Đọc bài báo này bằng: Dinh dưỡng

Kích thước hạt là yếu tố chính trong tính bền vững

Trong bối cảnh hiện nay với chi phí sản xuất cao và áp lực ngày càng lớn từ các quy định về môi trường, ngành chăn nuôi heo đang đối mặt với thách thức trong việc cân bằng giữa hiệu quả sản xuất và tính bền vững về môi trường cũng như kinh tế.
Một yếu tố then chốt trong bài toán này chính là kích thước hạt của thức ăn – mà những hành động đơn giản từ phía người chăn nuôi có thể mang lại những cải thiện đáng kể.

Kích thước hạt là gì?

Kích thước hạt (particle size) đề cập đến kích cỡ của các thành phần nguyên liệu cấu thành thức ăn, tức là mức độ nghiền thức ăn đã trải qua trước khi được cung cấp cho vật nuôi. Thông số này thường được đo bằng đường kính trung bình hình học (GMD), thể hiện kích thước hạt trung bình và độ lệch chuẩn (SD), phản ánh sự thay đổi về kích thước hạt trong hỗn hợp.

Mặc dù kích thước hạt trung bình (GMD) và độ lệch chuẩn (SD) bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt của tất cả các thành phần tạo nên khẩu phần ăn, hầu hết các nhà máy thức ăn chăn nuôi chỉ nghiền chủ yếu các thành phần có nguồn gốc thực vật, và đây cũng là thành phần chiếm tỷ lệ cao nhất trong khẩu phần ăn. Do tác động đáng kể của chúng đến cả hiệu quả thức ăn và chi phí thức ăn, việc nghiền tối ưu các nguyên liệu này là vô cùng quan trọng.

Tại sao kích thước hạt quan trọng?

Kích thước hạt đóng vai trò quan trọng trong khả năng tiêu hóa thức ăn. Việc giảm kích thước hạt sẽ làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các enzyme tiêu hóa hoạt động, và nhờ đó cải thiện khả năng tiêu hóa cũng như hiệu quả sử dụng dưỡng chất.

Trong những năm 1990, đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện về kích thước hạt tối ưu của các loại ngũ cốc trong khẩu phần ăn của heo, qua đó cho thấy ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng tiêu hóa dưỡng chất. Mặc dù khuyến nghị về kích thước hạt có thể thay đổi tùy theo loại ngũ cốc, loại máy nghiền và giai đoạn sống của vật nuôi, nhưng nhìn chung, các hạt trong phạm vi 500 - 600 µm được phát hiện là cải thiện khả năng tiêu hóa và năng suất của heo (Rojas et. al., 2017).

Bảng 1: Ảnh hưởng của kích thước hạt ngô đến khả năng tiêu hóa tổng thể biểu kiến (ATTD) của vật chất khô (DM) và năng lượng thô (GE) và nồng độ năng lượng tiêu hóa được (DE), năng lượng chuyển hóa (ME) và năng lượng ròng (NE) của heo.

	Kích thước hạt ngô μm			Giá trị P
	700	500	300
Sự tiêu thụ
Tiêu thụ thức ăn, kg/day	2.72	2.62	2.73	0.254
Tiêu thụ năng lượng thô GE, Mcal/d	10.66	10.15	10.69	0.628
Sự bài tiết qua phân
Sản xuất phân khô, kg/d	0.27	0.23	0.23	0.001
Năng lượng thô (GE) trong phân, kcal/kg	4539	4568	4147	< 0.001
Lượng năng lượng thô (GE) thải ra qua phân, kcal/d	1244	1032	962	< 0.001
ATTD của vật chất khô (DM), %	89.87	91.25	91.39	0.004
ATTD của năng lượng thô (GE), %	88.26	89.7	90.89	< 0.001
Sự bài tiết qua nước tiểu
Sản xuất nước tiểu, kg/día	6.11	5.9	6.81	0.001
Năng lượng thô (GE) trong nước tiểu, kcal/kg	33.23	33.01	29.19	0.049
Lượng năng lượng thô (GE) thải ra qua nước tiểu, kcal/d	206	197	194	0.075
Năng lượng trong khẩu phần ăn, kcal/kg
Năng lượng tiêu hóa được (DE)	3459	3477	3560	< 0.001
Năng lượng chuyển hóa (ME)	3385	3402	3488	< 0.001
Năng lượng ròng (NE)	2735	2739	2838	< 0.001
Sử dụng năng lượng, %
Năng lượng chuyển hóa : Năng lượng tiêu hóa được (ME:DE)	97.85	97.87	97.98	0.045
Năng lượng ròng : Năng lượng chuyển hóa (NE:ME)	80.79	80.5	81.35	0.165

Nguồn: Lee và cộng sự (2024).

Tuy nhiên, trong thực tế, thường bắt gặp các quy trình nghiền có độ thô quá mức hoặc không đồng đều, do máy nghiền không được bảo trì đúng cách hoặc không đủ công suất để xử lý khối lượng nguyên liệu cần thiết. Khi đến thăm các trang trại, thường thấy các mảnh ngũ cốc còn nguyên trong phân vật nuôi, cho thấy hạt đã không được tiêu hóa đúng cách mà đi thẳng ra ngoài, điều này đồng nghĩa với sự lãng phí đáng kể về dưỡng chất và tài nguyên.

Figure 1. Irregular particle size in feed and feces. Photos provided by Diego Lescano.

Tính bền vững về môi trường trong chăn nuôi heo đang ngày càng trở thành mối quan tâm lớn của chính phủ và dư luận. Trong bối cảnh này, kích thước hạt thức ăn được xem như một công cụ dễ tiếp cận nhằm giảm tác động đến môi trường. Bằng cách tối ưu hóa kích thước hạt, hiệu quả hấp thụ chất dinh dưỡng của vật nuôi được cải thiện, từ đó giảm lượng chất thải phát sinh trong các trang trại. Điều này dẫn đến việc giảm bài tiết chất dinh dưỡng chưa tiêu hóa trong nước phân (slurry), giảm cả thể tích phân-nước thải và lãng phí thức ăn và giảm thiểu khí thải. Cách tiếp cận này góp phần trực tiếp vào nâng cao hiệu quả sản xuất heo với tác động đến môi trường ít hơn.

Kerr và cộng sự (2020) đã thực hiện một nghiên cứu nhằm so sánh thành phần và khả năng phát sinh khí của nước phân từ các vật nuôi được cho ăn khẩu phần có kích thước hạt thô và mịn.
Kết quả cho thấy mức độ nghiền của thức ăn ảnh hưởng đến thành phần nước phân và các hợp chất bay hơi trong đó, mặc dù không ghi nhận sự khác biệt đáng kể về lượng khí nhà kính phát thải.
Do đó, việc điều chỉnh kích thước hạt thức ăn có thể là một biện pháp tiềm năng nhằm cải thiện chất lượng nước phân và giảm thất thoát khí, góp phần hướng tới thực hành chăn nuôi bền vững hơn.

Bảng 2. Tính chất của nước phân bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt

Kích thước hạt	NH₄-N (μM g-1)	Sulphur (μM g-1)	pH	N (g L-1)	C (g L-1)	S (g L-1)
Thô	406	0.41	7.87	0.57	3.80	0.089
Mịn	358	0.37	8.05	0.48	2.88	0.085
Giá trị P	.01	.19	.02	.01	.01	.21

Nguồn: Kerr và cộng sự, 2020.

Bảng 3. Các hợp chất dễ bay hơi chính trong nước phân bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt

Kích thước hạt	Acetic (mmol g-1)	Propionic (mmol g-1)	Butyric (mmol g-1)	Total* (mmol g-1)	Phenols (μmol g-1)
Thô	188.0	22.0	16.0	237.0	1.5
Mịn	128.0	13.0	8.0	156.0	1.3
Giá trị P	.01	.01	.01	.01	.01

Nguồn: Kerr và cộng sự, 2020. *Tổng axit béo dễ bay hơi (acetate, propionate, butarate, isobutyrate, isovalerate, valerate, isocaproic, caproic và heptanoic), phenol (phenol, cresol, ethylphenol và propylphenol).

Chúng ta không thể nói về tính bền vững của môi trường mà không xem xét đến tính bền vững về mặt kinh tế của các trang trại. Dinh dưỡng chiếm khoảng 70-80% tổng chi phí sản xuất heo. Nếu một phần thức ăn bị thất thoát xuống hầm phân do quá trình nghiền không đạt yêu cầu, thì tác động kinh tế có thể là rất đáng kể.

Lescano và cộng sự (2017) ghi nhận rằng cứ mỗi 100 µm tăng kích thước hạt thì hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) tăng lên 2,72% đối với heo có trọng lượng xuất chuồng lớn hơn 125 kg. Tương tự như vậy, Wondra và cộng sự (1995) cho thấy FCR tăng từ 1-1,5% khi kích thước hạt tăng thêm 100 µm, đối với heo có trọng lượng xuất chuồng khoảng 105-110 kg.

Theo dữ liệu gần đây từ các thử nghiệm do Diego Lescano thực hiện ở Argentina (2023), mối tương quan giữa đường kính trung bình hình học (GMD) và tỷ lệ các hạt có kích thước lớn hơn 1000 µm trong các mẫu ngô nghiền, sử dụng khẩu phần ăn dựa trên ngô và khô dầu đậu nành, đã được đánh giá. Tác động của các yếu tố này đến hiệu suất sản xuất, được đo bằng hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR), và đến lợi ích kinh tế đối với vật nuôi cũng được phân tích.

Kết luận chỉ ra rằng cứ mỗi 1% tăng tỷ lệ hạt có kích thước lớn hơn 1000 µm sẽ làm tăng 8 µm trong GMD, dẫn đến tăng 0,20% trong FCR. Điều này phản ánh sự giảm hiệu quả thức ăn. Những kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát kích thước hạt để cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn và giảm chi phí liên quan đến quá trình nghiền không đạt tiêu chuẩn.

Kết luận

Kích thước hạt thức ăn không chỉ là công cụ cải thiện hiệu quả thức ăn mà còn là yếu tố quan trọng giúp giảm tác động đến môi trường và tính bền vững về mặt kinh tế trong chăn nuôi heo.

Khuyến nghị thực tế

Cần theo dõi liên tục kích thước hạt với tần suất định sẵn, đồng thời thực hiện bảo trì máy nghiền thường xuyên để tránh tình trạng hư hỏng hoặc mài mòn – những yếu tố có thể làm tăng kích thước hạt một cách ngoài ý muốn.