóa thức ăn của cừu và bò là tương tự

nhau.
Trong khi đó kết
quả của nhiều thí nghiệm lại cho thấy mặc nhận như vậy chưa được chứng
minh
đầy đủ (Aerts và cs., 1984). Như vậy, với đặc điểm thức ăn thô nước
ta là các loại cây cỏ nhiệt đới chủ yếu có hàm lượng dinh dưỡng thấp thì
việc
sử
dụng trực tiếp các giá trị tỷ lệ tiêu hóa và năng lượng trao đổi xác
định được trên cừu cho
bò
sữa và bò thịt có thể không phù hợp.
Trong khi đó, các dữ liệu về giá trị năng lượng của các loại thức ăn cho
gia súc ở Việt Nam là kết quả từ các công thức ước tính (Viện Chăn Nuôi,
2001; Lã Văn Kính, 2003). Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra có sự sai lệch
đáng kể về giá trị năng lượng của thức ăn xác định bằng phương pháp in vivo
và phương pháp ước tính (Tôn Thất Sơn và Nguyễn Thị Mai, 2007). Như vậy,
việc sử dụng cơ sở dữ liệu sẵn có hiện nay về giá trị năng lượng của các loại
thức ăn cho gia súc ở nước ta liệu có đảm bảo được độ chính xác cao cho việc
xây dựng khẩu phần ăn hay không là một câu hỏi lớn cần được trả lời.
Những câu hỏi nghiên cứu đặt ra cho nghiên cứu này:
- Mức độ ảnh hưởng của loại gia súc đến tỷ lệ tiêu hóa thức ăn như thế
nào? Có thể dùng kết quả thử mức tiêu hóa thức ăn trên cừu để áp dụng cho
bò hay không? Nếu có thể thì cần phải hiệu chỉnh như thế nào?
- Trong điều kiện thức ăn và gia súc của Việt Nam, có thể sử dụng
các công thức của INRA hay không? Nếu sử dụng được thì cần hiệu chỉnh
như thế nào?
- Khả năng xác định các giá trị DE, ME, NE, NE
m
và NE

g
của một số
loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam bằng buồng hô hấp?
- Từ kết quả phân tích thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa in vivo cùng
với kết quả xác định được bằng buồng hô hấp có thể xây dựng được các công
thức ước tính gần đúng hơn cả các giá trị năng lượng của thức ăn hay không?
Giả thuyết đưa ra cho các câu hỏi nghiên cứu trên là:
- Khả năng tiêu hóa thức ăn của cừu và bò là tương tự
nhau.
3
- Có thể s
ử dụng công thức của INRA để ước tính giá trị năng lượng
trao đổi của thức ăn ở Việt Nam.
-
Với hệ thống buồng hô hấp của Viện Chăn nuôi có thể xác định được
khá chính xác hơn các giá trị năng lượng của một số loại thức ăn cho bò.
-
Từ những kết quả thu được có thể xây dựng được
phương trình ước
tính giá trị năng lượng của thức ăn cho bò ở Việt Nam với kết quả đáng tin cậy.
Vì lý do đó, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Xác định giá trị năng lượng
của một số loại thức ăn phổ biến cho bò” theo phương pháp mới với giả
thuyết rằng kết quả thu được sẽ phản ánh chính xác hơn giá trị năng lượng của
các loại thức ăn, đặc biệt là các giá trị năng lương trao đổi, năng lượng thuần,
năng lượng thuần cho duy trì, năng lượng thuần cho tăng trọng cho bò.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về thành phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa toàn
phần biểu kiến của các chất dinh dưỡng cơ bản (vật chất khô, protein, xơ thô,
chất béo, tỷ lệ tiêu hóa của hợp chất hữu cơ, dẫn xuất không nitơ) trong một
số loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam.

- Bước đầu xây dựng bảng giá trị DE, ME, NE, NE
m
và NE
g
của một
số loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam từ kết quả thí nghiệm trong
buồng hô hấp đảm bảo độ chính xác cao.
- Xây dựng phương trình ước tính giá trị DE, ME, NE, NE
m
và NE
g
của
một số loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam từ thành phần hóa học và
hàm lượng các chất dinh dưỡng tiêu hóa của chúng.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
Đề tài góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu về thành phần hóa học, tỷ lệ
tiêu hóa toàn phần biểu kiến của các chất dinh dưỡng cơ bản (DM, CP, CF,
EE, NDF, ADF) của một số loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam. Bước
đầu có được các giá trị DE, ME, NE, NE
m
và NE
g
của một số loại thức ăn phổ
biến cho bò ở Việt Nam từ kết quả thí nghiệm trong buồng hô hấp đảm bảo
độ chính xác cao hơn các số liệu trước đây và bắt đầu tiến hành xây dựng
4
các phương trình ước tính giá trị DE, ME, NE, NE
m
và NE
g

của một số loại
thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam từ thành phần hóa học và hàm lượng các
chất dinh dưỡng tiêu hóa của chúng với độ tin cây cao. Trên cơ sở kết quả
nghiên cứu của đề tài này có thể xây dựng lại bảng thành phần và giá trị dinh
dưỡng của thức ăn cho bò ở nước ta một cách chính xác hơn các tài liệu hiện
có. Điều này sẽ giúp cho việc xây dựng khẩu phẩn ăn có hiệu quả cao hơn cho
sản xuất chăn nuôi bò.
Các kết quả của luận án là những tài liệu khoa học để tham khảo trong
công tác nghiên cứu khoa học và giảng dạy cho các nhà nghiên cứu, giảng
viên, sinh viên đại học, thạc sỹ, tiến sỹ ngành nông nghiệp và sinh học ở các
Trường đại học, Viện nghiên cứu.
4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Điểm mới, độc đáo và sáng tạo của đề tài là:
- Đã xác định được
ảnh
hưởng của loại gia súc đến tỷ lệ tiêu hóa in vivo
của các chất dinh dưỡng và giá trị
ME
của một số loại thức ăn thô dùng cho
bò để tiến tới xây
dựng
phương trình hồi quy chẩn đoán tỷ lệ tiêu hóa và giá
trị ME của các loại
thức
ăn thô cho bò sữa và bò thịt từ các giá trị được xác
định trên cừu.
- Lần đầu tiên ở Việt Nam, đề tài đã xây dựng được bảng giá trị DE,
ME, NE, NE
m
, NE

g
của một số loại thức ăn phổ biến cho bò ở Việt Nam từ kết
quả thí nghiệm buồng hô hấp.
- Đã xây dựng các công thức ước tính giá trị năng lượng của thức ăn cho
gia súc nhai lại ở Việt nam từ những kết quả phân tích thành phần hóa học, tỷ lệ
tiêu hóa in vivo cùng với kết quả xác định trực tiếp bằng hệ thống buồng hồ
hấp, gồm: 1 phương trình ước tính DE, 2 phương trình để ước tính ME, 2
phương trình để ước tính NE
m
, 1 phương trình để ước tính NE
g
.
5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ NGHIÊN CỨU XÁC
ĐỊNH GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG CỦA THỨC ĂN CHO GIA SÚC
NHAI LẠI
1.1. TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG Ở GIA SÚC NHAI LẠI
1.1.1. Chuyển hóa năng lượng thức ăn ở gia súc nhai lại
Khi gia súc thu nhận thức ăn, chỉ một phần năng lượng trong thức ăn
được tích lũy và sử dụng cho mục đích sản xuất, phần còn lại bị đào thải ra
ngoài qua phân, nước tiểu, khí mêtan và nhiệt. Quá trình chuyển hoá năng
lượng từ thức ăn sau khi gia súc ăn được mô tả trong sơ đồ 1.1.
Sơ đồ 1.1. Sự chuyển hóa năng lượng thức ăn ở gia súc
Năng lượng thô (GE)
Năng lượng tiêu hoá (DE)
Năng lượng trao đổi (ME)
Năng lượng thuần (NE)
Năng lượng phân
Năng lượng nước tiểu
Năng lượng khí mêtan

Nhiệt gia tăng
(HI)
Nhiệt (HP)
Năng lượng cho
duy trì (NE
m
)
Năng lượng cho
sản xuất (NE
p
)
6
(theo Mc Donald và cs., 2002)
Toàn bộ năng lượng hoá học có trong thức ăn được gọi là năng lượng
thô (GE) của thức ăn đó. Tuy nhiên, không phải toàn bộ GE thu nhận được từ
thức ăn đều được con vật sử dụng. Một phần bị mất đi qua phân, qua nước
tiểu và qua khí mêtan. Phần năng lượng thô còn lại sau khi trừ đi năng lượng ở
trong phân được gọi là năng lượng tiêu hoá (DE). Sau khi trừ tiếp phần năng
lượng mất qua nước tiểu và qua khí mêtan, phần năng lượng còn lại được gọi
là năng lượng trao đổi (ME). Hệ số q=ME/GE được gọi là hàm lượng năng
lượng trao đổi và là một chỉ tiêu chất lượng quan trọng đánh giá chất lượng
thức ăn. Năng lượng trao đổi được cơ thể hấp thu và trải qua các quá trình trao
đổi trung gian để cung cấp ATP cho các mục đích duy trì cơ thể và sản xuất
khác nhau của con vật như co cơ, duy trì gradient nồng độ, phục hồi mô bào
và chuyển hoá vào các sản phẩm sinh học như glycogen, protein, mỡ và
lactoza của sữa.
Bản thân việc sử dụng ME để duy trì cơ thể và sản xuất cũng đòi hỏi tiêu
tốn năng lượng. Phần năng lượng tiêu tốn này cuối cùng bị mất dưới dạng
nhiệt và được gọi là nhiệt gia tăng (HI). Mức độ HI cao hay thấp phụ thuộc
vào bản chất của thức ăn sử dụng và mục đích sử dụng ME. Giá trị năng

lượng của thức ăn còn lại sau khi trừ đi HI được gọi là năng lượng thuần
(NE). Đó chính là năng lượng hữu ích được con vật sử dụng cho duy trì cơ
thể, lao tác, nuôi thai hay tạo sản phẩm. Hệ số k = NE/ME được gọi là hiệu
suất sử dụng năng lượng trao đổi.
Toàn bộ năng lượng duy trì cuối cùng được thải ra khỏi cơ thể ở dạng
nhiệt (Heat production - HP). Hầu hết NE sử dụng cho lao tác cuối cùng cũng
thải ra khỏi cơ thể dưới dạng nhiệt. Do vậy, tổng nhiệt lượng sản sinh (HP)
bằng tổng năng lượng thuần duy trì (NE
m
), nhiệt gia tăng (HI) và năng lượng
thuần lao tác (NE
w
) (nếu có).
HP = NE
m
+ HI + NE
w
7
1.1.2. Các loại năng lượng của thức ăn
a. Năng lượng thô
Năng lượng thô (GE) là tổng lượng năng lượng hoá học có trong thức
ăn được chuyển hoá thành nhiệt năng khi oxy hóa thức ăn trong bomb
calorimetter (AOAC, 1990). Gia súc thu được năng lượng từ thức ăn ăn vào.
Có những mối quan hệ hữu cơ phức tạp giữa các phần năng lượng khác nhau
của thức ăn trong quá trình thức ăn được gia súc sử dụng (Crampton và
Harris, 1969; Pond và cs., 2005). Không có mối quan hệ giữa tổng lượng GE
ăn vào và khả năng sử dụng GE ở gia súc. Theo Olson và cs. (2008), GE
không phải là một biến tốt để chẩn đoán DE (R
2
= 0,39). Điều này là có thể

hiểu được vì GE thường biến động rất ít giữa các loại thức ăn khi tính theo
đơn vị chất khô (DM). Hầu hết các loại thức ăn có GE khoảng 18,5 MJ/kg DM
(McDonald và cs., 2002; Pond và cs., 2005). Tuy nhiên, giá trị GE của một
thức ăn phụ thuộc vào thành phần tạo nên nó, thức ăn nhiều mỡ có GE cao
trong khi thức ăn nhiều khoáng có GE thấp.
Giá trị GE là cơ sở ban đầu để tính toán tỷ lệ tiêu hóa năng lượng
(Blaxter, 1967, 1989). Không phải tất cả GE của thức ăn được sử dụng cho
gia súc (Williams và Jenkins, 2003a, b; Ferrell và Oltjen, 2008). Một phần
khá lớn GE ăn vào bị mất khỏi cơ thể gia súc dưới dạng lỏng, rắn và cả chất
khí như minh họa ở sơ đồ 1.1.
b. Năng lượng tiêu hoá
Năng lượng tiêu hóa (DE) là phần năng lượng GE còn lại sau khi trừ
GE trong phân gia súc thải ra khỏi GE từ thức ăn (sơ đồ 1.1). Bởi vì có một
lượng nhỏ năng lượng của phân là từ các nguồn nội sinh (các tế bào màng
nhầy đường tiêu hóa, các phần vi sinh vật ) nên DE nhiều khi được gọi là
năng lượng tiêu hóa biểu kiến (ARC, 1980; NRC, 1981). DE thường biến
động từ 30% ở cỏ già đến gần 90% GE ở ngũ cốc chất lượng tốt (NRC,
2000). DE phản ánh tỷ lệ tiêu hóa thức ăn và có thể đo đạc tương đối dễ
8
dàng. Tuy nhiên, đối với các thức ăn có nhiều xơ và thức ăn có khả năng tiêu
hóa cao thì DE thường không phản ánh đúng giá trị thật của thức ăn, vì các
mất mát năng lượng cho quá trình tiêu hóa và trao đổi chất dưới dạng HI của
hai nhóm thức ăn này thường rất khác nhau (Pond và cs., 2005).
Năng lượng tiêu hóa có thể tính theo công thức: DE = GE x dE
Trong đó: dE là tỷ lệ tiêu hóa năng lượng (biểu kiến). Giá trị này thay
đổi nhiều tùy theo loại thức ăn và thường được xác định thông qua thí nghiệm
tiêu hóa trên gia súc (in vivo) để xác định phần năng lượng thô mất đi trong
phân. Tuy nhiên, trong thực tế không thể làm thí nghiệm in vivo để xác định
được tỷ lệ tiêu hóa cho mọi loại thức ăn, cho nên người ta thường xây dựng
các phương trình hồi qui giữa DE hay dE với các thành phần hóa học của thức

ăn trên cơ sở một số thí nghiệm tiêu hóa có được hay xác định thông qua các
thí nghiệm tiêu hóa trong phòng thí nghiệm (in vitro).
Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa được (TDN) là một cách đo năng
lượng hiện vẫn được sử dụng gián tiếp hoặc trực tiếp trong dinh dưỡng gia súc
nhai lại. TDN được tính từ kết quả của thí nghiệm tiêu hóa thức ăn và là tổng
của protein tiêu hóa (DCP), carbohydrate tiêu hóa (DNFE), xơ thô tiêu hóa
(DCF) và cộng với 2,25 lần mỡ tiêu hóa (DEE).
TDN = DCP + DNFE + DCF + 2,25 DEE
Ở đây: DCP: là protein tiêu hóa (g/kg DM)
DNFE: là dẫn xuất không đạm tiêu hóa (g/kg DM)
DCF: là xơ tiêu hóa (g/kg DM)
DEE: là mỡ tiêu hóa (g/kg DM).
TDN có thể chuyển đổi thành DE như sau: 1 kg TDN = 4,4 Mcal DE hoặc
18,4 MJ DE (NRC, 2000). TDN có thể so sánh được với DE nhưng được biểu
diễn dưới dạng khối lượng hay phần trăm các chất dinh dưỡng tiêu hóa được.
Khi so với DE, TDN thường ước tính thấp giá trị năng lượng của protein vì
protein không bị oxy hóa hoàn toàn trong cơ thể động vật như khi đốt bằng bom
calorimeter (Blaxter, 1967, 1989; Crampton và Harris, 1969; Pond và cs., 2005).
9
Sử dụng TDN để đưa ra nhu cầu dinh dưỡng của bò sữa cũng gặp phải một vài
vấn đề như đã thảo luận trong công bố của NRC (2001).
c. Năng lượng trao đổi
Năng lượng trao đổi (ME) là năng lượng DE đã trừ đi phần năng
lượng của thức ăn mất mát trong nước tiểu và khí mêtan. ME chính là phần
năng lượng gia súc sử dụng để duy trì các hoạt động chức năng và sản xuất
của cơ thể. Toàn bộ phần ME còn lại sau khi thoả mãn các nhu cầu duy trì
là để cho các nhu cầu sản xuất (tăng trọng, nuôi thai, tiết sữa ) (Blaxter,
1967; Ferrell và Oltjen, 2008). Hệ số sử dụng năng lượng trao đổi từ GE
được gọi là q = ME/GE (ARC, 1980; McDonald và cs., 2002). Thông
thường hệ số này của khẩu phần hoặc thức ăn chất lượng kém là thấp (q

<0,4), trong khi với thức ăn và khẩu phần chất lượng tốt là cao (q >0,7)
(Blaxter, 1967; Owens và Geay, 1992).
Thường tương quan giữa giá trị DE và ME của thức ăn hay khẩu phần
là khá cao với tỷ lệ ME/DE giao động từ 0,81 đến 0,86 (ARC, 1980;
AFRC, 1993). Vì thế ME của thức ăn cho gia súc nhai lại thường được tính
bằng công thức ME = 0,82DE. Các bảng dinh dưỡng của NRC thường sử
dụng công thức này (Kearl, 1982; NRC, 2000). Tuy nhiên, đây chỉ là một
ước tính tương đối vì ME/DE biến đổi rất lớn, bị ảnh hưởng bởi bản chất
của khẩu phần và thức ăn, mức dinh dưỡng (Garrett và Johnson, 1983;
NRC, 2000). Đối với hầu hết cỏ và hỗn hợp cỏ cũng như thức ăn hạt tỷ lệ
ME/DE trung bình là 0,8 nhưng biến động rất lớn (ARC, 1980). Tỷ lệ này
phụ thuộc vào lượng thức ăn ăn vào, tuổi gia súc và loại thức ăn. Các nhà
nghiên cứu đồng ý rằng phép đo ME dễ lặp lại và ME mô tả tốt nhất giá trị
năng lượng của thức ăn, đặc biệt ăn ở mức duy trì (Blaxter, 1967). ME rất ít
khi được xác định trực tiếp vì có rất ít phòng thí nghiệm có đủ phương tiện,
máy móc (buồng hô hấp) cũng như tài chính để thu phân nước tiểu, khí và
phân tích chúng (Van Soest, 1994; Pond và cs., 2005).
Ở gia súc nhai lại, nhiệt lượng từ khí sinh ra trong quá trình lên men ở
10
dạ cỏ chủ yếu là mêtan. Lượng nhiệt trong khí mêtan thải ra có mối tương
quan chặt chẽ với lượng thức ăn ăn vào. Ở mức ăn duy trì, lượng nhiệt khí
mêtan sản sinh ra chiếm khoảng 7-9% giá trị GE của thức ăn ăn vào (khoảng
11-13% giá trị năng lượng tiêu hóa) (Mc Donald và cs., 2002) và ở mức ăn
vào cao hơn, lượng nhiệt khí mêtan giảm xuống còn 6-7% giá trị GE của
thức ăn ăn vào. Với các loại thức ăn lên men như bã bia, lượng nhiệt khí
mêtan rất thấp (khoảng 3% giá trị GE ăn vào). Theo Mc Donald và cs.
(2002), khi không thể đo trực tiếp được lượng khí mêtan sản sinh ra, chúng
ta có thể ước tính bằng khoảng 8% của giá trị GE ăn vào.
d. Năng lượng thuần
Năng lượng thuần (NE) chính là phần ME còn lại sau khi trừ đi phần

năng lượng gia nhiệt (HI) mất do quá trình lên men thức ăn (HF) và trao đổi
dinh dưỡng (Pond và cs., 2005).
NE = ME - HI
Năng lượng thuần của thức ăn (NE) là phần năng lượng được gia súc sử
dụng cho duy trì và phục vụ cho các chức năng sản xuất khác nhau (tăng trọng,
tiết sữa, nuôi thai ). Phần năng lượng thuần sử dụng cho duy trì (NE
m
) dùng để
thỏa mãn các nhu cầu trao đổi cơ bản hay gần bằng nhu cầu năng lượng cho trao
đổi đói, các hoạt động duy trì cơ thể, giữ nhiệt của cơ thể (khi nhiệt độ bên ngoài
thấp hoặc cao hơn biên độ nhiệt thích hợp). Phần lượng năng lượng duy trì này
hầu hết thoát ra khỏi cơ thể dưới dạng nhiệt. Phần năng lượng thuần cho sản xuất
được giữ lại trong các mô khi gia súc tăng trưởng hay được vỗ béo và trong các
sản phẩm như sữa, bào thai, lông, hoặc cũng có thể dùng cho các hoạt động lao
tác: cày bừa, kéo (Lofgreen và Garrett, 1968; Johnson và cs., 2003; Ferrell và
Oltjen, 2008).
Tuy nhiên, HI không cố định cho một gia súc nào đó được ăn một loại
thức ăn nào đó, mà phụ thuộc vào việc các chất dinh dưỡng được sử dụng như
thế nào (Blaxter, 1967; Williams và Jenkins, 2003a). Cho ăn thường xuyên
làm giảm HI so với cho ăn không thường xuyên (Pond và cs., 2005). Blaxter
11
Nhiệt
(HP)
(1967) ước tính HI ở gia súc nhai lại vào khoảng 5 đến 10% của GE. Tuy
nhiên, ở gia súc nhai lại một số lượng hạn chế số liệu cho thấy, cho ăn urê
thay vì protein có khuynh hướng giảm sản xuất nhiệt (Pond và cs., 2005).
NE có giá trị sử dụng cao hơn TDN, vì chúng cho phép ước tính chính
xác hơn lượng năng lượng được sử dụng cho các mục đích khác nhau. NE
thường được chia thành năng lượng thuần cho duy trì (NE
m

), năng lượng thuần
cho tăng trọng (NE
g
), năng lượng thuần cho mang thai (NE
f
) và năng lượng
thuần cho tiết sữa (NE
l
). Lý do có các giá trị NE khác nhau, vì hiệu suất sử
dụng ME cho các mục đích khác nhau là khác nhau. Ví dụ, ME được sử dụng
cho duy trì có hiệu quả hơn là năng lượng được sử dụng cho tăng trọng, cho
nên giá trị NE
m
của một thức ăn luôn luôn cao hơn giá trị NE
g
của thức ăn này.
Chi tiết hơn về liên quan giữa ME và NE được biểu diễn ở sơ đồ 1.2 dưới đây.
NL trao đổi (ME) = NL thuần (NE) + Gia nhiệt (HI)
ME duy trì = NE duy trì + HI duy trì
ME lao tác = NE lao tác + HI lao tác
ME thai = NE thai + HI thai

ME sữa = NE sữa + HI sữa
ME t. trọng = NE t. trọng + HI t. trọng

(Nguồn Nguyễn Xuân Trạch, 2003)
Sơ đồ 1.2. Chuyển hoá năng lượng ME ở gia súc nhai lại
12
Theo NRC (1981), tổng nhiệt lượng sản sinh ra (HP) bao gồm nhiệt
lượng sinh ra ở trạng thái trao đổi đói (FHP) và HI bao gồm năng lượng cho

hoạt động chủ động (HjP), cho quá trình điều tiết nhiệt (HcP), cho quá trình
tiêu hoá, hấp thu và đồng hoá (HdP), cho quá trình lên men (HfP), cho quá
trình hình thành và bài tiết chất thải (HwP) và cho quá trình tạo thành sản
phẩm (HrP). Khi gia súc được cung cấp thức ăn lý tưởng trong môi trường
không stress, thì phần nhiệt năng được dùng cho hoạt động chủ động và cho
quá trình điều tiết nhiệt là không đáng kể và khi đó HI và nhiệt sản sinh khi
trao đổi đói (FHP) là hai thành phần chính cấu thành nên tổng nhiệt lượng sản
sinh (HP). Bình thường thì HP bao gồm HI được thoát ra khỏi cơ thể cùng với
phần năng lượng duy trì cơ thể (NE
m
) và năng lượng lao tác (NE
w
, nếu có).
1.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI NĂNG LƯỢNG CỦA
THỨC ĂN CHO GIA SÚC NHAI LẠI
Việc xác định giá trị năng lượng của thức ăn là rất cần thiết cho việc
phối hợp khẩu phần (Abate và Mayer, 1996). Trong khi GE có thể dễ dàng
đo đạc được bằng dụng cụ bomb calorimeter và DE có thể dễ dàng thực hiện
bằng các thí nghiệm tiêu hóa thông thường trên cũi tiêu hóa hay cũi trao đổi
chất. Giá trị ME và NE thường phải được xác định trong các buồng hô hấp
(ARC, 1980; NRC, 2001; Johnson và cs., 2003). Tuy nhiên, không phải
phòng thí nghiệm nào cũng có bomb calorimeter, đồng thời thí nghiệm tiêu
hóa, đặc biệt là các thí nghiệm sử dụng buồng hô hấp, rất tốn kém, đòi hỏi
nhiều lao động và cần buồng hô hấp rất đắt tiền. Vì vậy, sẽ là không thực tế
để xác định GE, DE, ME và NE của tất cả thức ăn tinh, cỏ và khẩu phần cho
gia súc nhai lại bằng các thí nghiệm với buồng hô hấp (Van Soest, 1994;
Pond và cs., 2005). Một lựa chọn hợp lý được nhiều hệ thống dinh dưỡng đề
nghị và áp dụng là chẩn đoán GE từ thành phần hóa học, chẩn đoán DE từ
thành phần hóa học và tỷ lệ tiêu hóa, chẩn đoán ME và thậm chí NE từ thành
phần hóa học, tỷ lệ tiêu hóa và DE cũng như TDN (NRC, 1976; Abate và

Mayer, 1996; Yan và Agnew, 2004).
13
Phương pháp cơ bản nhất để đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn,
trong đó có các giá trị năng lượng là xác định thành phần hóa học và tỷ lệ tiêu
hóa sau đó tính toán các giá trị năng lượng của thức ăn. Hai phương pháp cơ
bản để xác định tỷ lệ tiêu hoá là: xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể
con vật (in vivo) và xác định tỷ lệ tiêu hoá gián tiếp trong phòng thí nghiệm
(in vitro). Nhiều phương pháp phòng thí nghiệm (in vitro) đã được phát triển để
thay thế phương pháp in vivo sau đó hồi quy theo kết quả in vivo để xây dựng
các phương trình hồi qui chẩn đoán (Joshi, 1972; Givens và cs., 1997).
Sau đây là một số phương pháp cơ bản nhất để đánh giá giá trị năng
lượng của thức ăn cho gia súc nhai lại.
1.2.1. Xác định trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo)
Phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hoá trực tiếp còn được gọi là phương
pháp thử mức tiêu hoá trực tiếp trên cơ thể con vật (in vivo). Các nghiên cứu
nhiều năm qua đã cho ra đời nhiều phương pháp xác định nhanh và đáng tin
cậy thành phần hóa học của thức ăn (Van Soest và cs., 1991), nên xác định tỷ
lệ tiêu hóa của thức ăn bằng các thí nghiệm trên gia súc cho kết quả đáng tin
cậy nhất.
Các thí nghiệm tiêu hóa và dinh dưỡng nhằm 3 mục tiêu (Margareta
Olteanu và cs., 2005, dẫn theo Seker. 2002):
- Xem xét ảnh hưởng của dinh dưỡng đến năng suất gia súc.
- Xác định lượng thức ăn ăn vào của thức ăn và khẩu phần khác nhau.
- Xác định thành phần dinh dưỡng được gia súc ăn vào, tỷ lệ tiêu hóa và
giá trị năng lượng của thức ăn và khẩu phần.
Tùy thuộc vào mục đích, mà kiểu thiết kế thí nghiệm và loại số liệu cần
thu thập khác nhau (Montgomery, 1997). Ví dụ: các thiết kế thí nghiệm kiểu
khối ngẫu nhiên hoàn toàn (CRBD) và ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD) với n (số
gia súc) cho mỗi yếu tố thí nghiệm ít nhất là 5, thường được dùng cho mục đích
1 và 2. Riêng thiết kế thí nghiệm kiểu ô vuông la tinh đơn hoặc kép lại thường

được dùng cho các thí nghiệm cho mục đích 3 nói trên (Montgomery, 1997).
14