ẢNH HƯỞNG của các NGUỒN đạm vô cơ lên sự TĂNG TRƯỞNG của bò và sự SINH KHÍ CH4 và CO2 (in vitro)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

PHẠM LƯU TUẤN TÀI

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẠM VÔ CƠ LÊN
SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA BÒ VÀ SỰ SINH KHÍ CH4
VÀ CO2 (in vitro)

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CHĂN NUÔI - THÚ Y

Cần Thơ, 2010

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CHĂN NUÔI - THÚ Y

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẠM VÔ CƠ LÊN
SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA BÒ VÀ SỰ SINH KHÍ CH4
VÀ CO2 (in vitro)

Giáo viên hướng dẫn:
TS. Hồ Quảng Đồ

Sinh viên thực hiện:
Phạm Lưu Tuấn Tài
MSSV: 3060632
Lớp: CHĂN NUÔI K32

Cần Thơ, 2010

2


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CHĂN NUÔI - THÚ Y

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐẠM VÔ CƠ LÊN
SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA BÒ VÀ SỰ SINH KHÍ CH4
VÀ CO2 (in vitro)

Cần Thơ, Ngày… Tháng… Năm 2010

Cán bộ hướng dẫn:

Cần Thơ, Ngày… Tháng… Năm 2010
Duyệt bộ môn:

Hồ Quảng Đồ

3


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình luận văn nào trước đây.

Tác giả luận văn

Phạm Lưu Tuấn Tài

4


LỜI CẢM TẠ
Trước hết, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trường Đại học Cần
Thơ và nhất là các thầy cô ở bộ môn Chăn Nuôi – Thú Y, khoa Nông Nghiệp và Sinh
Học Ứng Dụng Trường Đại Học Cần Thơ đã truyền thụ cho tôi những kiến thức và
kinh nghiệm sống hết sức quý báu của mình trong suốt thời gian tôi học tập tại
trường..
Xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hớn và cô Nguyễn Thị Hồng Nhân đã luôn
giúp đỡ, cố vấn và động viên tôi trong suốt những năm đại học vừa qua.
Xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn rất sâu sắc đến TS. Hồ Quảng Đồ và chị Lê Thị
Ngọc Huyền đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những kiến thức hết
sức quý báu trong suốt quá trình làm tiến hành luận văn.
Xin được gởi đến lời cảm tạ đến cô Lê Thị Mến và cô Huỳnh Thị Thu Loan đã cho

phép chúng tôi sử dụng nhờ phòng thí nghiệm và tận tình trợ giúp chúng tôi trong quá
trình thực hiện luận văn này.
Chân thành cảm ơn chú Lộc và gia đình tại trại bò Tầm Vu đã quan tâm, giúp đỡ, tạo
điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Hơn tất cả, tôi muốn gửi lời cảm tạ sâu sắc nhất đến cha mẹ, chị 2 và em gái tôi –
những người luôn yêu thương, đùm bọc và động viên tôi nhờ đó mà tôi được sống và
học tập để tôi là tôi ngày hôm nay.
Lời cảm tạ cuối cùng tôi xin gửi đến các bạn bè thân hữu của tôi đã luôn bên cạnh an
ủi, động viên, chia sẻ những buồn vui với tôi trên bước đường học tập của mình.
Xin chân thành cảm ơn!

Phạm Lưu Tuấn Tài

5


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................4
LỜI CẢM TẠ.............................................................................................................................5
MỤC LỤC..................................................................................................................................6
DANH MỤC BẢNG..................................................................................................................9
DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ.........................................................................................10
CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................11
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN...............................................................................................12
2.1 SƠ LƯỢC GIỐNG BÒ LAI SIND ...................................................................................12
2.2 ĐẶC ĐIỂM TIÊU HÓA CỦA LOÀI NHAI LẠI..............................................................12
2.2.1. Tiêu hóa carbohydrate....................................................................................................13
2.2.2 Tiêu hóa protein..............................................................................................................15
2.2.3 Sử dụng đạm phi protein ở gia súc nhai lại.....................................................................15
2.2.4 Tổng hợp vitamin............................................................................................................15

2.3 SƠ LƯỢC VỀ HỆ DẠ CỎ.................................................................................................16
2.3.1 Vai trò của pH trong dạ cỏ..............................................................................................16
2.3.2 Vai trò của vi sinh vật dạ cỏ............................................................................................17
2.3.2.1 Nấm (fungi)..................................................................................................................17
2.3.2.2 Protozoa........................................................................................................................17
2.3.2.3 Vi khuẩn.......................................................................................................................18
2.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỨC ĂN.............................18
2.4.1 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vivo...........................................18
2.4.2 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vitro...........................................18
2.4.3 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro..................................................19
2.4.3.1 Mô tả chung..................................................................................................................19
Nguyên lý sinh khí..................................................................................................................19
2.4.3.3 Vai trò của sinh khí in vitro..........................................................................................20
2.5 NHỮNG TRANH LUẬN GẦN ĐÂY VỀ VIỆC BỔ SUNG NITRATE TRONG KHẨU
PHẦN CHO GIA SÚC NHAI LẠI..........................................................................................20
2.6 SỰ NGỘ ĐỘC NITRATE.................................................................................................21
2.7 QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NITRATE Ở DẠ CỎ ..............................................................21
2.8 VAI TRÒ CỦA NH3 TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN DỊCH DẠ CỎ.........................22
2.9 SỬ DỤNG ĐẠM PHI PROTEIN Ở GIA SÚC NHAI LẠI...............................................24
2.10 CÁC SẢN PHẨM TIÊU HÓA........................................................................................24
2.11 CÁC LOẠI THỨC ĂN SỬ DỤNG TRONG THÍ NGHIỆM..........................................26
2.11.1 Rơm lúa (rice straw)......................................................................................................26
2.11.2 Rỉ mật đường (Molasses)..............................................................................................26
2.11.3 Bánh dầu bông vải ........................................................................................................26
2.11.4 Cỏ lông tây (Brachiaria mutica): ..................................................................................27
2.11.5 Urê.................................................................................................................................27
2.11.6 Sodium nitrate...............................................................................................................27
2.11.7 Ammonium nitrate........................................................................................................28
2.12 VAI TRÒ CỦA VIỆC KIỀM HÓA RƠM.......................................................................28
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM....................................29

3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM........................................................................................29
3.1.1 Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm....................................................................29
3.1.2 Động vật thí nghiệm........................................................................................................29
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.......................................................................................29

6


3.2.1 Thí nghiệm 1: Tiến hành dựa trên phương pháp in vitro................................................29
3.2.2 Thí nghiệm 2: Tiến hành dựa trên phương pháp in vivo.................................................31
3.2.3 Các chỉ tiêu theo dõi và cách thu thập số liệu.................................................................32
3.3 XỬ LÝ THỐNG KÊ..........................................................................................................32
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN..................................................................................33
4.1 THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG CỦA CÁC LOẠI THỨC ĂN TRONG THÍ NGHIỆM 33
4.2 TỔNG LƯỢNG KHÍ SINH RA VÀ HÀM LƯỢNG CÁC KHÍ CH4 VÀ CO2 CÓ
TRONG DẠ CỎ TRONG THÍ NGHIỆM in vitro...................................................................34
4.3 LƯỢNG VẬT CHẤT KHÔ ĂN VÀO VÀ SỰ THAY ĐỔI TRỌNG LƯỢNG CỦA BÒ
THÍ NGHIỆM..........................................................................................................................37
4.4 ƯỚC LƯỢNG THỂ TÍCH KHÍ SINH RA TRÊN 1 KGDM THỨC ĂN MÀ GIA SÚC
THẢI RA NGOÀI MÔI TRƯỜNG.........................................................................................38
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...............................................................................39
5.1 KẾT LUẬN........................................................................................................................39
5.2 ĐỀ NGHỊ...........................................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................................40

7


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Các kí hiệu, chữ viết tắt

Ý nghĩa

ABBH

Axit béo bay hơi

ADF
axit

Xơ thu được sau khi chiết bằng dung dịch tẩy

ATP

Phân tử cao năng

CF

Xơ thô

CP

Protein thô

DM

Vật chất khô

EE

Béo

NDF

Xơ thu được sau khi chiết xuất bằng dung dịch
trung tính

ME

Năng lượng trao đổi

OM

Vật chất hữu cơ

OMD

Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ

P

Xác suất thống kê

S

Lưu huỳnh

SE

Sai số chuẩn

VCK

Vật chất khô

VSV

Vi sinh vật

rửa

8


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Công thức khẩu phần cơ bản của các nghiệm thức trong thí nghiệm..........19
Bảng 3.2: Thành phần dung dịch đệm dùng trong thí nghiệm....................................21
Bảng 4.1: Thành phần hóa học của thức ăn sử dụng trong thí nghiệm........................23
Bảng 4.2 Tổng lượng khí (L/20 gDM), hàm lượng (%)
và thể tích (ml/20 gDM) của khí CH4 và CO2 sinh ra sau 72h ủ..................24
Bảng 4.3: Lượng vật chất khô ăn vào
và tăng trọng của bò nuôi trong thí nghiệm (kg/con/ngày)..........................27
Bảng 4.4: Lượng khí sinh ra và thể tích khí sinh ra trên 1kgDM thức ăn...................28

9


DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
2.1: Diễn biến tiêu hóa carbohydrate ở dạ cỏ................................................................4
2.2: Sự chuyển hóa các chất chứa nitơ trong dạ cỏ.....................................................13

2.3: Sự chuyển hóa của Pyruvate thành các acid béo bay hơi trong dạ cỏ..................15
4.1: Lượng khí sinh ra sau 72h ủ ................................................................................25
4.2: Hàm lượng khí CH4 và CO2 sinh ra sau 72h ủ.....................................................26
4.3: Thể tích khí CH4 và CO2 sinh ra sau 72h ủ..........................................................27

10


CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thì nhu cầu về lương
thực thực phẩm của người dân cũng tăng theo, trong đó nhu cầu về các sản phẩm của
gia súc nhai lại như thịt, sữa cũng ngày càng tăng cao. Nhờ vậy mà ngành chăn nuôi
gia súc nhai lại ở nước ta được thúc đẩy phát triển một cách mạnh mẽ, đem lại nguồn
thu nhập tương đối cho người nông dân.
Tuy nhiên, sự phát triển về số lượng đàn gia súc cũng đồng nghĩa với sự gia tăng
lượng khí methan sản sinh và được thải ra ngoài không khí, gây ô nhiễm môi trường.
Chăn nuôi gia súc nhai lại được xem là ngành góp một phần không nhỏ vào việc gây
ra hiệu ứng nhà kính. Lượng khí thải CH 4 từ động vật nhai lại đóng góp khoảng 25%
trong sự nóng lên của trái đất. Sự sản sinh khí methan trên một đơn vị sản phẩm thịt
tăng, có nghĩa là sự sử dụng thức ăn cho gia súc giảm. Hầu hết các gia súc nhai lại ở
Việt Nam được nuôi dưỡng bằng nguồn phụ phẩm nông nghiệp, nguồn phụ phẩm này
thường có chất lượng thấp, vì thế cần được bổ sung chất dinh dưỡng cho vi sinh vật dạ
cỏ, chủ yếu urea và khoáng.
Sự bổ sung urea và khoáng đã làm tăng sự tiêu hóa thức ăn thô xanh. Sự bổ sung này
cho động vật nhai lại là điều phải thực hiện đối với những khẩu phần có thực liệu
chính là các phụ phẩm nông nghiệp, đặc biệt là rơm. Nhưng sự sản sinh methan vẫn
duy trì ở mức cao do liên quan đến lượng ăn vào.
Không dễ dàng làm ngưng sự sản sinh methan ở động vật nhai lại, nhưng làm sao biến
nguồn hydrogen ở dạ cỏ thành sản phẩm có lợi cho vi sinh vật là điều cần quan tâm
(Hegerty, 2003).

Từ những vấn đề được nêu trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Ảnh hưởng của các nguồn đạm vô cơ lên sự tăng trưởng và sự sinh khí CH 4 và
CO2 (in vitro)”.
Nhằm các mục tiêu sau đây:
-

Xem xét sự sinh khí in vitro khi bổ sung các nguồn đạm vô cơ khác nhau.

-

Ảnh hưởng của các nguồn đạm vô cơ lên sự tăng trưởng của bò Lai Sind.

11


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN
2.1 SƠ LƯỢC GIỐNG BÒ LAI SIND
Bò Lai Sind thuộc nhóm bò Zebu, được lai từ bò vàng Việt Nam với bò đực Sind dùng
để cày kéo lấy thịt và sữa.
- Bò có lông màu vàng, vàng đậm hoặc vàng cánh dán, có nhiều đặc điểm gần giống
như bò Sind.
- Khối lượng bò cái trưởng thành 270-280kg, bò đực 400 - 450kg. Sản lượng sữa 1200
- 1400kg/chu kỳ 240 - 270 ngày, tỷ lệ mỡ sữa 5 - 5,5%. Tỷ lệ thịt xẻ 48 - 49%. Bê sơ
sinh nặng 18 - 22kg, so với bò vàng Việt Nam, bò lai Sind có khối lượng tăng 30 35%, sản lượng sữa tăng gấp 2 lần, tỷ lệ thịt xẻ tăng 5%.
- Dùng bò đực Lai Sind lai với bò vàng Việt Nam cũng có thể nâng cao tầm vóc, khối
lượng và khả năng sản xuất của đàn bò địa phương. Bò Lai Sind có khả năng thích
nghi rộng rãi ở mọi miền đất nước.
2.2 ĐẶC ĐIỂM TIÊU HÓA CỦA LOÀI NHAI LẠI
Đường tiêu hoá của gia súc nhai lại được đặc trưng bởi hệ dạ dày kép gồm 4 túi, trong
đó ba túi trước (dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách) được gọi chung là là dạ dày trước, không

có tuyến tiêu hoá riêng. Túi thứ 4, gọi là dạ múi khế, tương tự như dạ dày của động
vật dạ dày đơn, có hệ thống tuyến tiêu hoá phát triển mạnh. Đối với gia súc non bú
sữa dạ cỏ và dạ tổ ong kém phát triển, còn sữa sau khi xuống qua thực quản được dẫn
trực tiếp xuống dạ lá sách và dạ múi khế qua rãnh thực quản. Rãnh thực quản gồm có
đáy và hai mép. Hai mép này khi khép lại sẽ tạo ra một cái ống để dẫn thức ăn lỏng.
Khi bê bắt đầu ăn thức ăn cứng thì dạ cỏ và dạ tổ ong phát triển nhanh và đến khi
trưởng thành thì chiếm đến khoảng 85% tổng dung tích dạ dày nói chung. Trong điều
kiện bình thường ở gia súc trưởng thành rãnh thực quản không hoạt động nên cả thức
ăn và nước uống đều đi thẳng vào dạ cỏ và dạ tổ ong.
- Dạ cỏ: là túi lớn nhất, chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng, từ cơ hoành đến
xương chậu. Dạ cỏ chiếm 85-90% dung tích dạ dày, 75% dung tích đường tiêu hoá, có
tác dụng tích trữ, nhào trộn và chuyển hoá thức ăn. Dạ cỏ không có tuyến tiêu hoá mà
niêm mạc có nhiều núm hình gai. Sự tiêu hoá thức ăn trong đó là nhờ hệ vi sinh vật
(VSV) cộng sinh. Dạ cỏ có môi trường thuận lợi cho VSV lên men yếm khí: yếm khí,
nhiệt độ tương đối ổn định trong khoảng 38-42oC, pH từ 5,5-7,4. Hơn nữa dinh dưỡng
được bổ sung đều đặn từ thức ăn, còn thức ăn không lên men cùng các chất dinh
dưỡng hoà tan và sinh khối VSV được thường xuyên chuyển xuống phần dưới của
đường tiêu hoá.
Có tới khoảng 50-80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ. Sản phẩm
lên men chính là các a-xit béo bay hơi (ABBH), sinh khối VSV và các khí thể (methan
và cacbonic). Phần lớn ABBH được hấp thu qua vách dạ cỏ trở thành nguồn năng
lượng chính cho gia súc nhai lại. Các khí thể được thải ra ngoài qua phản xạ ợ hơi.
Trong dạ cỏ còn có sự tổng hợp các vitamin nhóm B và vitamin K. Sinh khối VSV và
các thành phần không lên men được chuyển xuống phần dưới của đường tiêu hoá.

12


- Dạ tổ ong: là túi nối liền với dạ cỏ, niêm mạc có cấu tạo giống như tổ ong. Dạ tổ ong
có chức năng chính là đẩy các thức ăn rắn và các thức ăn chưa được nghiền nhỏ trở lại

dạ cỏ, đồng thời đẩy các thức ăn dạng nước vào dạ lá sách. Dạ tổ ong cũng giúp cho
việc đẩy các miếng thức ăn lên miệng để nhai lại. Sự lên men và hấp thu các chất dinh
dưỡng trong dạ tổ ong tương tự như ở dạ cỏ.
- Dạ lá sách: là túi thứ ba, niêm mạc được cấu tạo thành nhiều nếp gấp (tương tự các
tờ giấy của quyển sách). Dạ lá sách có nhiệm vụ chính là nghiền ép các tiểu phần thức
ăn, hấp thu nước, muối khoáng và các acid béo bay hơi trong dưỡng chất đi qua.
- Dạ múi khế: là dạ dày tuyến gồm có thân vị và hạ vị. Các dịch tuyến múi khế được
tiết liên tục vì dưỡng chất từ dạ dày trước thường xuyên được chuyển xuống. Dạ múi
khế có chức năng tiêu hoá men tương tự như dạ dày đơn nhờ có HCl, pepsin, kimozin
và lipaza.
Nước bọt ở trâu bò được phân tiết và nuốt xuống dạ cỏ tương đối liên tục. Nước bọt
có kiềm tính nên có tác dụng trung hoà các sản phẩm acid sinh ra trong dạ cỏ. Nó còn
có tác dụng quan trọng trong việc thấm ướt thức ăn, giúp cho quá trình nuốt và nhai
lại được dễ dàng. Nước bọt còn cung cấp cho môi trường dạ cỏ các chất điện giải như
Na+, K+, Ca++, Mg++. Đặc biệt trong nước bọt còn có urê và phốt-pho, có tác dụng
điều hoà dinh dưỡng N và P cho nhu cầu của VSV dạ cỏ, đặc biệt là khi các nguyên tố
này bị thiếu trong khẩu phần.
Sự phân tiết nước bọt chịu tác động bởi bản chất vật lý của thức ăn, hàm lượng vật
chất khô trong khẩu phần, dung tích đường tiêu hoá và trạng thái tâm-sinh lý. Trâu bò
ăn nhiều thức ăn xơ thô sẽ phân tiết nhiều nước bọt. Ngược lại trâu bò ăn nhiều thức
ăn tinh, thức ăn nghiền quá nhỏ sẽ giảm tiết nước bọt nên tác dụng đệm đối với dịch
dạ cỏ sẽ kém và kết quả là tiêu hoá thức ăn xơ sẽ giảm xuống.
Quá trình tiêu hoá và hấp thu ở ruột non của gia súc nhai lại cũng diễn ra tương tự như
ở gia súc dạ dày đơn nhờ các men tiêu hoá của dịch ruột, dịch tuỵ và sự tham gia của
dịch mật. Trong ruột già có sự lên men VSV lần thứ hai. Sự tiêu hoá ở ruột già có ý
nghĩa đối với các thành phần xơ chưa được phân giải hết ở dạ cỏ. Các ABBH sinh ra
trong ruột già được hấp thu và sử dụng, nhưng protein VSV thì bị thải ra ngoài qua
phân mà không được tiêu hoá sau đó như ở phần trên.
2.2.1. Tiêu hóa carbohydrate
Quá trình tiêu hóa carbohydrate ở dạ cỏ có thể chia ra làm 2 giai đoạn: giai đoạn thứ

nhất là tiêu hóa các carbohydrate phức tạp thành các carbohydrate đơn giản do tác
dụng của các enzyme vi sinh vật ngoại bào thực hiện.

13


Cellulose

Tinh bột

Cellobiose

Maltose

Glucose-1-phosphate

Isomaltose

Glucose
Glucose-6-phosphate

Pectin

Uronic acid
Frustose-6-phosphate

Hemicellulose

Fructose

Fructanse

Pentose
Fructose-1,6-diphosphate

Pentosan
Pyruvice Acid
Sơ đồ 2.1: Diễn biến tiêu hóa carbohydrate ở dạ cỏ

Glucose, fructose tiến tục bị phân giải tạo các sản phẩm chính của quá trình lên men là
acid acetic, acid propionic, acid butyric, CO2, và CH4. Các acid pyruvic, succinic,
lactic là những sản phẩm trung gian quan trọng, thỉnh thoảng cũng phát hiện ra acid
lactic trong dạ cỏ.
Acid chủ yếu là acid acetic, khẩu phẩn cao chất xơ làm gia tăng hỗn hợp acid đặc biệt
là acetic. Khi tỉ lệ thức ăn hỗn hợp trong khẩu phần cao, tỉ lệ acid acetic sẽ giảm lại và
acid propionic sẽ tăng lên. Với khẩu phần hầu như hoàn toàn là thức ăn hỗn hợp, có lẽ
nồng độ acid propionic hầu như vượt quá acid acetic. Khi khẩu phần chỉ toàn thức ăn
thô khô được nghiền mịn hoặc đóng viên không ảnh hưởng lớn đến tỉ lệ acid béo bay
hơi sản sinh.
Phần lớn các acid sản sinh được hấp thu vào dạ cỏ, tổ ong, lá sách chỉ có một số thoát
qua vào dạ múi khế và được hấp thu ở ruột non.
Tỉ lệ khí sản sinh rất lớn và nhanh, ngay sau bữa ăn một con bò có thể sản sinh hơn 30
lít khí/ giờ gồm CO2 40%, CH4 30-40%, H2 5% và một lượng nhỏ O2 và N2 từ không
khí. Các chất khí sẽ thoát ra ngoài theo đường ợ hơi, nếu chất khí tích tụ gây hiện
tượng chướng hơi dạ cỏ và con vật suy sụp có thể chết.
Giai đoạn thứ 2 tương tự sự tiêu hóa của thu không nhai lại, tiêu hóa carbohydrate đơn
giản do các enzyme của con vật.
Sự tiêu hóa carbohydrate phần lớn phụ thuộc vào lignin và cutin, chúng đề kháng với
sự tấn công của vi sinh vật. Lignin gây cản trở cho sự phân giải celuulose mà nó kết
hợp. Tỉ lệ acid béo bay hơi phụ thuộc vào tỉ lệ thức ăn tinh, thô trong khẩu phần cũng

như loại thức ăn và hình thức thức ăn (Lưu Hữu Mãnh, 1999).

14


2.2.2 Tiêu hóa protein
Protein của thức ăn được các vi sinh vật phân giải thành các peptid và amino acid, một
số amino acid còn được phân giải xa hơn tạo thành các acid hữu cơ, ammonia và CO 2.
Những amino mạch phân nhánh tìm thấy trong dịch dạ cỏ dẫn xuất từ amino acid. Các
amino acid được sản sinh, cùng với các peptid và các amino acid tự do lại bị các vi
sinh vật sử dụng để tổng hợp thành protein của vi sinh vật. Khi các vi sinh vật đi đến
dạ múi khế và ruột non sẽ bị tiêu hóa và hấp thu ở đó, một đặc điểm quan trọng trong
việc hình thành protein vi sinh vật là vi khuẩn có khả năng tổng hợp các acid amin
giới hạn thành các acid amin không giới hạn, như vậy chúng cung cấp cho vật chù
nguồn protein khác với protein của khẩu phần. Ở điểm này đủ để nhấn mạnh rằng
phần lớn protein tiến đến ruột non của thú nhai lại sẽ là protein của vi sinh vật theo
một thành phần hợp lý ổn định, phần protein còn lại ít hơn là protein của thức ăn
không phân giải, thành phần acid amin thay đổi tùy theo đặc tính tự nhiên của khẩu
phần.
Các ammonia dịch dạ cỏ giống như chìa khóa trung gian trong sự phân giải và tổng
hợp protein. Nếu khẩu phần thấp protein hoặc protein đề kháng với sự phân giải thì
ammonia của dịch dạ cỏ sẽ thấp (50mg/L) và sự tăng trưởng của vi sinh vật sẽ kém,
hậu quả là sự phân giải cellulose sẽ bị đình trệ. Ngược lại nếu quá trình phân giải
protein nhanh hơn tổng hợp, ammonia sẽ tích tụ trong dạ cỏ với nồng độ quá cao. Khi
điều này xảy ra thì ammonia sẽ hấp thu vào máu, chuyên chở đến gan và chuyển đổi
thành urê một phần urê này sẽ đưa ngược trở lại dạ cỏ bằng con đường của tuyến nước
bọt, trực tiếp đi qua vách tế bào, phần lớn sẽ bị bài tiết trong nước tiểu và như thế là
lãng phí. Nồng độ tối hảo của ammonia trong dạ cỏ rất thay đổi, từ 85 – 300mg/L.
Nếu thức ăn cung cấp protein kém thì nồng độ của các vi sinh vật trong dạ cỏ thấp, số
lượng nitrogen trở ngược về dạ cỏ bằng dạng ammonia từ máu nhiều hơn lượng

ammonia hấp thu từ dạ cỏ. Như vậy, số protein tiến tới ruột lớn hơn lượng protein
trong thức ăn. Bằng cách này thú nhai lại có thể bảo tồn lượng nitrogen bằng cách
chuyển hóa urê về dạ cỏ, nếu không lượng urê sẽ bị thải trong nước tiểu.
2.2.3 Sử dụng đạm phi protein ở gia súc nhai lại
Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa các hợp chất đạm phi protein thành protein. Vì
vậy các hợp chất đạm vô cơ có thể đưa vào khẩu phần thú nhai lại, urê được dùng phổ
biến, các dẫn xuất khác của urê ngay cả muối ammonium cũng được sử dụng.
Urê đi vào dạ cỏ được thủy giải nhanh chóng thành ammonia bởi enzyme urease của
vi khuẩn tạo thành ammonia dịch dạ cỏ. Để ammonia này kết hợp thành protein vi
khuẩn có hiệu quả thì phải có 2 điều kiện: (1) nồng độ ammonia ban đầu phải thấp
hơn so với nhu cầu. (2) hệ vi sinh vật phải có một nguồn năng lượng sẵn có để tổng
hợp protein. Trong thực tế nuôi dưỡng, để đáp ứng những điều kiện trên bao gồm việc
trộn urê với thức ăn có sự phân giải protein ở dạ cỏ kém và lên men carbohydrate cao
(Lưu Hữu Mãnh, 1999).
2.2.4 Tổng hợp vitamin
Hệ vi sinh vật dạ cỏ có thể tổng hợp tất cả các vitamin nhóm B và vitamin K. Thức ăn
ăn vào chỉ cung cấp một lượng nhỏ vitamin B cho con vật. Lượng vitamin được tạo ra
trong dạ cỏ lớn hơn nhiều lượng vitamin có trong thức ăn.

15


Thức ăn xanh hàng ngày có chứa một lượng lớn thiamine, riboflavin và nicotinic acid.
Hẩu hết thiamin bị hòa tan, riboflavin, nicotinic acid, folic acid và vitamin B12 chiếm
một lượng lớn trong tế bào và được hấp thu một ít trên bề mặt dạ cỏ.
Có một cái hay ở đây là sự thiết lập liên kết giữa sự thiếu vitamin B với sự thiếu
cobalt trong khẩu phần tạo thành một nhóm cyanocobalamin giả được biết như
vitamin B12. Thiếu cobalt dẫn đến thiếu vitamin B12 làm cho con vật chán ăn, chậm
lớn ở gia súc non.
2.3 SƠ LƯỢC VỀ HỆ DẠ CỎ

Trong dạ cỏ có môi trường rất ổn định về các tính chất lý hóa tạo điều kiện thuận lợi
cho hệ vi khuẩn và động vật đơn bào phát triển. Các vi khuẩn phát triển nhờ phân giải
chất xơ trong thức ăn. Các động vật đơn bào – protozoa lại ăn các vi khuẩn để sinh
trưởng và phát triển, cơ thể nó cuối cùng lại là nguồn thức ăn động vật cho động vật
chủ là các động vật ăn cỏ.
Nhiệt độ trong dạ cỏ khá cao 39 – 40oC.
Khí trong dạ cỏ có thành phần như sau:
CO2

60 – 70%

CH4

25 – 35%

Phần còn lại là các khí nitơ, oxy, một ít H2S, và H2
Tốc độ sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong dạ cỏ rất cao. Trong 1ml dịch dạ
cỏ có tới 105 đến 106 động vật đơn bào và 1010 vi khuẩn.
Mật độ vi sinh vật trong dịch dạ cỏ được duy trì tương đối ổn định cho từng loại chế
độ thức ăn. Phần vi sinh vật tăng lên lien tục được chuyển từ dạ cỏ vào dạ lá sách. Tốc
độ lên men được điều chỉnh luôn ở mức vừa phải vì các protozoa đã chuyển hóa một
cách rất nhanh chóng một phần đường hòa tan thành các loại đường đa để dự trữ đồng
thời tránh sự tấn công của vi khuẩn.
Môi trường dịch dạ cỏ phụ thuộc vào:
+ Loại và khối lượng thức ăn ăn vào
+ Sự nhào trộn theo chu kỳ thông qua sự co bóp dạ cỏ
+ Nước bọt và sự nhai lại
+ Sự khuếch tán và chế tiết dạ cỏ
+ Hấp thu các chất xuống bộ máy tiêu hóa
Trong những điều kiện cung cấp khẩu phần thức ăn và dạng thức ăn không bình

thường thì môi trường dạ cỏ bị rối loạn. Ví dụ: khi cho ăn quá nhiều thức ăn hạt sẽ dẫn
đến hội chứng lacticacidaemic bởi vì pH dạ cỏ giảm, sự sinh trưởng của Streptococcus
bovis giảm và có sự tích tụ acid lactic trong dạ cỏ (T. R. Preston và R. A. Leng, 1987).
2.3.1 Vai trò của pH trong dạ cỏ
pH dịch dạ cỏ thường từ 6 đến 7, nhờ vào dung dịch đệm các muối kiềm của nước bọt
gồm bicacbonat và photphat natri, kali có pH > 8,2 và phần lớn các acid béo bay hơi
tạo ra được hấp thu qua màng nhầy của dạ cỏ do đó hạn chế sự thay đổi độ pH trong

16


dạ cỏ. pH dịch dạ cỏ trung tính là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động và
phát triển bình thường. Khi pH dạ cỏ thấp dẫn đến thay đổi số lượng vi khuẩn phân
giải cellulose, amylase và thường protozoa cũng bị mất theo. Gía trị pH còn phụ thuộc
vào thời gian sau khi ăn, môi trường trung tính ở dạ cỏ luôn được duy trì để đảm bảo
cho quá trình lên men được liên tục. Khối lượng vi sinh vật trong dạ cỏ được duy trì ở
mức ổn định do sự di chuyển số lượng vi sinh vật xuống dạ dưới, chết và phân hủy
các vi sinh vật ngay trong dạ cỏ. Methan (CH4) và carbonic (CO2) cũng là sản phẩm
cuối cùng của quá trình lên men. Khi pH dạ cỏ thấp, carbonic tách khỏi dung dịch và
tích tụ ở túi vùng lưng, sau đó được thải ra qua ợ hơi (Hungate et al., 1952).
2.3.2 Vai trò của vi sinh vật dạ cỏ
Vi sinh vật dạ cỏ có khả năng lên men carbohydrate, phân giải thức ăn tạo ra các
acid béo bay hơi, methan, carbonic và năng lượng cung cấp cho sự sinh trưởng và phát
triển của vi sinh vật. Hệ vi sinh vật trong dạ cỏ gồm: nguyên sinh động vật, vi khuẩn
và nấm.
2.3.2.1 Nấm (fungi)
Có trong hầu hết động vật ăn cỏ và thường cơ chế này hoạt động trong môi
trường yếm khí và nấm có thân giống như roi của protozoa. Nấm hiện diện với số
lượng 103 – 104 ml-1 (Jouany và Ushida, 1999) và là thành phần đầu tiên xâm nhập và
tiêu hóa thành phần cấu trúc của tế bào thực vật bắt đầu từ bên trong, đồng thời nó phá

vỡ cấu trúc của thực vật. Sự công phá này làm cho vi khuẩn bám vào các cấu trúc tế
bào thực vật. Do đó, nấm giữ một vai trò đặc biệt trong việc công phá lên men các
nguyên liệu không hóa tan của màng tế bào. Và sự có mặt của nấm làm tăng quá trinh
tiêu hóa xơ.
Người ta có thể phân loại nấm trong dạ cỏ thành 5 loại bao gồm:
Neocallimastrix, Piromyces, Caecomyces, Ocpinomyces và Anaeromyces.
2.3.2.2 Protozoa
Vi sinh vật có nguồn gốc động vật sống chủ yếu ở dạ cỏ, một số ít ở dạ tổ ong và
dạ lá sách. Có khoảng 106 ml-1 dịch dạ cỏ, chiếm hơn phân nửa sinh khối của hệ vi
sinh vật, chúng rất nhạy cảm với sự thay đổi độ acid (pH) trong dạ cỏ. Nếu khẩu phần
nhiều tinh bột và đường thì mật độ protozoa lên đến 4.106 ml-1 dịch dạ cỏ. Chúng
phân giải thức ăn để cung cấp năng lượng và ăn vi khuẩn để phát triển. Có khoảng 30
loài nguyên sinh động vật trong dạ cỏ, một số ít loài phân giải xơ, đa số phân giải chất
đường và tinh bột. Nhờ tác động ăn vào và phân giải tinh bột nên làm giảm sự phân
giải nhanh tế bào bởi các vi khuẩn, nên nguyên sinh động vật giúp ổn định tình trạng
của dạ cỏ trong khẩu phần có tỷ lệ thức ăn tinh cao. Nguyên sinh vật cũng góp phần
phân giải đạm cung cấp nguồn nitơ cho vi khuẩn phát triển.
Người ta chia protozoa thành hai nhóm chính: Holotrich và Entodineomorphs.
Holotrich có mặt trong khẩu phần nhiều xơ có đường (xác mía đường) hoặc khẩu phần
là cỏ non. Entodineomorphs có mặt trong khẩu phần chủ yếu là xơ hoặc tinh bột. Một
vài loài protozoa cũng có khả năng phân giải cellulose nhưng thức ăn chính của chúng
vẫn là đường và tinh bột (Preson T.R. và Leng R.A., 1991).

17


2.3.2.3 Vi khuẩn
Thường là nhóm chiếm lượng lớn trong dạ cỏ (108 – 1010 ml-1 dịch dạ cỏ) gồm các
nhóm: vi khuẩn tự do trong dịch dạ cỏ, chiếm khoảng 30%, vi khuẩn bám vào các
mẫu thức ăn chiếm 70% ngoài ra vi khuẩn còn cư ngụ ở các nếp gấp biểu mô. Vi

khuẩn bám vào protozoa (chủ yếu là loại sinh khí methan). Thức ăn liên tục chuyển
khỏi dạ cỏ cho nên phần lớn vi khuẩn bám vào thức ăn sẽ bị tiêu hóa đi. Số lượng vi
khuẩn dạng tự do trong dịch dạ cỏ rất quang trọng để xác định sự phân hủy thức ăn
trong dạ cỏ. Những loài vi khuẩn quan trọng nhất tiêu hóa chất xơ (cellulolytic) như
Ruminococcus flavefaciens; R.albus; Bacteriodes succinogenes; Butyrivibrio
fibrisolvens và các loài Clostridium spp liên quan. Bên cạnh đó có các loài vi khuẩn
phân hủy protein (proteolytic bacteria) và nhóm tiêu hóa carbohydrate hòa tan
(amylolytic bacteria). Thức ăn chính của gia súc nhai lại là carbohydrate không hoa
tan, phần lớn chứa nhiều cellulose và hemicellulose. Ở dạ cỏ tác nhân phân hủy chúng
là vi khuẩn, vài loài vi khuẩn còn tổng hợp men phân giải hầu hết các cấu trúc phức
tạp của thực vật. Tuy nhiên cũng có một số loài chỉ phân hủy và sử dụng chất đơn giản
như glucose. Sự hoạt động của một vài loài vi khuẩn trong dạ cỏ có sự phối hợp với
nhau và các loài vi khuẩn này còn sử dụng sản phẩm của loài vi khuẩn khác.
2.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỨC ĂN
2.4.1 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vivo
Qui trình và cách tính toán của nó được trình bày bởi nhiều tác giả khác nhau và được
mô tả chung nhất trong tài liệu của McDonald et al. (2002). Kỹ thuật xác định tỉ lệ
tiêu hóa ở invivo được áp dụng rộng rãi hiện nay là thu gom toàn bộ lượng thức ăn ăn
vào và lượng phân thải ra hàng ngày hoặc sử dụng chất chỉ thị trộn vào thức ăn cho
gia súc ăn sau đó xác định nồng độ chất chỉ trong phân để tính tỉ lệ tiêu hóa. Kỹ thuật
ghi nhận và lấy mẫu thức ăn ăn vào và phân thải ra hàng ngày đòi hỏi có nhiều công
lao động, thời gian và chi phí thức ăn.
Nhưng kỹ thuật này được chấp nhận cao dùng để xác định tỉ lệ tiêu hóa, tính năng
lượng trao đổi của thức ăn và được xem như là kỹ thuật nền tảng để đánh giá các kỹ
thuật khác.
2.4.2 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng tỉ lệ tiêu hóa in vitro
Sự tiêu hóa thức ăn ở gia súc nhai lại có thể phân chia ra làm hai giai đoạn chính là sự
tiêu hóa sinh học diễn ra ở dạ cỏ - dạ tổ ong và sự tiêu hóa hóa học diễn ra ở dạ múi
khế - ruột non, mặc dù có dù có một phần tiêu hóa xảy ra ở ruột sau nhưng không
đáng kể (Omed et al.,2000). Phỏng theo nguyên lý này, kỹ thuật xác định tỉ lệ tiêu hóa

ở in vitro được chia ra làm hai giai đoạn, giai đoạn đầu tiên là tiêu hóa với hệ vi sinh
vật dạ cỏ (Tilley và Terry, 1963; Goering và Van Soest, 1970), và giai đoạn tiêu hóa
thứ hai là với pepsin (Tilley và Terry, 1963) hoặc sự tẩy rửa của dung dịch tẩy trung
tính (Goering và Van Soest, 1970).
Tuy nhiên kỹ thuật này cần sử dụng nhiều loại hóa chất làm nguồn dưỡng chất cho vi
sinh vật phát triển còn khan hiếm và đắt tiền, đồng thời phải mổ lỗ dò để lấy dịch dạ
cỏ làm nguồn vi sinh vật. Do vậy kỹ thuật tiêu hóa in vitro truyền thống cần được
nghiên cứu và cải tiến.

18


2.4.3 Đánh giá chất lượng thức ăn thô bằng sinh khí in vitro
Phương pháp sinh khí in vitro ra đời dựa trên nền tảng của in vitro Tilley và Terry
(1963), sự tiêu hóa vi sinh vật dạ cỏ có thể quan sát được trong điều kiện ống nghiệm
dưới sự tham gia của vi sinh vật dạ cỏ trong môi trường nước bọt nhận tạo của
McDougall (1948). Kết quả của sự lên men này có thể được quan sát từ thức ăn còn
lại sau khi được tiêu hóa ở phương pháp in vitro Tilley và Terry (1963) hoặc từ sản
phẩm sinh ra của sự tiêu hóa ở phương pháp sinh khí in vitro của Menke et al. (1979).
Mặc dù phương pháp in vitro của Tilley và Terry (1963) đã được đánh giá và cho thấy
có nhiều thuận lợi trong ước lượng thức ăn như ít tốn chi phí, nhanh nhưng nó vẫn có
những hạn chế nhất định: 1) yêu cầu phải có gia súc để cung cấp dịch dạ cỏ; 2) cách
đo lường vật chất không bị tiêu hóa phức tạp có thể dẫn đến sai số lớn, đặc biệt các
loại thức ăn có chứa tannin cao, do tannin có thể tan trong môi trường ủ của in vitro
nhưng đây lại là thành phần không thể tiêu hóa (Makkar, 2004). Từ những hạn chế
trên El Shaer et al. (1987) đã đề nghị sử dụng phân làm nguồn vi sinh vật thay thế cho
dịch dạ cỏ trong phương pháp tiêu hóa in vitro và Menke et al. (1979) giới thiệu
phương pháp sinh khí in vitro, thay thế cho việc đo trọng lượng trong phương pháp in
vitro Tilley và Terry (1963) bằng sự đo lượng khí sinh ra từ sự lên men. Từ đó sinh
khí in vitro được ra đời bởi Menke et al. (1979).

2.4.3.1 Mô tả chung
Nguyên lý hoạt động của sinh khí in vitro cũng tương tự như phương pháp in vitro
Tilley và Terry (1963). Thức ăn được ủ trong môi trường dịch dạ cỏ có chất đệm yếm
khí ở 39oC, sẽ được tiêu hóa bởi vi sinh vật dạ cỏ. Sau khi bắt đầu ủ, thức ăn được tiêu
hóa sinh ra các acid béo bay hơi và một lượng khí là CO 2, CH4, H2. Acid béo bay hơi
giải phóng kích thích chất đệm sinh khí và đo lường được trong hệ thống sinh khí in
vitro. Lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro có thể được ghi nhận qua một
hay nhiều thời điểm khác nhau. Sự sinh khí này được xem như là sản phẩm hoạt động
tiêu hóa thức ăn của vi sinh vật dạ cỏ và phản ánh được khả năng tiêu hóa của mỗi loại
thức ăn.
Nguyên lý sinh khí
Khi thức ăn được ủ trong môi trường in vitro, sẽ được chuyển thành các acid béo bay
hơi, khí (CO2 và CH4) và tế bào vi sinh vật. Trong môi trường in vitro có chất đệm
bicarbonate, khi acid béo bay hơi sinh ra lập tức CO2 được giải phóng để ổn định pH.
Như vậy lượng khí sinh ra trong hệ thống sinh khí in vitro bao gồm khí sinh ra trực
tiếp từ sự lên men là CO2, CH4, H2, và khí sinh ra gián tiếp từ sự lên men là CO 2. Đối
với thức ăn thô, khoảng 50% khí sinh ra từ chất đệm và phần còn lại là lượng khí sinh
ra trực tiếp từ quá trình lên men (Blümmel và Ørskov, 1993). Còn đối với thức ăn hỗn
hợp, khí sinh ra từ chất đệm khoảng 60% (Getachew et al., 1998).
Người ta thấy rằng mỗi mmol acid béo bay hơi sinh ra sẽ giải phóng khoảng 0,8-1,0
mmol CO2 từ dung dịch đệm và điều này còn phụ thuộc vào hàm lượng phosphate
hiện diện trong dung dịch đệm (Beuvick và Spoelstra, 1992; Blümmel và Ørskov,
1993). Đặc biệt lượng khí sinh ra có mối tương quan cao với acid béo bay hơi và từ đó
người ta xem lượng khí sinh ra như là một chỉ thị để đo lường sản phẩm sinh ra từ quá
trình lên men trong kỹ thuật sinh khí in vitro (Blümmel và Ørskov, 1993). Lượng khí

19


sinh ra còn phụ thuộc vào thành phần dưỡng chất của thức ăn, thức ăn chứa nhiều

carbohydrate có lượng khí sinh ra cao. Rong khi sự lên men của đạm giải phóng khí
chỉ với lượng nhỏ khí sinh ra từ sự lên men béo thì không đáng kể (Makkar, 2004).
2.4.3.3 Vai trò của sinh khí in vitro
Phương pháp in vitro sinh khí đã được sử dụng rộng rãi để ước lượng giá trị dinh
dưỡng thức ăn. Phương pháp in vitro sinh khí được sử dụng để dự đoán nhiều chỉ tiêu
khác nhau trong đánh giá thức ăn. Menke el al. (1979) lần đầu tiên đề xuất và sử dụng
in vitro sinh khí để dự đoán tỉ lên tiêu hóa in vivo và năng lượng trao đổi (ME). Gần
đây hơn người ta quan tâm nhiều đến hiệu quả sử dụng thức ăn thô của gia súc. Cho
nên kỹ thuật in vitro sinh khí được nghiên cứu để ứng dụng trong việc xác định động
lực tiêu hóa thức ăn với ưu điểm nhanh và tiện nghi hơn. Tham số quan trọng hơn cả
để diễn tả khả năng sử dụng thức ăn là mức tiêu thụ thức ăn, tham số này cũng có thể
được dự đoán từ in vitro sinh khí (Getachew et al., 1998). Phương pháp in vitro sinh
khí còn được dùng để dự đoán các chất kháng dưỡng có trong thức ăn (Makkar,
2004). Dựa vào kết quả lượng khí khí sinh ra có mối liện hệ rất gần với acid báo bay
hơi, người ta thiệt lập được phương trình hồi qui để dự đoán acid béo bay hơi trong dạ
cỏ (Blümmel et al., 1999). Nhìn chung phương pháp in vitro sinh khí như là một dụng
cụ hữu hiệu để dự đoán các chỉ số dinh dưỡng thức ăn gia súc nhai lại, phương pháp
này dự đoán được nhiều tham số phản ánh được giá trị dinh dưỡng thức ăn khác nhau.
•

Dự đoán methan thải ra bằng phương pháp sinh khí in vitro

Trong quá trình tiêu hóa thức ăn trong dạ cỏ, ngoài các sản phẩm chính tạo ra là các
acid béo bay bơi và protein vi sinh vật có vai trò cung cấp năng lượng và đạm cho gia
súc còn tạo ra thêm một số sản phẩm phụ khác như CO2, CH4, H2… Trong đó đáng lưu
ý nhất là CH4, nó làm ô nhiễm môi trường khi được bài thải ra ngoài bằng sự ợ hơi.
Người ta ước lượng thấy rằng sự bài thải methan trong tiêu hóa loài nhai lại đã làm
tổn thất từ 2-12% năng lượng của thức ăn (Wilkerson et al., 1995). Chính vì vậy có
nhiều nghiên cứu tìm cách giảm lượng methan trong tiêu hóa nhai lại để nâng cao
năng suất vật nuôi và giảm ô nhiễm môi trường (Grings et al., 2005). Trong truyền

thống, sự bài thải methan từ gia súc nhai lại được xác định từ trong điều kiện thú sống,
điều này đã làm tốn nhiều kinh phí trong đánh giá. Trong một trắc nghiệm gần đây,
Getachew et al. (2005) thấy rằng in vitro sinh khí có thể dùng để xác định methan thải
ra từ sự tiêu hóa. Trên thực tế đã có một số nghiên cứu sử dụng in vitro sinh khí để dự
đoán methan trong quá trình tiêu hóa thức ăn của vi sinh vật dạ cỏ để đưa ra các chiến
lược làm giảm methan và cho kết quả rất tiềm năng (Getachew et al., 2005)
2.5 NHỮNG TRANH LUẬN GẦN ĐÂY VỀ VIỆC BỔ SUNG NITRATE
TRONG KHẨU PHẦN CHO GIA SÚC NHAI LẠI
Mục đích trong chăn nuôi gia súc không chỉ dừng lại ở vấn đề lượng methan thải ra
mà còn chú ý đến sử dụng lại nguồn hydrogen dạ cỏ để tạo ra sản phẩm cuối cùng có
lợi. Nếu như có càng nhiều sản phẩm cuối cùng có lợi cũng đồng nghĩa với hiệu quả
sử dụng thức ăn tăng lên và giảm lượng methan sinh ra trên mỗi đơn vị sản phẩm.
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy rằng hydrogen được sản sinh từ sự tiêu hóa
thức ăn, như chất hữu cơ của vi khuẩn, methan, propionic acid, acid béo chưa bão hòa,
sulphate, nitrate và hydrogen.

20


Nitrate có thể thay thế urê như một nguồn cung cấp ammonia cho vi sinh vật phát
triển nhưng ít được để ý đến bởi vì tác động độc của nitrate.
Theo Leng (2007), tác dụng độc của nitrate chỉ xảy ra đối gia súc nhai lại chưa thích
nghi và khi chúng được làm quen với nitrate ở nồng độ cao. Sự khử nitrate có thể
được thúc đẩy để sản sinh ammonia trong dạ cỏ, và có thể làm giảm lượng methan sản
sinh lên đến 100%.
Việc bổ sung nitrate như nguồn cung cấp nitơ cho vi sinh vật đã được nhiều tác giả
đưa ra các quan điểm về vấn đề này như sau:
•

Có nhiều vi sinh vật ở dạ cỏ có khả năng khử nitrate thành nitrite, sau đó biến

thành ammonia (Cheng et al., 1981).

•

Khả năng sử dụng nitrate có thể chuyển đổi giữa các gia súc nhai lại (Cheng et
al., 1985).

•

Một vài loài vi sinh vật ở dạ cỏ giải phóng ammonia thành hồ chứa ammonia
dạ cỏ, nhưng một số khác sử dụng trực tiếp ammonia để tổng hợp nên tế bào vi
sinh vật (H. Kudu et a.l, 1989).

•

Sự khử nitrate sẽ thúc đẩy tăng nitrate trong khẩu phần (Alaboudi và Jones,
1985)

•

Việc sử dụng nitrate được tăng lên khi số lượng vi sinh được tăng lên bởi sự bổ
sung nhiều thức ăn dễ tiêu hóa như tinh bột và đường (Burrows et al., 1987)

• Hàm lượng ammonia được duy trì khi nitrate bị khử.
•

Ở hàm lượng cao nitrate trong thức ăn, có ít hoặc không có triệu chứng gây độc
của nitrate. Khi các gia súc này đã có thời gian làm quen với nitrate.

Từ những tranh luận trên, đã dẫn đến một giả thuyết mà chúng tôi muốn thử nghiệm.

Động vật nhai lại cho ăn thức ăn xanh có hàm lượng protein thấp có thể thay đổi bổ
sung urea bằng nitrate như một nguồn nitơ quan trọng của khẩu phần. Các chỉ tiêu cần
được thử nghiệm khi thay thế urea bằng nitrate như: Lượng ăn vào, sự tăng trưởng, sự
thay đổi các thông số của môi trường dạ cỏ.
2.6 SỰ NGỘ ĐỘC NITRATE
Sự ngộ độc nitrate đã được nhiều tác giả thông báo ở USA như Newson, Stout, Thorp,
and Groth (1937), kế đến Bradley, Eppson và Beath (1939) và họ cho rằng có thể tạo
nên sự ngộ độc nitrate bằng cách cho ăn rơm có nhiễm nitrate. Phân tích những mẫu
nhiễm độc cho thấy hàm lượng nitrate chiếm khoảng 3,2 – 7,2% (vật chất khô). Tuy
nhiên theo Leng (2007), tác dụng độc của nitrate chỉ xảy ra đối với gia súc nhai lại
chưa thích nghi và khi chúng được làm quen với nitrate ở nồng độ cao.
2.7 QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NITRATE Ở DẠ CỎ
Hàm lượng ammonia tăng lên sau khi cho ăn (McDonald, 1948), có sự ảnh hưởng
tăng giá trị ammonia khi cho cừu uống nitrate ngay khi ăn, cũng cùng tác giả năm
1949 cho rằng hàm lượng ammonia tương đối không đổi như một hằng số trước khi
cho ăn. Điều này cho thấy, cho phép chúng ta có thể đánh giá được sự thành lập
ammonia từ nitrate. Theo Lewis (1950) khi bổ sung nitrate cho gia súc có sự giảm

21


nitrate rất nhanh trong dạ cỏ, trùng khớp với sự sản sinh nitrite. Trong môt thí nghiệm
khác cho thấy hàm lượng ammonia tăng sau 5 -7 giờ sau khi cho gia súc sử dụng
nitrate, điều này có lẽ do bổ sung nitrate kích thích sản sinh ammonia hoặc là sự biến
đổi nitrate thành ammonia.
Theo Jones (1972); Takahashi và Young (1991) nitrate khử methan nhờ hệ vi sinh vật
dạ cỏ. Điều này là do giảm 1mol điện tử ở nitrate cho ammonia được 8 mol điện tử,
chẳng hạn như hydrogen (Richardson và Watmough, 1999). Được mô tả ở hai phương
trình sau:
4H2 + HCO3- + H+ → CH4 + 3 H2O; ∆G0’ = -175 kJ/ phản ứng

(Conrad và Wetter, 1990)
NO3- + 2H+ + 4H2 → NH4+ + 3H2O; ∆G0’ = -598 kJ/ phản ứng
(Allison và Reddy, 1984)
2.8 VAI TRÒ CỦA NH3 TRONG QUÁ TRÌNH LÊN MEN DỊCH DẠ CỎ
Theo Preston và Leng (1987) thì NH3 trong dịch dạ cỏ bao gồm các protein, peptid,
acid amin và các nguyên liệu nitơ hòa tan khác. Urê, acid uric và nitrate được chuyển
hóa nhanh chóng thành NH3 trong dạ cỏ. Các acid nucleic trong dịch dạ cỏ có lẽ cũng
được phân giải rất mạnh thành NH3. Hầu hết các khẩu phần chủ yếu là phụ phẩm nông
nghiệp và cỏ có tỷ lệ tiêu hóa thấp thì hạn chế chủ yếu đối với sinh trưởng vi sinh vật
dạ cỏ là nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ. Nồng độ NH3 phải cao hơn mức tới hạn trong
ngày. Để có tỉ lệ tiêu hóa tối đa trong dạ cỏ thì qua đó cũng có khối lượng vi sinh vật
lớn nhất, lượng NH3 luôn biến động theo khẩu phần. Nồng độ NH3 trong dịch dạ cỏ
đòi hỏi đảm bảo tối đa cho vi sinh vật tăng trưởng trong phòng thí nghiệm có giá trị
tối thiểu 20-50mg/lit dạ cỏ. Để thức ăn được phân giải tối đa bởi vi sinh vật dạ cỏ nhu
cầu tối thiểu nồng độ NH3 trong dạ cỏ cao hơn đã được trình bày cho những thức ăn
có chất lượng thấp, nồng độ NH3 khoảng 60-100mg/lít đã được đề cập (Oosting và
Waanders, 1993).
Nhu cầu nồng độ NH3 cho sự phân giải tối đa có lẽ phụ thuộc vào khả năng phân giải
của thức ăn (Oosting và Waanders, 1993; Preston và Leng, 1987).
Theo Alvarez và cộng sự (1983) cho biết, với loại cỏ chứa một lượng protein thô đáng
kể thì hình như vi sinh vật bám vào sợi xơ phụ thuộc vào nitơ có trong thành phần tế
bào thức ăn. Hiệu suất sinh trưởng của loại vi sinh vật này ít bị ảnh hưởng bởi lượng
NH3 trong dịch dạ cỏ. Đối với loại thức ăn nhiều xơ ít nitơ hoặc các loại thức ăn chủ
yếu là carbohydrate hòa tan (như mía) thì nồng độ NH 3 tới hạn phải cao hơn so với
thức ăn giàu protein.
Theo R.A. Leng và Nolan (1984), các khẩu phần thức ăn khác nhau có ảnh hưởng đến
mức NH3 thích hợp và nồng độ NH3 cao nhất có thể đạt mức 150-200mg%.
Thiếu NH3 dẫn đến giảm hiệu quả hệ thống vi sinh vật dạ cỏ mặc dù con đường tổng
hợp acid amin ở vi sinh vật dạ cỏ chưa được xác định rõ. Tuy nhiên người ta thấy
rằng: NH3 đóng vai trò quan trọng cho việc tổng hợp có hiệu quả acid amin và protein

ở vi sinh vật. Tốc độ tổng hợp vi sinh vật cao nhất ở nồng độ NH3 từ 5-8 mgN/100ml
dịch dạ cỏ (Satter và Styler, 1974)

22


Thức ăn

Protein
Protein không bị
phân giải

N phi protein
Protein bị
phân giải

N phi
protein

Ure

N. BỌT

Peptid
DẠ CỎ

A.min

Amoniac

Ure

Protein vi
sinh vật

GAN

Ure

Tiêu hóa trong
ruột non

THẬN
Nước tiểu

Sơ đồ 2.2: Sự chuyển hóa các chất chứa nitơ trong dạ cỏ

23


2.9 SỬ DỤNG ĐẠM PHI PROTEIN Ở GIA SÚC NHAI LẠI
Ammonia trong dạ cỏ chủ yếu được cung cấp qua việc giảm protein trong khẩu phần,
có khoảng 30% nitrogen trong thức ăn ở dạng hợp chất hữu cơ đơn giản như amino
acid, amides và amines hoặc hợp chất vô cơ như nitrates. Trong thực tế nó có thể lợi
dụng khả năng của hệ vi sinh vật dạ cỏ để biến đạm phi protein thành protein. Chất
nền chủ yếu là urea, các dẫn xuất khác của urea và muối amonium cũng được sử
dụng.
Urea đi vào dạ cỏ được thủy giải nhanh chóng thành ammonia bởi enzym urease của
vi khuẩn và ammonia dạ cỏ vì vậy có thể được tăng lên. Để ammonia này kết hợp
thành protein vi khuẩn có hiệu quả thì phải có hai điều kiện, một là ammonia ban đầu

phải ở điều kiện tốt nhất, tức là nồng độ ammonia ban đầu phải thấp hơn so với nhu
cầu. Hai là hệ vi sinh vật phải luôn có nguồn năng lượng sẵn sàng cho sự tổng hợp
protein.
Việc bổ sung urea làm tăng hiệu quả tiêu hóa lên men và kích thích khả năng tiêu hóa
thức ăn. Nếu cho bò ăn rơm đơn điệu thì khả năng tiêu hóa chất khô là 39%, lượng
rơm ăn được cũng chỉ 5,6 kg/ngày (Leng,1987). Nếu cho ăn rơm có bổ sung urea
100g/ngày thì hai chỉ tiêu trên tương ứng là 47% và 7,9 kg (Cương,1994).
Tác dụng của việc bổ sung urea vào khẩu phần chỉ có rơm, cỏ đã góp phần điều chỉnh
sự thiếu hụt nitơ trong dạ cỏ, do đó làm tăng tỉ lệ tiêu hóa, tăng lượng rơm tiêu thụ và
tăng lượng protein vi sinh vật.
2.10 CÁC SẢN PHẨM TIÊU HÓA
Sản phẩm chánh của lên men carbohydrate là các acid béo bay hơi (VFA), năng lượng
ATP, nước và khí thải CO2, methan (Preston và Leng, 1991) được tóm tắt như sau:
Hexose

2Pyruvate + 4NADPH +2ATP

2Pyruvate + 2H2

2 Acetate + 2CO2 +2H2 + 2ATP

2Pyruvate + 8[H]

2 Propionate + 2H2O + 2ATP

2Pyruvate + 4[H]

Butyrate + 2H2 + 2CO2 + 2ATP

4H2 + CO2

CH4 + 2H2O + ATP

Ngoài các sản phẩm ấy còn có sản phẩm gián tiếp là sinh khối vi sinh dạ cỏ
Hexose

1.24Acetate + 0.24Propionate + 0.12Butyrate +

0.38CH4 + 52g tế bào vi sinh khô
Có đến 60% năng lượng tiêu hóa đến từ VFA và khoảng 30% từ tế bào vi sinh vật còn
lại là từ thành phần khác.
VFA được hấp thu bằng khuếch tán vào vách dạ cỏ và tổ ong và được tế bào biểu mô
hai túi này biến dưỡng (Võ Ái Quấc, 2006).

24


Pyruvate
Formate
Acetyl coemzyme A
CO2

Malonyl
CoA

H2

Methane

Acetyl phosphate

Acetoacetyl CoA

Β-Hydroxybutyryl CoA

Crotonyl CoA

Lactate

Oxalacetate

Lactyl CoA

Malate

Acrylyl CoA

Fumarate

Propionyl CoA

Succinate

Methylmalonyl CoA

Succinyl CoA

Butyryl CoA

Acetate

Butyrate

Propionate

Sơ đồ 2.3: Sự chuyển hóa của Pyruvate thành các acid béo bay hơi trong dạ cỏ

25