Summary of Disertation in Animal sciences: Utilization of cassava forages for goat production in An Giang province, Vietnam

HUE UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY

LE THI THUY HANG

UTILIZATION OF CASSAVA FORAGES FOR GOAT

PRODUCTION IN AN GIANG PROVINCE, VIETNAM

Specialization: Animal Sciences Code: 9620105

SUMMARY OF DISERTATION IN ANIMAL SCIENCES

HUE-2020

This dissertation is completed at: University of Agriculture and Forestry, Hue

University

Supervised by:

1. Assoc. Prof. Dr. Nguyen Xuan Ba

2. Dr. Dinh Van Dung

1streviewer: …………………………………..…………………………………..

2nd reviewer: ………………………………..…………………………………….

3rd reviewer: ………………………………..…………………………………….

The dissertation will be defended at the Council of dissertation assessment of Hue

University, 04 Le Loi Street, Hue city, at………….on……/……../2020

Dissertation can be further referred at:

1. National Library

2. Center for Information and Library of Hue University of Agriculture and

Forestry, Hue University

List of abbreviations, symbols and equivalents

Acid detergent fiber ADF

Adenosine triphosphate ATP

Body weight BW

Brewery spent grain BSP

Crude protein CP

Condensed tannins CT

Cyanogenic potential CNP

Methane CH4

Carbon dioxide CO2

Dry matter DM

Eggs per gram EPG

Fresh weight FW

Green house gas GHG

Self-produced polymeric substance EPS

Hydrolysable tannins HT

Hydrogen cyanide HCN

Live weight LW

Nitrogen N

Neutral ditergent fiber NDF

Short -chain fatty acid SCFA

Total mix ration TMR

Volatile fatty acid VFA

Water retention capacity WRC

INTRODUCTION

1. PROBLEM STATEMENT An Giang province in the South of Vietnam, is a watershed province in the Mekong Delta, and one of the largest cultivated areas in the Mekong Delta. The total area of agricultural land is more than 282,676 ha, of which paddy land accounts for 85.2% (Statistic yearbook of An Giang, 2018). An Giang is one of the two provinces in the Mekong Delta with hills and mountains, mostly in the northwest of the province, in Tinh Bien and Tri Ton districts. This is the last mountain cluster of the Annamites, so the geological features also have similarities with the Southern Truong Son. An Giang has a tropical monsoon climate, with two distinct seasons: rainy season and dry season. The temperature ranges from 200C to 360C and rainfall from 1400 to 1600 mm. The rainy season is the least in February and the highest in September. The average humidity is 75-80% (An Giang hydrometeorological Station, 2017). Due to the topography, the land resources are divided into different types: alluvial soil, alkaline soil, mountainous land. Total area of hilly land in An Giang is about 29,320 ha, accounting for 8.6% of total land area of the province. Agricultural cultivation in this mountainous area is not favorable because of its low productivity, lack of water for irrigation in the dry season, but when the rainy season comes, some districts are affected by floods eg: the flooding in 2018 affected hundreds of hectares of rice and crops in the Mekong Delta. As Naqvi and Sejian (2011) showed droughts, flooding and depletion of natural resources, were caused by global climate change.

Based on the above problems and threats, we hypothesize that utilization of cassava forage for improving goat production and reducing enteric methane emission from goat production in An Giang province, Vietnam. This study was designed to test the hypothesis by addressing the following specific aims were to improve nutritive value of cassava stems and stored by urea treatment. In addition, using brewers’ grain and biochar supplied to improve growth rate and reduce methane emissions in a basal diet of cassava forage fed to growing goats. 2. THE OBJECTIVES The overall aim of this thesis was to improve utilization of cassava forage for increasing performance and reducing enteric methane emission from goat production in An Giang province, Vietnam. The present study objectives were:

- To evaluate the potential productivity and nutritive value of cassava stems,

and cassava forage for goats in An Giang Province.

- To determine level of urea addition to cassava stems for storage to improve

nutritive value, especially its digestibility

- To examine the effect of biochar supplementation on feed intake,

digestibility, N retention in goats fed urea treated cassava stems

- To determine levels of brewery grain that affect feed intake, digestibility and

growth in goats fed sweet cassava foliage as basal diet.

- To determine levels of biochar that would reduce methane production in

goats fed a basal diet of fresh cassava foliage and brewery grain.

3. SIGNIFICANCE/INNOVATION OF THE DISSERTATION The thesis contributes to the science of:

- Using urea to treat cassava stems is one of method to increase nutritive

value, reduce HCN content and can be storeed at least 8 weeks.

- Adding 4% brewery grain and 0.86% biochar (DM based) in Bach Thao goat’s diet, that is basal of fresh cassava foliage has improved growth and reduced enteric methane emission from goat production.

- The results of the study are of scientific value for managers, researchers,

universities, graduate students and agricultural students’ references.

- The present results of show that adding urea to cassava stems can provide

storage to use as feed goat for year around, specially in flooding or rainy season.

- The study results of the dissertation serve as a scientific basis for businesses and husbandry to use and coordinate goat diets towards reducing methane emissions. - Introducing cassava forage as goats feed, reducing the HCN content, improving growth and reducing methane emission with supplementing additive as brewery grain and biochar.

CHAPTER 1: LITERATURE REVIEW

In this chapter, there are main points following (i) Goat and cassava production in An Giang province; (ii) the use of available feed resources for goat production; (iii) introduction to some main local feed resources such as cassava and their by- products and brewers’ grains and (iv) feed and feeding strategies for methane mitigation from goat production. The literature review shows a potential to use local feed resources for goat production for the two purposes of increasing animal performance and reducing methane emission.

CHAPTER 2: EVALUATION OF THE POTENTIAL OF CASSAVA FORAGE AS FEED FOR GOATS IN AN GIANG PROVINCE, VIETNAM

INTRODUCTION An Giang is one of the two provinces in the Mekong Delta with hills and mountains, mostly in the northwest of the province, in Tinh Bien and Tri Ton districts. An Giang is in the tropical monsoon climate, with two distinct seasons: rainy season and dry season. The rainy season is the least in February and the rainy season is the highest in September. The average humidity is 75-80%. The basic climate is favorable for agricultural development. Due to the topography, the land resources are divided into different types: alluvial soil, alkaline soil, mountainous land. Hilly land is mainly distributed in two districts of Tri Ton and Tinh Bien, a small part of Thoai Son district (Ba The area). Total area of hilly land in An Giang is about 29,320 ha, accounting for 8.6% of total land area of the province. So, the area of grazing land is limited, the grassland is also limited. The cassava was planted in there, it is not so much (representing 0.5% of agricultural land). The production of cassava roots in this area was 28.7 ton/year. It is estimated that an amount of cassava foliage is produced 61 thousand tonnes. The reason is difficulties in drying the straw or other roughage in the rainy season, but by- production is an underutilized resource for feeding livestock. The purpose of planting cassava in this area is to harvest roots, cassava foliage is underutilized, being left to rot in the monsoon season (flooding season) and burned in the dry season. Even with a small number of cattle in the province by 98,758 heads in 2017 (Statistic yearbook of An Giang, 2018) a sufficient supply of roughage is not easy to find during the rainy season, and cassava foliage is an underutilized resource for feeding livestock, especially in the hilly land area. These areas are suitable for goats raising. The design of this thesis responds to tendencies that have been observed in the development of crop and livestock systems in Tinh Bien and Tri Ton districts in An Giang province. The survey described in showed that there is an increasing tendency to plant cassava both as a food crop and as a source of starch for industrial processing. At the same time there are major trends in ruminant livestock numbers, with the population of goats increasing.

MATERIALS AND METHODS The following indicators were used in the investigation of the survey

From secondary data: - Planting area and cassava productivity in each district in the An Giang

province

- Number of goats raised in each district in the An Giang province The following indicators were used to select 120 households (60 households

have grown cassava; 60 households have raised goats). Data collection and calculation

In each district, we chose five households (from 60 selected households) with cassava cultivators at eight months after growing and an area of 1000 m2/plot to collection and calculation of fresh cassava forage productivity. Five positions were selected in each plot of land by diagonal method. Land area of each position was 4m2 (Total area was 4 * 5 = 20m2). In each position, all cassava plant was cut and weighed (except root). Cassava plants were the whole plant above the soil. Cassava plant was divided into two parts: Cassava forage – which were two thirds of the above ground part of cassava plant; weighed the cassava forage (1); and hard stems (blue line on the right in figure 2.1) - which was one third above soil level, weighted them (2).

In this case, cassava forage was divided into two parts: (3) Tenderstems + (4)

leaves (including peiole).

Tenderstems were called cassava stems (3) Weight of cassva plant = (1) + (2) Weight of cassva forage (1) = (3) + (4) Chemical analysis All samples of cassava forage and stems were analyzed for DM, CP and ash using procedures described by AOAC (1990). ADF and NDF were analyzed according to Van Soest and Robertson (1991). HCN and total tannin were analyzed according to ISO 6703-1:1984 (TCVN 6181:1996), AOAC 955.35. by AOAC (2016).

Statistical analysis Data was collected, preliminary calculations performed and stored in the Microsoft Office spreadsheet EXCEL 2010. Data were analysed using General Linear Model (GML); the basic model for analysis of variance (ANOVA); the constants described as averages, the standard deviation was performed on the MINITAB statistical software 16.

RESULTS AND DISCUSSION Cassava production Chemical composition of cassava Table 2.1. Chemical composition of cassava parts

% DM

Variety of cassava DM, % CP NDF

Cassava forage

Cassava stems Bitter cassava Sweet cassava Bitter cassava Sweet cassava 26.8 21.7 31.5 24.5 13.4 13.8 4.9 6.1 49.4 47.0 66.1 65.8 Total tannin 4.6 3.1 1.6 1.3 HCN (mg/kg FW) 153 34.5 68.0 30.5

Notes: FW: fresh weight DM: Dry matter, CP: crude proetin, NDF: neutral detergent fiber, HCN: Hydrogen cyanide Table 2.2. Yield of cassava proportion with different variety

Sweet cassava (tons/ha) Proporti on % Bitter cassava (tons/ha) Proporti on %

13.2 ± 3.6 26.2 ± 7.2 8.7 ± 2.4 17.5 ± 4.8 33.5 66.5 22.1 44.4 17.2 ± 4.5 14.7 ± 3.8 4.9 ± 1.3 9.8 ± 2.5 54.0 46.1 15.3 30.7

5.5 ± 1.5 5.7 ± 1.6 2.1 ± 0.5 3.6 ± 1.0 49.1 50.9 18.4 32.5 6.4 ± 1.6 3.9 ±1.0 1.2 ± 0.3 2.7 ± 0.76 62.1 37.9 11.3 26.6

- 0.79 ± 0.23 0.52 ± 0.15 - Fresh cassava plant Hard stems Cassava forage Cassava stems Leaves + petiole DM cassava plant Hard stems Cassava forage Cassava stems Leaves + petiole CP of cassava forage in DM (tons/ha)

The fresh and dry weight proportion of cassava plant is shown in Table 2. The cassava forage was differences between two varieties of cassava. The proportion of sweet cassava forage was higher than the bitter cassava. These results were different due to the differences in variety, farming conditions, regions, soil, and fertilization and cutting time.

Goat production Table 2.3. Farm size and purpose raising

Tri Ton Tinh Bien

Total Items percentage % Number Number percentage % percentage %

Farm size (Household)

14 27 19 23.3 45 31.7 5 15 40 8.3 25 66.7 19 42 59 15.8 35.0 49.2

95.1 4.9 1,854 468 79.8 20.2

1-<10 heads/farm 10-20 heads/farm > 20 head/farm Purpose raising (Heads) Meat Breeding Total 691 408 1,099 62.9 37.1 1,163 60 1,223

The purpose of raising goats here was mainly to sell meat at 79.8%, in addition to raising goats with the purpose of selecting good ones in the herd to sell goats for local market, or neighbourhood; but account for a smaller percentage (20.6%). In addition, markets for goat production (eg: milk, cheese, ...) are in the cities providing farmers with better income and opportunities for further development. Table 2.4. Goat production systems in Tri Ton and Tinh Bien district Number of farms in district

Total Percentage, % Management

Tri Ton 31 27 2 Intensive Semi-intensive Extensive Percentage, % 51.7 45.0 3.33 Percentage, % 58.3 41.7 0.00 55.0 43.3 1.67 66 52 2

Tinh Bien 35 25 0 Intensive systems are the main method of goat raising in An Giang, this systems of complete confinement helps the farmers manage each individual, can detect disease or manage oestrus in a timely manner, but feed had to controled actively, while semi- intensive systems help goats have time to graze, develop the right features and reduce the reserve of feed.

Table 2.5. Feed and feeding systems for goats in Tri Ton and Tinh Bien district Tinh Bien Tri Ton

Household Household Items percentage, % percentage, %

60 100 60 100

9 15 4 6.67

28 4 13 46.7 6.67 21.7 36 2 13 60 3.33 21.7

6 10 5 8.33

Feed Natural grass Natural grass + Leaves (except CL) Natural grass + by-products Natural grass + cassava forage Natural grass + Grass growing Natural grass + Commercial concentrate Supplements Salt Rice bran Commercial Concentrate No supplement Note: CL: cassava leaves 15 9 5 31 25.0 15.0 8.3 51.7 23 11 5 21 38.3 18.3 8.33 35.0

CONCLUSIONS In An Giang province, goat production is developing with promising conditions of abundant feed resources, good government policies. However, some constrains for production development such as low breed quality, lack of large farms and improving nutrient of feed for year round. Beside that, cassava forage has potential in An Giang. The average of dry matter cassava forages was 5 ton/ha in 2017. They can be used as a protein source, as a replacement for grass for ruminants but farmers did not use because it is high HCN content. How to use and preserve cassava (including the stems) as feed ruminants and against toxicosis by reducing HCN content.

CHAPTER 3: USING UREA TO TREAT CASSAVA STEMS AND EFFECT OF WATER SPINACH AND BIOCHAR ON FEED INTAKE, DIGESTIBILITY AND N-RETENTION IN GOATS FED UREA TREATED CASSAVA STEMS

INTRODUCTION Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a perennial woody shrub of the family Euphorbiaceae. The forage can be used as a supplement for animals in either fresh or wilted form or as hay (Phengvichith and Ledin, 2007; Wanapat et al., 1997). At root harvest, 9 to 10 months after planting, the forage production can be about 5 tonnes dry matter/ha (Mui, 1994). It is estimated that more than 2.5 milion tonnes of cassava forage are produced in Vietnam, of which about 15,000 tonnes are in An Giang, Cassava forage is usually thrown away after harvesting the root, because of its content of cyanogenic glucoside, mainly linamarin and lotaustralin (Alan and John, 1993).

Since the use of urea (CO(NH2)2 for straw treatment has been widely studied and proved to be effective in the Tropics (Schiere and Ibrahim, 1989; Chenost and Kayouli, 1997; Trach et al., 2001; ThuyHang el at., 2005), 3 or 4% urea – treated straw viewed as a positive control together with untreated straw being the negative control in the present studies to evaluate other treatments. According to Thanh et al. (2013), cassava stems contain 33% DM but only 5.5% crude protein (CP) in the DM. It was therefore hypothesized that there could be a double benefit from ensiling the cassava stems with urea: (i) to provide the ammonia needed by rumen organisms; and (ii) to improve the digestibility of the stems DM as has been widely proven in the urea-ensiling of low-protein, fibrous feeds such as rice straw (Trach et al., 1998). Major advances have been made recently in the integrated use of the cassava plant as a means of intensifying for ruminant livestock production. With this background, the specific objectives were to determine the level of urea treated cassava stems that would facilitate the storage and at the same time improve its digestibility. Then, determining the synergistic effect of biochar and water spinach on growth of goat fed urea treated cassava stems, shown to be a potential feed resource for goat by Thanh et al. (2013). MATERIALS AND METHODS EXPERIMENT 1

The treatments had five levels of urea (0, 1, 2, 3 and 4%, DM basis) added to freshly chopped cassava stems; and five storage times (0, 2, 4, 6 and 8 weeks). Each treatment combination was replicated 4 times. Two tonnes of cassava stems were collected from farmers’ fields directly after root harvesting; and chopped by hand. Representative amounts were analyzed for DM by infrared radiation (Undersander et al., 1993) prior to hand mixing 20 kg quantities with the indicated amounts of crystalline urea followed by storage in polyethylene bags which were then sealed. After preservation for 0; 2; 4; 6 and 8weeks samples of cassava stems treated with urea were taken for evaluation of physical appearance characteristics, measurement of pH, chemical composition and in a comparative study on DM degradation with untreated cassava stems.

EXPERIMENT 2 Experimental design

Four “Bach Thao” goats (14 ± 2 kg) were fed urea-treated cassava stems alone (UCS) or with a supplement of water spinach at 1% of LW (DM basis) (UCSW), with biochar at 1% of DM intake (UCSB) or with 1% water spinach + 1% biochar (CSWB). The design was a Latin square with four treatments and four periods, each lasting 15 days (ten days for adaptation and 5 days for collection of faeces and urine). Between each period there was a period of 7 days for resting during which time they were fed the diet destined for the subsequent period of the experiment Animals and management The goats were housed in metabolism cages made from bamboo, designed to collect separately faeces and urine. They were weighed between 06:30 and 07:30h before feeding at the start and end of each experimental period. Feeding and management The biochar was made by burning rice husks in a top-lit, updraft (TLUD) gasifier stove (Olivier 2010). The chosen amounts were offered twice daily in troughs separate from the cassava stems and water spinach. Water spinach was chopped by hand prior to being put into the feed troughs. The chosen amounts were offered twice daily in troughs separate from the cassava stems. The cassava stems (no leaves) were harvested at 40-50cm above soil level at intervals of 150 days when it had attained a height of 100 - 120 cm. The cassava stems were chopped by machine, mixed with urea (3% DM basis; no water was added) and ensiled in plastic bags after first extracting the air. They were ensiled for 21 days, after which they were fed ad libitum as the basal diet of the goats. Digestibility and N retention

During the data collection periods, the feces and urine were recorded twice daily at 7:00 and 16:00 and added to jars containing 100 ml of 10% sulphuric acid. The pH was measured and, if necessary, more acid added to keep the pH below 4.0. After each collection period: (i) a sample of 10% of the urine was stored at -4o C for analysis of nitrogen (AOAC 1990); (ii) the feces were mixed and a sample (10%) stored frozen at -20oC.. Chemical analyses The samples of CS, UCS, WS, and BG were analyzed for DM, ash, CP, NDF and ADF in feed offered and refused according to standard methods (AOAC, 1990). The feces were analyzed for DM and ash the urine and feces were analyzed for N according to AOAC, (1990) methods. HCN content was determined according to the standard methods of AOAC (2016). Total tannin content was determined according to the method (955.35) of AOAC (2016). Metabolizable energy of the diet (MJ/kg) were calculated from organic matter digestibility (OMD: %) by formula of Mc Donald et al. (2002). The formula is: ME = 0.160*OMD. The rumen fluid was analyzed for the pH and NH3. Statistical analyses Data were analyzed with the General Linear Model option of the ANOVA program in the MINITAB software (Minitab 2016). Sources of variation were levels

of urea, storage time, random error for experiment 1. Sources of variation were treatments, animals, periods and error for experiment 2. RESULTS AND DISCUSSION EXPERIMENT 1 Hygienic quality of cassava stems treated by physical evaluation The evaluation of the physical appearance of the treated cassava stems with respect to color, smell, and mold, the quality of treated cassava stems in the bags or bales were considered to be good, except in the treatments 1(no urea). Cassava stems in these treatments had no, or only a slight ammonia smell, and some fungi developed on the surface of the bags. Chemical compositions of cassava stems treated with difference levels of urea and stored times

The magnitude of the CP increase of treated cassava stems varies according to many factors such as material, environment and procedure of the treatment process. Furthermore, the CP increases are related to the urea level in the treatment, the water content of material, and the temperature. Variation of material CP concentration determines the magnitude of the increase, and higher increases were noted for cassava stems with low CP concentration after urea treatment.

Table 3.1. Effect of urea level and storage time on crude protein in cassava stems

0 8 SEM p- value

9.40cF

Storage time, weeks 4 6 2 6.06eF 8.48dE 9.74cE 13.6bE

5.63dG 5.18eH 0.014 <0.001 6.14 aE 6.11dEF 8.0cEF 7.98dEF 0.147 0.009 8.43cE 7.69bF 9.71bE 8.08cG 8.01cG 0.065 <0.001 13.4aE 13.3bE 0.197 <0.001 13.7bE 8.41dF 10.0eH 15.3aE 14.9aEF 14.2aFG 14.0aG 0.172 <0.001

0.194 0.119 0.134 0.074

Urea (%) 0 1 2 3 4 0.138 SEM p-value <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 abcd Mean value in columns with different superscripts are significantly different (p<0.05) EFGH Mean value in rows with different superscripts are significantly different (p<0.05) SEM: standard error of mean p- value: The level of statistical significance is different. The HCN content in cassava stems treated with 2% or higher urea level after 2 weeks storing was lower than 100mg/kg DM (from 95.3 to 98.8mg/kgDM), and lower than 50mg/kgDM after 4 weeks storing (35.6 – 43.4mg/kgDM) (Table 3.2). This means that the goat (20kg live weight) will eat 19.9 to 24.3mg of HCN (equivalent to 1-1.2mg / kg of LW), which is not yet enough to be toxic for goats. The decrease in HCN with storage time may similarly be he result of the high pH (>7.00) following 2 weeks of storage with urea and would appear to be related to chemical reactions resulting in neutralization of the hydrocyanic acid by the ammonia.

Table 3.2. Effect of urea level and storage time on HCN (mg/kgDM) content of cassava stems

p- value SEM

8 ND ND ND ND ND 2.103 <0.001 0.794 <0.001 1.46 <0.001 1.219 <0.005 0.571 <0.001 Storage time, weeks 6 4 2 46.6H 111.2aF 69.6aG 108.3aF 47.6bG ND 96.3bcF 43.4bG ND 98.8bF 38.5cG ND 95.8cF 35. 7cG ND

0.715 0 146.9E 146.8E 136.7E 147.7E 142.8E 2.576 1.038

0.044 0.879 <0.001 <0.001 <0.001

Urea (%) 0 1 2 3 4 SEM p-value Notes: ND: No detect abcd Mean value in columns with different superscripts are significantly different (p<0.05) EFGH Mean value in rows with different superscripts are significantly different (p<0.05) SEM: standard error of mean p- value: The level of statistical significance is different. EXPERIMENT 2 Chemical composition of diet ingredients

Table 3.3. Chemical composition of diet ingredients (UCS is urea- treated cassava stems) in experiment 2 % in DM

Items CP ADF NDF OM WRC pH

6.92

nd nd 4.60 - - -

DM, % 33.4 5.50 51.8 66.3 93.5 CS 23 .0 11.7 51.4 67.1 92.0 UCS 13.6 18.1 27.6 36.2 93.4 Water spinach Biochar - 90.4 Notes: nd: Not determined; WRC: Water retention capacity CS: cassava stems; UCS: urea treated cassava stems DM: Dry matter. CP: Crude protein; ADF: Acid detergent fiber; NDF: Neutral detergent fiber, OM: Organic matter

Feed intake

Increasing intake of diet DM, and especially of the dietary concentration of crude protein, with resultant improvements in N retention All these effects appear to have been caused by the increased crude protein content of the diet when the water spinach was fed (13.0 versus 9.4% in the DM). When the N retention data were corrected for differences in N intake the effects of the water spinach were no longer apparent

Table 3.4. Effect of biochar and water spinach on feed intake

SEM Unit (gDM/day)

428a 3.84 0 432ab 2.59c 391bc 11.6b 4.35 Treatment UCS UCSB UCSW UCSWB 367a 0 0 367b 2.27d 337c 11.4b 4.00 300b 0 159 459ab 2.83b 428ab 14.05a 4.12 352ab 3.91 163 519a 3.12a 488a 14.07a 4.47 15.10 0.450 3.306 19.97 0.048 15.04 0.512 0.207

p- value 0.002 UCS <0.001 Biochar <0.001 Water spinach 0.009 Total DM intake <0.001 DMI, % LW <0.001 OMI (gDM/day) 0.003 CP in DM, % 0.376 ME (MJ/kgDM) abcd Mean value in rows with different superscripts are significantly different (p<0.05) UCS: urea treated cassava stems; UCSB: UCS with biochar; UCSW: UCS with water spinach; UCSWB: UCS with water spinach and biochar. SEM: standard error of the mean p- value: The level of statistical significance is different.

Biochar increased daily N retention by 46% on the diet of urea-treated cassava stems and by 21% when water spinach replaced half of the urea-treated cassava stems (Table 11). Comparable values for the increases in biological value of the protein were 12 and 4%. Table 3.5. Nutrient digestibility (%) and nitrogen balance in goats fed urea-treated cassava stems supplemented with or without fresh water spinach and biochar.

Treatments Items UCS UCSB UCSW UCSWB SEM p

59.4b 64.8a 53.2b 60.1ab 65.0 59.4

8.13c 9.36bc 3.79bc 3.65c 1.17 1.30

66.3a 0.88 63.1a 1.54 1.78 66.8 13.0a 0.782 4.81ab 0.245 0.217 1.25 6.91a 0.607 52.9a 2.55 84.3a 1.390 60.8b 61.7ab 61.6 12.4ab 5.09a 1.42 5.84a 46.9ab 80.0ab 3.03b 4.42ab 37.4b 47.3ab 69.9c 78.6b

Nutrient digestibility (%) 0.001 Dry matter 0.010 Crude protein 0.066 Organic matter N balance, g/d 0.001 Intake 0.003 Feces 0.874 Urine Nitrogen retention 0.004 (g/day) 0.008 % of N intake % of N digested <0.001 Notes: a,b,c Mean values with the different letters in the same rows are significantly different at the level of P≤0.05 UCS: urea treated cassava stems; UCSB: UCS with biochar; UCSW: UCS with water spinach

CONCLUSIONS Supplementation with 1% of biochar and 1% water spinach to a diet of urea- treated cassava stems, increased the DM intake by 41% , the apparent dry matter (DM) digestibility and nitrogen (N) retention in goats. Biochar increased daily N retention by 46% and the biological value of the absorbed N by 12%.

CHAPTER 4: EFFECT OF DIFFERENT LEVELS OF BREWERS’ GRAINS SUPLEMENTATION ON PERFORMANCE AND METHANE EMISSION OF GOATS FED CASSAVA FORAGE

INTRODUCTION Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a major crop in Vietnam, grown on 570,000 ha producing annually some 1 million tonnes of roots (GSO, 2016). The roots are used mainly for manufacture of starch and as an ingredient in livestock feed. Growing the crop as a semi-perennial forage with repeated harvesting at 2 to 3month intervals is a recent development (Wanapat 1997; Preston and Rodriguez, 2004). Several reports have shown the benefits of the fresh forage as a source of bypass protein in ruminant diets based on molasses-urea (Ffoulkes and Preston, 1978), rice straw (Do et al., 2002; fresh cassava stems (Trinh Xuan Thanh et al., 2013) and ensiled cassava pulp-urea (Keopaseuth et al., 2017; Binh et al., 2017). The use of fresh cassava forage as the sole diet of goats was pioneered by Sina et al., 2017. Growth rates on a diet of fresh cassava forage were 65 g/day and were more than doubled to 160 g/day when a small supplement (5%) of ensiled brewers’ grains was included in the diet, It was proposed that this “synergistic” effect of the brewers’ grains was due to its role as a source of beta-glucan, a component of the cell walls of cereal grains and fungi such as yeasts, that has been shown to have prebiotic properties (Novak and Vetvicka 2008).The present experiment was designed to provide further evidence for the prebiotic effect of brewers’ grains in a basal diet of cassava forage fed to growing goats. Proportions of ensiled brewers’ grains above (6%) and below (2%) the 4% level were compared to identify the optimum level. MATERIALS AND METHODS Experimental design Four “Bach Thao” goats (14 ± 2 kg) were fed the 4 levels if ensiled brewers’ grains (0, 2, 4 and 6% DM basis) as the only supplement to a diet of ad libitum fresh cassava forage (sweet variety). The design was a Latin square with four treatments and four periods, each lasting 15 days. Animals and management The goats were housed in metabolism cages made from bamboo, designed to collect separately feces and urine. They were vaccinated against Pasteurellosis and Foot and Mouth disease and treated with Ivermectin (1ml/10 kg live weight) to control internal and external parasites. They were weighed between 06:30 and 07:30h before feeding at the start and end of each experimental period. Feeds and feeding The cassava forage was harvested 50-60cm above soil level at intervals of 120 days when it had attained a height of 100 - 120 cm. Harvesting of the cassava was done 2h prior to each feed, morning and afternoon. The forage was chopped by hand prior to being put into the feed troughs. The brewers’ grains were stored in closed plastic bags for every 5 days. The chosen amounts were offered twice daily in troughs separate from the cassava forage. Feed refusals were weighed every morning prior to

giving the new feed. Samples of each diet component were collected daily and bulked at the end of each period for analysis. Digestibility and n retention During the data collection periods, the feces and urine were recorded twice daily at 7:00 and 16:00 and added to jars containing 100 ml of 10% sulphuric acid. The pH was measured and, if necessary, more acid added to keep the pH below 4.0. Rumen parameters

Rumen fluid was taken by stomach tube 3h after the morning feed following the last day of each collection period. During this time the goats were still on the designated diet for that period. Rumen gas emissions

At the end of each period the goats were confined individually in a gas-proof chamber (a bamboo frame covered with polyethylene plastic) for sampling of eructed gases and residual air in the chamber. Measurements of the concentrations of methane and carbon dioxide were taken continuously over a 10-minute period, using a Gasmet infra-red meter (GASMET 4030; Gasmet Technologies Oy, Pulttitie 8A, FI-00880 Helsinki, Finland). Analytical procedures

All of samples of feeds offered and refused, and of the feces, were analysed for DM and Ash by AOAC (1990) methods. NDF and ADF were analyzed according to the procedure of Van Soest and Robertson (1991). Nitrogen in urine and ammonia in rumen fluid were determined by the Kjeldahl method (AOAC 1990). Metabolizable energy (ME) of the diet (MJ/kg) were calculated from organic matter digestibility (OMD: %) by formula of Mc Donald et al. (2002). The formula is: ME = 0.160*OMD. Statistical analysis

Data were analyzed with the General Linear Model option of the ANOVA program in the MINITAB software (Minitab 2016). Sources of variation were treatments, animals, periods and error. RESULTS AND DISCUSSION Chemical composition

The crude protein (CP) of the cassava forage (leaf and petiole combined) was considerably lower than the value of 21% CP in DM reported by Sina et al., 2017 where the leaf alone had 29% CP in DM and the petiole 9.6% in DM.

Table 4.1. Composition of diet ingredients

% in DM

CP NDF ADF Ash pH

39.1 7.77 26.6 5.37 - 4.35 12.6 26.4 47.0 36.8 DM, % 21.9 23.7

Cassava forage Brewers’ grains Notes: DM: Dry matter, CP: cruduce protein, NDF: Neutral Detergent fiber; ADF: Acid detergent fiber

Feed intake and digestibility

Increasing the proportion of cassava forage DM fed to goats from 0 to 47% of total DM feed offered resulted in increased DM intake (DMI), organic matter (OM) digestibility and nitrogen retention. In the present results, metabolizable energy was increased by the level of brewers’ grains in the diet. The level of CP in the treatment 3 was 7,5g CP/kg LW/day with the ME intake and daily gain of 3.80 MJ/day and 142g, respectively (Table 4.2). Table 4.2. Feed intake in goats fed cassava forage supplemented with different levels of brewers’ grains

Treatment BG4 540a 22.3b 562a 3.97 13.5 3.80ab BG0 441c 0.00d 441c 0.00 12.9 3.55b BG2 486b 10.7c 497b 2.15 14.0 3.90ab BG6 468b 30.7a 498b 6.16 14.6 4.45ab p <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 0.192 0.034 SEM 5.92 0.09 6.33 0.05 0.54 0.189

Items DM intake, g/d Cassava forage Brewers’ grains Total DM % of DM intake Brewers’ grains Crude protein ME (MJ/day) Notes: BG0; BG2; BG4 and BG6: Treatments supplemented brewers’grain levels of 0, 2, 4, 6% (DM basic) abcd Mean values with different letters within the same rows are significantly different at the level of P≤0.05

Table 4.3. Nutrient digestibility (%) in goats fed cassava forage supplemented with different levels of brewers’ grains Treatments Items SEM p

CP DM OM NDF BG0 62.4a 55.9a 53.0a 57.8 BG2 69.9b 67.2b 58.2b 67.4 BG4 72.7b 70.8b 66.0c 70.6 BG6 70.8b 65.5b 56.6ab 63.0 1.66 2.7 1.05 4.34 0.021 0.036 0.001 0.248

Notes: CP: crude protein; DM: dry matter; OM: organic matter, NDF: neutral detergent fiber; BG0, BG2; BG4; BG6: Treatments supplemented brewers’grain levels of 0, 2, 4, 6% (DM basic). abc Mean values with the different letters in the same rows are significantly different at the level of P≤0.05

Nitrogen retention

The effect of adding 4% brewers’ grains to the diet was a 65% increase in N

retention and a 14% increase in N retained per unit of N digested.

Table 4.4: N balance (g/day) in goats fed cassava forage supplemented with different levels of brewers’ grain

SEM p Treatments BG0 BG2 BG4 BG6

11.1 3.36 12.1 3.35

11.6 9.82 3.75 3.49 1.63a 1.27b 1.49ab 1.64a

Nitrogen Nitrogen balance, g/d Intake Feces Urine Nitrogen retention

0.836 0.480 0.066 0.286 4.55 1.66 g/d % of N intake % of N digested 7.27a 6.51a 56.0 60.2 79.8a 82.8a

0.291 0.491 0.024 4.44b 6.48a 0.007 0.070 58.4 45.6 83.5a 72.6b 0.002 Notes: BG0, BG2; BG4; BG6: Treatments supplemented brewers’grain levels of 0, 2, 4, 6% (DM basic) ab Mean values with the different letters in the same rows are significantly different at the level of P≤0.05

Methane emissions

The ratio of methane to carbon dioxide in the mixture of eructed gas and air in the plastic-enclosed chambers increased with a curvilinear trend as the daily intake of brewers’ grains was increased.

The mechanism by which small quantities of brewers’ grain (4% of diet DM) bring about these positive effects, benefitting animal performance, but increasing ratio of methane and carbon dioxide is still to be identified. Here we suggest the idea that substances in brewery grains (perhaps β-glucan or related compounds) support biofilm formation which in turn increases the efficiency of microbial growth (Leng, 2014). Table 4.5. Mean values for the ratio methane: carbon dioxide in mixed eructed gas and air in the plastic-enclosed chambers where the goats were enclosed over ten minutes periods

SEM p

BG0 0.026b Treatments BG2 0.027b BG4 BG6 0.031ab 0.042a 0.003 0.013

CH4/CO2 Notes: BG0, BG2; BG4; BG6: Treatments supplemented brewers’grain levels of 0, 2, 4, 6% (DM basic) ab, Means within rows without common superscripts differ at P<0.05

CONCLUSIONS

Adding 4% of brewers’ grains to a diet of cassava forage increased the DM intake, the apparent DM digestibility, the N retention and the biological value of the absorbed nitrogenous compounds. The ratio of methane to carbon dioxide in the mixture of cructed gas increased with a curvilinear trend as the level of brewers’ grains in the diet was increased.

CHAPTER 5: EFFECT OF BIOCHAR SUPPLEMENTATION LEVELS ON GROWTH AND METHANE EMISSIONS OF GOATS FED FRESH CASSAVA FORAGE

INTRODUCTION

The population of goats in An Giang in 2017 was 6 times higher than in 2012 (Statistic yearbook of An Giang 2017). The relative price of meat from goats is higher than that from cattle, eg: price of goat meat 3.2 USD/kg LW compared to cattle (2.5 USD/kg LW) (Do Thi Thanh Van et al., 2018). Most goats are kept in confinement in small scale systems with the feed supplied from around the household or close by (eg: natural grasses, water spinach, sweet potato leaves…but not cassava forage, that is traditionally thrown away, or burned, causing environment pollution). This contrasts with the report of Preston (2001), that cassava forage can be a valuable source of protein for feeding to many kinds of animals. Brewers’ grains are the solid residue left after the distillation of germinated cereal grains to produce beer and other alcoholic beverages. The recent reports of benefits in growth and health of cattle and goats fed small quantities of brewers’ grains (Thuy Hang et al 2018; Silivong et al 2018; Binh et al 2017) are believed to be related to their “prebiotic” qualities in enhancing the action of beneficial microbial communities along the digestive tract of the animal (Inthapanya et al 2019). Biochar is generated from the partial combustion or fibrous biomass, and although primarily used as a soil amendment (Lehmann and Joseph 2009; Preston 2015), it has recently been reported that at a level of 1% of the diet DM enhanced the growth rate and reduced enteric methane emissions of cattle (Leng et al 2012) and goats (Binh et al 2018; Silivong et al 2018). The hypothesis underlying the research reported in this paper was that growth rate and methane emissions of goats would reflect a dose response relationship to biochar, which merited the study of levels of biochar in the range of 0 to 1.5% in diet DM MATERIALS AND METHODS Experimental design

Twelve growing male goats of the Bach Thao breed, with an initial body weight 16 ± 1 kg and about 3.5 – 4.5 months of age, were housed in individual cages (Figure1) and given a basal diet of fresh cassava forage ad libitum plus 4% (DM basis) of ensiled brewers’ grain. Treatments were 4 levels of biochar: 0, 0.5, 1.0 and .1.5% of diet DM. The design was a randomized completely block design with three replicates of the four treatments. The trial was for 12 weeks after a period of 15 days to accustom the goats to the diets. Feeding and management

The Cassava forage (leaves, petioles and stems) were harvested at 60 days intervals. The cassava forage was fed to animals 2- 3 hours after harvesting. Harvesting was by hand-cutting the cassava stems at ground level then rejecting the lower 50cm of “hard” stems. The brewers’ grains were brought from the brewery in Kien Giang Province every 10 days. The biochar was produced by burning rice husks in a top-lit, updraft (TLUD) gasifier stove (Olivier 2010). The animals had free access to clean water for drinking.

Measurements

Live weight was recorded in the morning before feeding at the beginning and at 10-day intervals until the end of the 90-day experiment. Live weight gain was calculated from the linear regression of live weight (Y) on days from the start of the experiment (X).

Feed consumption was recorded by weighing feeds offered and refusals from

individual animals every morning before offering new feed Eructed gas emissions and analysis

At the end of the experiment the goats were confined individually in a closed chamber for sampling of eructed gases and residual air in the chamber (madsen et al., 2010). Measurements of the concentrations of methane and carbon dioxide were taken continuously over a 10-minute period, using a gasmet infra-red meter (gasmet 4030; gasmet technologies oy, pulttitie 8a, fi-00880 helsinki, finland). Analytical procedures

Samples of feed offered and refused were analysed for DM, crude protein (CP) and ash by AOAC (1990) methods. NDF and ADF were determined by the methods of Van Soest et al. (1991). The equivalent hydrogen cyanic acid content (hcn) in forage of fresh cassava leaves was determined as per AOAC (2016). Condensed tannins were determined by the method of AOAC 955.35 (2016). The water retention capacity (WRC) of the biochar was determined by suspending 100g (Wi) of dry biochar in 1 liter of water for 24h, after which it was filtered, and the wet weight of biochar determined as Wf. The water retention capacity was determined as: WRC = [Wf-Wi)]/Wi Statistical analysis

Data were analyzed with the general linear model option of the anova program in the MINITAB software (Minitab 2016). Sources of variation were treatments and error. Production responses (feed intake, live weight gain and feed conversion) were related to percent biochar in the diet using polynomial regression equations from Microsoft Office Excel software. RESULTS AND DISCUSSION Composition of diet ingredients

Two batches of biochar were used in the experiment. The first batch, which was fed during the 15-day adaptation period and the first 10 days of the growth trial had a water retention capacity of 3.81 ml water/g dry biochar. The second batch which was fed from day 10 of the feeding trial to the end after 90 days had a much higher water retention capacity of 4.89.

% in DM

Table 5.1. Composition of diet ingredients DM, % HCN WRC CP Ash ADF NDF Tannin ppm ml/g

28.1 26.8 29.4 28.1 89.6 95.7 13.7 5.4 22.1 29.5 - - 115 - - - - 39.2 41.2 37.3 26.6 - 48.3 51.4 45.1 40.1 - 2.99 - - - - 6.8 10.9 2.7 5.4 76.9 69.7

Cassava Forage cassava stems Leaf + petiole Brewers’ grain 3.81 Biochar (1) 4.89 Biochar (2) Notes: DM: Dry matter, CP: Crude protein; ADF: Acid detergent fiber; NDF: Neutral detergent fiber; HCN: Hydrogen cyanic acid; WRC: Water retention capacity. Feed intake

For all the growth criteria expected to be influenced by nutrient manipulation of ruminant diets the responses were curvilinear with positive effects from increasing biochar supplementation from 0 to 0.86% of the diet DM followed by a decline as the biochar level was raised to 1.3% in diet DM.

Biochar, % in diet DM

B0.5 560ab 20.0 2.11c 582ab 14.1 B1.5 572ab 21.4 7.74a 601ab 14.0 B1.0 623a 22.5 5.58b 652a 14.0 B0 544b 19.5 0d 564b 14.2

Table 5.2. Feed intake in goats fed increasing levels of biochar in a diet of fresh cassava forage SEM DM intake (g/day) p 0.016 18.2 Cassava forage 0.88 0.070 Brewers' grains 0.265 <0.001 Biochar 0.010 19.2 Total 1.00 0.075 CP, % in DM Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: Treatments supplemented biochar levels of 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM) acdb Means without common superscript differ at p<0.05 SEM: Standard error of the mean

Growth and feed conversion

Biochar is not a nutrition source for the animals, but it will be an additive effect on reduction of methane emissions from adding both biochar (increasing the potential microbial habit) and nitrate to the diet of cattle fed a base diet of fresh cassava root chips supplemented with fresh cassava leaves (Leng et al., 2012).

Biochar, % in diet DM

B0 B1.5 B0.5 B1.0 SEM p

0.487 0.828 5.04 0.19 16.4 26.3 111ab 5.39 16.1 26.6 117ab 4.88 16.7 28.3 129a 5.1 16.5 25.5 100b 5.66 0.83 0.18 0.03 0.083

Table 5.3. Live weight and feed conversion in goats fed increasing levels of biochar in a diet of fresh cassava forage Live weight, kg Initial Final LW gain, g/d FCR Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: Treatments supplemented biochar levels of 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM) ab Means without common superscript differ at p<0.05 FCR = DM consumed/weight gain

Methane emission

The ratio of methane and carbon dioxide in eructed gases from goats fed

cassava forage supplemented with different level of biochar.

The ratio of methane and carbon dioxide was the effect on the rumen

fermentation the improvement (decrease in methane production) was decreased linear in goats fed increasing levels of biochar in a diet of fresh cassava forage. Table 5.4: The ratio methane: carbon dioxide in eructed gases from goats fed cassava forage supplemented with biochar

Biochar, % in diet DM

B0.5 B1.0 B1.5 709 686 669 15.7 16.3 18.2 SEM p

B0 Items 982 CO2, ppm 32.4 CH4, ppm 0.033a 0.028b 0.025c 0.02d 0.0006 <0.001 CH4/CO2 Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: Treatments supplemented biochar levels of 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM) abcd Means without common superscript differ at p<0.05

CONCLUSIONS

Feed intake, live weight gain and feed conversion were improved by increasing biochar supplementation from 0 to 0.86% of the diet DM followed by a decline as the biochar level was raised to 1.3% in diet DM. Daily live weight gain was icreased 26% by supplementation with biochar at 0.86 % in diet dry matter. The ratio of rumen methane emissions and carbon dioxide were reduced numerically 24% for the 0.86% biochar treatment relative to no biochar. GENERAL CONCLUSIONS

The positive effects of storing (ensiling) the cassava stems with addition of urea are the reduction in HCN levels and the possible synthesis of protein from the ammonia derived from the urea and the fermentation of part of the carbohydrate in the cassava stems. Urea treatment of the cassava stems (with 3% in DM) increased the crude protein from 5.5 to 11.7% in DM and can be preserved up to 8 weeks.

Cassava stems treated with 3% urea in DM improves nutrietive value and DM intake up to 18% by supplementing with biochar. Addition of water spinach increased total DM intake by 25% while the combined effect of biochar plus water spinach was to increase intake by 41%. Biochar increased daily N retention by 46% and the biological value of the absorbed N by 12%. Biochar provides no protein to the diet, thus it is postulated that the increase in N retained and in its biological value came about as a result of the biochar stimulating rumen microbialgrowth resulting in an increase in synthesis and hence of absorption of amino acids.

Adding 4% of brewers’ grains to a diet of cassava forage increased the DM intake, the apparent DM digestibility, the N retention and the biological value of the absorbed nitrogenous compounds. The benefits of such small quantities of brewers’ grains are believed to be related to their “prebiotic” qualities in enhancing the action of beneficial microbial communities along the digestive tract of the animal. Feed intake, live weight gain and feed conversion were improved by increasing biochar supplementation from 0 to 0.8% of the diet DM followed by a decline as the biochar level was raised to 1.3% in diet DM. Rumen methane emissions were reduced with a linear trend as the level of biochar in the diet was increased.

PUBLICATION LIST

This thesis is based on the work contained in the following papers:

Paper 1: Digestibility, nitrogen balance and methane emissions in goats fed cassava forage and restricted levels of brewers’ grains. Livestock Research for Rural Development. Volume 30, Article #68 from

http://www.lrrd.org/lrrd30/4/thuy30068.html Paper 2: Effect of biochar and water spinach on feed intake, digestibility and

N-retention in goats fed urea-treated cassava stems. Livestock Research for Rural Development. Volume 30, Article #93. from

http://www.lrrd.org/lrrd30/5/thuyh30093.html Paper 3: Effect of biochar on growth and methane emissions of goats fed fresh cassava forage. Livestock Research for Rural Development. Volume 31, Article #67. from http://www.lrrd.org/lrrd31/5/thuyhang31067.html

Paper 4: Effect on nutritive value of cassava (Manihot esculenta Crantz) stems of ensiling them with urea. Livestock Research for Rural Development. Volume 31, Article #92. from http://www.lrrd.org/lrrd31/6/thuyh31092.html

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

LÊ THỊ THÚY HẰNG

SỬ DỤNG CÂY SẮN (Manihot esculenta Crantz)

ĐỂ PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI DÊ Ở AN GIANG, VIỆT NAM

Chuyên ngành: Chăn nuôi

Mã ngành: 9620105

TÓM TẮT LUẬN ÁN NGÀNH CHĂN NUÔI

HUẾ-2020

Luận án hoàn thành tại: Trường Đại học Nông Lâm Huế, Đại học Huế

Giáo viên hướng dẫn:

1. Phó Giáo sư Tiến sỹ Nguyễn Xuân Bả

2. Tiến sỹ Đinh Văn Dũng

1streviewer: …………………………………..…………………………………..

2nd reviewer: ………………………………..…………………………………….

3rd reviewer: ………………………………..…………………………………….

Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng Đại học Huế, 04 Đường Lê Lợi, Thành phố

Huế, Ngày……/ …./ năm 2020

Luận án sẽ là nguồn tài liệu tham khảo tại:

1. Thư viện Quốc gia

2. Thư viện trung tâm trường ĐH Nông Lâm Huế, Đại học Huế

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

Xơ acid Acid detergent fiber ADF

Năng lượng Adenosine triphosphate ATP

Trọng lượng cơ thể Body weight BW

Nhà máy bã bia Brewery spent grain BSP

Đạm thô Crude protein CP

Tannin đậm đặc Condensed tannins CT

Tiềm năng cyanogen Cyanogenic potential CNP

Khí mêtan Methane CH4

Khí cacbonic Carbon dioxide CO2

Vật chất khô Dry matter DM

Trứng trên gram Eggs per gram EPG

Trọng lượng tươi Fresh weight FW

Hệ thống Green house gas GHG

Self-produced polymeric substance Polyme tự sản xuất EPS

Tannin thủy phân Hydrolysable tannins HT

Acid xyanua Hydrogen cyanide HCN

Trọng lượng hơi Live weight LW

Nitơ Nitrogen N

Neutral ditergent fiber Xơ trung tính NDF

Short -chain fatty acid Acid béo mạch ngắn SCFA

Total mix ration Tổng hỗn hợp khẩu phần TMR

Volatile fatty acid Acid béo bay hơi VFA

Water retention capacity Khả năng giữ nước WRC

GIỚI THIỆU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

An Giang, một tỉnh thuộc miền Nam Việt Nam, là một tỉnh đầu nguồn ở Đồng bằng sông Cửu Long, và là một trong những vựa lớn nhất ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tổng diện tích đất nông nghiệp là hơn 282.676 ha, trong đó đất trồng lúa chiếm 85,2% (Niên giám thống kê của An Giang, 2018). An Giang là một trong hai tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long có đồi núi, chủ yếu ở phía Tây Bắc của tỉnh, gồm huyện Tinh Biên và Tri Tôn. Đây là cụm núi cuối cùng của người An Nam, vì vậy các đặc điểm địa chất cũng có những điểm tương đồng với Nam Trường Sơn. An Giang có khí hậu nhiệt đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Nhiệt độ dao động từ 200C đến 360C và lượng mưa từ 1400 đến 1600 mm. Mùa mưa ít nhất là vào tháng hai và cao nhất vào tháng Chín. Độ ẩm trung bình là 75-80% (Trạm khí tượng thủy văn An Giang, 2017). Do địa hình, tài nguyên đất được chia thành các loại khác nhau: đất phù sa, đất kiềm, đất núi. Tổng diện tích đất đồi ở An Giang là khoảng 29.320 ha, chiếm 8,6% tổng diện tích đất của tỉnh. Nông nghiệp ở vùng núi này không thuận lợi vì năng suất thấp, thiếu nước tưới vào mùa khô, nhưng khi mùa mưa đến, một số huyện bị ảnh hưởng bởi lũ lụt, ví dụ: lũ lụt năm 2018 đã ảnh hưởng đến hàng trăm ha lúa và cây trồng ở Đồng bằng sông Cửu Long. Theo Naqvi và Sejian (2011) cho thấy hạn hán, lũ lụt và cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, là do biến đổi khí hậu toàn cầu gây ra.

Dựa trên các vấn đề và khó khăn trên, chúng tôi cho rằng cây sắn là cây có điều kiện phát triển thích hợp vùng đất đồi núi khan hiếm nước như các huyện miền núi tại An Giang. Ngoài ra cây sắn là một trong những nguồn thức ăn thô giàu protein, có thể cải thiện tình trạng chăn nuôi gia súc nhai lại, đặc biệt là con dê; đồng thời góp phần giảm phát thải khí metan. Vì vậy, nghiên cứu này được thiết kế với các mục tiêu chọn cây sắn thích nghi với vùng đất và tận dụng nguồn thức ăn này để phát triển chăn nuôi dê; Cụ thể là cải thiện giá trị dinh dưỡng của thân cây sắn và thời gian tồn trữ bằng cách xử lý urê. Ngoài ra, bổ sung bã bia và than sinh học vào khẩu phần thức ăn cơ bản là cây sắn để tăng tốc độ tăng trưởng và giảm lượng phát thải khí thải mêtan trên dê thịt. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu chung của đề tài là tận dụng cây sắn nhằm cải thiện hiệu quả chăn nuôi và giảm phát thài khí metan do chăn nuôi dê tại tỉnh An Giang, Việt Nam. Mục tiêu cụ thể là:

- Đánh giá tiềm năng nguồn cây sắn và giá trị dinh dưỡng của thân cây sắn và

cây sắn tươi tại An Giang.

- Xác định mức ure xử lý thân cây sắn để cải thiện giá trị dinh dưỡng, khả năng

tồn trữ thân cây sắn xử lý

- Đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung than sinh học lên mức ăn vào, khả năng

tiêu hóa, khả năng tích lũy nitơ khi cho dê ăn thân cây sắn xử lý bằng ure.

- Xác định mức bổ sung bã bia ảnh hưởng đến khả năng ăn vào, khả năng tiêu

hóa và tăng trưởng của dê khi cho ăn khẩu phần cơ bản là cây sắn tươi.

- Xác định tỷ lệ bổ sung than sinh học để giảm phát thải khí metan khi cho dê ăn

khẩu phần cơ bản là cây sắn tươi và bổ sung bã bia. 3. Ý NGHĨA VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN

Những đóng góp của luận án: - Sử dụng ure để xử lý thân cây sắn là phương pháp để tăng giá trị dinh dưỡng,

giảm HCN và có thể bảo quản ít nhất là 8 tuần sau khi xử lý.

- Bổ sung 4% bã bia và 0.86% than sinh học (tính trên vật chất khô) vào khẩu phần cơ bản là thân cây sắn tươi là tăng khả năng tăng trọng và giảm phát thải khí mê tan trên dê Bách Thảo lai nuôi thịt.

- Kết quả của nghiên cứu có giá trị khoa học cho các nhà quản lý, là nền tản cho các nghiên cứu tiếp theo; là nguồn tài liệu khoa học để tham khảo ở các trường Đại học, sinh viên ngành Nông nghiệp.

- Kết quả của nghiên cứu chỉ ra rằng xử lý thân cây sắn bằng ure có thể tồn trữ để làm nguồn thức ăn cho dê quanh năm, đặc biệt là mùa nước nổi và mùa mưa, khan hiếm thức ăn xanh.

- Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học cho các doanh nghiệp và nhà

chăn nuôi sử dụng và điều chỉnh chế độ ăn của dê theo hướng giảm khí thải metan.

- Giới thiệu cây sắn làm thức ăn cho dê, làm giảm hàm lượng HCN, cải thiện sự

tăng trưởng và giảm phát thải khí mê-tan bằng việc bổ sung bã bia và than sinh học.

CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Trong chương này, có những điểm chính sau (i) Sản xuất dê và sắn ở tỉnh An Giang; (ii) việc sử dụng các nguồn thức ăn có sẵn cho chăn nuôi dê; (iii) giới thiệu về một số nguồn thức ăn chính của địa phương như sắn và phụ phẩm nông nghiệp và bã bia (iv) thức ăn và chiến lược sử dụng thức ăn để giảm thiểu khí mêtan từ chăn nuôi dê. Tổng quan tài liệu cho thấy tiềm năng sử dụng nguồn thức ăn địa phương để sản xuất dê với hai mục đích tăng hiệu suất chăn nuôi và giảm phát thải khí mê-tan.

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG CỦA CÂY SẮN NHƯ NGUỒN THỨC ĂN CHO DÊ TẠI AN GIANG, VIỆT NAM

ĐẶT VẤN ĐỀ

An Giang là một trong hai tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long có đồi núi, chủ yếu ở phía tây bắc của tỉnh, thuộc huyện Tinh Biên và Tri Tôn. An Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa ít nhất là vào tháng Hai và mùa mưa là cao nhất vào tháng Chín. Độ ẩm trung bình là 75-80%. Khí hậu cơ bản thuận lợi cho phát triển nông nghiệp. Do địa hình, tài nguyên đất được chia thành các loại khác nhau: đất phù sa, đất kiềm, đất núi. Đất đồi chủ yếu phân bố ở hai huyện Tri Tôn và Tinh Biên, một phần nhỏ của huyện Thoại Sơn (khu vực Ba Thê). Tổng diện tích đất đồi ở An Giang là khoảng 29.320 ha, chiếm 8,6% tổng diện tích đất của tỉnh. Vì vậy, diện tích đất chăn thả bị hạn chế, đồng cỏ cũng bị hạn chế. Sắn được trồng ở đó, nó không quá nhiều (chiếm 0,5% đất nông nghiệp). Sản lượng củ sắn ở vùng này là 28,7 tấn / năm. Ước tính một lượng lá sắn là 61 nghìn tấn. thêm nữa là vào mùa mưa, rơm và những loại phụ phẩm khác Không đủ cho gia súc. Trong khi đó thì cây sắn ở đây không được tận dụng làm thức ăn cho gia súc, người dân trồng sắn vùng này chủ yếu là lấy củ, thân cây thì bỏ trên đồng hoặc đốt khi mùa khô. Ngay cả với tổng đàn gia súc trong tỉnh là 98.758 con trong năm 2017 (niên giám thống kê của An Giang, 2018), nguồn cung cấp thức ăn thô không đủ cho đàn gia súc trong mùa mưa, nhưng thân lá sắn là nguồn tài nguyên giàu protein nhưng không được sử dụng để nuôi gia súc, đặc biệt là ở khu vực đồi núi. Những khu vực này thích hợp phát triển chăn nuôi dê. Cùng với những điều kiện trên, sự phát triển của hệ thống cây trồng và vật nuôi cũng được quan tâm, đặc biệt là vùng Tinh Biên và Tri Tôn ở tỉnh An Giang. Mục đích của khảo sát là tìm hiều diện tích, mục đích trồng sắn ngoài việc làm nguồn tinh bột cho chế biến công nghiệp, còn có sử dụng để phát triển chăn nuôi gia súc nhai lại, đặc biệt là với số lượng dê ngày càng tăng như hiện nay. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Các số liệu được sử dụng để tiến hành điều tra trong hai huyện Tri Tôn và

Tịnh Biên.

Số liệu thứ cấp: - Diện tích trồng và năng suất sắn ở mỗi huyện trong tỉnh An Giang - Số lượng dê được nuôi ở mỗi huyện trong tỉnh An Giang Chọn 120 hộ trong mỗi huyện để phỏng vấn (60 hộ trồng sắn; 60 hộ nuôi dê).

Thu thập số liệu và cách tiến hành

(blue line on the right in figure 2.1) - which was one third above soil level, weighted them (2).

Ở mỗi huyện, chọn 60 hộ có trồng sắn (hoặc chăn nuôi dê) để phỏng vấn, sau đó chọn năm hộ có trồng sắn để đo đạc và tính năng suất, điều kiện chọn hộ là có trồng sắn với thời gian sắn được tám tháng tuổi và có diện tích đất trồng sắn là > 1000m2. Tiến hành phân lô thí nghiệm với diện tích 1000 m2 / lô để thu gom và tính năng suất thức ăn của cây sắn tươi. Năm vị trí được chọn trong mỗi lô đất theo phương pháp đường chéo. Diện tích đất của mỗi vị trí là 4m2 (Tổng diện tích là 4 * 5 = 20m2). Ở mỗi vị trí, đến ngày thu hoạch củ, tất cả các cây sắn đều được chặt và cân (không có củ và rễ). Cây sắn là toàn bộ cây trên mặt đất. Cây sắn được chia thành hai phần: thân lá sắn (1) - là hai phần ba của phần trên mặt đất của cây sắn; phần này có thể làm thức ăn cho gia súc); và thân cứng (2) (màu xanh bên phải trong hình 2.1) - cao hơn một phần ba so với mặt đất.

Trong thí nghiệm, phần thân lá sắn (1) được chia làm 2 phần: thân mềm (3) + lá

có cả cọng (4). Chúng tôi tạm gọi thân mềm (3) là thân cây sắn.

Các công thức tính như sau: Trọng lượng của cây = thân lá sắn (1) + thân cứng (2) Trọng lượng của thân lá sắn (1) = Thân cây sắn (3) + lá (4)

Các chỉ tiêu phân tích

Tất cá các mẫu thân lá sắn và thân cây sắn đều phân tích vật chất khô, đạm thô và tro theo phương pháp AOAC (1990). ADF, NDF được phân tích theo Van Soest và Robertson (1991). HCN và tannin tổng được phân tích theo ISO 6703-1:1984 (TCVN 6181:1996), AOAC 955.35. by AOAC (2016). Phân tích thống kê

Tất cả số liệu của thí nghiệm được sử dụng phần mềm EXCEL Microsoft Office 2010 lưu trữ và tính toán. Phân tích GML; phương sai, trung bình độ lệch chuẩn được tính bởi phần mềm MINITAB 16. Kết quả và thảo luận Sản xuất sắn Thành phần hóa học của sắn Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của các phần của cây sắn

% DM HCN Giống sắn VCK, % (mg/kg FW) CP NDF Total tannin

Đắng 26.8 13.4 49.4 4.6 153

Sắn nguyên cây Ngọt 21.7 13.8 47.0 3.1 34.5

Đắng 31.5 4.9 66.1 1.6 68.0 Thân cây sắn Ngọt 24.5 6.1 65.8 1.3 30.5

Ghi chú: FW: trọng lượng tươi

VCK: vật chất khô, CP: đạm thô, NDF: xơ trung tính, HCN: acid cyanua

Bảng 2.2. Năng suất từng phần của cây sắn với các giống sắn khác nhau

Tỷ lệ Sắn đắng Tỷ lệ

Sắn ngọt (tấn/ha) % (tấn/ha) %

Cây sắn tươi

13.2 ± 3.6 33.5 17.2 ± 4.5 54.0 Thân cứng

66.5 26.2 ± 7.2 14.7 ± 3.8 46.1 Thân lá sắn

22.1 8.7 ± 2.4 4.9 ± 1.3 15.3 Thân mềm

44.4 17.5 ± 4.8 9.8 ± 2.5 30.7 Lá cả cọng

Cây sắn khô

49.1 5.5 ± 1.5 6.4 ± 1.6 62.1 Thân cứng

50.9 5.7 ± 1.6 3.9 ±1.0 37.9 Thân lá sắn

18.4 2.1 ± 0.5 1.2 ± 0.3 11.3 Thân mềm

32.5 3.6 ± 1.0 2.7 ± 0.76 26.6 Lá cả cọng

0.79 ± 0.23 - 0.52 ± 0.15 - Đạm thô của thân lá sắn theo VCK (tấn/ha)

Tỷ lệ trọng lượng tươi và khô của cây sắn được thể hiện trong Bảng 2.2. Phần thân lá sắn Thức ăn thô của sắn là sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai giống sắn. Sự khác biệt này là do sự khác biệt về giống, điều kiện canh tác, vùng canh tác, đất, phân thời gian cắt. Sản xuất dê

Bảng 2.3. Qui mô trại và mục đích chăn nuôi dê

Tri Tôn Tịnh Biên Chỉ tiêu Tổng Tỷ lệ % Số lượng Tỷ lệ % Số lượng Tỷ lệ %

Qui mô trại (/Hộ)

1-<10 con 14 23.3 5 8.3 19 15.8

10-20 con 27 45 15 25 42 35.0

> 20 con 19 31.7 40 66.7 59 49.2

Mục đích nuôi (con)

Thịt 691 62.9 1,163 95.1 1,854 79.8

Bán giống 408 37.1 60 4.9 468 20.2

Tổng 1,099 1,223

Mục đích nuôi dê ở đây chủ yếu là bán thịt với tỷ lệ 79,8%, ngoài ra người chăn nuôi còn chọn những con dê tốt trong đàn để bán dê giống cho địa phương lân cận hoặc người chăn nuôi xung quanh; nhưng chiếm tỷ lệ nhỏ hơn (20,6%). Các thị

trường cho sản xuất khác (ví dụ: sữa, phô mai, ...) ở các thành phố mang lại cho người nông dân thu nhập tốt hơn và cơ hội phát triển trong tương lai nhưng chưa được quan tâm. Bảng 2.4. Phương thức chăn nuôi dê ở hai huyện TỊnh Biên và Tri Tôn

Số trại trong huyện Tổng Tỷ lệ, % Phương thức CN Tri Tôn Tỳ lệ, % Tịnh Biên Tỷ lệ, %

Nhốt hoàn toàn 31 51.7 35 58.3 66 55.0

Bán chăn thả 27 45.0 25 41.7 52 43.3

Chăn thả hoàn toàn 2 3.33 0 0.00 2 1.67

Nuôi nhốt hoàn toàn là phương thức chăn nuôi chính ở An Giang, với phương thức chăn nuôi này, người chăn nuôi dễ quản lý từng cá thể, có thể phát hiện bệnh hoặc quản lý động dục kịp thời, nhưng thức ăn phải được kiểm soát tích cực, trong khi hệ thống bán chăn nuôi giúp dê có thời gian tự chọn lựa thức ăn, cỏ, phát triển các tính năng phù hợp và giảm lượng thức ăn dự trữ, nhưng khó kiểm soát được lên giống. Bảng 2.5. Thức ăn và cách cho dê ăn ở huyện Tri Tôn và Tịnh Biên

Tri Tôn Tịnh Biên

Tỷ lệ Tỷ lệ Hộ Hộ Chỉ tiêu % %

Thức ăn

Cỏ tự nhiên 100 60 100 60

Cỏ tự nhiên + các loại lá (ko có lá sắn) 15 4 6.67 9

Cỏ tự nhiên + Phụ phẩm 46.7 36 60 28

Cỏ tự nhiên + thân lá sắn 6.67 2 3.33 4

Cỏ tự nhiên + cỏ trồng 21.7 13 21.7 13

Cỏ tự nhiên + thức ăn hỗn hợp 10 5 8.33 6

Thức ăn bổ sung

Muối 23 15 25.0 38.3

Cám gạo 15.0 11 18.3 9

Thức ăn hỗn hợp 8.3 5 8.33 5

Không bổ sung 51.7 21 35.0 31

Kết luận

An Giang, chăn nuôi dê đang phát triển với điều kiện thuận lợi như nguồn thức ăn dồi dào, nhiều chính sách hỗ trợ từ địa phương . Tuy nhiên, một số hạn chế cho phát triển chăn nuôi dê cụ thể như chất lượng giống thấp, thiếu trang trại lớn và

nguồn thức ăn còn nghèo dinh dưỡng, thức ăn phần lớn phụ thuộc vào mùa vụ, thường thiếu thức ăn vào mùa nước nổi, mùa mưa. Trong khi đó, sắn là cây hiện có tiềm năng ở An Giang, điều kiện thuận lợi để phát triển. Tổng lượng thân lá sắn trung bình là 5 tấn / ha trong năm 2017. Chúng có thể được sử dụng làm nguồn protein, thay thế cho cỏ, đây là nguồn thức ăn quanh năm cho gia súc nhai lại nhưng hiện nay nông dân không sử dụng vì hàm lượng HCN cao. Làm thế nào để khuyến cáo người chăn nuôi sử dụng và tồn trữ thân lá sắn (kể cả thân cây) làm thức ăn cho gia súc và giảm hàm lượng HCN, đặc biệt là mùa khan hiếm thức ăn.

CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG URE ĐỂ XỬ LÝ THÂN CÂY SẮN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA RAU MUỐNG VÀ THAN SINH HỌC ĐẾN KHẢ NĂNG ĂN VÀO, TIÊU HÓA VÀ NITƠ TÍCH LŨY CỦA DÊ TRÊN KHẨU PHẦN CƠ BẢN LÀ THÂN CÂY SẮN Ử URE

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là một loại cây thân gỗ lâu năm thuộc họ Euphorbiaceae. Thức lá sắn có thể được sử dụng như một chất bổ sung cho động vật ở dạng tươi hoặc héo hoặc là sấy khô (Phengvichith và Ledin, 2007; Wanapat và cs., 1997). Sau khi khi trồng, 9 đến 10 tháng thu hoạch củ, sản lượng thân sắn có thể đạt khoảng 5 tấn chất khô / ha (Mùi, 1994). Người ta ước tính rằng hơn 2,5 triệu tấn sản lượng thân lá sắn (phần có thể làm thức ăn gia súc) được sản xuất tại Việt Nam, trong đó khoảng 15.000 tấn ở An Giang, nhưng phần thân lá sắn này thường bị vứt đi sau khi thu hoạch củ, vì hàm lượng glucoside cyanogen, chủ yếu là linamarin và lotaustralin (Alan và John, 1993).

Sử dụng urê (CO (NH2)2 để xử lý rơm rạ đã được nghiên cứu rộng rãi và chứng minh là có hiệu quả ở vùng nhiệt đới (Schiere và Ibrahim, 1989; Chenost và Kayouli, 1997; Trạch và cs., 2001; ThúyHang và cs., 2005), rơm được xử lý bằng 3 hoặc 4% urê được xem là phương pháp xử lý rơm hiệu quả hơn so với các biện pháp xử lý khác. Theo Thanh và cs. (2013), thân cây sắn chứa 33% VCK nhưng chỉ có 5,5% protein thô (CP) trong VCK. Do đó, người ta đưa ra giả thuyết rằng có thể có hiệu quả gấp đôi từ việc ủ sắn bằng urê: (i) để cung cấp amoniac cần thiết cho các sinh vật dạ cỏ và (ii) để cải thiện khả năng tiêu hóa của thân cây nhiều cellulose như rơm đã được chứng minh rộng rãi vì rơm là nguồn của thức ăn có hàm lượng protein thấp (Trạch và cs., 1998). Những tiến bộ khoa học gần đây đã được thực hiện như sử dụng thích hợp cây sắn như một phương pháp nhằm tăng cường hiệu quảchăn nuôi gia súc nhai lại. Với nền tảng này, mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là xác định mức độ ure để xử lý thân cây sắn sẽ tạo điều kiện cho việc bảo quản và đồng thời cải thiện khả năng tiêu hóa của nó. Tiếp theo, xác định tác dụng của việc bổ sung than sinh học và rau muống đến khả năng tăng trưởng của dê thịt trên khẩu phần ăn cơ bản là thân cây sắn được xử lý bằng ure, được chứng minh là nguồn thức ăn tiềm năng cho dê của Thanh và cs (2013). VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu này gồm 02 thí nghiệm:

THÍ NGHIỆM 1

Thí nghiệm gồm có năm nghiệm thức với năm mức urea khác nhau (0, 1, 2, 3 và 4%, tính trên VCK) được thêm vào thân cây sắn tươi cắt nhỏ; và năm mốc thời gian bảo quản (0, 2, 4, 6 và 8 tuần). Mỗi nghiệm thức có bốn lần lập lại . Tổng số lượng thân cây sắn sử dụng trong thí nghiệm này là hai tấn. Thân cây sắn sau khi thu hoạch củ, bỏ hết lá và cắt nhỏ (5- 10cm) bằng tay. Lấy mẫu đại diện để phân tích nhanh VCK bằng microwave (Undersander và cs., 1993) trước khi trộn ure vào để tính lượng ure cần cho vào mỗi túi với từng nghiệm thức khác nhau. Trọng lượng của mỗi túi ủ là 20 kg. Sau khi trộn đều thân cây sắn với ure cho vào túi polyetylen và hút hết khí bên trong ra cột chặt miệng túi lại, đem bảo quản ở nhiệt độ phòng. Sau mỗi thời

điểm bảo quản (0; 2; 4; 6 và 8 tuần), lấy mẫu đánh giá cảm quan qua các chỉ tiêu như nấm mốc, mùi, đo pH, NH3 và phân tích thành phần hóa học như VCK, đạm thô, khoáng tổng số, xơ thô. THÍ NGHIỆM 2 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hình vuông la – tinh, bốn con dê Bách Thảo lai (14 ± 2 kg), bốn nghiệm thức với việc có hoặc không có bổ sung rau muống và than sinh học trên khẩu phần cơ bản là thân cây sắn được xử lý bằng 3% urea sau 21 ngày bảo quản và bốn giai đoạn; Cụ thể:

Nghiệm thức UCS: Chỉ cho ăn thân cây sắn xử lý ure Nghiệm thức UCSW: thân cây sắn xử lý ure + 1% rau muống Nghiệm thức UCSB: thân cây sắn xử lý ure + 1% than sinh học Nghiệm thức UCSWB: thân cây sắn xử lý ure + 1% rau muống + 1% than

sinh học.

Mỗi giai đoạn kéo dài 15 ngày (mười ngày cho thích nghi và 5 ngày để thu thập phân và nước tiểu). Giữa các giai đoạn có một khoảng thời gian 7 ngày thích nghi và được cho ăn theo khẩu phần của giai đoạn tiếp theo của thí nghiệm. Động vật thí nghiệm và cách quản lý thí nghiệm

Dê thí nghiệm được nuôi nhốt trong chuồng cá thể được làm từ tre và thiết kế để dễ thu phân và nước tiểu riêng biệt. Dê được cân khoảng thời gian cố định 06:30 đến 07:30 trước khi cho ăn vào lúc bắt đầu và kết thúc mỗi giai đoạn thí nghiệm. Thức ăn và cách chăm sóc

Than sinh học được làm bằng cách đốt trấu trong bếp Gasifier (TLUD) (Olivier 2010). Lượng bổ sung hàng ngày được tính toán dựa theo trọng lượng và mức ăn vào của dê. Lượng ăn trong trong được chia làm hai lầnMỗi ngày chia hai lần mỗi ngày trong cá và cho vào từng máng ăn riêng biệt với thân cây sắn và rau muống.

Rau muống được cắt nhỏ bằng tay trước khi đưa vào máng ăn. Lượng bổ sung và cách cho ăn cũng giống như than sinh học. Thân cây sắn (không có lá) được thu hoạch (bỏ phần thân sứng có độ cao 40-50cm so với mặt đất), lúc cây sắn được trồng 150 ngày, chiều cao 100 - 120 cm. Thân cây sắn được cắt nhỏ bằng máy, trộn với urê (3% VCK; không thêm nước) và được ủ trong túi nhựa và ủ yếm khí. Sau khi ủ 21 ngày, chúng được sử dụng làm thức ăn cơ bản cho dê. Lượng thức ăn hàng ngày được tính bằng 80% so với tổng số lượng thức ăn tính theo 3% trọng lượng cơ thể. Thức ăn này được chia làm 2 lần trong ngày và cho ăn riêng với các loại thức ăn còn lại. Tỷ lệ tiêu hóa và nitơ tích lũy

Trong mỗi giai đoạn, sẽ lấy mẫu phân và nước tiểu vào năm ngày cuối của giai đoạn, mỗi ngày cân và lấy mẫu hai lần vào lúc 7:00 và 16:00. Lọ đựng nước tiểu sẽ có chứa 100 ml axit sulfuric 10% sẵn, lượng này có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào độ pH, giữ pH dưới 4.0. Sau mỗi giai đoạn thu thập: (i) một mẫu 10% nước tiểu được lưu trữ ở -4o C để phân tích nitơ (AOAC 1990); (ii) phân được trộn lại với nhau và lấy mẫu (10%) được bảo quản đông lạnh ở -20oC. Dịch dạ cỏ được lấy trước khi ăn và sau khi ăn 4 giờ

Các chỉ tiêu phân tích trong thí nghiệm

Tất cả các mẫu của thân cây sắn, thân cây sắn xử lý với ure, rau muống và than sinh học đều tính vật chất khô, và khoáng tổng số, đạm thô, xơ trung tính và xơ acid. Phân và nước tiểu đều phân tích VCK, NH3. Dịch dạ cỏ được đo pH và phân tích NH3. Các chỉ tiêu NH3, đạm thô được phân tích theo phương pháp của Kjeldahl. Xơ trung tính và xơ acid được phân tích theo Van Soest và Robertson (1990). Hàm lượng HCN được xác định theo phương pháp tiêu chuẩn của AOAC (2016). Tổng hàm lượng tannin được xác định theo phương pháp (955,35) của AOAC (2016). Năng lượng chuyển hóa của thức ăn (MJ / kg) được tính từ tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD:%) theo công thức của Mc Donald và cs. (2002).

Công thức là: ME = 0.160 * OMD. Phương pháp thống kê Dữ liệu được phân tích chọn theo mô hình tuyến tính chung ANOVA trong phần

mềm MINITAB (Minitab 2016). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN THÍ NGHIỆM 1 Đánh giá cảm quan mẫu thân cây sắn xử lý bằng ure

Đánh giá cảm quan mẫu thân cây sắn xử lý qua các chỉ tiêu màu sắc, mùi và nấm mốc. Kết quả cho thấy thân cây sắn được xử lý bằng ure trong điều kiện yếm khí cho chất lượng tốt sau 8 tuần bảo quản: không bị nấm mốc, mùi ammoniac nhiều hay ít tùy thuộc vào mức ure bổ sung ở các nghiệm thức ngoại trừ nghiệm thức 1 (không có urê). Thành phần hóa học của thân cây sắn xử lý với các mức độ khác nhau và thời gian bảo quản khác nhau

Hàm lượng đạm thô của thân cây sắn được xử lý thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nguyên liệu, môi trường và quá trình xử lý. Hơn nữa, sự gia tăng hàm lượng đạm thô có liên quan đến mức độ urê khi xử lý, hàm lượng nước của nguyên liệu và nhiệt độ. Hàm lượng đạm thô của thân cây sắn sau khi xử lý tăng cao hơn có ý nghĩa so với nguyên liệu và càng cao khi hàm lượng ure được bổ sung cao. Bảng 3.1. Ảnh hưởng của mức ure và thời gian bảo quản đến hàm lượng đạm thô của thân cây sắn

SEM p-value 0.014 <0.001 0.009 0.065 <0.001 0.197 <0.001 0.172 <0.001 Hàm lượng ure (%) 0 1 2 3 4

0 6.14 aE 7.69bF 8.01cG 8.41dF 10.0eH 0.074 0.194 SEM

abcd các giá trị trong cùng một cột khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức p< 0,05 EFGH các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức p< 0,05 SEM: Độ lệch chuẩn p- value: Mức ý nghĩa thống kê.

2 6.11dEF 8.43cE 8.08cG 13.7bE 15.3aE 0.134 <0.001 <0.001 Thời gian bảo quản, tuần 8 6 4 5.18eH 5.63dG 6.06eF 7.98dEF 0.147 8.0cEF 8.48dE 9.40cF 9.71bE 9.74cE 13.6bE 13.3bE 13.4aE 14.9aEF 14.2aFG 14.0aG 0.138 <0.001 <0.001 0.119 <0.001 p-value

Hàm lượng HCN trong thân cây sắn được xử lý với mức urê 2% hoặc cao hơn sau 2 tuần bảo quản thấp hơn 100mg / kg DM (từ 95,3 đến 98,8mg / kgDM) và thấp hơn 50mg / kgDM sau 4 tuần bảo quản (35,6 - 43,4mg / kgDM) (Bảng 3.2). Điều này có nghĩa là con dê (20kg trọng lượng) sẽ ăn 19,9 đến 24,3mg HCN (tương đương 1- 1,2mg / kg LW), chứng tỏ với hàm lượng này chưa đủ để gây độc cho dê. Việc giảm HCN với thời gian bảo quản có thể do độ pH cao (> 7.00) sau 2 tuần bảo quản với urê và có liên quan đến các phản ứng hóa học trung hòa axit hydrocyanic bởi amoniac Bảng 3.2. Ảnh hưởng của các mức ure và thời gian bảo quản đến hàm lượng HCN (mg/Kg VCK) trong thân cây sắn.

Thời gian bảo quản, tuần

Tỷ lệ ure (%) 2 4 8 SEM p- value

6 46.6H ND 0 2.103 <0.001

ND ND 1 0.794 <0.001

ND ND 2 1.46 <0.001

ND 3 1.219 <0.005

0 146.9E 146.8E 136.7E 147.7E 142.8E 111.2aF 69.6aG 108.3aF 47.6bG 96.3bcF 43.4bG 98.8bF 38.5cG ND 95.8cF 35. 7cG ND ND 4 0.571 <0.001

2.576 0.715 1.038 0.879 SEM

0.044 <0.001 <0.001 <0.001 p-value

Notes: ND: No detect abcd các giá trị trong cùng một cột khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức p< 0,05 EFGH các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức p< 0,05

SEM: Độ lệch chuẩn

p- value: Mức ý nghĩa thống kê. THÍ NGHIỆM 2 Thành phần hóa học của các thực liệu dùng trong thí nghiệm Bảng 3.3. Thành phần hóa học của thực liệu trong thí nghiệm 2 % tính trên VCK

Thực liệu VCK, % Đạm thô ADF NDF CHC pH

6.92

51.8 66.3 51.4 67.1 27.6 36.2

33.4 23 .0 13.6 90.4 5.50 11.7 18.1 - - - 93.5 92.0 93.4 - Khả năng giữ nước nd nd 4.60

Thân cây sắn Thân cây sắn xử lý Rau muống Than sinh học Ghi chú: nd: không xác định ADF: xơ Acid; NDF: Xơ trung tính, CHC: chất hữu cơ

Khả năng ăn vào

Tăng lượng VCK ăn vào, và đặc biệt là nồng độ protein thô trong khẩu phần, và cải thiện kết quả N tích lũy. Những kết quả này là do hàm lượng protein trong khẩu phần tăng lên là nhờ bổ sung urea và rau muống (13,0 so với 9,4% trong VCK). Nito tích lũy được điều chỉnh với sự khác biệt về lượng N ăn vào, tác dụng của rau muống không còn rõ ràng nữa Bảng 3.4. Ảnh hưởng của than sinh học và rau muống lên khả năng ăn vào

SEM Đơn vị tính (gDM/day)

Nghiệm thức UCS UCSB UCSW UCSWB 367a 0 0 367b 2.27d 337c 352ab 3.91 163 519a 3.12a 488a 428a 3.84 0 432ab 2.59c 391bc 300b 0 159 459ab 2.83b 428ab 15.10 0.450 3.306 19.97 0.048 15.04 p- value 0.002 <0.001 <0.001 0.009 <0.001 <0.001

14.05a 14.07a 0.512 11.4b 11.6b 0.003

0.207 4.12 4.47 4.35 4.00 0.376

Thân cáy sắn xử lý Than sinh học Rau muống Tổng lượng ăn vào DMI, % LW CHC ăn vào (gDM/day) Đạm thô tính trên VCK, % ME (MJ/kgDM) abcd các giá trị trong cùng hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0.05)

Kết quả Bảng 3.5 cho thấy khi bổ sung than sinh học làm tăng khả năng tích lũy nito lên 46% so với khẩu phần cơ bản là thân cây sắn xử lý bằng ure và tăng 21% khi rau muống thay thế một nữa lượng thân cây sắn xử lý bằng ure, còn giá trị sinh học của protein là tăng lần lượt 12 và 4% Bảng 3.5. Tỷ lệ tiêu hóa dưỡng chất (%) và cân bằng nito của dê khi cho ăn khẩu phần cơ bản là thân cây sắn xử lý vứi ure có bổ sung rau muống và than sinh học.

Nghiệm thức Chỉ tiêu UCS UCSB UCSW UCSWB SEM p-value

59.4b 53.2b 59.4 8.13c 3.79bc 1.30 3.03b 37.4b 69.9c 60.8b 61.7ab 61.6 12.4ab 5.09a 1.42 5.84a 46.9ab 80.0ab 66.3a 63.1a 66.8 13.0a 4.81ab 1.25 6.91a 52.9a 84.3a 0.88 1.54 1.78 0.782 0.245 0.217 0.607 2.55 1.390 0.001 0.010 0.066 0.001 0.003 0.874 0.004 0.008 <0.001

Tỷ lệ tiêu hóa dưỡng chất (%) 64.8a VCK 60.1ab Đạm thô 65.0 CHC Cân bằng Nito, g/d 9.36bc Ăn vào 3.65c Phân 1.17 Nước tiểu Nio tích lũy 4.42ab (g/day) 47.3ab % N ăn vào 78.6b % N tiêu hóa abcd các giá trị trong cùng hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0.05) CHC: chất hữu cơ

KẾT LUẬN Bổ sung 1% than sinh học và 1% rau muống vào khẩu phần ăn cơ bản là thân cây sắn xử lý bằng urê, tăng lượng vật chất khô ăn vào lên 41%, khả năng tiêu hóa chất khô rõ ràng và tăng khả năng tích lũy nitơ ở dê. Bổ sung than sinh học tăng khả năng tích lũy N hàng ngày lên 46% và giá trị sinh học của nito hấp thụ thêm 12%.

CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA BỔ SUNG CÁC MỨC BÃ BIA KHÁC NHAU LÊN TĂNG TRƯỞNG VÀ PHÁT THẢI KHÍ METAN CỦA DÊ ĂN KHẨU PHẦN CƠ BẢN LÀ THÂN LÁ SẮN

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sắn (Manihot esculenta Crantz) là một trong những cây trồng chính ở Việt Nam, diện tích trồng hằng năm 570.000 ha sản xuất khoảng 1 triệu tấn củ (GSO, 2016). Củ được sử dụng chủ yếu để sản xuất tinh bột và là một nhỏ làm thức ăn chăn nuôi. Trồng sắn để làm thức ăn gia súc trong thời gian ngắn từ 2 đến 3 tháng, đó là sự phát triển gần đây (Wanapat 1997; Preston và Rodriguez, 2004). Một số báo cáo đã cho rằng ngọn sắn là nguồn bypass protein tốt cho gia súc nhai lại trong khẩu phần có mật đường và urê (Ffoulkes và Preston, 1978), rơm (Đồ và cs., 2002); sắn tươi (Trịnh Xuân Thanh và cs., 2013) và bã sắn ủ chua (Keopaseuth et al., 2017; Binh et al., 2017). Việc sử dụng sắn tươi làm thức ăn chính cho dê đã được nghiên cứu bởi Sina và cs., 2017. Tỷ lệ tăng trưởng của dê ăn khẩu phần cơ bản là sắn tươi là 65 g / ngày và đã tăng hơn gấp đôi lên 160 g / ngày khi bổ sung nhỏ (5%) bã bia. Tác dụng của các loại bã bia là do vai trò là nguồn beta-glucan, một thành phần của thành tế bào của các loại ngũ cốc và nấm men, có đặc tính như prebiotic (Novak và Vetvicka, 2008). Thí nghiệm được thiết kế để cung cấp thêm bằng chứng về tác dụng prebiotic từ bã bia vào khẩu phần ăn cơ bản là sắn tươi để tăng khả năng phát triển của, đó là mục tiêu của thí nghiệm. Các mức bã bia sử dụng từ 2 đến 6% và chọn lựa mức tối ưu. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hình vuông La- tinh với bốn nghiệm thức và bốn lần lặp lại. Cụ thể là bốn con dê Bách Thảo (14 ± 2 kg) được cho ăn với bốn mức bã bia khác nhau (nghiệm thức): 0, 2, 4 và 6% tính trên VCK trên khẩu phần ăn cơ bản là thân lá sắn tươi (giống sắn ngọt) với bốn giai đoạn, mỗi giai đoạn là 15 ngày. Các nghiệm thức cụ thể như sau: BG0: thân lá sắn tươi BG2: thân lá sắn tươi + 2% bã bia BG4: thân lá sắn tươi + 4% bã bia BG6: thân lá sắn tươi + 6% bã bia

Động vật thí nghiệm và quản lý

Dê thí nghiệm được nuôi nhốt trong chuồng cá thể làm từ tre, được thiết kế để dễ thu lấy phân và nước tiểu riêng biệt. Dê được tiêm vắc-xin phòng bệnh tụ huyết trùng, lở mồm long móng và xổ giun trước khi bắt đầu thí nghiệm. Chúng được cân trong khoảng thời gian cố định từ 06:30 đến 07:30 trước khi cho ăn vào lúc bắt đầu và kết thúc mỗi giai đoạn thí nghiệm. Thức ăn và cách cho ăn

Thân lá sắn được thu hoạch với phần trên của cây cách mặt đất 50-60cm, khoảng thời gian 120 ngày sau khi trồng. Thân lá sắn được cắt trước mỗi lần cho ăn hai giờ. Thân lá sắn được cắt ngắn rồi cho vào máng ăn. Bã bia mua về và trữ trong túi nylon kín sau mỗi 05 ngày. Lượng cho ăn được tính dựa trên trọng lượng của dê ở giai đoạn trước. Thức ăn được cung cấp hai lần mỗi ngày với các máng ăn riêng biệt

cho từng loại thức ăn. Dê thí nghiệm được cung cấp nước uống tự do và đá liếm. Thức ăn thừa được thu thập và cân mỗi ngày trước khi cho ăn thức ăn mới. Tỷ lệ tiêu hóa và Nito tích lũy

Dịch dạ cỏ được lấy bằng ống dạ dày 3h sau khi ăn buổi sáng vào ngày cuối cùng của mỗi giai đoạn thu mẫu. Trong thời gian này, những con dê vẫn ăn khẩu phần của giai đoạn đó. Đo khí metan

Vào cuối mỗi giai đoạn, dê thí nghiệm được nhốt vào buồng kín có ống thông khí (khung tre được bọc bằng kính) để lấy mẫu khí bị sử dụng và không khí thoát ra trong buồng. Các phép đo nồng độ metan và carbon dioxide được thực hiện liên tục trong khoảng thời gian 10 phút, sử dụng máy đo hồng ngoại Gasmet (GASMET 4030; Gasmet Technologies Oy, Pulttitie 8A, FI-00880 Helsinki, Phần Lan). Các chỉ tiêu phân tích

Tất cá các mẫu ăn vào và dư thừa, phân, đều được đo vật chất khô, phân tích khoáng tổng số theo AOAC (1990). Các chỉ tiêu NH3, đạm thô được phân tích theo phương pháp của Kjeldahl. Xơ trung tính và xơ acid được phân tích theo Van Soest và Robertson (1990). Năng lượng chuyển hóa của thức ăn (MJ / kg) được tính từ tỷ lệ tiêu hóa chất hữu cơ (OMD:%) theo công thức của Mc Donald và cs. (2002).

Công thức là: ME = 0.160 * OMDNDF.

Phương pháp thống kê

Dữ liệu được phân tích chọn theo mô hình tuyến tính chung ANOVA trong

phần mềm MINITAB (Minitab 2016) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần dinh dưỡng của thực liệu

Kết quả đạm thô của thân lá sắn tươi thấp hơn đáng kể so với giá trị 21% đạm thô tính theo VCK trong báo cáo bởi Sina và cs., 2017, trong đó lá có 29% đạm thô và cuống lá 9,6 % tính theo VCK.

Bảng 4.1. Thành phần của thực liệu trong thí nghiệm % tính theo VCK

NDF ADF khoáng pH

39.1 26.6 7.77 5.37 VCK, % 21.9 23.7 Đạm thô 12.6 26.4 - 4.35

47.0 Thân lá sắn 36.8 Bã bia Notes: NDF: Xơ trung tính; ADF: xơ acid

Lượng ăn vào và khả năng tiêu hóa

Tăng tỷ lệ vật chất khô ăn vào từ 0 đến 47% tổng VCK ăn vào dẫn đến tăng khả năng tiêu hóa chất hữu cơ và nitơ tích lũy. Kết quả thí nghiệm cho thấy năng lượng chuyển hóa đã được tăng lên theo mức độ bổ sung bã bia trong khẩu. Hàm lượng đạm

thô trong nghiệm thức 3 là 7,5 g CP / kg trọng lượng / ngày với ME và mức tăng hàng ngày lần lượt là 3,80 MJ / ngày và 142g (Bảng 4.2). Bảng 4.2. Lượng ăn vào của dê cho ăn khẩu phần cơ bản là thân lá sắn tươi bổ sung các mức bã bia khác nhau.

Nghiệm thức

Chỉ tiêu BG0 BG2 BG4 BG6 SEM p

VCK ăn vào, g/d

5.92 <0.001 Thân lá sắn tươi

0.09 <0.001 Bã bia

6.33 468b 30.7a 498b <0.001 Tổng VCK 441c 0.00d 441c 486b 10.7c 497b 540a 22.3b 562a

% VCK ăn vào

<0.001 0.05 Bã bia

0.192 Đạm thô

abcd Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05)

0.034 0.00 2.15 14.0 12.9 3.55b 3.90ab 3.97 13.5 3.80ab 6.16 14.6 0.54 4.45ab 0.189 ME (MJ/day)

Bảng 4.3. Tỷ lệ tiêu hóa dưỡng chất (%) của dê ăn khẩu phần cơ bàn là thân lá sắn tươi có bổ sung các mức bã bia khác nhau.

Nghiệm thức SEM p Chỉ tiêu (%)

Đạm thô 1.66 0.021

VCK 2.7 0.036

CHC BG0 62.4a 55.9a 53.0a BG2 69.9b 67.2b 58.2b BG4 72.7b 70.8b 66.0c BG6 70.8b 65.5b 56.6ab 1.05 0.001

NDF 57.8 67.4 70.6 63.0 4.34 0.248

Notes: abcd Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05)

Nitơ tích lũy

Kết quả cho thấy hiệu quả của việc bổ sung 4% bã bia vào khẩu phần là tăng

65% N tích lũy và tăng 14% trong N tích lũy trên mỗi đơn vị N tiêu hóa.

Table 4.4: Cân bằng Nitơ (g/day) của dê ăn khẩu phần cơ bàn là thân lá sắn tươi có bổ sung các mức bã bia khác nhau.

Nghiệm thức SEM p Nitrogen BG0 BG2 BG4 BG6

Cân bàng Nitơ, g/d

Ăn vào 9.82 11.1 12.1 11.6 0.836 0.291

Phân 0.480 0.491

Nước tiểu 3.75 1.63a 3.36 1.27b 3.35 1.49ab 3.49 1.64a 0.066 0.024

Nitrogen retention

g/d 4.44b 6.48a 7.27a 0.286 0.007

% N ăn vào 4.55 0.070

% N tiêu hóa 45.6 72.6b 58.4 83.5a 60.2 82.8a 6.51a 56.0 79.8a 1.66 0.002

ab Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Phát thải khí metan

Tỷ lệ khí metan và carbon dioxide trong hỗn hợp khí tăng lên theo xu hướng Tăng hàm lượng bã bia. Một lượng nhỏ bã bia bổ sung (4% VCK trong khẩu phần) mang lại những tác động tích cực, có lẻ là do β-glucan có trong bã bia và các hợp chất hỗ trợ sự hình thành màng sinh học, từ đó làm tăng số lượng vi sinh vật dạ cỏ, nhưng lại tăng tỷ lệ metan và carbon dioxide. Bảng 4.5. Tỷ lệ Metan: carbonic trong hỗn hợp khí thải ra trên dê trong với các mức bổ sung bã bia khác nhau

Treatments SEM p

BG0 0.026b BG2 0.027b BG4 BG6 0.031ab 0.042a 0.013 0.003

CH4/CO2 Notes ab Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) KẾT LUẬN

Bổ sung 4% bã bia vào khẩu phần ăn thân lá sắn làm tăng tổng lượng chất khô ăn vào, tăng tỷ lệ tiêu hóa dưỡng chất, tăng khả năng tích lũy nitơ và giá trị sinh học của các hợp chất nitơ tiêu hóa. Tỷ lệ khí mêtan : carbon dioxide trong hỗn hợp khí sinh ra có xu hướng tăng khi tăng mức độ bổ sung bã bia vào khẩu phần cơ bản là thân lá sắn tươi.

CHƯƠNG 5: ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG THA SINH HỌC LÊN KHẢ NĂNG TĂNG TRỌNG VÀ PHÁT THẢI KHÍ METAN CỦA DÊ THỊT TRÊN KHẨU PHẦN ĂN CƠ BẢN LÀ THÂN LÁ SẮN TƯƠI VÀ BÃ BIA

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tổng đàn dê ở An Giang năm 2017 cao gấp 6 lần so với năm 2012 (Niên giám thống kê của An Giang 2018). Giá dê thịt tương đối cao hơn so với gia súc khác, cụ thể: giá thịt dê 3,2 USD / kg so với bò thịt (2,5 USD / kg) (Đỗ Thị Thành Văn và cộng sự, 2018). Hầu hết dê ở An Giang được nuôi với qui mô nhỏ và theo lối truyền thống, thức ăn chủ yếu là nguồn cỏ tự nhiên và phụ phẩm nông nghiệp (ví dụ: cỏ chỉ, cỏ sả, cỏ lông tây, rau muống, lá khoai lang, nhưng không sử dụng thân ngọn lá sắn, thường bị vứt đi, hoặc đốt, gây ô nhiễm môi trường). Theo Preston (2001), rằng ngọn lá sắn là nguồn protein quý giá để cung cấp cho nhiều loại động vật. Bã bia là phần chất rắn còn lại sau khi chưng cất hạt ngũ cốc nảy mầm để sản xuất bia và đồ uống có cồn khác. Rất nhiều bài báo gần đây chỉ ra lợi ích cảu việc bổ sung bã bia vào khẩu phần ăn của dê, làm tăng khả năng ăn vào, tăng tỷ lệ tiêu hóa (Thúy Hang và cs., 2018; Silivong và cs., 2018; Binh và cs., 2017). Điều này được cho là có liên quan đến chất lượng của prebiotic có trong bã bia làm tăng hoạt động của vi sinh vật trong dạ cỏ (Inthapanya và cs., 2019). Và cũng có báo cáo cho rằng bổ sung 1% bã bia tính theo VCK vào khẩu phần lam tăng cường tốc độ tăng trưởng và giảm phát thải khí metan đường ruột của gia súc (Leng et al 2012) và dê (Binh et al 2018; Silivong et al 2018). Cùng với kết quả nghiên cứu của thí nghiệm trên (chương 4), chúng tôi tiến hành nghiên cứu thí nghiệm này với mục tiêu là xác định mức bổ sung than sinh học thích hợp vào khẩu phần cơ bản là thân lá sắn tươi và 4% bã bia để tăng khả năng tăng trọng của dê và giảm phát thải khí metan. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí theo phương thức hoàn toàn ngẫu nghiên với ba nghiệm thức và bốn nghiệm thức và ba lần lặp lại trên mười hai con dê đực giống Bạch Thảo, với trọng lượng cơ thể ban đầu 16 ± 1 kg, khoảng3,5 - 4,5 tháng tuổi, được nhốt trong các lồng nuôi cá thể; bốn nghiệm thức là bốn mức than sinh học: 0, 0,5, 1,0 và 0,5% tính trên VCK. Thí nghiệm được thực hiện với 15 ngày nuôi thích nghi và 12 tuần nuôi theo khẩu phần thí nghiệm. Các nghiệm thức cụ thể như sau Thức ăn và quản lý cho ăn

Thân lá sắn tươi được thu cắt sau trồng 120 ngày, cắt phần trên mặt đất 50 cm. Sau khi thu cắt 2-3 giờ mới cho dê ăn. Bã bia được mua từ nhà máy bia ở tỉnh Kiên Giang và bảo quản trong túi yếm khí trong mỗi 10 ngày. Than sinh học được sản xuất bằng cách đốt trấu trong bếp Gasifier (TLUD) (Olivier 2010). Dê thí nghiệm được cung cấp nước sạch để uống hàng ngày Chỉ tiêu theo dõi

Trọng lượng sống được cân vào buổi sáng trước khi cho ăn vào lúc bắt đầu và trong khoảng thời gian 10 ngày cho đến khi kết thúc thí nghiệm 90 ngày. Tăng cân trực tiếp được tính hồi quy tuyến tính của trọng lượng sống (Y) vào những ngày kể từ khi bắt đầu thí nghiệm (X).

Tiêu thụ thức ăn được ghi lại bằng cách cân thức ăn được cho ăn và thức ăn thừa

của từng con vật vào mỗi buổi sáng trước khi cho thức ăn mới Đo khí sinh ra và phân tích

Vào cuối thí nghiệm, dê thí nghiệm được nhốt vào buồng kín có ống thông khí (khung tre được bọc bằng kính) để lấy mẫu khí sử dụng và không khí thoát ra trong buồng. Các phép đo nồng độ metan và carbon dioxide được thực hiện liên tục trong khoảng thời gian 10 phút, sử dụng máy đo hồng ngoại Gasmet (GASMET 4030; Gasmet Technologies Oy, Pulttitie 8A, FI-00880 Helsinki, Phần Lan). Các chỉ tiêu phân tích

Tất cá các mẫu ăn vào và dư thừa đều được đo vật chất khô, phân tích khoáng tổng số theo AOAC (1990). Đđạm thô được phân tích theo phương pháp của Kjeldahl. Xơ trung tính và xơ acid được phân tích theo Van Soest và Robertson (1990). Tổng hàm lượng tannin được xác định theo phương pháp (955,35) của AOAC (2016). Khả năng giữ nước của than sinh học (WRC) được xác định bằng cách cho 1lit nước cất vào 100 g Biochar (Wi) để 24 giờ sau lọc, tách phần than và nước ra, đem cân trọng lượng than (Wf). Khả năng giữ nước của than được tính theo công thức: WRC = [Wf-Wi)]/Wi Phương pháp thống kê

Dữ liệu được phân tích chọn theo mô hình tuyến tính chung ANOVA trong phần

mềm MINITAB (Minitab 2016) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thành phần dinh dưỡng của thực liệu

Hai lô than sinh học đã được sử dụng trong thí nghiệm. Lô đầu tiên, được cho ăn trong thời gian thích nghi 15 ngày và 10 ngày đầu thí nghiệm có khả năng giữ nước là 3,81 ml nước / g than sinh học khô. Lô thứ hai được cho ăn từ ngày thứ 10 của thí nghiệm cho ăn đến hết sau 90 ngày có khả năng giữ nước cao hơn nhiều là 4,89. Bảng 5.1. Thành phần dinh dưỡng của thực liệu

% tính trên VCK HCN WRC

VCK, % Đạm Khoáng ADF NDF Tannin ppm ml/g

Sắn

Thân lá cọng 28.1 13.7 6.8 39.2 48.3 2.99 115

Thân 26.8 5.4 10.9 41.2 51.4 - -

Lá cọng 29.4 22.1 2.7 37.3 45.1 - -

Bã bia 28.1 29.5 5.4 26.6 40.1 - -

Than sinh học (1) 89.6 - 76.9 - - - - 3.81

Than sinh học (2) 95.7 - 69.7 4.89

Notes: ADF: Xơ aicd; NDF: xơ trung tính; WRC: Khả năng giữ nước. Mức ăn vào

Đối với tất cả các chỉ tiêu tăng trưởng đều bị ảnh hưởng bởi dinh dưỡng của khẩu phần, khả năng tăng trưởng chịu tác dụng tích cực từ việc tăng bổ sung than

sinh học từ 0 đến 0,86% nhưng khi tăng mức bổ sung than sinh học lên 1,3% thì mức ăn vào có chiều hướng giảm. Bảng 5.2. Tỷ lệ ăn vào của dê với các mức bổ sung than sinh học khác nhau vào khẩu phần cơ bản là thân lá sắn tươi và 4% bã bia

Than sinh học, % trong khẩu phần tính theo VCK

SEM p VCK ăn vào (g/day)

Thân lá sắn B0 544b B0.5 560ab B1.0 623a B1.5 572ab 0.016 18.2

Bã bia 0.070 0.88

Than sinh học 0.265 <0.001

Tổng 19.5 0d 564b 20.0 2.11c 582ab 22.5 5.58b 652a 21.4 7.74a 601ab 19.2 0.010

14.2 14.1 14.0 14.0 0.075 1.00 CP, % in DM

Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: các mức bổ sung than sinh học ( 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM) acdb: Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Tăng trưởng và khả năng chuyển hóa thức ăn

Than sinh học không phải là nguồn dinh dưỡng cho động vật, nhưng nó sẽ là một tác dụng phụ trong việc giảm khí thải metan từ việc bổ sung cả than sinh học (tăng hoạt động tích cực của vi sinh vật) và nitrat vào khẩu phần ăn của gia súc nhai lại với khẩu phần cơ bản là sắn lát và bổ sung lá sắn tươi (Leng et al., 2012). Bảng 5.3. khả năng tăng trọng và chuyển hóa thức ăn của dê khi tăng mức bổ sung than sinh học

Than sinh học, % trong khẩu phần tính theo VCK

B0 B1.5 B0.5 B1.0 SEM p

16.1 26.6 16.5 25.5 16.4 26.3 16.7 28.3 0.487 0.828 0.83 0.18

111ab 117ab 100b 129a 5.04 0.03

5.66 0.19 4.88 5.39 5.1

Trọng lượng, kg Đầu kỳ Cuối kỳ Tăng trọng bình quân, g/d 0.083 FCR Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: các mức bổ sung than sinh học ( 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM) acdb: Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) FCR = Lượng VCK cho kg tăng trọng

Phát thải khí metan

Tỷ lệ khí metan và carbon dioxide trong khí thải từ dê có chiều hướng giảm khi tăng mức bổ sung than sinh học. Tỷ lệ metan và carbon dioxide là tác động lên quá trình lên men dạ cỏ, sự cải thiện (giảm sản xuất mêtan) đã giảm tuyến tính ở những con dê được cho ăn tăng lượng than sinh học trong khẩu phần cơ bản là thân lá sắn tươi và 4% ba bia Bảng 5.4: Tỷ lệ metan : carbonic trong khí thải từ dê với các mức bổ sung than sinh học khác nhau

Than sinh học, % trong khẩu phần tính theo VCK Chỉ tiêu SEM p

B0 B0.5 B1.0 B1.5

982 669 686 709 CO2, ppm

CH4, ppm

32.4 0.033a 18.2 0.028b 16.3 0.025c 15.7 0.02d 0.0006

acdb: Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05)

<0.001 CH4/CO2 Notes: B0; B0.5; B1.0; B1.5: các mức bổ sung than sinh học ( 0;0.5; 1.0; 1.5 (% in diet DM)

Lượng thức ăn, khả năng tăng trọng và chuyển hóa thức ăn đã được cải thiện bằng cách tăng bổ sung than sinh học từ 0 đến 0,86% trong khẩu phần tính theo VCK, sau đó giảm dần khi mức độ than sinh học được nâng lên 1,3%. Tăng trọng bình quân hàng ngày đã tăng 26% bằng cách bổ sung than sinh học ở mức 0,86% trong khẩu phần tính theo VCK. Tỷ lệ phát thải metan và carbon dioxide trong dạ cỏ đã giảm 24% đối với mức bổ sung than sinh học 0,86% so với không có than sinh học. KẾT LUẬN CHUNG Thân cây sắn được xử lý bằng ure là giảm nồng độ HCN và tăng hàm lượng đạm thô từ ure. Sử dung 3% urê để xử lý thân cây sắn làm tăng protein thô từ 5,5 đến 11,7% tính theo VCK và có thể được bảo quản tới 8 tuần. Thân cây sắn được xử lý bằng 3% urê tính theo VCK giúp cải thiện giá trị dinh dưỡng và tăng lượng ăn vào lên tới 18% bằng cách bổ sung than sinh học. Bổ sung rau muống tăng tổng lượng VCK thêm 25% khi hiệu quả kết hợp bổ sung than sinh học và rau muống là tăng 41% lượng ăn vào. Than sinh học tăng N tích lũy hàng ngày lên 46% và giá trị sinh học của N hấp thụ thêm 12%. Than sinh học không cung cấp protein trong khẩu phần, do đó người ta cho rằng sự gia tăng của N tích lũy và giá trị sinh học của nó là do kết quả tăng hoạt động của vi sinh vật dạ cỏ dẫn đến sự gia tăng tổng hợp và do đó hấp thụ axit amin.

Lượng thức ăn, tăng trọng bình quân và chuyển đổi thức ăn đã được cải thiện bằng cách tăng bổ sung than sinh học từ 0 đến 0,86% trong khẩu phần tính theo VCK, sau đó giảm dần khi tăng mức bổ sung than sinh học lên 1,3%. Phát thải khí metan rum đã giảm theo xu hướng tuyến tính khi tăng mức bổ sung than sinh học vào khẩu phần ăn cơ bản là thân lá sắn tươi và 4% bã bia.

DANH SÁCH CÁC BÀI BÁO ĐƯỢC ĐĂNG

This thesis is based on the work contained in the following papers: Paper 1: Digestibility, nitrogen balance and methane emissions in goats fed cassava forage and restricted levels of brewers’ grains. Livestock Research for Rural Development. Volume 30, Article #68 from

http://www.lrrd.org/lrrd30/4/thuy30068.html Paper 2: Effect of biochar and water spinach on feed intake, digestibility and N- retention in goats fed urea-treated cassava stems. Livestock Research for Rural Development. Volume 30, Article #93. from

Summary of Disertation in Animal sciences: Utilization of cassava forages for goat production in An Giang province, Vietnam

The overall aim of this thesis was to improve utilization of cassava forage for increasing performance and reducing enteric methane emission from goat production in An Giang province, Vietnam.

HUE UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY

LE THI THUY HANG

UTILIZATION OF CASSAVA FORAGES FOR GOAT

PRODUCTION IN AN GIANG PROVINCE, VIETNAM

Specialization: Animal Sciences Code: 9620105

SUMMARY OF DISERTATION IN ANIMAL SCIENCES

HUE-2020

This dissertation is completed at: University of Agriculture and Forestry, Hue

List of abbreviations, symbols and equivalents

3. SIGNIFICANCE/INNOVATION OF THE DISSERTATION The thesis contributes to the science of:

CHAPTER 2: EVALUATION OF THE POTENTIAL OF CASSAVA FORAGE AS FEED FOR GOATS IN AN GIANG PROVINCE, VIETNAM

MATERIALS AND METHODS The following indicators were used in the investigation of the survey

RESULTS AND DISCUSSION Cassava production Chemical composition of cassava Table 2.1. Chemical composition of cassava parts

Goat production Table 2.3. Farm size and purpose raising

EXPERIMENT 2 Experimental design

Table 3.2. Effect of urea level and storage time on HCN (mg/kgDM) content of cassava stems

Feed intake and digestibility

Nitrogen retention

Measurements

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ

LÊ THỊ THÚY HẰNG

SỬ DỤNG CÂY SẮN (Manihot esculenta Crantz)

ĐỂ PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI DÊ Ở AN GIANG, VIỆT NAM

Chuyên ngành: Chăn nuôi

Mã ngành: 9620105

TÓM TẮT LUẬN ÁN NGÀNH CHĂN NUÔI

HUẾ-2020

Bảng 2.2. Năng suất từng phần của cây sắn với các giống sắn khác nhau

điểm bảo quản (0; 2; 4; 6 và 8 tuần), lấy mẫu đánh giá cảm quan qua các chỉ tiêu như nấm mốc, mùi, đo pH, NH3 và phân tích thành phần hóa học như VCK, đạm thô, khoáng tổng số, xơ thô. THÍ NGHIỆM 2 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

Các chỉ tiêu phân tích trong thí nghiệm

Khả năng ăn vào

cho từng loại thức ăn. Dê thí nghiệm được cung cấp nước uống tự do và đá liếm. Thức ăn thừa được thu thập và cân mỗi ngày trước khi cho ăn thức ăn mới. Tỷ lệ tiêu hóa và Nito tích lũy

Table 4.4: Cân bằng Nitơ (g/day) của dê ăn khẩu phần cơ bàn là thân lá sắn tươi có bổ sung các mức bã bia khác nhau.

ab Các giá trị trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Phát thải khí metan

Phát thải khí metan

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok