Cải Thiện Khả Năng Điều Hòa Thẩm Thấu Của Tôm Thẻ Chân Trắng (Litopenaeus vannamei) Khi Nuôi Ở Độ Mặn Thấp

Việc bổ sung khoáng chất trong chế độ ăn uống giúp cải thiện sản lượng và lợi nhuận

Điều chỉnh sự thiếu hụt và biến động của khoáng chất trong nước ao nuôi thông qua chế độ ăn bổ sung có thể cải thiện sản lượng và lợi nhuận của tôm. Ảnh của Darryl Jory.

Ngành nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) là một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng và lợi nhuận cao nhất trong nuôi trồng thủy sản toàn cầu. Tại Ecuador, xuất khẩu tôm từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2018 đạt gần 3,2 tỷ USD, với hơn 1,1 tỷ bảng Anh. Điều này thể hiện mức tăng trưởng là 16,7% về năng suất so với năm trước (xuất khẩu tôm của Ecuador trong sáu tháng đầu năm 2019 là hơn 300.000 tấn, tăng 26% so với cùng kỳ năm 2018).

Một số đặc điểm bao gồm tốc độ tăng trưởng cao, tỷ lệ sống và khả năng thích nghi với nhiều độ mặn sẽ giải thích tại sao L. vannamei chiếm 77% tổng sản lượng tôm nuôi trên toàn cầu.

Ở Ecuador, mưa lớn thường xảy ra vào mùa đông, làm giảm độ mặn đáng kể ở các cửa sông, do đó gây ảnh hưởng đến sản lượng ở các trang trại nuôi tôm sử dụng nguồn nước này trong ao sản xuất của họ. Điều này gây ra căng thẳng cho tôm nuôi, đó là lý do tại sao việc tìm kiếm các giải pháp thay thế là cần thiết để cân bằng lại độ mặn thông qua chế độ dinh dưỡng thích hợp.

Việc nuôi tôm ở độ mặn thấp dẫn đến một loạt các thách thức liên quan đến việc quản lý môi trường do thiếu hụt một số khoáng chất nhất định, quản lý hệ thống tuần hoàn và mật độ cao hơn so với các mô hình truyền thống. Tất cả những điều này đã dẫn đến sự phát triển của việc sản xuất thức ăn cho tôm để đáp ứng nhu cầu của vật nuôi.

Sự thiếu hụt của các ion chính (đặc biệt là kali K⁺ và magie Mg⁺²) được điều chỉnh cùng với việc bổ sung muối khoáng, để đạt được nồng độ tương đương với nồng độ của nước biển pha loãng ở cùng độ mặn. Sử dụng phương trình của Boyd và Thunjai (2003), chúng ta có thể ước lượng:

SECx = (Sp) (Rx), trong đó

SECx là nồng độ tương đương trong nước biển của ion x; Sp là độ mặn của nước trong ao; và Rx là tỷ số giữa nồng độ của ion x trong nước biển và độ mặn của nước biển bình thường.

Các giá trị của Rx được trình bày trong Bảng 1.

Bảng 1. Các ion / hợp chất hóa học chính trong nước biển.

Để tạo điều kiện cho tôm nuôi phát triển tốt, cấu trúc ion của nước có độ mặn thấp phải có đủ hàm lượng và tỷ lệ của các ion cụ thể như Na⁺: K⁺, Mg²⁺: Ca²⁺, v.v., và tỷ lệ của các ion này phải tương tự như trong nước biển. Ví dụ, tỷ lệ Na⁺: K⁺ sẽ là 28:1. Để trung hòa tỷ lệ của Na⁺: K⁺ và Mg²⁺: Ca²⁺ thấp trong nước, có thể bổ sung các ion này vào chế độ ăn của tôm, cho phép tôm hấp thụ ion trong đường tiêu hóa, hoặc có thể thêm muối vào nước nuôi.

Bài báo này – được điều chỉnh và tóm tắt từ Aquaculture (Ecuador) Số 128, tháng 4 năm 2019 – báo cáo về một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chế độ ăn có bổ sung K⁺ và Mg²⁺ trong môi trường có độ mặn thấp, và ảnh hưởng của khẩu phần ăn được xây dựng cho môi trường có độ mặn thấp so với khẩu phần ăn không được bổ sung ion.

Điều hòa thẩm thấu ở động vật giáp xác Decapods: điểm đẳng trương và độ mặn tối ưu

Sự biến động của môi trường nuôi đã kích hoạt các phản ứng thích nghi có xu hướng duy trì trạng thái cân bằng (cân bằng nội môi) ở sinh vật, ảnh hưởng đến các chức năng sinh lý và cuối cùng là ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của chúng. Do khả năng duy trì sự thẩm thấu và điều hòa ion trong một số môi trường mặn, tôm L. vannamei có thể sống ở các vùng nước có độ mặn từ 0,5 – 60 ppt.

Điều hòa thẩm thấu ở động vật giáp xác là một chức năng sinh lý quan trọng về sự thích nghi của chúng đối với những thay đổi của môi trường. Khả năng điều hòa thẩm thấu được xác định bởi sự khác biệt giữa độ thẩm thấu của huyết thanh haemolymph và độ thẩm thấu của môi trường. Khả năng điều hòa thẩm thấu của tôm L. vannamei giảm một cách tự nhiên khi chúng đạt đến giai đoạn gần trưởng thành hoặc trưởng thành, và khả năng điều hòa thẩm thấu tốt nhất khi tôm ở giai đoạn nhỏ nhất. Ở các loài thủy sản, quá trình điều hòa thẩm thấu phụ thuộc vào sự vận chuyển tích cực của các ion bằng bơm điện của màng tế bào, dựa trên hoạt động của adenosine triphosphate (ATP – hóa chất hữu cơ phức tạp cung cấp năng lượng để thúc đẩy nhiều quá trình trong tế bào sống). Tôm L. vannamei cho thấy điểm đẳng trương (nơi nồng độ chất tan ở trạng thái cân bằng bên ngoài và bên trong tế bào) là khoảng 718 mOsm/kg.

Do đó, tôm L. vannamei có thể đạt được tỷ lệ sống và tăng trưởng tối ưu trong môi trường nước có độ mặn từ 20 – 25 hoặc 26 ppt, với mô hình điều chỉnh môi trường thẩm thấu cao ở độ mặn thấp và mô hình điều chỉnh môi trường thẩm thấu cao ở độ mặn cao. Trong số các loài penaeid, tôm L. vannamei là một trong những loài có khả năng điều hòa thẩm thấu tốt nhất.

Ở động vật giáp xác, hầu hết amoni được bài tiết là sản phẩm của quá trình dị hóa axit amin từ chế độ ăn. Valdez và cộng sự (2008) quan sát thấy rằng nồng độ amoni cao nhất được tạo ra bởi tôm ở độ mặn 32 ppt; tôm bài tiết ở nồng độ thấp nhất khi được duy trì trong điều kiện đẳng trương (26 ppt); và các giá trị trung gian được ghi nhận ở tôm đang trưởng thành trong điều kiện áp suất thẩm thấu thấp (20 ppt). Jiang và cộng sự (2000) và Díaz và cộng sự (2001) cũng báo cáo rằng tôm có mức tiêu hao năng lượng thấp hơn do bài tiết nitơ ở mức 26 ppt. Rosas và cộng sự (2002) nhận thấy sự bài tiết amoni cao hơn ở tôm L. vannamei đang trưởng thành duy trì ở độ mặn 15 ppt, so với những con tôm khác được nuôi ở độ mặn 40 ppt.

Sự gia tăng bài tiết các hợp chất nitơ ở tôm thẻ chân trắng thích nghi với độ mặn thấp là do sự gia tăng quá trình dị hóa của các axit amin tham gia vào quá trình điều chỉnh áp suất thẩm thấu của hemolymph. Bằng cách tăng bài tiết amoni, quá trình hấp thu natri xảy ra thông qua bơm Na⁺/NH₄⁺ để duy trì nồng độ thẩm thấu của hemolymph. Khi áp suất thẩm thấu cao, cơ chế sinh lý này sẽ chịu trách nhiệm duy trì áp suất thẩm thấu ở tôm He.

Từ quan điểm sản xuất, sự điều chỉnh này tốn chi phí và dẫn đến tỷ lệ tăng trọng và tỷ lệ sống thấp hơn. Một số tác giả đã liên kết điểm đẳng trương với các điều kiện tối ưu cho sự phát triển của tôm He. Tuy nhiên, sự tăng trưởng tốt hơn không phải lúc nào cũng trùng khớp với điểm đẳng trương được báo cáo. Tôm L. vannamei phát triển tốt nhất khi độ mặn thấp hơn điểm đẳng trương. Trong các ao có độ mặn thấp, khi tôm đã thích nghi, nguyên tắc chung là duy trì tỷ lệ của các ion chính tương tự như tỷ lệ của các ion trong nước biển.

Tầm quan trọng của kali và magiê đối với tỉ lệ sống của tôm

Kali (K⁺) là ion dương nội bào chính cần thiết cho sự ổn định các hoạt động của quá trình điều hòa các ion, cân bằng axit-bazơ và chuyển hóa cơ bản. K⁺ rất quan trọng đối với sự hoạt hóa của Na⁺ / K⁺ ATPase (natri-kali adenosine triphosphatase, còn được gọi là bơm Na⁺ / K⁺, là một loại enzyme trong màng sinh chất của tất cả các tế bào động vật có một số chức năng sinh lý tế bào), một thành phần quan trọng trong việc điều chỉnh thể tích nội bào. Hoạt động của enzym có thể liên quan trực tiếp đến nồng độ K⁺, khi nồng độ K⁺ không đủ sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ hiệu quả. Sự mất cân bằng giữa nồng độ K⁺ và Na⁺ trong hemolymph có thể gây chết tôm.

Việc thiếu nồng độ K⁺ thích hợp trong nước có tác động tiêu cực đến tỷ lệ sống của tôm. Trong các thử nghiệm của PL18-28 được thuần hóa với độ mặn từ 36 ppt – 4 ppt trong 48 giờ và được duy trì thêm 24 giờ nữa trong các dung dịch được bổ sung với các lượng muối khác nhau. Các dung dịch có bổ sung K⁺ cho thấy tỷ lệ sống tăng trung bình là 20% và 42% lần lượt ở 24 giờ và 48 giờ so với các dung dịch không có bổ sung K⁺. Điều này cho thấy K⁺ là yếu tố cần thiết trong nước ngọt đối với sự sống sót của tôm.

Các nghiên cứu khác đã báo cáo rằng trong điều kiện độ mặn thấp, khẩu phần ăn có bổ sung K⁺ hỗ trợ tốc độ tăng trưởng cao hơn so với khẩu phần ăn cơ bản khi thử nghiệm với tôm có trọng lượng 0,5 gam. Điều này cho thấy lợi ích của việc bổ sung K⁺, và việc bổ sung như vậy được cho là cần thiết ở những vùng nước có độ mặn thấp. Điều này cũng được báo cáo đối với tôm sú (Penaeus monodon) bởi Shiau và Hsu (1999), họ cho rằng không thể chỉ bổ sung kali có sẵn trong nước lợ, chứa 360 ppm K⁺.

Kali và magiê là các ion dương cần thiết cho sự phát triển, tồn tại và điều hòa thẩm thấu của động vật giáp xác. Mg₂⁺ là ion dương phong phú thứ hai trong tế bào và rất cần thiết cho các loài giáp xác vì nó hoạt động như một đồng yếu tố trong nhiều phản ứng enzym quan trọng đối với việc hoạt động bình thường và ổn định của sinh vật. Mg₂⁺ tham gia vào quá trình điều hòa, tổng hợp protein và tăng trưởng. Ngoài ra, nó cũng rất cần thiết trong quá trình chuyển hóa mô xương và dẫn truyền thần kinh cơ. Enzyme Na⁺/ K⁺ ATPase rất quan trọng trong việc điều hòa thẩm thấu và ion khi thích nghi với môi trường có độ mặn thấp. Khi thiếu Mg₂⁺, enzym này sẽ không thủy phân được ATP.

Ở độ mặn thấp, nồng độ Mg₂⁺ cũng có tương quan với tỷ lệ sống của tôm trong quá trình điều hòa thẩm thấu. Cheng và cộng sự (2005) đã đánh giá phản ứng tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng nuôi trong môi trường nước có độ mặn 3 ppt và thiết lập yêu cầu tối ưu là 2,60 – 3,46 gam Mg₂⁺/ kg. Việc thiếu Mg₂⁺ hoặc K⁺ có thể ảnh hưởng đến hoạt động của enzym Na⁺/ K⁺ ATPase trong động vật giáp xác.

Hình ảnh ao thực nghiệm.

Đánh giá thực địa

Với mục tiêu chứng minh rằng việc sử dụng thức ăn được thiết kế cho điều kiện độ mặn thấp giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và FCR, một đánh giá đã được thực hiện tại một trang trại nuôi tôm theo hệ thống tuần hoàn với độ mặn 5 ppt ở Taura, Tỉnh Guayas (Ecuador). Các ao được sử dụng cho thử nghiệm có diện tích từ 6-12 ha. Các chu kỳ sản xuất thử nghiệm là từ 97-110 ngày, tùy thuộc vào trọng lượng tôm thu hoạch.

Trọng lượng ban đầu của tôm thử nghiệm là 0,4 – 0,6 gam với mật độ thả là 13-15 con/m². Ba nguồn thức ăn được thử nghiệm sau khi tôm đạt trọng lượng 4 gam, với hàm lượng protein 35%, có và không có muối khoáng bổ sung. Chúng bao gồm nguồn thức ăn chuẩn (B35S E01), nguồn thức ăn 1 được thiết kế cho độ mặn thấp (B35P BS01) và nguồn thức ăn 2 được thiết kế cho độ mặn thấp (B35 BS02).

Thức ăn được cho vào ao 2 lần mỗi ngày và được điều chỉnh dựa trên việc theo dõi khay thức ăn trước mỗi lần cho ăn. Thức ăn vi sinh dạng viên được sử dụng từ lúc chuyển sang ao thử nghiệm cho đến khi tôm nuôi đạt 4 – 5 gam, tiếp theo là thức ăn được thiết kế cho độ mặn thấp (1,8 x 3 mm dạng viên BS01 và BS02 cho tôm từ 4 gam, 5 gam, đến 9 gam), sau đó chuyển sang dạng viên lớn hơn 2,2 x 5 mm cho tôm từ 9 gam cho đến khi thu hoạch. Thức ăn B35S E01, được sử dụng làm thức ăn đối chứng, không bổ sung thêm muối khoáng.

Tôm được lấy mẫu hàng tuần để ước tính trọng lượng trung bình và đánh giá bệnh lý để kiểm tra xem có bệnh hay không. Để giảm thiểu các nguồn tôm bị biến dạng, nghiên cứu đã sử dụng tôm có cùng giai đoạn trưởng thành (nauplii). Các thông số chất lượng nước được đánh giá thường xuyên: vào buổi sáng, oxy hòa tan là trên 3 ppm và nhiệt độ là khoảng 24⁰C, với giá trị nhiệt độ nước thỉnh thoảng thấp hơn 24⁰C – nhiệt độ bình thường trong mùa.

Thành phần của khẩu phần được sử dụng cho thấy các giá trị nằm trong những giá trị được mong đợi. Độ ẩm (9,2 – 9,9%), hàm lượng lipid (7,4 – 8,3%), và mức độ protein và tinh bột lần lượt nằm trong khoảng 36 – 37% và 18,3 – 19,3%. Hàm lượng tro trong thực phẩm B35P BS01 thấp hơn (9,4%) so với các loại khác (11,4 – 11,8%).

Bảng 2 cho thấy kết quả đánh giá các nguồn thức ăn. Phân tích phương sai cho thấy rằng các ao sử dụng thức ăn cho môi trường độ mặn thấp BS02 về mặt thống kê trung bình có tỷ lệ sống, trọng lượng cuối cùng và sản lượng cao nhất. Mặc dù không quan sát thấy tốc độ tăng trưởng nhanh hơn hoặc chuyển đổi thức ăn tốt hơn, nhưng nguồn thức ăn này tạo ra các giá trị tốt hơn so với hai nguồn thức ăn còn lại trong thử nghiệm.

Bảng 2. Hiệu suất của tôm với thức ăn * được thiết kế cho điều kiện độ mặn thấp. Các ký tự khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p <0,05).

Thức ăn cho đối chứng (B35S E01) tạo ra ít phản ứng nhất trong tất cả các thông số được đề cập, trong khi nguồn thức ăn B35S BS01 có phản ứng tốt hơn so với nguồn đối chứng mà không vượt quá hiệu suất của nguồn thức ăn BS02.

Khi phân tích hàm lượng Mg₂⁺ và K⁺ trong thức ăn được thử nghiệm, mối quan hệ giữa hai khoáng chất này được tìm thấy lần lượt là 0,26, 0,49 và 0,93 đối với các nguồn thức ăn B35S E01, B35S BS01 và B35P BS02. Các mối quan hệ này có thứ tự ngày càng tăng, tương ứng với tỷ lệ sống, sản lượng, trọng lượng cuối cùng và tốc độ tăng trưởng của tôm thu được. Điều này cho thấy mối quan hệ giữa các yếu tố này có tác động lớn đến năng suất của tôm, hơn là nồng độ của từng khoáng chất riêng biệt.

Quan điểm

Kết quả cho thấy có thể cải thiện đáng kể sản lượng tôm, và thu được lợi nhuận kinh tế tốt hơn khi điều chỉnh các biến động / thiếu hụt các khoáng chất trong nước ao – đặc biệt là Mg₂⁺ và K⁺ thông qua việc bổ sung chúng vào chế độ ăn. Việc bổ sung này đã cho thấy kết quả đầy hứa hẹn ở cả nghiên cứu thực địa và phòng thí nghiệm, với việc bổ sung muối để điều chỉnh điện tích ion trong các hệ thống nuôi có độ mặn thấp.

Theo Tiến sĩ César Molina, Thạc sĩ Khoa học tự nhiên Manuel Espinoza, và NS. AC. Néstor Chuya

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/improving-the-osmoregulatory-capacity-of-pacific-white-shrimp-grown-in-low-salinity/

Biên dịch: Huyền Thoại – Công ty TNHH PTTS Bình Minh

Xem thêm:

• NaturalShrimp Dự Kiến Doanh Thu Đạt Đến 500.000 USD Trong Quý Tới
• Đánh Giá Bột Ruồi Lính Đen Trong Khẩu Phần Ăn Đối Với Sức Khoẻ Và Sự Tăng Trưởng Của Tôm Thẻ Chân Trắng Thái Bình Dương
• Cân Nhắc Việc Suy Trì Sự Sinh Sản Đa Dạng Của Họ Tôm He Về Mặt Thương Mại