Xác định nhu cầu năng lượng trao đổi, năng lượng thuần cho duy trì và tiết sữa của bò holstein việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUÔI

NGÔ ĐÌNH TÂN

XÁC ĐỊNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI,
NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ VÀ TIẾT
SỮA CỦA BÒ HOLSTEIN VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI – 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

VIỆN CHĂN NUÔI

NGÔ ĐÌNH TÂN

XÁC ĐỊNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI,
NĂNG LƯỢNG THUẦN CHO DUY TRÌ VÀ TIẾT
SỮA CỦA BÒ HOLSTEIN VIỆT NAM
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. GS.TS. VŨ CHÍ CƯƠNG
2. TS. PHẠM KIM CƯƠNG


HÀ NỘI - 2017


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng:
Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung
thực và chưa từng được sử dụng hoặc công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và
các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Hà Nội, tháng

năm 2017

Tác giả luận án

Ngô Đình Tân

ii

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể lãnh đạo, các nhà khoa
học, cán bộ, chuyên viên Phòng Đào tạo Thông tin – Viện Chăn nuôi, tập
thể Ban Lãnh đạo Viện Chăn nuôi; Tập thể Ban Lãnh đạo Trung tâm
Nghiên cứu Bò và Đồng cỏ Ba Vì; các cán bộ 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
thuộc Viện Chăn nuôi. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp
đỡ đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Vũ Chí Cương và TS.
Phạm Kim Cương, những thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo,
động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học
tập và hoàn thành luận văn này.
Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn: Lãnh đạo và các cán bộ
công nhân Công ty Bò sữa TP Hồ Chí Minh, các hộ chăn nuôi bò sữa tại xã
Đông Thạnh, huyện Hóc Môn, TP Hồ Chí Minh 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 của tôi đang công tác tại Trung tâm
Nghiên cứu Bò và Đồng cỏ Ba Vì và gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều
kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận án này./.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2017

Tác giả luận án

Ngô Đình Tân


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................i
i
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................ii
MỤC LỤC.............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU............................................................................vi
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ................................................................vii
MỞ ĐẦU................................................................................................................1
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI....................................................................................4
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN..................................4
4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.......................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................................5
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI BÒ SỮA VIỆT NAM........5
1.2. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO BÒ
SỮA....................................................................................................................... 7

1.2.1. Định nghĩa và đơn vị đo năng lượng...........................................................7
1.2.2. Các dạng năng lượng của thức ăn và cách tính............................................8
1.2.2.1. Năng lượng thô của thức ăn (Gross energy-GE).......................................9
1.2.2.2. Năng lượng tiêu hoá (Digestible energy - DE)........................................12
1.2.2.3. Năng lượng trao đổi (Metabolism energy-ME).......................................13
1.2.2.4. Năng lượng thuần (Net energy-NE).......................................................16
1.2.3. Phương pháp đo nhiệt lượng và năng lượng tích lũy..................................18

1.2.3.1. Phương pháp đo nhiệt lượng trực tiếp (Animal Calorimetry)..................19
1.2.3.2. Phương pháp đo nhiệt lượng gián tiếp (Indirect calorimetry)..................19
1.2.3.3. Phương pháp đo năng lượng tích lũy bằng kỹ thuật cân bằng carbon-nitơ
.......................................................................................................................... 21
1.2.3.4. Xác định lượng tích lũy bằng phương pháp giết mổ so sánh (Comparative
Slaughter Technique).........................................................................................22


iv
1.3. MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ NĂNG LƯỢNG CỦA THỨC ĂN CHO
GIA SÚC NHAI LẠI............................................................................................23
1.4. XÁC ĐỊNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO GIA SÚC NHAI LẠI........24

1.4.1. Phương pháp tính nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì (NEm)................24
1.4.2. Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi......................................................28
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ NHU CẦU NĂNG LƯỢNG CHO BÒ
SỮA TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC......................................................................31

1.5.1. Tình hình nghiên cứu về nhu cầu năng lượng cho bò sữa ở ngoài nước......31
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước về nhu cầu năng lượng cho bò sữa.........36
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................39

2.1. Vật liệu nghiên cứu.....................................................................................39
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu................................................................39
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu................................................................................39
2.2.2. Thời gian nghiên cứu...............................................................................39
2.3. Nội dung nghiên cứu..................................................................................39
2.4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................40
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................57

3.1. Ước tính nhu cầu năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho duy trì của bò
cái HV............................................................................................................... 57
3.2. Ước tính nhu cầu năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho tiết sữa của bò
cái HV có năng suất ≥ 4.500 kg/chu kỳ...............................................................69
3.3. Đánh giá kết quả xác định nhu cầu duy trì và sản xuất của bò HV có năng suất
cao trong điều kiện sản xuất...............................................................................78
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................................87

1. KẾT LUẬN..................................................................................................87
2. ĐỀ NGHỊ..................................................................................................... 88
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ................................................89
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................90


v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADF
ARC

Xơ rửa a xít (Acid Detergent Fiber)
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)
MEm
Năng lượng trao đổi cho duy trì (Metabolisable energy for
Mean
NDF
NE
NEm
NEl
NEg
NL
NRC
OM

maintenance)
Giá trị trung bình
Xơ rửa trung tính (Neutral Detergent Fiber)
Năng lượng thuần (Net Energy)
Năng lượng thuần cho duy trì
Năng lượng thuần cho sản xuất sữa
Năng lượng thuần cho tăng trọng

Năng lượng
Hội đồng nghiên cứu Quốc gia Mỹ (National Research Council)
Chất hữu cơ (Organic Matter)


vi

OMD
RE
R2
SCFA
SD
SE
SEM
TCVN
TDN
TLTH
UFL
UFV
VCN

Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (Organic Matter Digestibility)
Năng lượng tích luỹ (Retention Energy)
Hệ số xác định (Coefficient of Determination)
Axit béo mạch ngắn (Short Chain Fatty Acids)
Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
Sai số chuẩn (Standard Error)
Sai số của trung bình (Standard Error of Means)
Tiêu chuẩn Việt Nam
Tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa

Tỷ lệ tiêu hóa
Đơn vị thức ăn cho tạo sữa (Unité Fourragère du Lait)
Đơn vị cỏ cho sản xuất thịt (Unité Fourragère de la Viande)
Viện Chăn nuôi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU


vii

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ SƠ ĐỒ


1

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Để phát triển đàn bò sữa và từng bước nâng cao năng suất của đàn
bò, nước ta đã tiến hành lai tạo bò sữa theo cách sử dụng tinh bò đực
Holstein Friesian (HF) lai với bò cái lai Zebu trong nước. Trong thời gian
qua, chất lượng giống đàn bò sữa ngày càng được cải thiện, bò có tỷ lệ máu
HF ngày càng tăng (Đinh Văn Cải và cs., 2014). Quá trình lai cấp tiến
thông qua việc sử dụng tinh bò HF phối với bò cái lai hướng sữa đã hình
thành nên các nhóm bò có tỷ lệ máu HF từ 50%; 75%; 87,5% và cao hơn
nữa. Theo thống kê của Vo Lam (2011) ở 120 trại tại Miền Nam thì tỷ lệ
đàn bò lai HF là 95,8%. Stanton và cs. (2011) báo cáo rằng, ở Việt Nam tỷ
lệ đàn bò HF chiếm 15%, bò Jersery (1%); bò 50% máu HF và 50% máu
Zebu (F1) (24%); bò 75% máu HF và 25% máu Zebu (F 2) (25%); bò 87,5%
máu HF và 12,5% máu Zebu (F3) (22%) và bò trên F3 là 13%. Có thể thấy

rằng đàn bò có tỷ lệ máu từ 87,5% HF đến tiệm cận HF thuần ở nước ta
chiếm gần 50% tổng đàn bò sữa, có thể nói rằng đây là bò Holstein Việt
Nam (HV). Theo thống kê của Phòng Gia súc lớn, Cục Chăn nuôi thì đến
năm 2016 tổng đàn bò sữa nước ta chủ yếu là bò lai với 150 ngàn con, đàn
bò F1 có xu hướng giảm dần. Với xu hướng hiện nay thì số lượng bò có tỷ
lệ máu HF từ 87,5% trở lên sẽ tiếp tục tăng. Con lai HF có tỷ lệ máu từ
87,5% trở lên có năng suất cao và đòi hỏi phải đảm bảo đủ về mặt dinh
dưỡng thì hiệu quả sản xuất sữa mới đạt theo đúng với tiềm năng di truyền
của chúng. Đinh Văn Cải (2009) đã ước tính sản lượng sữa của đàn bò sữa
ở Việt Nam từ năm 1990 đến 2007 mỗi chu kỳ tăng 100 kg và dự đoán đến
năm 2015 sản lượng sữa bình quân là 4660 kg/chu kỳ 305 ngày.
Song song với việc tăng năng suất thì nhu cầu về dinh dưỡng để đáp


2

ứng phù hợp với tiềm năng năng suất là một vấn đề rất quan trọng. Để duy
trì tốt năng suất thì gia súc cần năng lượng để duy trì các chức năng của cơ
thể, điều hòa thân nhiệt và sản xuất. Do đó, xác định đúng nhu cầu năng
lượng cho đàn bò sữa cao sản từ đó phối hợp khẩu phần một cách hợp lý là
một trong những bước quan trọng trong nghiên cứu về dinh dưỡng phục vụ
thực tế chăn nuôi bò sữa hiện nay. Với đặc điểm về nhu cầu về năng lượng
ở đàn bò sữa cho duy trì và sản xuất có thể sẽ phụ thuộc vào các điều kiện
chăm sóc nuôi dưỡng khác nhau, nên khi áp dụng tiêu chuẩn ăn hiện có ở
các nước trên thế giới vào chăn nuôi bò sữa nuôi tại Việt Nam có thể không
phù hợp. Thừa hoặc thiếu dinh dưỡng đều có ảnh hưởng tới khả năng sản
xuất và hiệu quả kinh tế chăn nuôi.
Bò có tỷ lệ máu HF từ 87,5% trở lên, có tiềm năng năng suất cao ở
Việt Nam có khả năng thích nghi tốt với điều kiện nuôi dưỡng trong nước,
khi áp dụng các tiêu chuẩn trên thế giới để lập khẩu phần cho đàn bò như

hiện nay còn nhiều bất cập. Các nghiên cứu của Vũ Chí Cương và cs.
(2009, 2011a, 2011b, 2012) đã xác định được nhu cầu năng lượng trao đổi
và năng lượng thuần cho duy trì của bê, bò có 75% HF bằng cách sử dụng
buồng hô hấp. Sử dụng kết hợp buồng hô hấp và các thí nghiệm nuôi
dưỡng trên bò để xác định các nhu cầu năng lượng cho duy trì và tiết sữa
của đàn bò HV nuôi ở Việt Nam là cần thiết. Các giá trị năng lượng xác
định từ buồng hô hấp sẽ được sử dụng để chuẩn hóa các giá trị năng lượng
ước tính theo công thức. Điều này có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn
vì sẽ giúp cho việc xây dựng khẩu phần cho bò được cân bằng về năng
lượng, tiết kiệm được thời gian. Để có cơ sở bước đầu cho việc hoàn thiện
khẩu phần ăn cho bò sữa HV Việt Nam chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài
“Xác định nhu cầu năng lượng trao đổi, năng lượng thuần cho duy trì
và tiết sữa của bò sữa Holstein Việt Nam (HV)”


3

Những câu hỏi nghiên cứu đặt ra cho nghiên cứu này:
-

Có thể xác định và sử dụng được kết quả nghiên cứu về nhu cầu
năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho duy trì ở bò HV hay
không? Nếu có thể thì các nhu cầu này là bao nhiêu?

-

Có thể xác định và sử dụng kết quả nghiên cứu về nhu cầu năng
lượng trao đổi và năng lượng thuần cho tiết sữa ở bò HV hay không?
Nếu có thể thì các nhu cầu này là bao nhiêu?

-

Từ các kết quả xác định về nhu cầu năng lượng trao đổi và năng
lượng thuần cho duy trì và tiết sữa của bò HV khác có thể áp dụng
các nhu cầu này vào sản xuất hay không?

Giả thuyết đưa ra cho các câu hỏi nghiên cứu trên là:
-

Trên cơ sở số lượng đàn bò Holstein Việt Nam (HV) được tạo ra ở
Việt Nam đã thích nghi với điều kiện nuôi dưỡng ở nước ta nên có
nhu cầu hoàn toàn so với bò nhập nội. Do đó cần phải nghiên cứu và
xác định được các nhu cầu về năng lượng trao đổi, năng lượng
thuần cho duy trì và tiết sữa của chúng ở điều kiện Việt Nam.

-

Ở Việt Nam Vũ Chí Cương và cs (2009, 2011a, 2011b, 2012) đã sử
dụng buồng hô hấp để xác định nhu cầu năng lượng trao đổi và năng
lượng thuần cho duy trì và tiết sữa của bê, bò cái lai 75% máu HF.

-

Từ kết quả xác định nhu cầu về năng lượng trao đổi, năng lượng thuần
cho duy trì và tiết sữa kết hợp với các thí nghiệm nuôi dưỡng sẽ xác
định được các nhu cầu này cho bò HV nuôi ở Việt Nam.
Do vậy, đề tài “Xác định nhu cầu năng lượng trao đổi, năng lượng

thuần cho duy trì và tiết sữa của bò sữa Holstein Việt Nam (HV)” được
thực hiện với giả thuyết rằng kết quả thu được sẽ xác định được chính xác

hơn giá trị ME, NE cho duy trì và tiết sữa cho bò cái HV.


4

2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
-

Xác định được nhu cầu năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho duy
trì của bò cái HV ở 3 mức khối lượng khác nhau: 400, 500 và 600kg.

-

Xác định được nhu cầu năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho bò
HV tiết sữa có tiềm năng năng suất cao (≥4.500 lít/con/chu kỳ).

-

Kiểm nghiệm để hiệu chỉnh các giá trị nhu cầu năng lượng cho duy trì
và tiết sữa của bò ≥ 87,5% HF trong điều kiện sản xuất.

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
Đề tài sẽ góp phần vào cơ sở dữ liệu về nhu cầu năng lượng trao đổi
cho duy trì (MEm) và tiết sữa (MEl), nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì
(NEm) và tiết sữa (NEl) cho đàn bò cái HV ở Việt Nam. Các giá trị năng
lượng này sẽ được sử dụng để chuẩn đoán các giá trị năng lượng ước tính
theo các bảng giá trị dinh dưỡng của thức ăn với độ tin cậy cao. Chuẩn hóa
để có giá trị dinh dưỡng chính xác từ kết quả của nghiên cứu này sẽ giúp
cho việc xây dựng khẩu phần ăn được chính xác về nhu cầu năng lượng cho
đàn bò cái HV đó đó sẽ tiết kiệm được chi phí sản xuất sữa.

Các kết quả của đề tài luận án sẽ là tài liệu khoa học để các cơ quan
quản lý, Viện nghiên cứu, các trường Đại học, giáo viên, sinh viên ngành
nông nghiệp tham khảo.
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở cho các trang trại
chăn nuôi bò tham khảo khi xây dựng khẩu phần ăn cho bò cái HV.
4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
-

Luận án này đã xác định được nhu cầu ME, NE cho duy trì và tiết sữa
cho bò cái HV ở mức khối lượng 400, 500 và 600 kg.

-

Đề tài đã xác định được nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì và năng
lượng thuần của bò HV để sản xuất được 1 kg sữa tiêu chuẩn.

-

Đã xác định được nhu cầu năng lượng trao đổi và năng lượng thuần cho
duy trì và sản xuất của bò HV trong điều kiện sản xuất.


5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI BÒ
SỮA VIỆT NAM
Lai tạo là phương pháp cải tiến giống đã và đang được áp dụng rộng
rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới. Thông qua lai tạo giữa các giống sẽ xuất
hiện hiện tượng ưu thế lai ở đời con lai. Năng suất sản phẩm của con lai

thường cao hơn so với trung bình của bố mẹ của chúng. Những giống bò
sữa cao sản như Holstein Friesian, Nâu Thụy Sĩ và Jersey đã được nhiều
nước trong khu vực nhiệt đới nhập nội và cho lai nhằm cải tiến giống bò
địa phương. Những con lai đã thể hiện ưu rõ thế lai và phát huy tốt trong
điều kiện nuôi đại trà. Mục đích chính của việc lai tạo là tạo ra con lai có
những ưu điểm mới như nâng cao tầm vóc và sản lượng sữa trong khi vẫn
giữ được những ưu thế sẵn có của con giống nội địa như khả năng thích
nghi với điều kiện khí hậu thời tiết và điều kiện và nuôi dưỡng ở bản địa.
Chăn nuôi bò sữa chủ yếu sử dụng phương pháp lai cấp tiến để tạo ra
con lai có tỷ lệ máu khác nhau, nhằm cho năng suất cao hơn so với bò nền
(bò lai ze bu). Người ta sử dụng giống có năng suất cao cho giao phối với
giống nội địa, mỗi thế hệ lai sẽ tăng dần tỷ lệ máu giống cao sản. Ở Việt
Nam, sử dụng tinh bò đực Holstein Friesian (HF) thuần lai tạo với bò lai
Zebu để tạo đàn bò lai hướng sữa có khả năng sinh trưởng, phát triển và sản
xuất phù hợp với điều kiện trong nước đã được thực hiện từ những năm
1990 (Võ Lâm, 2011). Theo Gautier (2008) đàn bò lai hướng sữa chiếm
khoảng 80% tổng đàn bò sữa ở nước ta và chủ yếu là bò F 2 (75% máu HF)
và F3 (87,5% HF). Tỷ lệ máu bò HF trong bò lai hướng sữa quyết định sản
lượng sữa của đàn bò lai hướng sữa từ 1200 kg/con/chu kỳ (Giang và
Tuyên, 2001) lên 3400 kg/con/chu kỳ (Gautier, 2008). Theo báo cáo của
Nguyễn Xuân Trạch và Phạm Phi Long (2008) thì sản lượng sữa 305 ngày


6

của đàn bò lai tăng dần theo tỷ lệ máu HF lần lượt là F 1 (3707,76 kg/chu
kỳ), bò F2 (3846,05 kg/chu kỳ) và bò F3 là 4961,32 kg/chu kỳ. Có thể thấy
rằng khi so sánh các loại bò lai, sản lượng sữa tăng dần lên khi tăng tỷ lệ
máu HF (Lê Xuân Cương, 2002; Nguyễn Xuân Trạch và Phạm Phi Long,
2008; Vương Ngọc Long, 2008; Nguyễn Văn Tuế và cs., 2010). Lê Bá Quế

(2013) cho rằng sản lượng sữa phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố giống trong
đó có sự ảnh hưởng của bò đực giống.

Sơ đồ 1. Sơ đồ lai tạo giống bò lai hướng sữa Việt Nam
Số lượng bò lai hướng sữa có tỷ lệ máu từ 87,5% máu HF sẽ tăng
dần, nhóm bò này được lai tạo, sinh ra và được nuôi dưỡng ở điều kiện
nước ta nên có khả năng thích nghi tốt hơn so với bò nhập nội. Một số nhà
khoa học và nhà quản lý nông nghiệp gần đây đều cho rằng nhóm bò này
có thể gọi là bò Holstein Việt Nam (HV). Do đó, nên khi áp dụng các tiêu
chuẩn dinh dưỡng của nước ngoài để lập khẩu phần cho đàn bò HV như
hiện nay là không phù hợp so với tiềm năng của chúng.


7

1.2. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU NHU CẦU NĂNG LƯỢNG
CHO BÒ SỮA
Năng lượng có vai trò quan trọng trong cơ thể con vật thông qua quá
trình phân tạo ATP đốt cháy để duy trì các hoạt động và làm việc của
chúng. Nó bao gồm các quá trình sinh hóa, hoạt động hệ thần kinh thể dịch
hoặc các hoạt động vận chuyển qua màng tế bào (Kearl, 1982; Blaxter,
1989). Xác định lượng năng lượng là việc quan trọng trong khẩu phần cho
vật nuôi. Gia súc cần năng lượng để duy trì và sản xuất tạo ra các sản phẩm
(thịt, sữa, lao tác, …). Số lượng năng lượng phụ thuộc vào các chức năng
sinh lý và điều kiện môi trường (NRC, 2000; Johnson và cs., 2003; Ferrell
và Oltjen, 2008). Gia súc thu nhận thức ăn liên tục để duy trì năng lượng
cho toàn bộ chức năng của cơ thể. Khẩu phần thức ăn cần đủ năng lượng để
đáp ứng nhu cầu cho duy trì cơ thể (Blaxter, 1967; Williams và Jenkin,
2003a) và các chức năng sản xuất khác (McDonald và cs., 2002; Ferrell và
Oltjen, 2008).

1.2.1. Định nghĩa và đơn vị đo năng lượng
Định nghĩa năng lượng
Theo Vũ Duy Giảng và cs (2008) thì hệ thống năng lượng là một tập
hợp các quy luật liên kết giữa năng lượng ăn vào của một gia súc với năng
suất hay khả năng sản xuất của con vật đó. Hệ thống này được dùng để
hoặc xác định năng suất của gia súc từ một mức năng lượng ăn vào nào đó
hoặc để tính toán lượng năng lượng ăn vào cần thiết để có được một mức
năng suất nào đó. Một hệ thống năng lượng đơn giản nhất cũng phải bao
gồm hai bộ số liệu: (i) số liệu về nhu cầu năng lượng của gia súc và (ii) số
liệu về giá trị năng lượng của thức ăn và cả hai bộ số liệu này phải được
biểu thị trên cùng một đơn vị.
Đơn vị đo năng lượng:
Năng lượng chỉ có thể đo lường bằng phép biến đổi từ một dạng ở


8

dạng khác. Do đó, hầu hết định nghĩa về đơn vị năng lượng là tương tự
nhau. Đơn vị Joule (J) đã được phát triển bởi International System of Units
(SI) và của National Bureau of Standards (USA) là một đơn vị năng lượng
của điện, máy và hóa học. Vì thế, hầu hết đơn vị năng lượng sử dụng để đo
giá trị năng lượng trong dinh dưỡng học động vật đều áp dụng giá trị của SI
về năng lượng trao đổi (Joule). Một Joule bằng 10 7 éc, trong đó 1 éc là
lượng năng lượng để tiêu hao đẩy nhanh một khối lượng 1 g đi 1 cm/giây.
Các nhà dinh dưỡng thường chuẩn hóa nhiệt lượng từ Bomb Calorimeter
có sử dụng một tiêu chuẩn nhiệt. Thông thường sử dụng axit benzoic tinh
khiết đặc biệt được đốt cháy hoàn toàn trong bom để xác định đơn vị điện
và tính toán về Joule/phân tử gam (NRC, 1981; McDonald và cs., 2002).
Đơn vị Joule có thể chuyển đổi sang calorie (cal) như là một đơn vị
của năng lượng của các nghiên cứu về dinh dưỡng ở một số nước. Các đơn

vị cũ hơn đo lượng nhiệt thể hiện bằng calorie hoặc BTUs (Bristish
Thermal Units). Một calorie được xác định là một lượng nhiệt cần thiết để
tăng 1 g nước từ 14,5 lên 15,50C. Hoặc trên thực tế đơn vị calorie là quá
nhỏ nên người ta thường sử dụng đơn vị Kilocalorie (Kcal) hoặc KJ: 1 Kcal
= 4,19 KJ hay 1KJ = 0,24 Kcal; 1 Kcal = 1000 cal và 1 KJ = 1000 J (ARC,
1980; WTSR, 2008).
1.2.2. Các dạng năng lượng của thức ăn và cách tính
Các phần năng lượng khác nhau của một loại thức ăn trong quá trình
chuyển hóa của gia súc có mối liên hệ với nhau (Crampton và Harris, 1969;
Pond và cs., 2005). Năng lượng thức ăn trong quá trình tiêu hóa và trao đổi
của động vật được thể hiện ở sơ đồ của Pond và cs. (2005) như sau:


9

Năng lượng thô (GE) (Nhiệt đốt cháy)
→ Năng lượng trong phân (FE)
- Thức ăn không tiêu hóa
- Vi khuẩn hấp thu
- Bài tiết và những mảnh đường tiêu hóa

Năng lượng tiêu hóa (DE)
→ Khí sinh ra trong đường tiêu hóa (CH4)
→ Năng lượng trong nước tiểu (UE)

Năng lượng trao đổi (ME)
→ Gia tăng nhiệt (đổi chất dinh dưỡng)
→ Nhiệt của quá trình lên men

Năng lượng thuần (NE)

Năng lượng thuần cho duy trì (NEm)
- Trao đổi chất cơ bản;
- Hoạt động chủ động;
- Duy trì thân nhiệt;
- Tạo thành các sản phẩm;
- Hình thành và bài tiết chất thải

Nhiệt sản xuất ra (HP)

Năng lượng thuần cho sản xuất (NEp)
- Năng lượng biểu mô;
- Tiết sữa;
- Mang thai;
- Tạo lông hoặc các công việc

Năng lượng sản xuất hoặc tích lũy

1.2.2.1. Năng lượng thô của thức ăn (Gross energy-GE)
Năng lượng thô là tổng lượng nhiệt hoặc nhiệt được tạo ra bởi sự
ôxy hóa mẫu thức ăn trong Bomb Calorimeter (AOAC, 1990). Giữa GE ở
thức ăn và GE mà gia súc chuyển hóa được không có sự tương quan với
nhau (Blaxter,1989). Sự khác nhau giữa các loại carbohydrate trong thức
ăn chỉ khác nhau rất nhỏ về năng lượng. Thức ăn giàu mỡ có có giá trị năng
lượng lớn, còn các loại thức ăn giàu khoáng thì có giá trị thấp hơn. Hầu hết
các loại thức ăn chứa khoảng 18,5 MJ/kg DM (McDonald và cs., 2002;
Pond và cs., 2005). GE của thức ăn không được gia súc sử dụng hoàn toàn
(Ferrell và Oltjen, 2008). Một số năng lượng bị thất thoát ở gia súc ở dạng
rắn, lỏng và khí bài tiết ra, sự mất mát khác là ở nhiệt sản xuất ra.
Năng lượng trong thức ăn được đo bằng phương pháp trực tiếp khi đốt

10

cháy một lượng thức ăn trong Bomb Calorimeter, nhiệt lượng sinh ra do sự
đốt cháy thức ăn này gọi là GE, nó phụ thuộc vào thành phần dinh dưỡng
trong thức ăn và có thể được tính dựa vào năng lượng protein, mỡ,
carbohydrate. Các thành phần khác như vitamin và khoáng thì cung cấp một
lượng năng lượng không đáng kể. Theo McDonald và cs (2002), GE là tổng
lượng năng lượng có trong thức ăn khi được chuyển hoá thành nhiệt năng.
Năng lượng thô của các chất béo khoảng 39 MJ/kg chất khô và cao
hơn các phân tử carbohydrate vì triglyeride có ít nguyên tử O 2 hơn. Giá trị
GE của các chất béo phụ thuộc vào chuỗi carbon. Các axit béo mạch ngắn
có giá trị GE thấp hơn. Protein có giá trị GE cao hơn các phân tử
carbohydrate vì trong cấu trúc phân tử thường có chứa các nguyên tố ôxy
hóa, nitơ và cũng có thể cả lưu huỳnh. Để tính GE người ta dựa vào 02
phương pháp sau:
-

Phương pháp trực tiếp:

Năng lượng thô của thức ăn được xác định bằng phương pháp đo
nhiệt lượng trên Bomb Calorimeter theo nguyên lý GE là tổng lượng nhiệt
sản sinh ra của một lượng thức ăn nhất định khi nó được đốt hoàn toàn
thành các sản phẩm ôxy hóa cuối cùng là CO2 và H2O (AOAC, 1995).
Nhiệt sinh ra là nhiệt độ nước tăng lên so với nhiệt độ nước trước khi đốt.
Lượng nước sử dụng và hiệu chỉnh kết quả do sự hình thành các loại axit
(AOAC, 1995). Tính nhiệt giải phóng ra từ H 2SO4 và HNO3 sử dụng các hệ
số sau đây:
1 ml Na(OH)2 0,1 N = 3,60 cal.
1 ml N/10 Na2CO3 0,1 N = 1,43 cal.

Xác định đương lương nhiệt của nước cần sử dụng axit benzoic khô
tiêu chuẩn có đương lượng nhiệt là 6319 cal/g. Tính đương lượng nhiệt của
nước bằng phương trình W = (H x M + C1 + C2 + C3)/T.
Trong đó: W là đương lượng nhiệt của nước trong Bomb Calorimeter


11

(calorie/0F); H là nhiệt của axit benzoic khô tiêu chuẩn (cal/g) (6319); M là
khối lương axit benzoic (g); T là nhiệt độ nước tăng lên so với nhiệt độ
nước trước khi đốt; C1 và C2 là nhiệt hiệu chỉnh của H2SO4 và HNO3 (cal);
C3 là nhiệt tạo ra do đốt cầu chì, giấy, chỉ, … (thông thường nhiệt tạo ra do
đốt cầu chỉ, giấy, chỉ được lấy là 3234 cal/g, 3962 cal/g và 1400 cal/g).
Như vậy, nhiệt tạo ra khi đốt 1 gam thức ăn hay GE của thức ăn
được tính là:
GE (cal/g thức ăn) = [T × W – (C1 + C2 + C3)]/M
Trong đó:
+ T là nhiệt độ nước tăng lên so với nhiệt độ nước trước khi đốt;
+ W là đương lượng nhiệt của nước trong Bomb Calorimeter;
+ M là khối lượng của mẫu thức ăn.
-

Phương pháp gián tiếp:

Bảng 1.1. Một số công thức tính GE của thức ăn cho gia súc nhai lại
Phương trình

Phương
pháp

GE (thức ăn tinh) (Kcal/Kg DM) = 5,72 CP + 9,5
CL + 4,79 CF + 4,03 Dẫn xuất không đạm ± 0,9
(g/100g DM)
GE (thức ăn nhiệt đới) (kcal/kg OM) = 4543 +
2,0113 x CP (g/kg OM) ± 32,8 (r = 0,935).
GE,Mcal/kgDM=(0,0242 x CP+0,0366 x
CL+0,0209 x CF+ 0,0170 x NFE)/4,186
GE (thức ăn ủ chua) (Kcal/Kg OM) = 3910 + 2.45
protein + 169 pH ± 84 (on g/Kg OM, R2=0.59)
GE(MJ/kgDM)=CP (kg)*24.237+CL(kg)*34.116+
hàm lượng CHO (kg)*17.300.

Tài liệu
tham khảo
Nehring và
Haenlein, 1973

Thành
phần
hóa
học

Jarige, 1978
Menke và cs.,
1979
Andrieu và
Demarquilly,
1987
Hvelplund và cs.,
1995

Ghi chú: Trong đó GE = Kcal/kg chất hữu cơ (OM), sau đó chuyển giá trị này
thành GE: Kcal/kg chất khô (DM) và MJ/kg DM. CP: protein thô; DM: Chất
khô; CL: mỡ thô; OM: chất hữu cơ, CF: xơ thô.

Các phương pháp gián tiếp như sử dụng thành phần hóa học hay


12

thậm chí sử dụng phương pháp ô xy hóa ướt dichromate không chính xác
bằng phương pháp sử dụng Bomb Calorimeter để xác định giá trị GE của
thức ăn và phân (Henken và cs., 1986). Tuy nhiên, các nghiên cứu cho rằng
sử dụng các thành phần hóa học của thức ăn để xác định GE là có đủ cơ sở
để tin cậy (Menke và cs., 1979; Hvelplund và cs., 1995). Các công thức
thường được dùng để tính GE của thức ăn cho gia súc nhai lại được trình
bày ở bảng 1.1.
1.2.2.2. Năng lượng tiêu hoá (Digestible energy - DE)
Năng lượng tiêu hóa chính là phần GE của một lượng thức ăn trừ đi
phần GE trong phân khi gia súc tiêu thụ khối lượng thức ăn đó. Năng lượng
tiêu hóa được tính như sau:
-

Phương pháp trực tiếp:

DE (MJ hay Kcal/kg DM thức ăn) = GE (MJ hay Kcal/kg DM thức ăn)
– GE của phân (MJ hay Kcal/kg DM thức ăn).
-

Phương pháp gián tiếp:

Hiện nay có rất nhiều phương trình được sử dụng để tính DE của thức
ăn. Trong đó, chất hữu cơ ăn vào (OMI, g/kgBW 0,75) sẽ xác định DE chính xác
cao (R2 = 0,91). Tỷ lệ tiêu hóa chất khô (DMI) và tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ
(OMD) đã được sử dụng để xác định DE của cỏ (Rittenhouse và cs., 1971;
Minson, 1982) với R2> 0,9 (Olson và cs., 2008).
Một số phương trình đều có nguồn gốc từ các thí nghiệm tiêu hóa có
thể xác định tỷ lệ này là:
* DE (Kcal/kg OM) = GE × dE (Jarige, 1978).
Trong đó:
+ DE = Kcal/kg OM;
+ dE = 1,0087 dOM – 0,0377 ± 0,007 (r = 0,996);
+ dOM là tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ.
Sau đó chuyển giá trị này thành GE, DE: Kcal/kg OM thành Kcal/kg DM.


13

* DE (MJ/kg DM) = 24,237 × DCP (kg/kg DM) + 34,116 × DCL
(kg/kg DM) + 17,300 × Carbohydrate tiêu hóa (CHO th, kg/kg DM).
Trong đó:
+ DCP là protein tiêu hóa (kg/kg DM) = (0,93 × % protein thô trong
chất khô – 3)/100.
+ DCL là lipit thô tiêu hóa (kg/kg DM) = (0,96 × % lipid trong chất khô
– 1)/100.
+ Carbohydrate tiêu hóa (CHO th) được tính (kg/kg DM) = chất hữu cơ
tiêu hóa – OM/100) × 100 - % khoáng tổng số trong chất khô/100.
* Theo NRC (2000) thì DE = 0,1845 x TDN.
Đối với thức ăn nhiệt đới, theo Kaewpila và cs. (2008), có thể tính DE
bằng công thức là: DE = 0,1663 TDN + 0,1401.

* Theo Sommer và cs. (1994) DE (MJ/kg) = GE × hệ số tiêu hóa năng
lượng trên cừu.

1.2.2.3. Năng lượng trao đổi (Metabolism energy-ME)
Năng lượng trao đổi của thức ăn là năng lượng tiêu hóa được trừ đi
phần năng lượng mất đi trong nước tiểu và khí mê tan (CH 4). Phần năng
lượng trong nước tiểu chủ yếu là hợp chất chứa nitơ như urea, axit uric,
creatinine, ... Ở động vật nhai lại, nhiệt lượng khí sinh ra từ quá trình trao
đổi chất trong dạ cỏ chủ yếu là mê tan. Lượng nhiệt khí CH 4 có mối quan
hệ chặt chẽ với lượng thức ăn ăn vào. Ở mức ăn duy trì thì lượng khí CH 4
sản sinh ra khoảng 7 - 9% giá trị GE của thức ăn thu nhận và tương đương
từ 11 – 13% giá trị năng lượng tiêu hóa (McDonald và cs., 2002). Khi
lượng thức ăn ăn vào cao hơn thì lượng khí CH 4 giảm xuống cón 6 – 7%
giá trị GE của thức ăn ăn vào. Với loại thức ăn lên men như bã bia, lượng
nhiệt khí CH4 rất thấp tương đương khoảng 3% giá trị GE ăn vào. Có thể
ước tính khí CH4 sinh ra bằng khoảng 8% giá trị GE ăn vào (McDonald và
cs., 2002). Ở gia súc nhai lại, giá trị ME của thức ăn bằng khoảng 80% giá


14

trị DE, có nghĩa là khoảng 20% giá trị DE bị mất đi qua đường nước tiểu
và khí CH4. Các giá trị ME của thức ăn được tính như sau:
-

Phương pháp trực tiếp:

ME = GE – DE (năng lượng của phân – năng lượng GE của nước tiểu –
năng lượng của khí CH4).
-

Phương pháp gián tiếp:

Hiện nay sử dụng phương pháp ME trực tiếp thường rất tốn kém,
mất thời gian nên hầu hết các hệ thống dinh dưỡng của các nước hiện nay
sử dụng phương pháp gián tiếp để xác định năng lượng trao đổi của thức
ăn. Một số phương trình phổ biến hiện nay được trình bày ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Một số phương trình tính ME của thức ăn
TT
1
2
3

Phương trình
ME (MJ/ kg DM) ME = 1,2 + 0,1456 ×
G24 + 0,007675 × CP + 0,01642
ME = 1,20 + 0,1456Gb +
0,00076575CP + 0,01642EE;
ME = -0,58 + 0,1590Gb + 0,0102CP +
0,03140EE;

4

ME (MJ/kg) = (0,17 × DMD%) – 2

5

ME được tính như sau: ME = DE × 0,82

6

ME = 0,81DE

7

ME = 0,2413DE - 0,01076

8

ME = 0,1660 × OMD

Phương pháp

Tài liệu tham
khảo
Menke
và cs., 1979

in vitro
Schoner, 1981
gas production
Rohr và
cs., 1986
Tiêu hóa
không có
SCA, 1990
buồng hô hấp
Hvelplund và
cs., 1995
Tiêu hóa

McMeniman,
không có
1998
buồng
NRC, 2000
hô hấp
McDonald và
cs., 2002

Ghi chú: Gb: tổng lượng khí tích lũy; G 24: tổng lượng khí tích lũy sau 24 giờ ủ thức ăn
in vitro.

Kaewpila và cs. (2008) đã sử dụng các phương trình chẩn đoán để
xác định DE và ME của thức ăn nhiệt đới, tác giả xây dựng trên các số liệu
sẵn có thu được từ 14 thí nghiệm tiêu hóa sử dụng buồng hô hấp (57 giá trị
trung bình) được tiến hành tại Trung tâm nghiên cứu và phát triển dinh


15

dưỡng gia súc tại Khon Kaen, Thái Lan. Các phương trình này đều có độ tin
cậy cao (P<0,001) và có hệ số xác định khá và cao (R 2 = 0,63 – 0,93). Dưới
đây là một số phương trình chẩn đoán tốt nhất (Kaewpila và cs., 2008):
- ME = 0,19130 OM + 0,0956 EE – 0,0992 ADF – 6,1887; (r 2 = 0,63; n

= 27; P<0,001);
- ME = 0,1586 TDN – 1,0738; (r2 = 0,74; n = 45, P< 0,001).
- ME = 0,08650OMD + 0,2355EE - 0,0445 ADF + 4,0362; (r 2 = 0,73; n

= 26, P < 0,001).

- ME = 0,9613DE – 1,2276; (r2 = 0,93; p < 0,001, n = 57).

Trong đó:
+ TDN là tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa (%);
+ ADF là xơ không tan trong môi trường a xít;
+ OMD là tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (%);
+ OM là chất hữu cơ;
+ EE là mỡ thô (%).
Ở Việt Nam, kết quả nghiên cứu của Đinh Văn Mười và cs. (2012)
cho thấy có thể sử dụng các phương trình trong bảng 1.3 để xác định ME
của thức ăn cho gia súc nhai lại từ kết quả nghiên cứu in vitro.