Khảo sát hệ vi sinh vật kiểm soát NH3 trong nuôi tôm

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nuôi tôm năng suất cao đang phát triển mạnh, tạo bước đột phá trong ngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta và góp phần đáng kể cho kim ngạch xuất khẩu thủy sản. Trong đó, diện tích nuôi tôm bán thầm canh và thâm canh không ngừng được mở rộng và giữ vị trí quan trọng trong việc sản xuất mặt hàng xuất khẩu chủ lực. Tuy vậy, với lượng thức ăn dư thừa, sản phẩm bài tiết hằng ngày của tôm, sự rữa trôi từ bờ ao, sản phẩm hữu cơ theo nước vào ao và xác động vật phù du… đã làm cho môi trường nước, đáy ao nuôi bị ô nhiễm trong những tháng cuối và sau mỗi chu kỳ nuôi tôm. Trong các ao nuôi thâm canh, để rút ngắn thời gian nuôi động thời nâng cao giá trị của tôm nuôi người ta tăng thêm lượng thức ăn cho vật nuôi, khi đó sẽ xuất hiện yếu tố dư thừa amoniac. Thức ăn thừa, phân, chất bài tiết của vật nuôi sẽ hình thành amoniac. Trong môi trường có pH thấp tác hại của amoniac không cao bằng trong môi trường có pH cao, vì thành phân gây độc là amoniac dạng trung hoà. Ammonium tồn tại trong ao với nồng độ cao và đồng thời với pH cao sẽ gây độc đối với tôm cá và nhuyễn thể và nếu như chưa xử lý ammonium mà trực tiếp thải ra môi trường bên ngoài sẽ gây ô nhiễm, dịch bệnh phát triển nhiều, làm mất cân bằng sinh thái và thay đổi đa dạng sinh học vùng nước ven bờ. Do đó cần phải kiểm soát lượng NH3 trong ao nuôi tôm. Có thể sử dụng các loại hóa chất, dươc liệu để xử lý môi trường ao nuôi và phòng dịch bệnh nhưng như thế thì những chất đó sẽ tồn đọng trong nước, đáy ao và trong sản phẩm sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái và sức khỏe của con người. Do đó biện pháp sinh học sử dụng hệ vi khuẩn có thể kiểm soát và làm giảm được hàm lượng NH3 đã được nghiên cứu và ứng dụng. Với tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học nêu trên, đồng thời được sự chấp nhận của khoa MT&CNSH, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát hệ vi sinh vật kiểm soát NH3 trong nuôi tôm”. Mục tiêu Tìm hiểu về các yếu tố trong nước ảnh hưởng ảnh hưởng đến sự tăng trường của tôm, đặc biệt là ảnh hưởng của NH3. Tìm hiểu về vi sinh vật kiểm soát NH3 và cơ chế kiểm soát. Nội dung nghiên cứu Thu thập số liệu, kết quả nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài. Xử lý các kết quả, số liệu thu thập được. CHƯƠNG 2 :TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NUÔI TÔM VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC Đặc điểm sinh học của tôm sú Phân loại khoa học Theo hệ thống phân loại của Hothuis (1980) và Barnes (1987) tôm sú thuộc: Ngành : Arthopoda Lớp : Crustacea Lớp phụ : Malacostraca Bộ : Decapoda Bộ phụ : Macrura natantia Họ : Penaaidea Giống : Penaeus Loài : Penaeus monodon Phân bố Tôm sú phân bố rộng rãi trên thế giới, ở vùng Aán Độ Dương, Tây Thái Bình Dương, từ Pakistan tới Nhật, từ quần đảo Malaysia đến Úc, đặc biệt phân bố tập trung ở vùng Đông Nam Á như Việt Nam, Philipines, Indonesia và Malysia (Trần Minh Anh, 1989). Ơû giai đoạn ấu trùng và ấu niên tôm sú sống nổi, dần dần thích nghi sống đáy. Ơû vùng cửa sông, ấu niên và thiếu niên tôm sống ở tầng mặt trong khi phần lớn tôm trưởng thành sống ở mực nước sau khoảng 70m (ngoài khơi Philippines) hay 30-39m (vịnh Thái Lan) ở nhiệt độ 34oC và độ mặn là 35ppt Vòng đời Ngoài tự nhiên, khi đạt đến độ trưởng thành vào năm thứ hai, tôm sẽ bắt đầu di cư ra biển để giao phối và khi tìm vị trí sinh sản phù hợp tôm cái sẽ đẻ trứng. Tôm thường đẻ trứng vào ban đêm, lúc gần sáng. Số trứng đẻ tùy thuộc vào kích thước, trọng lượng của tôm mẹ. Sức sinh sản của tôm sú ngoài tự nhiên khoảng 200.000 – 1.200.000 trứng / tôm mẹ. Trứng sau khi nở thành ấu trùng và phát triển lần lượt qua các giai đoạn : Giai đoạn Nauplius (6 giai đoạn) : từ Nauplius 1 (ký hiệu N1) đến Nauplius 6 (ký hiệu N6) khoảng 48 tiếng. Giai đoạn Zoea (3 giai đoạn) : xuất hiện mắt có chấm đen (ký hiệu Z1 đến Z3) khoảng 3-4 ngày. Giai đoạn Mysis (3 giai đoạn) : bắt đầu xuất hiện chân bơi (ký hiệu M1 đấn M3) khoảng 4 – 5 ngày. Giai đoạn ấu trùng Postlarvae : khi chấn bơi phát triển đầy đủ, tôm di cư từ vùng biển khơi vào các vùng bờ có độ mặn thấp hơn, thường là cửa sông. Giai đoạn ấu niên Juvenile : tôm sú bắt đầu chuyển sang sống đáy, bơi bằng chân bơi và bò bằng chân bò, các cơ quan phát triển khá hoàn thiện. Giai đoạn gần trưởng thành (còn gọi là giai đoạn tôm thiếu niên): là thời kì có thể phân biệt tôm đực hay tôm cái. Tôm cái lớn nhanh hơn tôm đực nhưng mức độ không nhiều. Chúng có khả năng giao phối lần đầu và tìm đường di chuyển ra vị trí sinh sản ở vùng biển khơi. Giai đoạn tôm sú trưởng thành : tôm sú bước sang giai đoạn thành thục sinh dục. Tôm cái mag trứng thường chỉ bắt khơi xa ở độ sâu 20-70m. Hình 2.1 : Vòng đời của tôm sú (P.monodon) (Motoh, 1981) Quy trình chuẩn bị ao nuôi và quá trình nuôi tôm Quy trình chuẩn bị ao nuôi Xây dựng hệ thống ao nuôi Nên xây dựng đủ 3 ao: ao nuôi, ao chứa lắng và ao xử lý chất thải. Nếu không đủ kiện thì không cần xây ao xử lý chất thải (hình 2.2) Ao nuôi : hình chữ nhật hoặc hình vuông, diện tích từ 0,4 – 0,6 ha, độ sâu trung bình 1,3 – 1,6 m, có cống cấp và thoát nước riêng biệt. Ao chứa lắng : để chứa nước và xử lý nước trước khi đưa vào ao nuôi. Diện tích bằng 20 -25% diện tích ao nuôi. Nên đào sâu hơn ao nuôi để có thể chứa nhiều nước. Ao xử lý chất thải : chứa nước thải từ ao nuôi, thời gian xử lý 7 – 10 ngày (xử lý bằng sinh học) thì có thể tháo ra môi trường ngoài hoặc cung cấp trở lại ao chứa lắng. Diện tích bằng 10 – 15% diện tích ao nuôi. Nơi xây dựng ao nuôi thâm canh tôm sú phải theo đúng mức và yêu cầu quy định trong bảng 2.1. Bảng 2.1 : Điều kiện tự nhiên ao nuôi tôm sú thâm canh Điều kiện Yêu cầu kỹ thuật Nguồn nước Không bị nhiễm bẩn do chất thải của các ngành sản xuất công nghiệp và chất thải từ khu dân cư Độ mặn (0/00) 10 – 30 (thích hợp 15 – 25) Độ cứng (mg/l) > 80 pH nước 7,5 – 8,5 H2S (mg/l) <0,02 NH3 (mg/l) <0,1 Loại đất Đất thịt hoặc đất thịt pha cát, pha bùn hữu cơ có độ kết dính cao pH đất >0,5 Chuẩn bị ao nuôi Cải tạo Nạo vét đáy ao sau mỗi vụ nuôi. Không được đưa bùn vét đáy lên bờ ao. Đo pH đáy để xác định lương vôi cần dùng theo bảng 2.2 Bón vôi 2 lần, mỗi lần sử dụng 50% lượng vôi cần dùng. Diệt cua và các vật chủ trung gian trong ao bằng cơ học hoặc hóa chất, rào bờ ao nuôi bằng lưới để phòng trừ bệnh đốm trắng. Bảng 2.2 : Lượng vôi bón (kg/ha) khi cải tạo ao (căn cứ vào pH đất) pH đất Vôi nung CaO Vôi tôi Ca(OH)2 Vôi nông nghiệp CaCO3 Dolomite CaMg(CO3)2 7,0 - - 500 500 6,0 500 700 1000 1000 5,0 750 1000 1500 1500 4,0 1000 1200 - - Nguồn : công ty CP, 2002 Lấy nước Tốt nhất lấy nước vào thời điểm sau ngày nước cường co nhất. Nước được lọc qua lưới lọc phù du hay may bằng túi vải kaki. Đường kính túi lưới 0,8 – 1,0 m và độ dài 15 – 20 m. Sau khi lấy nước 2 – 3 ngày thì tiến hành xử lý formol với nồng độ 30 – 40 ppm (30 – 40 lít/1000 m3). Nếu ao chứa lắng thì nên xử lý nước trong ao chứa lắng bằng Chlorin (lượng dùng 25 – 30 ppm). Gây màu nước Để tạo thức ăn tự nhiên ưa thích cho tôm thì cần tạo màu nước cho ao nuôi tôm theo các bước : lấy nước vào ao nuôi đạt 60 – 70 cm (dễ tạo màu) hay 1,0 – 1,2 m. Gây màu nước bằng phương pháp vô cơ: phân vô cơ (URE: 15 – 20 kg/ha, NPK: 20 – 30 kg/ha) hòa tan trong nước, bón vào lúc trời nắng (8 – 10h sáng). Gây màu nước bằng phương pháp hữu cơ : áp dụng cho những vùng đất cát khó gây màu. Các thành phần dùng cho 1 ha ao nuôi gồm; 3 -5 lít nước mắm, 8 – 12 kg bột cám, 8 – 10kg bột cá (cám và bột cá cần được nấu chín). Hòa tan các thành phần, ủ trong 24h. Thời gian bón vào buổi sáng. Qúa trình nuôi tôm Chọn giống và thả giống Chọn giống Về cảm quan : động đều, không bị dị hình, tôm có màu sáng bóng và chuyển sang màu nâu khi đạt kích thước cỡ Pl 15. Tôm không có vi sinh vật bám, có đốt bụng dài, thịt đầy. Hoạt động tôm : tôm bơi ngược dòng và gần như toàn bộ bám vào thành thau khi quay dòng nước. Kiểm tra bằng cách lấy 200 tôm giống trong bể cho vào thau có 4 lít nước và quay tròn nước, tôm yếu sẽ gom vào giữa thau. Tỉ lệ nhiễm MBV : càng nhỏ càng tốt Tỉ lệ chết do sốc formal không quá 5%. Kiểm tra sốc formal bằng cách đưa 100 – 200 tôm giống (Pl 15) vào thau nước có nồng độ formal 250 ppm (1 ml formal/4 lít nước) trong thời gian 30 phút. Nếu số lượng tôm chết không quá 5% là tôm đạt yêu cầu. Tỉ lệ chết không quá 1% là tôm khỏe. Không bị nhiễm virus đốm trắng khi xét nghiệm. Thả giống Chỉ thả giống khi gây màu nước được 7 – 10 ngày để thức ăn tự nhiên trong ao phát triễn đầy đủ. Khi mua giống, cần yêu cầu trại giống giảm độ mặn đến gần độ mặn trong ao nuôi, tốt nhất là không quá 30/00 Nên thả giống vào thời gian mát, tốt nhất làvào buổi sáng. Ngâm bao giống xuống ao, cho nước ao vào đến đầy bao sau đó mới cho tôm giống ra ngoài. Quản lý cho ăn, theo dõi tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng Phương pháp cho ăn Số bữa cho ăn : từ 4 – 6 bữa. Nên chú ý cho thức ăn nhiều hơn (60% lượng thức ăn) vào các bữa tối. Tháng thứ nhất : rải đều thức ăn quanh sườn ao, cách bờ khoảng 2m. Thời gian cuối của tháng thứ nhất rải thức ăn rộng ra xa. Tháng thứ 2: rải thức ăn đều mặt ao. Nên phối trộn nhiều loại thức ăn khác nhau bởi thời gian này tôm phân đàn mạnh. Những tháng sau: cho thức ăn ở khu vực được làm sạch do dòng chảy của máy quạt nước tạo ra. Nhanh chóng phát hiện những điểm tích lũy lớp bùn đen, không cho ăn ở những khu vực này. Nên chú ý phối trộn nhiều thức ăn khác nhau nếu thấy tôm phân đàn. Lượng thức ăn Thời điểm cho ăn và lượng thức ăn mỗi lần trong ngày cho tôm được tính theo quy định trong bảng 2.3 Bảng 2.3 : Thời điểm và lượng thức ăn mỗi lần cho tôm ăn hằng ngày Thời điểm trong ngày Tỷ lệ % cho ăn so với tổng khối lượng thức ăn hằng ngày 6 giờ 20 10 giờ 10 16 giờ 20 20 giờ 25 23 giờ 25 Lưu ý : Cho ăn vào buổi tối nhiều hơn ban ngày. Nếu 1 ngày cho ăn 4 bữa thì 2 bữa tối chiếm 60% lượng thức ăn trong ngày. Tôm lột xác đồng loạt : giảm 30% thức trong vòng 2 ngày, sau đó tăng dần lên 5% cho các lần ăn tiếp theo. Nếu tôm lột xác không hoàn toàn : giảm 10 – 20% lượng thức ăn trong 2 ngày và tăng lên 5% trong các lần cho ăn kế tiếp. Khi nhiệt độ nước xuống 25, giảm 30 – 50% lượng thức ăn cho đến khi nhiệt độ nước thích hợp và tăng dần lên 5% sau 1 lần ăn. Khi nhiệt độ nước tăng cao (>33), giảm 10 – 20% lượng thức ăn và tăng lên khi nhiệt độ thích hợp. Khi nước ao chuyển sang màu nâu đen do tảo chết, giảm 20 – 30% lượng thức ăn cho các lần ăn kế tiếp và sau đó tăng dần lên. Sau xử lý hóa chất diệt khuẩn, giảm 30 – 50% lượng thức ăn cho các lần ăn kế tiếp và sau đó tăng dần lên. Đáng giá tỷ lệ sống Tháng đầu tiên rất khó đánh giá tỷ lệ sống trong ao nuôi, mà chỉ quan sát được hoạt động của tôm vào ban đêm hoặc dùng que gạt để kiểm tra tôm. Từ tháng thứ 2: kiểm tra tôm bằng vó hay bằng chài. Địa điểm thu mẫu theo hình 2.2. Trên cơ sở tính tổng lượng tôm có trong vó hay chài để xác định tỷ lệ sống. Hình 2.2 : Điểm thu mẫu kiểm tra tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng trong ao Kiểm tra sinh trưởng Kiểm tra sinh trưởng là một biện pháp bắt buộc trong nuôi tôm, theo dõi chặt chẽ quá trình sinh trưởng và phát triển của tôm nuôi. Từ tháng thứ 2 định kì 7 – 10 ngày kiểm tra sinh trưởng tôm nuôi. Địa điểm thu mẫu như sơ đồ hình 2.6 tại các điểm mũi tên. Thu mẫu bằng vó khi tôm còn bé và bằng chài vào tháng thứ 3. Mỗi lần kiểm tra sinh trưởng từ 20 – 30 cá thể. Cân và tính trọng lượng trung bình. Trên cơ sở tỷ lệ sống và kích cỡ trung bình, ước tính khối lượng tôm trong ao. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước nuôi tôm Chất lượng ao nuôi được đặc trưng bởi các thông số : nhiệt độ, độ muối, pH, độ kiềm, độ oxy hòa tan, carbon dioxit, ammoniac, nitrite, nitrate, hydro sunfua, các kim loại nặng, chrol, độ đục. Đó là các thông số vật lý, hóa học có tác động trực tiếp đến đời sống của động vật thủy sinh, đến năng suất vật nuôi. Điều đáng chú ý là mỗi yếu tố đều có tác động nhưng mức độ tác động của từng yếu tố mạnh hay yếu thì lại phù thuộc vào sự có mặt của các yếu tố khác. Nói cách khác các yếu tố tác động tương hổ nhau, ảnh hưởng đến hoạt động của thủy động vật. Tôm cá, nhuyễn thể là động vật máu lạnh không có sự khác biệt về nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường nước. Các yếu tố vật lý Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới nuôi trồng thủy sản, ảnh hưởng đến năng suất tự nhiên của hệ sinh thái ao hồ, ảnh hưởng trực tiếp hay gián tiếp đến hầu hết các thông số khác đặc trưng cho chất lượng nước. Nhiệt độ ảnh hưởng tới nhiều phương diện trong đời sống tôm: hô hấp, tiêu thụ thức ăn, đồng hóa thức ăn, miễn nhiễm đối với bệnh tật, sự tăng trưởng…Nhiệt độ thay đổi theo khí hậu mỗi mùa, vì thế tại miền Nam có thể nuôi tôm quanh năm trong khi miền Bắc chỉ khai thác được vào mùa nóng. Tại vùng nhiệt đới, hiện tượng này ảnh hưởng đến năng suất ao hồ vì đã giữ riêng nhiệt độ và oxy ở vùng mặt trong khi chất dinh dưỡng lại đáy. Nhiệt độ của nước luôn tác động đến động thái của hầu hết các thông số đặc trưng về chất lượng nước : đến tốc độ và trạng thái cân bằng của phản ứng hóa học, đến khả năng hòa tan và bốc hơi của các loại khí. Nhiệt độ cũng tác động lên các quá trình sinh hóa của động, thực vật thủy sinh và chúng tác động lại vào môi trường nước. Tôm, cá và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ thuộc loại động vật máu lạnh, tức là nhiệt độ cơ thể chúng xấp xỉ nhiệt độ môi trường xung quanh và do nhiệt độ môi trường luôn thay đổi nên nhiệt độ cơ thể chúng cũng thay đổi theo. Tốc độ các quá trình sinh hóa trong cơ thể chúng cũng phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhìn chung các loài thủy sản vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới sẽ phát triển chậm khi nhiệt độ dưới 25oC vá có thể chết khi nhiệt độ thấp hơn 10 hoặc 15oC. Với các loài thủy sản sống ở vùng ôn đới thì nhiệt độ tối ưu là khoảng 20 – 28oC và có thể chịu đựng tới xấp xỉ 0oC. Độ muối Độ muối trong nước là tổng hàm lượng các ion vô cơ trong nước như canxi, magie, clorua, natri, sunfat chứ không chỉ là muối ăn (NaCl). Trong cơ thể tôm, cá sống trong nước ngọt hàm lượng muối cao hơn so với môi trường nên chúng phải hấp thu muối giữ lại trong cơ thể. Ngược lại, tôm cá sống trong nước mặn thì hàm lượng muối trong cơ thể thấp hơn ngoài môi trường, vì vậy chúng phải tìm cách thải bớt ra ngoài, ngăn chặn sự xâm nhập của muối vào cơ thể. Mỗi loài động vật thủy sinh sống và phát triển thuận lợi trong mong một khoảng độ muối tối ưu. Phần lớn các động vật thủy sinh chịu đựng được một khoảng nồng độ muối khá rộng. Chỉ sự thay đổi lớn về độ muối thì mới tác động xấu đáng kể. Độ muối trong nước cũng tác động lên các yếu tố khác, ví dụ khi độ muối trong nước tăng thì độ tan của các khí trong nước cũng giảm theo. Các loài tôm cá hay nhuyễn thể sống trong nước mặn cũng chịu được ở một khoảng độ muối nào đó, thông thường chúng có thể sống và phát triển ở các vùng cửa sông. Tôm he và tôm hùm sinh trưởng và phát triển tốt ở độ muối khoảng 150/00 nhưng vẫn có thể sống và phát triển ở độ muối thấp hơn. Áp suất thẩm thấu tăng lên khi độ mặn tăng, nhu cầu về độ mặn thay đổi tùy theo từng loài tôm và thời điểm trong chu trình sinh sống của mỗi loại : lúc còn nhỏ tôm dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của độ mặn một cách đột ngột hơn là khi tôm đã lớn. Tôm sú có thể chịu được sự biến thiên của độ mặn từ 3- 450/00 nhưng độ mặn lý tưởng của tôm sú là 18 - 200/00 . Ví dụ như tôm thẻ chân trắng (P.vannamei) có thể chịu được độ mặn biến thiên từ 2 - 400/00. Khi được nuôi trong môi trường nước có độ mặn cao thì các amino acid trong các cơ thịt cũng cao hơn. Oxy hoà tan Đây là yếu tố quan trọng nhất cần đặc biệt chú trọng trong quá trình nuôi tôm. Oxy là yếu tố quan trọng cho quá trình hô hấp của tôm, cá cũng như cho các quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước. Trong ao nuôi thủy sản, O2 được cung cấp từ 2 nguồn chính là khuếch tán từ không khí và từ quá trình quang hợp của tảo vào ban ngày. Tuy nhiên quá trình hô hấp của sinh vật trong ao có thể làm giảm mức oxy vào ban đêm (hình 2.3) Hình 2.3 : Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong ao nuôi theo ngày đêm ở mức độ tảo ít và tảo nhiều Mức oxy gây chết đối với tôm là 0,5 – 1 mg/l tùy thuộc vào loại, kích thước và các yếu tố môi trường khác. Trong môi trường thiếu oxy tôm không lớn được, mức độ tiêu thụ thức ăn kém, chậm lột xác. Nồng độ oxy dưới mức 4 – 5mg/l đã ảnh hưởng rõ rệt lên đời sống của tôm. Aûnh hưởng của nồng độ của oxy đối với thủy sản được nêu trong bảng 2.4 Bảng 2.4 : Aûnh hưởng cuả oxy hoà tan đối với động vật thuỷ sản Hàm lượng oxy hoà tan Aûnh hưởng Dưới 1-2 mg/l Có thể gây chết sinh vật nuôi nếu kéo dài vài giờ 2-5 mg/l Tăng trưởng sinh vật nuôi chậm nếu kéo dài vài giờ 5mg/l - bão hoà Tốt nhất cho tăng trưởng cuả sinh vật nuôi Quá bão hoà Có thể ảnh hưởng xấu đến sinh vật Nguồn: Boyd 1998 Độ đục của nước Trong các ao hồ nuôi, độ đục gây ra bởi bùn là độ đục mang tính hại nhưng ngược lại độ đục gây ra bởi tảo là độ đục mong nuốn. Nguyên nhân gây ra độ đục của các thành phần rắn không tan không phải là do lệch hướng ánh sáng khi truyền qua mà là do quá trình tán xạ ánh sáng khi ánh sáng gặp chúng trên đường đi và một phần bị hấp thụ. Kết quả nghiên cứu cho rằng độ đục của nước trong khoảng 25mg/l không gây bất lợi cho tôm. Tuy không trực tiếp gây độc nhưng nếu nguồn nước luôn đục sẽ hạn chế sự phát triển của tảo và các thực vật sống trong đó, gây ra hiện tượng th