Bài giảng Những tiến bộ mới trong chuồng trại và quản lý chất thải trong chăn nuôi part 4

Chia sẻ: Safskj Aksjd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chiến lược chủ yếu giảm thải khí methan từ bò sữa là cải tiến chất lượng khẩu phần và tăng hiệu quả sản xuất sữa (Bell et al., 2008). Cải tiến chất lượng khẩu phần là giải pháp ngắn hạn, còn tăng hiệu quả sản xuất sữa là giải pháp chiến lược. Methane thải ra từ bò sữa có thể giảm theo một hàm mũ nếu tăng năng suất sữa/bò sữa/năm (Garnsworthy, 2004). Giảm đầu con, tăng năng suất sữa/bò/năm là một cách để giảm khí thải methan từ chăn nuôi bò sữa (O’Mara et al. 2008)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Những tiến bộ mới trong chuồng trại và quản lý chất thải trong chăn nuôi part 4

1992). Chi ến lược chủ yếu giảm thải khí methan t ừ bò s ữa là cải tiến ch ất lượng khẩu ph ần và tăng hiệu qu ả sản xu ất sữa (Bell et al., 2008). C ải tiến ch ất lượng khẩu ph ần là giải pháp ng ắn h ạn, còn t ăng hiệu qu ả sản xuất sữa là giải pháp chi ến lược. Methane th ải ra từ bò s ữa có th ể giảm theo một hàm m ũ nếu tăng n ăng suất sữa/bò sữa/năm (Garnsworthy, 2004). Giảm đầu con, t ăng năng su ất sữa/bò/năm là một cách để giảm khí thải methan t ừ ch ăn nuôi bò s ữa (O’Mara et al. 2008). C ũng theo O’Mara et al., (2008) n ếu n ăng suất gia súc tăng lên thông qua dinh d ưỡng tốt hơn, năng lượng cần cho duy trì tính theo % c ủa tổng nhu c ầu năng lượng sẽ giảm đi, và CH4 đi cùng v ới nhu c ầu duy trì giảm, vì vậ y CH4/ kg sữa ho ặc thịt cũng giảm. Tương tự như vậy, nếu n ăng su ất gia súc được cải thiện, thì th ời gian đạt khối lượng giết mổ giảm nên t ổng CH4 cho m ột đời gia súc cũng sẽ giảm (O’Mara et al., 2008). Tuy nhiên, khi tăng n ăng suất gia súc, tu ổi đời của gia súc giảm, ph ải nuôi nhi ều gia súc thay thế hơn nên CH4 có khi l ại tăng lên (O’Mara et al., 2008). Chiến l ược giảm CH4 ph ải dựa trên toàn b ộ chu k ỳ sản xuất của m ột gia súc (O’Mara et al., 2008). 2.2.2. Gi ảm thiểu thải khí methan t ừ gia súc nhai l ại thông qua dinh dưỡng Giảm thiểu thải khí methan t ừ gia súc nhai l ại đạt được hai mục đích: giảm khí nhà kính toàn c ầu, nâng cao hi ệu qu ả sử d ụng thức ăn (Martin et al., 2008). Có nhi ều cách để giảm thải khí methan t ừ gia súc nhai l ại: Thay đổi con đường trao đổi ch ất, thay đổ i tổ hợp vi sinh vật d ạ cỏ hay tác động để thay đổi sinh lý tiêu hóa dạ cỏ (Martin et al., 2008). Cơ chế sinh methane ở dạ cỏ T rong điều kiện yếm khí ở dạ cỏ: Phản ứng oxy hóa để lấ y năng lượng ở dạng A TP giải phóng ra hydrro. Tích l ũy ion hydro trong quá trình trao đổi chất của vi sinh v ật d ạ cỏ chỉ có th ể tránh đuợc bằng quá trình sinh t ổng hợp CH4 b ởi những vi khuẩn sinh methan (rumen methanogens) (O’Mara et al., 2008). Đây là qui trình bình th ường trong quá trình lên men ở d ạ cỏ. Lượng hydro giải phóng ph ụ thuộc chủ yếu vào khẩu ph ần và loại hình vi sinh v ật dạ cỏ vì lên men vi sinh v ật thức ăn tạo ra các s ản ph ẩm cuối cùng khác nhau và không t ương đương với lượng hydrro tạo ra (Martin et al., 2008). Ví d ụ, việc tạo ra propionic acid thì tiêu th ụ hydro nhưng tạo ra acetic and butyric acids l ại giả phóng hydro (Martin et al.,
2008). Quá trình sinh methane ỏ d ạ cỏ là cơ ch ế tạo điều kiện cho d ạ cỏ tránh đượ c nguy cơ tích lũ y quá nhiều hydrro (Martin et al., 2008). Hydro t ự do s ẽ ức ch ế enzym khử hydro (dehydrogenases) và ảnh h ưởng đến quá trình lên men (Martin et al., 2008). S ử dụng hydro và CO2 đẻ tạo ra CH4 là m ột đặc tính đặc biệt của nhóm vi khu ấn sinh methane. Nhóm vi khu ẩn này tương tác với các nhóm vi sinh vật khác trong d ạ cỏ để tăng hiệu qu ả sử dụng năng lượng và kéo dài tiêu hóa th ức ăn (Martin et al., 2008). T ương tác này là tích cực đố i với nhóm vi sinh vật phân giải xơ (Ruminococcus albus and R. flavefaciens), không phân gi ải xơ (Selenomonas ruminantium), protozoa, và n ấm (McAllister et al., 1996). Chi ến lược giảm CH4 ở dạ cỏ vì thế là tìm cách gi ảm tạo ra hydro, ngăn ch ăn và h ạn ch ế quá trình hình thàh CH4, đưa hydro vào các s ản ph ẩm ttrao đổi chất khác ho ặc tạo ra các b ể chứa hydro khác (O’Mara et al., 2008). Chi ến l ược dinh d ưỡng giảm thiểu methane là d ựa trên cơ sở các nguyên lý này (O’Mara et al., 2008).. Có hai yếu tố trong con d ường trao đổi chất cần quan tâm để phát triển chiến lược giảm thiểu methane ở gia súc nhai l ại. Giảm sinh hydro nhưng không được ảnh h ưởng đến lên men th ức ăn trong d ạ cỏ. Giảm hiểu methane ph ải di liền với con đường trao đổ i ch ất tiêu thụ h ydro để tránh hi ệu qu ả tiêu cực khi có quá nhi ều hydro trong dạ cỏ (Martin et al., 2008). Giảm thiểu thải khí methan từ gia súc nhai lại thông qua dinh d ưỡng Chất lượng khẩu phần: Thay th ế thức ăn thô bằng th ức ăn tinh Rất nhiều cơ sỏ dữ liệu của các thí nghi ệm đã cho th ấy: tỷ lệ thức ăn tinh cao trong khẩu ph ần làm giảm CH4 (tính trên t ổng năng lượng ăn vào) (Blaxter and Clapperton, 1965; Yan et al., 2000) ch ủ yếu do t ăng tỷ lệ axit propionic trong t ổng a xít béo ở dạ cỏ. CH4 tạo ra trong kh ẩu ph ần ch ủ yếu là c ỏ ở bò th ịt và cừu là 0,06 – 0,07 t ổng năng lượng thô (GE), còn ở khẩu ph ần vỗ béo ch ủ yếu là thức ăn tinh số liệu này là: 0,03 tổng năng lượng thô (Johnson and Johnson, 1995). Ở gia súc nhai lại ảnh h ưởng thực sự của thay đổi khẩu ph ần rất khó đánh giá. Ví d ụ nuôi bò trên đồng cỏ có khuynh h ướng tăng CH4 t ừ quá trình lên men ở đường tiêu hóa v ới khẩu phần ch ủ yếu là thức ăn h ạt, cách nuôi này đã làm thay đổ i đáng kể cách qu ản lý phân vì h ầu h ết phân bò đã rải đều trên đồng cỏ và vì thế việc sử dụng cơ giới hóa và phân bón c ũng thay đổi (Jean-Yves et al., 2008). Kết quả là GHG sinh ra do qu ản lý
phân và s ản xuất thức ăn ch ăn nuôi gi ảm đi. Điều này giải thích vì sao GHG t ừ hệ thống nuôi bò d ựa trên đồng cỏ ở New Zealand (kho ảng 800 kg eq CO2 / t ấn sữa) thấp hơn h ệ h ống nuôi bò trong nhà v ới khẩu hần dựa vào th ức ăn hạt (kho ảng 1300 kg eq CO2 / t ấn sữa) ở Hà lan (Thomassen et al., 2008). Chất lượng khẩu phần – lo ại carbohydrate và t ỷ lệ tiêu hóa c ủa kh ẩu phần. Carbohydrate cấu trúc (Structural carbohydrates) nh ư cellulose và hemicellulose lên men ở tốc độ thấp hơn carbohydrate phi cấu trúc (non-structural carbohydrates) như (tinh bột: starch và các lo ại đường) và tạo ra nhi ều CH4 h ơn /một đơn vị chất nền được lên men do t ỷ lệ acetate:propionate l ớn hơn (Czerkawski, 1969). Ngoài ra trong nhóm carbohydrate phi c ấu trúc, đường hòa tan (soluble sugars) có ti ềm n ăng sinh methan cao h ơn tinh bột (Johnson and Johnson, 1995). Nh ư vậy, hạt ngũ cốc tạo ra ít GHG h ơn ph ế phụ phẩm có nhi ều xơ. Thành ph ần của thức ăn cũng có ảnh hưởng đến lên men ở dạ dày và ruột già và ảnh h ưởng đến lượng khí th ải nhà kính CH4 (Jean-Yves et al., 2008). Khí methan t ạo ra (% n ăng lượng ăn vào) giảm khi m ức nuôi d ưỡng tăng hay khi t ỷ lệ tiêu hóa c ủa kh ẩu ph ần đượ c cải tiến. Theo Giger–Reverdin et al. (2000), khí CH4 tạo ra trong d ạ cỏ giảm khi lượng thức ăn tinh trong kh ẩu ph ần t ăng lên. Thành ph ần của khẩu ph ần cũng ảnh h ưởng đến thải ni tơ, chất hữu cơ trong phân, chúng đến lượt mình lại ảnh hưởng đến lượng GHG (N2O và CH4) thoát ra trong b ảo qu ản và rải phân (Jean-Yves et al., 2008). Nh ư vậy cải tiến thành ph ần th ức ăn, khẩu phần sẽ làm giảm thải N, giảm thiểu N sẽ làm giảm ảnh h ưởng của sụ phì dinh d ưỡng của đất (NO3-) và axit hóa (NH3), và do đó làm giảm GHG (Jean-Yves et al., 2008). Chất lượng và lo ại thức ăn ủ chua Ngô ủ và các lo ại thức ăn ủ chua t ừ cây lương thực giảm được CH4 vì quá trình lên men t ạo ra nhi ều propionate h ơn cỏ ủ chua vì có nhi ều tinh b ột trong ngô ủ (Martin et al., 2008). L ượng th ức ăn ăn vào c ủa ngô ủ chua cao s ẽ làm giảm th ời gian thức ăn lưu ở dạ cỏ, giảm thời gian lên men, t ăng n ăng suất vật nuôi và vì vậy giảm CH4/kg sản ph ẩm (E McGeough, personal communication). Cho thêm lipid vào kh ẩu ph ần Từ rất lâu ng ười ta cho r ằng cho thêm lipid vào kh ẩu ph ần là giảm CH4 (e.g.
Czerkawski et al.,1966). D ầu có ch ứa C12 (axit lauric) và C14 (axit myrstic) đặc biệt độ c với vi khuẩn sinh methan (Machmüller et al. 2000; Dohme et al. 2001). Lipids giảm CH4 vì gây độ c cho vi khu ẩn sinh methan (Machmüller et al., 2003), giảm protozoa (Czerkawski et al., 1975) vì protozoa đi liền với vi khuẩn sinh methan, lipid c ũng làm giảm tiêu hóa x ơ (Van Nevel, 1991). Giảm tiêu hóa x ơ ảnh hưởng đến t ỷ lệ tiêu hóa c ủa của khẩu ph ần, lipid cũng làm giảm chất khô ăn vào (Martin et al., 2008). Vì v ậ y chiến lược này có th ể ảnh h ưởng tiêu cực đến n ăng suất gia súc, tuy nhiên n ếu lipid trong kh ẩu ph ần < 60-70 g/kg ch ất khô, thì ảnh h ưởng đến lượng thức ăn ăn vào và t ỷ lệ tiêu hóa không đáng kể (Martin et al., 2008). Sử dụng axit h ữu cơ Axit hữu cơ thông thường sẽ được lên men thành propionate trong d ạ cỏ (Martin et al., 2008). Nh ư vậy, chúng là một b ể chứa khác cho hydro, và giúp làm gi ảm số lượng hydro dùng để tạo methan. Newbold et al. (2005) cho th ấy fumarate and acrylate có hiệu qu ả nhất trong các điều kiện in vitro. Wallace et al. (2006) thấy giảm CH4 từ 0,4 – 0,75 khi axit fumaric d ạng viên (0.1 kh ẩu ph ần) được cho vào khẩu ph ần của cừu. Ionophores Ionophores (monensin) là ch ất kháng vi sinh vật được sử dụng rộng rãi để tăng năng suất (Martin et al., 2008). Tadeschi et al. (2003) cho th ấy trong feedlot và khẩu ph ần ít cỏ, monensin làm t ăng tăng trọng, giảm lượng th ức ăn ăn vào, t ăng hiệu qu ả sử dụng thức ăn kho ảng 6%. Monensin làm gi ảm CH4 vì giảm lượng thức ăn ăn vào và vì thay đổ i thành ph ần axit beo bay h ơi ở dạ cỏ theo h ướng tăng propionate đồng thời làm giảm số lượng protozoa d ạ cỏ (Martin et al., 2008). Thí nghi ệm trên động vật thấ y monensin giảm hình t ạo CH4 (e.g. McGinn et al., 2004; van Vugt et al., 2005). Tuy nhiên nhiều nghiên c ứu không th ấy sự giảm này (Waghorn et al., 2008 van Vugt et al., 2005). V an Nevel and Demeyer (1996) khi phân tích 9 thí nghiệm th ấy bình quân monensin gi ảm tạo ra CH4 ở mức 0,18 c ủa GE ăn vào. Sử dụng các h ợp chất thứ cấp và ch ất tách chiết từ thực vật Đố i với các th ức ăn ch ứa Tanin, việc ức ch ế quá trình sinh methan ch ủ yếu là do tanin đậm đặc (Martin et al., 2008). Có hai c ơ ch ế về hoạt động của tanin (Tavendale et al. (2005): tanin ảnh h ưởng trực tiếp đến hình t ạo methan và ảnh
hưởng gián tiếp đến giảm tạo ra hydro do t ỷ lệ phân gi ải thức ăn ở d ạ cỏ th ấp hơn. Saponin cungc ức ch ế sinh methane ở d ạ cỏ, cơ ch ế hoạt động của saponin liên quan đến ảnh h ưởng ức chế sự phát triển Protozoa (Newbold et al., 1997). Tuy nhiên ảnh hưởng này thường khá ngắn ng ủi (Koenig et al., 2007). Saponins có tác d ụng diệt protozoa (defaunating) trong điều kiện in vitro (e.g., Wallace et al., 1994) và in vivo (e.g. Navas-Camacho et al., 1993), vì v ậy đây có thể là tác nhân làm gi ảm CH4. Beauchemin et al. (2008) đã thấy saponin làm giảm CH4, nh ưng không ph ải tất cả các lo ại saponin. McAllister and Newbold (2008) cho th ấy dịch tiết từ tỏi cũng có thể giảm CH4. 2.3. Giảm thiểu methane bằng con đường công nghệ sinh học Miễn dịch và ki ểm soát sinh h ọc Một vài chiến lược sinh h ọc hiện đang được khai thác. Tiêm vác xin ch ống lại một vài loại vi khuẩn sinh methane đã giảm được sản xuất methane g ần 8% ở cừu Australia (Wright et al., 2004). Tuy nhiên sử dụng vác xin ở vùng khác cho lo ại vi hu ẩn sinh methane khác không cho k ết quả tích cực (Wright et al., 2004, Clark et al., 2007). S ự đa dạng cao của nhóm vi khu ẩn sinh methane là nguyên nhân vac xin không thành công ở gia súc nuôi trong các điều kiệnn khác nhau (Wright et al., 2007. Nghiên c ứu cơ b ản để hiểu các thông tin di truy ền về vi khuẩn sinh methane hy vọng sẽ giúp tạo ra vac xin th ế hệ hai dùng cho nhi ều loài vi khu ẩn sinh methane (Attwood and McSweeney, 2008). G ần đây, miễn d ịch thụ độ ng sử dụng kháng thể sản xuất từ trứng gà đã cho th ấy: kháng thể làm giảm sinh methane in vitro, nhưng hi ệu qu ả rất ngắn (Cook et al., 2008). Sử dụng kháng sinh Một vài kháng sinh t ừ vi khuẩn - bacteriocins có th ể làm giảm sản sinh methane in vitro (Callaway et al., 1997, Lee et al., 2002). Nisin ho ạt động gián tiếp ảnh hưởng đến vi khu ẩn sinh hydro do đó giảm sinh methane gi ống như ionophore, antibiotic, monensin (Callaway et al., 1997). Tuy nhiên hi ện ch ưa có nhi ều thành công l ắm trong thí nghi ệm trên gia súc (Martin et al., 2008). Nisin được dùng rộng rãi trong công nghi ệp thực ph ẩm như là ch ất bảo qu ản và người ta sợ rằng sự thích nghi chéo có th ể xẩy ra. Một loại bacteriocin thu được từ vi sinh vật dạ cỏ - bovicin HC5, đã làm giảm sản xuất methane in vitro > 50% mà không