Hiệu Suất Tăng Trưởng Nuôi Trồng Trong Bể Của Rau Câu Gracilaria edulis Trong Nước Ao Nuôi Tôm

Tóm tắt

G. edulis được cho là có tiềm năng cải thiện chất lượng nước nhờ hệ thống bền vững với chi phí thấp. Để kiểm chứng hiệu quả của loài này, một thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển bể. Nước lợ là nguồn nước tăng trưởng tự nhiên của G. edulis được sử dụng để thực hiện các điều kiện đối chứng nhằm so sánh tốc độ tăng trưởng của G. edulis với nước lợ trong nuôi tôm. Loài này có khả năng thích nghi trong phạm vi độ mặn rộng từ 18-30ppt ở nước lợ và trong ao nuôi tôm nước lợ. Mỗi bể thả G. edulis có 240g trọng lượng tươi ban đầu, cung cấp sục khí liên tục và quang kỳ (chu kỳ 12:12 L:D). Trọng lượng tươi tối đa mà G. edulis đạt được là 260,0g trong vòng 6 tuần. Nghiên cứu cho thấy việc nuôi trồng G. edulis trong bể có thể giảm NH₄⁺, NO₃ và PO₄^3- lần lượt là 60%, 42% và 57%. Qua đó, 4 chất dinh dưỡng đã được theo dõi. Việc nuôi loài G. edulis trong bể cho thấy hiệu quả xử lý nước ao nuôi tôm rất hiệu quả. Do đó, việc nuôi thâm canh G. edulis trong bể mang lại giải pháp xử lý sinh học bền vững với chi phí thấp trong nước ao nuôi tôm. Ngoài ra, nó còn có thể cung cấp nguồn sản phẩm phụ có giá trị từ sinh khối, góp phần phát triển kinh tế – xã hội.

Giới Thiệu

Tảo biển là nguồn tài nguyên biển có giá trị thương mại cao với khả năng tạo ra các sản phẩm phụ có giá trị một cách tự nhiên. Một số sản phẩm đa năng bao gồm thực phẩm, chất cải tạo đất, hóa chất và dược phẩm (Troell, Halling và cộng sự 1997; Capo, Jaramillo và cộng sự 1999). Bên cạnh đó, công dụng chính của tảo biển là chiết xuất phycocoloid như agar, thường được sử dụng làm môi trường nuôi cấy mô và cũng là chất tạo gel. Nhu cầu chiết xuất hydrocoloid gia tăng trong 40 năm qua đã dẫn đến sự tăng trưởng mạnh mẽ của ngành công nghiệp tảo biển ở một số quốc gia (Briggs và Smith 1993; Dawes 1995). Ngoài ra, tảo biển còn chứa rất nhiều carbohydrate, protein, chất xơ và cũng rất giàu chất dinh dưỡng như vitamin C, vitamin nhóm B (Alveal và cộng sự, 1997). Do đó, Trung Quốc, Hàn Quốc và Nhật Bản đã tận dụng một số loài làm nguồn thực phẩm cho con người (Bezerra và Marinho-Soriano 2010). Xã hội này ngày càng nhận thức được lợi ích và tiềm năng của tảo biển và các sản phẩm tảo mới. Việc sử dụng tảo biển trong các lĩnh vực mới đang thúc đẩy nghiên cứu và phát triển nghề trồng tảo biển (Luning và Pang 2003). Vì vậy, trồng tảo biển đã trở thành một ngành công nghiệp nổi bật, góp phần tạo thu nhập cho quốc gia và cải thiện điều kiện kinh tế xã hội. Bên cạnh những lợi ích trên, việc nhân giống tảo biển còn được sử dụng như một loại cây thân thiện với môi trường. Như một nghiên cứu điển hình, Fei (2004) đã thực hiện một nghiên cứu về vấn đề phú dưỡng ven biển ở Trung Quốc và giải quyết thành công vấn đề này bằng cách trồng tảo biển quy mô lớn. Nghiên cứu của ông đưa ra bằng chứng cho thấy Gracilaria, Porphyra và Laminaria là những loài có triển vọng trong việc xử lý hiện tượng phú dưỡng ở Trung Quốc. Troell và cộng sự (1997) cho biết nuôi kết hợp rhodophyta Gracilaria chilensis và lồng cá hồi đã làm giảm đáng kể lượng amoni và phốt phát hòa tan thải ra từ trang trại cá và sau đó làm giảm nguy cơ phú dưỡng.

Trong các loài rhodophyta, chi Gracilaria là một trong những nhóm loài tài nguyên quan trọng nhất vì năng suất cao, tốc độ tăng trưởng nhanh và chiết xuất có giá trị thương mại (Troell và cộng sự 1997; Capo 1999). Gracilaria phân bố rộng rãi trên toàn thế giới, chủ yếu ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Việc nuôi trồng quy mô lớn đã được phát triển với hình thức nhân giống sinh dưỡng bằng cách giâm cành trong lưới, dây thừng và ao ở vùng nước ven bờ dựa vào Gracilaria có khả năng tái sinh rất cao (Jayasankar và Ramamoorthy, 1997).

Nghiên cứu này tập trung vào loài G. edulis để xác định khả năng tăng trưởng và đánh giá khả năng cải thiện chất lượng nước ao nuôi tôm. Nước thải ao nuôi tôm luôn có hàm lượng chất hữu cơ và chất dinh dưỡng dư thừa cao, làm suy giảm chất lượng nước ao, ảnh hưởng đến hoạt động nuôi tôm thâm canh. Mục đích của nghiên cứu này là kiểm tra hiệu quả nuôi trồng G. edulis trong bể trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Nguyên Liệu Và Phương Pháp

Nuôi trồng G. edulis trong bể

G. edulis được chọn làm tác nhân xử lý ô nhiễm bằng thực vật vì loài tảo này được quan sát mọc tự nhiên ở các kênh rạch xung quanh ao nuôi tôm ở Johor Bahru, Malaysia. Ngoài ra, loài này có giá trị thương mại cao và đã được trồng rộng rãi. Việc nuôi trồng G. edulis trong bể được tiến hành trong các điều kiện được kiểm soát trong phòng thí nghiệm môi trường tại Đại học Công nghệ Malaysia. Tảo biển khỏe mạnh được thu thập từ kênh rạch tự nhiên cạnh ao nuôi tôm tại Trung tâm nghiên cứu nuôi trồng nước lợ, Gelang Patah, Johor (1°26′ 21,5”N và 103°34’ 55,2”E). Sau khi thu thập, G. edulis được vận chuyển đến phòng thí nghiệm trong hộp polystyrene chứa đầy nước lợ. Trong phòng thí nghiệm, tảo biển được rửa dưới vòi nước chảy và sau đó làm sạch thực vật biểu sinh.

Mẫu nước sử dụng trong nuôi bể là nước trong ao nuôi tôm nước lợ của cùng một viện nghiên cứu và vận chuyển đến phòng thí nghiệm nơi thí nghiệm được thực hiện. Các thí nghiệm kéo dài sáu tuần và sử dụng 3 bể nuôi 36 L. Tảo lớn được giữ điều kiện nuôi cấy ổn định với cường độ ánh sáng (1000 lux), quang kỳ (chu kỳ 12:12 L: D), nhiệt độ (28-30°C) và sục khí liên tục. Tổng cộng 240g G. edulis được treo bằng dây nylon 1 mm và ngâm 20 cm trong nước. Các bể được làm cỏ 2 lần/ tuần, 1/5 tổng lượng nước trong bể được thay bằng nước ao nuôi tôm tươi mỗi tuần một lần. Nước lợ từ kênh rạch là nguồn phát triển của G. edulis của khu vực nghiên cứu được sử dụng để thực hiện các điều kiện kiểm soát nhằm so sánh tốc độ tăng trưởng của G. edulis với nước ao nuôi tôm nước lợ, được duy trì giống nhau như phương pháp đã giải thích. Trong khi đó, để so sánh khả năng loại bỏ chất dinh dưỡng, nước ao nuôi tôm được sử dụng để đối chứng và bể đối chứng không được cung cấp G. edulis.

Đo lường sinh khối và tốc độ tăng trưởng cụ thể (SGR)

Trọng lượng tươi của G. edulis nuôi được theo dõi mỗi tuần một lần. Thalli được thấm trên khăn giấy để loại bỏ nước thừa và cân (trọng lượng tươi), sau đó đưa vào bể (Mariano Soriano và cộng sự, 2009). Tốc độ tăng trưởng hàng ngày được tính bằng công thức sau:

trong đó SGR là tốc độ tăng trưởng cụ thể (Zhou, Yang và cộng sự 2006), W_i lần lượt là ban đầu và W_f là trọng lượng tươi cuối cùng của một giai đoạn. T_f và T_i là khoảng thời gian giữa ngày bắt đầu và ngày kết thúc.

Đo các thông số vật lý và hóa học

Nhiệt độ và nồng độ oxy hòa tan được đo bằng đầu dò điện (YSI, model 55), độ pH của nước được đo bằng mô hình Máy phân tích đa thông số-Consort C35 và độ mặn được đo bằng YSI, model 55. Mẫu nước được lấy từ canh tác bể vào buổi sáng hàng tuần để phân tích các chất dinh dưỡng hòa tan như NH₄-N, NO₃-N và PO₄-P bằng phương pháp chuẩn như APHA (1998). Tất cả các phép đo này đã được thực hiện 3 lần.

Phân tích thống kê

Đối với tất cả các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, trung bình của ba lần lặp lại đã được phân tích và từ các giá trị trung bình và sai số chuẩn này đã được tính toán. Sự khác biệt về giá trị giữa điều kiện đối chứng và điều kiện ao nuôi tôm đã được kiểm tra mức độ ý nghĩa bằng cách sử dụng phân tích phương sai một chiều (ANOVA). Phân tích student t-test được áp dụng để so sánh nhiều giá trị trung bình về trọng lượng tươi của G. edulis. Trong mọi trường hợp, giả thuyết null bị bác bỏ ở mức ý nghĩa 5%.

Kết Quả

Bảng 1. Đặc tính lý hóa của các mẫu nước.

Các yếu tố vật lý và hóa học

Trong bảng 1, nhiệt độ nước thay đổi từ 26°C đến 30°C trong thời gian nghiên cứu. Độ mặn dao động rộng được quan sát thấy trong hệ thống ao nuôi tôm nước lợ và cả trong hệ thống nước lợ lần lượt là 14ppt đến 30ppt. Độ pH dao động ở cả nước lợ (7,01 ± 0,69) và nước ao nuôi tôm nước lợ (8,54 ± 0,27) và không có sự khác biệt đáng kể trong suốt thí nghiệm (p > 0,05). Hàm lượng oxy hòa tan trong nước lợ có giá trị tương đối ổn định (4,58-5,95) so với nước ao nuôi tôm dao động từ 2,31-5,36. Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể giữa cả hai hệ thống (p > 0,05). Trong khi đó tất cả các chất dinh dưỡng vô cơ hòa tan trong cả hai mẫu rất đều khác nhau (p<0,05), điều này cho thấy nước ao nuôi tôm giàu chất dinh dưỡng hơn so với nước lợ không nuôi tôm.

Sinh khối và tăng trưởng

Sinh khối và tốc độ tăng trưởng riêng (SGR) của G. edulis tăng dần trong suốt quá trình nghiên cứu (Hình 1). Giá trị sinh khối cao nhất là 260g trong nước ao nuôi tôm nước lợ so với chỉ 250g trong nước lợ và SGR lần lượt đạt được là 1,25% và 0,59% khi kết thúc thí nghiệm. So sánh SGR của cả hai hệ thống cho thấy ý nghĩa rất lớn (p < 0,01). Trong khi đó, sinh khối trung bình trong nước ao nuôi tôm (249 ± 0,63g) cao hơn một chút so với hệ thống nước lợ (246 ± 0,85g).

Hình 1: Mô hình tăng trưởng sinh khối rong biển ở cả hai nguồn nước.

Hình 2 và 3 cho thấy mối tương quan giữa sự phát triển của tảo biển về trọng lượng tươi và SGR. Trọng lượng tươi tăng dần theo thời gian và cho giá trị R² đáng chú ý là 0,989. Trong khi đó, SGR cũng tỷ lệ thuận với mức tăng trọng lượng tươi.

Hình 2: Hồi quy tuyến tính tăng trưởng trọng lượng tươi của tảo biển trong nước ao nuôi tôm.

Hình 3: Hồi quy tuyến tính của SGR trong nước ao nuôi tôm.

Loại bỏ chất dinh dưỡng

Sự khác biệt về nồng độ chất dinh dưỡng này theo thời gian được thể hiện trong Hình 4 giữa việc nuôi trong bể với Gracilaria và đối chứng không nuôi Gracilaria trong cùng một nguồn mẫu nước. Nước ao nuôi tôm có hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn so với nước lợ. Nồng độ ban đầu của NH₄⁺, NO₃ và P0₄^3- lần lượt là 5,7, 2,9 và 2,3 mg/L. Theo quan sát, nồng độ chất dinh dưỡng giảm dần theo thời gian trong suốt quá trình nghiên cứu. Trong số các chất dinh dưỡng, NH₄⁺ có khả năng loại bỏ cao hơn (60%) với giá trị trung bình là 5,0 ± 0,08 (Hình 4b). Tiếp theo là P0₄^3- có hiệu suất loại bỏ là 57% như trong Hình 4a. Mặc dù khả năng loại bỏ orthophosphate cao hơn nitrat (42%), nhưng nitrat (Hình 4c) cho thấy mức độ loại bỏ hàng ngày cao hơn một chút, chênh lệch tới 2,4 ± 0,05% so với orthophosphate.

Có sự khác biệt đáng kể về nồng độ chất dinh dưỡng giữa đối chứng và nước ao nuôi tôm. Phốt phát cho thấy mức độ đáng kể cao hơn (p < 0,01) từ ngày đầu tiên đến tuần thứ ba so với nitrat và nitơ amoniac tương ứng với mức độ đáng kể p < 0,05.

Thảo Luận

Tốc độ tăng trưởng và năng suất

Sinh khối tảo biển trong nước ao nuôi tôm bắt đầu tăng theo cấp số nhân từ tuần thứ 2 trở đi, thời điểm tảo biển phát triển trong nước ao nuôi tôm vượt quá tốc độ phát triển rong biển trong nước lợ sau tuần nuôi đầu tiên.

Kết quả cho thấy SGR tối đa của G. edulis trong nước ao nuôi tôm là 1,25%/ ngày. Mặc dù tốc độ tăng trưởng đạt được trong nghiên cứu này tương đối vừa phải nhưng có thể so sánh với một số nghiên cứu khác như tảo biển Gracilaria crassa tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng trung bình là 1,5% (Msuya và Neori, 2002).

Hiệu quả loại bỏ chất dinh dưỡng

Nồng độ nitơ amoniac ban đầu trong bể đối chứng là 5,5 ± 0,06 và chỉ giảm nhẹ (0,4 ± 0,12) cho đến khi kết thúc thí nghiệm và đối với bể có G. edulis giảm xuống còn 2,1 mg/L. Khả năng lọc sinh học của G. edulis nuôi trong bể lên tới 60% trong nghiên cứu này. Giá trị này gần như tương tự với nghiên cứu được thực hiện bởi Marinho-Soriano (2009) sử dụng Gracilaria caudata, trong đó ông thu được mức giảm 59,5% chất dinh dưỡng. Ngoài ra, Hernandez và cộng sự (2005) còn tìm thấy hiệu suất loại bỏ là 54%. Trong khi đó, việc loại bỏ nitrat có hiệu quả sau 14 ngày. He và cộng sự (2008) tuyên bố rằng NH₄⁺ là dạng nitơ ưa thích cho sự phát triển của tảo biển. Qua đó nitrat có giá trị thấp hơn so với nitơ. Ngoài ra, điều này cũng có thể xảy ra do nitơ vô cơ là dạng dễ khử nhất và dễ dàng được đưa vào sinh khối tảobiển. Tuyên bố này có thể tương quan với lượng NO₃ được kiểm soát, cho thấy sự giảm nhẹ từ giá trị ban đầu là 2,9 xuống 2,3 mg/L, trong đó điều này có thể xảy ra do sự chuyển đổi nitrat thành dạng nitơ amoniac. Orthophosphate cho thấy mức giảm đáng kể là 57%, cao hơn một chút so với báo cáo của Bushmann và cộng sự (1996) là 32%.

Do đó, việc nuôi thâm canh G. edulis trong bể cung cấp một phương pháp xử lý sinh học bền vững với chi phí thấp trong nước ao nuôi tôm, ngoài ra, nó còn có thể cung cấp nguồn sản phẩm phụ có giá trị từ sinh khối của nó. Do đó, việc nuôi trồng G. edulis đóng vai trò xử lý tự nhiên trong môi trường nuôi trồng thủy sản và có thể được áp dụng để cải thiện mức chất lượng nước, đặc biệt là ở Malaysia vì đây là phương pháp công nghệ sinh thái đòi hỏi công nghệ tiên tiến.

Kết Luận

Nghiên cứu này cho thấy việc nuôi G. edulis trong bể làm giảm lượng chất dinh dưỡng dư thừa gây ô nhiễm nước ao nuôi tôm. Việc nuôi trồng G. edulis trong bể có tiềm năng cải thiện chất lượng nước bên cạnh việc tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng cho con người đồng thời mang lại hiệu quả về mặt kinh tế.

Theo Lavania-Baloo*, Mohd Fadhil Md Din**, Akira Kikuchi**, Shamila Azman

Nguồn: https://www.academia.edu/56174354/Tank_Cultivation_Growth_Performance_of_Gracilaria_edulis_in_Shrimp_Pond_Water

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

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

• Công Nghệ Mới Biofloc Và Bệnh Tôm Trong Nuôi Trồng Thủy Sản Siêu Thâm Canh
• Ý Tưởng Thiết Kế Hệ Thống Nuôi Tôm Trong Ao Bền Vững
• Probiotic Bacillus Mang Lại Lợi Ích Trong Nuôi Cá Rô Phi Tại Brazil Ở Điều Kiện Đầy Thách Thức