• Chăn nuôi gà công nghiệp – Lịch sử phát triển, một số thành tựu và thách thức trong kỷ nguyên mới (P2)

Một số tiến bộ trong dinh dưỡng và thức ăn

Trong mấy thập kỷ qua, đã có những thay đổi lớn đáng kể trong dinh dưỡng và thức ăn  như sau:

Ngô chiếm ưu thế trong khẩu phần

Theo tác giả Vohra (1993), trước những năm 1970, có rất nhiều loại nguyên liệu được sử dụng trong thức ăn cho gia cầm, bột cỏ linh lăng chứa đến 20% protein thô. Các nguồn carbohydrate chính cho gia cầm là lúa mì, hạt ngũ cốc, ngô, cám ngô, yến mạch, gạo xay hoặc cám gạo, lúa mạch, ngô cốt, bánh mì và các sản phẩm phụ của lúa mì và thậm chí là khoai tây, mía đường… Sau đó, ngô lai biến đổi gen đã chiếm ưu thế. Hiện nay, ngô là thành phần ngũ cốc chính trong khẩu phần ăn của gia cầm.

Đỗ tương là nguồn protein chính

Trước đây có nhiều nguồn protein thực vật khác được sử dụng thường xuyên như bã dừa, bã hạt bông, bột đậu phộng, bột lanh, bột vừng, bã cải dầu, bột gluten ngô và men. Khi phát hiện ra nhiễm độc aflatoxin là một vấn đề nghiêm trọng, phổ biến trong bột đậu phộng và bã hạt bông…, đỗ tương đã trở thành nguồn protein chính trên toàn thế giới (Dei, 2021).

Các axit amin tổng hợp

Với sự phổ biến của L-lysine và DL-methionine hoặc các dẫn xuất hydroxy của nó với giá hợp lý, việc phối hợp khẩu phần ăn đã trở nên dễ dàng hơn nhiều (Han & Lee, 2000). Một số axit amin khác như threonine và tryptophan cũng trở nên có sẵn trên thị trường… gần 10 loại axit amin riêng lẻ được bán trên thị trường là nguồn đạm bổ sung quan trọng cho các nhà sản xuất thức ăn công nghiệp, giúp giảm nồng độ CP (crude protein) trong khẩu phần nhưng vẫn đảm bảo lượng đạm cần thiết cho vật nuôi, điều đó đồng nghĩa với việc giảm giá thành thức ăn, giảm ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả chăn nuôi (Alagawany & cs., 2021). Đó thực sự là một cuộc cách mạng lớn trong ngành dinh dưỡng.

Premix

Theo Dei (2021), kỹ thuật pha trộn các loại hỗn hợp vitamin và khoáng vi lượng có nhiều tiến bộ với việc tạo ra các chất mang hoặc chất pha loãng được sử dụng trong hỗn hợp vitamin và khoáng chất đã mang lại sự thay đổi lớn lao. Bột đá (canxi cacbonat), trấu nghiền và bột ngô đã được sử dụng trong hỗn hợp vitamin và khoáng chất. Người ta đã phát hiện ra nhiều vấn đề mới góp phần làm thay đổi công nghệ sản xuất premix: ở nồng độ canxi cao sẽ làm giảm sự hấp thụ các nguyên tố vi lượng, đặc biệt là khi nồng độ phosphate cao. Nhiệt độ cao là một nhân tố nguy hiểm khi bảo quản vitamin. Sự phá hủy các vitamin tan trong dầu được tăng lên khi có mặt các ion đồng và sắt… Các hỗn hợp premix mới, có đủ vitamin và nguyên tố vi lượng với nồng độ hợp lý, khoa học và an toàn ngày càng hoàn thiện.

Kỷ nguyên của phần mềm lập công thức thức ăn

Fisher & Schruben (1953) là người đầu tiên đề xuất sử dụng phương trình tuyến tính để tối ưu hóa công thức thức ăn với chi phí thấp nhất nhưng hiệu quả cao nhất từ 4 nguồn thông tin (ngày càng xác thực và tiệm cận giá trị thật) cần thiết:

• Nhu cầu dinh dưỡng cho tăng trưởng, cho duy trì và nuôi giống gia cầm theo yếu tố môi trường.
• Thành phần năng lượng và dinh dưỡng của các nguyên liệu có sẵn.
• Danh mục các hỗn hợp premix, vitamin, khoáng vi lượng và các axit amin như lysine và methionine.
• Giá hiện tại của các nguyên liệu và chất bổ sung.

Công thức sẽ thay đổi khi giá của các nguyên liệu thay đổi. Điều này đã giúp tạo ra các khẩu phần tối ưu cho gà cả về dinh dưỡng và giá cả.

Ứng dụng toán kinh tế trong chăn nuôi

Trong một thời gian dài của lịch sử sản xuất nông nghiệp, con người chỉ nhằm tối đa hoá sản phẩm để đáp ứng nhu cầu tự tiêu thụ. Trong chăn nuôi, công nghiệp hóa kèm với vật nuôi cao sản một mặt đem lại lợi nhuận ngày càng cao, nhưng đồng thời cũng đem lại rất nhiều bất ổn cả về kinh tế, xã hội, môi trường và phúc lợi động vật. Chính vì thế, thế giới ngày nay đang hướng tới một nền nông nghiệp sinh thái nhằm đảm bảo cho sự phát triển bền vững (Đỗ Kim Chung & Nguyễn Xuân Trạch, 2022). Việc ứng dụng toán kinh tế nói chung, quy luật hiệu suất giảm dần (Law of Diminishing Returns – LDR) đang được ứng dụng mạnh mẽ, là một xu thế tất yếu khách quan, giúp ngành chăn nuôi không chỉ cung cấp thực phẩm (thịt, trứng, sữa) sạch cho nhân loại mà cao hơn, đó là mang lại hiệu quả kinh tế, bảo vệ môi trường và gìn giữ được phúc lợi động vật, cụ thể:

Sử dụng LDR để đáp ứng các yếu tố đầu vào cho năng suất tối đa của vật nuôi

Trong chăn nuôi nói chung, khi lượng đầu vào tăng lên thì năng suất sản phẩm tổng cũng tăng nhưng hiệu suất chuyển hoá lại giảm dần, điều đó cũng có nghĩa là không nên tối đa hoá sản phẩm vì nó không mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất. Để có hiệu quả kinh tế chăn nuôi cao thì trước hết phải giảm thiểu giá thành sản phẩm bằng việc áp dụng mức đầu vào hợp lý.

Ứng dụng LDR trong nghiên cứu sinh trưởng của vật nuôi

Đồ thị biểu diễn quy luật sự thay đổi về khối lượng hay kích thước của cơ thể vật nuôi theo tuổi đều có dạng hình chữ S. Người ta đã tìm ra hàng chục hàm số để mô tả động thái sinh trưởng phù hợp để ước tính khối lượng vật nuôi ở bất cứ một “tuổi đời” nào của vật nuôi một cách chính xác đến trên 99%. Từ đó có thể ước tính được khối lượng cơ thể (BWt) để tính nhu cầu duy trì và tốc độ tăng khối lượng tại thời điểm nuôi (DGt) bất kỳ, có thể lập trình tính toán tiêu chuẩn ăn dựa vào tuổi (dễ biết hơn) mà không cần đến thông tin về khối lượng và tốc độ tăng khối lượng của đối tượng vật nuôi (vốn xác định phức tạp và mất nhiều thời gian hơn).

Có thể xác định được tuổi giết thịt sao cho có được FCR thấp nhất để giảm thiểu chi phí thức ăn trên mỗi đơn vị sản phẩm.        

Có thể định mức ăn cho hiệu quả tăng trọng cao nhất, lúc đó FCR sẽ thấp nhất, giúp giảm thiểu chi phí thức ăn giảm thiểu sự bài tiết các chất dinh dưỡng gây lãng phí và ô nhiễm môi trường (Pomar & Remus, 2019).

Xác định được quy mô đàn hay mật độ nuôi tối ưu dựa vào LDR giúp phát triển chăn nuôi có hiệu quả cao và bền vững hơn. Mô hình hóa đáp ứng của hệ thống theo LDR là một cách tiếp cận quản lý tốt để giúp đạt được mục tiêu này.

Một số ứng dụng công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4  trong chăn nuôi gà

Hiện nay, hơn một nửa dân số toàn cầu được kết nối với Internet thông qua điện thoại thông minh hoặc máy tính. Trong chăn nuôi, đã và đang phát triển mạnh các kỹ thuật của công nghệ 4.0 bao gồm công nghệ cảm biến (sensors), dữ liệu lớn (big data), điện toám đám mây (cloud computing); trí tuệ nhân tạo (AI); máy học (machine learning-  ML), giúp người chăn nuôi giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu quả, nâng cao phúc lợi động vật và tăng trưởng nhiều động vật hơn trên mỗi ha (Neethirajan, 2020).

Một số ứng dụng cụ thể trong chăn nuôi như sau:Tối ưu hóa hiệu suấtTrong thực tế, những công nghệ tiên tiến được sử dụng để tối ưu cho nhiều vấn đề chăn nuôi: tìm kiếm giải pháp tối đa hóa sản xuất, tăng hiệu quả và tạo ra các công thức, chế độ ăn uống tối ưu. Từ các thông tin về như di truyền, giống, thông số về môi trường… máy tính sẽ đưa ra các giải pháp phù hợp và tối ưu hoàn cảnh.Gắn cảm biến trên cơ thể gàViệc áp dụng các công nghệ tiên tiến vào chăn nuôi sẽ nâng cao hiểu biết về cách thức hoạt động của các hệ thống trong cơ thể để phát hiện bệnh tật và giám sát vật nuôi (Pomar & Remus, 2019). Ví dụ, một loạt các cảm biến chất lượng cao với dữ liệu lớn và Máy học đã được sử dụng để ghi lại những thay đổi trong cơ thể gà: bị sốt, cảm lạnh, chấn thương, bỏ ăn… hoặc ghi lại hành vi của động vật như nghỉ ngơi, đi bộ, ăn uống… giúp con người sớm dự đoán bệnh ở động vật: từ việc ghi lại tiếng kêu của gà thịt ở những con gà khỏe mạnh và bị nhiễm vi khuẩn Clostridium perfringens (một bệnh đường ruột), phân tích năm cụm dữ liệu bằng cách sử dụng mô hình Mạng lưới thần kinh nhân tạo (ANN), phát hiện ra gà bị nhiễm bệnh với độ chính xác là 66,6% vào ngày thứ 2 và 100% vào ngày thứ 8 sau khi lây nhiễm. Tương tự như vậy, nhiễm trùng có thể dẫn đến sự khác biệt rõ ràng về kiểu vận động (Sadeghi & cs., 2015) và nhiệt độ cơ thể (Colles & cs., 2016), có thể dựa vào đó mà chẩn đoán sớm hơn, kể cả phát hiện sớm sự bùng phát dịch bệnh.Dự đoán và phòng ngừa bệnh tật bằng cảm biếnThông thường, khi trong đàn gà xuất hiện ra bên ngoài các triệu chứng rõ ràng thì tình hình dịch bệnh đã trở nên nghiêm trọng và đã quá muộn để can thiệp, gây thảm họa cho người chăn nuôi. Thay vì chờ đến khi vật nuôi bị bệnh có biểu hiện ra bên ngoài để người chăn nuôi mời bác sĩ, người ta đã theo dõi liên tục các thông số sức khỏe  như sự vận động, chất lượng không khí, lượng thức ăn, nước uống tiêu thụ hàng ngày… rồi sử dụng các thuật toán AI và ML tiên tiến để phát hiện sớm những triệu chứng bất thường mà bình thường, người chăn nuôi khó có thể phát hiện ra bằng mắt thường, đặc biệt là khi mới có một số rất ít con vật bị ốm trong một đàn gà rất đông. Hệ thống này có hai lợi ích chính. Thứ nhất, cho phép giảm lao động để chăn nuôi được nhiều động vật hơn, giảm chi phí sản xuất. Thứ hai, thông báo sớm về khả năng mắc bệnh, kịp thời ngăn chặn thiệt hại (Pomar & Remus, 2019).

Xác định sớm giới tính của phôi – một vấn đề rất cấp bách

Trong chăn nuôi gia cầm đẻ trứng, người ta chỉ giữ lại để nuôi gà mái, còn gà trống thì “vô dụng” nên chúng sẽ bị giết ngay sau khi nở. Ước tính, có khoảng 7 tỷ gà trống con đã bị giết mỗi năm và đây đã trở thành một vấn đề lớn về nhân đạo và phúc lợi động vật. Giả định rằng, nếu phát hiện được giới tính của phôi từ sớm để loại ngay từ trứng sẽ tiết kiệm được kinh phí ấp trứng, trứng loại sẽ dùng làm thức ăn gia súc và quan trọng nhất, không phải giết gà con trống “vô tội”. Vì tính cấp thiết nên vấn đề này đã và đang thu hút được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học. Theo Jia & cs. (2023), hiện đã có năm phương pháp xác định giới tính sớm của phôi trong trứng gà.

KẾT LUẬN

Khi nghiên cứu lịch sử phát triển của ngành chăn nuôi gà trên thế giới, chúng ta có thể rút ra được các bài học rất hữu ích, đó là phải đặc biệt quan tâm tới việc gìn giữ tập đoàn các giống bản địa quý hiếm cũng như bảo tồn các kiến thức và kinh nghiệm chăn nuôi bản địa vì tổng lượng thịt và trứng gia cầm bản địa luôn chiếm tới 2/3 tổng sản phẩm của toàn ngành sản xuất quan trọng này. Bên cạnh đó, lợi thế quốc gia về nguồn thảo dược phong phú, đa dạng cũng cần được khai thác để phục vụ cho việc phát triển ngành chăn nuôi nói chung, chăn nuôi gà chất lượng cao nói riêng, một cách bền vững.

Bài báo này đã cung cấp một số thành tựu của ngành chăn nuôi gà công nghiệp, nhất là  thành tựu của cuộc cách mạng khoa học nói chung, cách mạng công nghiệp 4.0 nói riêng đã và đang được áp dụng sâu rộng trong ngành chăn nuôi gà trong thời gian gần đây. Bên cạnh việc sở dụng các phương pháp hiện đại trong nghiên cứu khoa học, các phương pháp phi truyền thống cũng ngày càng trở nên phổ biến hơn, tạo ra nhiều tiến bộ mới, thúc đẩy ngành gia cầm phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh chóng.

Một số thách thức lớn cũng đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, chẳng hạn giống gà công nghiệp thường có bộ khung xương, tim… không tương thích với hệ cơ; giảm phản ứng miễn dịch; việc chăn nuôi gà công nghiệp trong chuồng kín đã ảnh hưởng rất nhiều đến phúc lợi động vật… mà ngành chăn nuôi gia cầm cần phải khắc phục để phát triển bền vững.

(Hết)

Bùi Hữu Đoàn, Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Thị Phương

Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt Nam