Nuôi Ghép Tôm Sú Penaeus monodon Và Rong Đỏ Gracilaria tenuistipitata Với Mật Độ Khác Nhau: Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Nước, Năng Suất Hậu Ấu Trùng Và Khả Năng Kháng Vibrio parahaemolyticus

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của việc tích hợp rong biển đỏ G. tenuistipitata vào hệ thống ương dưỡng tôm sú P. monodon. Hai thí nghiệm liên tiếp đã được tiến hành để xác định ảnh hưởng của mật độ tôm và rong biển đến chất lượng nước, năng suất tôm và đánh giá khả năng kháng bệnh của tôm được nuôi trong hệ thống tích hợp. Thí nghiệm đầu tiên tích hợp rong biển giúp cải thiện chất lượng nước, giảm nồng độ nitơ và phốt pho. Năng suất và tỷ lệ sống của tôm tăng khi mật độ tôm và rong biển ở mức thấp (1000-2000 PL/ m³ và 1-1.5 kg/m³). Mật độ thả giống 1000-2000 PL/m³ cho kích thước tôm lớn hơn, mật độ 3000 PL/ m³ cho năng suất cao nhất. Thí nghiệm 2 tôm được nuôi trong hệ thống tích hợp có khả năng kháng bệnh V. parahaemolyticus  tốt hơn so với tôm nuôi đơn canh (tỷ lệ chết thấp hơn 44.5%. Sự kết hợp giữa tôm P. monodon và G. tenuistipitata đã cải thiện chất lượng nước bể cũng như tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm đồng thời tăng cường hoạt động kháng khuẩn của tôm chống lại nhiễm trùng V. parahaemolyticus trong giai đoạn ương dưỡng.

Giới thiệu

Tôm nuôi là một trong những ngành thủy sản phát triển nhanh nhất và là mặt hàng thực phẩm quan trọng trên thị trường toàn cầu. Châu Á là khu vực sản xuất tôm chủ lực, và sản lượng đang tăng đều đặn ở các nước sản xuất chính. Năm 2018, sản lượng tôm nuôi toàn cầu đạt xấp xỉ 4 triệu tấn, tăng 3-5% so với năm 2017. Tôm sú (Penaeus monodon) chiếm 12-15% sản lượng tôm nuôi toàn cầu trong năm này, nhờ giá thành ổn định và cao hơn so với tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Do đó, nhiều người nuôi tôm ờ Đông Nam Á (Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ và Việt Nam, cùng nhiều quốc gia khác) đang chuyển từ tôm thẻ chân trắng L. vannamei sang tôm P. monodon để tăng hiệu quả kinh tế. Việt Nam là nước sản xuất tôm lớn thứ năm trên thế giới, với thị phần toàn cầu khoảng 11%. P. monodon là một loài tôm bản địa quan trọng ở Việt Nam, chiếm khoảng 40% thị trường tôm Việt Nam (VASEP 2019). Loài này thường được nuôi bởi các hộ nhỏ lẻ ở Đồng bằng sông Cửu Long, với tỷ suất lợi nhuận cao hơn 47%, so với 21% của tôm thẻ chân trắng L. vannamei (Hai và cộng sự 2016; Rubel và cộng sự 2019). Tuy nhiên, ngành nuôi tôm ở Việt Nam phải đối mặt với một số thách thức. Việc thâm canh hóa sản xuất và biến đổi khí hậu là những yếu tố cản trở sự phát triển bền vững của ngành.

Trong thực tế, nuôi tôm thâm canh, với mật độ thả nuôi cao và lượng thức ăn lớn, dẫn đến việc tích tụ chất thải trong nước và bùn đáy. Hệ thống này gây suy giảm chất lượng nước, tạo stress cho tôm và là nguy cơ bùng phát dịch bệnh nếu không được quản lý hiệu quả. Hơn nữa, nước thải và bùn đáy ô nhiễm từ các trang trại tôm thường được xả trực tiếp ra môi trường xung quanh, gây ô nhiễm nguồn nước và lây lan dịch bệnh tại khu vực tiếp nhận. Ví dụ, bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) có thể gây tỷ lệ chết lên đến 100% trong vòng 20-30 ngày đầu sau khi thả giống, dẫn đến giảm sản lượng và thiệt hại kinh tế lớn.

Theo Boyd và Phu (2018), nguy cơ AHPND trong ao nuôi tôm thâm canh có thể được giảm thiểu bằng cách cải thiện an toàn sinh học và quản lý ao nuôi thông qua việc áp dụng các biện pháp nuôi trồng thủy sản cải tiến. Giai đoạn ương dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao sức khỏe của tôm PL trước khi thả vào ao nuôi thương phẩm. Giai đoạn này giúp tôm thích nghi với môi trường ao nuôi và tăng cường khả năng chống chịu bệnh tật. Do đó, thiết lập hệ thống ương dưỡng chất lượng cao là yếu tố then chốt để đảm bảo thành công cho vụ nuôi tôm thương phẩm (Wasielesky và cộng sự 2013; Hải và Việt 2016; Khanjani và cộng sự 2016).

Rong biển được chứng minh là bộ lọc sinh học hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất để xử lý nước thải trong nuôi trồng thủy sản. Việc tích hợp rong biển vào hệ thống nuôi trồng thủy sản giúp giảm thiểu tác động môi trường do lượng chất dinh dưỡng cao trong nước thải. Việc tích hợp trồng rong biển trong nuôi tôm và cá được coi là một phương pháp nuôi trồng thủy sản tiềm năng vì rong biển hấp thụ nitơ và phốt pho từ nước thải, giúp cải thiện chất lượng nước và tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của tôm. Việc tích hợp rong biển giúp tăng cường khả năng miễn dịch và sức khỏe của tôm, dẫn đến năng suất cao hơn.  Một số nghiên cứu cho thấy rong biển có khả năng chống lại các tác nhân gây bệnh, giúp giảm thiểu nguy cơ dịch bệnh trong ao nuôi. Ngoài ra, Rong biển có giá trị kinh tế cao, có thể tạo thêm thu nhập cho người nuôi tôm. Việt Nam có điều kiện thuận lợi để phát triển mô hình nuôi tôm sú tích hợp rong biển Gracilaria. Gracilaria tenuistipitata, một loài rong biển đỏ phổ biến ở Việt Nam, đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng nước và tăng cường sức khỏe của tôm sú.

Mật độ thả giống đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và năng suất của tôm. Việc tăng mật độ thả có thể giúp nâng cao hiệu quả tài chính, tuy nhiên, mật độ quá cao có thể dẫn đến nhiều tác hại như: chất lượng nước suy giảm, tôm ăn thịt đồng loại, tốc độ tăng trưởng chậm, dịch bệnh bùng phát (Lin và cộng sự 2015; Gao và cộng sự 2017; Arambul-Muñoz và cộng sự 2019). Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của mật độ thả khác nhau của tôm sú P. monodon và rong biển đỏ G. tenuistipitata đến chất lượng nước, tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng, khả năng chống chịu bệnh V. parahaemolyticus trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Chuẩn bị nghiên cứu

Vật liệu nghiên cứu

Gracilaria tenuistipitata được thu thập từ một trang trại quảng canh ở tỉnh Bạc Liêu (độ mặn 12 g/L) và thích nghi với độ mặn thử nghiệm 15 g/L trong bể 2 m³ trong 3 ngày. Tôm sú P. monodon PL 10 khỏe mạnh và sạch bệnh từ một mẻ duy nhất được mua từ một trại giống tôm thương mại ở Thành phố Cần Thơ, Việt Nam và nuôi trong bể 2 m³ trong 3 ngày. Thức ăn thương mại (Công ty Grobest & I-MEI, tỉnh Đồng Nai, Việt Nam) cho tôm P. monodon được sử dụng và có thành phần: protein ≥ 42%, lipid ≥ 6%, chất xơ ≤ 3%, tro ≤ 14%, Ca 2,3%, P: 1,0–1,5% và độ ẩm ≤ 11%. Vibrio parahaemolyticus được sử dụng cho thử nghiệm cảm nhiễm được cung cấp bởi Khoa Bệnh học Thủy sản, Trường Cao đẳng Nuôi trồng Thủy sản, Đại học Cần Thơ, Việt Nam.

Thiết kế thí nghiệm và hệ thống nuôi cấy

Hai thí nghiệm liên tiếp được thực hiện tại Đại học Cần Thơ, Việt Nam để đánh giá hiệu quả của việc nuôi ghép P. monodon PL và G. tenuistipitata trong cùng một bể trong giai đoạn ương dưỡng.

Thí nghiệm đầu tiên bao gồm nuôi ghép các mật độ tôm và rong đỏ khác nhau để kiểm tra ảnh hưởng của chúng đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm cũng như chất lượng nước của bể nuôi. Thiết kế thử nghiệm giai thừa hai yếu tố 3 × 4 đã được sử dụng với ba mức mật độ tôm (1000; 2000 và 3000 PL/ m³, ký hiệu lần lượt là D1, D2 và D3) kết hợp với bốn mức mật độ rong đỏ (0, 1,0, 1,5 và 2,0 kg/ m³, viết tắt lần lượt là G0, G1.0, G1.5 và G2.0). Thí nghiệm được thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên trong các bể ba lần.

Hệ thống thí nghiệm được đặt dưới một mái nhà trong suốt với chu kỳ quang học tự nhiên (cường độ ánh sáng dao động từ 55 đến 312 μmol photon m² /s vào ban ngày). P. monodon PL có trọng lượng và chiều dài ban đầu lần lượt là 0,012 ± 0,002 g và 1,12 ± 0,09 cm, được thả trong bể polyetylen 150 L chứa đầy nước biển đã qua xử lý 120 L ở độ mặn 15 g/L và được sục khí liên tục. Tôm PL được cho ăn thức ăn thương mại dành cho P. monodon ở dạng bột và vụn, theo khuyến nghị của công ty thức ăn chăn nuôi. Lượng thức ăn được cung cấp phù hợp với mật độ của mỗi lần xử lý và việc cho ăn được điều chỉnh dựa trên sự hiện diện hay vắng mặt của thức ăn dư thừa trong bể nuôi. Cho ăn 6 lần/ngày (06:00, 09:00, 12:00, 15:00, 18:00 và 21:00 h). Các bể nuôi được hút ba ngày một lần để loại bỏ thức ăn thừa và phân tôm, sau đó đổ đầy nước mới đến thể tích ban đầu. Trong thời gian nuôi, việc thay nước được thực hiện một lần vào ngày thứ 15 (khoảng 50% thể tích bể). Giai đoạn vườn ươm kéo dài 30 ngày.

Sinh khối rong biển

Sinh khối Gracilaria tenuistipitata được ghi nhận khi kết thúc thí nghiệm. Rong đỏ trong mỗi bể được thu gom, lượng nước dư thừa trong sinh khối rong biển thu hoạch được loại bỏ bằng khăn giấy và trọng lượng ướt được ghi lại để tính tốc độ tăng trưởng riêng (SGR) theo công thức sau được Shokita và cộng sự, (1991).

SGR (%/ngày) =  ((log trọng lượng cuối cùng) – ((log trọng lượng ban đầu)) / Số ngày nuôi x 100

Các thông số tăng trưởng và tỷ lệ sống

Trọng lượng và chiều dài ban đầu của PL tôm được xác định bằng cách lấy mẫu ngẫu nhiên 60 sinh vật từ bể điều hòa để đo trọng lượng từng cá thể bằng cân chính xác 0,001 g và đo tổng chiều dài. Trọng lượng và chiều dài cuối cùng của tôm được đo riêng lẻ và tính toán để tính tỷ lệ sống khi kết thúc thí nghiệm. Tốc độ tăng trưởng cụ thể về trọng lượng (SGRW) và chiều dài (SGRL), tỷ lệ sống và sản lượng tôm được tính toán bằng các phương trình sau:

SGR_W (%/ngày) =  ((ln trọng lượng cuối cùng) – (ln trọng lượng ban đầu))/ Số ngày nuôi x 100

SGR_L (%/ngày) = ((ln chiều dài cuối cùng) – ((ln chiều dài ban đầu) / Số ngày nuôi x 100

Tỷ lệ sống (%) =  Số tôm cuối cùng / Số tôm ban đầu x 100

Chỉ số sản xuất (con/m³) = Số lượng tôm cuối cùng/ khối lượng nuôi

Đánh giá chất lượng tôm thí nghiệm sau 30 ngày nuôi thông qua thử nghiệm cảm nhiễm với Vibrio parahaemolyticus

Trong thí nghiệm thứ hai, chất lượng tôm thí nghiệm được đánh giá bằng cách nghiên cứu khả năng chống chịu của tôm trước thử nghiệm ngâm nước với vi khuẩn V. parahaemolyticus gây bệnh, được coi là tác nhân gây bệnh EMS, còn gọi là AHPND. Sau khi thu hoạch tôm, các nhóm trước đó thả nuôi ở mật độ 3000 PL/ m³ và tích hợp với bốn mức mật độ rong biển (0, 1,0, 1,5 và 2,0 kg/ m³) đã được chọn để thử nghiệm cảm nhiễm. 5 nghiệm thức khác nhau được tiến hành ba lần, như sau:

• Nghiệm thức 1: Tôm kết hợp với rong đỏ không bị nhiễm Vibrio (đối chứng âm tính)
• Nghiệm thức 2: Tôm kết hợp với 0 kg rong đỏ/ m³ gây nhiễm Vibrio (D3G0, đối chứng)
• Nghiệm thức 3: Tôm kết hợp với 1,0 kg rong đỏ/ m³ được cảm nhiễm với Vibrio (D3G1)
• Nghiệm thức 4: Tôm kết hợp với 1,5 kg rong đỏ/ m³ gây nhiễm Vibrio (D3G1.5)
• Nghiệm thức 5: Tôm kết hợp với 2,0 kg rong đỏ/ m³ được cảm nhiễm với Vibrio (D3G2)

Các bể kính 50L chứa đầy nước biển đã qua xử lý 15 L với độ mặn 15 g/L. Mỗi bể chứa 15 con tôm con và sục khí liên tục mà không thay nước trong quá trình thử nghiệm trong 14 ngày. Hệ thống thí nghiệm được bố trí dưới ánh sáng tự nhiên và lượng oxy hòa tan được duy trì trên 5 mg/L, độ pH từ 8,0 đến 8,2 và nhiệt độ nước hàng ngày dao động từ 28–30℃V. parahaemolyticus đã được thêm vào đơn vị nuôi cấy ở nồng độ 2 x 10⁸ CFU/ mL dựa trên kết quả xác định tỷ lệ chết LC50 từ một thử nghiệm sàng lọc (Tran và cộng sự 2013). Tôm được cho ăn thức ăn thương mại (cùng loại thức ăn được sử dụng trong thử nghiệm tăng trưởng) bốn lần mỗi ngày. Tỷ lệ tôm chết quan sát được ở mỗi lần lặp lại được theo dõi hàng ngày và tôm chết được loại bỏ khỏi bể nuôi thí nghiệm. Tỷ lệ chết tích lũy được tính bằng cách tổng hợp số lượng chết hàng ngày. DNA chiết xuất từ ​​các nhánh tôm sắp chết (3 con tôm mỗi bể) được sử dụng để phát hiện V. parahaemolyticus, được xác nhận bằng xét nghiệm phản ứng chuỗi polymerase (PCR) theo phương pháp của Sirikharin và cộng sự, (2014).

Kết quả

Nhiệt độ nước hàng ngày, nồng độ oxy hòa tan và độ pH dao động ở mức 26,5–28,9 °C, 4,91–6,24 mg/L và 7,8–8,3. Hơn nữa, nồng độ kiềm thay đổi từ 108 đến 126 mg CaCO³ /L trong thời gian thử nghiệm. Nhìn chung, các thông số này không khác biệt nhiều giữa các nghiệm thức và vẫn nằm trong phạm vi thích hợp cho sự phát triển bình thường của P. monodon (Tharavathy 2014) và sự phát triển của G. tenuistipitata (Wang và cộng sự, 2014).

Nồng độ trung bình của các hợp chất nitơ (TAN, NO₂⁻ , NO₃⁻ và TN) và phốt pho (PO₄ ³⁻ và TP) trong các bể nuôi được trình bày trong Bảng 1. Mật độ tôm hoặc mật độ rong biển đều ảnh hưởng đáng kể (p < 0,0001) đến nồng độ các hợp chất nitơ và phốt pho. Ngoài ra, phân tích ANOVA hai chiều chỉ ra rằng không có sự tương tác đáng kể giữa mật độ tôm và rong biển (p > 0,05) đối với các mức TAN, NO₂⁻ và TP. Tuy nhiên, có sự tương tác đáng kể (p < 0,05) giữa mật độ tôm và mật độ rong biển đối với nồng độ NO₃^–, PO₄ ^3- và TN. Hơn nữa, giá trị thấp nhất và cao nhất của các hợp chất nitơ và phốt pho được phát hiện trong 1000 PL/ m³ + 2,0 kg rong biển/ m³ (mật độ tôm thấp nhất và số lượng rong biển cao nhất) và 3000 PL m−3 + 0 kg rong biển (cao nhất mật độ nuôi tôm không nuôi rong biển, độc canh) tương ứng. Ở cùng mật độ tôm, nồng độ NO₃⁻ , TN và PO₄³⁻ trong các nghiệm thức kết hợp thấp hơn đáng kể (p < 0,05) so với nghiệm thức độc canh (không có rong biển). Nói chung, mức độ hợp chất nitơ và phốt pho trong các nhóm nuôi ghép giảm ở mật độ rong biển cao hơn, trong khi mật độ tôm cao hơn làm tăng hàm lượng các hợp chất này trong bể nuôi.

Bảng 1 Nồng độ của các hợp chất nitơ (TAN, NO₂⁻ , NO₃⁻ và TN) và phốt pho (PO₄³⁻ và TP) trong sự tích hợp của các mật độ khác nhau của P. monodon và G. tenuistipitata

Giá trị là phương tiện ± SD (n = 3) và phương tiện của NO₃⁻ *, TN* và PO₄³⁻ * với các chỉ số trên khác nhau trong cùng một cột là khác nhau đáng kể (p < 0,05)

Rong biển đỏ G. tenuistipitata

Khi kết thúc thí nghiệm, sinh khối của rong biển đỏ ở các nghiệm thức tích hợp D1G1, D1G1.5, D1G2 và D2G2 tăng nhẹ so với trọng lượng ban đầu trong khi sinh khối giảm nhẹ ở các nghiệm thức khác (Bảng 2). Tốc độ tăng trưởng cụ thể ở các nghiệm thức D3G1, D3G1.5 và D3G2 (ở mật độ tôm 3000 PL/ m³) thấp hơn đáng kể (p < 0,05) so với các nghiệm thức khác, ngoại trừ nhóm D2G1 và D2G1.5 (p > 0,05).

Bảng 2 Tốc độ tăng trưởng của rong đỏ G. tenuistipitata tích hợp với tôm P. monodon sau 30 ngày thí nghiệm

Giá trị là phương tiện ± SD (n = 3); giá trị trung bình có chỉ số trên khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Hiệu suất tôm sau 30 ngày nuôi

Phân tích ANOVA hai yếu tố cho thấy không có tương tác đáng kể (p > 0,05) giữa mật độ tôm và mật độ rong đỏ đối với sự phát triển của tôm, cho thấy hai yếu tố này tác động độc lập đến sự tăng trưởng. Tốc độ tăng trưởng của tôm bị ảnh hưởng tiêu cực ở mật độ thả cao hơn (p < 0,05). Ngoài ra, tốc độ tăng trưởng của tôm ở các nhóm G0 (không có rong biển trong bể nuôi tôm, bể độc canh) thấp hơn đáng kể so với các bể nuôi ghép có chứa rong biển ở mức 1,0, 1,5 và 2,0 kg/ m³, ngoại trừ tăng trưởng về mặt trọng lượng khi kết hợp nghiệm thức 2,0 kg/ m³ rong biển (p > 0,05) (Bảng 3).

Bảng 3 Sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và sản lượng của tôm trong nuôi ghép với mật độ P. monodon và G. tenuistipitata khác nhau trong 30 ngày

Giá trị là phương tiện ± SD (n = 3), phương tiện tác động chính trong cùng một cột có các chỉ số trên khác nhau là khác nhau đáng kể (p < 0,05) và phương tiện sinh tồn* và sản xuất* với các chỉ số trên khác nhau trong cùng một cột là khác nhau đáng kể (p < 0,05)

Có sự tương tác đáng kể (p < 0,05) giữa mật độ tôm và rong biển, cho thấy hai yếu tố này không tác động độc lập đến tỷ lệ sống. Về ảnh hưởng của mật độ tôm, không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ sống của tôm (p > 0,05) giữa các nghiệm thức. Tuy nhiên, mật độ rong biển có ảnh hưởng chính đáng kể đến tỷ lệ sống của tôm (p < 0,0001). Tỷ lệ sống của tôm trong nhóm nuôi độc canh (G0) thấp hơn đáng kể so với nhóm nuôi ghép trong ba nhóm và không có sự khác biệt đáng kể (p > 0,05) giữa 3 phương pháp nuôi ghép. Ngoài ra, giá trị sống sót ở nghiệm thức nuôi ghép dao động từ 71,39 đến 88,61% và hầu hết đều cao hơn đáng kể so với nghiệm thức độc canh (p < 0,05).

Tác động hiệp đồng của mật độ tôm và mật độ rong biển rất có ý nghĩa (p = 0,0007) đối với sản xuất tôm. Hơn nữa, ảnh hưởng của mật độ tôm đến sản lượng tôm là rất đáng chú ý (p < 0,0001) và năng suất tôm được tăng lên đáng kể khi mật độ tôm tăng. Mật độ rong biển cũng là một tác động chính đáng kể (p < 0,0001) đến sản lượng tôm. Ở cùng mật độ tôm, ba mật độ rong biển đạt năng suất tôm cao hơn đáng kể so với nhóm nuôi độc canh (Bảng 3). Hơn nữa, người ta quan sát thấy rằng sản lượng trung bình dao động từ 692 đến 867 ind./ m³ ở mật độ tôm thấp (1000 PL/ m³), với nghiệm thức kết hợp với mật độ rong biển thấp (1,0 kg/ m³) đạt sản lượng tôm cao nhất, có xu hướng giảm nhẹ ở mật độ rong biển cao hơn; tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể (p > 0,05) giữa bốn nghiệm thức rong biển. Ở mật độ 2000 và 3000 PL/ m³, sản lượng tôm trung bình là 1267–1772 và 1678–2592 ind./ m³ tương ứng và các giá trị trong nghiệm thức nuôi ghép cao hơn đáng kể (p > 0,05) so với nhóm nuôi độc canh đối với mỗi mật độ tôm. Hơn nữa, sản lượng tôm trong các nghiệm thức nuôi ghép là tương tự (p > 0,05) đối với mỗi mật độ tôm. Nuôi ghép tôm và rong biển có thể tăng năng suất tôm hiệu quả hơn so với nuôi đơn canh. Mật độ tôm và mật độ rong biển đều đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa sản xuất tôm.

Sức đề kháng của tôm đối với cảm nhiễm V. parahaemolyticus

Tỷ lệ chết tích lũy của tôm khi được cảm nhiễm ngâm với vi khuẩn V. parahaemolyticus gây bệnh được trình bày trong Hình 1. Tôm không bị cảm nhiễm (đối chứng âm tính) không có tỷ lệ chết. Tôm chết ở nhóm độc canh (D3G0) bắt đầu từ ngày thứ 3 cho đến ngày thứ 7 và tôm chết ở mức cao nhất xảy ra vào ngày thứ 5. Tỷ lệ chết ở các nhóm nuôi ghép được phát hiện từ ngày thứ sáu đến ngày thứ tám sau thử nghiệm cảm nhiễm. Khi kết thúc thử nghiệm cảm nhiễm kéo dài 14 ngày, tỷ lệ tôm chết ở nhóm nuôi độc canh (75,6 ± 13,9%) cao hơn đáng kể (p < 0,05) so với nhóm tôm kết hợp với rong biển đỏ (tỷ lệ chết trung bình thay đổi từ 17,8– 31,1%). Hơn nữa, việc xác nhận sự hiện diện của V. parahaemolyticus ở tôm thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp phân tích PCR (Hình 2). Tất cả các mẫu tôm bị nhiễm V. parahaemolyticus đều cho kết quả dương tính với sản phẩm khuếch đại 230 bp, trong khi đối chứng âm tính không gây nhiễm Vibrio cho kết quả âm tính (làn 2 và 7).

Hình 1 Tỷ lệ chết tích lũy (%) của cá con P. monodon bị cảm nhiễm với V. parahaemolyticus sau 30 ngày thử nghiệm tăng trưởng. Các chỉ số trên khác nhau biểu thị sự khác biệt đáng kể (p < 0,05) giữa các nghiệm thức (thanh lỗi tượng trưng cho độ lệch chuẩn).

Hình 2 Kết quả điện di gel của PCR để phát hiện V. parahaemolyticus. M: Thang DNA 100-bp, làn 1: đối chứng dương tính, làn 2: đối chứng âm tính, làn 3–6: nghiệm thức lần lượt là D3G1, D3G1.5, D3G2 và D3G0 và làn 7: không bị cảm nhiễm với V. parahaemolyticus.

Thảo luận

Ảnh hưởng của sự tích hợp P. monodon và G. tenuistipitata đến chất lượng nước và sinh khối rong biển

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng ứng dụng rong biển trong việc xử lý nước thải bằng phương pháp hấp thụ sinh học. Phương pháp này sử dụng sinh khối rong biển sẵn có trong tự nhiên để mang lại hiệu quả xử lý cao hơn với chi phí đầu tư thấp. Rong biển thường được sử dụng trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tổng hợp. Chúng có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng vô cơ (nitơ và phốt pho) từ nước thải, giúp giảm tải lượng chất dinh dưỡng và cải thiện chất lượng nước. Chi rong biển đỏ Gracilaria được đánh giá cao về khả năng lọc sinh học. Loại rong này có thể lưu trữ lượng nitơ cao trong mô, giúp cải thiện chất lượng nước trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tổng hợp. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc sử dụng rong biển Gracilaria trong xử lý nước thải. Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng dụng rong biển Gracilaria là một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường để xử lý nước thải.

Nghiên cứu này khẳng định hiệu quả của việc nuôi ghép tôm sú (Penaeus monodon) và rong đỏ (Gracilaria tenuistipitata) trong việc giảm thiểu nồng độ nitơ và phốt pho trong môi trường nuôi. Đáng chú ý, nồng độ các hợp chất N và P tăng lên đáng kể khi mật độ tôm tăng, trong khi nồng độ N và P giảm khi mật độ rong biển tăng. Việc nuôi ghép P. monodon PL và G. tenuistipitata đã cải thiện đáng kể chất lượng nước trong bể nuôi. Trong nghiên cứu này, hàm lượng cao nhất các hợp chất nitơ độc hại (TAN và NO₂⁻) được ghi nhận trong nghiệm thức D3G0 (độc canh ở mật độ 3000 PL/ m³) (Bảng 1). Theo Chen và Lei (1990), giá trị an toàn của TAN và nitrite để nuôi P. monodon giống (0,27 g) lần lượt là 3,7 mg/ L và 3,8 mg/ L. Do đó, nồng độ TAN và NO₂⁻ trong nghiệm thức này vẫn nằm trong phạm vi khuyến nghị đối với hiệu suất của P. monodon.

Tốc độ tăng trưởng của rong Gracilaria chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm các yếu tố phi sinh học (nhiệt độ, độ mặn, ánh sáng, chất dinh dưỡng) và điều kiện canh tác. Trong điều kiện tối ưu, tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Gracilaria có thể đạt từ 3,25% đến 5,10% (Gerung và cộng sự, 1999). Khi nuôi trong Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, tốc độ tăng trưởng của Gracilaria tenuistipitata lại thấp hơn so với các số liệu trên. Lý do có thể là do rong đỏ bị tôm sú PL ăn, dẫn đến sự sụt giảm đáng kể tốc độ tăng trưởng của G. tenuistipitata. Quan sát này rõ ràng nhất ở nghiệm thức D3G1 (mật độ tôm cao nhất: 3000 PL m-3 với mật độ rong biển thấp nhất: 1 kg/ m³), khiến sinh khối rong biển giảm nhẹ so với trọng lượng ban đầu (Bảng 2). Tôm sú P. monodon được biết đến là loài ăn tạp, thức ăn của chúng bao gồm tảo, rong biển, động vật giáp xác, mảnh vụn, động vật thân mềm và cá (Marte, 1980; El Hag, 1984). Focken et al. (1998) đã phát hiện ra rằng trong ruột của tôm sú P. monodon non được nuôi trong ao thương phẩm với thức ăn công thức, hàm lượng thức ăn bổ sung chiếm 28,9%, nguyên liệu thực vật chiếm 42,3%, các bộ phận giáp xác chiếm 1,8% và chất vụn đa dạng chiếm 27,0%. Trong nghiên cứu này, ấu trùng P. monodon được cho ăn thức ăn thương mại, nhưng cũng có thể đã tiêu thụ một phần rong đỏ trong bể nuôi làm thức ăn bổ sung. Điều này có thể dẫn đến tốc độ tăng trưởng thấp hơn hoặc thậm chí giảm sinh khối của rong biển.

Ảnh hưởng của nuôi ghép P. monodon và G. tenuistipitata đến sinh trưởng, tỷ lệ sống và sản lượng tôm

Mật độ thả giống là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và hiệu quả sản xuất trong nuôi tôm. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy tăng mật độ thả giống có thể nâng cao sản lượng tôm và duy trì tính khả thi về mặt kinh tế. Tuy nhiên, mật độ thả nuôi dưới mức tối ưu làm giảm sản lượng tổng thể do không tận dụng hết không gian; ngược lại, mật độ thả cao có thể dẫn đến giảm không gian cho tôm, tăng tỷ lệ ăn thịt đồng loại, chất lượng nước kém và tôm bị stress, có thể dẫn đến giảm tỷ lệ sống và tăng trưởng cũng như tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Liên quan đến kết quả của nghiên cứu hiện tại, mật độ tôm ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ tăng trưởng và sản lượng tôm, mặc dù tỷ lệ sống của tôm PL không khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức nuôi mật độ tôm (Bảng 3). Đáng chú ý, những kết quả này phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của việc nuôi ghép tôm sú (Penaeus monodon) và rong đỏ Gracilaria tenuistipitata. Gracilaria hấp thụ các chất dinh dưỡng từ chất thải của tôm, giúp duy trì môi trường nước sạch và tối ưu cho sự phát triển của tôm. Ngoài ra, Gracilaria còn là nguồn thức ăn tự nhiên và là nơi trú ẩn cho cá và tôm khỏi các loài săn mồi (Peng và cộng sự 2009; Yang và cộng sự 2015). Fourooghifard và cộng sự (2017a) cho biết việc nuôi ghép tôm L. vannamei và G. corticata giúp giảm thiểu tình trạng ăn thịt đồng loại ở mật độ cao, qua đó nâng cao tỷ lệ sống và sản lượng tôm. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy Nuôi ghép P. monodon PL và G. tenuistipitata giúp tăng tốc độ tăng trưởng (nhẹ) và tăng đáng kể tỷ lệ sống và sản lượng tôm ở mật độ cao (2000 và 3000 PL m−3) so với nuôi đơn canh. Chất lượng nước trong hệ thống nuôi ghép tốt hơn so với hệ thống nuôi đơn canh. Kết quả này phù hợp với nhiều nghiên cứu khác về việc nuôi ghép tôm thẻ chân trắng L. vannamei và rong G. verrucosa. Hơn nữa, Sarkar và cộng sự. (2019) cũng ghi nhận tỷ lệ sống cao hơn ở nhóm tôm thẻ L. vannamei nuôi ghép với rong G. tenuistipitata ở mật độ 1,5–3,5 g/L so với nhóm đối chứng.

Ảnh hưởng của nuôi ghép P. monodon và G. tenuistipitata đến khả năng kháng bệnh của tôm đối với V. parahaemolyticus

Hoa et al. (2018) đã nuôi ghép P. monodon với Gracilaria sp. với các tỷ lệ cho ăn khác nhau trong 60 ngày. Sau đó, tôm được cho nhiễm V. parahaemolyticus. Kết quả cho thấy Tôm nuôi ghép có khả năng kháng bệnh V. parahaemolyticus cao hơn đáng kể so với tôm nuôi đơn canh. Tôm nuôi ghép có tổng số lượng tế bào máu, số lượng tế bào khác biệt, hoạt động của phenoloxidase cao hơn với tỷ lệ chết tích lũy ở nhóm đồng nuôi cấy (23,3%) thấp hơn nhiều so với nhóm đối chứng (63,3%). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với những phát hiện trên, Tôm nuôi ghép với rong đỏ Gracilaria có khả năng chống V. parahaemolyticus cao hơn so với tôm nuôi đơn canh. Tôm nuôi đơn canh có khả năng chống V. parahaemolyticus  thấp nhất, với tỷ lệ chết cao nhất sau khi nhiễm bệnh. (xem Hình 1).

Nghiên cứu này cho thấy khả năng phòng vệ vượt trội của tôm sú (P. monodon) chống lại vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus trong hệ thống nuôi ghép với rong đỏ Gracilaria tenuistipitata. Khả năng phòng vệ này cao hơn ở mật độ rong biển cao nhất (2 kg/ m³), tương ứng với tỷ lệ chết tích lũy thấp nhất. Lý do có thể là do chất lượng nước trong hệ thống nuôi ghép tốt hơn nhiều so với hệ thống nuôi đơn canh (như Bảng 1 minh họa). Tôm thường tiếp xúc với các sinh vật gây bệnh trong môi trường tự nhiên. Hệ thống miễn dịch khỏe mạnh giúp tôm chống lại vi khuẩn. Tuy nhiên, khi gặp điều kiện môi trường không tối ưu (mật độ cao, chất lượng nước kém, mất cân bằng dinh dưỡng), hệ miễn dịch của tôm sẽ suy yếu và dễ mắc bệnh. Nghiên cứu trước đây cho thấy nồng độ amoniac cao trong nước làm giảm tỷ lệ sống, tăng trưởng và khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của tôm, đồng thời làm suy yếu khả năng chống lại V. alginolyticus (Liu và Chen 2004). Do đó, việc quản lý chất lượng nước và duy trì hệ miễn dịch khỏe mạnh là yếu tố then chốt để nuôi tôm thành công (Boyd 2010; Boyd và Phu 2018). Ngoài ra, trong nghiên cứu này, việc nuôi ghép P. monodon và G. tenuistipitata giúp tôm có thể ăn rong đỏ như nguồn thức ăn bổ sung. P. monodon là loài ăn tạp và có thể tiêu thụ nhiều loại thức ăn, bao gồm cả thực vật.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng rong biển là nguồn cung cấp chất chống oxy hóa dồi dào và chứa nhiều loại polysaccharide, polysaccharide sulfat có khả năng ức chế hoạt động của nhiều loại vi khuẩn và virus. Rong đỏ đặc biệt chứa nhiều loại chất chuyển hóa và hợp chất hoạt tính sinh học tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn, bao gồm axit béo không bão hòa đa, axit amin thiết yếu, polysacarit, galactan sulfat và sắc tố. Do đó, việc nuôi ghép tôm sú với rong đỏ có thể hỗ trợ tôm chống lại vi khuẩn V. parahaemolyticus gây bệnh trong nghiên cứu này. Nhiều nghiên cứu khác cũng đã khẳng định khả năng kháng khuẩn của rong đỏ: Tôm L. vannamei được tiêm chiết xuất G. tenuistipitata (GTE) có khả năng chống lại V. alginolyticus tốt hơn (Hou và Chen, 2005). Tôm L. vannamei được ngâm trong GTE phục hồi các thông số miễn dịch nhanh hơn sau khi bị nhiễm V. alginolyticus và chịu áp lực kép từ V. alginolyticus và thay đổi nhiệt độ. Tôm L. vannamei được cho ăn khẩu phần ăn có chứa GTE có khả năng chống lại V. alginolyticus và WSSV cao hơn.  Tôm P. monodon được cho ăn khẩu phần ăn có chứa galactan sulfat (SG) phân lập từ G. Fisheri có khả năng chống lại WSSV tốt hơn do các thông số miễn dịch được tăng cường. Mặc dù các thông số miễn dịch của tôm chưa được đưa vào nghiên cứu này, nhưng nghiên cứu này cho thấy G. tenuistipitata có thể cung cấp một chất kháng khuẩn tự nhiên đầy hứa hẹn có thể được áp dụng trong hệ thống nuôi ghép để kiểm soát V. parahaemolyticus trong giai đoạn ương dưỡng của tôm post P. monodon.

Kết luận

Việc nuôi ghép với mật độ khác nhau của tôm post P. monodon (1000, 2000 và 3000 PL/ m³) và G. tenuistipitata (1, 1,5 và 2 kg/ m³) làm giảm đáng kể hàm lượng hợp chất nitơ và phốt pho trong bể ương, điều này làm giảm đáng kể hàm lượng hợp chất nitơ và phốt pho trong bể ương. đã giúp cải thiện chất lượng nước đồng thời nâng cao tỷ lệ sống và tổng sản lượng P. monodon ở mật độ thả cao trong giai đoạn ương dưỡng.

Việc áp dụng mật độ tôm 1000 và 2000 PL/ m³ đã tạo ra kích thước tôm lớn hơn, trong khi mật độ 3000 PL/ m³ đạt được sản lượng cao nhất trên mỗi đơn vị nuôi trong các hệ thống tích hợp với G. tenuistipitata ở tất cả các mức mật độ rong biển.

Việc nuôi ghép P. monodon PL và rong biển đỏ giúp cải thiện khả năng kháng bệnh của tôm đối với nhiễm trùng V. parahaemolyticus gây bệnh khi so sánh với nuôi đơn canh, với hiệu suất tối ưu được quan sát thấy trong phương pháp xử lý tổng hợp ở mật độ rong biển cao nhất (2 kg/ m³), trong đó cho thấy tỷ lệ chết tích lũy thấp nhất sau thử nghiệm cảm nhiễm.

Theo Nguyen Thi Ngoc Anh & Nguyen Hoang Vinh & Bui Nguyen Thu An & Lam My Lan & Tran Ngoc Hai

Nguồn: https://www.academia.edu/93679778/Polyculture_culture_of_black_tiger_shrimp_Penaeus_monodon_and_red_seaweed_Gracilaria_tenuistipitata_under_different_densities_effects_on_water_quality_post_larvae_performance_and_their_resistance_against_Vibrio_parahaemolyticus

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên  – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Tác Động Của Probiotic Nitrat Hóa Đến Sự Phát Triển Quần Thể Vi Khuẩn Gây Bệnh Vibrio sp. Và Khí Nitơ Độc Hại Trong Môi Trường Nuôi Tôm Biển Trong Điều Kiện Phòng Thí Nghiệm
• Đánh Giá Chất Thải Thức Ăn Thủy Sản: Tác Động Đến Các Hệ Thống Tự Nhiên Và Các Biện Pháp Giảm Thiểu Thực Tế
• Tại Sao Phải Thuần Tôm Giống Trước Khi Thả?