Tài liệu Nghiên cứu sử dụng thức ăn bổ sung cho bò trong vụ đông xuân tại một số tỉnh miền núi phía bắc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LĂNG VĂN KHÔI NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỨC ĂN BỔ SUNG CHO BÒ TRONG VỤ ĐÔNG XUÂN TẠI MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC Chuyên ngành: Chăn nuôi Mã số: 60.62.01.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN HƢNG QUANG THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi. Các số liệu công bố trong luận văn là trung thực, chính xác và có trích dẫn rõ ràng. Tác giả chịu trách nhiệm hoàn toàn về nội dung và các số liệu đã công bố trong luận văn này. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn đầy đủ. Thái Nguyên, ngày tháng Học viên Lăng Văn Khôi năm 2013 ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực tập và thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè; sự động viên khích lệ của gia đình để tôi hoàn thành luận văn. Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Hưng Quang với cương vị giáo viên hướng dẫn khoa học, đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Cảm ơn Ban đào tạo Sau đại học - Đại học Thái Nguyên; Khoa Sau đại học, Khoa Chăn nuôi thú y - Trường đại học Nông lâm Thái Nguyên; Ban tổ chức tỉnh ủy tỉnh Thái Nguyên đã giúp đỡ, tạo điều kiện trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Nhân dịp này tác giả chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, các em sinh viên đã giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình. Xin chân thành cảm ơn. Thái Nguyên, ngày tháng Học viên Lăng Văn Khôi năm 2013 iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................... vii DANH MỤC HÌNH MINH HỌA ........................................................................ viii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1 2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................................3 3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................3 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................4 1.1. Sinh lý tiêu hóa của gia súc nhai lại .....................................................................4 1.1.1. Cấu tạo bộ máy tiêu hóa của trâu bò .................................................................4 1.1.2. Đặc điểm sinh lý tiêu hóa của gia súc nhai lại ..................................................6 1.1.3. Hệ vi sinh vật dạ cỏ của trâu bò ........................................................................7 1.1.3.1. Vi khuẩn (Bacteria) ........................................................................................7 1.1.3.2. Động vật nguyên sinh (Protozoa)...................................................................8 1.1.3.3. Nhóm nấm (Fungi) .........................................................................................9 1.1.4. Môi trường dạ cỏ .............................................................................................10 1.2. Phụ phẩm nông nghiệp và chế biến sử dụng trong chăn nuôi trâu bò ...............12 1.2.1. Một số loại phụ phẩm nông nghiệp sử dụng trong chăn nuôi trâu bò ............12 1.2.1.1. Phụ phẩm rơm lúa ........................................................................................13 1.2.1.2. Phụ phẩm từ cây ngô ....................................................................................14 1.2.1.3. Phụ phẩm từ cây sắn ....................................................................................15 1.2.2. Một số phương pháp chế biến, sử dụng phụ phẩm nông nghiệp ....................16 iv 1.2.2.1. Chế biến, bảo quản thức ăn thô xanh bằng phương pháp làm khô ..............16 1.2.2.2. Chế biến bảo quản thức ăn thô xanh bằng phương pháp ủ chua..................17 1.3. Nguyên lý của phương pháp sinh khí in vitro gas production ...........................18 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................22 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước. ...................................................................22 1.4.1.1. Số lượng và sản lượng thịt trâu bò vùng núi phía Bắc giai đoạn 2008-2012 ...........22 1.4.1.2. Nghiên cứu về nguyên nhân gây chết trâu bò trong vụ đông ............... 22 1.4.1.3. Các biện pháp khắc phục tình trạng trâu bò chết trong vụ đông xuân .........24 1.4.1.4. Các biện pháp giải quyết về thức ăn cho trâu bò trong vụ đông ..................26 1.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ...................................................................28 Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 32 2.1. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................32 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................32 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................32 2.2.2. Thời gian nghiên cứu.......................................................................................32 2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................32 2.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................33 2.4.1. Nội dung 1 .......................................................................................................33 2.4.2. Nội dung 2 .......................................................................................................33 2.4.3. Nội dung 3 .......................................................................................................34 2.5. Chỉ tiêu nghiên cứu ............................................................................................37 2.6. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................................37 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................38 3.1. Điều tra thực trạng chăn nuôi trâu bò trên địa bàn nghiên cứu .........................38 3.1.1. Số lượng đàn trâu bò trên địa bàn nghiên cứu giai đoạn 2008-2011 ..............38 3.1.2. Tình hình trâu bò chết hàng loạt vụ Đông Xuân .............................................39 3.1.3. Kết quả nghiên cứu xác định nguyên nhân gây chết trâu bò...........................41 3.2. Điều tra thực trạng và tình hình sử dụng thức ăn cho trâu bò ............................42 v 3.2.1. Kết quả đánh giá tình hình các loại cỏ, cây thức ăn tự nhiên trong năm trên bãi chăn thả tại khu vực nghiên cứu..........................................................................42 3.2.2. Kết quả đánh giá các loại cây thức ăn, phụ phẩm nông nghiệp được dùng làm thức ăn cho trâu bò tại khu vực nghiên cứu ..............................................................45 3.3. Kết quả nghiên cứu sử dụng hỗn hợp thức ăn bổ sung cho chăn nuôi bò thịt.................50 3.3.1. Thành phần dinh dưỡng các hỗn hợp thức ăn bổ sung ...................................51 3.3.2. Động thái sinh khí của các hỗn hợp thức ăn bổ sung .....................................52 3.4. Sinh trưởng và tiêu tốn thức ăn của bò thí nghiệm ............................................54 3.4.1. Theo dõi sinh trưởng của bò thí nghiệm .........................................................54 3.4.2. Tiêu tốn thức ăn bổ sung của bò thí nghiệm ...................................................55 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................58 1. Kết luận .................................................................................................................58 2. Tồn tại ...................................................................................................................59 3. Đề nghị ..................................................................................................................59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................60 PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ash ABBH ADF ATP CF CIP CP cs CT Cv DM ĐC EE FAO FMD g Kg NDF NFE Nxb OM OMD p. PTNT Se STTĐ STTL TA TB Khoáng tổng số Acid béo bay hơi Xơ sau thủy phân axít Adenosine triphosphate Xơ thô Trung tâm khoai tây quốc tế Protein thô (Crude protein) Cộng sự Công thức Hệ số biến dị Vật chất khô Đối chứng Chất béo thô Tổ chức nông lương thế giới Bệnh lở mồm long móng Gram Kilogram Xơ sau thủy phân trung tính Dẫn xuất không đạm Nhà xuất bản Chất hữu cơ Tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ Page (trang) Phát triển nông thôn Sai số của số trung bình Sinh trưởng tuyệt đối Sinh trưởng tích lũy Thức ăn Trung bình cộng TN TT tr. UBND VNđ VSV Thí nghiệm Tăng trọng Trang Ủy ban nhân dân Việt Nam đồng Vi sinh vật vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1: Số lượng và sản lượng thịt trâu bò vùng núi phía bắc giai đoạn 2008-2011 .. 22 Bảng 2.1: Tỷ lệ phối trộn các công thức thức ăn bổ sung............................... 35 Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng hỗn hợp thức ăn bổ sung ......................... 36 Bảng 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm chăn nuôi bò ............................................. 37 Bảng 3.1: Số lượng đàn trâ 2008-2011 ...... 38 2008 - 2011......... 40 ...................... 41 Bảng 3.4: Thực trạng các loại cỏ, cây thức ăn tự nhiên trâu bò sử dụng trong năm trên bãi chăn thả ...................................................................... 43 Bảng 3.5: Các loại cây, phụ phẩm nông nghiệp dùng làm thức ăn cho trâu bò.... 46 Bảng 3.6: Khối lượng chính phẩm, phụ phẩm của một số cây nông nghiệp .. 47 Bảng 3.7: Tình hình sử dụng phụ phẩm làm thức ăn chăn nuôi trâu bò ........ 49 Bảng 3.8: Thành phần dinh dưỡng các hỗn hợp thức ăn bổ sung................... 51 Bảng 3.9: Lượng khí sinh ra ở các thời điểm ủ mẫu bằng phương pháp in vitro...... 52 Bảng 3.10: Sinh trưởng của bò thí nghiệm ..................................................... 54 Bảng 3.11: Kết quả theo dõi tiêu tốn thức ăn bổ sung .................................... 56 viii DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Trang Hình 3.1: Đồ thị số lượng đàn trâu bò 3 tỉnh giai đoạn 2008-2011 ................ 39 Hình 3.2: Đồ thị khả năng sinh khí của các mẫu thức ăn bổ sung .................. 53 Hình 3.3: Đồ thị sinh trưởng tuyệt đối của bò thí nghiệm .............................. 55 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là một nước nông nghiệp, hiện tại 80% dân cư của đất nước đang sống ở nông thôn và trên 70% lực lượng lao động của toàn xã hội đang làm việc trong khu vực này, cuộc sống của người dân chủ yếu dựa vào trồng trọt và chăn nuôi. Do diện tích đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, năng suất cây trồng khó có những đột biến nhảy vọt, vì vậy chăn nuôi đại gia súc sẽ là hướng phát triển kinh tế hộ và được đẩy mạnh trong những năm tới, phát triển chăn nuôi sẽ giúp cho việc xóa đói, giảm nghèo, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho người nông dân. Vùng trung du miền núi phía Bắc có diện tích tự nhiên rộng lớn (10,1 triệu ha chiếm 30,7% diện tích cả nước) thuận lợi để phát triển chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi trâu bò (Lê Viết Ly, 2001 [25]; Tổng cục thống kê, 2012 [39]). Tuy nhiên, một trong những hạn chế lớn nhất cản trở phát triển chăn nuôi trâu bò ở miền núi đó là tập quán và phương thức chăn nuôi. Mặt khác, số lượng trâu bò tỉnh miền núi phía Bắc cũng có xu hướng giảm xuống theo xu hướng chung của cả nước, con trâu con bò trên địa bàn đối mặt với nguy cơ bị chết hàng loạt đặc biệt vào vụ Đông Xuân làm cho số lượng đầu con bị sụt giảm một cách nghiêm trọng. Thức ăn thô xanh là nguồn dinh dưỡng chủ yếu để phát triển chăn nuôi trâu bò. Tuy nhiên với các địa phương vùng núi phía Bắc, hiện nay nguồn thức ăn thô xanh này chủ yếu là cây thức ăn tự nhiên trên bãi chăn. Bãi chăn thả hiện nay ngày càng bị thu hẹp, mặt khác ngày càng bị thoái hóa trước tác động của con người và gia súc, do đó khả năng khai thác ngày càng bị hạn chế (Hoàng Chung và Nguyễn Thị Hảo, 2010) [9]. Người chăn nuôi sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn chưa phổ biến, chủ yếu là rơm phơi khô cho trâu bò ăn, hiệu quả chưa cao. Cứ 1 tấn thóc, tạo ra 1-1,5 tấn rơm rạ 2 (Maiorella, 1985) [71], như vậy theo số liệu của Tổng cục thống kê (2012) [39;54] hàng năm nước ta sản xuất khoảng trên 42 triệu tấn rơm rạ/năm. Ngoài ra còn có khoảng 10 triệu tấn phụ phẩm chế biến nông sản như bã sắn, bã bia, bã rượu, rỉ mật... Tuy khối lượng phụ phẩm lớn như vậy, nhưng tỷ lệ sử dụng phụ phẩm nông nghiệp là thức ăn chăn nuôi chỉ chiếm khoảng 18%, phần còn lại chưa được sử dụng để chế biến, dự trữ làm thức ăn cho gia súc vào các tháng mùa khô. Nếu chúng ta tận dụng được nguồn phụ phẩm đó làm thức ăn chăn nuôi sẽ mang lại lợi ích rất lớn cho nền kinh tế đất nước (Nguyễn Xuân Trạch, 2007) [48]. Xuất phát từ những vấn đề thực tế nêu trên, nhằm hạn chế đến mức tối đa tình trạng trâu bò chết hàng loạt trong vụng Đông Xuân tại khu vực miền núi phía Bắc. Đồng thời khai thác tốt tiềm năng sẵn có của địa phương trong phát triển chăn nuôi đại gia súc trên cơ sở phát huy thế mạnh về đất đai, nguồn thức ăn phế phụ phẩm và lao động nông nhàn của người dân miền núi, góp phần thúc đẩy sản xuất, xóa đói giảm nghèo cho người nông dân. Chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài "Nghiên cứu sử dụng thức ăn bổ sung cho bò trong vụ Đông Xuân tại một số tỉnh miền núi phía Bắc". 2. Mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu thực trạng số lượng, một số nguyên nhân gây chết và đề xuất biện pháp khắc phục tình trạng trâu bò chết hàng loạt vụ Đông Xuân trên địa bàn một số tỉnh miền núi phía Bắc giai đoạn 2008 - 2012. - Nghiên cứu thực trạng cây thức ăn tự nhiên, khảo sát năng xuất phụ phẩm nông nghiệp và tình hình sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho trâu bò. - Nghiên cứu chế biến, đánh giá khả năng sinh khí in vitro gas production và sử dụng thức ăn thô xanh để chăn nuôi bò trong điều kiện chăn nuôi trong nông hộ. 3 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đánh giá thực trạng trong chăn nuôi, nguyên nhân gây chết và cơ sở đề xuất các biện pháp khắc phục tình trạng trâu bò hàng loạt trong vụ Đông Xuân. - Khảo sát tiềm năng thực trạng cây thức ăn tự nhiên, khảo sát năng xuất phụ phẩm nông nghiệp một số cây trồng trên địa bàn. - Đưa ra phương pháp chế biến, đánh giá khả năng sinh khí in vitro gas production và sử dụng thức ăn thô xanh để chăn nuôi bò. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá thực trạng phát triển, đồng thời đề xuất các biện pháp giảm thiệt hại do trâu bò chết hàng loạt trong vụ Đông Xuân. - Người chăn nuôi có thể áp dụng các biện pháp đề phòng nhằm giảm thiểu thiệt hại do trâu bò chết hàng loạt trong vụ Đông Xuân. - Áp dụng phương pháp chế biến, bảo quản và cách sử dụng thức ăn bổ sung cho chăn nuôi trâu bò, nhằm tận dụng nguồn thức ăn là phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ để mang lại hiệu quả kinh tế cao. 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Sinh lý tiêu hóa của gia súc nhai lại 1.1.1. Cấu tạo bộ máy tiêu hóa của trâu bò Sự khác biệt của bộ máy tiêu hóa ở gia súc nhai lại là những khoang phình lớn, tại đây có các điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật lên men carbonhydrate và các chất hữu cơ khác. Sản phẩm chủ yếu của quá trình lên men là các axít béo bay hơi (ABBH), khí mê tan (CH4), cacbonic (CO2) và adenosine triphosphate (ATP) là chất mang năng lượng cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Bộ máy tiêu hóa của trâu bò nói riêng và của động vật nhai lại nói chung bao gồm: Răng miệng, thực quản, dạ dày, ruột non, ruột già. Khả năng sử dụng được nguồn thức ăn nhiều xơ của trâu, bò là nhờ cấu tạo đặc biệt của đường tiêu hóa tạo cơ hội cho quá trình lên men của vi sinh vật diễn ra trước quá trình lên men của đường ruột. - Dạ dày của động vật nhai lại gồm 4 túi: Dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách và dạ múi khế. Ba dạ đầu được gọi chung là dạ dày trước, dạ dày trước không có các tuyến dịch vị mà chỉ có tế bào phụ tiết dịch nhầy. Dạ dày sau hay dạ múi khế là phần duy nhất có các tuyến tiêu hóa. + Dạ cỏ: Là một túi đặc biệt nhất, trong đó hàng loạt phản ứng sinh hóa học được tiến hành liên tục, tiêu hóa ở dạ cỏ chiếm một vị trí rất quan trọng trong quá trình tiêu hóa của gia súc nhai lại. Có đến 50% vật chất khô (DM) của khẩu phần được tiêu hóa ở dạ cỏ. Trong dạ cỏ, các chất hữu cơ của khẩu phần được biến đổi không phải bằng sự tham gia của các enzym tiêu hóa của vật chủ mà nhờ vai trò phân giải của các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, động vật nguyên sinh) cộng sinh trong đó. 5 Dạ cỏ nằm bên trái xoang bụng, chiếm 85 - 90% dung tích dạ dày và 75% dung tích đường tiêu hóa. Dạ cỏ nối với dạ tổ ong bằng một miệng lớn do vậy sự di chuyển thức ăn thô xanh được dễ dàng hơn. Bên vách dạ cỏ có một lớp cơ bao bọc, giúp cho việc co bóp, nhào trộn thức ăn được tốt. Màng phía trong có hệ mạch máu phát triển, nhung mao dạ cỏ rất phát triển đã làm tăng bề mặt của dạ cỏ lên gấp 7 lần. Do vậy, phần lớn các axít béo bay hơi (ABBH) tạo ra trong quá trình lên men đã được hấp thu qua niêm mạc dạ cỏ, khoảng 85% ABBH được hấp thu qua niêm mạc dạ cỏ, dạ tổ ong trở thành nguồn năng lượng cho vật chủ (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2006) [47]; (Nguyễn Văn Bình và Trần Văn Tường, 2007) [2]. + Dạ tổ ong: Có cấu trúc giống như một chiếc tổ ong, làm tăng bề mặt tiếp xúc với thức ăn. Chức năng của dạ tổ ong là tham gia vào quá trình lên men thức ăn, đồng thời nó còn có chức năng đẩy phần thức ăn dạng lỏng chuyển xuống dạ lá sách. Các gờ tổ ong của dạ tổ ong còn giúp đẩy các viên thức chưa được nghiền trở lại dạ cỏ, từ đó đẩy ngược thức ăn lên miệng để nhai lại. + Dạ lá sách: Có hình cầu, mặt trong được phủ một lớp nhu mô ngắn, được cấu trúc như một quyển sách nhờ có các tấm mỏng xếp lại với nhau. Trên bề mặt của dạ lá sách có nhiều ngăn nhỏ đã làm tăng diện tích bề mặt lên 28%. Chức năng chính của nó là lọc thức ăn và hấp thu các chất điện giải và khoảng 10% các ABBH. + Dạ múi khế (dạ dày thực): Có nhiều nếp gấp ở bên trong để tăng thêm diện tích hấp thu và là phần dạ dày duy nhất có tuyến tiêu hóa. Rãnh thực quản kéo dài từ vùng thượng vị tới dạ lá sách được hình thành do hai lớp cơ gấp, có thể đóng để lượng thức ăn lỏng thông xuống thẳng dạ múi khế mà không qua dạ cỏ (trong thời kỳ gia súc non). Dạ múi khế có chức năng như một dạ dày đơn. Tại đây sinh khối vi sinh vật (VSV) được các enzym của dạ múi khế phân giải và tiếp tục được tiêu hóa, hấp thu ở ruột non. 6 - Ruột non: Ruột non ở gia súc nhai lại có cấu tạo và chức năng tương tự như gia súc dạ dày đơn. Trong ruột non có các enzym tiêu hoá tiết qua thành ruột và tuyến tuỵ để tiêu hoá các loại tinh bột, đường, protein và lipid, những phần thức ăn chưa được tiêu hoá ở dạ cỏ và sinh khối vi sinh vật được đưa xuống từ dạ cỏ. Ruột non còn làm nhiệm vụ hấp thu nước, khoáng, vitamin và các sản phẩm tiêu hoá ở ruột non. - Ruột già: Có chức năng lên men, hấp thu và tạo phân. Trong phần manh tràng có hệ vi sinh vật tương tự như trong dạ cỏ có vai trò lên men các sản phẩm đưa từ trên xuống. Đối với gia súc nhai lại lên men vi sinh vật ở manh tràng là lên men thứ cấp, còn đối với một số động vật ăn cỏ dạ dày đơn (ngựa, thỏ) thì lên men vi sinh vật ở manh tràng lại là hoạt động tiêu hoá chính. Các axit béo bay hơi sinh ra trong ruột già được hấp thu tương tự như ở dạ cỏ, nhưng xác vi sinh vật không được tiêu hoá tiếp mà thải ra ngoài quan phân. Trực tràng có tác dụng hấp thu nước, tạo khuôn và tích trữ phân. 1.1.2. Đặc điểm sinh lý tiêu hóa của gia súc nhai lại Trâu, bò là loài động vật phân bố khắp trên thế giới, chúng có mặt ở các vùng tự nhiên và sinh thái khác nhau trên trái đất, chúng có khả năng tự kiếm thức ăn cao. Tuy nhiên, do tầm vóc, khối lượng lớn nên trâu bò đòi hỏi lượng thức ăn lớn. Mỗi ngày, một con trâu bò có thể sử dụng tới 30 - 50 kg thức ăn (Orskov, 1994) [76]. Vì vậy, để phát triển chăn nuôi trâu bò cần có diện tích bãi chăn thả và trồng cây thức ăn cho chúng. Khác với những loài vật ăn thịt và động vật ăn tạp, dạ dày trâu bò có 4 túi (dạ cỏ, tổ ong, lá sách, múi khế) để phù hợp với sự tiêu hóa thức ăn có nhiều chất thô xơ như cỏ, rơm, xác thực vật. Tiêu hóa ở dạ cỏ chiếm vị trí rất quan trọng trong quá trình tiêu hóa ở trâu bò vì hầu như thành phần chủ yếu của thức ăn trâu bò (rơm, cỏ) được tiêu hóa ở đây. Dạ cỏ vừa có dung tích lớn nhất (200 - 250 lít) lại có hệ thống vi sinh vật cộng sinh rất phát triển, chúng gồm nhóm động vật 7 nguyên sinh (Protozoa), vi khuẩn (Bacteria), nấm. Protozoa có số lượng khoảng 1 triệu con/1g thức ăn dạ cỏ, có khả năng sinh sản rất nhanh (4 - 5 thế hệ/ngày), chúng có khả năng công phá vỡ màng xenlulo (màng xơ khó tiêu hóa nhất của tế bào thực vật). Từ đó, giải phóng ra các thành phần dinh dưỡng bên trong như tinh bột, đường, các protit… Chúng sử dụng một phần cho sự phát triển bản thân chúng, mặt khác giúp vi khuẩn phát triển. Vi khuẩn tiếp tục phân giải xenlulo, hemixenlulo thành các sản phẩm đường mạch ngắn như disaccarit, polysaccarit và sau đó tiếp tục biến thành các axít béo bay hơi, axít lactic. Nhóm vi khuẩn lactic, streptococcus cũng góp phần chuyển hóa chất bột đường. Quá trình phân giải chất xơ của dạ cỏ sẽ tạo thành sản phẩm là các axít béo bay hơi (Axít acetic/60 - 70%, Axít propionic/15 - 20 %, axít butyric /10-15 %), các thể khí như CO2, CH4, H2, O2, NH3… Các axít béo bay hơi chính là nguồn cung năng lượng cho các hoạt động của cơ thể trâu bò và là chất béo của sữa bò. 1.1.3. Hệ vi sinh vật dạ cỏ của trâu bò 1.1.3.1. Vi khuẩn (Bacteria) Vi khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ loài nhai lại ở lứa tuổi còn non ngay cả khi chúng được nuôi tách biệt hoặc nuôi cùng với gia súc mẹ. Thông thường vi khuẩn chiếm số lượng lớn nhất trong VSV dạ cỏ và chúng được coi là thành phần quan trọng bậc nhất trong việc phân giải chất xơ và sinh tổng hợp protein từ amoniac (NH3). Tổng số vi khuẩn trong dạ cỏ dao động từ 109 – 1011 tế bào/ml chất chứa dạ cỏ và có hơn 200 loài đã được xác định. Lượng sinh khối vi khuẩn chiếm 50% tổng sinh khối của VSV dạ cỏ (Nguyễn Xuân Trạch và cs, 2006) [47]; (Nguyễn Văn Bình và Trần Văn Tường, 2007) [2]. Trong dạ cỏ, vi sinh vật sống ở thể tự do chiếm khoảng 30%, phần còn lại sống bám vào các mẩu thức ăn, trú ngụ vào các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa (Forsberg và Lam, 1977) [64]. 8 Theo Vũ Duy Giảng (2001) [18], Nguyễn Văn Bình và Trần Văn Tường (2007) [2] các nhóm vi khuẩn bao gồm: - Nhóm vi khuẩn phân giải chất xơ (Cellulolytic bacteria): Gồm vi khuẩn phân giải cellulose (Bacteroides succinogenes; Butyrivibrio fibrisolvens; Ruminoccocus flavefaciens; Ruminoccocus albus; Cillobacterium cellulosesolvens) và vi khuẩn phân giải hemicellulose (Butyrivibrio fibrisolvens; Lachonospira multiparus; Bacteroides ruminicola). - Nhóm vi khuẩn tiêu hóa tinh bột (Amylolytic bacteria): Trong dạ cỏ số lượng loài vi khuẩn phân giải tinh bột rất lớn bao gồm: Bacteroides amylophilus; Succinimonas amylolytica; Butyribrio fibrisolbvens; Bacteroides ruminantium; Selenomonas ruminantium và Septococcus bovis. Khi có đầy đủ nitơ thì các vi khuẩn nhóm này tăng nhanh và sản sinh ra nhiều acid lactic làm cho pH trong dạ cỏ giảm xuống, lúc này sẽ ức chế các nhóm vi khuẩn phân giải chất xơ. Khi đó các loài vi khuẩn amylolytic (điển hình là Septococcus bovis) chiếm ưu thế và tiếp tục phân giải tinh bột để tạo ra axít lactic. Axít lactic sinh ra được hấp thu vào máu, với số lượng lớn có thể gây ngộ độc cho gia súc. 1.1.3.2. Động vật nguyên sinh (Protozoa) Trong dạ cỏ, protozoa có số lượng khoảng 106/ml dịch dạ cỏ và có khoảng 120 loài protozoa. Protozoa dẽ dàng bị phân hủy trong môi trường acid và không có khả năng tổng hợp được acid amin từ NH3. Nguồn axít amin để tổng hợp nên protein của cơ thể chúng lại nhờ ăn và tiêu hóa protein của vi khuẩn hoặc từ thức ăn mà có. Ước tính trong vòng một giờ, động vật nguyên sinh trong dạ cỏ có thể ăn tới 200 x 105 vi khuẩn, và cứ mỗi phút có khoảng 1% vi khuẩn trong dạ cỏ bị protozoa ăn. Theo Vũ Duy Giảng (2001) [18]: Động vật nguyên sinh thuộc lớp Ciliata, có hai nhóm chính đó là nhóm phân giải chất xơ (Cellulolytic ciliate) và nhóm phân giải tinh bột (Amylolytic ciliate). Tác dụng của protozoa đối với tiêu hóa 9 trong dạ cỏ là xúc tiến quá trình tiêu hóa chất xơ và tiêu hóa nhanh tinh bột nên góp phần ổn định pH trong dạ cỏ. Tuy nhiên khi protozoa phát triển mạnh lại ngăn cản và hạn chế sự phát triển của vi khuẩn (Romulo, 1986) [81]. 1.1.3.3. Nhóm nấm (Fungi) Nấm sinh sống trong dạ cỏ thuộc loài yếm khí, bao gồm các loài: Neocallimastic frontalis; Piramonas communis và Sphaeromonas communis, với số lượng khoảng 103/ml dịch dạ cỏ. Nấm trong dạ cỏ cũng đóng vai trò quan trọng trong tiêu hóa chất xơ của vi sinh vật (Bauchop, 1981) [57]. Nấm còn có khả năng tiêu hóa một vài thành phần trong cấu trúc của tế bào như cellulose, tinh bột, đường… một số loài còn có thể lên men được cả hemicellulose. Mặc dù vậy, có những carbonhydrate mà nấm không thể phân giải được bao gồm pectin, acid galacturonic, fructoza, mantoza và galactoza. Mối quan hệ của các vi sinh vật dạ cỏ: Vi sinh vật trong dạ cỏ có mối quna hệ cạnh tranh và hỗ trợ lẫn nhau, loài này phát triển trên sản phẩm của loài kia (Preston và Leng, 1991) [55]. Mối quan hệ đó bao gồm: - Mối quan hệ cộng sinh: Quá trình lên men dạ cỏ diễn ra liên tục bao gồm nhiều loài cùng tham gia. Trong điều kiện bình thường giữa vi khuẩn và protozoa có sự cộng sinh có lợi, đặc biệt trong quá trình tiêu hóa xơ. Chất xơ được tiêu hóa nhanh nhất khi có mặt cả vi khuẩn và protozoa. Protozoa phân giải và tích trữ tinh bột, hạn chế tốc độ sinh acid lactic, hạn chế giảm pH đột ngột trong môi trường, do vậy có lợi cho vi khuẩn phân giải xơ. - Mối quan hệ cạnh tranh: Các nhóm vi khuẩn khác nhau có sự cạnh tranh điều kiện sinh tồn. Chẳng hạn khi gia súc ăn khẩu phần thức ăn giàu tinh bột nhưng lại nghèo protein thì số lượng vi khuẩn phân giải cellulose sẽ giảm và do đó dẫn đến tỷ lệ tiêu hóa chất xơ trong khẩu phần thấp. Như vậy mối quan hệ và tương tác giữa các vi sinh vật trong dạ cỏ chịu ảnh hưởng rất lớn từ khẩu phần ăn. Khi khẩu phần thức ăn của gia súc giàu 10 chất dinh dưỡng thì không có sự cạnh tranh, nhưng ngược lại thì sẽ xảy ra hiện tượng cạnh tranh gay gắt giữa các nhóm vi sinh vật, gây ức chế lẫn nhau, từ đó sẽ làm giảm hiệu quả tiêu hóa thức ăn (Preston và Leng, 1991) [55]. Sự có mặt của hệ thống vi sinh vật còn giúp trâu bò sử dụng được nguồn Nitơ phi protein như carbamid, muối amon tạo thành protid của chính bản thân vi sinh vật, xác vi sinh vật lại là nguồn cung chất đạm cho trâu bò ở phần sau đường tiêu hóa. Các hoạt động trên chỉ có thể diễn ra thuận lợi khi dạ cỏ: Có độ pH thích hợp từ: 6,4 - 7. Nếu pH giảm (do thiếu lượng Bicarbonate natri trong nước bọt, do khẩu phần có nhiều thức ăn tinh hệ thống vi khuẩn lên men axít lactic hoạt động mạnh làm môi trường dạ cỏ chuyển sang axít) sẽ ức chế sự phân giải chất xơ, giảm khả năng tiêu hóa. Chính vì vậy trong nuôi dưỡng, thức ăn của trâu bò cần có độ ẩm cao 70 - 80% và phải cho uống đầy đủ nước sạch, có nhiệt độ từ 38 - 410C. Chính vì vậy trong điều kiện rét lạnh không cung cấp đủ nước và nhiệt độ nước quá lạnh cũng như cung cấp quá nhiều tinh bột và thiếu thức ăn thô xanh trong khẩu phần thì trâu bò cũng sẽ bị ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng và phát triển. 1.1.4. Môi trường dạ cỏ Động vật nhai lại được xem là xã hội cộng sinh giữa gia súc và vi sinh vật, nhờ vậy mà nó có khả năng sống và phát triển dựa vào khẩu phần thức ăn giàu xơ (FAO, 1989) [56]; Preston và Leng, 1991) [55]. Các nguồn phụ phẩm nông nghiệp và các loại thức ăn giàu xơ khác, mà con người và động vật dạ dày đơn không thể sử dụng, vẫn có thể được xem là nguồn thức ăn có giá trị cho gia súc nhai lại, chúng có khả năng tổng hợp các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho con người từ các loại thức ăn có giá trị thấp nhờ vậy, gia súc nhai lại có tiềm năng lớn để cải thiện cuộc sống con người. Quá trình lên men và trao đổi chất trong dạ cỏ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng, protein cho gia súc nhai lại, tham gia điều khiển lượng thức ăn ăn vào 11 và ảnh hưởng sâu sắc đến sức sản xuất của gia súc. Quá trình trao đổi chất trong dạ cỏ bao gồm hai quá trình chính: - Sự phân huỷ các thành phần thức ăn bởi VSV (chủ yếu là carbohydrate và các hợp chất chứa nitơ). - Quá trình tổng hợp các đại phân tử cho sinh khối VSV (chủ yếu là protein, axít nucleic và lipid). Cả hai quá trình trên đều chịu ảnh hưởng bởi cấu trúc khẩu phần, tốc độ chuyển dời các tiểu phần thức ăn ở các túi dạ dày trước. Dạ cỏ gia súc nhai lại có dung tích lớn và môi trường thuận lợi cho VSV yếm khí sống và phát triển. VSV dạ cỏ đóng góp vai trò đặc biệt vào quá trình trao đổi chất dinh dưỡng của vật chủ. Chất chứa dạ cỏ là một hỗn hợp gồm thức ăn ăn vào, vi sinh vật dạ cỏ, các sản phẩm trao đổi trung gian, nước bọt và các chất chế tiết vào dạ cỏ. Đây là một hệ sinh thái rất phức tạp trong đó liên tục có sự tương tác giữa thức ăn, hệ vi sinh vật và động vật chủ. Môi trường dạ cỏ với các đặc điểm thiết yếu cho sự lên men: Môi trường yếm khí; Độ ẩm cao (85 - 90%); pH dao động khoảng 6,4 - 7,0 và luôn được đệm bởi bicarbonate và phosphate của nước bọt; Nhiệt độ khá ổn định 38 - 420C; Các chất chứa luôn luôn được nhào trộn bởi sự co bóp của dạ cỏ, sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ra khỏi dạ cỏ và các cơ chất được nạp vào thông qua thức ăn, nhờ vậy dòng dinh dưỡng được lưu thông liên tục; Có sự chế tiết vào dạ cỏ những chất cần thiết cho vi sinh vật phát triển và khuyếch tán ra ngoài những sản phẩm tạo ra trong dạ cỏ, làm cho áp suất thẩm thấu của dạ cỏ luôn ổn định; Nước bọt đổ vào dạ cỏ liên tục và duy trì thức ăn ở dạng lỏng, tạo thuận tiện cho VSV tiêu hoá thức ăn. Thời gian thức ăn tồn lưu trong dạ cỏ kéo dài tạo điều kiện cho vi sinh vật công phá. Những điều kiện đó là lý tưởng cho sự phát triển của VSV trong dạ cỏ.