Sử dụng chế phẩm sinh học ecomarine trong ương ấu trùng tôm càng xanh theo quy trình nước trong kín

  • Số trang: 50 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 38 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA SINH HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC ECOMARINE TRONG ƯƠNG ẤU TRÙNG TÔM CÀNG XANH THEO QUY TRÌNH NƯỚC TRONG KÍN Cán bộ hướng dẫn Sinh viên thực hiện Ths. TẠ VĂN PHƯƠNG NGUYỄN THANH SƠN MSSV 06803034 Lớp NTTS K1 2010 iii LỜI CẢM TẠ Để đạt được kết quả trong luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy cô, bạn bè và gia đình. Trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy Tạ Văn Phương - Khoa Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Tây Đô đã tận tình chỉ dạy cho em suốt thời gian làm đề tài. Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô - Khoa Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Tây Đô đã tận tình dạy bảo, truyền đạt cho em những kiến thức quý báo trong những năm học vừa qua, tạo dựng hành trang để em bước vào cuộc sống sau này. Xin cảm ơn tất cả các bạn trong trại thực nghiệm trại giống Đăng Khoa đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến bổ ích để hoàn thành thực tập tốt nghiệp. Xin cảm ơn tất cả các bạn lớp Nuôi trồng thủy sản K1 – Trường Đại học Tây Đô đã cùng tôi đoàn kết, gắn bó vượt qua một chặng đường dài học tập. Cuối cùng em xin chúc quý Thầy Cô - Khoa Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Tây Đô vui, khỏe, công tác tốt và không ngừng con đường cống hiến cho sự nghiệp giáo dục. Với sự hiểu biết còn hạn hẹp và thu thập tài liệu còn hạn chế nên báo cáo tốt nghiệp không tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn và ghi nhớ ! NGUYỄN THANH SƠN iv TÓM TẮT Thực nghiệm sử dụng chế phẩm sinh học Ecomarine trong ương tôm càng xanh được tiến hành với 2 thí nghiệm nhằm tìm ra liều lượng chế phẩm theo nhịp ngày sử dụng tốt nhất từ đó góp phần gia tăng hiệu quả sản xuất của các hệ thống ương tôm càng xanh thông qua quá trình quản lý và điều khiển quần thể vi sinh vật trong môi trường ương nuôi nhằm mục đích xác định nồng độ tốt nhất của chế phẩm sinh học Ecomarine lên các yếu tố môi trường (nhiệt độ, pH, NH4+/NH3-, NO2-) trong quá trình ương ấu trùng tôm càng xanh theo quy trình nước trong kín, thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 4 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 4 lần với các liều lượng chế phẩm sử dụng khác nhau (0 g/m3, 2 g/m3, 10 g/m3, 20 g/m3) và mật độ 60 ấu trùng/L. Kết quả cho thấy với liều lượng 20 g/m3 thì các yếu tố môi trường như nhiệt độ (27,0– 31,3oC), pH (7,79-7,84), TAN, NH3-, NO2- có xu hướng tăng lên từ ngày ương D13 cho đến cuối thí nghiệm nhưng vẫn dao động trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của ấu trùng (TAN, NO2- lần lượt là 1,6 mg/L; 0-0,63 mg/L). Bên cạnh đó khi bổ sung chế phẩm sinh học thì mật độ vi khuẩn tổng cộng tăng cao và mật độ của vi khuẩn Vibrio giảm xuống đến mức thấp nhất (bằng 0 ở ngày ương D25). Kết quả nghiệm thức 4 (20 g/m3) có tỷ lệ sống cao nhất (45,2±4,5%) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại. Tóm lại với liều lượng Ecomarine sử dụng là 20 g/m3 thì môi trường ương ổn định góp phần nâng cao tỷ lệ sống và năng suất ương của âu trùng. v CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi trong khuôn khổ của đề tài “Sử dụng chế phẩm sinh học Ecomarine trong ương ấu trùng tôm càng xanh theo quy trình nước trong kín” và các kết quả này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Ngày 22 tháng 07 năm 2010 Sinh viên thực hiện NGUYỄN THANH SƠN vi MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ .......................................................................................................... iii TÓM TẮT................................................................................................................ iv CAM KẾT KẾT QUẢ .............................................................................................v MỤC LỤC ............................................................................................................... vi DANH SÁCH CÁC BẢNG ................................................................................... viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ..................................................................................... ix CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................1 CHƯƠNG 2:LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.................................................................2 2.1. Đặc điểm sinh học của tôm càng xanh..........................................................2 2.1.1 Phân loại và phân bố tôm càng xanh .....................................................2 2.1.2 Vòng đời tôm càng xanh...............................................................2 2.1.3 Đặc điểm sinh sản của tôm càng xanh...................................................3 2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng .....................................................................4 2.2. Tình hình sản xuất giống tôm càng xanh trên thế giới và Việt Nam ............4 2.3. Ứng dụng của men vi sinh trong nuôi trồng thủy sản và tôm càng xanh .....6 2.3.1 Các khái niệm về men vi sinh................................................................6 2.3.2 Vai trò và cơ chế tác động của men vi sinh...............................................7 2.3.3 Nghiên cứu và ứng dụng men vi sinh trong nuôi trông thủy sản .........10 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................13 3.1 Vật liệu nghiên cứu .......................................................................................13 3.2 Phương pháp thí nghiệm ...............................................................................13 3.3 Phương pháp xử lý số liệu............................................................................17 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...............................................................18 4.1 Nhiệt độ...................................................................................................................18 4.2 pH ...........................................................................................................................19 4.3 Đạm tổng số TAN và NH3- ...................................................................................20 vii 4.4 NO2- ........................................................................................................................23 4.5 Vi khuẩn..................................................................................................................25 4.6 Tỷ lệ sống ...............................................................................................................27 4.7 Chu kỳ ương ..........................................................................................................29 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.....................................................................31 5.1 Kết luận...................................................................................................................31 5.2 Đề xuất....................................................................................................................31 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................32 PHỤ LỤC................................................................................................................. A Phụ lục 1 Biến động nhiệt độ sáng trong thí nghiệm .......................................... A Phụ lục 2: Biến động nhiệt độ chiều trong thí nghiệm.........................................B Phụ lục 3 Biến động pH sáng trong suốt thí nghiệm ...........................................C Phụ lục 4 Biến động pH chiều trong suốt thí nghiệm ......................................... D Phụ lục 5 Biến động hàm lượng TAN trong thí nghiệm......................................E Phụ lục 6 Biến động hàm lượng NH3- trong thí nghiệm ......................................E Phụ lục 7 Biến động hàm lượng N02- trong thí nghiệm .......................................F Phụ lục 8 Tổng hợp số liệu thu được trong thí nghiệm....................................... G viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Đặc điểm ấu trùng của tôm càng xanh........................................................ 3 Bảng 2.2 Chu kỳ lột xác của tôm ở các giai đoạn khác nhau .............................. 4 Bảng 3.1 Cách bố trí thí nghiệm .................................................................................. 14 Bảng 3.2 Thành phần của thức ăn chế biến ............................................................... 15 Bảng 3.3 Giai đoạn của ấu trùng và kích cỡ mắt lưới ................................................ 15 Bảng 3.4 Yếu tố môi trường và cách phân tích........................................................... 15 Bảng 4.1 Biến động nhiệt độ trong thí nghiệm............................................................ 18 Bảng 4.2 Hàm lượng đạm tổng số trong thí nghiệm................................................... 21 Bảng 4.3 Hàm lượng NH3 trong thí nghiệm ................................................................ 21 Bảng 4.4 Hàm lượng NO2- trong thí nghiệm ............................................................... 24 Bảng 4.5 Mật độ vi khuẩn tổng cộng trong môi trường nước ương ......................... 25 Bảng 4.6 Mật độ vi khuẩn Vibrio trong môi trường nước ương ............................... 26 Bảng 4.7 Tỷ lệ sống và mật độ Post trong thí nghiệm ................................................ 27 Bảng 4.8 Chu kỳ ương của các ngiệm thức trong thí nghiệm.................................... 30 ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Bảng 2.1 Đặc điểm ấu trùng của tôm càng xanh........................................................ 3 Bảng 2.2 Chu kỳ lột xác của tôm ở các giai đoạn khác nhau (ở nhiệt độ 28oC) ...... 4 Hình 4.1 Biến động pH buổi sáng trong thí nghiệm 20 .............................................. 19 Hình 4.2 Biến động pH buổi chiều trong thí nghiệm 21............................................. 20 Hình 4.3 Biến động hàm lượng TAN trong thí nghiệm ............................................. 21 Hình 4.4 Biến động hàm lượng NH3 trong thí nghiệm .............................................. 23 Hình 4.5 Biến động hàm lượng NO2- trong thí nghiệm ............................................. 24 Hình 4.6 Biến động mật đô vi khuẩn tổng cộng trong thí nghiệm ........................... 27 Hình 4.7 Biến động mật đô vi khuẩn Vibrio trong thí nghiệm ................................. 27 Hình 4.8 Tỷ lệ sống trung bình của các nghiệm thức trong thí nghiệm ................... 28 Hình 4.9 Tỷ lệ sống trung bình của các nghiệm thức trong thí nghiệm ................... 29 Hình 4.10 Tỷ lệ sống trung bình của các nghiệm thức trong thí nghiệm ................ 30 x CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nói riêng và nước ta nói chung có tiềm năng rất lớn cho việc phát triển nuôi trồng thủy sản, cả nuôi thủy sản nước ngọt và nước mặn. Trong những năm qua, nghề nuôi thủy sản nước ngọt đã có những phát triển đáng ghi nhận, đặc biệt là nghề nuôi cá da trơn trong bè và ao vốn là nghề truyền thống của nước ta. Nhằm đẩy mạnh sản xuất nuôi trồng thủy sản nước ngọt, năm 2000, Chính phủ đã có chủ trương về chuyển dịch cơ cấu trong nông nghiệp, theo đó tôm càng xanh được xem là đối tượng quan trọng nhất. Do đó, trong những năm qua đã có nhiều đề tài nghiên cứu về sản xuất giống tôm càng xanh và đã thành công với những quy trình như: quy trình nước trong hở, quy trình nước trong kín, quy trình nước xanh và quy trình nước xanh cải tiến, trong đó quy trình sản xuất theo mô hình nước trong hở là quy trình được lựa chọn sử dụng nhiều nhất ở ĐBSCL (Lê Xuân Sinh và csv., 2006). Tuy nhiên, mô hình nước trong hở phải tốn nhiều nước để thay nước, làm tăng chi phí trong quá trình sản xuất giống của các trại ở xa nguồn nước biển, nếu sử dụng mô hình nước trong kín thì mật độ ương không cao do ô nhiễm nguồn nước ương, bởi vì sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản là hướng đi có ý nghĩa thực tiễn về khía cạnh bảo vệ môi trường và đảm bảo hiệu quả sản xuất, do đó đề tài “Sử dụng chế phẩm sinh học Ecomarine trong ương nuôi ấu trùng tôm càng xanh” được thực hiện để góp phần gia tăng hiệu quả sản xuất của các hệ thống ương tôm càng xanh thông qua quá trình quản lý và điều khiển quần thể vi sinh vật trong môi trường ương nuôi. Mục tiêu của đề tài Sử dụng men vi sinh Ecomarine vào quá trình ương ấu trùng tôm càng xanh nhằm cải thiện chất lượng con giống, nâng cao tỉ lệ sống, từ đó góp phần làm cho nghề nuôi tôm càng xanh ở nước ta nói chung và ĐBSCL nói riêng ngày càng phát triển. Nội dung của đề tài Xác định được nồng độ tốt nhất của chế phẩm sinh học Ecomarine lên các yếu tố môi trường trong quá trình ương ấu trùng tôm càng xanh. 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Đặc điểm sinh học của tôm càng xanh 2.1.1 Phân loại và phân bố tôm càng xanh Tôm càng xanh được phân loại như sau: (Nguyễn Văn Thường và Trương Quốc Phú, 2009) Nghành: Arthropoda Nghành phụ: Crustacea Lớp: Lớp phụ : Tổng bộ : Bộ : Bộ phụ: Phân bộ : Tổng họ : Họ : Giống: Malacostraca Eumalacostraca Eucarida Decapoda Pleocyemata Burkenroad Caridea Palaemonoidea Palaemonidea Macrobrachium Loài : Macrobrachium rosenbergii (De Man, 1879) Ở Việt Nam chúng phân bố tự nhiên ở vùng nước ngọt và lợ (độ mặn 6 – 20 ‰) phía Nam từ Nha Trang trở vào tới Đồng Bằng Nam Bộ; Trên thế giới, chúng phân bố tự nhiên ở vùng Ấn Độ, Tây Thái Bình Dương và từ Ấn Độ đến các nước Đông Nam Á, Philippine, New Guinea, Bắc Autralia (Đặng Ngọc Thanh và csv., 2001). 2.1.2 Vòng đời tôm càng xanh Tôm càng xanh trưởng thành sống chủ yếu ở nước ngọt, vòng đời tôm càng xanh có 4 giai đoạn bao gồm: trứng, ấu trùng, hậu ấu trùng và tôm trưởng thành. Ấu trùng nở ra sống phù du và trải qua 11 lần biến thái để trở thành hậu ấu trùng PL (postlarvae), PL có xu hướng tiến vào vùng nước ngọt như sông rạch, ruộng, ao hồ…, ở đó chúng sống và lớn lên, khi trưởng thành chúng lại di cư ra vùng nước lợ nơi có độ mặn thích hợp để sinh sản và vòng đời tiếp tục (Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003). 2 Thời gian và tốc độ tăng trưởng ở mỗi giai đoạn chịu ảnh hưởng bởi môi trường, đặc biệt là nhiệt độ nước và thức ăn (Nandlal et al., 2005). Bảng 2.1 Đặc điểm ấu trùng của tôm càng xanh (Uno và Soo, 1969 trích dẫn bởi Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003) Giai đoạn ấu trùng Ngày tuổi Đặc diểm nhân dạng I 1 Mắt chưa có cuống II 2 Mắt có cuống III 3-4 Xuất hiện chân đuôi IV 4-6 Có hai răng trên chủy. chân đuôi có hai nhánh, có lông tơ V 5-8 Telson hẹp và kéo dài ra VI 7-10 Mầm chân bụng xuất hiện VII 11-17 Chân bụng có 2 nhánh, chưa có lông tơ VIII 14-19 Chân bụng có lông tơ IX 15-22 Nhánh trong của chân bụng có nhánh phụ trong X 17-24 Có 3-4 răng trên chủy XI 19-26 Răng xuất hiện hết nửa trên chủy Postlavae 23-27 Răng xuất cả trên chủy và dưới chủy, có tập tính như tôm lớn. 2.1.3 Đặc điểm sinh sản của tôm càng xanh Theo Nandlal et al. (2005), tôm càng xanh thành thục lần đầu từ 15 – 35g trong vòng 4 – 6 tháng, kích cỡ tôm nhỏ nhất đạt thành thục đã được phát hiện là 7,5g (10-13 cm) (Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003). Khi thành thục, tôm bắt cặp, đẻ trứng và trứng dính vào 4 cặp chân bụng đầu của tôm mẹ. Tôm mẹ ôm trứng di cư ra vùng cửa sông nước lợ (6-18‰) để trứng nở (Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003). Theo Nandlal et al. (2005), sau khi giao vĩ và đẻ trứng, phải mất 18 – 21 ngày trứng tôm mới phát triển đầy đủ, trứng phát triển tốt ở nhiệt độ nước 28 – 30°C. Trong thời 3 gian này, các chân bơi của tôm mẹ hoạt động liên tục. Những quả trứng ban đầu có dạng elip và màu cam tươi sáng, sau đó chuyễn sang màu nâu sậm và vài ngày sau thì trứng nở. Lượng trứng trên tôm mẹ phụ thuộc vào kích cỡ nó, và dao động từ 3.000 đến 80.000 trứng/tôm mẹ. 2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng Theo Nguyễn Thanh Phương và csv. (2003) thì trong quá trình lớn lên, sự tăng trưởng về chiều dài và trọng lượng của tôm càng xanh không liên tục mà theo hình bậc thang. Sự tăng trưởng của tôm tùy thuộc vào nhiều giai đoạn, giới tính điều kiên ương nuôi như môi trường, mật độ nuôi và dinh dưỡng. Tôm nhỏ có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn tôm lớn, tôm đực lớn nhanh hơn con cái. Tôm lớn lên phải trải qua nhiều lần lột xác, chu kỳ lột xác của tôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích cỡ của tôm, nhiệt độ, thức ăn, giới tính, và điều kiên sinh lý của tôm. Bảng 2.2 Chu kỳ lột xác của tôm ở các giai đoạn khác nhau (ở nhiệt độ 28oC) (Sandier và Smith, 1985 trích bởi Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003 ) Trọng lượng Số ngày giữa các lần lột xác 2-5 9 6-10 13.5 11-15 17 16-20 18.5 21-25 20 26-35 22 35-60 22-24 2.2. Tình hình sản xuất giống tôm càng xanh trên thế giới và Việt Nam Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) là môt trong những đối tượng quan trọng trong nghề nuôi trồng và khai thác thủy sản. Trong sinh sản nhân tạo tôm càng xanh, thành công đầu tiên là do Ling thực hiện năm 1969 trên quy mô thí nghiệm. Các yêu cầu sinh lý quan trọng của ấu trùng tôm nhất là độ mặn đã được xác định và góp phần quan trọng cho thành công này. Các quy trình nước trong - hở, nước trong - kín, quy trình nước xanh và nước xanh cải tiến đã dần được hoàn thiện và được ứng dụng rộng rãi ở các nước. Trên thế giới Theo New (2008), đầu thập niên 1960, Shao-Wen Ling khởi xướng sản 4 xuất giống tôm càng xanh ở Malaysia, đến năm 1972 Takuji Fujimura đã phát triển hàng loạt kỹ thuật sản xuất tôm postlarvae (PL) theo quy mô thương mại ở Hawaii; đầu năm 1970, từ Hawaii và Thái Lan công nghệ sản xuất giống tôm đã được lan truyền sang các khu vực trên khắp thế giới, năm 1978, FAO thực hiện dự án mở rộng nuôi loài tôm càng xanh đầu tiên ở Thái Lan. Kể từ đó, nghề nuôi tôm càng xanh đã phát triển ở các lục địa, ở Châu Á đặc biệt là Trung Quốc, được xem là nơi có sản lượng chiếm đa số với 95% tổng sản lượng tôm càng xanh trên thế giới (300.000 tấn) (Miao, 2003 trích bởi Nguyễn Thanh Phương và csv., 2003). Ở Việt Nam, từ năm 1975 đã có một trại sản xuất giống ở Vũng Tàu, tuy nhiên, đến nay, nghề sản xuất giống tôm càng xanh vẫn chưa được phát triển. Năm 1998, cả nước chỉ có vài trại duy trì hoạt động là trại Vũng Tàu và trại Long Mỹ (Cần Thơ). Từ năm 1998 đến nay đã có nhiều đề tài nghiên cứu thành công về sản xuất giống tôm càng xanh theo các mô hình khác nhau, từ đó đã xây dựng được quy trình cơ bản nhằm ứng dụng vào sản xuất đại trà trong điều kiện cụ thể của nước ta, đến năm 2002, cả nước có trên 90 trại giống góp phần vào sự phát triển của nghề nuôi tôm (Bộ Thủy Sản, 2003). Trong năm 2006, ĐBSCL có diện tích nuôi là 9.077 ha với sản lượng khoảng 9.514 tấn, tôm giống được cung cấp từ 111 trại giống tự sản xuất khoảng 107,1 triệu Postlarvae (Lê Xuân Sinh, 2008). Sản xuất giống tôm càng xanh theo quy trình nước trong hở Quy trình này được khởi xướng đầu tiên do Ling (1969) và được hoàn thiện bởi Aquacop từ năm 1977. Quy trình này được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới và trước đây thì nước ta cũng ứng dụng mô hình này là chủ yếu. Nguyên tắc của quy trình này là giữ cho môi trường nước trong sạch bằng cách thay nước hàng ngày. Ưu điểm của mô hình này là có thể ương tôm với mật độ cao nhưng phải thay nước và rút cặn hàng ngày. Quy trình này thường đạt năng suất cao, tuy nhiên tốn nhiều nước biển để thay nước, do đó cần phải đặt trại nơi gần biển, quy trình này còn tốn nhiều công lao động và các chi phí khác. Sản xuất giống tôm càng xanh theo quy trình nước trong kín Quy trình này do một số tác giả như Sandifer et al. (1977), Menasveta et al. (1980), nghiên cứu và căn bản được hoàn chỉnh để đưa vào sản xuất đại trà năm 1994. Nguyên tắc của quy trình này là ổn định môi trường nước ương nhờ hệ thống lọc sinh học để lọc nước thải ra từ bể ương và tái sử dụng. Đây là quy trình có kỹ thuật cao, đầu tư 5 cao, thiết bị đồng bộ, phức tạp khi lắp đặt nhưng đơn giản khi vận hành và tiết kiệm được nước, công lao động. Sản xuất giống tôm càng xanh theo quy trình nước xanh Quy trình này được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1966 do Fujimura khởi xướng và đã hoàn thiện vào năm 1974. Quy trình này đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia. Quy tắc của quy trình này là dùng tảo để ổn định môi trường nước ương. Đặc điểm chính của quy trình này là thường xuyên bổ sung tảo Chlorella thuần vào bể ương để duy trì màu nước xanh liên tục. Ưu điểm là hạn chế thay nước và môi trường nước ổn định nhờ có tảo. Tuy nhiên, mật độ ương ấu trùng thấp hơn so với quy trình nước trong, kỹ thuật nuôi tảo thuần khá phức tạp và tốn kém, tảo thuần cho vào bể ương thường không bền nên phải bổ sung liên tục. Sản xuất giống tôm càng xanh theo quy trình nước xanh cải tiến Quy trình này do Ang đề xướng từ năm 1986 trên cơ sở cải tiến mô hình nước xanh trước đó. Nguyên tắc của quy trình này là cho phép tảo và vi sinh vật phát triển tự nhiên trong bể ương để tự ổn định môi trường nước. Vỏ Artemia được cho trực tiếp vào bể để làm giá thể cho các vi sinh vật phát triển. Hệ thống này có nhiều ưu điểm là không phải thay nước, không vệ sinh bể và không bổ sung thêm tảo trong suốt quá trình ương (tảo chỉ cho vào bể ương một lần duy nhất trước khi thả ấu trùng vào), hệ thống rất đơn giản, chi phí thấp, dễ áp dụng cho nhiều nơi kể cả những vùng xa biển (Ang et al., 1987). 2.3. Ứng dụng của men vi sinh trong nuôi trồng thủy sản và tôm càng xanh 2.3.1 Các khái niệm về men vi sinh Từ probiotics có nguồn gốc từ Hy Lạp có nghĩa là cho cuộc sống, trong tiếng Việt không có thuật ngữ tương tự, tuy vậy, khi dựa vào bản chất của Probiotics có thể tạm dịch là vi sinh vật hữu ích. Thuật ngữ probiotics lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1953, ngược lại với kháng sinh, probiotics đã được định nghĩa như là những nhân tố vi sinh vật kích thích sự phát triển của những vi sinh vật khác. Tuy nhiên, định nghĩa về probiotics đã phát triển nhiều theo thời gian. Lily và Stillwell (1965) đã mô tả trước tiên probiotics như hỗn hợp được tạo thành bởi một động vật nguyên sinh mà thúc đẩy sự phát triển của đối tượng khác. Phạm vi của định nghĩa này được mở rộng hơn bởi Sperti vào đầu những năm bảy mươi bao gồm dịch chiết tế bào thúc đẩy phát triển của vi sinh vật, Parker (1974) đã áp dụng khái niệm này đối với phần thức ăn gia súc có một ảnh hưởng tốt đối với cơ thể vật chủ bằng việc góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật trong ruột của nó. Vì vậy, khái niệm 6 “probiotics” được ứng dụng để mô tả “cơ quan và chất mà góp phần vào cân bằng hệ vi sinh vật ruột”. Vào năm 1989 Roy Fuller đã đề nghị một định nghĩa của probiotics được sử dụng rộng rãi: "Là những vi sinh vật sống bổ sung vào thức ăn, mang lại những ảnh lợi ích của vật chủ thông qua việc cải thiện sự can bằng hệ vi sinh vật đừng ruột" Fuller đã định nghĩa nhấn mạnh về các yêu cầu về vài trò mang lại lợi ích khác nhau của probiotic cho vật chủ. Khái niệm này sau đó được phát triển xa hơn : “vi sinh vật sống (vi khuẩn lactic và vi khuẩn khác, hoặc nấm men ở trạng thái khô hay bổ sung trong thực phẩm lên men) mà thể hiện một ảnh hưởng có lợi đối với sức khỏe của vật chủ sau khi được tiêu hóa nhờ cải thiện tính chất hệ vi sinh vật vốn có của vật chủ”. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây đã chứng minh vùng ruột thật sự là một hệ sinh thái vi sinh vật ở người trưởng thành, mặc dù phương pháp trị liệu kháng sinh, bệnh tật hoặc thay đổi chế độ ăn có thể dẫn đến thay đổi hệ sinh thái này, nhưng trạng thái mất cân bằng này dường như có khả năng tự hiệu chỉnh (Havenaar và Huis, 1992).Vi khuẩn probiotic được tiêu thụ với số lượng lớn cũng không đủ để trở thành chủng chiếm ưu thế trong ruột và có thể hiếm khi được phát hiện trong mẫu ruột hoặc phân sau một hay hai tuần sau sự tiêu hóa. Do đó, quan trọng là chúng ta phải hiểu trên thực tế ảnh hưởng của probiotic có thể được đem lại bởi các sự kết hợp và cơ cấu hoạt động ít thân thiết hơn và tạm thời hơn so với hệ vi sinh vật của người. Vì vậy, định nghĩa về probiotics hiện tại chỉ còn là “vi sinh vật sống mà đi ngang qua vùng ruột và làm lợi cho sức khỏe của người tiêu dùng” (Tannock et al., 1999). 2.3.2 Vai trò và cơ chế tác động của men vi sinh • Vi sinh vật trong tự nhiên Theo Trần Công Bình (2002) thì vi sinh vật trong tự nhiên hiện diện ở tất cả các môi trường như: không khí, đất và nước. Hệ sinh vật trong nước: phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào nước là từ đất trong thời gian mưa và từ bụi không khí rơi xuống, ngoài ra nước còn bị nhiễm khuẩn từ các nguồn nước thải và phân gia súc. Thành phần và số lượng vi sinh vật của các thủy vực phụ thuộc vào thành phần lý, hóa học của nước và hàm lượng các chất dinh dưỡng (vô cơ và hữu cơ) trong nước, vi sinh vật này nói chung đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa vật chất trong thủy vực. Số lượng vi sinh vật nhiều hơn ở nhưng nơi nước gần bờ các thủy vực mở, lớp nước trên mặt và lớp bùn đáy sau những cơn mưa lớn hoặc lũ. Trong nước có số lượng vi khuẩn không bào tử chiếm ưu thế (gần 87%), còn trong bùn thì số lượng vi khuẩn có bào tử lại chiếm ưu thế (gần 75%). 7 Trong nước biển thường có số lượng vi sinh vật nhỏ hơn nước ao hồ và nước sông, ngoài ra thành phần vi sinh vật cũng khác biệt so với nước ngọt. Trong nước biển thường có : nhiều trực khuẩn có bào tử (Bacillus), nhiều trực khuẩn không bào tử (Bacterium), một số lượng đáng kể phẩy khuẩn (Vibrio) ít cầu khuẩn, nấm men và nấm mốc. Các vi sinh vật sống trong môi trường nước mặn có khả năng sử dụng chất dinh dưỡng ở nồng độ rất thấp ưa lạnh, chịu được áp lực lớn nhất là ở các vùng biển sâu (Trần Công Bình, 2002). • Vai trò của vi sinh vật trong các thủy vực Các vi sinh vật sống trong thủy vực nước tự nhiên rất đa dạng về hình thái và hoạt tính sinh học, chúng có mặt đầy đủ các nhóm vi sinh vật tham gia vào các chu trình chuyển hóa các hợp chất carbon, nitơ, và các chất khoáng khác, các vi sinh vật, các vi sinh vật này đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa vật chất trong thủy vực. Các hệ thống nuôi thủy sản là những hệ sinh thái nhân tạo, vì thế muốn nuôi đạt hiệu quả thì phải cung cấp dinh dưỡng và oxy đầy đủ, bảo vệ sức khỏe và môi trường sống của tôm cá (loại bỏ chất thải). Các vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong các quá trình này như làm sạch môi trường, cung cấp dinh dưỡng, hỗ trợ tiêu hóa nhưng cũng có hại là gây bệnh. Môi trường tôm cá trở nên xấu đi là chủ yếu là do hàm lượng thức ăn cung cấp vào quá nhiều làm cho thức ăn thừa hoặc tan rã và chất thải của vật nuôi, làm ô nhiễm môi trường nước nếu vượt sức chứa của ao nuôi; sức chứa hay là khả năng tự làm sạch của ao là khả năng đồng hóa các chất cặn bã này, sự đồng hóa này chủ yếu là nhờ các vi sinh vật thông qua các quá trình phân hủy vật chất hữu cơ (đạm, hydrocacbon), các quá trình lên men, quá trình chuyển hóa các chất đạm (cố định đạm, nitrte hóa và phân nitrate hóa), quá trình chuyển hóa các nguyên tố khác (lưu huỳnh, phosphore, sắt) (Trần Công Bình, 2002). Các vi sinh vật cũng đóng vai trò dinh dưỡng cho các loài thủy sản, sinh khối của vi sinh vật cũng có thể cung cấp thức ăn trực tiếp hoăc gián tiếp, một số loài cá có khả năng ăn các chất vẩn hữu cơ lơ lửng (detritus) và các màng sinh học, vi khuẩn là thành phần thức ăn của nhiều động vật phù du nên các loài thủy sản có thể ăn gián tiếp chúng qua động vật phù du. Ngoài ra, một số vi khuẩn sống trong đường ruột của cá có khả năng tiết ra vitamin B12 bổ sung nhu cầu của cá. Vi sinh vật còn đóng vai trò hỗ trợ sức khỏe cho các loài thủy sản, hệ vi sinh vật trong ruột giúp tiêu hóa và hấp thu hiệu quả hơn, bảo vệ thành ruột chống sự xâm nhập của vi khuẩn lạ, có thể kích thích hệ miễn dịch của cá (Trần Công Bình, 2002). 8 Cơ chế tác động • Tiết ra chất ức chế Cơ chế tiết ra chất chống lại vi khuẩn gây bệnh trong các thử nghiệm ở mức tế bào (in vitro) rất phổ biến trong môi trường nước, những quần thể sinh vật này có thể tiết vào môi trường những chất có tính sát khuẩn hoặc kìm khuẩn gây ảnh hưởng đến quần thể vi sinh khác, nhằm gián tiếp cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng có sẵn trong môi trường (Fuller, 1989). Sự hiện diện những vi khuẩn này sản sinh chất kìm hãm, có thể tiết trong ruột, trên bề mặt cơ thể vật chủ hay ra môi trường nước làm rào cản sự nhân lên của vi khuẩn cơ hội gây ức chế các vi sinh vật gây bệnh. Trong sản xuất những dòng vi khuẩn có khả năng tiết ra chất kìm hãm mầm bệnh được ứng dụng trong các nghiên cứu về vi sinh vật hữu ích. Sản phẩm có thể là chất kháng sinh, siderophores, men phân hủy, H2O2, acid hữu cơ,… (Sugita et al., 1997). Thành phần chất tiết ra khó có thể xác định được nên được gọi chung là chất ức chế. Vi khuẩn lactic từ lâu được biết là loại tiết ra chất kháng vi khuẩn (bacteriocin) chống lại các vi khuẩn Gram (+). Phần lớn các vi khuẩn gây bệnh trong thủy sản là nhóm Gram (-). Vì vậy, tác động ức chế của vi khuẩn lactic trong nuôi trồng thủy sản bị hạn chế nhưng nó là vi khuẩn không có hại và là đối tượng cạnh tranh chỗ cư trú. Nhiều vi khuẩn khác cũng tiết ra chất ức chế chống lại các vi khuẩn gây bệnh như Aeromonas hydrophila và Vibrio parahaemolyticus (Nair et al.,1985) • Cạnh tranh dinh dưỡng và năng lượng Nhiều quần thể vi sinh vật cùng tồn tại trong cùng một hệ sinh thái thì sẽ có sự cạnh tranh về dinh dưỡng và năng lượng. Cạnh tranh trong giới vi sinh vật chủ yếu là xảy ra ở nhóm dị dưỡng như cạnh tranh các chất hữu cơ mà chủ yếu là nguồn carbon và năng lượng. Mora (1998) đã cho một dòng vi khuẩn được chọn lọc có khả năng phát triển trên môi trường nghèo hữu cơ. Tác giả cấy vi khuẩn này vào bể nuôi tảo khuê cùng với Vibrio alginolyticus thì vi khuẩn Vibrio này không phát triển và thử nghiệm in-vitro không thấy có sự ức chế, điều này chứng tỏ vi khuẩn được chọn lọc cạnh tranh lấn át Vibrio trong điều kiện nghèo hữu cơ. Theo Trần Công Bình (2002) thì tất cả các vi sinh vật đều cần chất sắt cho sự phát triển của chúng, các vi sinh vật này sẽ hấp thu các phân tử sắt trong môi trường, các vi sinh vật gây bệnh thì cần nhiều sắt do đó các vi sinh vật có lợi sẽ cạnh tranh sắt với chúng nên hạn chế được mầm bệnh trong môi trường. 9 • Cải thiện môi trường nước Probiotic (vi sinh vật hữu ích): là thành phần bổ sung có nguồn gốc vi sinh vật sống có ảnh hưởng có lợi đối với vật chủ bằng cách cải thiện quần thể vi sinh sống xung quanh hay liên kết với vật chủ tăng khả năng sử dụng thức ăn hay tăng chất lượng dinh dưỡng của thức ăn, tăng cường khả năng chống lại mầm bệnh hay cải thiện chất lượng của môi trường sống xung quanh (Trần Công Bình, 2002). Theo Vũ Ngọc Út (1999) sự tác động của chế phẩm sinh học Probitic là ngăn chặn vi khuẩn có hại do tạo các chất kháng khuẩn, cạnh tranh thức ăn và không gắn với các loại vi khuẩn có hại. Tương tác với quá trình trao đổi chất của vật chủ hay hệ sinh vật trong cơ thể vật chủ với quá trình enzym hỗ trợ cho tiêu hóa, giảm lượng aminonia, amines hoặc những enzym độc hại và cải thiện chức năng của thành ruột. Cải tiến phản ứng miễn dịch của vật chủ do nồng độ kháng thể và gia tăng số lượng tế bào thực bào. Cải thiện môi trường: các vi khuẩn có lợi phân hủy các chất hữu cơ có từ thức ăn dư thừa, các chất bài tiết của tôm cá và có thể ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh trong ao nuôi, giúp giảm ô nhiễm đáy ao. Theo Nguyễn Đình Trung (2004), một trong những cơ chế hoạt động của men vi sinh là các men có tác dụng phân huỷ các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất hữu cơ đơn giản. Sau đó các chủng loại vi sinh vật phát huy tác dụng. 2.3.3 Nghiên cứu và ứng dụng men vi sinh trong nuôi trồng thủy sản Việc sử dụng các chất bổ sung probiotics như thức ăn chăn nuôi trong các trang trại vào những năm 1970. Ban đầu họ kết hợp vào thức ăn để tăng tốc độ tăng trưởng của động vật và cải thiện sức khỏe của chúng bằng cách tăng sức đề kháng bệnh. Các kết quả thu được ở nhiều quốc gia đã chỉ ra rằng một số vi khuẩn được sử dụng trong probiotics (Lactobacilli) có khả năng kích thích hệ miễn dịch (Fuller, 1992). Yasuda và Taga (1980), cho rằng vi khuẩn có lợi tìm thấy không chỉ là thức ăn đơn thuần mà còn có tác dụng kiểm soát sinh học trong việc ngăn ngừa bệnh ở cá và giúp tăng cường việc tái tạo vật chất dinh dưỡng. Vào những năm cuối của thập kỷ 80, những công bố đầu tiên về kiểm soát sinh học trong nuôi trồng thủy sản đã được công nhận và từ đó nhiều nghiên cứu về vấn đề này không ngừng phát triển. Nikoskelainen et al. (2003), nghiên cứu nâng cao hệ thống miễn dịch cá hồi bằng vi khuẩn probiotic. Nghiên cứu tăng cường hệ miễn dịch của cá bởi một loại vi khuẩn axit lactic (LAB) rhamnosus Lactobacillus. Bố trí với những liều lượng vi khuẩn khác nhau. Trong suốt khoảng thời gian cho ăn, vi khuẩn LAB rhamnosus Lactobacillus tiếp tục tồn tại trong tuyến tiêu hóa cá và trong môi trường nước với số lượng cao. Tuy nhiên, L. 10 rhamnosus biến mất dịch nhầy trên da, tuyến tiêu hóa và trong môi trường nước sau 1 tuần ngừng cho ăn vi khuẩn. Kết quả nghiên cứu này cho thấy giá trị miễn mịch của của cá Hồi đã được nâng cao bằng cách sử dụng vi khuẩn probiotic. Balcazar et al. (2007), đã nghiên cứu ảnh hưởng của bốn dòng Probiotic lên tỷ lệ sống của tôm Litopenaeus vannamei sau khi được gây cảm nhiễm bằng phương pháp ngâm vào dung dịch chứa Vibrio parahaemolyticus. Có 4 dòng vi khuẩn đươc phân lập từ tuyến dạ dày – ruột của tôm Litopenaeus vannamei được sử dụng như là probiotic trên tôm. Trong nghiên cứu invitro đã chứng minh về sức đề kháng bệnh vi khuẩn của tôm, Vibrio parahaemolyticus. Thức ăn cho tôm có bổ sung probiotic đã cho tỷ lệ chuyển hóa thức ăn rất tốt và cao hơn so với nghiệm thức đối chứng. Sau khi cho ăn với probiotic 28 ngày tôm đã được ngâm với dung dịch vi khuẩn và kết quả là tôm vẫn không bị nhiễm bệnh. Các nghiên cứu về việc sử dụng probiotics ở động vật thủy sản ngày càng gia tăng theo nhu cầu thân thiện với môi trường (Gatesoupe, 1999). Hầu hết các probiotics được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản thuộc loài Bacillus để các vi khuẩn quang hợp hoặc để lên men, mặc dù các giống hoặc loài khác cũng đã được đề cập (Wang, 2007). Những lợi ích của các chất bổ sung gồm việc cải thiện dinh dưỡng thức ăn, bổ sung enzym tiêu hóa, ức chế vi sinh vật gây bệnh, hoạt hóa chất gây đột biến, các yếu tố kích thích tăng trưởng, và tăng cường đáp ứng miễn dịch (Verschuere et al., 2000; Wang, 2007). Nghiên cứu về vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản vẫn còn đang ở trong giai đoạn mới mẻ và có nhiều vấn đề cần phải đầu tư. Những dòng vi khuẩn cơ bản như Vibrio, Pseudomonas, Bacillus và vài dòng Lactobacilli đã được kiểm chứng và được xem như như những dòng vi sinh hữu ích trên các đối tượng tôm, cua, nhuyễn thể và cá (Gomez et al., 2000). Ứng dụng vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản Trên giáp xác: việc sử dụng dòng vi khuẩn PM-4 trong đất đã giúp ấu trùng tôm sú tăng trưởng, có thể hoạt động như là nguồn thức ăn, dòng vi khuẩn này cũng có tác dụng dinh dưỡng và ức chế mầm bệnh (Maeda và Liao, 1992). Theo ông Rengpipat và Rutpratanpom (1998) thì việc sử dụng Bacillus S11 như là chất tiền sinh học được cung cấp vào khẩu phần ăn của ấu trùng tôm sú qua việc làm giàu dinh dưỡng bằng Artemia. Đã tìm thấy ấu trùng tôm sú được cho ăn vi khuẩn Bacillus S11 cùng với Artemia có thời gian tăng trưởng ngắn hơn một cách có ý nghĩa và ít bệnh hơn ấu trùng được nuôi mà không có Bacillus. Sử dụng Bacillus trong nuôi tôm thịt ở Indonesia cho phép kéo dài thời gian nuôi (160 ngày so với 80 ngày do bệnh phát sáng gây ra) (Moriarty, 1998). 11 Dòng BY-9 được cấy với mật độ 106 CFU/mL vào bể ương ấu trùng tôm sú làm giảm mật độ Vibrio và cho tỷ lệ sống cao hơn đối chứng (Sugama và Tsumura, 1998). Dòng vi khuẩn PM-4 được cấy hàng ngày trong 7 ngày liên tục vào bể ương ấu trùng ghẹ (Potunus trituberculatus) 200m3 và cũng được nuôi kết hợp với tảo và luân trùng. Kết quả cho thấy mật độ của Vibrio tỉ lệ nghịch với mật độ của PM-4, tỉ lệ sống trong 7 lần thử nghiệm PM-4 thì tỉ lệ sống trung bình là 27.2%, tỉ lệ sống của 6/9 lần thử nghiệm không có PM-4 là 6.8% (Maeda và Liao, 1994). Đối với luân trùng cũng đã có nhiều nghiên cứu đã công bố về khía cạnh cung cấp dinh dưỡng của vi khuẩn lactic đến tỉ lệ sản xuất của luân trùng Brachionus plicatilis, nhưng cơ chế của quá trình kích thích tăng trưởng này rất khác nhau như: kích thích quá trình sinh sản vô tính, làm thức ăn trực tiếp, tăng cường hấp thu dinh dưỡng (Trần Công Bình, 2002) Khả năng thu nhận của vi khuẩn Vibrio alginolyticus C14 để hạn chế sự hao hụt của ấu trùng Artemia đã được Gomez et al. (1998) chứng minh là chúng giúp Artemia chống lại những vi khuẩn gây bệnh, giảm tỉ lệ tử vong trong thí nghiệm cảm nhiễm. Verschuere et al. (1999) đã chọn 9 dòng vi khuẩn ảnh hưởng dương tính lên sự tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm biển ở giai đoạn tiền trưởng thành và Artemia được nuôi như là thức ăn tươi sống cho tôm. Cả 9 dòng vi khuẩn đều có thể kéo dài vòng đời của Artemia khi chúng được gây cảm nhiễm với vi khuẩn gây bệnh là Vibrio proteolyticus, mặc dù có sự khác biệt rõ rệt của các dòng vi khuẩn trên, trong khi đó ở lô đối chứng thì tất cả Artemia chết trong vòng 2 ngày sau khi gây cảm nhiễm. Nghiên cứu sử dụng 3 loại men vi sinh Ecomarine, Bio-dream, BZT trong ương nuôi ấu trùng tôm càng xanh theo mô hình nước xanh cải tiến, cho thấy các yếu tố môi trường phù hợp cho sự phát triển của ấu trùng, men vi sinh góp phần hạn chế số lượng vi khuẩn Vibrio spp trong môi trường bể ương, với tỷ lệ sống của ương ấu trùng tôm càng xanh khá cao, dao động từ 59,1-76,6%. Kết quả này là cơ sở cho những nghiên cứu về hiệu quả và phương thức sử dụng men vi sinh trong môi trường ương nuôi tôm càng xanh nhằm cải thiện môi trường và nâng cao năng suất ương ấu trùng (Nguyễn Thanh Phương, 2007). 12
- Xem thêm -