ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------- 0 -------------------

NGÔ THỊ TỐ UYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC MỨC BỔ SUNG
TANNIN TỪ KEO GIẬU VÀO KHẨU PHẦN ĐẾN
VIỆC GIẢM THIỂU KHÍ METHANE VÀ TĂNG
TRỌNG TRONG CHĂN NUÔI BÒ THỊT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Chăn nuôi

THÁI NGUYÊN - 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------- 0 -------------------

NGÔ THỊ TỐ UYÊN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC MỨC BỔ SUNG
TANNIN TỪ KEO GIẬU VÀO KHẨU PHẦN ĐẾN VIỆC
GIẢM THIỂU KHÍ METHANE VÀ TĂNG TRỌNG
TRONG CHĂN NUÔI BÒ THỊT
Chuyên ngành: Chăn nuôi
Mã số: 60.62.01.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. NGUYỄN HƯNG QUANG
2. GS. TS. VŨ CHÍ CƯƠNG

THÁI NGUYÊN - 2015


i

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 PGS. TS.
Nguyễn Hưng Quang - Giảng viên, Trưởng phòng Quản trị phục vụ Trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; GS. TS. Vũ Chí Cương - Phó viện trưởng
Viện Chăn nuôi 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 Nhóm nghiên cứu bò; Trung tâm Bảo tồn vật nuôi - Viện Chăn
nuôi; Khoa Sau đại học - Trường đại học Nông lâm 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, đã giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Học viên


Ngô Thị Tố Uyên

năm 2015


ii

LỜI NÓI ĐẦU
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 năm 2015

Học viên

Ngô Thị Tố Uyên


iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ i
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài…………………………………………………………………………………….1
2. Mục tiêu của đề tài……………………………………………………………………………………………2
3. Ý nghĩa của đề tài……………………………………………………………………………………….........3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................................... 4
1.1.

Cơ sở khoa học của nghiên cứu ................................................................................ 4

1.1.1.

Đặc điểm chung của gia súc nhai lại .................................................................... 4

1.1.2.

Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại ................................................................. 4

1.1.2.1 Môi trường dạ cỏ ..................................................................................................... 4
1.1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ .................................................................................................. 5
1.1.2.3. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong dạ cỏ ......................................................... 8
1.1.3.
1.2.

Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại. .......................................10
Các biện pháp giảm thiểu khí methane trong dạ cỏ ..............................................13

1.2.1.


Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng ..............13

1.2.2.

Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua nâng cao sức khỏe,

khả năng sinh sản và quản lý .............................................................................................19
1.3.
1.3.1.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................................20
Tình hình nghiên cứu ngoài nước .......................................................................20

1.3.1.1. Ứng dụng kỹ thuật trong nghiên cứu tanin..........................................................23
1.3.1.2. Tannin trong thực vật và cơ chế tác động đến việc giảm khí methane..............26
1.3.2.

Nghiên cứu giảm phát thải khí methan ở Việt Nam ..........................................28

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................31
2.1.

Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................31


iv

2.2.

Địa điểm và thời gian nghiên cứu ..........................................................................31


2.3.

Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................31

2.4.

Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................31

2.4.1 Gia súc .......................................................................................................................31
2.4.2 Bố trí thí nghiệm .......................................................................................................32
2.4.3 Phương thức nuôi dưỡng ..........................................................................................32
2.4.4 Thức ăn và khẩu phần thí nghiệm ............................................................................33
2.4.5 Chỉ tiêu theo dõi ........................................................................................................34
2.4.6. Phương pháp theo dõi chỉ tiêu .................................................................................35
2.4.6 Phân tích thành phần hóa học của mẫu...................................................................37
2.5.

Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................................38

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................................................39
3.1.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới sinh trưởng tích lũy

của bò thí nghiệm ...............................................................................................................39
3.1.1. Sinh trưởng tích lũy ..................................................................................................39
3.1.2. Sinh trưởng tuyệt đối................................................................................................40
3.1.3. Sinh trưởng tương đối ..............................................................................................42
3.2.


Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới khả năng thu nhận

thức ăn của bò thí nghiệm ..................................................................................................43
3.3.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới tiêu tốn protein thức

ăn của bò thí nghiệm ..........................................................................................................46
3.4.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin trong keo giậu tới tiêu tốn năng lượng

trao đổi của bò thí nghiệm..................................................................................................48
3.5.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới tỷ lệ tiêu

hóa invivo............................................................................................................................50
3.6.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới cân bằng

nitrogen (N).........................................................................................................................51
3.7.

Ảnh hưởng của các mức bổ sung tannin khác nhau trong keo giậu tới khí CH4

thải ra của bò thí nghiệm ....................................................................................................53
1.


Kết luận ....................................................................................................................55

2.

Đề nghị .....................................................................................................................56


v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CK

Vật chất khô

OM

Chất hữu cơ

ADF

Xơ tan trong môi trường axit

NDF

Xơ tan trong môi trường trung tính

cs


Cộng sự

ABBH

Axit béo bay hơi

CH4

Khí methane

H2

Khí hydro

V

Thể tích

SEM

Sai số tiêu chuẩn của các số trung bình

VK

Vi khuẩn

CTs

Tannin ngưng tụ


HT

Tannin dễ hòa tan

NPN

Nitơ phi protein

KP

Khẩu phần

NDF

Xơ không hòa tan trong môi trường trung tính

ADF

Xơ không hòa tan trong môi trường axit.

CP

Protein thô

CF

Xơ thô

EE


Lipit thô

Ash

Khoáng tổng số

ĐVT

Đơn vị tính

GĐ

Giai đoạn


vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Hình ảnh minh họa ………………………………………………………..31
Bảng 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................... 32
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của các loại thức ăn trong thí nghiệm (%) .... 33
Bảng 2.3. Tỷ lệ phối trộn thức ăn thí nghiệm (%) .......................................... 34
Bảng 2.4. Thành phần dinh dưỡng thức ăn thí nghiệm (%DM) ..................... 34
Bảng 3.1. Theo dõi sinh trưởng tích lũy của bò thí nghiệm .......................... 39
Bảng 3.2. Theo dõi sinh trưởng tuyệt đối của bò thí nghiệm ........................ 40
Bảng 3.3. Sinh trưởng tương đối của bò thí nghiệm...................................... 43
Bảng 3.4. Khả năng thu nhận thức ăn của bò thí nghiệm .............................. 44
Bảng 3.5. Hiệu quả sử dụng protein của bò thí nghiệm................................. 47
Bảng 3.6. Hiệu quả sử dụng năng lượng trao đổi của bò thí nghiệm ............ 48
Bảng 3.7. Tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng của bò thí nghiệm (%) .................. 50

Bảng 3.8. Cân bằng nitrogen (N) của các khẩu phần thí nghiệm .................. 52
Bảng 3.9. Thể tích và khối lượng khí thải CH4 của bò thí nghiệm ................. 53


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khí nhà kính được coi là nguyên nhân chính gây nên hiện tượng nóng
lên trên trái đất và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với đời sống
con người ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Hiện tượng ấm lên toàn
cầu làm cho mực nước biển đang dâng với tốc độ trung bình là 1,8 mm/năm
trong thế kỷ qua. Đặc biệt nghiêm trọng là mức tăng trung bình trong giai
đoạn từ năm 1993 - 2000 vào khoảng 2,9-3,4 ± 0,4-0,6 mm/năm cho thấy tốc
độ tăng lên của mực nước biển cao hơn đáng kể so với mức tăng trung bình
của thế kỷ trước. Theo BBC (2012) dự báo thì nhiệt độ trung bình toàn cầu có
thể tăng lên từ 1,4 -30C vào năm 2050, sẽ là mức cao nhất trong vòng 150.000
năm gần đây. Tốc độ tăng lên về nhiệt độ này sẽ kéo theo tốc độ tăng nhanh
hơn của mực nước biển, dẫn đến nguy cơ một số đảo nhỏ, thậm chí là các
quốc đảo và các vùng đất thấp ven bờ sẽ bị nhấn chìm trong nước.
Các khí nhà kính chủ yếu gây nên hiện tượng ấm lên trên toàn cầu hiện
nay bao gồm khí cacbonic, oxit nitơ, khí methane và khí CFC
(Cloruafloruacarbons). Trong đó Methane (CH4) là loại khí có ảnh hưởng
đứng thứ 2 trong việc gây ra hiệu ứng nhà kính sau CO2. Theo báo cáo của tổ
chức liên chính phủ về biến đổi khí hậu viết tắt là IPCC (2001) [33], methan
có tác dụng gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 23 lần so với CO2.
Những nguồn sinh khí methane có liên quan đến con người bao gồm:
khí thải từ xe hơi, khai thác mỏ, đốt than, chăn nuôi gia súc và các bãi chôn
rác thải... Trong đó ngành chăn nuôi đem đến khoảng 16 - 18% khí hiệu ứng
nhà kính, đứng sau nhiên liệu hóa thạch và đất ngập nước (Johnson và

Johnson, 1996) [39]. Trong tổng lượng CH4 thải ra môi trường từ hoạt động
chăn nuôi (gia súc nhai lại, trâu bò, lợn, gà..) thì chăn nuôi gia súc nhai lại
chiếm khoảng 74%. Nguy cơ phát thải CH4 vẫn tiếp tục tăng do số đầu con và
quy mô chăn nuôi ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con


i

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 PGS. TS.
Nguyễn Hưng Quang - Giảng viên, Trưởng phòng Quản trị phục vụ Trường
Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; GS. TS. Vũ Chí Cương - Phó viện trưởng
Viện Chăn nuôi 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 Nhóm nghiên cứu bò; Trung tâm Bảo tồn vật nuôi - Viện Chăn
nuôi; Khoa Sau đại học - Trường đại học Nông lâm 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, đã giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Học viên

Ngô Thị Tố Uyên


năm 2015


3

3. Ý nghĩa đề tài
* Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở cho những nghiên cứu sau
này trong chăn nuôi bò thịt nói riêng và chăn nuôi gia súc nhai lại
nói chung
- Đưa ra những khẩu phần nuôi bò lai hướng thịt dễ sử dụng, dễ phối
trộn trong điều kiện của Việt Nam.
* Thực tiễn của đề tài
- Góp phần cải thiện ô nhiễm của môi trường trong chăn nuôi bò thịt
mà không ảnh hưởng đến khả năng tăng trọng của bò.
- Sử dụng được nguồn tannin tự nhiên sẵn có của nhiều địa phương.


4

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.

Cơ sở khoa học của nghiên cứu

1.1.1. Đặc điểm chung của gia súc nhai lại
Gia súc nhai lại là động vật có vú, bốn chân, nuôi con bằng sữa mẹ. Là
loài động vật có bộ máy tiêu hóa đặc trưng bởi dạ dày kép gồm bốn túi là dạ

cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế. Hệ tiêu hoá của chúng có hệ vi sinh vật
phong phú và đa dạng. Thức ăn của gia súc nhai lại chủ yếu là xơ nên ít cạnh
tranh với các loài động vật khác như: lợn, gà…
Khi ăn loại động vật này chỉ nghiền sơ bộ thức ăn và nuốt, lúc nghỉ
ngơi là lúc chúng ợ lên nhai lại nghiền thức ăn kỹ càng hơn, nên gọi là động
vật nhai lại.
1.1.2. Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại
1.1.2.1 Môi trường dạ cỏ
Hệ tiêu hóa của gia súc nhai lại được đặc trưng bởi dạ dày kép gồm bốn
túi là dạ cỏ, dạ tổ ong, dạ lá sách, dạ múi khế. Trong đó, dạ cỏ là túi lớn nhất,
chiếm hầu hết nửa trái của xoang bụng , 85 - 90% dung tích của dạ dày, 75%
dung tích đường tiêu hóa, có tác dụng tích trữ, nhào trộn và chuyển hóa thức
ăn. Dạ cỏ được ví như một thùng lên men lý tưởng, môi trường trong đó rất
thuận lợi cho các vi sinh vật yếm khí phát triển: nhiệt độ trong dạ cỏ luôn
được duy trì từ 38 - 42oC, pH 5,5 - 7,4 khá ổn định nhờ tác dụng đệm của
muối bicarbonat và phốt phát trong nước bọt, môi trường yếm khí (nồng độ
O2 dưới 1%), trong thành phần của dịch dạ cỏ có khoảng 85 - 90% là nước
thuận lợi cho quá trình lên men của vi sinh vật.
Có tới 50 - 80% các chất dinh dưỡng thức ăn được lên men ở dạ cỏ.
Sản phẩm lên men chính là các axit béo bay hơi (ABBH), sinh khối VSV và
các khí thể (metan và cacbonic). Phần lớn ABBH được hấp thu qua vách dạ


5

cỏ trở thàng nguồn năng lượng chính cho gia súc nhai lại. Các khí thể được
thải ra ngoài theo phản xạ ợ hơi. Trong dạ cỏ còn có sự tổng hợp các VTM
nhóm B và VTM nhóm K. Sinh khối VSV và các thành phần không lên men
được chuyển xuống phần dưới của đường tiêu hóa.
1.1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ

Do điều kiện môi trường thuận lợi và khẩu phần thức ăn cho gia súc
nhai lại khá đa dạng, nên hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển mạnh cả về số lượng
và chủng loại. Tính đến nay đã có khoảng hơn 200 loài vi sinh vật dạ cỏ. Tuy
nhiên, hệ vi sinh vật dạ cỏ luôn luôn biến động và phụ thuộc vào cấu trúc
khẩu phần ăn của gia súc nhai lại.
Nhờ hệ vi sinh vật phong phú mà gia súc nhai lại có khả năng sử dụng
được các nguồn thức ăn nhiều xơ và cả nguồn ni tơ phi protein. Hệ vi sinh vật
dạ cỏ gồm ba nhóm chính: vi khuẩn, nấm, protozoa. Ngoài ra còn có các loại
virut, mycoplasma và thể thực khuẩn không đóng vai trò quan trọng trong tiêu
hóa chất xơ.
• Vi khuẩn (Bacteria)
Vi khuẩn xuất hiện trong dạ cỏ của loài nhai lại trong lứa tuổi còn non,
kể cả chúng được nuôi cách biệt hoặc cùng với mẹ của chúng. Số lượng và
thành phần vi khuẩn trong dạ cỏ có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình lên
men, tiêu hóa trong dạ cỏ đặc biệt là tiêu hóa xơ.
Tổng số vi khuẩn trong dạ cỏ khoảng 109 - 1011 tế bào/g chất chứa dạ
cỏ. Trong dạ cỏ vi khuẩn ở thể tự do chiếm khoảng 30%, số còn lại bám vào
các mẩu thức ăn, trú ngụ ở các nếp gấp biểu mô và bám vào protozoa. Trong
dạ cỏ khoảng 60 loài vi khuẩn được xác định. Sự phân loại vi khuẩn dạ cỏ căn
cứ vào cơ chất mà vi khuẩn sử dụng hay sản phẩm lên men cuối cùng của
chúng.
Sau đây là một số nhóm vi khuẩn dạ cỏ chính:


6

- Vi khuẩn phân giải xenluloza: chiếm số lượng lớn trong dạ cỏ của gia
súc sử dụng khẩu phần giàu xenluloza. Nhóm vi khuẩn này gồm có một số vi
khuẩn quan trọng: bateroides succinogenes, butyrivibrio fibrisolvens,
ruminoccocus fibrisolvens…

- Vi khuẩn phân giải hemixenluloza gồm có: butyrivibrio fibrisolvens,
lachnospira multiparus và bacteroides ruminicola. Các loài vi khuẩn phân
giải hemixenluloza giống vi khuẩn phân giải xenluloza đều bị ức chế bởi pH
thấp.
- Vi khuẩn phân giải tinh bột: tinh bột được phân giải bởi nhiều vi
khuẩn trong dạ cỏ trong đó có cả những vi khuẩn phân giải xenluloza. Một số
vi khuẩn phân giải tinh bột quan trọng là: Bacteroides amylophinus,
Succiniminas

amylolytica,

Butyrivibrio

fibrisolbvens,

Bacteroides

ruminantium, Selenomonas ruminantium và Steptococcus bovis.
- Vi khuẩn phân giải đường: Hầu hết các vi khuẩn sử dụng được các
loại polysaccharid nói trên thì cũng sử dụng được đường disaccharid và
đường monosaccharid
- Vi khuẩn sử dụng các axit hữu cơ: hầu hết các vi khuẩn đều có khả
năng sử dụng axit lactic. Một số vi khuẩn có thể sử dụng axit succinic, malic,
fumaric, formic hay acetic. Những loài sử dụng axit lactic bao gồm
Veillonella gazogenes, Veillonella alacalescens, Peptostreptococcus elsdenii,
Propioni bacterium và Selenomonas lactilytica.
- Vi khuẩn phân giải protein: trong số những loài vi khuẩn phân giải
protein và sinh amoniac thì Peptostreptococus và Clostridium có khả năng lớn
nhất. Sự phân giải protein và axit amin để sản sinh ra amoniac trong dạ cỏ có
ý nghĩa quan trọng đặc biệt cả về phương diện tiết kiệm nitơ cũng như nguy

cơ dư thừa amoniac. Amoniac cần cho các loài vi khuẩn dạ cỏ để tổng hợp
nên sinh khối protein của bản thân chúng, đồng thời một số vi khuẩn đòi hỏi
hay được kích thích bởi axit amin, peptit và isoaxit có nguồn gốc từ valine,


7

leucine và isoleucine. Như vậy cần phải có một lượng protein được phân giải
trong dạ cỏ để đáp ứng nhu cầu này của vi sinh vật dạ cỏ.
- Vi khuẩn tổng hợp vitamin: một số vi khuẩn có khả năng tổng hợp
vitamin nhóm B và vitamin nhóm K
- Vi khuẩn tạo methane: nhóm vi khuẩn này rất khó nuôi cấy trong ống
nghiệm, cho nên những thông tin về những VSV này còn hạn chế. Các loài vi
khuẩn của nhóm này: Methano baccterium, Methano ruminantium và
Methano forminicum.
• Động vật nguyên sinh (protozoa)
Protozoa xuất hiện trong dạ cỏ khi gia súc bắt đầu ăn thức ăn thô, số
lượng biến động từ 105 - 106 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ. Hiện nay có khoảng
120 loài protozoa, mỗi loài gia súc có số loài protozoa khác nhau được chia
làm hai nhóm: một nhóm thuộc bộ Holotricha, nhóm kia thuộc bộ Oligotricha.
Phần lớn động vật nguyên sinh thuộc nhóm Holotricha, chúng có khả năng xé
rách màng tế bào thực vật, làm tăng diện tích tiếp xúc của thức ăn, do đó mà
thức ăn dễ dàng chịu tác động của vi khuẩn. Protozoa có khả năng nuốt tinh
bột và axit béo không no quan trọng ngay sau khi ăn, làm cho lượng tinh bột
không bị lên men và các axit béo không no không bị no hóa bởi vi sinh vật.
Điều này không những quan trọng với protozoa mà còn có ý nghĩa dinh
dưỡng cho gia súc nhai lại nhờ hiệu ứng đệm chống phân giải đường quá
nhanh làm giảm pH đột ngột, đồng thời cung cấp năng lượng từ từ cho nhu
cầu của bản thân vi sinh vật dạ cỏ và nguồn axit béo không no quan trọng trực
tiếp cho gia súc.

• Nấm (fungi)
Nấm trong dạ cỏ thuộc loại yếm khí, chúng mới được phân lập gần đây
mặc dù số lượng ít 103 - 105 tế bào/1g chất chứa dạ cỏ, nhưng chúng có khả
năng xâm nhập và tiêu hóa thành phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên trong.


8

Chức năng của nấm là mọc chồi và phá vỡ cấu trúc thành tế bào thực
vật, làm giảm độ bền chặt của cấu trúc này, góp phần làm tăng sự phá vỡ các
mảnh thức ăn trong quá trình nhai lại. Do đó, tạo điều kiện cho vi khuẩn bám
vào để tiêu hóa xơ. Mặt khác, nấm cũng tiết ra các loại men tiêu hóa xơ, các
loại men này có khả năng hòa tan dễ hơn men của vi khuẩn. Chính vì thế nấm
có khả năng tấn công các tiểu phần thức ăn cứng hơn và lên men chúng với
tốc độ nhanh hơn vi khuẩn. Những loại nấm phân lập được từ dạ cỏ gồm:
Neocallimastix fromtalis, Piramonas communis, Sphacromonas communis.
Sự đóng góp của nấm trong việc lên men thức ăn chưa được định lượng
chính xác, nhưng người ta thấy rằng số lượng nấm tăng lên khi khẩu phần ăn
giàu chất xơ (chiếm 10% tổng sinh khối vi sinh vật). Như vậy, sự có mặt của
nấm sẽ giúp làm tăng tốc độ tiêu hóa xơ đặc biệt là thức ăn xơ thô bị lignin
hóa.
Bên cạnh đó vi sinh vật dạ cỏ làm mất năng lượng thức ăn do quá trình
sinh nhiệt và khí methane. Khí methtane sinh ra gây hiệu ứng nhà kính, ảnh
hưởng xấu đến môi trường.
1.1.2.3. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong dạ cỏ
Quá trình tiêu hoá trong dạ cỏ là quá trình lên men tiêu hoá của thức ăn
do hệ vi sinh vật dạ cỏ thực hiện, trong đó chủ yếu là tiêu hoá, phân giải chất
xơ. Các sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ở đây là các axit béo bay
hơi (ABBH), khí thể (CO2, H2, CH4) và ATP - chất mang năng lượng cần
thiết cho sinh trưởng phát triển của vi sinh vật.

* Quá trình phân giải carbohydrat
Carbohydrat là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho vi sinh vật dạ
cỏ và vật chủ. Carbohydrat chiếm khoảng 75% lượng vật chất khô (DM)
trong thức ăn tuỳ thuộc vào thời gian thu hoạch, yếu tố địa lý và loài thực vật.
Có thể chia carbohydrat trong thức ăn của gia súc nhai lại thành hai loại là:
loại có cấu trúc và loại không có cấu trúc (Nguyễn Xuân Trạch, 2004) [23]


9

Đặc điểm quan trọng của loại carbohydrat có cấu trúc là không có khả
năng hoà tan xenlulose và hemixenluloza có mạch liên kết b - glucozit giữa
các đơn vị cấu trúc, mạch liên kết này chỉ có thể thuỷ phân nhờ enzym của vi
sinh vật. Còn carbohydrat không có cấu trúc chứa liên kết a - glucozit dễ dàng
bị phân giải bởi men tiêu hoá của người và gia súc dạ dày đơn. Toàn bộ
carbohydrat trong khẩu phần sau quá trình tiêu hoá đều được chuyển thành
glucoza.Nhưng glucoza chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển
qua con đường pyruvate để hình thành các axit béo dễ bay hơi. Vi khuẩn sinh
khí methane đã sử dụng focmic, H2 và CO2 để sản sinh khí methane.
* Tiêu hoá cenlulose và hemixenluloza
Cenlulose và hemixenlulose là thành phần chủ yếu trong thức ăn của
gia súc nhai lại, hàm lượng của nó trong thức ăn thực vật chiếm 40 - 50%, vi
khuẩn có thể phân giải 80% cenlulose ăn vào dạ cỏ.
* Tiêu hoá tinh bột đường
Tinh bột được vi khuẩn và thảo phúc trùng phân giải trong môi trường
dạ cỏ. Thảo phúc trùng nuốt tinh bột từ thức ăn ăn vào, vi khuẩn tác dụng lên
bề mặt tinh bột bằng enzym amylaza. Tuy nhiên đường đơn (glucoza,
xyloza…) chỉ xuất hiện tạm thời sau đó nhanh chóng chuyển qua con đường
pyruvic thành các ABBH. Khí CO2 và H2 lại được vi sinh vật tổng hợp khí
methane.

Như vậy sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men carbohydrat thức
ăn bởi vi sinh vật trong dạ cỏ gồm các ABBH khác nhau, khí thể bao gồm:
56% CO2, 32% CH4, 8,5% H2…Khí CH4 được giải phóng qua phản xạ ợ hơi,
gây lãng phí khoảng 8% tổng số năng lượng trong thức ăn thu nhận. Các
ABBH chưa no trong thức ăn có thể giảm thấp sự sinh khí CH4 trong dạ cỏ.
Sự giảm thấp CH4 thường thấy ở khẩu phần ăn nhiều đường và tinh bột.
* Quá trình phân giải các hợp chất chứa nitơ


ii

LỜI NÓI ĐẦU
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 năm 2015

Học viên

Ngô Thị Tố Uyên


11

thuộc chủ yếu vào khẩu phần và loại hình vi sinh vật dạ cỏ vì lên men vi sinh

vật thức ăn tạo ra các sản phẩm cuối cùng khác nhau và không tương đương
với lượng hydrro tạo ra (Martin và cs, 2008)[48]. Ví dụ, để tạo ra axit
propionic thì tiêu thụ hydro nhưng tạo ra axit acetic và axit butyric lại giải
phóng hydro (Martin và cs, 2008). Quá trình sinh CH4 ở dạ cỏ là cơ chế tạo
điều kiện cho dạ cỏ tránh được nguy cơ tích lũy quá nhiều hydrro (Martin và
cs, 2008)[48]. Hydro tự do sẽ ức chế enzym khử hydro (dehydrogenases) và
ảnh hưởng đến quá trình lên men (Martin và cs, 2008)[48]. Sử dụng hydro và
CO2 để tạo ra CH4 là một đặc tính đặc biệt của nhóm vi khuẩn sinh CH4.
Nhóm vi khuẩn này tương tác với các nhóm vi sinh vật khác trong dạ cỏ để
tăng hiệu quả sử dụng năng lượng và kéo dài tiêu hóa thức ăn (Martin và cs,
2008)[48]. Tương tác này là tích cực đối với nhóm vi sinh vật phân giải xơ
(Ruminococcus albus và R. flavefaciens), không phân giải xơ (Selenomonas
ruminantium), protozoa và nấm. Ở gia súc nhai lại, methane được sản sinh
trong dạ cỏ bởi nhóm vi khuẩn sinh khí methane sử dụng các sản phẩm
chuyển hóa của các loài vi khuẩn khác, protozoa, nấm trong quá trình phân
giải thức ăn. Nhóm vi khuẩn này sử dụng H2 và CO2 là cơ chất chính để tạo
khí methane như sản phẩm cuối cùng của chu trình trao đổi năng lượng và
sống kỵ khí bắt buộc (Wolin và cs, 1997)[67]. Trong dạ cỏ, các vi khuẩn sinh
khí methane phải sống cộng sinh với protozoa và các loài vi sinh vật khác.
Methane được tạo thành từ CO2 và H2 dưới tác dụng của vi khuẩn
methanogenic cùng với năng lượng của cơ thể động vật. Methanogenic là
nhóm vi khuẩn trong hệ vi sinh vật dạ cỏ của động vật nhai lại, chúng có thể
tồn tại ở pH trung tính 6-8, tuy nhiên một số loài methanogenic có thể tồn tại
trong môi trường pH dao động từ 3-9,2. Hiện nay, tìm thấy 5 loài vi khuẩn
methanogenic trong dạ cỏ của động vật nhai lại là Methanobrevibacter
ruminantium,

Methanosarcina

barkeri,


Methanosarcina

mazei,

Methanobacterium formicicum và Methanomicrobium mobile trong đó 2 loài


12

đầu là phổ biến nhất. Vi khuẩn methanogenic có thể sống tự do trong dạ cỏ
hoặc chúng sống cộng sinh trên bề mặt của protozoa.
Hầu hết khí CH4 thải ra trong chăn nuôi là từ gia súc nhai lại thông qua
quá trình lên men yếm khí ở dạ cỏ. Tuy nhiên, sự sản sinh methane cũng xảy
ra các phần dưới của đường tiêu hóa như ruột già, tá tràng... 89% methane
được sản sinh ra từ dạ cỏ và được thải ra ngoài thông qua miệng và mũi
(Murray và cs, 1976)[52]. Khi methane thải ra ngoài môi trường thì gia súc
nhai lại mất đi 2-12% năng lượng thô từ thức ăn ăn vào, tùy thuộc vào phẩu
phần. Ở các loài gia súc nhai lại khác nhau thì tỷ lệ mất năng lượng thô do sự
sản sinh methane cũng rất khác nhau. Theo Johnson và Ward (1996)[41] thì tỷ
lệ năng lượng thô mất đi do thải methane của bò sữa và bò thịt vỗ béo thay
đổi lần lượt từ 5,5 - 9,0% và 3,5 - 6,5%. Ở trâu và lạc đà dao động trong
khoảng 7,5 - 9,0% và 7,0 - 9,0%. Tỷ lệ mất năng lượng thô do thải methane
của động vật nhai lại cũng thay đổi theo vị trí địa lý, chất lượng thức ăn,
lượng thức ăn ăn vào, thành phần thức ăn và quá trình chế biến thức ăn
(Johnson và Ward, 1996)[41]. Hơn 50% số lượng gia súc nhai lại của toàn thế
giới tập trung ở vùng nhiệt đới và chúng được nuôi chủ yếu bằng các khẩu
phần có chất lượng thấp, khi đó 10-12% năng lượng thô của thức ăn sẽ bị mất
đi do methane (McCrabb and Hunter, 1999)[51].
Vì vậy, để tăng năng suất chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường thì việc

làm giảm CH4 sản sinh ra trong chăn nuôi gia súc nhai lại là một vấn đề hết
sức quan trọng và đặt ra những hướng nghiên cứu mới cho các nhà khoa học.
Khí metane được sinh ra từ quá trình lên men thức ăn trong hệ thống
tiêu hóa của động vật. Nói chung, càng ăn nhiều thức ăn, thì phát thải khí
metan càng cao. Mặc dù, mức độ sản xuất metan cũng có thể bị ảnh hưởng
bởi các thành phần của chế độ thức ăn. Lượng thức ăn tiêu thụ phụ thuộc vào
kích thước động vật, tốc độ tăng trưởng, và phương thức sản xuất (ví dụ chăn
nuôi lấy sữa, lấy lông, hoặc sinh sản). Methane là khí nhà kính chính được


13

sinh ra từ gia súc, hiệu quả hơn 25 lần trong lưu giữ nhiệt trong khí quyển so
với carbon dioxide trong giai đoạn 100 năm. Đóng góp lớn nhất phát thải khí
nhà kính từ chăn nuôi bò là methane đường ruột chiếm 63% tổng lượng phát
thải, với khoảng 84% khí methane từ ruột bò, chủ yếu là từ những con bò
trưởng thành.
Khi thức ăn được gia súc nhai sơ bộ rồi xuống dạ cỏ thì cùng với sự
hoạt động của hệ vi sinh vật dạ cỏ thì thức ăn được lên men và sinh khí. Bởi
dạ cỏ là môi trường yếm khí thuận lợi cho vi sinh vật phát triển làm cho lượng
khí sinh ra rất nhanh chóng. Đến khi gia súc ợ lên để nghiền lại thức ăn thì khí
methane được thoát ra ngoài qua đường tiêu hóa. Mặt khác trong quá trình gia
súc trao đổi khí thì methane cũng được giải phóng ra ngoài. Đó gọi là quá
trình sinh thải khí của gia súc nhai lại.
1.2.

Các biện pháp giảm thiểu khí methane trong dạ cỏ
Quá trình sản sinh CH4 trong dạ cỏ không chỉ làm giảm hiệu quả sử

dụng năng lượng của gia súc nhai lại mà còn ảnh hưởng xấu đến môi trường

khi góp phần gây nên hiệu ứng nhà kính. Biện pháp giảm thiểu khí methane
từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng và thông qua nâng cao sức
khỏe, khả năng sinh sản và quản lý.
1.2.1. Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng
1.2.1.1. Thay thế thức ăn thô bằng thức ăn tinh
Rất nhiều cơ sở dữ liệu của các thí nghiệm đã cho thấy: tỷ lệ thức ăn
tinh cao trong khẩu phần làm giảm CH4 (tính trên tổng năng lượng ăn vào)
(Blaxter and Clapperton, 1965; Yan và cs., 2000) chủ yếu do tăng tỷ lệ axit
propionic trong tổng axít béo ở dạ cỏ. CH4 tạo ra trong khẩu phần chủ yếu là
cỏ ở bò thịt và cừu là 0,06 – 0,07 tổng năng lượng thô (GE), còn ở khẩu phần
vỗ béo chủ yếu là thức ăn tinh số liệu này là: 0,03 tổng năng lượng thô
(Johnson và Johnson, 1995) [39]. Ở gia súc nhai lại ảnh hưởng thực sự của
thay đổi khẩu phần rất khó đánh giá. Ví dụ nuôi bò trên đồng cỏ có khuynh


14

hướng tăng CH4 từ quá trình lên men ở đường tiêu hóa với khẩu phần chủ yếu
là thức ăn hạt, cách nuôi này đã làm thay đổi đáng kể cách quản lý phân vì
hầu hết phân bò đã rải đều trên đồng cỏ và vì thế việc sử dụng cơ giới hóa và
phân bón cũng thay đổi. Kết quả là GHG sinh ra do quản lý phân và sản xuất
thức ăn chăn nuôi giảm đi. Điều này giải thích vì sao GHG từ hệ thống nuôi
bò dựa trên đồng cỏ ở New Zealand (khoảng 800 kg eq CO2/tấn sữa) thấp
hơn hệ thống nuôi bò trong nhà với khẩu phần dựa vào thức ăn hạt (khoảng
1300 kg eq CO2/tấn sữa) ở Hà lan (Wolin và cs., 1997)[68].
1.2.1.2. Bổ sung probiotic và prebiotic
Việc sử dụng probiotic và prebiotic trong khẩu phần ăn của gia súc nhai
lại cũng đã được tiến hành để thay đổi môi trường dạ cỏ như bổ sung chất ion
hóa, cải tiến hiệu quả thu nhận vật chất khô và ngăn chặn sản sinh acetat, kết
quả là làm giảm lượng hydro được giải phóng. Trong một số công trình

nghiên cứu đã xuất bản, CH4 đã giảm 10%, tuy nhiên ảnh hưởng của chất ion
hóa có tuổi thọ ngắn. Những chiến lược nuôi dưỡng làm giảm CH4 thông qua
sự vận động của quá trình lên men dạ cỏ, theo hướng ức chế hình thành CH4
và protozoa.
1.2.1.3. Loại carbohydrate và tỷ lệ tiêu hóa của khẩu phần
Carbohydrate cấu trúc (Structural carbohydrates) như cellulose và
hemicellulose lên men ở tốc độ thấp hơn carbohydrate phi cấu trúc (nonstructural carbohydrates) như (tinh bột và các loại đường) và tạo ra nhiều CH4
hơn/một đơn vị chất nền được lên men do tỷ lệ acetate: propionate lớn hơn
(Czerkawski, 1969). Ngoài ra trong nhóm carbohydrate phi cấu trúc, đường
hòa tan (soluble sugars) có tiềm năng sinh methan cao hơn tinh bột (Johnson
và Johnson, 1995) [39]. Như vậy, hạt ngũ cốc tạo ra ít GHG hơn phế phụ
phẩm có nhiều xơ. Thành phần của thức ăn cũng có ảnh hưởng đến lên men ở


iii

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ i
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................................vi
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài…………………………………………………………………………………….1
2. Mục tiêu của đề tài……………………………………………………………………………………………2
3. Ý nghĩa của đề tài……………………………………………………………………………………….........3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................................................... 4
1.1.


Cơ sở khoa học của nghiên cứu ................................................................................ 4

1.1.1.

Đặc điểm chung của gia súc nhai lại .................................................................... 4

1.1.2.

Đặc điểm tiêu hóa của gia súc nhai lại ................................................................. 4

1.1.2.1 Môi trường dạ cỏ ..................................................................................................... 4
1.1.2.2 Hệ vi sinh vật dạ cỏ .................................................................................................. 5
1.1.2.3. Quá trình phân giải chất hữu cơ trong dạ cỏ ......................................................... 8
1.1.3.
1.2.

Cơ chế sinh thải khí trong chăn nuôi gia súc nhai lại. .......................................10
Các biện pháp giảm thiểu khí methane trong dạ cỏ ..............................................13

1.2.1.

Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua dinh dưỡng ..............13

1.2.2.

Giảm thiểu CH4 từ chăn nuôi gia súc nhai lại thông qua nâng cao sức khỏe,

khả năng sinh sản và quản lý .............................................................................................19
1.3.
1.3.1.


Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ............................................................20
Tình hình nghiên cứu ngoài nước .......................................................................20

1.3.1.1. Ứng dụng kỹ thuật trong nghiên cứu tanin..........................................................23
1.3.1.2. Tannin trong thực vật và cơ chế tác động đến việc giảm khí methane..............26
1.3.2.

Nghiên cứu giảm phát thải khí methan ở Việt Nam ..........................................28

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................31
2.1.

Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................31


16

1.2.1.4. Bổ sung các muối nitrate vào khẩu phần
Bổ sung các muối nitrate vào khẩu phần của gia súc nhai lại như là một
phương thức để cung cấp nitơ cho quá trình lên men dạ cỏ đồng thời làm giảm
thiểu khí methane. Hơn nữa, việc bổ sung nitrate có thể giảm khả năng bị
trúng độc ammonia cho gia súc vì các muối nitrate sẽ ức chế sự hình thành
ammonia tự do trong dạ cỏ (Leng, 2008) [43]. Một số nghiên cứu gần đây đã
xác nhận rằng bổ sung các muối nitrate vào khẩu phần ăn của dê trong thời
gian dài cho tăng trưởng tương tự như bổ sung urê là nguồn NPN, đồng thời
làm giảm 30% lượng khí methane thải ra (Iv Sophea and Preston, 2010) [38].
Bổ sung muối nitrate vào phẩu phần ăn của cừu và bò sữa thấy rằng lượng
methane giảm tới 50% (Van Zijderveld và cs., 2010a; 2010b)[63,64]. Tuy
nhiên, chưa có báo cáo cho thấy sự giảm khí methane đi kèm với việc tăng

sản xuất thịt hoặc sữa, mà về mặt lý thuyết điều này có thể xảy ra.
1.2.1.5. Chất lượng và loại thức ăn ủ chua
Ngô ủ và các loại thức ăn ủ chua từ cây lương thực giảm được CH4 vì
quá trình lên men tạo ra nhiều propionate hơn cỏ ủ chua vì có nhiều tinh bột
trong ngô ủ (Martin và cs., 2010)[48]. Lượng thức ăn ăn vào của ngô ủ chua
cao sẽ làm giảm thời gian thức ăn lưu ở dạ cỏ, giảm thời gian lên men, tăng
năng suất vật nuôi và vì vậy giảm CH4/kg sản phẩm (E McGeough, personal
communication).
1.2.1.6. Cho thêm lipid vào khẩu phần
Từ rất lâu người ta cho rằng cho thêm lipid vào khẩu phần là giảm CH4.
Dầu có chứa C12 (axit lauric) và C14 (axit myrstic) đặc biệt độc với vi khuẩn
sinh methan (Dohme và cs. 2001)[33]. Lipids giảm CH4 vì gây độc cho vi
khuẩn sinh methan (Machmüller và cs., 2003), giảm protozoa (Czerkawski và
cs., 1975) vì protozoa đi liền với vi khuẩn sinh methan, lipid cũng làm giảm
tiêu hóa xơ. Giảm tiêu hóa xơ ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hóa của của khẩu


17

phần, lipid cũng làm giảm chất khô ăn vào (Martin và cs., 2010) )[48]. Vì vậy
chiến lược này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất gia súc, tuy nhiên nếu
lipid trong khẩu phần < 60-70 g/kg chất khô, thì ảnh hưởng đến lượng thức ăn
ăn vào và tỷ lệ tiêu hóa không đáng kể (Martin và cs., 2010)[48].
1.2.1.7. Sử dụng axit hữu cơ
Axit hữu cơ thông thường sẽ được lên men thành propionate trong dạ
cỏ (Martin và cs., 2010)[48]. Như vậy, chúng là một bể chứa khác cho hydro,
và giúp làm giảm số lượng hydro dùng để tạo methan. Newbold và cs. (2005)
cho thấy fumarate and acrylate có hiệu quả nhất trong các điều kiện in vitro
và thấy giảm CH4 từ 0,4 – 0,75 khi axit fumaric dạng viên (0,1 khẩu phần)
được cho vào khẩu phần của cừu.

1.2.1.8. Ionophores
Ionophores (monensin) là chất kháng vi sinh vật được sử dụng rộng rãi
để tăng năng suất (Martin và cs., 2010)[48]. Tadeschi và cs. (2003) cho thấy
trong feedlot và khẩu phần ít cỏ, monensin làm tăng trọng, giảm lượng thức
ăn ăn vào, tăng hiệu quả sử dụng thức ăn khoảng 6%. Monensin làm giảm
CH4 vì giảm lượng thức ăn ăn vào và vì thay đổi thành phần axit béo bay hơi
ở dạ cỏ theo hướng tăng propionate đồng thời làm giảm số lượng protozoa dạ
cỏ (Martin và cs., 2010) )[48]. Thí nghiệm trên động vật thấy monensin giảm
hình tạo CH4. Tuy nhiên nhiều nghiên cứu không thấy sự giảm này (Waghorn
và cs., 2002)[66]. Van Kessel and Rusell,JB, (1996)[62]. khi phân tích 9 thí
nghiệm thấy bình quân monensin giảm tạo ra CH4 ở mức 0,18 của GE ăn vào.
1.2.1.9. Sử dụng các hợp chất thứ cấp và chất tách chiết từ thực vật
Thực vật tổng hợp một số lượng lớn các hợp chất không phục vụ cho
quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng, gọi là các chất trao đổi thứ cấp.
Các chất này có chức năng bảo vệ, chống lại sự tấn công của động vật ăn cỏ