Kết quả thử nghiệm cho thấy những thay đổi có lợi có thể xảy ra trong nước ao, trầm tích và vi sinh vật đường ruột của tôm thẻ L. vannamei

Nghiên cứu này đánh giá việc sử dụng sục khí nano để tạo cộng đồng vi sinh trong các ao nuôi tôm thẻ chân trắng, và kết quả cho thấy có sự thay đổi trong ao, trầm tích, và cộng đồng vi sinh đường ruột tôm, điều này chứng minh sục khí nano có thể thúc đẩy hoạt động của vi khuẩn lợi, điều hòa chất lượng nước, giảm mầm bệnh và cải thiện hiệu suất trong các hệ thống nuôi trồng. Hình ảnh chụp bởi AwOiSoAk KaOsIoWa, thông qua Wikimedia Commons.

Công nghệ micro-nanobubble (vi bọt nano) (MNB) đã thu hút nhiều sự chú ý trong nhiều lĩnh vực – bao gồm phục hồi nước mặt, y học, khoa học thực phẩm và nông nghiệp – vì các đặc tính tăng cường oxy của nó. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng công nghệ MNB có thể cải thiện thành phần của các cộng đồng vi sinh vật trong các vùng nước ở một mức độ nhất định và sau đó khôi phục các vùng nước; tuy nhiên, tương đối ít nghiên cứu đã áp dụng công nghệ nanobubble vào sản xuất nuôi trồng thủy sản. Và có rất ít tài liệu nghiên cứu về tác động của công nghệ MNB đối với hệ vi sinh vật nước và trầm tích và các yếu tố môi trường trong ao nuôi tôm.

Gen rRNA 16S được sử dụng làm tiêu chuẩn để phân loại và xác định vi khuẩn vì nó có mặt trong hầu hết các vi khuẩn và cho thấy những thay đổi. Giải trình tự thông lượng cao, còn được gọi là giải trình tự thế hệ tiếp theo (NGS), mô tả các công nghệ giải trình tự DNA và RNA một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Công nghệ này có khả năng giải trình tự song song hàng loạt cung cấp thông lượng, khả năng mở rộng và tốc độ cực cao. Thông tin này rất quan trọng để phát triển các chiến lược sinh thái nhằm ngăn chặn sự gia tăng vi khuẩn gây bệnh trong môi trường nuôi tôm.

Bài viết này – được chuyển thể và tóm tắt từ ấn phẩm gốc (Xu, Y. và cộng sự 2022. Ảnh hưởng của sục khí nano đối với các cộng đồng và chức năng của vi sinh vật trong nước, trầm tích và ruột tôm trong ao nuôi trồng thủy sản Litopenaeus vannamei. Vi sinh vật 2022, 10 (7), 1302) – báo cáo về một nghiên cứu để điều tra ảnh hưởng của sục khí nano đối với các quần thể vi sinh vật trong nước, trầm tích và ruột tôm trong ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannameii) bằng cách sử dụng trình tự thông lượng cao 16S rRNA.

Thiết lập nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện trong 14 tuần tại công ty TNHH Quảng Hà, thành phố Bàn Cẩm, tỉnh Liêu Ninh, Trung Quốc. Hai ao tôm thẻ L. vannamei liền kề được sử dụng làm nhóm ao đối chứng và thử nghiệm, mỗi ao có diện tích 500 m² (độ sâu 0,8 m). Nhóm thử nghiệm được trang bị một thiết bị sục khí nanobubble với công suất 1 kW, và nhóm đối chứng được trang bị một thiết bị sục khí turbo thông thường với công suất 1 kW. Mỗi ao được thả 40 con/m² và cho ăn thức ăn công nghiệp địa phương (công ty TNHH thức ăn thủy sản Wellhope, Thẩm Dương, Trung Quốc). Các mẫu đất, nước ao nuôi và mô ruột tôm đã được thu thập trong quá trình nghiên cứu và trải qua nhiều thử nghiệm và phân tích khác nhau. Để biết thông tin chi tiết về thiết kế thử nghiệm và chăn nuôi, thu thập và phân tích mẫu, hãy tham khảo ấn phẩm gốc.

Kết quả và thảo luận

Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên mô tả tác động của sục khí nano đối với cấu trúc cộng đồng vi sinh vật của nước và trầm tích trong ao L. vannamei. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy việc ứng dụng thiết bị sục khí nano làm thay đổi cấu trúc của cộng đồng vi sinh vật nước và trầm tích ở một mức độ nhất định so với các cộng đồng có thiết bị sục khí thông thường.

Kết quả phân tích sự đa dạng cho thấy có sự khác biệt đáng kể về thành phần của các quần xã vi sinh vật trong cơ thể nước và trầm tích. Các chỉ số khác nhau chỉ ra rằng các thiết bị sục khí nano trong các nhóm sục khí và xử lý nano làm tăng sự đa dạng, phong phú và đồng nhất của các cộng đồng vi sinh vật trong thủy vực. Kết quả phân tích đa dạng cho thấy mức độ phong phú và đa dạng tổng thể của hệ vi sinh vật đường ruột không có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm mẫu.

Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng sự phân bố thành phần loài của hệ vi sinh vật đường ruột rất đặc biệt. Trong phân tích thành phần loài, chúng tôi quan sát thấy rằng sự phong phú của các chi trội khác nhau trong nhóm xử lý cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Dữ liệu của chúng tôi cho thấy hoạt động của vi khuẩn có lợi trong ruột – chẳng hạn như Rhodobacter, Oscillospira và Faecalibacterium – đều tăng lên do tác dụng của thiết bị sục khí nano.

Tác dụng của sục khí nano đối với cộng đồng trầm tích vi sinh vật có thể nhạy cảm theo thời gian. Trong điều kiện sục khí ngắn hạn, sự đa dạng vi sinh vật trong nhóm sục khí nano cao hơn so với nhóm đối chứng; tuy nhiên, với sự gia tăng thời gian sục khí, sự đa dạng của vi sinh vật trong trầm tích của nhóm đối chứng đã vượt quá mức trong nhóm xử lý. Hoạt động của các chi vi khuẩn có lợi Exiguobacterium và Acinetobacter và tảo xanh đơn bào có lợi Chlorellasp. trong thủy vực đều tăng lên do quá trình oxy hóa qua thiết bị sục khí nano.

Máy tạo oxy nano có thể sử dụng nhiều môi trường khí, chẳng hạn như hydro, nitơ và ozone. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện có đã chỉ ra rằng máy tạo oxy nano thường được sử dụng kết hợp với ozone để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh trong nước nuôi cấy. Các nhà nghiên cứu khác đã lần đầu tiên chứng minh hiệu quả khử trùng tương tự với phương pháp xử lý bằng hạt nano ozone chống lại vi khuẩn gây bệnh trong nước ngọt và mầm bệnh tiềm ẩn gây bệnh chân đỏ ở tôm thẻ L. vannamei trong nuôi trồng thủy sản nước ngọt cũng được giảm thiểu hiệu quả khi thiết bị sục khí nano sử dụng không khí làm môi trường khí. Do đó, chúng tôi suy đoán rằng thiết bị sục khí nano cũng có thể tiêu diệt một số vi khuẩn gây bệnh trong thủy vực và trầm tích khi sử dụng môi trường không khí.

Trong thử nghiệm của chúng tôi, máy tạo oxy nano ức chế hiệu quả hoạt động của vi khuẩn như Bacteroidetes, Spirochaetes và các vi khuẩn kỵ khí khác trong nước, theo báo cáo của các nhà nghiên cứu khác, những người đã chứng minh rằng bong bóng làm giảm sinh khối thông qua tính kỵ nước hoặc chống thấm nước, do đó ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Điều này chứng tỏ rằng máy tạo oxy nano cũng có thể ức chế vi khuẩn kỵ khí khi sử dụng không khí làm môi trường khí. Chúng tôi tin rằng đây là một phát hiện quan trọng cho việc sản xuất và lựa chọn thiết bị sục khí thực tế trong tương lai.

Mặc dù nghiên cứu này đã tiết lộ một số phát hiện quan trọng, nhưng cũng có một số hạn chế và kết quả của trình tự thông lượng cao cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như phương pháp lấy mẫu riêng lẻ và phương pháp thử nghiệm. Do kích thước mẫu nhỏ, không thể loại trừ các yếu tố ảnh hưởng nói trên. Tuy nhiên, kết quả vẫn hữu ích để hiểu cấu trúc của hệ sinh thái vi sinh vật gắn liền với các loài và cung cấp cơ sở lý thuyết cho sản xuất thực tế. Do đó, việc thử nghiệm với các thiết bị sục khí nano ở các chế độ canh tác khác nhau sẽ có tầm quan trọng lớn đối với nghiên cứu trong tương lai.

Chúng tôi tin rằng những phát hiện của chúng tôi cải thiện sự hiểu biết về cấu trúc cộng đồng vi sinh vật trong nước và trầm tích của các ao nuôi trồng thủy sản bằng cách sử dụng thiết bị sục khí nano. Những kết quả này có thể góp phần cải thiện môi trường canh tác để nâng cao chất lượng và sức khỏe của các loài giáp xác trong môi trường nuôi trồng thủy sản.

Kết luận

Kết quả của chúng tôi đã chứng minh rằng đã có những thay đổi trong nước ao, trầm tích và vi sinh vật đường ruột của tôm thẻ Litopenaeus vannamei. Dữ liệu cho thấy độ đa dạng của quần thể vi sinh vật trong nước giảm dần khi thời gian thí nghiệm tăng lên, nhưng độ đa dạng sinh học trong nhóm thử nghiệm luôn cao hơn so với nhóm đối chứng do hiệu quả của việc bổ sung oxy thông qua máy tạo oxy nano. Điều này có thể là do máy tạo oxy nano có tác dụng tăng oxy tốt hơn và khi hạt nano vỡ, nó sẽ giúp phân hủy một số chất ô nhiễm trong nước, làm sạch nó và cung cấp một môi trường thích hợp hơn cho các vi sinh vật khác nhau trong nước.

Ngoài ra, thiết bị sục khí nano còn ảnh hưởng đến thành phần loài của cộng đồng vi sinh vật trong nước ao nuôi trồng thủy sản, trầm tích đáy và ruột tôm ở một mức độ nhất định, đồng thời làm tăng tỷ lệ một số men vi sinh. Nghiên cứu của chúng tôi và các nghiên cứu tiếp theo dựa trên kết quả của chúng tôi có thể chứng minh rằng thiết bị sục khí nano rất hữu ích để cải thiện điều kiện nuôi cấy cho tôm thẻ chân trắng. Tuy nhiên, các điều kiện khác nhau như nhiệt độ và độ mặn của nước, hoặc mật độ thả – có thể ảnh hưởng đến kết quả, vì vậy nhiều thử nghiệm vẫn cần tập trung vào các yếu tố môi trường đó.

Theo Tiến Sĩ Yingdong Li – Trường Cao đẳng Khoa học Động vật và Thú y, Đại học Nông nghiệp Thẩm Dương, Đường Đông Lăng 120, Thẩm Dương 110866, Trung Quốc

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/how-nano-aerators-impact-microbial-communities-in-pacific-white-shrimp-culture-ponds/

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

Từ khóa: Litopenaeus vannamei, máy sục khí nano, vi khuẩn, ruột, nước và trầm tích

“Tôm Giống Gia Hóa – Chìa Khóa Thành Công”

Xem thêm:

• Sơ Lược Về Hệ Thống Nuôi Tôm Trong Nhà
• Phần 1 – BỆNH DO VI BÀO TỬ TRÙNG Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) GÂY RA TRÊN TÔM: Sinh thái, Bệnh học, Chẩn đoán và Kiểm soát
• (Phần 1) Biofilm Và Các Biện Pháp Kiểm Soát Chúng