Luận án Ảnh hưởng ngọn lá khoai mì (Manihot esculenta Crantz) trong khẩu phần đến sinh trưởng và sinh khí mê tan ở bò thịt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƢƠNG VĂN HIỂU ẢNH HƢỞNG NGỌN LÁ KHOAI MÌ (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN SINH TRƢỞNG VÀ SINH KHÍ MÊ TAN Ở BÒ THỊT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH: CHĂN NUÔI MÃ NGÀNH: 62 62 01 05 Cần Thơ, 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƢƠNG VĂN HIỂU ẢNH HƢỞNG NGỌN LÁ KHOAI MÌ (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) TRONG KHẨU PHẦN ĐẾN SINH TRƢỞNG VÀ SINH KHÍ MÊ TAN Ở BÒ THỊT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH: CHĂN NUÔI MÃ NGÀNH: 62 62 01 05 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 2 PGs. Ts. Dƣơng Nguyên Khang PGs. Ts. Hồ Quảng Đồ Cần Thơ, 2016 i CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG Luận án này, với tựa là “Ảnh hưởng ngọn lá khoai mì (Manihot esculenta Crantz) trong khẩu phần đến sinh trưởng và sinh khí mê tan ở bò thịt”, do nghiên cứu sinh Trương Văn Hiểu thực hiện theo sự hướng dẫn của PGs.Ts. Dương Nguyên Khang và PGs.Ts. Hồ Quảng Đồ. Luận án đã báo cáo cấp trường và được Hội đồng chấm luận án thông qua ngày................................... Ủy viên Ủy viên ........................................ ........................................ Phản biện 1 Thư ký ........................................ ........................................ Phản biện 2 Phản biện 3 ........................................ ........................................ Cán bộ hướng dẫn 1 Cán bộ hướng dẫn 2 PGs.Ts. Dương Nguyên Khang PGs.Ts. Hồ Quảng Đồ Chủ tịch Hội đồng ................................. ii LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Cần Thơ và các Phòng, Khoa và Thư viện có liên quan. Bộ môn Chăn nuôi, Phòng thí nghiệm, Văn phòng khoa và Thư viện khoa thuộc Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và thực hiện luận án. Xin chân thành cám ơn Trung tâm Nghiên cứu & Chuyển giao Khoa học Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm – TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận án. Đặc biệt rất cám ơn PGs.Ts. Dương Nguyên Khang đã tài trợ phần lớn kinh phí thực hiện luận án tốt nghiệp. Xin chân thành cám ơn PGs.Ts. Dương Nguyên Khang và Ts. Hồ Quảng Đồ đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình học tập và thực hiện luận án. Xin cám ơn các bạn đồng nghiệp, đơn vị công tác và trường Đại học Trà Vinh đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập. Cám ơn các bạn học viên cao học, sinh viên đại học và các thành viên trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án tốt nghiệp. Trương Văn Hiểu iii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng của ngọn lá mì (NM) khô, NM ủ chua, NM tươi và thay thế khô dầu dừa (KDD) bằng NM khô trong khẩu phần cỏ voi để cải thiện tăng khối lượng và giảm sinh mê tan trên bò lai Sind. Bốn thí nghiệm được thực hiện từ tháng 10/2012 đến tháng 03/2015 tại thành phố Cần Thơ và thành phố Hồ Chí Minh. Thí nghiệm 1: Các thí nghiệm in vitro được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 5 lần lặp lại, trên 3 nhóm thức ăn để khảo sát tỉ lệ tiêu hóa (TLTH) và khả năng sinh mê tan của: (1) cỏ lông tây, cỏ ruzi, cỏ sả và cỏ voi; (2) khô dầu dừa, khô dầu bông vải (KDBV) và NM khô; (3) hỗn hợp thức ăn gồm cỏ voi với 4 mức thay thế NM khô là 0, 10, 20 và 30% tính theo vật chất khô (VCK). Kết quả thí nghiệm cho thấy TLTH chất hữu cơ (CHC) ở 48 giờ của cỏ sả là 48,2% thấp nhất (P<0,05). Thể tích mê tan (ml/g CHC tiêu hóa) ở 48 giờ của cỏ lông tây, cỏ ruzi, cỏ sả và cỏ voi lần lượt là 21,0; 39,4; 37,2 và 45,7 ml (P<0,05). CHC tiêu hóa ở 48 giờ của NM khô là 52,1% thấp nhất (P<0,05). Thể tích mê tan (ml/g CHC tiêu hóa) ở 48 giờ của NM khô, KDBV, KDD lần lượt là 24,9; 30,1 và 47,9 ml (P<0,05). Tỉ lệ tiêu hóa CHC ở 48 giờ của nghiệm thức NMK-30 là 42,1% thấp nhất (P<0,05). Thể tích mê tan (ml/g CHC tiêu hóa) ở 48 giờ của nghiệm thức NMK-0, NMK-10, NMK-20, NM-30 lần lượt là 85,2; 81,5; 74,5 và 80,1 ml (P<0,05). Vậy cỏ lông tây, NM khô và hỗn hợp cỏ voi thay thế 20% NM khô là thức ăn có tiềm năng làm giảm thải mê tan ở in vitro. Thí nghiệm 2: Thí nghiệm được bố trí theo thể thức hình vuông latin (4x4) trên 4 bò cái lai Sind 10–12 tháng tuổi. Bốn nghiệm thức là không thay thế NM, thay thế 20% NM khô, 20% NM ủ chua và 20% NM tươi trong khẩu phần cỏ voi tính theo VCK. Kết quả cho thấy VCK ăn vào dao động từ 1,95 đến 2,26% khối lượng, TLTH VCK dao động từ 51,8 đến 60,9%, nitơ tích lũy dao động từ 23,5 đến 35,1 g/con/ngày, hàm lượng N-NH3 dịch dạ cỏ ở 3 giờ sau khi ăn dao động từ 11,2 đến 15,9 mg% và số lượng vi khuẩn trong dạ cỏ dao động từ 2,65 đến 3,47x109/ml. Tất cả đều tăng ở các nghiệm thức thay thế NM (P<0,05). Tuy nhiên số lượng protozoa trong dịch dạ cỏ ở 3 giờ sau khi ăn dao động từ 1,71 đến 1,08x105/ml và phát thải mê tan trên bò tính theo VCK ăn vào (lít/kg) dao động từ 27,9 đến 36,3 lít, đều giảm ở các nghiệm thức thay thế NM (P<0,05). Vậy thay thế 20% NM khô, ủ chua và tươi trong khẩu phần cỏ voi đã cải thiện tỉ lệ tiêu hóa thức ăn và giảm phát thải mê tan trên bò. Thí nghiệm 3: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên trên 20 con bò lai Sind 13–15 tháng tuổi, khối lượng bình quân là 144±6 kg. Bốn nghiệm thức là: không và thay thế 20% NM khô, NM ủ chua và NM tươi trong khẩu phần cỏ voi tính theo VCK. Vật chất khô ăn vào dao động từ 2,21 đến 2,49% khối lượng, protein thô ăn vào dao động từ 366 đến 489 g/con/ngày và tăng khối lượng tuyệt đối dao động từ 333 đến 477 g/con/ngày. Tất cả đều tăng ở các nghiệm thức thay thế NM (P<0,05). Nhưng, hệ số chuyển hóa thức ăn dao động từ 8,96 đến 11,0 kg, phát thải mê tan trên bò tính trên kg tăng khối lượng dao động từ 230 đến 371 lít, đều giảm đáng kể ở các iv nghiệm thức thay thế NM (P<0,05). Vậy thay thế 20% NM khô và ủ chua trong khẩu phần cỏ voi đã cải thiện tăng khối lượng và giảm phát thải mê tan trên bò. Thí nghiệm 4: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên trên 20 con bò lai Sind 16–18 tháng tuổi, khối lượng bình quân là 163±8,3 kg. Năm nghiệm thức là 5 mức độ thay thế KDD bằng NM khô lần lượt 0, 5, 10, 15 và 20% trong khẩu phần cỏ voi tính theo VCK. Vật chất khô ăn vào dao động từ 2,65 đến 2,78% KL, protein thô ăn vào dao động từ 630 đến 681 g/con/ngày, hệ số chuyển hóa thức ăn dao động từ 7,56 đến 8,02 kg và tăng khối lượng tuyệt đối dao động từ 697 đến 734 gram (P>0,05). Phát thải mê tan trên bò tính trên kg tăng khối lượng dao động từ 157 đến 173 lít, tương đương nhau giữa các nghiệm thức (P>0,05). Nhìn chung, ở khẩu phần thay thế 10% KDD bằng 10% NM khô cho kết quả triển vọng hơn. Từ khóa: Ngọn lá mì, khô dầu dừa, tỉ lệ tiêu hóa, tăng khối lượng, phát thải mê tan trên bò v ABSTRACT The study aimed to determine effects of dried, fresh and ensiled cassava forages and replacing copra meal with cassava forage in Napier grass diet to improve weight gain and methane emissions of Sindhi-Yellow cattle. Four experiments carried out from October 2012 to March 2015 at Can tho City and Ho Chi Minh City. Experiment 1: In vitro experiments were carried out in complete randomized design with five replications, to find effect of 3 groups of feed on digestibility and methane emissions of (1) para grass, ruzi grass, guinea grass and Napier grass; (2) cotton seed meal, copra meal and dried cassava forage; (3) Napier grass replaced with dried cassava forage (DCF) of 0, 10, 20 and 30%, respestively. Results showed that organic matter digestibility (OMD) at 48 hours of guinea grass was the lowest 48.2% (P<0,05). Methane volume (ml/g OMD) at 48 hours of para grass, ruzi grass, guinea grass and Napier grass were 21.0; 39.4; 37.2 and 45.7 ml, respectively (P<0.05). The Organic matter digestibility at 48 hours of dried cassava forage was the lowest 52.1% (P<0,05). Methane volume (ml/g OMD) at 48 hours of dried cassava forage, cotton seed meal, copra meal were 24.9, 30.1 and 47.9 ml, respectively (P<0.05). Organic matter digestibility at 48 hours of DCF-30 was the lowest 42.1% (P<0.05). Methane volume (ml/g OMD) at 48 hours of DCF-0, DCF-10, DCF-20 and DCF-30 treatments were 85.2, 81.5, 74.5 and 80.1 ml, respectively (P<0.05). Para grass, dried cassava forage and DCF-20 are feeds to reduce methane emission in vitro. Experiment 2: The experiment was carried out by using a 4 x 4 Latin square design on 10–12 months cattle. Four treatments were arranged without cassava forage (CF), 20% dried cassava forage (DCF), 20% ensiled cassava forage (ECF) and 20% fresh cassava forage (FCF) in the basal diet of Napier grass. The results showed that the daily dry matter intake was varied from 1.95 to 2.26% body weight, dry matter digestibility was from 51.8 to 60.9%, nitrogen retention was from 23.5 to 35.1 g/ head/day, rumen ammonia content and bacteria number after 3 hours feeding were from 11.2 to 15.9 mg% and from 2.65 to 3.47x10 9 /ml, respectively and increasing with cassava forage replacement treatments (P<0.05). Rumen protozoa number after 3 hours feeding ranged from 1.71 to 1.08x10 5 /ml and methane production from 27.9 to 36.3 litre/kg DMI. It decreased significantly with cassava forage replacement treatments (P<0.05). Replacing 20% dried, ensiled and fresh cassava forage in the diet of Napier grass improves nutrient digestibility and reducing methane emission in cattle. Experiment 3: The experiment was carried out by using complete randomized design on twenty Sindhi cattle of 13–15 months with average live weight of 144±6 kg. Four treatments were arranged without CF replacement, 20% DCF, 20% ECF and 20% FCF in basal diet of Napier grass. The daily dry matter intake was varied from 2.21 to 2.49% body weight, CP intake ranged from 366 to 489 g/head/day and vi weight gain was from 333 to 377 g/head/day, the highest in replacing of cassava forage (P<0,05). Feed conversion ratio varied from 8.96 to 11.0 kg DM/kg and methane production from 230 to 371 lít/kg weight gain, decreased significantly with cassava forage replacemental treatments (P<0.05). Replacing 20% dried and ensiled cassava forage in diet of Napier grass improves the weight gain and reducing methane emission in cattle. Experiment 4: The experiment was carried out by using a completely randomized design on 20 Sindhi cattle of 16–18 months of age with average weight of 163±8.3 kg. Treatments were 5 levels of copra meal replacement to dried cassava forage in basal diet of Napier grass. Daily intake of dry matter varied from 2.65 to 2.78% body weight, CP intake was from 630 to 681 g/head/day, feed conversion ratio was from 7.56 to 8.02 kg and weight gain was from 697 to 734 gram. Methane emissions per kg weight gain ranged from 157 to 173 litres, the difference between treatments were insignificant (P>0,05). In general, replacing 10% copra meal by 10% dried cassava forage in diet is promising more outcomes. Keywords: Cassava forage, copra meal, digestibility, weight gain, methane emission cattle vii LỜI CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận án này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác. Ngày 09 tháng 08 năm 2015 Tác giả luận án Trương Văn Hiểu viii MỤC LỤC Xác nhận của Hội đồng .................................................................................. i Lời cảm tạ ...................................................................................................... ii Tóm tắt tiếng Việt .......................................................................................... iii Tóm tắt tiếng Anh .......................................................................................... v Lời cam kết kết quả........................................................................................ vii Mục lục .......................................................................................................... viii Danh mục bảng .............................................................................................. xi Danh mục hình ............................................................................................... xiii Danh mục viết tắt ........................................................................................... xiv Chương 1: Giới thiệu ................................................................................... 1 1.1 Tính cấp thiết của luận án ........................................................................ 1 1.2 Mục tiêu của luận án ................................................................................ 2 1.3 Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 2 1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu ........................................................... 2 1.5 Những đóng góp mới của luận án ............................................................ 3 1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án .............................................. 3 Chương 2: Tổng quan tài liệu ..................................................................... 4 2.1 Đặc điểm sinh trưởng và nhu cầu dinh dưỡng của bò lai Sind ................ 4 2.1.1 Đặc điểm sinh trưởng của bò lai Sind ................................................... 4 2.1.2 Nhu cầu dinh dưỡng của bò .................................................................. 5 2.2 Đặc điểm tiêu hóa ở bò ............................................................................ 6 2.2.1 Tiêu hóa thức ăn dạ dày trước của bò ................................................... 6 2.2.2 Môi trường dạ cỏ .................................................................................. 7 2.2.3 Vi sinh vật dạ cỏ ................................................................................... 9 2.3 Cơ chế hình thành mê tan trong dạ cỏ ..................................................... 12 2.4 Các chiến lược giảm thiểu mê tan ở dạ cỏ gia súc nhai lại ...................... 17 2.4.1 Giảm sinh mê tan ở dạ cỏ thông qua dinh dưỡng ................................ 18 2.4.2 Loại bỏ Protozoa................................................................................... 19 2.4.3 Tanin ..................................................................................................... 20 2.4.4 Hydrogen cyanua (HCN) ...................................................................... 21 2.4.5 Lipit ....................................................................................................... 22 2.4.6 Một số chất khác làm giảm thiểu mê tan ở gia súc .............................. 23 2.4.7 Giảm thiểu mê tan bằng con đường công nghệ sinh học ..................... 24 2.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sản sinh mê tan trong dạ cỏ ..................... 25 2.5.1 Khối lượng bò và vật chất khô ăn vào .................................................. 25 2.5.2 Sinh trưởng của bò ................................................................................ 26 2.6 Thực liệu dùng trong thí nghiệm ............................................................. 27 ix 2.6.1 Sơ lược về cây khoai mì ....................................................................... 27 2.6.2 Cỏ voi .................................................................................................... 30 2.6.3 Cỏ sả ..................................................................................................... 30 2.6.4 Cỏ ruzi ................................................................................................... 31 2.6.5 Cỏ lông tây ............................................................................................ 31 2.6.6 Khô dầu bông vải .................................................................................. 31 2.6.7 Khô dầu dừa .......................................................................................... 32 2.6.8 Cám gạo ................................................................................................ 32 2.7 Nghiên cứu sử dụng lá mì trong chăn nuôi bò ......................................... 33 2.7.1 Nghiên cứu sử dụng lá mì trong khẩu phần lên tỉ lệ tiêu hóa trên bò ... 33 2.7.2 Nghiên cứu sử dụng lá mì trong khẩu phần lên tăng khối lượng trên bò ............................................................................ 34 2.7.3 Nghiên cứu sử dụng lá mì đến phát thải mê tan trên bò ....................... 35 2.8 Giả thuyết của đề tài ................................................................................ 35 Chương 3: Phương pháp nghiên cứu ......................................................... 36 3.1 Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 36 3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................ 36 3.3 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 37 3.3.1 Phương pháp nghiên cứu cho thí nghiệm 1: Khảo sát tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan trên một số loại thức ăn và hỗn hợp cỏ voi với ngọn lá mì khô bằng kỹ thuật in vitro sinh khí ........................................ 37 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu cho thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của ngọn lá mì khô, ủ chua và tươi trong khẩu phần lên tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan trên bò lai Sind ................................................... 41 3.3.3 Phương pháp nghiên cứu cho thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của ngọn lá mì khô, ủ chua và tươi trong khẩu phần lên tăng khối lượng và sinh mê tan trên bò lai Sind. .......... 47 3.3.4 Phương pháp nghiên cứu cho thí nghiệm 4: Ảnh hưởng khi thay thế khô dầu dừa bằng ngọn lá mì khô trong khẩu phần lên tăng khối lượng và sinh mê tan trên bò lai Sind ....................................................................... 50 Chương 4: Kết quả và thảo luận ................................................................ 56 4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan trên một số thức ăn và hỗn hợp cỏ voi với ngọn lá mì khô bằng kỹ thuật in vitro sinh khí .......... 56 4.1.1 Thí nghiệm 1a: Xác định tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan của cỏ lông tây, cỏ ruzi, cỏ sả và cỏ voi bằng kỹ thuật in vitro sinh khí ...................................... 56 4.1.2 Thí nghiệm 1b: Xác định tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan của ngọn lá mì khô, khô dầu dừa và khô dầu bông vải bằng kỹ thuật in vitro sinh khí ......... 59 4.1.3 Thí nghiệm 1c: Xác định tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan của hỗn hợp cỏ voi với các mức độ thay thế ngọn lá mì khô bằng kỹ thuật in vitro sinh khí ...... 62 x 4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của ngọn lá mì khô, ủ chua và tươi trong khẩu phần lên tỉ lệ tiêu hóa và sinh mê tan trên bò lai Sind .......................................... 65 4.2.1 Lượng thức ăn, dưỡng chất thức ăn và năng lượng trao đổi ăn vào của bò thí nghiệm 2 ....................................................................................... 65 4.2.2 Tỉ lệ tiêu hóa các dưỡng chất thức ăn và cân bằng nitơ của bò thí nghiệm 2 ........................................................................................ 69 4.2.3 Nồng độ amoniac và pH dịch dạ cỏ bò ................................................ 73 4.2.4 Số lượng vi khuẩn và nguyên sinh động vật trong dịch dạ cỏ bò ......... 76 4.2.5 Phát thải mê tan của bò thí nghiệm 2 .................................................... 79 4.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của ngọn lá mì khô, ủ chua và tươi trong khẩu phần lên tăng khối lượng và sinh mê tan trên bò lai Sind. ............................ 83 4.3.1 Lượng thức ăn, dưỡng chất thức ăn và năng lượng trao đổi ăn vào của bò thí nghiệm 3