Tài liệu ảnh hưởng của môi trường nuôi và tỷ lệ thu hoạch lên sự phát triển của tảo thalassiosira sp.

  • Số trang: 51 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 48 |
  • Lượt tải: 0
youtubehot

Tham gia: 22/05/2016

Mô tả:

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN TRẦN THỊ KIM NGÂN ẢNH HƢỞNG CỦA MÔI TRƢỜNG NUÔI VÀ TỶ LỆ THU HOẠCH LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO Thalassiosira sp. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ THỦY SẢN 2012 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN TRẦN THỊ KIM NGÂN ẢNH HƢỞNG CỦA MÔI TRƢỜNG NUÔI VÀ TỶ LỆ THU HOẠCH LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO Thalassiosira sp. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CHUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ THỦY SẢN Cán bộ hƣớng dẫn TS. Trần Sƣơng Ngọc 2012 TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu đƣợc thực hiện nhằm tìm ra môi trƣờng dinh dƣỡng và mật độ tối ƣu nhất cho tảo Thalassiosira sp. phát triển góp phần làm tăng hiệu quả của hệ thống nuôi tảo. Đề tài đƣợc thực hiện với hai thí nghiệm: Thí nghiệm 1 ảnh hƣởng của 6 môi trƣờng dinh dƣỡng Walne; Ukeles; Ben-Amozt; Guillard f/2; Algal-l; phân N:P:K lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. Thí nghiệm 2 nhằm tìm ra tỷ lệ thu hoạch tốt nhất lên sự phát triển tảo Thalassiosira sp. vởi điều kiện nuôi ở độ mặn 25ppt, ánh sáng phía trƣớc bình tam giác 2700-3400 lux, mật độ cấy ban đầu 3x105 tb/ml. Kết quả cho thấy cả 6 môi trƣờng đều có thể sử dụng để nuôi cấy tảo Thalassiosira sp., tuy nhiên nuôi tảo ở môi trƣờng Guillard f/2 cho mật độ tảo cao nhất, sau 6 ngày nuôi mật độ đạt 1,99 ± 0,18 triệu tb/ml. Với 4 tỷ lệ thu hoạch (20%, 30%, 40%, 50%) thì nghiệm thức thu hoạch 50% với tốc độ tăng trƣởng (0,69) và sản lƣợng thu hoạch cao nhất (77,8 tỷ tế bào) so với các nghiệm thức còn lại. -i- LỜI CẢM TẠ Trong khoảng thời gian thực hiện đề tài em đã nhận đƣợc rất nhiều sự động viên chia sẽ và giúp đỡ từ gia đình, thầy cô và bạn bè để có thể hoàn thành tốt đề tài dù gặp nhiều khó khăn. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến cô Trần Sƣơng Ngọc, cô Trần Thị Thanh Hiền đã tận tình hƣớng dẫn, luôn quan tâm và động viên em tạo mọi điều kiện để em có thể thực hiện tốt đề tài. Ngoài ra, em cũng chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Thƣờng, cố vấn lớp Quản lý K35 trong suốt 4 năm qua đã hƣớng dẫn em trong suốt quá trình học tập. Cuối cùng em cũng gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô cán bộ khoa Thủy sản, chị Đàm Thùy Nga lớp NTTS K34, tập thể lớp Quản lý K35 và các bạn trong phòng thí nghiệm tảo suốt thời gian qua đã giúp đỡ em những lúc em khó khăn nhất. Em xin chân thành cảm ơn!!! -ii- MỤC LỤC TÓM TẮT ................................................................................................................ i LỜI CẢM TẠ ......................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................. iii DANH SÁCH HÌNH ............................................................................................. vi DANH SÁCH BẢNG ........................................................................................... vii VIẾT TẮT............................................................................................................ viii Chƣơng I GIỚI THIỆU ........................................................................................... 1 1.1. Mục tiêu đề tài ................................................................................................. 2 1.2. Nội dung đề tài ................................................................................................. 2 Chƣơng II ................................................................................................................ 3 LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ....................................................................................... 3 2.1. Đặc điểm sinh học của tảo Thalassiosira sp. ................................................... 3 2.1.1 Đặc điểm phân loại Thalassiosira sp. .................................................... 3 2.1.2. Hình thái - cấu tạo................................................................................. 3 2.1.3. Sinh sản ................................................................................................. 3 2.4.1. Phân bố ................................................................................................. 4 2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự phát triển của tảo .............................................. 4 2.2.1. Ánh sáng ............................................................................................... 4 2.2.2. Nhiệt độ................................................................................................. 6 2.2.3. Độ mặn .................................................................................................. 6 2.2.4. pH.......................................................................................................... 7 2.2.5. Sục khí .................................................................................................. 7 2.2.6. Dinh dƣỡng ........................................................................................... 8 2.2.7 Mật độ cấy ban đầu ................................................................................ 9 2.3. Sự phát triển của quần thể tảo ........................................................................ 10 2.3.1. Giai đoạn đầu ...................................................................................... 10 -iii- 2.3.2. Giai đoạn tăng trƣởng nhanh .............................................................. 10 2.3.3. Giai đoạn tăng trƣởng chậm ............................................................... 10 2.3.4. Giai đoạn ổn định................................................................................ 11 2.3.5. Giai đoạn suy tàn ................................................................................ 11 2.4. Thành phần sinh hóa của tảo ......................................................................... 11 2.4.1. Protein ................................................................................................. 12 2.4.2. Lipid và thành phần acid béo ............................................................. 12 2.4.3. Cacbohydrate ...................................................................................... 13 2.4.4. Vitamin và khoáng chất ...................................................................... 13 2.5. Các hình thức nuôi tảo ................................................................................... 14 2.5.1. Nuôi thu hoạch toàn bộ (Batch culture) ............................................. 14 2.5.2. Nuôi liên tục (Continuous culture) ..................................................... 14 2.6 Các nghiên cứu về nuôi tảo Thalassiosira sp. ................................................ 15 2.7 Các ứng dụng của tảo Thalassiosira sp. ......................................................... 16 Chƣơng III............................................................................................................. 18 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................. 18 3.1 Địa điểm .......................................................................................................... 18 3.2 Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 18 3.3 Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 19 3.3.1 Thí nghiệm 1 ........................................................................................ 19 3.3.2 Thí nghiệm 2 ........................................................................................ 21 3.4. Các yếu tố theo dõi ........................................................................................ 21 3.5 Xử lý số liệu .................................................................................................... 22 CHƢƠNG IV ........................................................................................................ 23 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................................. 23 4.1. Ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. ................................................................................................... 23 -iv- 4.1.1 Nhiệt độ................................................................................................ 23 4.1.2 pH......................................................................................................... 23 4.1.3 TAN ..................................................................................................... 24 4.1.4 Nitrate (NO3-) ....................................................................................... 25 4.1.5 Sự phát triển của tảo ............................................................................ 26 4.2. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của tỉ lệ thu hoạch lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. .................................................................................................... 29 4.2.1 Môi trƣờng dinh dƣỡng........................................................................ 29 4.2.2 Nhiệt độ................................................................................................ 29 4.2.3 pH......................................................................................................... 29 4.2.4 TAN ..................................................................................................... 30 4.2.5 Nitrate (NO3-) ....................................................................................... 31 4.2.6 Sự phát triển của tảo ............................................................................ 32 CHƢƠNG V ......................................................................................................... 38 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................................. 38 5.1 Kết luận ........................................................................................................... 38 5.2 Đề xuất ............................................................................................................ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 39 -v- DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Các pha phát triển của tảo nuôi. ................................................................... 11 Hình 4.1 Biến động TAN các nghiêm thức ở thí nghiệm 1 ............................................. 24 Hình 4.2 Biến động NO-3 các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 ....................................... 26 Hình 4.3 Biến động mật độ tảo giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 ...................... 27 Hình 4.4 Biến động TAN các nghiêm thức ở thí nghiệm 2 ............................................ 31 Hình 4.5 Biến động NO-3 các nghiêm thức ở thí nghiệm 2 ............................................ 32 Hình 4.6 Biến động mật độ tảo giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 ..................... 33 Hình 4.7 Biến động tốc độ tăng trƣởng của tảo trong. .................................................... 36 -vi- DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1 Thành phần dinh dƣỡng của các môi trƣờng ................................................... 20 Bảng 4.1 pH trung bình của các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 .................................. 23 Bảng 4.2 Hàm lƣợng TAN (mg/l) trung bình các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 ....... 25 Bảng 4.3 Hàm lƣợng nitrate trung bình (mg/l) các nghiệm thức trong TN1 .................. 23 Bảng 4.4 Mật độ tảo trung bình giữa các nghiệm thức trong TN 1 (triệu tb/ml) ............ 28 Bảng 4.5 Tốc độ tăng trƣởng của các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 .......................... 29 Bảng 4.6 pH trung bình các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 ........................................ 30 Bảng 4.7 Hàm lƣợng TAN (mg/l) trung bình các nghiệm thức trong TN1 ..................... 30 Bảng 4.8 Hàm lƣợng nitrate trung bình (mg/l) các nghiệm thức trong TN2 .................. 31 Bảng 4.9 Mật độ tảo trung bình giữa các nghiệm thức trong TN2 .................................. 34 Bảng 4.10 Tốc độ tăng trƣởng giữa các nghiêm thức trong thí nghiệm 2 ...................... 35 Bảng 4.11 Sản lƣợng tảo ở các mức thu hoạch khác nhau ............................................. 36 -vii- VIẾT TẮT TAN: Tổng đạm TN: Thí nghiệm NT W: Nghiệm thức Walne NT U: Nghiệm thức Ukeles NT B: Nghiệm thức Ben - Amost NT F: Nghiệm thức Guillard f/2 NT A: Nghiệm thức Algal-l NT N: Nghiệm thức N:P:K NT 0%: Nghiệm thức không thu hoạch NT 20%: Thu hoạch ở tỷ lệ 20%/ngày NT 30%: Thu hoạch ở tỷ lệ 30%/ngày NT 40%: Thu hoạch ở tỷ lệ 40%/ngày NT 50%: Thu hoạch ở tỷ lệ 50%/ngày -viii- Chƣơng I GIỚI THIỆU Vi tảo là nguồn thức ăn quan trọng để nuôi luân trùng, ấu trùng của các loài thủy sản. Trong môi trƣờng nuôi thủy, hải sản tảo vừa là nguồn thức ăn, vừa có vai trò điều hòa khí hòa tan, cân bằng độ đục cần thiết và ổn định pH môi trƣờng. Tuy nhiên mỗi loài vi tảo có vai trò nhất định và riêng biệt đối với mỗi loài thủy sản nuôi trồng. Có loài vi tảo có lợi nhƣng cũng có loài tảo mang độc tố cho vật nuôi. Các loài tảo quan trọng đƣợc nghiên cứu nhiều trong những năm qua thuộc nhóm tảo lam, tảo lục, tảo silic… Theo Nguyễn Văn Tuyên (2002), hằng năm, sản phẩm của quang hợp tạo ra khoảng 200 tỷ tấn chất hữu cơ, trong đó 170 – 180 tỷ tấn đƣợc tạo ra do tảo. Ở Việt Nam, phong trào nuôi tôm đang bị suy giảm mạnh do tình hình dịch bệnh, ô nhiễm môi trƣờng ngày càng bùng nổ. Để nghề này phát triển bền vững trong tƣơng lai, một trong những điều cần phải làm đó là tạo ra nguồn giống có sức sống cao, chất lƣợng tốt. Muốn vậy chúng ta phải tập trung vào khâu sản xuất giống. Hiện nay, một trong những khó khăn mà bất kỳ trại sản xuất giống nào cũng mắc phải đó là vấn đề về nguồn thức ăn tƣơi sống, trong đó có vi tảo. Do không cung cấp tảo kịp thời cả về lƣợng và chất cho ấu trùng, trong khi lƣợng ấu trùng lại rất nhiều, đặc biệt là ấu trùng giai đoạn xuống đáy nên đã gây ảnh hƣởng lớn đến số lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng ấu trùng đƣợc sản xuất ra. Để đa dạng giống loài vi tảo làm thức ăn cho ấu trùng các đối tƣợng nuôi trồng thủy sản, ngoài việc phân lập đƣợc những loài vi tảo bản địa chúng ta còn nhập những loài vi tảo ở nƣớc ngoài về. Vì đây chính là những đối tƣợng đã đƣợc sử dụng phổ biến và đem lại nhiều thành công cho việc sản xuất giống thuỷ sản trên thế giới. Từ năm 1940, ngƣời Nhật đã đề ra hai phƣơng pháp nuôi tảo silic. Tiến sĩ Fujinaga cho rằng tảo Skeletonema costatum và Chaetoceros sp. là thức ăn quan trọng khởi đầu cho ấu trùng tôm từ giai đoạn Zoea đến giai đoạn Postlavae. Bên cạnh đó, cũng phải nói đến tảo Thalassiosira sp. Thalassiosira sp. là một trong những loài tảo khuê sống trôi nổi đƣợc nhập nội, rất giàu dinh dƣỡng, đặc biệt là các axit béo không no, cacbohydrat, protein…hàm lƣợng DHA + EPA đạt 7,2 mg/ml (Brown al et.,1989), cộng với kích thƣớc siêu vi của nó nên rất phù hợp với các trại sản xuất cá biển (làm thức ăn cho copepoda), các trại sản xuất nhuyễn thể (trong giai đoạn nhuyễn thể có kích thƣớc 200 µm trở lên) và các trại sản xuất tôm giống từ giai đoạn mysis đến giai đoạn postlarvae. Nó làm tăng tỷ lệ sống và khả năng tăng trƣởng của các đối tƣợng trên. Xuất phát từ những tồn tại và nhu cầu nói trên, việc tìm ra một môi -1- trƣờng nuôi thích hợp và một tỷ lệ thu hoạch hợp lý để giảm giá thành sản xuất và đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu trong nuôi trồng thủy sản thì đề tài nghiên cứu “Ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi và tỷ lệ thu hoạch lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp.” đã đƣợc thực hiện. 1.1. Mục tiêu đề tài Tìm hiểu ảnh hƣởng của từng môi trƣờng nuôi, tỷ lệ thu hoạch lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp., nhằm tìm ra môi trƣờng dinh dƣỡng và mật độ tối ƣu nhất cho tảo phát triển góp phần làm tăng hiệu quả của hệ thống nuôi tảo. 1.2. Nội dung đề tài Ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. Ảnh hƣởng của tỷ lệ thu hoạch lên sự phát trển tảo Thalassiosira sp.. -2- Chƣơng II LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Đặc điểm sinh học của tảo Thalassiosira sp. 2.1.1 Đặc điểm phân loại Thalassiosira sp. Theo Karsten, 1928; Kokubo, 1995 và Kim Đức Trọng, 1965 thì Thalassiosira sp. đƣợc phân loại nhƣ sau: Giới: Chromista Ngành: Bacillariophyta Lớp: Bacillariophyceae Bộ: Cetrales Schutt Bộ phụ: Discineae Schutt Họ: Thalasssioraceae Giống: Thalassiosira sp. 2.1.2. Hình thái - cấu tạo Thalassiosira.sp là một loại tảo khuê có dạng hình hộp, rất mỏng, có kích thƣớc trung bình từ 6 - 20µm x 8 -15 µm (vào mùa đông kích thƣớc lớn hơn vào mùa hè). Mặt vỏ hình chữ nhật và đƣờng kính dài hơn trục vỏ tế bào. Thalassiosira.sp thƣờng sống đơn độc, đôi khi liên kết với nhau thành tập đoàn (dạng bản). Có hai hình thức: Các tế bào tập hợp với nhau thành từng nhóm hoặc mắt xích giữa các tế bào (dạng chuỗi). Nếu nó kết hợp với nhau thành nhóm thì nó liên kết bằng sợi kitin nhỏ, còn ở dạng chuỗi các tế bào xoắn chuỗi với nhau qua bề mặt của màng tế bào. Màu của tảo Thalassiosira sp. thay đổi từ màu nâu đến màu xanh hoặc màu vàng tùy thuộc vào số lƣợng của diệp lục. Tuy nhiên, màu sắc này thay đổi không ảnh hƣởng đến chất lƣợng của tảo. 2.1.3. Sinh sản Theo Hoàng Thị Sản (2007) tất cả các loài tảo silic đều có 2 hình thức sinh sản: - Sinh sản bằng cách phân đôi tế bào: Mỗi tế bào con nhận 1 mảnh vỏ của tế bào mẹ và tự tạo lấy 1 mảnh vỏ mới bé hơn lồng vào mảnh vỏ cũ. Do đó mà sau nhiều lần phân chia kích thƣớc tế bào giảm dần. -3- - Sinh sản bằng bào tử: + Hình thành bào tử nghỉ (bào tử bảo vệ): Trong điều kiện môi trƣờng ngoài bất lợi chất nguyên sinh co lại tế bào tích trữ chất dự trữ, mất nƣớc và hình thành 1 vỏ mới dày cứng gồm 2 mảnh, đôi khi có thêm nhiều gai. + Hình thành bào tử sinh trƣởng: Sau nhiều lần phân chia kích thƣớc tế bào bị nhỏ đi, tảo silic phải dùng hình thức này để khôi phục kích thƣớc tế bào bằng cách nội chất tế bào thoát ra, lớn lên và hình thành vỏ mới. + Sinh sản vô tính bằng động bào tử. + Sinh sản hữu tính theo kiểu tiếp hợp: Hai cá thể ở gần nhau tách nắp ra chất nguyên sinh kết hợp với nhau tạo hợp tử. Sau đó phân chia giảm nhiễm tạo vỏ mới bao bọc bên ngoài và thành cơ thể mới. 2.4.1. Phân bố Tảo silic phân bố rất rộng trong môi truờng nƣớc mặn, lợ, ngọt. Cũng gặp trên đất đá, trong các thủy vực chúng có thể sống trôi nổi hoặc ở đáy. Số lƣợng loài ở đáy nhiều hơn nhƣng số lƣợng cá thể và sinh khối lại ít hơn so với các loài sống trôi nổi. Ở các biển lạnh tảo silic phân bố nhiều hơn các biển ấm. Trong những hồ nƣớc ngọt trong suốt chúng có thể phân bố ở độ sâu 50-60 m còn trong nƣớc biển khoảng 100- 350m. Riêng tảo Thalassiosira sp. thƣờng sống trong môi trƣờng nƣớc mặn. Chúng đƣợc nuôi để làm thức ăn cho nhiều ấu trùng động vật hải sản sống đáy nhƣ bào ngƣ, ốc hƣơng… 2.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự phát triển của tảo 2.2.1. Ánh sáng Ánh sáng là yếu tố ảnh hƣởng rất mạnh đến sự sinh trƣởng và phát triển của vi tảo. Đây là nguồn năng lƣợng chính cho quá trình quang hợp của tảo. Ánh sáng ảnh hƣởng đến vi tảo trên cơ sở chất lƣợng ánh sáng (phổ màu), cƣờng độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng. Trong phòng thí nghiệm, nguồn ánh sáng phổ biến đƣợc dùng để nuôi tảo là “ánh sáng lạnh” của đèn huỳnh quang (40 – 80 watts). Từ những thí nghiệm, Kowallik (1987) (Harrison al et., 1990) cho rằng ánh sáng màu xanh làm tăng hàm lƣợng protein của tảo, trong khi đó ánh sáng đỏ làm tăng hàm lƣợng cacbohydrate. Theo Graham al et., (2000) tảo có đặc điểm hiệu ứng lại với sự tăng lên của cƣờng độ ánh sáng. Khi cƣờng độ ánh sáng ở -4- mức thấp thì tỉ lệ quang hợp thực sẽ cân bằng với tỉ lệ hô hấp. Đây gọi là điểm đền bù. Khi cƣờng độ ánh sáng lớn hơn điểm đền bù, thì quang hợp sẽ cao hơn so với hô hấp. Nếu tảo ở trong điều kiện ánh sáng thấp nhiều giờ chúng sẽ thích nghi bằng cách tăng hàm lƣợng chlorophyll trong cơ thể. Khi ánh sáng nằm trong mức giới hạn thì quá trình quang hợp sẽ tăng lên với sự tăng lên của cƣờng độ ánh sáng. Khi ánh sáng tiếp tục tăng lên tốc độ quang hợp giảm và tốc độ quang hợp sẽ ngƣợc với ánh sáng khi vƣợt qua giá trị giới hạn cao nhất. Mỗi loài tảo khác nhau sẽ thích hợp với mức ánh sáng khác nhau. Tảo sẽ giảm hàm lƣợng chlorophyll trong tế bào khi hàm lƣợng ánh sáng cao quá giới hạn thích ứng. Khi tảo ở trong điều kiện ánh sáng kéo dài thì sẽ dẫn đến sự tổn hại quá trình quang hợp cho tế bào. Theo Guillard (1975), chỉ những loài vi tảo đƣợc nuôi làm thức ăn mới thích ứng trong điều kiện chiếu sáng liên tục và ánh sáng khuếch tán chứ không phải ánh sáng mặt trời trực tiếp. Lê Viễn Chí (1996) cho rằng hầu hết các loài tảo sống trong môi trƣờng ánh sáng yếu (4.800 – 8.000 lux) và chu kỳ chiếu sáng ngày đêm (12/12). Vi tảo tăng trƣởng tốt nhất trong giới hạn cƣờng độ ánh sáng từ 50 – 300µ mol s-1m-1 (Thịnh. L.V., 1999) Nhiều nghiên cứu chứng tỏ cƣờng độ ánh sáng ảnh hƣởng rất lớn lên thành phần hóa sinh. Renaud và cộng sự (1991) khi nghiên cứu Nannochlorosis oculata ở các chế độ chiếu sáng khác nhau thấy rằng hàm lƣợng protein, hydratcarbon tăng khi cƣờng độ ánh sáng tăng. Ngƣợc lại hàm lƣợng lipid giảm đi. Tƣơng ứng hàm lƣợng acid béo cũng thay đổi: phần trăm Eicosapentaenoic acid 20: 5(n-3) giảm đi khi nuôi ngoài trời. Thể tích tế bào trung bình nhìn chung không thay đổi theo cƣờng độ ánh sáng (Sukenic và Carmeli, 1989). Fabregas và cộng sự (1993) đã minh chứng đƣợc loài Nannochlorosis oculata hấp thụ ammonium trong pha sáng (12 giờ sáng/12 giờ tối) và phân chia tế bào ở pha tối. Thể tích tế bào đạt kích thƣớc lớn nhất vào cuối pha sáng. Tuy nhiên khi nuôi sinh khối ngoài trời, cƣờng độ ánh sáng thật sự đến với tế bào tảo thấp hơn nhiều so với cƣờng độ ánh sáng đo đƣợc ở bề tăng mặt vì cƣờng độ ánh sáng bị tán xạ theo độ sâu và theo quan hệ số mũ với mật độ tảo (Sukenic và Carmeli, 1989). Cƣờng độ ánh sáng tối ƣu cho sự phát triển của tảo phụ thuộc vào thể tích nuôi, độ sâu cột nƣớc và mật độ tế bào. Theo (Anonymous, 1991) cƣờng độ ánh -5- sáng thích hợp dùng để nuôi vi tảo nằm trong khoảng 1000 – 10000lux, mức tối ƣu khoảng 2500 – 5000lux. 2.2.2. Nhiệt độ Tùy theo từng loài tảo khác nhau mà có khoảng nhiệt độ tối ƣu khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung nhiệt độ thích hợp cho hầu hết các loài tảo trong khoảng 18 - 240C. Khả năng chịu đựng của tảo trong phạm vi 16 - 270C (Anonymous, 1991). Nhiệt độ dƣới 160C sinh trƣởng của tảo sẽ giảm. Nhiệt độ trên 350C sẽ gây chết cho nhiều loài. Nhiệt độ thích hợp cho hầu hết các loài tảo phát triển tốt là 20 – 25oC (Coutteau, 1996). Nuôi tảo trong phòng sẽ dễ dàng khống chế đƣợc nhiệt độ, trong khi nuôi ngoài trời thời tiết có thể thay đổi bất thƣờng. Một số loài tăng trƣởng nhanh hơn, tỷ lệ thuận với nhiệt độ, nhƣng chúng sẽ đạt đến pha cân bằng nhanh và sau đó tàn lụi nhanh chóng. Nhiệt độ cao còn gây tác động ngƣợc lên chất lƣợng dinh dƣỡng của tảo nuôi. Nhiệt độ thấp hơn có thể ảnh hƣởng đến tăng trƣởng của những sinh vật gây nhiễm tảo nuôi. Một số loài nguyên sinh động vật và vi khuẩn tăng trƣởng chậm ở nhiệt độ thấp. Điều này cho phép tảo đƣợc giữ lâu ở pha logarit, để đạt tới mật độ thu hoạch trƣớc khi bị nhiễm (Sato, 1991). Nannochlorosis oculata tăng trƣởng tốt nhất trong khoảng nhiệt độ nƣớc từ 10 – 30oC. Ở nhiệt độ 10oC tảo sinh trƣởng chậm lại (Jeffrey, Brown và Gakland, 1994). Tại Nhật, Tetraselmis sp. và Tetraselmis tetrathele đƣợc nuôi phổ biến làm thức ăn cho ấu trùng tôm He và Trùng banh xe. Loài Tetraselmis tetrathele hàm lƣợng linolenic acid và EPA cao với biên độ dao động nhiệt độ khá lớn từ 5 – 33oC, nhiệt độ cực thuận là 25oC (Okauchi, 1991). Ở Trung Quốc, loài Tetraselmis sp. và Tetraselmis subcordiformis đƣợc nuôi dƣới nhiệt độ tự nhiên là 20 – 30oC (Chen, 1991). 2.2.3. Độ mặn Độ mặn là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hƣởng đến sự tăng trƣởng và năng suất của tảo và thực vật (Parida & Das, 2005). Điều này có thể thấy rõ trong thực tế sản xuất. Khi độ mặn biến đổi đột ngột (do mƣa nhiều hay nắng hạn kéo dài) thì dẫn đến sự thay đổi thành phần cũng nhƣ số lƣơng các loài vi tảo trong thủy vực. Theo Jeffrey và ctv (1994), các loài thích ứng độ mặn rộng (từ 7 – 35ppt) nhƣ Ch. Calcitrans, Pavlova lutheri…Một số loài vi tảo không thích độ mặn thấp nhƣ Sketolema costatum (khoảng chịu đựng từ 14ppt đến -6- 35ppt). Độ mặn thay đổi làm thay đổi áp suất thẩm thấu của tế bào, ảnh hƣởng đến quá trình quang hợp, hô hấp, tốc độ tăng trƣởng và sự tích lũy glucose (Lê Viễn Chí, 1994). Ngoài ra, độ mặn còn ảnh hƣởng đến thành phần sinh hóa và thành phần acid béo của tảo (Renaud al et., 1991). Sự biến đổi của độ mặn chỉ ảnh hƣởng nhẹ đến hàm lƣợng protein tổng số, hydratecarbon, chlorophyll a. Khi độ mặn tăng, hàm lƣợng lipid tổng số tăng rõ rệt trong khoảng độ mặn từ 10 – 15ppt. Độ mặn thay đổi dẫn đến thành phần acid béo thay đổi. Thành phần acid béo của Nannochclorosis oculata đạt cao nhất ở độ mặn 35ppt. Độ mặn tốt nhất cho sản xuất Nannochclorosis oculata để có hàm lƣợng lipid và EPA cao nhất là 20 -30ppt (Renaud và Parry, 1994). Theo Mer Médit (2007) thì Tetraselmis suecica đạt tốc độ tăng trƣởng cao nhất (648 x 104 tb/ml) ở độ mặn 25ppt. Tảo biển có khả năng chịu đựng cao với sự thay đổi của nồng độ muối. Tuy nhiên, trong nuôi tảo, tảo sẽ phát triển tốt nhất khi độ mặn khác biệt ít so với nơi chúng phân bố. 2.2.4. pH pH của môi trƣờng quá cao hay quá thấp đều làm chậm tốc độ tăng trƣởng của tảo nuôi. Mức dao động pH thuận lợi cho sự phát triển của hầu hết các loài tảo vào khoảng 7–9 nhƣng thích hợp trong khoảng 8.2 – 8.7 (Anonymous, 1991). Tuy nhiên, có những loài chịu đƣợc khoảng dao động pH khá rộng nhƣ Isochrysis gabana có thể phát triển tốt trong khoảng dao động từ 5 đến 9 (Fulks và main, 1991). Loài Tetraselmis tetrahele phát triển tốt trong khoảng dao động của pH từ 8 – 10 (Okauchi, 1991) Trong hệ thống nuôi nếu pH vƣợt quá ngƣỡng cho phép có thể làm tảo suy tàn. Trong trƣờng hợp nuôi tảo ở mật độ cao thì sự bổ sung CO2 nhằm ổn định pH ở dƣới 9 trong suốt quá trình phát triển của tảo là cần thiết. Khi amonium hoặc nitrate đƣợc sử dụng nhƣ nguồn cung cấp nitơ cho tảo sẽ dẫn đến sự biến đổi pH của môi trƣờng. Sự hấp thụ ion NO3- sẽ dẫn đến sự tăng pH của môi trƣờng ngƣợc lại sự hấp thu NH4+ sẽ làm giảm pH (Oh_Hama, 1986). Việc sử dụng ure ít làm thay dổi pH của môi trƣờng ngay cả trong điều kiện tự dƣỡng hoặc dị dƣỡng. 2.2.5. Sục khí Trong nuôi cấy tảo, sục khí có vai trò quan trọng, trƣớc nhất là sự đảo trộn để tránh trƣờng hợp tảo bị lắng xuống đáy, đảm bảo tất cả các tế bào điều -7- đƣợc cung cấp ánh sáng và dinh dƣỡng đầy đủ. Mặt khác, trong không khí có chứa một lƣợng CO2 rất cần thiết cho sự quang hợp. Việc sục khí sẽ hạn chế sự phân tầng về nhiệt độ nhất là nuôi tảo ngoài trời với thể tích lớn. Tùy theo thể tích nuôi mà có sự đảo trộn và cung cấp khí khác nhau. Khả năng sục khí mạnh hay yếu phụ thuộc vào các giai đoạn phát triển của tảo và theo từng loài tảo. Cƣờng độ sục khí nên vừa đủ không quá mạnh hoặc quá yếu. Theo Guillard (1975) đề nghị nên sục khí nhẹ nhàng vào 1 – 2 ngày đầu mới cấy sau đó sẽ tăng mạnh dần khi tảo đã phát triển mật độ cao. 2.2.6. Dinh dƣỡng Dinh dƣỡng là một yếu tố vô cùng quan trọng ảnh hƣởng đến sự sinh trƣởng và phát triển của vi tảo. Dinh dƣỡng ảnh hƣởng rất lớn đến số lƣợng và chất lƣợng của vi tảo (Harrison al et., 1990). Mật độ của tế bào tảo nuôi có bón phân thƣờng cao hơn nhiều so với mật độ tảo trong tự nhiên. Do đó, việc bổ sung nguồn dinh dƣỡng vào môi trƣờng nuôi là vấn đề thiết yếu. Thành phần dinh dƣỡng đa lƣợng cần thiết cho tảo nuôi nhƣ muối nitơ, muối phốt pho là hai nguồn dinh dƣỡng cho quá trình phát triển của tảo và tỷ lệ N:P đƣợc đề nghị 6 : 1 (Valero, 1981). Môi trƣờng bổ sung dinh dƣỡng đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới và phù hợp cho hầu hết các loài vi tảo nuôi hiện nay là môi trƣờng Guillard F/2 và môi trƣờng Walne (Coutteau, 1996). Ở Việt Nam môi trƣờng bổ sung dinh dƣỡng của Hoàng Thị Bích Mai, 1995 rất phù hợp cho ngành tảo trần, đang đƣợc sử dụng phổ biến tại các cơ quan nghiên cứu và các trại nuôi tôm sú. Nhu cầu Nitơ của tảo lục là cao nhất, sau đó đến tảo lam. Tảo khuê không phù hợp với hàm lƣợng nitơ cao (De Pauw al et., 1983). Nhƣng nếu thiếu nito sẽ kích thích quá trình tổng hợp của triglycerides gồm số lƣợng lớn acid béo không no đa nối đôi và Glycolipids giảm với lipid phân cực (Suen al et., 1987; trích theo Harrison al et., 1990). Phốtpho là chất không thể thiếu đối với vi tảo vì phốt pho có tác dụng lên hệ keo dƣới dạng các ion. Phốtpho ở dạng vô cơ liên kết với các ion kim loại tạo nên hệ đệm đảm bảo cho pH tế bào luôn xê dịch trong phạm vi nhất định (6 - 8), là điều kiện tốt nhất cho hệ men hoạt động. Phốt pho tham gia vào cấu trúc tế bào, có vai trò quan trọng trong những khâu chuyển hóa trung gian và có ý nghĩa then chốt trong trao đổi năng lƣợng. Phốt pho đƣợc xem nhƣ là một yếu tố giới hạn trong sự phát triển của tảo. Tảo sử dụng chủ yếu là phospho vô cơ. Phospho hữu -8- cơ thƣờng đƣợc thủy phân bởi các enzym ngoại bào nhƣ phosphoesterase, phosphatase để chuyển sang dạng phospho dễ tiêu. Khi giảm hàm lƣợng phốt pho trong môi trƣờng nuôi Nannochclorosis oculata gây ra giảm thành phần acid béo mạch dài đa nối đôi (Harrison và cộng sự, 1990). Do đó, khi nuôi tảo cần bảo đảm tảo nuôi luôn luôn đƣợc phát triển trong điều kiện hàm lƣợng phốt pho đầy đủ. Tăng hàm lƣợng ni tơ và phốt pho cao hơn trong môi trƣờng Guillard F/2 đã cải thiện đƣợc sự tăng trƣởng trong một số loài tảo. Tảo nuôi ổn định và kéo dài chu kỳ tăng trƣởng, với sự tăng trƣởng liên tục sau pha logarit (Sato,1991). Ông đã bổ sung thêm mức độ ni tơ cùng phốt pho vào môi trƣờng nuôi Nannochclorosis oculata ngoài trời và đạt tốc độ tăng trƣởng cao hơn. Đối với tảo khuê, Silíc đóng vai trò rất quan trọng vì nó tham gia vào cấu trúc màng tế bào. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy khi thiếu Si líc thì sự phát triển tế bào không ngừng trệ nhƣng màng tế bào bị thay đổi cấu trúc nên khó xác định đƣợc loài. Theo Gusep (1952) (trích Hoàng Thị Bích Mai, 1995), tảo Silíc phát triển tốt nhất ở hàm lƣợng 1 – 3mg/l. Ngoài ra, còn một số khoáng vi lƣợng và đa lƣợng cũng rất cần nhƣng với hàm lƣợng nhỏ. Các nguyên tố cần thiết cho sinh trƣởng trong mô của thực vật nƣớc, để phát triển bình thƣờng tảo cần tới khoảng 20 nguyên tố để xây dựng tế bào (12 nguyên tố đa lƣợng: C, H, N, O, P, S, K, Mg, Ca, Na, Cl, Si; 8 nguyên tố vi lƣợng: Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Bo, Co,V); và các Vitamin nhƣ B1, B6, B12… 2.2.7 Mật độ cấy ban đầu Mật độ ban đầu là một trong những yếu tố có liên quan mật thiết đến sinh khối và thời gian tảo đạt cực đại (Lê Viễn Chí, 1996; Hoàng Thị Bích Mai, 1995). Tuỳ loài tảo khác nhau mà mật độ gieo cấy ban đầu cũng khác nhau. Việc xác định mật độ ban đầu thích hợp rất có ý nghĩa trong thực tế sản xuất. Tùy thuộc vào nhu cầu sản xuất, chúng ta có thể tăng mật độ ban đầu ở mức độ nào đó nhằm rút ngắn thời gian tảo đạt sinh khối cực đại.Trong trƣờng hợp khác, cần duy trì lƣợng tảo nuôi trong thời gian dài thì cần một mật độ nuôi thích hợp. Khi cung cấp mật độ ban đầu càng cao sẽ rút ngắn đƣợc thời gian đạt mật độ cực đại, tuy nhiên mật độ cực đại của tảo muốn đạt cao nhất thì chƣa chắc cần mật độ cấy ban đầu cao nhất. Mật độ thích hợp cho nuôi sinh khối tảo Chaetoceros calcitrans trong phòng sản xuất: 2 x 105 - 6 x 105 tb/ml. Sự khác nhau về mật độ gieo cấy ban đầu ảnh hƣỏng quyết định đến số lƣợng tế bào tham -9- gia phân chia trong từng thời điểm khác nhau (Nguyễn Thanh Mai và ctv, 2009). Ở Tetraselmis sp. mật độ thích hợp nhất 300 x 103 tb/ml theo Đặng Thị Thanh Hoà và Phạm Thị Diệu Thơm (1999). E Valenzuela-Espinoza (2007) cho rằng mật độ nuôi cấy thích hợp của tảo Thalassiosira pseudonana là 1,15 ± 0,057x105 tb/ml. 2.3. Sự phát triển của quần thể tảo Sự tăng trƣởng của tảo đƣợc diễn tả bằng sự phân chia tế bào trong điều kiện nuôi cấy với các chất dinh dƣỡng thích hợp sự phát triển của tảo qua 5 giai đoạn (Coutteau, 1996). 2.3.1. Giai đoạn đầu Là giai đoạn bắt đầu nuôi cấy. Ở giai đoạn này các tế bào tảo lớn lên về mặt kích thƣớc nhƣng không có sự phân chia nên mật độ tế bào không tăng lên hoặc tăng rất ích. Đây là giai đoạn mà sự trao đổi chất của tế bào sẽ thích nghi với các điều kiện vật lý của môi trƣờng để phát triển nhƣ là sự tăng lên của enzym và trao đổi chất bao gồm sự phân chia tế bào và cố định cacbon. Thời gian của giai đoạn này tăng nhanh hay chậm phụ thuộc vào nguồn tảo giống và thành phần của môi trƣờng, pha này sẽ không thay đổi nếu pha này ở giai đoạn tăng trƣởng nhanh 2.3.2. Giai đoạn tăng trƣởng nhanh Đây là giai đoạn tế bào phân chia nhanh chống. tốc độ này phụ thuộc vào điều kiện môi trƣờng dinh dƣỡng, ánh sáng…ở giai đoạn này mật độ tế bào tảo sẽ phát triển theo phƣơng trình sau: Ct=C0.emt Với Ct và Co là mật độ tảo tại thời điểm t và 0 M: tốc độ phát triển đặc trƣng. Tốc độ này phụ thuộc vào loài tảo, cƣờng độ ánh sáng và nhiệt độ. 2.3.3. Giai đoạn tăng trƣởng chậm Ở giai đoạn này tốc đọ phát triển của tảo giảm dần khi các điều kiên về dinh dƣỡng, ánh sáng, pH, CO2… trở thành những yếu tố giới hạn. Giai đoạn này sẽ xảy ra nhanh chóng với sự cân bằng giữa tốc độ phát triển và những yếu tố hạn chế, lúc này sự phát triển của tảo sẽ bƣớc vào giai đoạn cân bằng. -10-
- Xem thêm -