VŨ CHI CƯƠNG – Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì ME...
43
ƯỚC TÍNH NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TRAO ĐỔI CHO DUY TRÌ (MEm) Ở BÒ TƠ
LỠ HƯỚNG SỮA LAI 75% HF BẰNG HAI PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU
Vũ Chí Cương, Lê Minh Lịnh và Đinh Văn Tuyền
Bộ môn Dinh dưỡng - Thức ăn và Đồng cỏ - Viện Chăn nuôi
Tác giả liên hệ: Vũ Chí Cương - Viện Chăn nuôi - Từ Liêm - Hà Nội
Tel: (04) 38.386.127/ 0912.121.506; Fax: (04) 38.389.775; Email: vuchicuong@gmail.com
ABSTRACT
Prediction of metabolizable energy requirements for maintenance of 75% Holstein Friesian crossbred
heifers by two methods
Six in vivo digestibility trials on crossbred heifers have been undertaken from 2008 to 2009 at NIAS to predict
metabolizable energy requirements for maintenamce of 75% Holstein Friesian crossbred heifers. Four 75%
Holstein Friesian crossbred heifers (18-20 months old, non-pregnant) were used for each in vivo digestibility
trial. Six kinds of animal feeds used in six vivo digestibility trials including 4 kinds of regrowth elephant grasses,
one stylo hay and one urea treated rice straw. GE, DE, ME (MJ/day), GE, DE, ME (MJ/kgDM of feed),
digestible coefficient of energy, ME/GE and MEm were estimated either by a direct method with Bomb
calorimeter or by an indirect method using equations from INRA.
It was revealed that GE, DE, ME (MJ/kgDM), DE, ME (MJ/kgDM), digestible coefficient of energy estimated
using INRA equations were significant higher than these using Bomb calorimeter (P < 0,05, 0,01 or 0,001).
Consequently, MEm (MJ/kgBW and MJ/kgBW0,75) estimated using INRA equations were significant higher than
these using Bomb calorimeter (P < 0,05, 0,01). MEm (MJ/kgBW and MJ/kgBW0,75) in these feeding trials was
not affected by types of animal feeds. MEm for maintenamce of 75% Holstein Friesian crossbred
heifers(MJ/kgBW and MJ/kgBW0,75)predicted using Bomb calorimeter in this study was in a range of recently
published literature and was 0.5935MJ ME/ kgBW0,7.
Key words: metabolizable energy requirements; crossbred heifers
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì (Metabolizable energy for maintenance - MEm) trong
các hệ thống năng lượng được sử dụng hiện nay tại châu Âu và Bắc mỹ được tính toán trên cơ
sở các số liệu của các thí nghiệm đo trao đổi nhiệt. Ví dụ, trong hệ thống năng lượng trao đổi
(Metabolizable energy ME) của ARC, nhu cầu năng lượng thuần cho duy trì (Net enery for
maintenance – NEm) được tính toán dựa trên các số liệu về trao đổi đói (Nhiệt sản xuất lúc đói
- Fasting Heat Production) (FHP) cộng với năng lượng thải ra qua nước tiểu ở trạng thái đói
(Fasting Urinary Energy Output) ở bò đực thiến giống chuyên dụng thịt và bò cái sữa không
chửa cho ăn hạn chế một thời gian dài (thường là ở mức duy trì). Ngoài ra, một cách khác để
xác định nhu cầu năng lượng cho duy trì là dùng các thuật toán hồi qui tìm quan hệ giữa ME
ăn vào, sữa sản xuất ra trong điều kiện hiệu chỉnh để cân bằng năng lượng là zero ở bò sữa
cho ăn khẩu phần đáp ứng các mức sản xuất khác nhau. Sử dụng phương pháp này Moe cộng
sự (1972), Van Es (1978) đã tính ra được giá trị MEm và sau đó là NEm hiện được sử dụng
trong hệ thống NE của NRC tại Bắc mỹ, châu Âu: Hà lan, Pháp, Đức, Thụy sĩ.
Gần đây rất nhiều nghiên cứu cho thấy giá trị MEm cho bò sữa ngày nay cao hơn rất nhiều so
với các tiêu chuẩn trước kia. Agnew và Yan (2000) thấy: giá trị trung bình MEm tính được là
0,62 MJ/kg0,75, cao hơn 27 % so với giá trị của Van Es (1975) và cũng cao hơn 27 % so với
giá trị tính từ ARC (1990).
Vấn đề ở đây là: việc áp dụng nhu cầu năng lượng cho duy trì cũ ở bò sữa hiện không còn
chính xác nữa và nhiều nước như Vương quốc Anh, Hoa kỳ và cả châu Âu đang hiệu chỉnh
để có hệ thống mới. Để có được số liệu về nhu cầu năng lượng duy trì cho bò sữa lai ở Việt
nam với điều kiện khí hậu nhiệt đới, và gia súc cho sữa có tiềm năng di truyền cao, rất cần
nghiên cứu nhu cầu năng lượng cho duy trì để hiệu chỉnh các nhu cầu năng lượng hiện
VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 23-Tháng 4-2010
44
đang mượn để dùng ở nước ta từ nhu cầu tính được trên bò sữa ở các nước ôn đới. Vì lý do
trên chúng tôi tiến hành đề tài này với mục tiêu: So sánh phương pháp xác định năng lượng
thô (Gross enery – GE), năng lượng tiêu hóa (Digestible energy – DE), tỷ lệ tiêu hóa năng
lượng, ME của thức ăn và nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì (MEm) trực tiếp bằng
bomb calorimeter và áp dụng phương trình của INRA (1989) để từ ước tính nhu cầu năng
lượng trao đổi cho duy trì ở bò sữa lai ¾ HF nuôi tại Việt nam.
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài được tiến hành từ năm 2008 đến năm 2009 tại Bộ môn Dinh dưỡng, Thức ăn chăn nuôi
và Đồng cỏ và Trung tâm thực nghiệm và bảo tồn nguồn gen động vật, Viện Chăn nuôi.
Bố trí thí nghiệm
Để xác định nhu cầu năng lượng duy trì cho bò cái tơ lỡ lai 75% HF, 04 bò cái tơ (18-20 tháng
tuổi) lai ¾ HF không mang thai được sử dụng trong thí nghiệm tiêu hóa cho mỗi loại thức ăn
thí nghiệm (n = 4 cho mỗi loại thức ăn).
Thí nghiệm tiêu hoá in vivo được tiến hành theo quy trình thí nghiệm xác định tỷ lệ tiêu hoá in
vivo bằng phương pháp thu phân và nước tiểu tổng số (total faeces and urine collection)
(Cochran và Galyean, 1994., Burns và cs, 1994). Bò thí nghiệm được nuôi nhốt cá thể trên cũi
trao đổi chất và cho ăn ở mức duy trì trong thời gian chuẩn bị 10 ngày, sau đó đến giai đoạn
thu mẫu 7 ngày. Bò được cho uống nước tự do. Trước và sau mỗi một giai đoạn thu mẫu bò
được cân để kiểm tra tăng trọng. Trước khi vào thí nghiệm bò được tấy ký sinh trùng đường
tiêu hóa. Trong thời gian thu mẫu 7 ngày toàn bộ lượng phân bò bài tiết ra được thu nhặt theo
cá thể, cân xác định khối lượng rồi lấy mẫu (10% tổng khối lượng) để xác định chất khô,
thành phần hóa học (protein thô (Crude protein) CP, mỡ (Este extract- EE), xơ thô (Crude
fiber-CF), NDF, ADF, khoáng (Total ash –Ash) và giá trị năng lượng thô (GE) trên Bomb
calorimeter do Đức sản xuất. Thức ăn cho ăn và thức ăn thừa cũng được cân, lấy mẫu xác
định chất khô, thành phần hóa học và giá trị GE như đối với mẫu phân. Nước tiểu cũng được
thu cá thể trong 7 ngày, xác định dung tích, khối lượng. Nước tiểu thu được hàng ngày của
các cá thể bò được đổ vào bình đã có sẵn 100 ml 7,2 N H2SO4 và lấy mẫu (10ml/1lít) để phân
tích hàm lượng CP và GE trên Bomb calorimeter. Tất cả các mẫu thức ăn cho ăn, thức ăn
thừa, phân, nước tiểu được giữ ở nhiệt độ −20oC cho đến khi phân tích.
Thức ăn và chế độ nuôi dưỡng
Bảng 1: Thành phần hóa học của các thức ăn thử nghiệm (% chất khô)
Thức ăn
Protein
thô (%)
Mỡ thô
(%)
Xơ thô
(%) NDF (%) ADF (%)
Tro thô
(%)
CV35 13,18 1,70 33,97 68,14 40,50 17,17
CV40 12,10 1,48 37,06 70,27 41,46 16,59
CV45 10,66 1,41 38,28 72,94 44,65 14,86
CV50 10,10 1,51 38,47 74,12 43,87 12,90
Rơm ủ urea 4% 12,24 1,23 37,55 69,05 49,86 8,89
Cỏ khô stylo 14,15 1,45 40,27 61,57 43,98 6,23
CV35: cỏ voi cắt tái sinh mùa hè sau 35 ngày; CV 40: cỏ voi cắt tái sinh mùa hè sau 40 ngày; CV 45: cỏ voi cắt
tái sinh mùa hè sau 55 ngày; CV 50: cỏ voi cắt tái sinh mùa hè sau 50 ngày.
VŨ CHI CƯƠNG – Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì ME...
45
Sáu loại thức ăn bao gồm 4 loại cỏ voi cắt sau tái sinh vào mùa hè lúc 35, 40, 45 và 50 ngày
(CV35, CV40, CV45, CV50) cùng với 1 loại cỏ khô stylo trồng tại Ninh Bình và 1 loại rơm ủ
urea 4% được sử dụng trong nghiên cứu này. Thức ăn được chặt nhỏ: 2-3 cm và cho ăn ngày
hai lần vào 8h sáng và 4h chiều. Thức ăn được cho ăn hạn chế để đảm bảo tăng trọng bằng
không hoặc rất nhỏ. Giai đoạn nuôi chuẩn bị (10 ngày) chính là giai đoạn điều chỉnh mức ăn
vào hàng ngày của từng bò. Thành phần hóa học của thức ăn thí nghiệm được trình bày ở
Bảng 1. Đây là các thức ăn có hàm lượng xơ khá cao.
Xác định thành phần hóa học và GE của thức ăn, nước tiểu và phân
Chất khô (DM), protein thô (CP), mỡ thô (EE), xơ thô (CF) và khoáng tổng số (Ash) của thức
ăn được xác định theo các tiêu chuẩn TCVN 4326 - 86, TCVN 4328 - 86, TCVN 4331-2001,
TCVN 4329 - 86, TCVN 4327 - 86, riêng NDF, ADF được xác định theo phương pháp của
Goering và Van Soest (1970). GE của thức ăn, nước tiểu và phân được xác định bằng cách đốt
trực tiếp trên bom calorimeter, riêng nước tiểu trước khi đốt phải trộn với chất trợ cháy là
paraphin.
Xác định khối lượng và lượng thức ăn ăn vào
Khối lượng bò được xác định bằng cân điện tử Rudweight của Australia. Lượng chất khô thức
ăn được tính từ lượng thức ăn ăn vào, thức ăn còn thừa và vật chất khô của thức ăn.
Xác định tỷ lệ tiêu hóa in vivo của thức ăn
Tỷ lệ tiêu hóa in vivo của thức ăn được xác định bằng phương pháp thu phân và nước tiểu
tổng số (total faeces and urine collection) (Cochran và Galyean, 1994., Burns và cs, 1994). Tỷ
lệ tiêu hóa in vivo của một chất A nào đó trong thức ăn được tính như sau: Tỷ lệ tiêu hóa in
vivo của A (%) = [(Lượng chất A ăn vào từ thức ăn – (Lượng chất A trong phân + lượng chất
A trong nước tiểu (nếu có))/ Lượng chất A ăn vào từ thức ăn] x 100.
Xác định các giá trị năng lượng
Các giá trị năng lượng được xác định bằng hai phương pháp khác nhau để so sánh.
*Phương pháp trực tiếp dùng bom calorimeter
Giá trị GE, DE, ME (MJ/ngày), tỷ lệ tiêu hóa năng lượng và nhu cầu MEm được xác định trực
tiếp trên trên Bomb calorimeter.
Ở đây: GE = tổng nhiệt tạo ra khi đốt thức ăn trực tiếp trên bom;
DE = tổng nhiệt sản xuất khi đốt thức ăn trực tiếp trên bom - tổng nhiệt sản xuất khi đốt phân
trực tiếp trên bom sau khi gia súc ăn thức ăn đó;
Tỷ lệ tiêu hóa năng lượng = (GE –DE)/GE * 100,
ME = DE-[(GE/100) x 6) + GE trong nước tiểu) với giá trị năng lượng thải ra theo khí
methan (6% của tổng năng lượng thô ăn vào) (McDonald và và cs, 1995).
Tổng ME (MJ/con/ngày) = ME (MJ/kg DM thức ăn) x Tổng lượng chất khô ăn vào/ngày.
Tổng năng lượng ME ăn vào này trước hết được hiệu chỉnh: trừ đi lượng năng lượng chi phí
cho tăng trọng/ngày (nếu bò tăng trọng) hoặc cộng thêm lượng năng lượng chi phí cho tăng
trọng/ngày (nếu bò thụt tăng trọng) với hệ số là19,3 MJ/kg tăng trọng (Feed into Milk, 2004)
Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì: MEm/kg BW = tổng ME ăn vào/khối lượng bình
quân; nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì MEm/kg BW0,75) = tổng ME ăn vào/ BW0,75.
VIỆN CHĂN NUÔI - Tạp chí Khoa học Công nghệ Chăn nuôi - Số 23-Tháng 4-2010
46
*Phương pháp gián tiếp theo hệ thống của INRA (1989)
Giá trị năng lượng thô (Gros energy-GE), năng lượng tiêu hóa (Digestible Energy – DE), năng
lượng trao đổi (Metabolizable Energy-ME) (MJ/ngày), tỷ lệ tiêu hóa năng lượng và nhu cầu trao
đổi cho duy trì (MEm) xác định theo hệ thống của INRA Pháp (1989), sử dụng số liệu tiêu hóa
in vivo để áp vào công thức của Jarrige (1978); Andrien và cs. (1989); Xande và cs. (1989).
GE (kcal/kg OM) = 4543 + 2,0113 x CP (g/kg OM) ± 32,8 (r = 0,935). Jarige (1978); Xande và cs,
(1989):
Trong đó GE = Kcal/kg chất hữu cơ - OM
Sau đó chuyển giá trị này thành GE: Kcal/kg chất khô - DM
DE = GE x dE (Xande và cs, 1989):
Ở đây: DE = Kcal/kg OM. Với: dE = 1,0087 dOM - 0,0377
0,007 (r = 0,996)
Ở đây dE: Tỷ lệ tiêu hoá của năng lượng thô, dOM: tỷ lệ tiêu hoá của chất hữu cơ.
Sau đó chuyển giá trị này thành DE: Kcal/kg DM.
ME = DE x ME/DE (Xande và cs, 1989).
Trong đó. ME = Kcal/kg OM. Sau đó chuyển giá trị này thành ME: Kcal/kg chất khô.
ME/DE = 0,8417 - (9,9 x 10-5 x cellulose thô (g/kg chất hữu cơ)) - (1,96 x 10-4 x CP (g/kg
chất hữu cơ)) + 0,221 x NA).
NA = Số lượng chất hữu cơ tiêu hoá ăn được (DOM) (g/kg W0,75)/23
Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì tính theo INRA cũng tương tự như dùng Bom
calorimeter: MEm/kg BW = tổng ME ăn vào/khối lượng bình quân; Nhu cầu năng lượng trao
đổi cho duy trì
MEm/kg BW0,75 = tổng ME ăn vào/ BW0,75. Tổng ME (MJ/con/ngày) = ME (MJ/kg DM thức
ăn) x Tổng lượng chất khô ăn vào/ngày.
Xử lý số liệu
Số liệu thí nghiệm được xử lý thông qua phân tích phương sai ANOVA trên phần mềm
Minitab phiên bản 14.0. Các phương trình hồi qui được xây dựng trên Excel sử dụng
regression technique cho hàm hồi qui bậc 1.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Ảnh hưởng của phương pháp xác định đến GE, DE (MJ/ngày) và hệ số tiêu hóa năng
lượng
Bảng 2. Ảnh hưởng của PP xác định đến GE, DE (MJ/ngày) và hệ số tiêu hóa năng lượng
Chỉ tiêu Thức
ăn
N Mean SEM StDev Min Max
1 4 75,78 8,31 16,62 60,58 99,46
2 4 79,38 1,69 3,38 75,72 83,14
3 4 82,81 1,89 3,79 78,4 87,23
4 4 82,06 4,23 8,46 75,58 93,69
5 4 79,40 2,17 4,34 75,23 85,28
6 4 70,80 2,28 4,56 67,44 77,48
GE-
INRA(MJ/ngày)
TB 24 78,37 1,82 4,46 70,80 82,81
VŨ CHI CƯƠNG – Nhu cầu năng lượng trao đổi cho duy trì ME...
47
Chỉ tiêu Thức
ăn
N Mean SEM StDev Min Max
1 4 71,08 7,36 14,72 60,21 92,82
2 4 73,88 1,93 3,87 70,29 77,89
3 4 78,35 2,27 4,54 71,95 82,60
4 4 77,55 4,07 8,13 71,04 89,23
5 4 69,49 1,90 3,80 65,83 74,63
6 4 58,50 1,88 3,77 55,73 64,02
GE-Bom
(MJ/ngày)
TB 24 71,48 2,96 7,24 58,50 78,35
1 4 50,85 5,22 10,43 40,96 65,57
2 4 50,38 1,63 3,25 46,16 53,21
3 4 52,38 1,84 3,68 47,75 55,91
4 4 50,24 4,60 9,19 42,15 59,19
5 4 44,16 3,65 7,30 38,97 54,69
6 4 47,01 2,15 4,30 43,38 53,23
DE-
INRA(MJ/ngày)
TB 24 49,17***a 1,23 3,02 44,16 52,38
1 4 43,46 5,72 11,43 33,48 59,86
2 4 39,872 0,839 1,679 37,850 41,933
3 4 43,54 1,93 3,87 38,57 47,99
4 4 42,28 4,17 8,34 33,79 53,69
5 4 35,69 2,29 4,57 31,77 41,97
6 4 34,31 1,87 3,75 30,54 39,38
DE-Bom
(MJ/ngày)
TB 24 39,86***b 1,64 4,01 34,31 43,54
1 4 0,67229 0,00450 0,00901 0,65929 0,67985
2 4 0,6349 0,0195 0,0391 0,5955 0,6792
3 4 0,6322 0,0115 0,0229 0,6090 0,6638
4 4 0,6093 0,0316 0,0633 0,5577 0,6887
5 4 0,5538 0,0303 0,0606 0,5042 0,6413
6 4 0,6633 0,0115 0,0230 0,6335 0,6870
Hệ số tiêu hóa
năng lương-INRA
TB 24 0,6276**c 0,0174 0,0427 0,5538 0,6723
1 4 0,6068 0,0204 0,0407 0,5560 0,6449
2 4 0,5402 0,0120 0,0240 0,5085 0,5659
3 4 0,55504 0,00983 0,01966 0,53616 0,58104
4 4 0,55504 0,00983 0,01966 0,53616 0,6017
5 4 0,5123 0,0194 0,0387 0,4696 0,5623
6 4 0,5858 0,0190 0,0381 0,5398 0,6190
Hệ số tiêu hóa
năng lương-Bom
TB 24 0,5592**d 0,0136 0,0334 0,5123 0,6068
TB; Trung bình cho 6 loại thức ăn nghiên cứu, Giá trị trung bình của cùng một chỉ tiêu mang chư cái khác nhau
đáng tin cậy mặt thống kê; ***: P < 0,001, **: P < 0,01
Bảng 2 cho thấy, nhìn chung các phương pháp khác nhau cho kết quả tính toán khác nhau.
Khuynh hướng chung là các giá trị GE, DE (MJ/ngày) và hệ số tiêu hóa năng lượng tính theo
INRA cao hơn các giá trị tương ứng đo trực tiếp trên bom calorimeter. Phương pháp xác định
có ảnh hưởng đáng tin cậy về mặt thống kê đến DE (MJ/ngày) (P< 0,001) và hệ số tiêu hóa
năng lượng (P<0,05), nhưng không ảnh hưởng đến GE (MJ/ngày) (P>0,05).
Ảnh hưởng của phương pháp xác định đến ME (MJ/ngày) và tỷ lệ ME/GE của thức ăn
Tương tự như ở Bảng 2, kết quả ở Bảng 3 cho thấy: các phương pháp khác nhau cho kết quả
tính toán khác nhau. Khuynh hướng chung là các giá trị ME (MJ/ngày) và tỷ lệ ME/GE tính