Luận án Tiến sĩ Nuôi trồng thủy sản: Nghiên cứu sử dụng ozone trong sản xuất giống cua biển (Scylla paramamosain Estampador, 1949)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:217

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm xây dựng được quy trình ứng dụng ozon trong sản xuất giống cua biển để cải thiện môi trường nước ương và hạn chế mầm bệnh trong quá trình ương, nâng cao hiệu quả trong sản xuất giống cua biển. Đề tài cũng là tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng của ozon lên các đối tượng giáp xác khác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Nuôi trồng thủy sản: Nghiên cứu sử dụng ozone trong sản xuất giống cua biển (Scylla paramamosain Estampador, 1949)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VIỆT BẮC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZON TRONG SẢN XUẤT GIỐNG CUA BIỂN (Scylla paramamosain Estampador, 1949) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VIỆT BẮC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZON TRONG SẢN XUẤT GIỐNG CUA BIỂN (Scylla paramamosain Estampador, 1949) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS.TS. VŨ NGỌC ÚT 2021
LỜI CẢM TẠ Trước hết tôi xin chân thành gửi những tình cảm cao quý nhất đến đấng sinh thành của mình. Cha, mẹ và những người thân đã dồn tất cả tình cảm và công sức để chắt chiu nuôi dạy tôi đến ngày hôm nay, đưa tôi đến ngưỡng cửa tương lai của cuộc đời. Để hoàn thành tốt luận án, tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS. Vũ Ngọc Út đã định hướng, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô Khoa Thủy Sản - Trường Đại học Cần Thơ đã tận tụy truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm bổ ích, là hành trang vững chắc giúp tôi có được những phẩm chất và năng lực trở thành con người có ích cho gia đình và xã hội. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Lãnh đạo Quý Phòng, Ban và Bộ môn Nuôi trồng Thủy sản Trường Cao đẳng Cộng đồng Cà Mau, đã tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu nâng cao trình độ chuyên môn. Xin chân thành cảm ơn đến Ths. Nguyễn Thị Tiên Bộ môn Thủy sản Trường Cao đẳng Cộng đồng Cà Mau đã giúp đỡ và tạo nhiều điều kiện cho tôi có thời gian tham gia học tập và hoàn thành luận án này. Xin chân thành cảm ơn đến thầy GS.TS. Trần Ngọc Hải, PGS.TS Lê Quốc Việt, PGS.TS Châu Tài Tảo, Ths Hồ Thị Hoàng Oanh luôn sẵn lòng giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Xin chân thành cảm ơn đến TS. Trần Nguyễn Duy Khoa đã luôn hết lòng động viên, chia sẽ kinh nghiệm và giúp đở tôi trong những lúc khó khăn để hoàn thành tốt việc học tập và nghiên cứu của mình. Xin gửi lời cảm ơn đến các em sinh viên các lớp Cao đẳng Nuôi trồng Thủy sản đã hỗ trợ tôi trong suốt thời gian thực hiện thí nghiệm của luận án này. Cần Thơ, tháng 5/2021 Tác giả Nguyễn Việt Bắc i
TÓM TẮT Cua biển (Scylla paramamosain) là đối tượng quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Các giải pháp nhằm cải tiến kỹ thuật, nâng cao tỷ lệ sống cua biển trong quá trình sản xuất giống đang được tập trung nghiên cứu. Đề tài “Nghiên cứu sử dụng ozon trong sản xuất giống cua biển (Scylla paramamosain)” thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của ozon lên chất lượng môi trường nước ương, chất lượng trứng và ấu trùng cua biển làm cơ sở cho việc ứng dụng ozon vào sản xuất giống cua biển. Sáu thí nghiệm được tiến hành trên cua trứng và ấu trùng cua nhằm đánh giá khả năng hòa tan và tồn lưu của ozon trong nước, các chế độ xử lý ozon cho trứng và ấu trùng cua biển (nồng độ, thời gian, tần suất và giai đoạn ấu trùng), cũng như hiệu quả kinh tế của quy trình sản xuất giống cua biển ứng dụng ozon. Ozon được sục trực tiếp vào bể ương với công suất máy 4g/h thông qua hệ thống khí ventuari hoặc đá bọt. Kết quả cho thấy, ở điều kiện trại sản xuất giống (độ mặn 30 ‰, pH = 8,0) thời gian ozon hòa tan và bán rã tùy thuộc vào thể tích nước. Đối với trứng cua biển, xử lý ozon ở nồng độ 0,1 mg/L trong thời gian 60 giây với tần suất 1 ngày/ lần sẽ giúp kiểm soát tốt mật độ vi khuẩn, nấm và ký sinh trong nước ương nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng và tỷ lệ nở của trứng với, trứng cua nở đạt 57,4% và 4,25 x 10 3 ấu trùng/g cua mẹ. Tuy nhiên, ozon ở nồng độ 0,2 – 0,5 mg/L sẽ gây bào mòn vỏ trứng cua. Trên ấu trùng cua biển, sử dụng nồng độ ozon 0,05 mg/L cho kết quả tốt nhất về chỉ số biến thái và tỷ lệ sống của ấu trùng. Theo đó, ấu trùng cua ở các giai đoạn tiếp xúc với ozon 0,05 mg/L trong vòng 1h không có khác biệt về tỷ lệ sống, nhưng sau 24h thì nồng độ từ 0,1 mg/L gây chết đáng kể so với 0 - 0,05 mg/L. Ở tần suất 1 ngày/lần và nồng độ ozon 0,05 mg/L, mật độ vi khuẩn (khuẩn lạc hay CFU/mL) và vi khuẩn Vibrio tổng (CFU/mL) được kiểm soát ở mức thấp nhất (tương ứng với 2,2 x 103 CFU/mL và 0,2 x 103 CFU/mL), tỷ lệ nhiễm ký sinh thấp nhất (4,86%) và tỷ lệ dị hình 4,96%. Tuy nhiên, chỉ số biến thái qua các giai đoạn (LSI) và tỷ lệ sống của ấu trùng đến cua 1 được ghi nhận cao nhất (10,5%) ở tần suất 2 ngày/lần. Đánh giá sử dụng ozon trong thực tế sản xuất giống cua biển S. paramamosain được so sánh và đánh giá hiệu quả so với các quy trình đang áp dụng trong sản xuất hiện nay: quy trình sử dụng hóa chất và kháng sinh. Ở mật độ ương 200 con/L, quy trình ozon (0,05 mg/L, với tần suất 2 ngày/lần) cho thấy chất lượng nước (hàm lượng COD, TAN, NO2) mật độ vi khuẩn tổng, Vibrio sp. và tỷ lệ nhiễm ký sinh trùng trên ấu trùng (lần lượt là 0,86 x 10 4 ii
CFU/mL, 0,16 x 104 CFU/mL và 6,40%) thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại. Tương tự, các chỉ số LSI, tăng trưởng của ấu trùng ở nghiệm thức sử dụng ozon cao hơn so với nghiệm thức sử dụng hóa chất. Tỷ lệ sống đến giai đoạn Cua1 (8,81%) và tỷ suất lợi nhuận (1,35) cao nhất ở quy trình sử dụng ozon, sử dụng kháng sinh (7,23% và 0,85), khác biệt có ý nghĩa với nghiệm thức sử dụng hóa chất (2,29% và – 0,4). Bên cạnh đó, chất lượng Cua1 sản xuất bằng quy trình ozon được so sánh tăng trưởng với nguồn cua tự nhiên và nguồn cua được sản xuất nhân tạo ở địa phương (cua sản xuất chủ yếu bằng kháng sinh). Kết quả sau 30 ngày nuôi với thịt tôm, tăng trưởng về khối lượng và tỷ lệ sống của cua giống sản xuất theo quy trình ozon là 0,711 g và 92,8% khác biệt không có ý nghĩa với nguồn cua giống tự nhiên là 0,773 g và 92,8%, nhưng khác biệt có ý nghĩa với nguồn cua sản xuất nhân tạo ở địa phương là 0,414 g và 88%. Kết quả nghiên cứu cho thấy, xử lý ozon với tần suất 1 ngày/lần với nồng độ 0,1 mg/L trong 60 giây giúp kiểm soát tốt bệnh nấm, khuẩn và kí sinh mà không ảnh hưởng đến chất lượng trứng và ấu trùng cua biển. Xử lý ozon với tần suất 2 ngày/lần ở nồng độ 0,05 mg/L giúp kiểm soát tốt vi khuẩn và ký sinh trùng gây hại cho ấu trùng, cải thiện biến thái, tăng trưởng và tỷ lệ sống của ấu trùng, nâng cao chất lượng Cua1. Kết quả đề tài có thể ứng dụng trong thực tế sản xuất giống cua biển. Từ khóa: ozon, cua biển, S. paramamosain, sản xuất giống iii
ABSTRACT The mud crab (Scylla paramamosain) is an important species for aquaculture. Sustained efforts have reportedly focused on improvement of practice technologies and enhancement of survival rate in seed production. The present study was carried out to evaluate the effects of ozone disinfection on water quality parameters, egg viability and larval quality in mud crab seed production. The study consisted six experiments on ovigerous crab and mud crab larvae. Investigations on effects of the dissolved capacity and accumulation of ozone in the rearing water; effects of different ozone concentrations, exposure times, frequencies, on eggs and at different larval stages; and the economic efficiency of ozone disinfection application for mud crab seed production. Ozone was directly supplied into rearing tanks at 4 g/h through a ventuari pump and air stones. The results showed that in normal hatchery condition settings (i.e. salinity of 30‰ and pH of 8.0), the dissolved and decay time of ozone depended on the water volume. For mud crab eggs, daily ozone disinfection at 0.1 mg/L of concentration for 60s could help control bacterial load density, fungi and parasites in rearing water without compromising the quality and hatching index of eggs. In this study, the hatching index was recorded at 57.4% with a fecundity at 4.25 x 103 larvae/g of female crab. However, we observed that at higher ozone disinfection rates (0.2-0.5 mg/L) could cause damage to the shell surface of eggs. For the mud crab larvae, ozone concentration at 0.05 mg/L showed the best results in larval metamorphosis (Larval stage index or LSI) and survival. No significant difference in survival of crab larvae was observed when exposed to 0.05 mg/L for 1 hour. However, the larval mortality significantly increased after 24h exposure to ozone at 0.1 mg/L as compared to 0 – 0.05 mg/L. At daily exposure frequency and 0.05 mg/L ozone concentration, the total bacteria density (colony-forming unit or CFU/mL) and Vibrio density (CFU/mL) were managed at low levels (2.2 x 103 CFU/mL and 0.2 x 103 CFU/mL), low parasitic infection (4.86%), and deformation index (4.96%). However, the larval stage index and survival rate of mud crab larvae until Crab 1 stage (10.5%) was the highest at 2 days/time of exposure frequency. A comparison among common practice protocols in mud crab larvae was carried out including: ozone disinfection, use of chemicals and use of antibiotics. At 200 larvae/L of stocking density, the protocol applying ozone (0.05 mg/L and exposed every 2 day) demonstrated that the water quality iv
parameters (COD, TAN and Nitrite), total bacteria count, Vibrio count and parasitic infection on the larvae (0.86 x 104 CFU/mL, 0.16 x 104 CFU/mL and 6.40%) were statistically lower than other treatments. Similarly, the LSI and growth performance of crab larvae in ozone treatment were significantly greater than chemical treatment. The highest values in larval survival rate at crab 1 stage (8.81 %) and net profit (1.35) were recorded in ozone treatment, followed by antibiotic treatment (7.23 % and 0.85), were significantly higher than chemical treatment (2.29 % and – 0.4). Besides, the quality of crab seed produced by ozone application protocol was also compared to wild seed and local hatchery crab seed (using antibiotic). After 30 days of rearing with shrimp meat, the growth in weight and survival produced by ozone disinfection protocol were at 0.711 g and 92.8%, not significantly different to wild crab seed (0.773 g and 92.8%), but statistically higher than local hatchery crab seed (0.414 g and 88%). The results from this study demonstrated that daily ozone disinfection at 0.1 mg/L for 60 seconds could help to control fungi, bacteria, and parasites without compromising egg and larval quality. At 0.05 mg/L exposed every 2 days, management of pathogenic bacterial load and parasites can be achieved with improvements in metamorphosis, growth performance, survival and quality of mud crab. Findings from this study could aid in applications of mud crab seed production and improved husbandry practices. Keywords: Ozone, mud crab, Scylla paramamosain, seed production v
vi
MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ....................................................................................................... i TÓM TẮT ............................................................................................................. ii ABSTRACT.......................................................................................................... iv LỜI CAM KẾT ..................................................................................................... vi MỤC LỤC ............................................................................................................ vii DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ xiii DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. xv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................... xv Chương 1: GIỚI THIỆU ....................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề ...................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 2 1.2.1. Mục tiêu tổng quát ...................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 2 1.3. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2 1.4. Ý nghĩa của nghiên cứu ................................................................................. 2 1.5. Điểm mới của nghiên cứu .............................................................................. 3 1.6. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 3 1.7. Thời gian thực hiện ........................................................................................ 3 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................... 4 2.1. Đặc điểm sinh học cua biển ........................................................................... 4 2.1.1. Đặc điểm phân loại ..................................................................................... 4 2.1.2. Phân bố ....................................................................................................... 5 2.1.3. Môi trường sống và cư trú .......................................................................... 5 2.1.4. Vòng đời ..................................................................................................... 5 2.1.5. Đặc điểm sinh sản ....................................................................................... 7 2.1.5.1 Sự thành thục của cua biển ....................................................................... 7 2.1.5.2 Di cư sinh sản ........................................................................................... 7 2.1.5.3 Tập tính bắt cặp, đẻ trứng và ấp trứng ...................................................... 8 2.1.5.4 Sự phát triển của các giai đoạn ấu trùng ................................................... 9 2.1.6. Đặc điểm sinh trưởng.................................................................................. 10 2.1.6.1. Lột xác và tái sinh .................................................................................... 10 2.1.6.2. Các giai đoạn của quá trình lột xác .......................................................... 11 2.1.6.3. Các yếu tố điều khiển quá trình lột xác ................................................... 12 2.1.6.4. Tuổi thọ và kích thước tối đa của cua ...................................................... 12 2.1.7. Đặc điểm dinh dưỡng.................................................................................. 13 2.2. Sản xuất giống cua biển ................................................................................. 13 2.2.1. Lựa chọn cua mẹ nuôi vỗ ........................................................................... 13 2.2.2. Hệ thống nuôi vỗ......................................................................................... 14 vii
2.2.3. Khẩu phần ăn và chế độ cho ăn .................................................................. 14 2.2.4. Sinh sản ....................................................................................................... 15 2.2.5. Ấp nở .......................................................................................................... 16 2.2.6. Ương ấu trùng Zoea .................................................................................... 16 2.2.6.1. Lựa chọn ấu trùng ................................................................................... 16 2.2.6.2. Nước ương ấu trùng ................................................................................. 17 2.2.6.3. Nhiệt độ.................................................................................................... 17 2.2.6.4. Độ mặn ..................................................................................................... 17 2.2.6.5. Ánh sáng .................................................................................................. 17 2.2.6.6. Bể ương .................................................................................................... 18 2.2.6.7. Thay nước và xiphon ............................................................................... 18 2.2.6.8. Thức ăn và giàu hóa thức ăn .................................................................... 19 2.2.7. Ương megalop ........................................................................................... 21 2.3. Một số bệnh trên cua mẹ, trứng và ấu trùng cua biển.................................... 23 2.3.1. Bệnh do vi khuẩn ........................................................................................ 23 2.3.1.1. Vi khuẩn phát sáng .................................................................................. 23 2.3.1.2. Vi khuẩn sợi ............................................................................................. 23 2.3.2. Nấm ............................................................................................................. 23 2.3.3. Ký sinh trùng .............................................................................................. 24 2.4. Phòng và trị bệnh ........................................................................................... 24 2.5 Hiện trạng sản xuất giống cua biển ở ĐBSCL................................................ 25 2.5.1. Kết cấu trại sản xuất giống cua biển ........................................................... 25 2.5.2 Nuôi vỗ và ấp cua trứng ............................................................................... 26 2.5.3 Ương ấu trùng .............................................................................................. 27 2.5.4 Ương cua giống............................................................................................ 28 2.5 Ozon trong nuôi trồng thủy sản ...................................................................... 30 2.5.1 Cơ chế tạo ozon và những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất ozon .............. 30 2.5.2. Cơ chế oxy hóa ion vô cơ, ammoniac và hydro sulfua của ozon .............. 30 2.5.2.1 Cơ chế phản ứng của nhóm halogen với ozon ......................................... 31 2.5.2.2 Cơ chế phản ứng của ion Fe2+ và Mn2+ với ozon .................................... 33 2.5.3 Cơ chế oxy hóa các hợp chất hữu cơ của ozon ........................................... 33 2.5.3.1 Aldehyd, Alcohol, Xeton và axit Carbocylic ........................................... 33 2.5.3.2 Anken ........................................................................................................ 34 2.5.4 Cơ chế diệt mầm bệnh của ozon .................................................................. 34 2.5.5 Ứng dụng của ozon trong nuôi trồng thủy sản ............................................ 35 2.5.5.1 Cải thiện chất lượng nước ......................................................................... 35 2.5.5.2 Khử trùng nguồn nước cho hệ thống nuôi ................................................ 36 2.5.5.3 Cải thiện tỷ lệ sống và năng suất trong hệ thống nuôi .............................. 38 2.5.5.4 Cải thiện tỷ lệ nở ....................................................................................... 38 viii
2.5.5.5 Loại bỏ tảo độc và độc tố của nó .............................................................. 39 2.5.5.6 Cải thiện chất lượng thức ăn tươi sống ..................................................... 40 2.5.6 Những hạn chế của ozon ............................................................................. 40 2.5.7 Độc tính của ozon ....................................................................................... 41 2.5.7.1 Dư lượng oxy hóa và hệ thống RAS ......................................................... 42 2.5.7.2 Sản phẩm ozon hóa ................................................................................... 43 2.5.7.3 Liều lượng ozon và thời gian tiếp xúc ...................................................... 43 2.5.7.4 Bromat và thủy sinh vật ............................................................................ 44 2.5.7.5 Ảnh hưởng của ozon và bromat đến sức khỏe con người ........................ 46 2.5.8 Loại bỏ dư lượng chất khử trùng (DBP) ...................................................... 46 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 48 3.1 Phương pháp tiếp cận...................................................................................... 48 3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................. 48 3.3. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................ 48 3.4. Hóa chất ......................................................................................................... 49 3.5. Nguồn nước dùng trong thí nghiệm ............................................................... 49 3.6. Thiết kế hệ thống lọc sinh học nuôi vỗ cua mẹ ............................................. 49 3.7. Nguồn cua mẹ và tiêu chí lựa chọn cua mẹ nuôi vỗ ...................................... 49 3.8. Nguồn ấu trùng .............................................................................................. 50 3.9. Chuẩn bị thức ăn ương ấu trùng .................................................................... 50 3.9.1. Gây nuôi tảo Chlorella và tảo Nannochloropis .......................................... 50 3.9.2. Gây nuôi luân trùng .................................................................................... 50 3.9.3. Phương pháp làm giàu luân trùng ............................................................... 50 3.9.4. Ấp artemia bung dù..................................................................................... 50 3.9.5. Cho nở ấu trùng artemia ............................................................................. 51 3.9.6.Phương pháp giàu hóa artemia .................................................................... 51 3.10. Chế độ cho ăn .............................................................................................. 51 3.11. Sơ đồ nghiên cứu ......................................................................................... 51 3.12. Phương pháp bố trí thí nghiệm .................................................................... 52 3.12.1 Khảo sát khả năng hòa tan và duy trì hàm lượng ozon ở các thể tích nước khác nhau ..................................................................................................... 52 3.12.1.1. Khảo sát khả năng hòa tan ozon ở các thể tích nước khác nhau ........... 52 3.12.1.2. Khảo sát khả năng duy trì ozon ở các thể tích nước khác nhau ............ 52 3.12.2 Xác định ảnh hưởng của ozon lên trứng cua biển Scylla paramamosain . 53 3.12.3 Ảnh hưởng của ozon lên các giai đoạn ấu trùng cua biển ......................... 54 3.12.4. Đánh giá quy trình sử dụng ozon và xây dựng quy trình sử dụng ozon trong thực tế sản xuất giống cua biển ................................................................... 56 3.13 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ........................................................ 57 3.13.1 Phương pháp phân tích các yếu tố môi trường .......................................... 57 ix
3.13.2 Phân tích mô học........................................................................................ 57 3.13.3 Tỷ lệ sống của trứng .................................................................................. 58 3.13.4 Xác định mật độ vi khuẩn .......................................................................... 59 3.13.5 Hiệu quả diệt vi khuẩn ............................................................................... 59 3.13.6 Xác định mật độ ký sinh trùng và nấm ...................................................... 59 3.13.7 Sức sinh sản tương đối ............................................................................... 59 3.13.8 Tỷ lệ trứng thụ tinh .................................................................................... 59 3.13.9 Tỷ lệ trứng thải .......................................................................................... 60 3.13.10 Tỷ lệ dị hình ............................................................................................. 60 3.13.11 Tỷ lệ nở .................................................................................................... 60 3.13.12 Chỉ số biến thái (Larval Stage Index = LSI) ............................................ 60 3.13.13 Sinh trưởng .............................................................................................. 61 3.13.14 Tốc độ tăng trưởng đặc biệt ..................................................................... 61 3.13.15 Tỷ lệ sống của ấu trùng ............................................................................ 61 3.13.16 Chất lượng ấu trùng ................................................................................. 61 3.14 Phương pháp xử lý số liệu.......................................................................... .. 62 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................ 63 4.1 Khảo sát khả năng hòa tan và duy trì hàm lượng ozon ở các thể tích nước khác nhau .............................................................................................................. 63 4.1.1 Thể tích 2 lít ................................................................................................. 63 4.1.1.1 Khả năng hòa tan ...................................................................................... 63 4.1.1.2 Khả năng duy trì ....................................................................................... 63 4.1.2 Thể tích 60 lít ............................................................................................... 64 4.1.2.1 Khả năng hòa tan ...................................................................................... 64 4.1.2.2 Khả năng duy trì ....................................................................................... 64 4.1.3 Thể tích 1000 lít ........................................................................................... 64 4.1.3.1 Khả năng hòa tan ...................................................................................... 64 4.1.3.2 Khả năng duy trì ....................................................................................... 65 4.2 Ảnh hưởng của ozon lên trứng cua biển Scylla paramamosain ..................... 66 4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ ozon và thời gian xử lý lên sự phát triển của phôi ....................................................................................................................... 66 4.2.1.1 Độ dày vỏ trứng ........................................................................................ 66 4.2.1.2 Tỷ lệ sống của trứng ................................................................................. 68 4.2.2 Ảnh hưởng chu kỳ xử lý ozon đến chất lượng trứng cua biển S. paramamosain ...................................................................................................... 69 4.2.2.1 Biến động các yếu tố môi trường .............................................................. 69 4.2.2.2 Các chỉ tiêu sinh sản ................................................................................ 70 4.2.2.3 Tỷ lệ nhiễm nấm và ký sinh trùng trên trứng ........................................... 71 4.2.2.4 Mật độ vi khuẩn trên trứng cua biển ......................................................... 72 x
4.2.2.5 Chất lượng ấu trùng ................................................................................. 74 4.3 Ảnh hưởng của ozon lên giai đoạn ấu trùng cua biển .................................... 75 4.3.1 Nồng độ ozon thích hợp cho từng giai đoạn ấu trùng cua biển ................... 75 4.3.1.1 Giai đoạn Zoea1 ........................................................................................ 75 4.3.1.2 Giai đoạn Zoea2 ........................................................................................ 75 4.3.1.3 Giai đoạn Zoea3 ........................................................................................ 76 4.3.1.4 Giai đoạn Zoea4 ........................................................................................ 76 4.3.1.5 Giai đoạn Zoea5 ........................................................................................ 77 4.3.1.6 Giai đoạn megalop ................................................................................... 78 4.3.1.7 Giai đoạn Cua1 .......................................................................................... 78 4.3.2 Ảnh hưởng của tần suất sử dụng ozon đến tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển........................................................................................................ 79 4.3.2.1 Các yếu tố môi trường .............................................................................. 79 4.3.2.2 Biến động mật độ vi khuẩn tổng và Vibrio sp. trong nước ương ấu trùng ...................................................................................................................... 81 4.3.2.3 Tỷ lệ nhiễm Protozoa trên ấu trùng .......................................................... 83 4.3.2.4 Tỷ lệ dị hình trên ấu trùng ........................................................................ 84 4.3.2.5 Chỉ số biến thái của ấu trùng cua biển ...................................................... 85 4.3.2.6 Tăng trưởng của ấu trùng cua biển qua các giai đoạn .............................. 86 4.3.2.7 Tỷ lệ sống ấu trùng cua biển ..................................................................... 87 4.4 Đánh giá quy trình sử dụng ozon và xây dựng quy trình sử dụng ozon trong thực tế sản xuất giống cua biển ................................................................... 88 4.4.1. Đánh giá quy trình sử dụng ozon ................................................................ 88 4.4.1.1. Các yếu tố môi trường ............................................................................. 88 4.4.1.2 Biến động mật độ vi khuẩn tổng và vi khuẩn Vibrio spp ......................... 90 4.4.1.3 Tỷ lệ nhiễm protozoa ................................................................................ 91 4.4.1.4 Tỷ lệ dị hình trên ấu trùng ........................................................................ 92 4.4.1.5 Chất lượng ấu trùng .................................................................................. 94 4.4.1.6 Chỉ số biến thái của ấu trùng cua biển ...................................................... 94 4.4.1.7 Tăng trưởng của ấu trùng cua biển qua các giai đoạn .............................. 96 4.4.1.8 Tỷ lệ sống.................................................................................................. 97 4.4.2 Đánh giá chất lượng cua giống .................................................................... 98 4.4.2.1 Biến động các yếu tố môi trường .............................................................. 98 4.4.2.2 Chiều rộng mai cua ................................................................................... 99 4.4.2.3 Tăng trưởng khối lượng cua giống ........................................................... 100 4.4.2.4 Thời gian lột xác ....................................................................................... 101 4.4.2.5 Tỷ lệ sống.................................................................................................. 102 4.4.3 Xây dựng quy trình sử dụng ozon trong thực tế sản xuất giống cua biển ... 103 4.4.3.1 Xử lý nước ương ....................................................................................... 103 xi
4.4.3.2 Xử lý trứng và ương ấu trùng ................................................................... 105 4.4.3.3. Một số lưu ý khi ứng dụng ozon trong sản xuất giống cua biển ............. 107 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 109 5.1 Kết luận ........................................................................................................... 109 5.2 Đề xuất ............................................................................................................ 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 110 PHỤ LỤC ............................................................................................................. 144 xii
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Các giai đoạn của ấu trùng cua biển (Scylla sp.) ................................. 9 Bảng 2.2: Kết cấu của trại sản xuất giống cua biển ở ĐBSCL ............................. 26 Bảng 2.3: Các đặc điểm kỹ thuật nuôi vỗ cua mẹ ở ĐBSCL ............................... 26 Bảng 2.4: Đặc điểm kỹ thuật ương ấu trùng Zoea1 đến Cua1 ở ĐBSCL .............. 28 Bảng 2.5: Một số yếu tố kỹ thuật trong ương cua giống của ĐBSCL .................. 29 Bảng 3.1: Chế độ cho ăn áp dụng cho ấu trùng cua biển ..................................... 51 Bảng 3.2: Phương pháp phân tích các yếu tố môi trường .................................... 57 Bảng 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ ozon và thời gian tiếp xúc đến độ dày vỏ trứng cua biển ....................................................................................................... 67 Bảng 4.2: Ảnh hưởng nồng độ ozon và thời gian tiếp xúc đến tỷ lệ sống (%) của trứng ấu trùng cua biển................................................................................... 68 Bảng 4.3: Biến động một số các yếu tố môi trường trong hệ thống sau 11 ngày thí nghiệm ............................................................................................................. 69 Bảng 4.4: Các chỉ tiêu sinh sản của cua mẹ .......................................................... 70 Bảng 4.5: Tỷ lệ nhiễm nấm và ký sinh trùng trên trứng cua biển ........................ 72 Bảng 4.6: Mật độ vi khuẩn tổng và vi khuẩn Vibrio sp. trên trứng cua biển ....... 73 Bảng 4.7: Chất lượng ấu trùng sau khi nở ............................................................ 74 Bảng 4.8: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Zoea 1 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 75 Bảng 4.9: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Zoea 2 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 76 Bảng 4.10: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Zoea 3 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 76 Bảng 4.11: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Zoea 4 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 77 Bảng 4.12: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Zoea5 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 77 Bảng 4.13: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Megalop ở các nồng độ ozon khác nhau .............................................................................. 78 Bảng 4.14: Tỷ lệ sống và biến thái của ấu trùng cua biển ở giai đoạn Cua1 ở các nồng độ ozon khác nhau ................................................................................. 78 Bảng 4.15: Biến động môi trường nước ương của thí nghiệm ............................. 80 Bảng 4.16: Biến động mật độ vi khuẩn trong nước trước và sau khi xử lý ozon . 81 Bảng 4.17: Tỷ lệ nhiễm protozoa trên ấu trùng cua ............................................. 83 Bảng 4.18: Tỷ lệ dị hình trên ấu trùng khi xử lý ozon với các tần suất khác nhau ....................................................................................................................... 84 Bảng 4.19: Chỉ số biến thái của ấu trùng cua biển khi xử lý ozon với các tần suất khác nhau ....................................................................................................... 86 xiii
Bảng 4.20: Chiều dài (mm) các giai đoạn ấu trùng cua biển khi xử lý ozon với các tần suất khác nhau .......................................................................................... 87 Bảng 4.21: Tỷ lệ sống của ấu trùng cua biển qua các giai đoạn khi xử lý ozon với các tần suất khác nhau .................................................................................... 87 Bảng 4.22: Biến động môi trường nước bể ương trong thí nghiệm ương ấu trùng với các quy trình ương khác nhau ............................................................... 88 Bảng 4.23: Mật độ vi khuẩn trong môi trường nước bể ương khi ương với các quy trình khác nhau............................................................................................... 90 Bảng 4.24: Tỷ lệ nhiễm bệnh protozoa trên ấu trùng cua biển khi được ương ấu trùng với các quy trình khác nhau .................................................................... 91 Bảng 4.25: Tỷ lệ dị hình trên ấu trùng cua biển khi ương với các quy trình khác nhau .............................................................................................................. 93 Bảng 4.26: Chất lượng ấu trùng sau khi gây sốc bằng formol và độ mặn............ 94 Bảng 4.27: Chỉ số biến thái của ấu trùng cua biển khi ương với các quy trình khác nhau .............................................................................................................. 95 Bảng 4.28: Chiều dài (mm) các giai đoạn ấu trùng cua biển khi được ương với các quy trình khác nhau ........................................................................................ 96 Bảng 4.29: Tỷ lệ sống của ấu trùng cua biển qua các giai đoạn ........................... 97 Bảng 4.30: Biến động các yếu tố môi trường trong bể nuôi cua giống ................ 98 Bảng 4.31: Tăng trưởng chiều rộng mai (CW) cua biển ...................................... 99 Bảng 4.32: Tăng trưởng khối lượng cua giống ..................................................... 101 Bảng 4.33: Thời gian lột xác của cua nuôi qua các lần lột xác ............................ 102 Bảng 4.34: Quy trình xử lý ozon trong thực tế sản xuất ....................................... 107 xiv
DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Hình dạng phân loại cua biển ............................................................... 4 Hình 2.2: Vòng đời cua biển Scylla sp ................................................................ 6 Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm của đề tài ......................................................... 52 Hình 4.1: Biến động hàm lượng ozon trong nước với thể tích 2 L ...................... 63 Hình 4.2: Khả năng duy trì ozon ở thể tích 2 L .................................................... 63 Hình 4.3: Biến động hàm lượng ozon trong nước với thể tích 60 L .................... 64 Hình 4.4: Khả năng duy trì ozon ở thể tích 60 L .................................................. 64 Hình 4.5: Biến động hàm lượng ozon trong nước với thể tích 100 L .................. 65 Hình 4.6: Khả năng duy trì ozon ở thể tích 1000 L .............................................. 65 Hình 4.7: Cấu trúc mô trứng cua sau khi tiếp xúc với ozon ở các nồng độ khác nhau ....................................................................................................................... 67 Hình 4.8: Zoothamnium sp. ký sinh trên ấu trùng cua .......................................... 84 Hình 4.9: Tốc độ tăng trưởng tương đối về chiều rộng mai ................................. 100 Hình 4.10: Tốc độ tăng trưởng tương đối về trọng lượng .................................... 101 Hình 4.11: Tỷ lệ sống cua nuôi ............................................................................. 102 Hình 4.12: Quy trình xử lý nước cho trại sản xuất cua biển ................................. 103 Hình 4.13: Máy trộn khí theo hình thức ventuary ................................................ 104 Hình 4.14: Ventuari trộn ozon trên đường ống .................................................... 105 Hình 4.15: Sơ đồ xử lý nước trên đường ống cấp nước ....................................... 105 Hình 4.16: Lắp máy ozon cho trại sản xuất giống cua biển ................................. 106 xv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD5 Nhu cầu oxy hóa COD Nhu cầu oxy hóa học CT Nồng độ ozon x Thời gian tiếp xúc DBP Sản phẩm khử trùng DO Oxy hòa tan DOC Carbon hữu cơ hòa tan ĐBSCL Đồng bằng Sông Cữu Long LSI Chỉ số biến thái Mega Megalop NT Nghiệm thức ORP Chỉ số oxy hóa khử OPO Sản phẩm ozon hóa ROC Dư lượng ozon SS Chất rắn lơ lững SGR Tốc độ tăng trưởng đặc biệt TSS Tổng chất rắn lơ lững TOC Tổng lượng carbon hữu cơ TAN Tổng hàm lượng đạm amon TRO Tổng dư lượng oxy hóa VSS Tổng chất rắn lơ lững dễ bay hơi Z Zoea xvi
Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Cua biển (Scylla paramamosain) là một trong những đối tượng nuôi quan trọng ở khu vực Tây Thái Bình Dương (Keenan, 1999). Với đặc điểm tăng trọng nhanh, kích cỡ lớn, giàu dinh dưỡng (Overton and Macintosh, 1997, Parado-Estepa and Quinitio, 1999), nên chúng được tiêu thụ mạnh ở nhiều nước trên thế giới (Le Vay, 2001; Walton et al., 2006a). Do đó diện tích nuôi biển ngày càng được mở rộng và hình thức nuôi ngày càng đa dạng (Hungria et al., 2017), đã đem lại một nguồn thu nhập tốt cho cư dân, sống ở vùng ven biển thuộc các nước Đông Nam Á (Overtonand and Macintosh, 1997; Le Vay, 2001; Walton et al., 2006a). Nhằm đáp ứng cua giống cho nhu cầu nuôi thương phẩm, giảm phụ thuộc vào nguồn giống tự nhiên. Các giải pháp cải tiến kỹ thuật để xây dựng quy trình sản xuất giống đã được áp dụng (De Pedro et al., 2007; Nghia et al., 2007a). Tuy nhiên, tỷ lệ sống của ấu trùng ở các trại giống còn thấp dưới 15%, do nhiễm vi khuẩn, nấm (Lavilla and Peña, 2004) và nguyên sinh động vật (Cholik, 1999; Dat, 1999), tập tính ăn nhau ở tất cả các giai đoạn (Quinitio, 2004), thiếu hiểu biết về nhu cầu dinh dưỡng của ấu trùng (Quinitio, 2004). Một số báo cáo cho thấy, trứng bị hư trong quá trình ấp hoặc ấu trùng cua biển chết rất nhiều khi bị nhiễm các loại nấm Lagenidium (Cholik, 1999), Sirolpidium (Nakamura et al., 1995), Hematonidium sp. (Hudson and Shields, 1994), Halipthoros sp. (Leaño, 2001), các loài nguyên sinh động vật như: Epistylic sp., Acineta sp., Lagenophrys sp. (Hudson and Lester, 1994) và Zoothamnium sp. (Dat, 1999; Cholik, 1999). Bên cạnh đó, vi khuẩn Vibrio harveryi cũng làm cho ấu trùng Zoea chết rất nhanh (Lightner, 1993; Parenrenri et al., 1993). Để hạn chế thiệt hại do bệnh gây ra trong quá trình ương, các trại giống đã dùng mycostatic và mycocidal (Liopo and Sanvictores, 1986), trifluralin (De Pedro et al., 2007), formalin (Lightner, 1993; De Pedro et al., 2007) và Oxytetracylin (Azam, 2013) để phòng nấm, nguyên sinh động vật và vi khuẩn. Tuy nhiên, việc sử dụng các loại hóa chất này cho hiệu quả trước mắt nhưng về lâu dài thì nó sẽ hình thành các chủng vi khuẩn kháng thuốc (Thạch Thanh và ctv., 1999). Hơn nữa, việc sử dụng kháng sinh và các hóa chất bị cấm sẽ để lại tồn lưu trong môi trường, trong cơ thể động vật thủy sản. Nó ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi (De Pedro et al., 2007). Là một tác nhân oxy hóa mạnh, Ozon có hiệu quả sát trùng cao đối với các sinh vật gây bệnh như vi khuẩn, virut, nấm và nguyên sinh động vật 1
(Liltved et al., 2006; Schneider et al., 1990), phân hủy nhanh và ít để lại tồn lưu cho môi trường (Summerfelt and Hochheimer, 1997; Von Gunten, 2003; Tạ Văn Phương, 2006). Ozon được xem là giải pháp khắc phục những vấn đề trên. Tuy vậy, hiện nay ozon chỉ là giải pháp lựa chọn trong xử lý nước, trong ương ấu trùng tôm (Thạch Thanh và ctv., 1999; Trần Thị Kiều Trang và ctv., 2006; Nguyễn Lê Hoàng Yến, 2008), trong hệ thống tuần hoàn (Summerfelt and Hochheimer, 1997; Summerfelt et al., 1997; Christensen et al., 2000; Krumins et al. 2001; Tango and Gagnon, 2003; Summerfelt, 2003), xử lý mầm bệnh trên trứng cá (Schneider et al., 1990; Liltved et al., 2006; Sharrer and Summerfelt, 2007; Summerfelt et al., 2009), nhưng chưa có một công trình nghiên cứu nào công bố về việc sử dụng ozon trong ương ấu trùng cua biển. Do đó, việc “Nghiên cứu sử dụng ozon trong sản xuất giống cua biển S. paramamosain Estampador, 1949” là rất cần thiết, nhằm hạn chế, thay thế sử dụng thuốc kháng sinh hoặc hóa chất bị cấm trong quá trình sản xuất giống cua biển. 1.2 Mục tiêu của nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Nhằm xây dựng được quy trình ứng dụng ozon trong sản xuất giống cua biển để cải thiện môi trường nước ương và hạn chế mầm bệnh trong quá trình ương, nâng cao hiệu quả trong sản xuất giống cua biển. Đề tài cũng là tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng của ozon lên các đối tượng giáp xác khác. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Luận án giải quyết các mục tiêu sau: (i) Đánh giá được ảnh hưởng của nồng độ ozon lên trứng cua biển và tìm ra được nồng độ ozon thích hợp cho giai đoạn trứng cua biển; (ii) Đánh giá được tác động của ozon đến từng giai đoạn của ấu trùng cua biển, qua đó tìm ra được nồng độ ozon thích hợp cho tất cả các giai đoạn của ấu trùng cua biển; (iii) So sánh và đánh giá được tính khả thi của quy trình sử dụng ozon so với các quy trình sản xuất giống cua biển hiện nay. 1.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tập trung vào đánh giá các tác động của ozon đến các giai đoạn của ương cua biển (giai đoạn trứng, giai đoạn ấu trùng). Đồng thời xây dựng quy trình sử dụng ozon trong thực tế sản xuất giống cua biển 1.4 Ý nghĩa của nghiên cứu Phát triển được quy trình ương cua giống thân thiện với môi trường, hạn chế sử dụng kháng sinh gây tác hại đến môi trường và sức khỏe người tiêu 2