HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN YÊN THỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG DẦU BÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VÀ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ MÊTAN TỪ DẠ CỎ CỦA BÒ SỮA LUẬN VĂN THẠC SĨ NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2015 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN YÊN THỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC BỔ SUNG DẦU BÔNG ĐẾN KHẢ NĂNG SẢN XUẤT VÀ MỨC ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ MÊTAN TỪ DẠ CỎ CỦA BÒ SỮA Chuyên ngành : Chăn nuôi Mã số : 60.62.01.05 Người hướng dẫn khoa học TS Trần Hiệp TS Chu Mạnh Thắng HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn, thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Yên Thịnh Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc TS Trần Hiệp TS Chu Mạnh Thắng tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho suốt trình học tập thực đề tài Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Chăn nuôi Chuyên khoa, Khoa Chăn nuôi - Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán viên chức chủ trang trại chăn nuôi bò sữa Công ty Giống bò sữa Mộc Châu giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Yên Thịnh Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình, đồ thị vii Trích yếu luận văn viii Thesis abstract ix Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Chăn nuôi gia súc nhai lại phát thải khí nhà kính 2.2 Cơ chế hình thành ch4 môi trường cỏ 2.2.1 Cơ chế hình thành CH4 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hình thành khí CH4 môi trường cỏ 2.3 Một số phương pháp ước tính phát thải khí mêtan gia súc nhai lại 2.4 Tình hình nghiên cứu giải pháp giảm thiểu khí mêtan giới 11 2.4.1 Nguyên tắc định hướng giảm thiểu khí mêtan 11 2.4.2 Các giải pháp giảm thiểu khí mêtan 11 2.5 Tình hình nghiên cứu giải pháp giảm thiểu khí mêtan Việt Nam 25 2.6 Sơ lược đặc điểm ứng dụng dầu 26 2.6.1 Đặc điểm dầu 26 2.6.2 Ứng dụng dầu đời sống 26 Phần Vật liệu phương pháp nghiên cứu 29 3.1 Vật liệu nghiên cứu 29 3.2 Phạm vi nghiên cứu 29 3.3 Nội dung nghiên cứu 29 3.3.1 Xác đinh thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng thức ăn thí nghiệm 29 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii 3.3.2 Xác định lượng thu nhận tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng 3.3.3 Đánh giá ảnh hưởng dầu đến thay đổi khối lượng bò 29 suất sữa 29 3.3.4 Đánh giá ảnh hưởng bổ sung dầu đến phát thải mêtan từ cỏ 29 3.3.5 Ước lượng lượng lượng qua phát thải mêtan 30 3.4 Phương pháp nghiên cứu 30 3.4.1 Phương pháp thí nghiệm gia súc 30 3.4.2 Phương pháp thí nghiệm gia súc 30 3.4.3 Xác định thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng loại thức ăn sử dụng 31 3.4.4 Phương pháp xác định phần thu nhận 32 3.4.5 Phương pháp xác định thay đổi khối lượng 33 3.4.6 Phương pháp xác định lượng mêtan thải 33 3.4.7 Phương pháp xử lý số liệu 34 Phần Kết thảo luận 36 4.1 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng thức ăn 36 4.2 Kết theo dõi lượng thu nhận thức ăn 38 4.2.1 Lượng thu nhận chất dinh dưỡng 38 4.2.2 Lượng thu nhận chất dinh dưỡng tiêu hóa 40 4.3 Tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng phần 41 4.4 Sự thay đổi khối lượng bò suất sữa 43 4.4.1 Sự thay đổi khối lượng bò 43 4.4.2 Sự thay đổi suất sữa 44 4.5 Ảnh hưởng phần đến mức độ phát thải khí mêtan 47 4.6 Ảnh hưởng phần đến cường độ phát thải khí mêtan từ cỏ 48 4.6.1 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo lượng dinh dưỡng thu nhận 48 4.6.2 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo lượng dinh dưỡng tiêu hóa 50 4.6.3 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo sản lượng sữa tiêu chuẩn 51 4.7 Ước lượng lượng qua phát thải khí mêtan 52 4.8 Hiệu chăn nuôi hiệu môi trường 54 Phần Kết luận kiến nghị 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến nghị 56 Tài liệu tham khảo 57 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng việt ADF Xơ không tan môi trường axit Ash Khoáng tổng số ATP Chất mang lượng CF Xơ thô CP Protein thô ĐC Đối chứng DD Dinh dưỡng DE Năng lượng tiêu hóa DM Chất khô DMI Chất khô thu nhận EE Chất béo thô FCM Sữa tiêu chuẩn 4% mỡ sữa GE Năng lượng thô GSNL Gia súc nhai lại HP Lượng nhiệt sản sinh KL Khối lượng KPCS Khẩu phần sở ME Năng lượng trao đổi NDF Xơ không tan môi trường trung tính NS Năng suất OM Chất hữu TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TMR Thức ăn hỗn hợp thô TN Thí nghiệm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần đặc trưng chất khí cỏ ( %) Bảng 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 30 Bảng 4.1 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng thức ăn thí nghiệm 36 Bảng 4.2 Lượng thu nhận chất dinh dưỡng 39 Bảng 4.3 Lượng thu nhận chất dinh dưỡng tiêu hóa 41 Bảng 4.4 Tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng phần 42 Bảng 4.5 Sự thay đổi khối lượng bò 43 Bảng 4.6 Sự thay đổi suất sữa 44 Bảng 4.7 Mức độ phát thải khí mêtan 47 Bảng 4.8 Cường độ phát thải mêtan tính theo lượng dinh dưỡng thu nhận 49 Bảng 4.9 Cường độ phát thải mêtan tính theo lượng dinh dưỡng tiêu hóa theo sản lượng sữa Bảng 4.10 Ước lượng lượng lượng qua phát thải khí mêtan Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp 50 52 Page vi DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Khí mêtan từ nguồn phát thải khác Hình 2.2 Phương pháp sử dụng kỹ thuật in vitro gas production 10 Đồ thị 4.1 Năng suất sữa lô thí nghiệm 45 Đồ thị 4.2 Ảnh hưởng bổ sung dầu đến suất sữa 46 Đồ thị 4.3 Tổng lượng khí mêtan thải từ cỏ bò 48 Đồ thị 4.4 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo sản lượng sữa tiêu chuẩn 51 Đồ thị 4.5 Năng lượng thải qua mêtan lô thí nghiệm 53 Đồ thị 4.6 Hiệu chăn nuôi hiệu môi trường bò tiết sữa 54 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Thí nghiệm tiến hành để xác định ảnh hưởng mức bổ sung dầu vào phần ăn đến khả khả sản xuất mức độ phát thải khí mêtan từ cỏ bò sữa Hai mươi tư bò vắt sữa (Holstein Frisian) với trọng lượng thể ban đầu 578,42 kg phân theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn Các chế độ ăn bổ sung dầu hạt mức 0,0; 1,5; 3,0 4,5 % chất khô thu nhận Tất bò cho ăn với chế độ ăn theo điều kiện truyền thống trang trại Mộc Châu Kết nghiên cứu cho thấy lượng chất khô thu nhận (DMI), lượng trao đổi (ME) sản lượng sữa tăng lên bổ sung mức dầu vào phần ME thu nhận cao bổ sung dầu mức 4,5% DM thu nhận lượng ME thu nhận thấp bổ sung dầu mức 0,0% Năng suất sữa cao lô bổ sung dầu 1,5% , sau đến mức bổ sung 3,0% lượng chất khô thu nhận Hơn nữa, mức bổ sung dầu khác dẫn tới xu hướng giảm tổng phát thải khí mêtan (l/ngày) 8,05%, 28,89%, 14,53%, tương ứng lô TN1.5, TN3.0, TN4.5 so với lô ĐC cường độ phát thải khí mêtan (l/kgDM) giảm từ 11,09%, 33,58%, 20,51%, tương ứng lô TN1.5, TN3.0, TN4.5 so với lô ĐC Dầu làm giảm lượng dạng khí mêtan Những cách tiếp cận, với giả thuyết thông tin mô tả thí nghiệm này, có tiềm đáng kể để cải thiện lượng chất khô thu nhận, ME thu nhận, sản lượng sữa giảm phát thải khí mêtan từ cỏ bò sữa Dựa sở nghiên cứu kết luận sử dụng dầu mức 1,5-3,0% DM thu nhận có hiệu Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii thí nghiệm bổ sung dầu mức 1,5% DM thu nhận mức dầu 4,5% DM thu nhận giá trị không sai khác mặt thống kê (P>0,05) Shibata et al (1992) cho thấy phần có tỷ lệ tiêu hóa cao làm giảm lượng khí mêtan thải Ở kết thí nghiệm bổ sung dầu mức khác làm giảm tỷ lệ tiêu hóa lô thí nghiệm ĐC, TN1.5, TN3.0, TN4.5, nhiên cường độ phát thải khí CH4 lại giảm dần lô thí nghiệm tác dụng dầu làm ức chế VSV, giảm hình thành khí mê tan Như mức bổ sung dầu mức bổ sung 3,0% DM thu nhận lượng khí CH4 thải ra/ kg DM, OM, NDF, ADF tiêu hóa thấp 4.6.3 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo lượng sữa tiêu chuẩn Cường độ phát thải khí CH4 tính theo lượng sữa tiêu chuẩn thể qua bảng 4.9 đồ thị 4.4 L CH4/kg FCM 35 30 29.29 23.77 25 21.57 20 18.18 15 10 ĐC TN1.5 TN3.0 TN4.5 Đồ thị 4.4 Cường độ phát thải khí CH4 tính theo sản lượng sữa tiêu chuẩn Đồ thị 4.4 cho thấy lượng khí mêtan thải tính theo l/kg FCM lô biến động khoảng 18,18-29,29 (l/kg FCM) Lô có giá trị cao lô ĐC( 29,29 l/kg FCM), lô có giá trị thấp lô TN3.0 (18,18 l/kg FCM) So sánh lượng phát thải l CH4/kg FCM lô ĐC với lô TN1.5 , TN3.0 lô TN4.5 có sai khác có ý nghĩa thống kê (P[...]... thấy ảnh hưởng của dầu thực vật nói chung hay dầu bông nói riêng tới khả năng giảm phát thải khí mêtan ở bò sữa Do vây, mức bổ sung dầu bông thích hợp vừa đảm bảo năng suất gia súc, vừa giảm thiểu khí mêtan cần được kiểm chứng ở nước ta 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Xác định được mức bổ sung dầu bông thích hợp vào khẩu phần ăn cho bò sữa vừa đảm bảo năng suất chăn nuôi, vừa giảm thiểu mức độ phát thải khí mêtan. .. mêtan từ dạ cỏ 1.3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài Xác định được ảnh hưởng của việc bổ sung dầu bông vào khẩu phần ăn của bò sữa nhằm giảm sự phát thải khí mêtan từ dạ cỏ 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở cho một trong những giải pháp góp phần làm giảm thiểu sự phát thải khí mêtan từ dạ cỏ bò sữa trong bối cảnh... với việc phát triển và hoàn thiện chức năng dạ cỏ, việc sản sinh khí CH4 cũng tăng nhanh Theo ước tính lượng khí CH4 hàng ngày ở bò thịt và bò sữa tương ứng khoảng 60 đến 71 g và 109 đến 126 g Bò cao sản cần nhiều năng lượng để sản xuất sữa, thịt nên lượng khí CH4 tạo ra cũng nhiều hơn bò thấp sản Theo tính toán một con bò sữa có khối lượng trung bình 500650kg mỗi ngày có thể thải ra 70-118 g khí CH4... không no) trong khẩu phần có thể giảm thải CH4 đến 37% do làm tăng axit propiotic và giảm tác dụng của protozoa trong dạ cỏ (Czerkawski, 1969) Tuy nhiên việc bổ sung sẽ ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật dạ cỏ, ảnh hưởng đến thành phần của sữa Trong một nghiên cứu khác việc bổ sung dầu vào khầu phần cho gia súc nhai lại có thể giảm 25% (in vitro) – 80% (invivo) lượng khí thải CH4 (Machmüller and Kreuzer, 2003)... tiến chất lượng khẩu phần và tăng hiệu quả sản xuất sữa (Bell et al., 2008) Cải tiến chất lượng khẩu phần là giải pháp ngắn hạn, còn tăng hiệu quả sản xuất sữa là giải pháp chiến lược Mêtan thải ra từ bò sữa có thể giảm theo một hàm mũ nếu tăng năng suất sữa /bò sữa/ năm (Garnsworthy, 2004) Giảm đầu con, tăng năng suất sữa /bò/ năm là một cách để giảm khí thải mêtan từ chăn nuôi bò sữa (O’Mara et al., 2008)... quyển và khả năng giữ năng lượng bức xạ, tiềm năng làm nóng lớp không khí gần với bề mặt trái đất được biểu thị bằng đương lượng phát thải CO2 (CO2-eq) Tiềm năng làm nóng trái đất của khí nhà kính là rất khác nhau Mêtan và N2O (nitrous oxide) có khả năng giữ năng lượng bức xạ cao hơn 25 và 298 lần so với tiềm năng này của 1 kg CO2 Tổng đương lượng CO2 phát thải từ chăn nuôi bò sữa được ước tính vào khoảng... dạ dày và ruột già và ảnh hưởng đến lượng khí thải nhà kính CH4 Khí mêtan tạo ra (% năng lượng ăn vào) giảm khi mức nuôi dưỡng tăng hay khi tỷ lệ tiêu hóa của khẩu phần được cải tiến Theo Giger–Reverdin et al (2003), khí CH4 tạo ra trong dạ cỏ giảm khi lượng thức ăn tinh trong khẩu phần tăng lên Thành phần của khẩu phần cũng ảnh hưởng đến thải nitơ, chất hữu cơ trong phân, chúng đến lượt mình lại ảnh. .. ngày và thành phần dinh dưỡng trong khẩu phần đó (Woodward, 2004) Thời kỳ đỉnh cao của chu kỳ tiết sữa, bò sữa cao sản có thể thải 350 gam khí CH4/ngày (khoảng 500 lít) Tuy nhiên tỷ lệ khí mêtan/ đơn vị vật chất khô sữa ở bò sữa cao sản lại thấp hơn bò thấp sản + Chất lượng khẩu phần, tỷ lệ tiêu hóa và mức độ thu nhận thức ăn: Lượng thức ăn ăn vào của gia súc nhai lại càng nhiều thì khả năng sinh khí. .. sinh mêtan ở dạ cỏ vì chúng ức chế vi khuẩn sinh mêtan ở dạ cỏ (rumen methanogens), trong khi đó tanin cô đặc ảnh hưởng đến sản sinh mêtan thông qua ức chế tiêu hóa xơ ở dạ cỏ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13 Saponin cũng ức chế sinh mêtan ở dạ cỏ, cơ chế hoạt động của saponin liên quan đến ảnh hưởng ức chế sự phát triển Protozoa Tuy nhiên ảnh hưởng này thường... protozoa, và nấm (Martin et al., 2008b) 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành khí CH4 trong môi trường dạ cỏ Mêtan (CH4) từ chăn nuôi gia súc nhai lại chủ yếu đến từ quá trình lên men thức ăn ở dạ cỏ, phân gia súc và chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như: tuổi gia súc, khối lượng, chất lượng thức ăn, hiệu quả tiêu hóa thức ăn (Steinfeld et al., 2006) + Giống, tuổi, sức sản xuất : Việc phát thải khí