Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể, chất lượng của ba loài vi tảo (Nannocholoropsis oculata, Isochrysis galbana và Tetraselmis và Luân trùng (Brachionus plicatilis)

Chia sẻ: Elysale Elysale | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chính của đề tài là xác định ảnh hưởng của nồng độ, dạng muối nito cũng như việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của ba loài vi tảo; Xác định ảnh hưởng ba loài vi tảo dùng làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng B.plicatilis.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể, chất lượng của ba loài vi tảo (Nannocholoropsis oculata, Isochrysis galbana và Tetraselmis và Luân trùng (Brachionus plicatilis)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG  CÁI NGỌC BẢO ANH ẢNH HƯỞNG CỦA DINH DƯỠNG ĐẾN SINH TRƯỞNG QUẦN THỂ, CHẤT LƯỢNG CỦA BA LOÀI VI TẢO (Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana và Tetraselmis chui) VÀ LUÂN TRÙNG (Brachionus plicatilis) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP Nha Trang – 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG  Cái Ngọc Bảo Anh ẢNH HƯỞNG CỦA DINH DƯỠNG ĐẾN SINH TRƯỞNG QUẦN THỂ, CHẤT LƯỢNG CỦA BA LOÀI VI TẢO (Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana và Tetraselmis chui) VÀ LUÂN TRÙNG (Brachionus plicatilis) Chuyên ngành: Nuôi thủy sản nước mặn, lợ Mã số: 62 62 70 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS Helge Reinertsen TS Nguyễn Hữu Dũng
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của chính bản thân. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào. Tác giả Cái Ngọc Bảo Anh
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Nuôi trồng Thủy sản, Phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu sinh. Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp ở Khoa Nuôi trồng Thủy sản, Viện Công nghệ Sinh học và các Phòng, Ban thuộc Trường Đại học Nha Trang đã hỗ trợ tôi trong lúc tiến hành nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu này nằm trong khuôn khổ Dự án NUFU Pro.37/2002. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Điều hành Dự án: cố Giáo sư Nguyễn Trọng Nho, Giáo sư Helge Reinertsen, Phó Giáo sư Nguyễn Đình Mão, Phó Giáo sư Lại Văn Hùng, Tiến sĩ Nguyễn Hữu Dũng, các thầy cô giáo đã giảng dạy và truyền đạt nhiều kiến thức chuyên ngành quý báu: Giáo sư Maria Teresa Dinis, Tiến sĩ Kjell Inge Reitan, Tiến sĩ Trine Galloway, Tiến sĩ Luis Conceicao. Tôi rất cảm ơn sự giúp đỡ kỹ thuật của Thạc sĩ Randi Røsbak trong thời gian tập huấn phân tích sắc ký khí. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo hướng dẫn: Giáo sư Helge Reinertsen đã tận tình hướng dẫn, đặc biệt dành nhiều giúp đỡ trong các khóa tập huấn tại Trung tâm Sinh học Thực nghiệm BrattØra, Trondheim, Na Uy và Tiến sĩ Nguyễn Hữu Dũng, người đã trực tiếp khuyên bảo và giúp đỡ giải quyết khó khăn trong suốt quá trình nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Giống và Dịch bệnh Thủy sản, Đại học Nha Trang. Lời nói không đủ để thể hiện hết lòng biết ơn của tôi đối với gia đình – ba mẹ, các anh chị và vợ, những người đã nâng đỡ tôi về mặt vật chất và tinh thần từ bao lâu nay, đặc biệt trong thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu.
iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ARA: Axít Arachidonic (C20:4n-6). Bộ NN và PTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ct: cá thể ct/mL: cá thể/mL ctv: cộng tác viên DHA: Axít Docosahexaenoic (C22:6n-3) DO: Dissolved oxygen, hàm lượng ôxy hòa tan. EPA: Axít Eicosapentaenoic (C20:5n-3). FAO: Food and Agriculture Organization, Tổ chức Lương thực và Nông Nghiệp Liên Hiệp Quốc HUFA: Highly Unsaturated Fatty Acid, các axít béo PUFA có mạch cacbon dài hơn hoặc bằng C20 và có nhiều hơn hoặc bằng 3 nối đôi. KLK: khối lượng khô MUFA Monounsaturated Fatty Acid, axít béo không no một nối đôi. n-3 HUFA hàm lượng các axít béo HUFA có nối đôi bắt đầu từ vị trí thứ ba tính từ gốc methyl. PUFA: Polyunsaturated Fatty Acid, axít béo có mạch cacbon C16 (với 2 – 4 nối đôi); C18 (với 2 – 5 nối đôi); C20 (với 2 – 5 nối đôi) hoặc C22 (với 2 – 6 nối đôi). SFA: Saturated Fatty Acid, axít béo no (mạch cacbon không có nối đôi) tb/mL: tế bào/mL tb/ngày: tế bào/ngày TFA Total Fatty Acid, tổng hàm lượng axít béo (mg/g KLK) TL: Total lipid, hàm lượng lipít tổng số (mg/g KLK)
iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 Chương I. TỔNG QUAN .........................................................................................4 1.1. Xu hướng phát triển nuôi trồng thủy sản trên thế giới và ở Việt Nam. .......4 1.2. Vai trò của vi tảo đối với nuôi hải sản..............................................................8 1.2.1. Vi tảo đối với nuôi động vật thân mềm. ....................................................9 1.2.2. Vi tảo đối với nuôi tôm he.........................................................................10 1.2.3. Vi tảo đối với nuôi cá biển. .......................................................................11 1.2.3.1. Vi tảo làm “môi trường nước xanh”. ....................................................11 1.2.3.2. Vi tảo là thức ăn cho các loài làm thức ăn sống cho ấu trùng cá biển......................................................................................................11 1.3. Tình hình nghiên cứu vi tảo phục vụ nuôi hải sản........................................17 1.3.1. Các loài vi tảo đang được nuôi phổ biến phục vụ sản xuất giống nhân tạo các loài sinh vật biển. ...............................................................17 1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng vi tảo....................................................................................21 1.3.2.1. Nhiệt độ.................................................................................................22 1.3.2.2. Độ mặn..................................................................................................23 1.3.2.3. pH..........................................................................................................23 1.3.2.4. Chế độ khuấy đảo .................................................................................23 1.3.2.5. Ánh sáng ...............................................................................................24 1.3.2.6. Muối dinh dưỡng ..................................................................................24 1.3.3. Nghiên cứu về vi tảo phục vụ nuôi hải sản ở Việt Nam. ........................27 1.4. Tình hình nghiên cứu nuôi luân trùng Brachionus plicatilis........................28 1.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng ....................................................................28 1.4.1.1. Các yếu tố hữu sinh ..............................................................................29 1.4.1.2. Các yếu tố vô sinh.................................................................................31
v 1.4.2. Nghiên cứu về nuôi luân trùng ở Việt Nam ............................................35 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................37 2.1. Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu................................................37 2.1.1. Thời gian nghiên cứu.................................................................................37 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu .................................................................................37 2.1.3. Đối tượng nghiên cứu................................................................................37 2.1.3.1. Loài tảo Nannochloropsis oculata (Droop) D.J. Hibberd 1981 ...........38 2.1.3.2. Loài tảo Isochrysis galbana Parke 194.................................................39 2.1.3.3. Loài tảo Tetraselmis chui Butcher 1959...............................................40 2.1.3.4. Loài luân trùng Brachionus plicatilis O.F. Muller 1786 ......................41 2.2. Bố trí thí nghiệm...............................................................................................42 2.3. Phương pháp xác định các thông số môi trường, sinh trưởng quần thể, hàm lượng lipít và axít béo ....................................................................53 2.3.1. Phương pháp đo các yếu tố môi trường ..................................................53 2.3.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào tảo và tốc độ sinh trưởng quần thể................................................................................53 2.3.3. Phương pháp xác định mật độ luân trùng và tỷ lệ trứng ......................54 2.3.4. Phương pháp thu mẫu vi tảo và luân trùng cho phân tích hàm lượng lipít và axít béo...............................................................................55 2.3.5. Phương pháp phân tích hàm lượng lipít. ................................................56 2.3.6. Phương pháp phân tích hàm lượng các axít béo. ...................................56 2.4. Phân tích và xử lý số liệu. ................................................................................58 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................60 3.1. Ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể và chất lượng của tảo Nannochloropsis oculata...................................................................60 3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối ni tơ đến sinh trưởng quần thể tảo Nannochloropsis oculata ..................................................60 3.1.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể tảo Nannochloropsis oculata.........................................................................64
vi 3.1.3. Ảnh hưởng của chất lượng phân bón đến sinh trưởng quần thể và giá trị dinh dưỡng của tảo Nannochloropsis oculata ......................68 3.2. Ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể và chất lượng của tảo Isochrysis galbana .............................................................................73 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối ni tơ đến sinh trưởng quần thể tảo Isochrysis galbana.............................................................73 3.2.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể tảo Isochrysis galbana ...................................................................................78 3.2.3. Ảnh hưởng của chất lượng phân bón đến sinh trưởng quần thể và giá trị dinh dưỡng của tảo Isochrysis galbana ................................80 3.3. Ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể và chất lượng của tảo Tetraselmis chui.................................................................................84 3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối ni tơ đến sinh trưởng quần thể tảo Tetraselmis chui ................................................................84 3.3.2. Ảnh hưởng của việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể tảo Tetraselmis chui.......................................................................................89 3.3.3. Ảnh hưởng của chất lượng phân bón đến sinh trưởng quần thể và giá trị dinh dưỡng của tảo Tetraselmis chui ....................................92 3.4. Ảnh hưởng của thức ăn đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng Brachionus plicatilis. ..............................................98 3.4.1. Ảnh hưởng của mật độ thức ăn đến sinh trưởng quần thể luân trùng ..........................................................................................................98 3.4.1.1. Ảnh hưởng của mật độ tảo Nannochloropsis oculata làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể luân trùng...............................................98 3.4.1.2. Ảnh hưởng của mật độ tảo Isochrysis galbana làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể luân trùng ........................................................102 3.4.1.3. Ảnh hưởng của mật độ tảo Tetraselmis chui làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể luân trùng ........................................................105
vii 3.4.1.4. Ảnh hưởng của mật độ men bánh mì Saccharomyces verevisiae làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể luân trùng .............................108 3.4.1.5. Ảnh hưởng của thức ăn là tảo Nannochloropsis oculata có bổ sung men bánh mì đến sinh trưởng quần thể luân trùng...................114 3.4.2. Ảnh hưởng của các loại thức ăn đến hàm lượng lipít và axít béo của luân trùng .......................................................................................124 KẾT LUẬN ............................................................................................................131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................................134 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................135 PHỤ LỤC
viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Mật độ (tb/mL) tảo cho ăn đối với ấu trùng tôm he ................................10 Bảng 1.2. Mức độ sử dụng phổ biến của các loài tảo trong sản xuất giống động vật thân mềm. ................................................................................18 Bảng 1.3. Một số loài tảo đã thử nghiệm làm thức ăn cho ấu trùng tôm he. ............19 Bảng 1.4. Khả năng chịu đựng nhiệt độ của một số loài tảo nuôi ............................22 Bảng 1.5. Công thức môi trường Walne và f/2 Guillard ..........................................25 Bảng 1.6. Một số công thức phân bón kết hợp để nuôi sinh khối vi tảo biển...........26 Bảng 3.1. Tốc độ sinh trưởng quần thể của tảo N. oculata khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+. .........................................61 Bảng 3.2. Mật độ tế bào (104 tb/mL) tảo N. oculata khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+..........................................................62 Bảng 3.3. Giá trị pH và sinh trưởng quần thể tảo N. oculata trong điều kiện sục khí bình thường và có bổ sung CO2. ................................................66 Bảng 3.4. Giá trị pH và sinh trưởng của quần thể tảo N. oculata khi nuôi bằng môi trường f/2 dưới dạng hóa chất tinh khiết và công nghiệp.......70 Bảng 3.5. Hàm lượng lipít và axít béo của tảo N. oculata khi nuôi ở bể 2 m3 bón phân dạng tinh khiết và dạng công nghiệp. .....................................71 Bảng 3.6. Tốc độ sinh trưởng quần thể của tảo I. galbana khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+.. ........................................76 Bảng 3.7. Mật độ tế bào (104 tb/mL) tảo I. galbana khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+..........................................................77 Bảng 3.8. Giá trị pH và sinh trưởng quần thể tảo I. galbana trong điều kiện sục khí bình thường và có bổ sung CO2.. ...............................................79 Bảng 3.9. Giá trị pH và sinh trưởng của quần thể tảo I. galbana khi nuôi bằng môi trường f/2 dưới dạng hóa chất tinh khiết và công nghiệp. ..............81 Bảng 3.10. Hàm lượng lipít và axít béo của tảo I. galbana khi nuôi ở bể 2 m3 bón phân dạng tinh khiết và dạng công nghiệp. .....................................83
ix Bảng 3.11. Tốc độ sinh trưởng quần thể của tảo T. chui khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+... .......................................86 Bảng 3.12. Mật độ tế bào (104 tb/mL) tảo T. chui khi bón phân với nguồn ni tơ dạng nitrat NO3- và amôn NH4+..........................................................87 Bảng 3.13. Giá trị pH và sinh trưởng quần thể tảo T. chui trong điều kiện sục khí bình thường và có bổ sung CO2........................................................90 Bảng 3.14. Giá trị pH và sinh trưởng của quần thể tảo I. galbana khi nuôi bằng môi trường f/2 dưới dạng hóa chất tinh khiết và công nghiệp.......93 Bảng 3.15. Hàm lượng lipít và axít béo của tảo T. chui khi nuôi ở bể 2 m3 bón phân dạng tinh khiết và dạng công nghiệp .............................................95 Bảng 3.16. Chi phí hóa chất chuẩn bị môi trường f/2 để nuôi tảo ở thể tích 2 m3 ............................................................................................................97 Bảng 3.17. Tốc độ sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn tảo N. oculata với các mật độ thức ăn khác nhau.......................................100 Bảng 3.18. Tốc độ sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn tảo I. galbana với các mật độ thức ăn khác nhau .......................................103 Bảng 3.19. Tốc độ sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn tảo T. chui với các mật độ thức ăn khác nhau ............................................106 Bảng 3.20. Tốc độ sinh trưởng và tỷ lệ trứng trung bình của quần thể của luân trùng B. plicatilis khi cho ăn men bánh mì với các mức cho ăn khác nhau. .............................................................................................111 Bảng 3.21. Kết quả nuôi thu sinh khối luân trùng bằng một trong ba loài tảo N. oculata, I. galbana, T. chui hoặc men bánh mì S. cerevisiae.......114 Bảng 3.22. Tỷ lệ trứng trung bình của quần thể luân trùng khi cho ăn tảo N. oculata với các mức bổ sung men bánh mì khác nhau.........................118 Bảng 3.23. Tốc độ sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn tảo N. oculata với các mức bổ sung men bánh mì khác nhau ................120 Bảng 3.24. Hàm lượng lipít và axít béo ở luân trùng khi cho ăn bằng các loại thức ăn khác nhau .............................................................................125
x DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Vai trò của vi tảo trong nuôi trồng thủy sản ...............................................8 Hình 1.2. Các pha sinh trưởng của một quần thể vi tảo............................................21 Hình 2.1. Phân lập lại các loài tảo nghiên cứu trên môi trường thạch......................37 Hình 2.2. Các quần lạc vi tảo thuần khiết đã phân lập trên đĩa thạch được nhân giống trong bình tam giác 1 L đặt trong tủ nuôi cấy vô khuẩn (a) và cấy chuyển sang bình cầu 10 L (b) đặt trong phòng kín có khống chế nhiệt độ để làm tảo giống cho thí nghiệm nuôi thu sinh khối .........................................................................................................38 Hình 2.3. Tế bào tảo Nannochloropsis oculata ........................................................39 Hình 2.4. Tế bào tảo Isochrysis galbana. .................................................................40 Hình 2.5. Tế bào tảo Tetraselmis chui................................................................. 41 Hình 2.6. Hình dạng luân trùng phân lập được từ thủy vực thuộc tỉnh Khánh Hòa..........................................................................................................42 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối nitơ đến sinh trưởng quần thể ba loài vi tảo: N. oculata, I. galbana và T. chui ................................................................................................43 Hình 2.8. Khu vực bố trí các thí nghiệm về ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối ni tơ, ảnh hưởng của việc sục khí có bổ sung có bổ sung CO2 đến ba loài tảo nghiên cứu ở thể tích 50L ..............................................44 Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của việc sục khí có bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể của ba loài tảo N. oculata, I. galbana và T. chui ..................................................................................45 Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về nuôi ba loài tảo N. oculata, I. galbana và T. chui ở bể 2 m3 và sử dụng phân bón dưới dạng hóa chất tinh khiết và công nghiệp...............................................................................46 Hình 2.11. Bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của chất lượng phân bón đến ba loài tảo nghiên cứu ở thể tích 2m3 ..........................................................46
xi Hình 2.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của tảo Nannochloropsis ocualata đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng B. plicatilis ............................................................................48 Hình 2.13. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của tảo Isochrysis galbana đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng B. plicatilis..............................................................................................49 Hình 2.14. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của tảo T. chui đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng B. plicatilis. .................................................................................................50 Hình 2.15. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về sử dụng men bánh mì để nuôi luân trùng B. plicatilis ....................................................................................51 Hình 2.16. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về phối hợp sử dụng tảo và men bánh mì để nuôi luân trùng B. plicatilis...............................................................52 Hình 2.17. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về phối hợp sử dụng tảo và men bánh mì để nuôi luân trùng B. plicatilis...............................................................54 Hình 2.18. Cụm thiết bị chính của hệ thống sắc ký khí HP-6890.............................58 Hình 3.1. Sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo N. oculata. ...................................................................................................99 Hình 3.2. Biến động tỷ lệ trứng của quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo N. oculata ..........................................................................101 Hình 3.3. Sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo I. galbana. ................................................................................................103 Hình 3.4. Biến động tỷ lệ trứng của quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo I. galbana.. ........................................................................104 Hình 3.5. Sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo T. chui.. .....................................................................................................105 Hình 3.6. Biến động tỷ lệ trứng của quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng tảo T. chui................................................................................107
xii Hình 3.7. Hàm ôxy hòa tan thấp nhất trong ngày ở bể nuôi luân trùng B. plicatilis với các mức cho ăn khác nhau...............................................108 Hình 3.8. Sinh trưởng quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng men bánh mì với các mức cho ăn khác nhau................................................109 Hình 3.9. Biến động tỷ lệ trứng của quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn bằng men bánh mì............................................................................110 Hình 3.10. Biến động của hàm lượng ôxy hòa tan thấp nhất trong ngày ở các bể nuôi luân trùng khi cho ăn tảo N. oculata với các mức bổ sung men bánh mì khác nhau. .......................................................................115 Hình 3.11. Biến động mật độ luân trùng B. plicatilis khi cho ăn vi tảo N. oculata với các mức bổ sung men bánh mì khác nhau.........................116 Hình 3.12. Biến động tỷ lệ trứng của quần thể luân trùng B. plicatilis khi cho ăn tảo N. oculata với các mức bổ sung men bánh mì khác nhau. ........117
1 MỞ ĐẦU Nuôi trồng thủy sản thế giới phát triển nhanh chóng từ những năm 1950 và có mức tăng trưởng hàng năm hơn 10% từ những năm 1990 đến nay [69]. Trong khi nguồn lợi thủy sản tự nhiên đã đạt đến ngưỡng khai thác và sản lượng nuôi trồng thủy sản nội địa gần như ổn định, xu hướng phát triển nuôi hải sản đã được dự báo từ lâu và đang diễn ra ở các khu vực nuôi trồng thủy sản trọng điểm của thế giới như Tây Bán cầu và Đông Nam Á. Ở Việt Nam, định hướng phát triển nghề nuôi hải sản, đặc biệt nuôi cá biển, đã được Chính phủ đề ra trong chương trình phát triển nuôi trồng thủy sản thời kỳ 1999 – 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 [4]. Tuy nhiên, một trong những trở ngại để đạt được mục tiêu sản lượng cá biển nuôi đã đề ra là vấn đề giải quyết nhu cầu con giống. Trong những năm qua, Việt Nam đã nhập khẩu một lượng lớn giống các loài cá biển từ các nước và lãnh thổ trong khu vực như Đài Loan, Trung Quốc, Malaysia và Indonesia. Việc nhập khẩu con giống không đảm bảo cho việc chủ động nguồn giống về số lượng, chất lượng và mùa vụ thả nuôi; đồng thời còn có nguy cơ di nhập các tác nhân gây bệnh mới làm giảm hiệu quả kinh tế và ảnh hưởng đến khả năng phát triển bền vững nghề nuôi trồng hải sản tại Việt Nam trong tương lai. Trong quá trình sản xuất giống nhân tạo các loài cá biển, sau khi ấu trùng sử dụng hết noãn hoàng và bắt đầu chuyển sang sử dụng thức ăn ngoài, cần phải cung cấp ngay các loại thức ăn sống như luân trùng, ấu trùng giáp xác chân chèo, ấu trùng các loài động vật thân mềm .v.v. Lượng luân trùng cần cho giai đoạn ương nuôi ấu trùng cá biển rất lớn và chỉ có thể giải quyết bằng biện pháp nuôi thu sinh khối với thức ăn quan trọng là các loài vi tảo hoặc phối hợp vi tảo và một số loại thức ăn khác. Hơn nữa, nhu cầu dinh dưỡng cao của ấu trùng cá biển, đặc biệt là nhu cầu lipít và axít béo thiết yếu đòi hỏi phải được cung cấp từ thức ăn sống thông qua chuỗi thức ăn vi tảo – luân trùng/giáp xác chân chèo/Nauplius của Artemia - ấu trùng cá biển. Vi tảo là chìa khóa đầu tiên giúp giải quyết vấn đề sản xuất giống nhân tạo cá biển với nhiều chức năng như là nguồn thức ăn quan trọng để nuôi sinh
2 khối và bảo đảm chất lượng dinh dưỡng của luân trùng, tạo “môi trường nước xanh” để ổn định môi trường trong bể ương nuôi ấu trùng cá biển, ức chế vi khuẩn gây bệnh, duy trì chất lượng dinh dưỡng thức ăn sống sau khi đưa vào bể ương nuôi ấu trùng. Tuy nhiên, không phải loài vi tảo nào cũng thực hiện được cùng lúc tất cả các vai trò. Ba loài vi tảo Nannochloropsis oculata (N. oculata), Isochrysis galbana (I. galbana) và Tetraselmis chui (T. chui) được xem là “bộ ba” phối hợp thực hiện tốt các chức năng trên. Nhằm góp phần giải quyết khó khăn kỹ thuật trong khâu cung cấp thức ăn sống cho giai đoạn quan trọng khi ấu trùng cá biển bắt đầu sử dụng thức ăn ngoài, chúng tôi thực hiện đề tài “Ảnh hưởng của dinh dưỡng đến sinh trưởng quần thể, chất lượng của ba loài vi tảo (Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana và Tetraselmis chui) và luân trùng (Brachionus plicatilis)”. Mục tiêu của đề tài: - Xác định ảnh hưởng của nồng độ, dạng muối ni tơ cũng như việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui. - Xác định ảnh hưởng của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui dùng làm thức ăn đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của luân trùng B. plicatilis. Để đạt mục tiêu trên, đề tài đã thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: 1. Ảnh hưởng của nồng độ và dạng muối ni tơ đến sinh trưởng quần thể của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui. 2. Ảnh hưởng của việc bổ sung CO2 đến sinh trưởng quần thể của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui. 3. Ảnh hưởng của chất lượng phân bón đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui nuôi ở thể tích 2 m 3.
3 4. Ảnh hưởng của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui và nấm men Saccharomyces cerevisiae (dưới đây gọi tắt là men bánh mì) đến sinh trưởng quần thể và chất lượng dinh dưỡng luân trùng Brachionus plicatilis. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án: - Làm phong phú thêm các dẫn liệu về đặc điểm sinh trưởng quần thể, thành phần hóa sinh của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui. - Bổ sung dẫn liệu khoa học về sinh trưởng quần thể, thành phần hóa sinh của luân trùng B. plicatilis. - Xây dựng cơ sở khoa học cho việc giải quyết vấn đề cung cấp vi tảo cho các cơ sở sản xuất giống hải sản có nhu cầu đối với ba loài N. oculata, I. galbana và T. chui và vấn đề cung cấp luân trùng B. plicatilis cho các cơ sở sản xuất giống cá biển tại Việt Nam. Những điểm mới của luận án: - Luận án là một trong những công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu chất lượng dinh dưỡng của ba loài vi tảo N. oculata, I. galbana và T. chui liên quan đến yếu tố dinh dưỡng nuôi ở qui mô lớn - thể tích 50 L và 2 m3. - Luận án là một trong những công trình đầu tiên ở Việt Nam cung cấp căn cứ để sử dụng vi tảo làm thức ăn nuôi luân trùng, hướng đến giải quyết vấn đề đảm bảo số lượng, chất lượng thức ăn sống (gồm vi tảo và luân trùng) cho các cơ sở sản xuất giống cá biển ở Việt Nam.
4 Chương I. TỔNG QUAN 1.1. Xu hướng phát triển nuôi trồng thủy sản trên thế giới và ở Việt Nam. Theo số liệu công bố của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) [69], nuôi trồng thủy sản thế giới phát triển với tốc độ nhanh chóng trong 50 năm qua. Sản lượng thủy sản nuôi trồng từ chưa đầy 1 triệu tấn/năm trong những năm 50 của thế kỷ trước đã đạt đến 59,4 triệu tấn trong năm 2004, trị giá tương đương 70,3 tỷ đô la Mỹ. Thực phẩm thủy sản có nguồn gốc từ nuôi trồng chiếm hơn 35% trong tổng số 92,6 triệu tấn thuỷ sản tiêu thụ hàng năm và tỷ trọng này còn tiếp tục tăng theo đà tăng dân số và nhu cầu thực phẩm thủy sản ngày càng cao của con người [38], trong khi nguồn lợi thủy sản tự nhiên ngày càng giảm sút khiến sản lượng khai thác hàng năm hầu như không đổi trong hơn 10 năm qua. Trong những năm 1950 và 1960, sản lượng khai thác thủy sản hàng năm tăng trung bình 6%, đưa sản lượng khai thác từ 18 triệu tấn năm 1950 lên 56 triệu tấn năm 1969. Trong khoảng những năm 1970 và 1980, mức tăng sản lượng khai thác trung bình hàng năm giảm xuống còn 2% và không tăng lên được nữa trong những năm 1990 đến nay. Hiện tượng này diễn ra ở tất cả các ngư trường trên thế giới do sản lượng khai thác đã đạt đến ngưỡng tối đa. Ngược lại, nuôi trồng thủy sản từ mức sản lượng không đáng kể ở năm 1950 đã tăng trung bình hàng năm 5% trong những năm 1950 đến 1960, khoảng 8% trong những năm 1970 đến 1980 và hơn 10% kể từ những năm 1990 đến nay [70]. Do đó, nuôi trồng thủy sản với nguồn gốc ban đầu chỉ là một một hoạt động nông nghiệp ở khu vực châu Á nay đã phát triển mạnh ở nhiều châu lục khác. Cho đến thời điểm hiện tại, nuôi trồng thủy sản nội địa mặc dù vẫn chiếm sản lượng lớn với các đối tượng chủ yếu thuộc họ cá Chép nhưng nuôi hải sản với đặc điểm diện tích tiềm năng dồi dào và giá trị thương phẩm cao được dự báo sẽ phát triển với tốc độ nhanh [71]. Nuôi trồng thủy sản trên thế giới được dự báo sẽ tiếp tục phát triển theo các hướng chính sau [72]: 1. Thâm canh hóa kỹ thuật nuôi.
5 Xu hướng này diễn ra do áp lực cạnh tranh diện tích đất đai từ các ngành nghề khác, do việc khai thác diện tích đất phi nông nghiệp phục vụ nuôi trồng thủy sản bị hạn chế, do chi phí nhân công gia tăng cũng như các chính sách bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt. Xu hướng thâm canh hóa đòi hỏi nghề nuôi trồng thủy sản phải thực sự dựa vào tri thức, vận dụng các công cụ quản lý hiện đại như khảo sát, nghiên cứu sức tải tối đa của thủy vực, giám sát chất lượng nước, ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và bản đồ hóa. 2. Đa dạng hóa đối tượng nuôi; tìm kiếm các đối tượng nuôi mới có giá trị cao. Nhu cầu sản phẩm thủy sản chất lượng cao ở các nước phát triển và phục vụ du lịch đang làm tăng nhu cầu đối với nuôi hải sản, nhất là tôm, động vật thân mềm và các loài cá biển. Đây là xu hướng đang diễn ra ở Nhật Bản và các nước Đông Nam Á như Thái Lan, Indonesia và Việt Nam. 3. Đa dạng hóa hệ thống nuôi và áp dụng các kỹ thuật nuôi mới. Xu hướng này bao gồm nuôi tổng hợp (liên kết nuôi thủy sản với các ngành nông nghiệp khác trong cùng diện tích) và phát triển các hệ thống nuôi bền vững. Các hệ thống nuôi mới đòi hỏi phải nghiên cứu và phổ biến công nghệ sản xuất giống nhân tạo, đặc biệt là phát triển các cơ sở sản xuất giống hải sản. Xu hướng này đã từng diễn ra ở châu Âu, Mỹ, Nhật Bản và hiện đang diễn ra ở Trung Quốc và các nước Đông Nam Á. Trong lĩnh vực sản xuất giống, các nghiên cứu sẽ được tập trung vào các loại thức ăn đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của vật nuôi để nâng cao hiệu quả sử dụng đầu vào, tiết kiệm chi phí đồng thời tăng chất lượng sản phẩm nuôi. 4. Tăng cường phát triển thị trường nhằm hướng đến xuất khẩu, hình thành các hiệp hội các nhà sản xuất. Ấn Độ và Việt Nam là hai ví dụ điển hình về vai trò tích cực của các tổ chức hiệp hội nuôi trồng và chế biến thủy sản. 5. Tăng cường quản lý bằng các chính sách và pháp luật.
6 Tùy theo tầm quan trọng của ngành nuôi trồng thủy sản đối với từng nước mà mỗi nước sẽ thực hiện chính sách, chiến lược phát triển nuôi trồng thủy sản của riêng mình. Ở châu Á, mọi quốc gia tiếp giáp với biển đều thể hiện xu hướng phát triển mạnh nghề nuôi hải sản ven bờ và nuôi lồng ở biển khơi. Xu hướng này khởi đầu ở Phi-lip-pin do nhu cầu nội địa cao đối với cá măng và dần dần lan rộng ra các nước khác trong khu vực, đặc biệt ở Trung Quốc, Malaysia, Thái Lan, Indonesia và Việt Nam. Bên cạnh đối tượng hải sản có sản lượng lớn là các loài tôm he như Penaeus vannamei, P. chinensis, và P. monodon, các nước này đang tập trung nuôi nhiều đối tượng cá biển như cá giò Rachycentron canadum, cá đù đỏ Sciaenopsis ocellatus, các loài cá mú Epinephelus spp., cá chẽm Lates calcarifer, cá chim Trachinotus sp. v.v… Xét về mặt giá trị kinh tế, các nước có tỷ trọng cá biển chiếm ưu thế trong sản lượng hải sản đều đạt được giá trị trên 1 đơn vị khối lượng sản phẩm cao hơn nhiều so với các nước nuôi đa loài [20]. Do đó bên cạnh việc tận dụng nguồn lợi và điều kiện tự nhiên, nhiều nước châu Á, trong đó có Việt Nam đang có xu hướng tăng tỷ trọng nuôi cá biển. Nghề nuôi cá biển đang được tập trung chú ý, cho dù các nước đang phát triển còn gặp nhiều khó khăn về mặt kỹ thuật, trình độ công nghệ còn thấp, chưa hoàn toàn chủ động giải quyết con giống và thức ăn. Ở Việt Nam, xu hướng phát triển mạnh nghề nuôi hải sản được thể hiện rõ ở chính sách của Chính phủ. Chương trình “Phát triển nuôi trồng thủy sản thời kỳ 1999 – 2010” đặt mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 là: sản lượng tôm sú – 360.000 tấn; động vật thân mềm – 380.000 tấn; cá biển nuôi – 200.000 tấn. Để có được sản lượng trên, mục tiêu về sản lượng con giống cần đạt là: tôm giống – 35 tỷ con; giáp xác ngoài tôm – 500 triệu con; động vật thân mềm – khoảng 11 tỷ con và cá biển – khoảng 400 triệu con giống [28]. Tính đến năm 2007, các chỉ tiêu diện tích và sản lượng về cơ bản đã đạt được, nhưng đáng lưu ý rằng chỉ tiêu về sản lượng cá biển (200.000 tấn) chỉ đạt 15.000 tấn, tương đương 7,5% mục tiêu đề ra [4]! Một trong những nguyên nhân chủ yếu được chỉ rõ là chưa giải quyết được nhu cầu con giống, trong khi tiềm năng thị trường nội địa cũng như xuất khẩu đối với mặt hàng cá biển