Luận văn Thạc sĩ Sinh học thí nghiệm: Nghiên cứu cải tiến bộ chế phẩm vi sinh ELACGROW và HAN-PROWAY nhằm ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

36
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học thí nghiệm "Nghiên cứu cải tiến bộ chế phẩm vi sinh ELACGROW và HAN-PROWAY nhằm ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu để sản xuất nguyên liệu B. indicus; Xây dựng công thức cải tiến Elac-Grow và Han-Proway; Đánh giá và theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, khí thải trong chuồng nuôi sử dụng chế phẩm; Phân tích biến động của vi sinh vật trong mẫu phân tươi và lớp phân chuồng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học thí nghiệm: Nghiên cứu cải tiến bộ chế phẩm vi sinh ELACGROW và HAN-PROWAY nhằm ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐINH THỊ TUYẾT VÂN Đinh Thị Tuyết Vân SINH HỌC THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN BỘ CHẾ PHẨM VI SINH ELAC-GROW VÀ HAN-PROWAY NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI GÀ ĐẺ TRỨNG THƯƠNG PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM 2021 Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Đinh Thị Tuyết Vân NGHIÊN CỨU CẢI TIỀN BỘ CHẾ PHẨM VI SINH ELAC-GROW VÀ HAN-PROWAY NHẰM ỨNG DỤNG TRONG CHĂN NUÔI GÀ ĐẺ TRỨNG THƯƠNG PHẨM Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH SINH HỌC THỰC NGHIỆM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1. TS. Lê Thị Nhi Công 2. TS. Nguyễn Thị Quỳ Hà Nội - 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu trong luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dựa trên những tài liệu, số liệu do chính tôi tự tìm hiểu và nghiên cứu. Chính vì vậy, các kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất. Đồng thời, kết quả này chưa từng xuất hiện trong bất cứ một nghiên cứu nào. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực nếu sai tôi hoàn chịu trách nhiệm. Hà Nội, ngày tháng năm Đinh Thị Tuyết Vân
LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập và nghiên cứu tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ chuyên nghành sinh học thực nghiệm. Để đạt được thành quả như ngày hôm nay, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn của tôi TS. Lê Thị Nhi Công; TS. Nguyễn Thị Quỳ những người thầy luôn tận tâm đối với học trò của mình. Người đã hết lòng hướng dẫn chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn ban Lãnh đạo, phòng Đào tạo, các phòng chức năng của Học viện Khoa học và Công nghệ và toàn thể quý thầy, cô đã truyền đạt những kiến thức quý báu và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian tôi theo học tại Học viện và hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin được cảm ơn ban Lãnh đạo và các đồng nghiệp công ty TNHH Dược Hanvet đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi được học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài một cách tốt nhất. Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn gia đình thân yêu đã luôn bên cạnh, ủng hộ và là nguồn động viên lớn lao nhất, luôn hy sinh nhiều nhất để tôi có được ngày hôm nay. Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Đinh Thị Tuyết Vân
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ 3 LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. 4 MỤC LỤC ........................................................................................................ 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................... 7 DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ 8 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. 9 MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .................................................... 4 1.1. Ngành chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm trên thế giới ...................... 4 1.2. Thực trạng chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm ở Việt Nam ................ 5 1.3. Thách thức của ngành chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm tại Việt Nam 5 1.4. Thực trạng môi trường chăn nuôi công nghiệp ở Việt Nam .................. 6 1.4.1. Các phương pháp quản lý chất thải chăn nuôi taị Việt Nam .............. 7 1.4.2. Ô nhiễm gây ra bởi chất thải chăn nuôi ............................................... 8 1.4.3. Tác động của ô nhiễm chăn nuôi ........................................................ 10 1.4.4. Giải pháp chăn nuôi an toàn sinh học................................................ 11 1.5. Vai trò của Probiotic trong chăn nuôi gia cầm .................................... 11 1.5.1. Ứng dụng của Probiotic trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm 11 1.5.2. Các sản phẩm probiotic sử dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm .......................................................................................................... 14 1.6. Nhóm vi khuẩn Bacillus spp. ............................................................... 17 1.6.1. Bacillus indicus ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm ................................................................................................ 17 1.6.2. Bacillus subtilis ứng dụng trong xử lý chất thải chăn nuôi ............... 19 1.7. Saccharomyces cerevisiae ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm................................................................................................ 20 1.8. Sản phẩm Elac-Grow và Han-Proway ................................................. 21 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............. 27 2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 27 2.1.1. Các nguyên liệu vi sinh vật ................................................................. 27 2.1.2. Các sản phẩm thương mại hóa ............................................................ 27
2.2. Vật liệu nghiên cứu .............................................................................. 28 2.2.1. Môi trường, hóa chất............................................................................ 28 2.2.2. Dụng cụ, thiết bị ................................................................................... 28 2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 29 2.3.1. Đánh giá tính đối kháng của các thành phần vi sinh trong công thức sản phẩm ......................................................................................................... 29 2.3.2. Nghiên cứu một số điều kiện sản xuất tối ưu cho nguyên liệu vi sinh B. indicus. ....................................................................................................... 30 2.3.3. Xây dựng công thức sản phẩm ............................................................ 31 2.3.4. Phương pháp đánh giá độ ổn định của sản phẩm............................... 33 2.3.5. Đánh giá hiệu quả sử dụng bộ chế phẩm cải tiến trên quy mô trang trại .......................................................................................................... 33 2.3.6. Phương pháp phân tích thống kê......................................................... 36 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 37 3.1. Nghiên cứu cải tiến công thức sản phẩm ............................................. 37 3.1.1. Đánh giá tính đối kháng của các thành phần vi sinh trong công thức sản phẩm ......................................................................................................... 37 3.1.2. Nghiên cứu một số điều kiện sản xuất tối ưu cho nguyên liệu vi sinh B. indicus ........................................................................................................ 38 3.2. Đánh giá hiệu quả sử dụng bộ chế phẩm cải tiến trên quy mô trang trại ..................................................................................................................... 46 3.2.1. Đánh giá và theo dõi nhiệt độ chuồng nuôi ........................................ 46 3.2.2. Đánh giá và theo dõi khí thải trong chuồng nuôi ............................... 47 3.2.3. Đánh giá sản lượng trứng gà ............................................................... 49 3.2.4. Đánh giá chất lượng trứng gà .............................................................. 51 3.2.5. Đánh giá biến động vi sinh trong chất thải chuồng nuôi ................... 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 59 KẾT LUẬN ................................................................................................ 59 KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 59 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ........................................... 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 62 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 68
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Ministry of Agriculture Bộ Nông nghiệp và 1 Bộ NN&PTNT and Rural Development Phát triển nông thôn Food and Agriculture Tổ chức Lương thực và 2 FAO Organization of the Nông nghiệp Liên hợp Unitied Nations quốc US Food and Drug Cục quản lý thực phẩm 3 FDA Administration và dược phẩm Hoa Kỳ 4 LB Luria-bertani broth Môi trường LB 5 L/p Litter per minute Lít / phút 6 MC MacConkey Môi trường chọn lọc Coliform 7 NA Nutrient agar Môi trường NA 8 NB Nutrient broth Môi trường NB 9 OD Optical density Độ hấp thụ quang National technical 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam regulation 11 Rpm Round per minute Vòng trên phút 12 TSA Tryptic soy agar Môi trường TSA 13 TSB Tryptic soy broth Môi trường nuôi TSB 14 VSV Microorganism Vi sinh vật 15 YE Yeast extract Cao nấm men
DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Thống kê chăn nuôi gà ngày 01/01/2021 của tổng cục thống kê (04/2021) ....................................................................................... 5 Bảng 2. 1.Thông tin thương mại của bộ sản phẩm ......................................... 27 Bảng 2. 2. Các thiết bị dùng trong nghiên cứu ............................................... 29 Bảng 2.3.Nồng độ pha loãng và giá trị OD dựng đường chuẩn amoni .......... 32 Bảng 2.4.Giá trị OD 660 nm của dung dịch pepton 1% ở các nồng độ pha loãng khác nhau........................................................................... 35 Bảng 3. 1. Tỷ lệ thu hồi sinh khối trong quá trình ly tâm của chủng vi khuẩn B. indicus HV-PR131 .................................................................. 42 Bảng 3. 2. Đánh giá hiệu quả công thức Elac-Grow cải tiến khi bổ sung B. indicus và S. cerevisiae với các nồng độ khác nhau ................... 43 Bảng 3. 3. Kết quả đánh giá hiệu quả khử amoni của nguyên liệu B. subtilis HV-PR002 ................................................................................... 44 Bảng 3. 4. Thông số theo dõi độ ổn định sản phẩm Elac-Grow cải tiến ........ 45 Bảng 3. 5. Thông số theo dõi độ ổn định sản phẩm Han-Proway cải tiến ...... 45 Bảng 3. 6. Thông số nhiệt độ và độ ẩm trong chuồng nuôi giai đoạn 2 ......... 46 Bảng 3. 7. Thông số khí thải trong chuồng nuôi giai đoạn 1 .......................... 47 Bảng 3. 8. Thông số khí thải trong chuồng nuôi giai đoạn 2 .......................... 48 Bảng 3. 9. Đánh giá tỷ lệ đẻ và tốc độ tăng trưởng sản lượng trứng gà giai đoạn 1. ......................................................................................... 49 Bảng 3. 10. Đánh giá tỷ lệ đẻ và tốc độ tăng trưởng sản lượng trứng gà giai đoạn 2. ......................................................................................... 50 Bảng 3. 11. Thông số chât lượng trứng giai đoạn 1: tỷ lệ trứng loại thải, khối lượng trứng, khối lượng lòng đỏ trứng. ...................................... 52 Bảng 3. 12. Thông số chất lượng trứng giai đoạn 2: khối lượng trứng, khối lượng lòng đỏ và tỷ lệ lòng đỏ/ lòng trắng .................................. 53 Bảng 3. 13. Mật độ vi sinh vật trong mẫu chất thải giai đoạn 1. .................... 55 Bảng 3. 14. Mật độ vi sinh vật tổng số trong mẫu chất thải giai đoạn 2 ........ 56 Bảng 3. 15. Mật độ Coliform trong mẫu chất thải giai đoạn 2 ....................... 57
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. 1 Thống kê số lượng gà toàn cầu năm 1990 đến năm 2019 [1] ........... 4 Hình 1. 2. Tiêu thụ trứng bình quân đầu người năm 2015 ............................... 6 Hình 2. 1. Đường chuẩn NH4+ mg/ml ............................................................. 33 Hình 2. 2. Đường chuẩn của dung dịch pepton 1% ........................................ 36 Hình 3.1. Hình thái khuẩn lạc các chủng vi khuẩn trong sản phẩm Elac-Grow cải tiến. (A) Hình thái khuẩn lạc B. indicus trên môi trường TSA, (B) Hình thái khuẩn lạc E. faecium và S. cerevisiae trên môi trường MRSA2. ........................................................................................... 37 Hình 3.2. Cấy vạch vuông góc các chủng vi khuẩn trong công thức cải tiến sản phẩm Han-Proway. ................................................................... 38 Hình 3.3.Đường cong sinh trưởng của chủng vi khuẩn B. indicus HV-PR131 khi sinh trưởng trong các điều kiện dinh dưỡng khác nhau ............ 39 Hình 3. 4. Đường cong sinh trưởng của chủng vi khuẩn B. indicus HV-PR131 sinh trưởng trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau ....................... 40 Hình 3. 5. Đường cong sinh trưởng của chủng vi khuẩn B. indicus HV-PR131 sinh trưởng trong các điều kiện pH khác nhau ............................... 40 Hình 3. 6. Đường cong sinh trưởng của chủng vi khuẩn B. indicus HV-PR131 khi nuôi cấy bổ sung lưu lượng khí khác nhau. ............................... 41 Hình 3. 7. Thông số màu sắc lòng đỏ trứng giai đoạn 2 ................................. 51 Hình 3. 8. Hàm lượng protein trong lòng đỏ trứng giai đoạn 2 ...................... 54
1 MỞ ĐẦU Chăn nuôi gà đẻ trứng có vai trò rất quan trọng trong ngành sản xuất nông nghiệp, cung cấp thực phẩm, tạo ra việc làm và lợi nhuận cho người nuôi. Trong trứng gà có một lượng lớn vitamin A, D, E, B1, B6, B12, … Ngoài ra, còn phải kể đến canxi, mangiê, sắt, kẽm, protein; lòng đỏ trứng gà có 13,6% đạm, 29,8% béo và 1,6% chất khoáng. Theo công bố của Tạp chí chăn nuôi, năm 2018, Việt Nam sản xuất trên 11,6 tỷ quả trứng, trong đó trứng gà chiếm 60%; trứng gà công nghiệp chiếm 63,8% tổng số trứng gà. Thị trường trứng gà trong năm 2019 có nhiều biến động; điều này, đòi hỏi các nhà chăn nuôi cần có nhiều hơn kiến thức về thị trường và khoa học kỹ thuật nhằm nâng cao năng suất chăn nuôi, hạ giá thành, giảm chi phí; giúp vượt qua giai đoạn khó khăn, hướng tới chăn nuôi an toàn, bền vững và hiệu quả. Trong chăn nuôi truyền thống, việc đảm bảo sức khỏe vật nuôi và phòng chống bệnh phụ thuộc rất nhiều vào liệu pháp kháng sinh. Càng phát triển theo hướng chăn nuôi quy mô công nghiệp, thì các nhà chăn nuôi lại càng lệ thuộc vào kháng sinh như một yếu tố kích thích sinh trưởng, phòng bệnh và nâng cao sức khỏe cho vật nuôi. Tuy nhiên, việc lạm dụng kháng sinh trong chăn nuôi dẫn đến dư thừa lượng kháng sinh trong thịt và trứng của vật nuôi cũng làm giảm giá trị của các sản phẩm chăn nuôi, khó thâm nhập vào thị trường xuất khẩu. Trước tình hình đó, thế giới đang dần từng bước hạn chế tiến tới cấm hoàn toàn việc sử dụng kháng sinh bổ sung trong thức ăn chăn nuôi. Ngày 01/01/2006 EU cấm hoàn toàn việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi. Tại Việt Nam, để phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về sản xuất thức ăn chăn nuôi, ngày 04/09/2014 Bộ NN và PTNT đã ban hành quyết định số 28/2014/QĐ/BNN về việc cấm nhập khẩu và sản xuất 24 loại kháng sinh trong nhập khẩu và sản xuất thức ăn chăn nuôi. Giải pháp an toàn, hiệu quả thay thế cho kháng sinh đó là sử dụng các sản phẩm vi sinh. Các yếu tố về dinh dưỡng trong khẩu phần ăn và môi trường trong chuồng nuôi như nhiệt độ, độ ẩm, độ thông thoáng là những yếu tố trực tiếp ảnh hưởng lên năng suất sinh sản, sức khỏe của gà và sản lượng trứng. Các khí thải tích tụ lại trong chuồng có thể làm ô nhiễm và gây độc cho gà, công nhân và môi trường xung quanh nếu như công tác xử lý chất thải không được chú trọng. Chất lượng không khí kém có thể làm giảm sức đề kháng, tăng sự mẫn cảm của gà với vi sinh vật như Escherichia coli, cầu trùng và các mầm
2 bệnh khác. Trong đó, amonia là loại khí độc phổ biến trong chuồng nuôi, nồng độ NH3 lớn hơn 20 ppm có thể gây bệnh đường hô hấp cho gà. Nồng độ NH3 tăng khi mật độ đàn cao, thức ăn nhiều protein, lượng phân tích tụ trong chuồng nhiều và hệ thống thông thoáng kém. Trong những thập kỷ gần đây, xu hướng chuyển đổi sang chăn nuôi gà quy mô công nghiệp đang dần thay thế quy mô nhỏ lẻ nông hộ. Với quy mô chuồng nuôi công nghiệp, hệ thống chuồng nuôi lồng bán tự động dần được đưa vào thay thế chuồng nuôi nền truyền thống. Việc chuyển đổi sang các hệ thống trang trại chăn nuôi chuyên môn hóa cao, giúp tăng lợi nhuận cũng như giảm chi phí trong chăn nuôi. Tuy nhiên, khi lượng vật nuôi tăng cao vấn nạn về chất thải chăn nuôi và chất lượng của sản phẩm chăn nuôi lại là một thách thức lớn đặt ra đối với các nhà chăn nuôi. Sự ô nhiễm môi trường do các chất thải chăn nuôi đã làm ảnh hưởng trực tiếp tới hệ sinh thái, chuỗi thức ăn và sức khỏe con người cũng như sức khỏe vật nuôi dẫn đến các sản phẩm chăn nuôi có chất lượng kém. Vì vậy, ứng dụng bộ chế phẩm probiotic trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm là cần thiết và đáp ứng được xu thế chung. Nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường chăn nuôi, công ty TNHH Dược Hanvet đã cho ra đời sản phẩm Elac-Grow bổ sung thức ăn (synbiotic) bổ sung thức ăn và Han-Proway (probiotic) dùng để xử lý mùi hôi chuồng trại giúp cải thiện thể trạng và môi trường sống của vật nuôi. Nhận thấy, trên thị trường các sản phẩm sinh học dành riêng cho đối tượng gà đẻ trứng không nhiều mặc dù đây là đối tượng có tiềm năng thị trường lớn. Sau một thời gian nghiên cứu và lưu hành trên thị trường, với mong muốn định hướng kết hợp hai sản phẩm để xây dựng bộ sản phẩm dành riêng cho đối tượng gà đẻ trứng thương phẩm chúng tôi dự kiến cải tiến hai sản phẩm đã thương mại hóa này đề phù hợp hơn với đối tượng sử dụng là gà đẻ trứng thương phẩm. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, chủng vi khuẩn Bacillus indicus là nhóm vi khuẩn có khả năng sản sinh sắc tố carotenoid, giúp tăng khả năng tổng hợp carotenoid tự nhiên trong đường ruột gà, từ đó tăng cường màu sắc lòng đỏ trứng (tăng cường chất lượng trứng), cũng như cải thiện chất lượng thịt gà. Ngoài ra, nhóm nấm men Saccharomyces cerevisiae cũng được nhiều nghiên cứu đề cập đến khả năng giúp cải thiện sức khỏe đường ruột và đặc biệt tế bào nấm men có hàm lượng dinh dưỡng cao, là nhân tố phù hợp để bổ sung vào các sản phẩm cho ăn. Nhóm vi khuẩn Bacillus subtilis là nhóm vi khuẩn được biết
3 đến với khả năng sinh trưởng mạnh ở nhiều điều kiện môi trường khác nhau và có khả năng sản sinh ra các enzyme ngoại bào giúp phân hủy các chất hữu cơ dư thừa trong môi trường chăn nuôi. Để phù hợp với mục đích này, tôi xây dựng đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu cải tiến bộ chế phẩm vi sinh ELAC- GROW và HAN-PROWAY nhằm ứng dụng trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm.’’ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cải tiến công thức sản phẩm Elac-Grow giúp tăng sản lượng và chất lượng trứng. - Nghiên cứu cải tiến công thức Han-Proway giúp xử lý chất thải chuồng nuôi. - Đánh giá hiệu quả sử dụng bộ sản phẩm cải tiến Elac-Grow và Han- Proway trên quy mô trang trại. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu để sản xuất nguyên liệu B. indicus. - Xây dựng công thức cải tiến Elac-Grow và Han-Proway. - Đánh giá và theo dõi nhiệt độ, độ ẩm, khí thải trong chuồng nuôi sử dụng chế phẩm. - Theo dõi, đánh giá sản lượng và chất lượng trứng gà. - Phân tích biến động của vi sinh vật trong mẫu phân tươi và lớp phân chuồng.
4 Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. Ngành chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm trên thế giới Theo thống kê của Shahbandeh trên trang statista.com ngày 5 tháng 2 năm 2021 về số lượng gà toàn cầu 1990-2019, số lượng gà trên toàn thế giới năm 2019 đã tăng hơn gấp đôi kể từ năm 1990 (Hình 1.1) [1]. Năm 2019, có khoảng 25,9 tỷ con gà trên thế giới tăng 14,38 tỷ con so với thống kê của năm 2000. - Đối với chăn nuôi gà đẻ trứng: thống kê năm 2019 cho thấy Trung Quốc có số lượng sản xuất trứng cao nhất với 661 tỷ quả, đứng thứ hai là Hoa Kỳ với sản lượng trứng chỉ đạt khoảng 113 tỷ quả. - Đối với chăn nuôi gà thịt: Trong vài năm gần đây, thịt gia cầm đã vượt qua thịt lợn để trở thành loại thịt được sản xuất nhiều nhất trên toàn thế giới. Hoa Kỳ là quốc gia có sản lượng chăn nuôi gà thịt cao nhất khoảng 20,5 triệu tấn vào năm 2020. Trung Quốc và Brazil đứng thứ hai và thứ ba về sản lượng chăn nuôi gà thịt, lần lượt là 15 triệu và 13,7 triệu tấn. Hình 1. 1 Thống kê số lượng gà toàn cầu năm 1990 đến năm 2019 [1] Theo dự báo của FAO, mức tiêu thụ trứng toàn cầu sẽ tăng từ 6,5 kg/người/năm trong năm 2000 lên 8,9 kg (khoảng 148 quả) /người/năm vào năm 2030 tại các nước đang phát triển. Ở các nước công nghiệp, tiêu thụ trứng được dự báo sẽ tăng từ 13,5 kg (khoảng 225 quả)/người/năm vào năm 2020 lên 14,8 kg (khoảng 247 quả)/người/năm vào năm 2030. Hơn 67% mức tiêu thụ trứng toàn cầu thuộc về các nước châu Á. Ở Trung Quốc, nơi tiêu thụ trứng cao hơn gấp đôi mức trung bình của các nước đang phát triển, mức tăng
5 tiêu thụ từ 15 kg/người/năm (250 quả) trong năm 2000 lên 20 kg (333 quả)/người/năm vào năm 2030 [2]. 1.2. Thực trạng chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm ở Việt Nam Việt Nam là nước nông nghiệp với 70% dân số sống ở nông thôn. Chín mươi phần trăm trong số hộ gia đình (khoảng 8 triệu hộ gia đình) chăn nuôi gia cầm. Như vậy, chăn nuôi gia cầm đóng một vai trò quan trọng trong kinh tế hộ gia đình bằng cách đóng góp 19% thu nhập cho hộ gia đình, xếp thứ hai sau chăn nuôi lợn. Theo số liệu từ điều tra chăn nuôi của Tổng cục Thống kê ngày 1/1/2021, tổng đàn gà của Việt Nam năm 2021 có hơn 409 triệu con, tăng 7,03% so với năm 2020. Trong đó, đàn gà thịt có mức tăng tốt hơn so với gà lấy trứng (mức tăng của gà lấy thịt là 7,29%, còn lại là gà lấy trứng 5,99%). Năm 2021, số lượng gà đẻ trứng là 81,688 triệu con, tăng 4,618 so với thống kê cùng kỳ năm 2020. Số lượng trứng gà năm 2021 đạt trên 11 tỷ quả trứng, tăng hơn 9,4% so với thống kê tháng 1 năm 2020. Bảng 1. 1. Thống kê chăn nuôi gà ngày 01/01/2021 của tổng cục thống kê (04/2021) Tăng, giảm So sánh (%) Đơn 1.1.2021 1.1.2021 1/1/2020 1/1/2021 vị tính với với 1.1.2020 1.1.2020 Số lượng gà 1000 con 382,597 409,500 26,903 107.03 Gà thịt 1000 con 305,527 327,812 22,285 107.29 Trong đó gà công nghiệp 1000 con 71,420 75,602 4,182 105.85 Gà đẻ trứng 1000 con 77,070 81,688 4,618 105.99 Trong đó gà công nghiệp 1000 con 32,041 34,083 2,042 106.37 Số trứng gà 1000 quả 10,118,872 11,070,205 951,333 109.40 Trong đó gà công nghiệp 1000 quả 6,024,813 6,592,989 568,176 109.43 1.3. Thách thức của ngành chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm tại Việt Nam Trứng gà là sản phẩm phổ biến và tiện lợi trong cách nấu nướng, cũng như có giá trị dinh dưỡng cao, do đó nhu cầu sử dụng trứng gà ngày càng tăng. Đặc biệt, trứng gà dễ chế biến, được bảo quản tốt hơn các sản phẩm làm từ động vật khác như sữa bò, dễ vận chuyển và đa dạng về ứng dụng sản phẩm, do đó có nhu cầu tiêu thụ cao. Theo thống kê của Bộ NN&PTNT năm 2016, tính bình quân đầu người tiêu thụ trứng ở Việt Nam là 89 quả trứng/
6 người, tăng 21 quả trứng so với năm 2013. Tuy nhiên, mức tiêu thụ trứng của người Việt Nam khá thấp so với các nước khác trong khu vực. Theo thống kê của Euromonitor International năm 2015, lượng trứng tiêu thụ trung bình ở Việt Nam là 2,8 kg trên đầu người vào năm 2015 - trong khi ví dụ ở Indonesia, mức trung bình tiêu thụ là 3,5 kg trứng trên đầu người một năm, ở Nhật Bản là 12,6 kg và ở Singapore là 15,5 kg (hình 1.2). Hình 1. 2. Tiêu thụ trứng bình quân đầu người năm 2015 (Nguồn: Euromonitor International, 2015) Theo Cục Chăn nuôi và Hiệp hội Gia cầm Việt Nam, đàn gia cầm ở Việt Nam có tốc độ tăng trưởng trung bình là 4,9% / năm trong giai đoạn 2008-2013. Tại Đồng bằng sông Cửu Long tổng đàn năm 2013 là 58,7 triệu con, bằng 18,7% tổng đàn. Về mặt sản lượng trứng, cả nước sản xuất 9,2 triệu quả trứng trong năm 2016 theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Từ năm 2016 đến năm 2020, lượng trứng tăng trung bình hàng năm sản lượng ước tính là 10%. Khu vực Đồng bằng sông Cửu Long sản xuất khoảng 22,7% tổng lượng trứng sản xuất. Với nhu cầu sử dụng trứng trong nước và xuất khẩu trứng gia tăng, vấn đề chất lượng trứng được đặt lên hàng đầu. Đặc biệt, trong xu thế chung việc dư thừa kháng sinh trong các sản phẩm chăn nuôi được kiểm soát chặt chẽ, khó khăn và thách thức đặt ra cho ngành chăn nuôi gà đẻ là cần tìm giải pháp tối ưu để sản phẩm trứng đầu ra đạt tiêu chuẩn. 1.4. Thực trạng môi trường chăn nuôi công nghiệp ở Việt Nam Cùng với xu hướng chăn nuôi quy mô lớn hơn và chăn nuôi thâm canh, ô nhiễm môi trường đang trở nên nghiêm trọng hơn do xử lý chưa tốt chất thải động vật và sử dụng thức ăn công nghiệp chưa hợp lý. Phần lớn các cơ sở chăn nuôi lợn và gia cầm hiện sử dụng thức ăn công nghiệp mặc dù những cơ
7 sở chăn nuôi nhỏ vẫn sử dụng thức ăn truyền thống (đó là gạo và cám gạo). Ngoài hàm lượng dinh dưỡng cao, (đó là đạm), thức ăn công nghiệp cũng chứa hooc-môn tăng trưởng, kháng sinh và kim loại nặng (từ năm 2014, hóc môn tăng trưởng đã bị Cục Thú y cấm sử dụng trong chăn nuôi). Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng 60% mẫu thức ăn cho lợn được báo cáo là cho thấy ít nhất một loại kháng sinh thuộc nhóm tetracylin và tylosin. Dinh dưỡng và kháng sinh cùng những dư lượng khác trong phân động vật chưa qua xử lý, khi xả ra đất và nước xung quanh chính là những nguyên nhân chủ yếu gây ra ô nhiễm cục bộ. Theo Sở Nông nghiệp. và Phát triển Nông thôn Hà Nội, thành phố đã có 1,223 trang trại chăn nuôi vào năm 2010. Phần lớn trong số đó có quy mô nhỏ và 80% nằm tại những khu vực dân cư. Ô nhiễm môi trường do sản xuất chăn nuôi gây ra là rủi ro lớn nhất cho vật nuôi và sức khỏe công cộng [3]. Mặt khác, sự chuyển đổi từ chăn nuôi quảng canh truyền thống sang sản xuất chăn nuôi thâm canh đang tạo ra khối lượng ngày càng lớn chất thải chăn nuôi. Tới năm 2015, chăn nuôi lợn đã tạo ra tỷ lệ phân cao nhất (30,3%), sau đó là gia cầm (27,4%), và bò (23,7%), trâu (17,1%), và những loại khác như dê, ngựa (1,3%). Theo thống kê của Bộ NN&PTNT (2015) Việt nam có khoảng 80 triệu tấn chất thải động vật mỗi năm. Khoảng 80% số phân được tạo ra bởi các cơ sở chăn nuôi các nông hộ nhỏ và số còn lại là từ những cơ sở trang trại chăn nuôi. Số lượng vật nuôi được phân bố không đều giữa các vùng của Việt Nam. Những vùng có số lượng vật nuôi lớn nhất là Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng Nam Bộ. Khối lượng chất thải động vật trên mỗi km2 vào khoảng 239,8 tấn. Theo ước tính có khoảng 36% tổng khối lượng phân động vật được thải trực tiếp vào môi trường; với tỷ lệ từ 16% đối với chăn nuôi thâm canh tới 40% đối với chăn nuôi nhỏ hộ gia đình. Theo báo cáo, tại vùng đồng bằng sông Hồng - vùng có số lượng lợn nhiều nhất Việt Nam có khoảng 82% lượng phân từ hệ thống chăn nuôi thâm canh được xử lý trong khi chỉ có 39% lượng phân từ các hệ thống chăn nuôi quảng canh được xử lý [3]. 1.4.1. Các phương pháp quản lý chất thải chăn nuôi taị Việt Nam Hiện tại, chất thải chăn nuôi được xử lý bằng nhiều cách, bao gồm ủ phân compost, sử dụng cho hầm khí đốt sinh học và sử dụng trực tiếp dưới dạng phân tươi làm phân bón. Trong ủ phân compost, chất thải rắn được thu
8 lại và trộn để sản xuất phân bón hữu cơ trong khi phần chất lỏng được rửa trôi khỏi sàn chuồng và xả vào môi trường xung quanh hoặc ao cá. Trong khí đốt sinh học, chất thải được thu lại và xử lý trong hầm khí sinh học, khí ga tạo ra sẽ được sử dụng cho việc nấu và chất thải sau biogas được sử dụng làm phân bón hoặc xả vào các ao chăn nuôi cá. Tại một số nơi, phân chuồng tươi (phân gà) đươc bán và bón thẳng cho cây cối như một loại phân hữu cơ [3]. Phân gia cầm có xu hướng trở thành loại phân hữu cơ được người dân ưa chuộng vì nó chứa hàm lượng chất đạm cao và những chất dinh dưỡng cần thiết khác cho cây. Ngoài ra, nó có hàm lượng chất khô cao và dễ thu gom, xử lý và ít tốn kém hơn trong vận chuyển hơn so với những loại chất thải động vật khác. Người dân thường bón trực tiếp cho cây trồng (hoặc cất trữ tạm thời cho mục đích này) sau khi dọn phân ra khỏi chuồng gia cầm. Tại các cơ sở chăn nuôi thương phẩm, phân gà thường được bán trực tiếp cho những người thu gom không qua xử lý. Nông dân và người sản xuất phân bón có thể tới và mua phân khô trực tiếp tại trại gà hoặc thông qua trung gian. Phân gà là một nguồn phân hữu cơ được ưa chuộng cho cà phê, hồ tiêu và cây ăn quả [4]. Năm 2014, theo báo cáo có khoảng 23,4 triệu tấn phân gia cầm được thải ra từ các cơ sở chăn nuôi gia cầm, trong đó 75% được sử dụng trực tiếp làm phân bón [3]. 1.4.2. Ô nhiễm gây ra bởi chất thải chăn nuôi 1.4.2.1. Ô nhiễm nước Chất thải chăn nuôi và các chất hóa học được sử dụng vào những hoạt động nông nghiệp là nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm nước tại các khu vực nông thôn. Ô nhiễm các vùng nước thường xảy ra thông qua nhiều con đường như xả thải trực tiếp chất thải rắn và nước thải chưa qua xử lý một cách thích hợp vào môi trường, những chất gây ô nhiễm gián tiếp ngấm vào tầng nước ngầm từ những hồ ao, tràn từ những nơi lưu trữ chất thải rắn, phân bón cho đất bị cuốn trôi, nước rỉ từ phân bón không được trải đều trên đất và sự lắng đọng các chất gây ô nhiễm bề mặt nước [5]. Hiệp hội Quốc gia về Ban lãnh đạo y tế địa phương. Một khối lượng lớn chất thải từ động vật bị xả thẳng vào môi trường gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước nặng nề. Các chất hữu cơ, mầm bệnh và dư lượng hóa chất từ phân thải đi theo các dòng nước và đi vào kênh rạch, sông ngòi tại các địa phương; một phần ngấm sâu vào nước ngầm. Tại cơ sở chăn nuôi, khoảng 70 đến 90% chất ni-tơ, các loại khoáng chất
9 (phốt-pho, kali, magiê, và những chất khác) và các kim loại nặng có trong thức ăn được cho là đang thải ra môi trường [3]. Ngoài ra, vấn đề ô nhiễm liên quan đến vi khuẩn cũng là vấn đề đáng lo ngại, mức độ ô nhiễm của nước thải (do coliform) gây ra bởi chăn nuôi nông hộ nhỏ được thấy là cao hơn 278 lần so với mức cho phép trong khi ở các cơ sở chăn nuôi trang trại là 630 lần cao hơn mức cho phép [6]. Lượng vi khuẩn E. coli gây ra bởi chăn nuôi nông hộ nhỏ cao hơn mức độ cho phép 8,9 lần và bởi các cơ sở chăn nuôi trang trại cao gấp 22,1 lần. Tổng hàm lượng coliform trong nước thải từ hầm khí sinh học và nước rửa chuồng trại vượt quá ngưỡng cho phép từ 4–2.200 lần. Mức BOD5 và COD trong nước thải sinh học từ các cơ sở chăn nuôi ở miền bắc vượt quá ngưỡng cho phép từ 3 đến 5 lần [7]. 1.4.2.2. Ô nhiễm đất Nhiều nghiên cứu cho thấy chất thải động vật từ các cơ sở chăn nuôi thải trực tiếp trên đất nông nghiệp mà không có một kế hoạch xử lý thích hợp đã gây ra vấn đề ô nhiễm đất nặng nề. Việc chất thải không được xử lý trước khi đưa đến các bãi tập kết cũng là một nguyên nhân gây nên ô nhiễm đất, các chất thải rắn tại các khu tập kết lâu ngày sẽ tạo ra những dòng chảy có độc và mầm bệnh từ các chất ô nhiễm. Điều này mang đến rủi ro cho môi trường nước gần cạnh đó và có thể ảnh hưởng tới nguồn nước sinh hoạt [5]. 1.4.2.3. Ô nhiễm không khí Sự phân hủy chất thải chăn nuôi tạo ra CO2, NH3, CH4, H2S, vi khuẩn, nội độc tốt, các hợp chất hữu cơ bay hơi, các chất có mùi hôi và những phân tử hạt mịn [8]. Sản xuất chăn nuôi được cho là một trong những nhân tố góp phần chính vào việc tạo ra khí nhà kính. Phân vật nuôi cũng là một nguồn ô nhiễm mùi và có rủi ro phát tán bệnh dịch. Ô nhiễm không khí gồm mùi hôi phát ra từ quá trình phân hủy và mục rữa của các chất hữu cơ trong phân, nước tiểu động vật và thức ăn thừa. Độ mạnh của mùi hôi phụ thuộc vào lượng phân được thải ra, điều kiện thông gió, nhiệt độ và độ ẩm. Tỷ lệ NH3, H2S, và CH4 từ chất thải động vật thay đổi khác nhau tùy vào giai đoạn phân hủy, những chất hữu cơ, thành phần cấu tạo, vi sinh vật và điều kiện sức khỏe của động vật [3]. Một nghiên cứu về ô nhiễm môi trường do chăn nuôi năm 2009 cho biết rằng ô nhiễm không khí (hàm lượng NH3) cao hơn 18 lần so với mức độ cho phép đối với cơ sở chăn nuôi hộ gia đình và 21 lần đối với các cơ sở chăn nuôi thương phẩm quy mô lớn [6].
10 1.4.3. Tác động của ô nhiễm chăn nuôi 1.4.3.1. Ảnh hưởng của ô nhiễm chăn nuôi đến sức khỏe con người Chăn nuôi có ảnh hưởng đến sức khỏe con người thông qua ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, đất và không khí. Phân động vật và nước thải từ cơ sở chăn nuôi khác (bao gồm cả động vật đã chết) có chứa các loại virus (ví dụ như H5N1, H1N1), vi khuẩn và ký sinh trùng mà có thể được truyền sang người và gây ra các bệnh nghiêm trọng hoặc dịch bệnh. Chúng có thể sống sót trong môi trường nước và đất trong vài ngày hoặc vài tháng. Bệnh theo đường nước như dịch tả đều do ăn các loại thực phẩm hoặc nước bị ô nhiễm bởi chất thải của động vật. Một trong những bệnh lây truyền trong không khí nghiêm trọng là cúm gia cầm gây ra bởi virus H5N1. Năm 2003, gia cầm đã bị ảnh hưởng bởi dịch cúm (H5N1) dẫn đến việc tiêu huỷ 44 triệu con. Sau đó virus H5N1 truyền sang người và gây ra hơn 100 trường hợp tử vong từ năm 2003 đến năm 2008. Ngoài các bệnh do virus, vi khuẩn và ký sinh trùng, chất thải động vật và nước thải từ cơ sở chăn nuôi cũng có chứa dư lượng thức ăn chăn nuôi và hóa chất có thể gây ô nhiễm nước nếu không được xử lý đúng cách. Tác động đối với sức khỏe cộng đồng phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm thực phẩm hoặc nước uống, giới tính, điều kiện vệ sinh, và các phương pháp xử lý chất thải [9]. 1.4.3.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm chăn nuôi đến sức khỏe vật nuôi Quản lý chất thải động vật cũng rất quan trọng cho chính sức khỏe động vật nuôi. Vệ sinh kém có thể tạo ra một nguồn lây mà từ đó các bệnh truyền nhiễm có thể lây lan, ví dụ như cúm gia cầm, và hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn. Có rất ít nghiên cứu về tác động của hoạt động quản lý chất thải chăn nuôi tới sức khỏe động vật mặc dù từ quan điểm kỹ thuật thì làm vệ sinh và điều kiện vệ sinh môi trường tốt góp phần giúp động vật có sức khỏe tốt và tăng năng suất. Được biết Dự án Cạnh tranh Chăn nuôi và An toàn Thực phẩm đã tiến hành lồng ghép các biện pháp quản lý, ví dụ như trong đó có biện pháp quản lý chất thải tốt. Sau năm năm thực hiện, Dự án đã báo cáo về kết quả giảm tỷ lệ tử vong của lợn và gia cầm từ 15% xuống còn 11,8% và rút ngắn thời gian vỗ béo cho lợn từ 136 ngày xuống còn 118 ngày và gia cầm từ 66 ngày xuống 58 ngày [3]. Nhiều nghiên cứu cho thấy sự lạm dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi đã làm tăng vấn đề kháng thuốc trong những năm vừa qua. Hơn 45 loại kháng sinh được báo cáo là được sử
11 dụng rộng rãi trong sản xuất chăn nuôi ở Việt Nam, trong đó có hơn 17 loại kháng sinh được sử dụng trong chăn nuôi thương phẩm và 15 loại kháng sinh được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi lợn và gia cầm [10]. Một báo cáo dự án gần đây cho thấy 42% người dân Việt Nam có các vi khuẩn kháng thuốc, một tỷ lệ cao so với các nước khác [11]. Ngoài ra một số nghiên cứu cho thấy cho thấy E. coli phân lập từ Colibacillosis ở lợn đã kháng lại nhiều loại kháng sinh như Enrofloxacin (47,2%), Ciprofloxacin (33,3%), Norfloxacin (40%), và Erythromycin (86,6%) [3]. Khoảng 80,1% E. coli phân lập và 77,5% của Salmonella spp. được thấy là kháng ít nhất một loại kháng sinh; 61,5% E. coli và 60% Salmonell spp. đã kháng 2 loại kháng sinh (hoặc nhiều hơn) [10]. 1.4.4. Giải pháp chăn nuôi an toàn sinh học Trước thực trạng hạn chế sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi và cần có giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi, các sản phẩm probiotic đang được hướng đến là một giải pháp hiệu quả trong chăn nuôi an toàn sinh học. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, bổ sung các sản phẩm probiotic trong khẩu phần ăn giúp vật nuôi cân bằng hệ vi sinh đường ruột, tăng cường hệ tiêu hóa, tăng khả năng hấp thu thức ăn, nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn, giúp giảm chi phí chăn nuôi. Ngoài ra, bổ sung các sản phẩm probiotic trong khẩu phần ăn giúp vật nuôi phòng và trị bệnh đường tiêu hóa, hạn chế sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi [12]. Mặt khác sử dụng chế phẩm sinh học làm đệm lót sinh học giúp xử lý chất thải chăn nuôi ngay tại chỗ và giảm bớt ô nhiễm môi trường. Đây là một công nghệ tiên tiến sử dụng vật liệu hữu cơ để hấp thụ chất thải lỏng và dùng sinh vật để lên men phân nhằm giảm bớt mùi hôi và ô nhiễm. Vật liệu thường được sử dụng làm đệm lót sinh học trong chăn nuôi lợn và gia cầm bao gồm vỏ trấu, mùn cưa, xơ dừa, và vi khuẩn lên men. Ưu điểm của công nghệ này là nông dân không phải làm sạch chuồng trại ngày. Điều này giúp giảm sức lao động và chi phí. Theo khảo sát của Bộ NN & PTNN (2015), trong năm 2013 có khoảng 752 trang trại chăn nuôi gia súc và 61.449 hộ chăn nuôi đã sử dụng công nghệ này, chủ yếu trong chăn nuôi gà. 1.5. Vai trò của Probiotic trong chăn nuôi gia cầm 1.5.1. Ứng dụng của Probiotic trong chăn nuôi gà đẻ trứng thương phẩm 1.5.1.1. Ứng dụng của Probiotic trong khẩu phần ăn