Báo cáo nghiên cứu khoa học cấp trường: Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng thành phần loài, sinh vật lượng Tảo lam (Cyanophyta) ở một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung báo cáo đề xuất và thực hiện nhằm cung cấp thêm những minh chứng về sự đa dạng cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự đa dạng của Tảo lam để làm nguồn dữ liệu cơ sở cho những nghiên cứu ứng dụng về việc khai thác các đối tượng giống, loài Tảo lam có lợi hay những nghiên cứu về các biện pháp khắc phục những giống, loài Tảo lam có hại đối với nghề nuôi trồng thủy sản ở Trà Vinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học cấp trường: Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng thành phần loài, sinh vật lượng Tảo lam (Cyanophyta) ở một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh

QT6.2/KHCN1-BM17 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC ISO 9001 : 2008 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ ĐA DẠNGTHÀNH PHẦN LOÀI, SINH VẬT LƯỢNG TẢO LAM (CYANOPHYTA) Ở MỘT SỐ RUỘNG LÚA VÀ AO THỦY SẢN THUỘC TỈNH TRÀ VINH Chủ nhiệm đề tài: ThS. PHẠM THỊ BÌNH NGUYÊN Chức danh: Giảng viên Đơn vị: Khoa Nông nghiệp - Thủy sản Trà Vinh, ngày tháng năm 2016
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC ISO 9001 : 2008 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ ĐA DẠNG THÀNH PHẦN LOÀI, SINH VẬT LƯỢNG TẢO LAM(CYANOPHYTA) Ở MỘT SỐ RUỘNG LÚA VÀ AO THỦY SẢN THUỘC TỈNH TRÀ VINH Xác nhận của cơ quan chủ quản Chủ nhiệm đề tài (Ký, đóng dấu, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Phạm Thị Bình Nguyên Trà Vinh, ngày tháng năm 2016 2
TÓM TẮT Nghiên cứu về sự đa dạng thành phần loài và những tác động của các yếu tố môi trường đến sự đa dạng loài tảo lam tại một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh đã được tiến hành từ tháng 3/2015 đến tháng 9/2015 vào hai mùa (mưa, nắng). Kết quả ghi nhận được 49 loài tảo lam thuộc 4 bộ (Oscillatoriales, Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 họ và 15 chi khác nhau. Trong đó, bộ Oscillatoriales là bộ chiếm ưu thế với 21 loài (42,86%), kế đến là bộ Nostoccales với 12 loài (24,49%), bộ Chroococcales với 11 loài (22,45%), còn lại thành phần loài ít nhất là bộ Synechococcales với 5 loài (10,2%). Thành phần loài ở ruộng lúa là cao nhất (28 loài) và ao tôm là thấp nhất (12 loài) trong ba loại hình thủy vực. Sự chênh lệch số loài giữa mùa nắng và mùa mưa là rất ít (mùa nắng: 35 loài, mùa mưa: 36 loài). Loài Oscillatoria rubescens Gom có mặt ở cả ba loại hình thủy vực vào cả hai mùa. Chi Oscillatoria có độ đa dạng loài cao nhất với 18 loài chiếm 36,73 %. Tất cả các địa điểm khảo sát đều có sự phân bố của tảo lam. Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan cho thấy yếu tố dinh dưỡng N, P, C có mối tương quan thuận và ảnh hưởng tương đối chặt chẽ đến thành phần loài tảo lam. Thành phần loài tảo lam phân bố nhiều ở các địa điểm có hàm lượng dinh dưỡng (N, P, C) cao. Khảo sát biến động mật độ trung bình loài tảo lam theo không gian và thời gian cho thấy mật độ trung bình của tảo lam tại các điểm khảo sát dao động từ 4.560 – 932.640 cá thể/lít. Cao nhất là điểm Đ8 với 932.640 cá thể/lít. Vào mùa nắng, mật độ tảo lam trung bình dao động từ 600 – 126.000 cá thể/lít. Mật độ cao nhất là loài Microcytis aeruginosa với 132.960 cá thể/lít, loài thấp nhất là loài Raphidiopsis sp với 760 cá thể/lít. Vào mùa mưa, mật độ trung bình cao nhất là loài Spirulina platensis với 126.000 cá thể/lít và thấp nhất là loài Cylindrospermopsis raciborskii với 600 cá thể/lít. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy loài Microcytis aeruginosa phát triển ở nơi có hàm lượng N và C cao và loài Spirulina platensis phát triển ở nơi có hàm lượng P cao. Từ khóa: tảo lam, ao tôm, ao cá, ruộng lúa, tỉnh Trà Vinh. Abstract The study of the diversity of species and the impact of environmental factors on species diversity of blue – green algae in some rice field and aquaculture ponds of Tra Vinh province was conducted from January to March 2015 on two seasons (rain, sun). Results recorded 49 species of algae Lam 4 ministry (Oscillatoriales, Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 family and 15 different varieties. Inside, the Oscillatoriales is the dominant with 21 species (42.86%), followed by the Nostoccales with 12 species (24.49%), with 11 species of Chroococcales (22.45%), the rest of species at least 5 species of Synechococcales with (10.2%). Species 3
composition in rice fields is the highest (28 species) and ponds are the lowest (12 species) in 03 type of water body. The difference between the species in the dry season and the rainy season was little (dry season: 35 species, season: 36 species). Oscillatoria rubescens Gom species present in 03 type of the waterbody in both seasons. Oscillatoria was the highest species diversity with 18 species, accounting for 36.73%. All study sites was the distribution of blue – green algae. The results of analysis and evaluation of the correlation showed nutrient elements N, P, C has a positive correlation and relatively strong influence on blue – green algae species composition. Number of species of blue – green algae distribution in locations many nutrient content (N, P, C) high. Survey average density fluctuations algae species in space and time shows the average density of blue – green algae in the survey ranged from 4.560-932.640 individuals/liter. At D8 is the highest point to 932.640 individuals/liter. In the dry season, the average density of blue – green algae ranged from 600 - 126.000 individuals/liter. The highest density was Microcytis aeruginosa species with 132.960 individuals/liter, the lowest was Raphidiopsis sp species with 760 individuals/liter. In the rainy season, the highest average density was Spirulina platensis species to 126.000 individuals/liter and the lowest was Cylindrospermopsis raciborskii species with 600 individuals/liter. The study results also showed that Microcytis aeruginosa species developed where nitrogen and high C and Spirulina platensis species grow in areas with high P content. Key words: blue – green algae, rice fields, fish ponds, shrimp ponds, Trà Vinh province. 4
MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................... 7 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ................................... 7 LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... 8 PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................... 9 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................... 9 2. Tổng quan nghiên cứu .......................................................................... 10 2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................. 10 2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam................................................... 10 2.3. Đặc điểm chung của Tảo lam......................................................... 12 3. Mục tiêu ............................................................................................... 25 4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu .................................. 25 4.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................. 25 4.2 Quy mô nghiên cứu ........................................................................ 27 4.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 27 PHẦN NỘI DUNG ..................................................................................... 31 Chương 1: Kết quả khảo sát địa điểm nghiên cứu và ................................ 31 đo đạc các chỉ tiêu môi trường .................... Error! Bookmark not defined. 1.1. Kết quả khảo sát địa điểm và chọn địa điểm nghiên cứu ................ 31 1.2. Kết quả đo đạc các chỉ tiêu môi trường .......................................... 31 Chương 2: Khảo sát đa dạng thành phần loài tảo lam ............................... 34 2.1. Thành phần loài tảo lam ở các địa điểm khảo sát tại Trà Vinh ....... 34 2.2. Bộ sưu tập hình ảnh tảo lam.......................................................... 37 2.3. Biến động thành phần loài theo không gian và thời gian ................ 60 2.4. Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và thành phần loài tảo lam......................................................... 60 Chương 3: Khảo sát biến động sinh vật lượng tảo lam.............................. 63 3.1. Biến động mật độ tảo lam theo mùa và địa điểm khảo sát .............. 63 3.2 Kết quả phân tích, đánh giá mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sinh vật lượng tảo lam tại các địa điểm khảo sát. .................. 66 PHẦN KẾT LUẬN ..................................................................................... 69 1. Kết luận ................................................................................................ 69 2. Kiến nghị .............................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 70 Phụ lục 1: Hình ảnh dụng cụ và địa điểm thu mẫu ..................................... 733 Phụ lục 2: Số liệu thô các kết quả đo đạc và phân tích chỉ tiêu môi trường tại 16 điểm thu qua 2 mùa .......................................................................... 764-76 5
Phụ lục 3: Số liệu thống kê mối tương quan của các yếu tố môi trường và thành phần loài, sinh vật lượng tảo lam ................................................... 77-78 Phụ lục 4: Chỉ số đa dạng loài ở các thủy vực………………………………79 Phụ lục 5: Bảng ANOVA các chỉ tiêu môi trường ..................................... 810 Phụ lục 6: Số liệu thô trong phân tích định lượng tảo lam qua hai mùa. 843-96 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU Tên bảng Số trang Bảng 1: Địa điểm được tiến hành khảo sát và thu mẫu tảo lam tại 26-27 Trà Vinh Bảng 2: Kết quả giá trị trung bình của các chỉ tiêu thủy lý hóa qua 31 hai mùa Bảng 3: Kết quả giá trị trung bình các chỉ tiêu về dinh dưỡng 32 Bảng 4: Danh mục thành phần loài và sự phân bố của tảo lam ở 34-36 Trà Vinh Bảng 5: Danh mục các loài tảo lam sản sinh độc tố khảo sát tại 37 Trà Vinh Bảng 6: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi 61 trường và thành phần loài tảo lam vào mùa nắng Bảng 7: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi 61 trường và thành phần loài tảo lam vào mùa mưa Bảng 8: Kết quả mật độ trung bình các loài tảo lam vào hai mùa 63-64 Bảng 9: Mật độ trung bình của các loài tảo lam tại hai điểm (Đ8, 65-66 Đ4) có thành phần và sinh vật lượng cao Bảng 10: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi 66 trường và sinh vật lượng tảo lam vào mùa mưa Bảng 11: Kết quả đánh giá mối tương quan giữa các chỉ tiêu môi 68 trường và sinh vật lượng tảo lam vào mùa nắng DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Tên biểu đồ Số trang Hình 1: Biến động thành phần loài tảo lam qua hai mùa mưa và 60 nắng tại các địa điểm khảo sát ở Trà Vinh Hình 2: Mật độ trung bình tảo lam theo địa điểm khảo sát 64 7
LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin cảm ơn gia đình đã giúp đỡ động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này. Chân thành cảm ơn Quý lãnh đạo và anh, chị, em đồng nghiệp Khoa Nông nghiệp - Thủy sản đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn Phòng Khoa học Công nghệ, phòng Kế hoạch – Tài vụ đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong việc hướng dẫn các thủ tục, hồ sơ thanh toán nghiệm thu và viết báo cáo đề tài theo đúng qui định. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn thân thiết đến Chị Nguyễn Thị Trúc Linh và Anh Mai Văn Hoàng đã hỗ trợ tôi trong quá trình thu mẫu ngoài thực địa. Trà Vinh, ngày ….. tháng …. năm 2016 Tác giả PHẠM THỊ BÌNH NGUYÊN 8
PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trà Vinh là một tỉnh nằm kẹp giữa Sông Tiền và Sông Hậu, là hai nhánh sông lớn của Đồng bằng Sông Cứu Long. Hàng năm, Trà Vinh được phù sa bồi đắp từ hai con sông lớn nên có tiềm năng rất lớn về nông nghiệp. Thêm vào đó, phía Đông giáp với Biển Đông – là vùng đất liền giáp biển nên Trà Vinh là tỉnh có nhiều thế mạnh về nuôi trồng, khai thác, chế biến thủy sản, nhất là nuôi tôm nước lợ và đang là một trong những tỉnh nuôi tôm công nghiệp nhiều nhất vùng Đồng bằng Sông Cửu Long. Năm 2014, tổng diện tích thả nuôi tôm trên toàn tỉnh là 16.861 ha (tăng trưởng bình quân 65,7%/năm). Tuy nhiên, đến năm 2015, diện tích tôm nuôi chính vụ 2015 của tỉnh Trà Vinh chỉ đạt gần 52% kế hoạch, sản lượng tôm nuôi giảm gần 10.000 tấn so cùng kỳ năm trước. Nguyên nhân là do biến đổi khí hậu, thời tiết thất thường ảnh hưởng môi trường, dịch bệnh phát triển khiến tôm chết hàng loạt. (Thuysanvietnam.com.vn). Một trong những nguyên nhân nội tại xảy ra trong môi trường ao nuôi là sự phát triển của một số loài vi tảo độc có ảnh hưởng đến chất lượng nước và tạo điều kiện thuận lợi cho dịch bệnh xảy ra trên tôm. Bên cạnh những loài vi tảo có lợi như tảo lục, khuê tảo thì tảo lam được xem là tảo có hại đối với môi trường ao nuôi thủy sản. Tảo lam (Blue-green algae) hay Thanh tảo (Cyanophyta) – Vi khuẩn Lam (Cyanobacteria) có mặt hầu hết các thủy vực nước ngọt, lợ, mặn và kể cả môi trường trên cạn. Tảo lam phát triển được ở cả những vùng có khí hậu ấm áp đến cả những vùng bắc cực giá rét. Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tuần hoàn hóa sinh của nhiều yếu tố, tham gia vào cấu trúc, chức năng và đa dạng sinh học của cộng đồng thủy sinh vật. Cùng với vi tảo, tảo lam cung cấp năng lượng sơ cấp cho sinh quyển đồng thời giải phóng một lượng lớn oxy vào trong không khí thông qua quá trình quang hợp và trao đổi chất (Đào Thanh Sơn & ctv, 1985). Một số loài tảo lam (Sprirulina platensis, S.maxima...) giàu protein, vitamin và một vài axit béo thiết yếu như glyceraldehide, polysaccharides, sulfolipids và glycolipids, giàu carotenoid nên nó được ứng dụng nhiều trong việc dùng làm thức ăn, mỹ phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013). Trong nông nghiệp, nhờ vào khả năng cố định đạm mà tảo lam (Anabaena azolla) được sử dụng để làm phân bón cho cây trồng và đất thay thế lượng đạm hóa học. Nếu dùng Tảo lam cố định đạm có thể giảm thiểu lượng phân bón cho lúa tới 15% (Nguyễn Anh Tuấn,1994). Tuy nhiên, một số tảo lam (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria,. ) khi phát triển mạnh trong ao hồ sẽ làm thành lớp váng xanh dày đặc, gây độc đối với tôm cá, sinh vật phù du và các loại thủy sinh vật khác, gây thiếu oxy, phát triển các quá trình kỵ khí trong thủy vực. Hình thành các chất độc như phenol, indol, các khí độc như CO2, NH3, H2S,..làm nhiễm bẩn nước. Sự phát triển dày đặc sẽ làm cản trở hoạt 9
động bơi lội của cá, tôm đặc biệt đối với tảo sợi (trừ chi sprirulina), làm cho phần lớn cá bị chết ngay trong vùng có Tảo lam nở hoa. Khi Tảo lam xuất hiện nhiều trong ao nuôi sẽ làm cho tôm nuôi có mùi hôi, đồng thời còn là nhóm thải ra chất nhờn ở màng tế bào có thể gây tắc nghẽn mang của tôm. Một số trường hợp tôm bị phân trắng thường tìm thấy nhóm tảo này trong đường ruột tôm ở dạng chưa tiêu hóa. Tảo lam có vai trò quan trọng và nhiều tác động, ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản nên nó được xem là ngành tảo thu hút sự quan tâm khảo sát và nghiên cứu của các nhà khoa học. Đặc biệt đối với tỉnh Trà Vinh là tỉnh có thế mạnh về hai lĩnh vực trên thì việc tìm hiểu về Tảo lam là cần thiết. Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng thành phần loài, sinh vật lượng Tảo lam (Cyanophyta) ở một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc tỉnh Trà Vinh” được đề xuất và thực hiện nhằm cung cấp thêm những minh chứng về sự đa dạng cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự đa dạng của Tảo lam để làm nguồn dữ liệu cơ sở cho những nghiên cứu ứng dụng về việc khai thác các đối tượng giống, loài Tảo lam có lợi hay những nghiên cứu về các biện pháp khắc phục những giống, loài Tảo lam có hại đối với nghề nuôi trồng thủy sản ở Trà Vinh. 2. Tổng quan nghiên cứu 2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Một số nghiên cứu về Tảo lam ở các thủy vực nước ngọt trên thế giới như về phân loại, đa dạng sinh học và các Tảo lam gây nở hoa. Bên cạnh đó, Tảo lam còn được đề cập đến trong các nghiên cứu về phiêu sinh thực vật như nghiên cứu sự thay đổi theo không gian và thời gian, hay mối tương quan giữa phiêu sinh thực vật và các yếu tố môi trường. Tuy nhiên, đó là những nghiên cứu chung về tảo, trong đó có tảo lam. Một số công trình nghiên cứu riêng cho ngành tảo lam kể đến là: Nghiên cứu của T.v Desikachary, Ph. D, F.A. Sc (1959) tác giả viết về ngành Tảo lam (Cyanophyta): các đặc điểm hình thái, sinh học, nguồn gốc, phân bố, phân loại, khóa định loại Tảo lam. Nghiên cứu của Komarek J., Anagnostidis K., (1999); (2005) tác giả viết về các đặc điểm và khóa định loại Tảo lam nhân sơ bộ Chroococcales và Oscillatoriales.... 2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam `Một số công trình nghiên cứu trước đây khảo sát và định danh các loài tảo lam ở các địa điểm thuộc miền bắc, trung, nam Việt Nam, bổ sung cho bảng danh mục các loài tảo lam ở Việt Nam và trên thế giới. 10
Nghiên cứu đầu tiên về Tảo lam ở Việt Nam là tác giả Frémy (1927), đã công bố 3 “loài” Tảo lam ở Việt Nam. Người Việt Nam công bố kết quả đầu tiên chuyên về Tảo lam là Cao Ngọc Phượng (1964), tác giả đã viết về 23 loài Tảo lam trên mặt đất ở Sài Gòn và Đà Lạt. Nhà tảo học Hungary Hortobagyi (1967 – 1969) đã xác định 24 “loài” Tảo lam khi phân tích nước hồ Hoàn Kiếm vào thời điểm nở hoa. Phạm Hoàng Hộ (1963, 1964, 1968) nghiên cứu thủy vực ruộng lúa, kênh ao tỉnh Cần Thơ đã đưa ra danh mục 39 “loài” Tảo, trong đó Tảo lam – 30 “loài”, Tảo Lục – 2 “loài”, Tảo thuộc họ Characeae – 7 “loài”. Phùng Thị Nguyệt Hồng, T.C. Tiến & N.T.N.Tuyết (1977) nghiên cứu thành phần giống, “loài” Tảo lam của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long trong các ruộng lúa để nghiên cứu khả năng sử dụng các Tảo lam giàu đạm vào công tác bón ruộng và làm thức ăn cho gia súc. Shirota (1963, 1966) trong chương trình nghiên cứu hải ngoại của Nhật Bản đã công bố quyển sách về sinh vật nổi Nam Việt Nam với 388 taxon “loài” và dưới “loài”, trong đó Tảo mắt – 57 “loài”, Tảo lục – 152 “loài”, Tảo lam – 29 “loài”, Tảo silic – 103 “loài”, Tảo roi lệch – 4 “loài”, Tảo vàng – 43 “loài”. Năm 1982, Dương Đức Tiến trong nghiên cứu điều tra các sinh thái thủy vực nước ngọt Việt Nam công bố 1.403 các taxon “loài” và dưới “loài”, trong đó Tảo lục - 530 “loài”, Tảo silic - 388 “loài”, Tảo lam - 344 “loài”, Tảo mắt - 78, Tảo giáp – 30 “loài” , Tảo vàng ánh - 14 “loài”, Tảo vòng - 9 “loài” , Tảo vàng - 5 “loài” và Tảo đỏ - 4 “loài”. Năm 2003, Nguyễn Văn Tuyên đã nghiên cứu về sự Đa dạng sinh học Tảo trong thủy vực nội địa Việt Nam. Kết quả đã định danh được 1.539 “loài” trong khu hệ tảo nước ngọt Việt Nam, đưa ra được bảng danh mục tảo nội địa Việt Nam. Trong đó, Tảo lam gồm 3 lớp: Chroococceae, Chamaesiphoneae và Hormogoneae; 6 bộ: Chroococcales, Pleurocapsales, Stigonematales, Nostocales, Dermocarpales, Tubiellales; 25 họ với 236 “loài”. Nghiên cứu sự phân bố thành phần “loài” Tảo lam ở khu dự trữ sinh quyển Nam cát Tiên và Đồng tháp Mười của Nguyễn Văn tuyên (2003) đã đưa ra bảng danh mục như sau: Khu dự trữ sinh quyển Nam Cát Tiên: 3 lớp (Chroococceae, Chamaesiphoneae và Hormogoneae); 4 bộ (Chroococcales, Pleurocapsales, Stigonematales, Nostocales) và 02 bộ phụ (Symmetreae, Asymmetreae); 14 họ với 52 “loài”. Vùng Đồng Tháp Mười: 3 lớp (Chroococceae , Chamaesiphoneae và Hormogoneae), 5 bộ (Chroococcales, Oscillateriales, Dermocarpales, Nostocales, Tubiellales); 15 họ với 65 “loài”. 11
Một số công trình nghiên cứu, đề tài khoa học đăng tạp chí và báo cáo Hội nghị Việt Nam, như sau: Năm 2007, Lưu Thị Thanh Nhàn & Nguyễn Ngọc Lâm đã nghiên cứu về chi Microcystis ở hồ Trị An, tỉnh Đồng Nai. Công trình này đã mô tả 9 loài thuộc chi Microcystis cung cấp một số dữ liệu cơ sở khoa học về chi này trong ngành tảo lam. Năm 2008, một số công trình của Hoàng Phương Hà, Trần Văn Nhị, Lê Quang Huấn đã nghiên cứu một số đặc điểm của một số loài tảo lam thuộc chi Anabeana phân lập từ ruộng lúa Việt Nam đã phân lập và lập cây phân loại một số chủng tảo lam ở Việt Nam. Một công trình cũng được nghiên cứu vào năm 2008 của tác giả Lưu Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Thanh Tùng nghiên cứu về thành phần và sự phân bố của các vi khuẩn lam phù du (bộ Oscillatoriales) ở lưu vực sông Ngà, đã ghi nhận được 88 taxa vi khuẩn lam phù du thuôc bộ Oscillatoriales. Năm 2009, tác giả Nguyễn Thị Thanh Hương và Nguyễn Danh nghiên cứu đa dạng thành phần loài vi khuẩn lam phù du ở Ayun Hạ, tỉnh Gia Lai đã phát hiện thêm 7 loài vi khuẩn lam mới, đồng thời cũng phát hiện 5 loài có khả năng sản sinh độc tố. Gần đây nhất là công nghiên cứu của Đào Thanh Sơn, Bùi Bá Trung, Đỗ Hồng Lan Chi vào năm 2013, đề tài “đa dạng sinh học vi khuẩn lam ở hồ Dầu Tiếng” công bố trên tạp chí hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ 5, đã ghi nhận được 38 loài vi khuẩn lam, trong đó có 4 loài chưa từng mô tả trong bảng định loại tảo lam. Tất cả các công trình nghiên cứu về tảo lam trên đều định danh và bổ sung cho danh mục thành phần giống, loài tảo lam ở Việt Nam ở một số thủy vực phân bố cả ba, miền bắc, trung, nam. Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu, khảo sát ngành tảo lam nào được thực hiện ở tỉnh Trà Vinh. 2.3. Đặc điểm chung của Tảo lam 2.3.1. Nguồn gốc và phân bố Ngành Tảo lam là ngành tảo cổ xưa, hóa thạch của chúng được tìm thấy xuất hiện cách đây khoảng 3,5 tỷ năm. Vào lúc đó Tảo lam được xem là sinh vật đầu tiên tạo bầu khí quyển cho Trái đất bởi khả năng quang hợp sản sinh ra khí oxy.Tảo lam (Cyanophyta) còn gọi là Vi khuẩn lam (Cyanobacteria), bởi các đặc điểm vừa giống vi khuẩn vừa giống thực vật (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013). Tảo lam có sức sống rất dẻo dai, chúng phân bố rộng rãi trong tất cả các môi trường. Đại bộ phận Tảo lam sống trong nước ngọt, ở các ao hồ có nhiều chất hữu cơ và góp phần hình thành hệ sinh vật nổi (plankton) của các thủy vực; một số phân 12
bố trong nước mặn hoặc nước lợ, nơi bùn lầy hay đất ẩm ướt, trên đá, trên vỏ cây ẩm, ngay cả những nơi có điều kiện rất khắc nghiệt như trong tuyết và ở những suối nước nóng đến 69°C. Tảo lam thuộc loại ưa nhiệt, có tính bền vững với nhiệt độ. Nhiều loài có thể phát triển ở nhiệt độ cao, cả trong các suối nước nóng (70 - 80°C). Tảo phát triển mạnh ở nhiệt độ cao (vào các tháng nóng trong năm) (Nguyễn Lân Dũng & ctv, 2012). Với các Tảo lam ở nước ngọt, nhiệt độ phát triển thích hợp là 30°C. Tảo lam có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy là nhờ trạng thái keo đặc biệt của chất nguyên sinh. Mặt khác, một số Tảo lam cũng có khả năng tồn tại ở nhiệt độ thấp (những tảo sống trong băng tuyết, hay ở Nam cực, nhiệt độ tới -83°C vẫn tìm thấy một lượng lớn tảo Nostoc). Tảo lam cũng gặp ở các hồ, vũng ven biển có độ mặn cao do quá trình bốc hơi nước. Một số Tảo lam có thể tiến hành quang hợp trong môi trường yếm khí tương tự như vi khuẩn (http://thuviensinhhoc.com/). 2.3.2 Phân loại Theo hệ thống phân loại của Bergey (1994) thì có 160 giống, 1500 loài và được xếp vào 5 bộ khác nhau khá rõ rệt về hình thái. a. Bộ Chroococcales: Hình que hoặc hình cầu đơn bào, không có dạng sợi hay dạng kết khối (aggregate); phân đôi hoặc nẩy chồi; không có dị tế bào (heterocytes). Hầu hết không di động. Các chi tiêu biểu là: Chamaesiphon, Chroococcus, Gloeothece, Gleocapsa, Prochloron. b. Bộ Pleurocapsales: Hình que hoặc hình cầu đơn bào, có thể tạo dạng kết khối (aggregate); phân cắt nhiều lần tạo ra các baeocytes; không có dị tế bào.Chỉ có các baeocytes là có di động. Các chi tiêu biểu là: Pleurocapsa, Dermocapsa, Chroococcidiopsis. c. Bộ Oscillatorriales: Dạng sợi (filamentous) ; dạng lông (trichome) không phân nhánh chỉ có ở các tế bào dinh dưỡng; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt đoạn (fragmentation); không có dị tế bào; thường di động. Các chi tiêu biểu là: Lyngbys, Osscillatoria, Prochlorothrix, Spirulina, Pseudanabaena. d. Bộ Nostocales: Dạng sợi; dạng lông (trichome) không phân nhánh có thể chứa các tế bào biệt hoá (specialized cell) ; phân đôi trên mặt phẳng, có kiểu đứt đoạn tạo thành đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; thường di động có thể sản sinh bào tử màng dày (akinetes). Các chi tiêu biểu là : Anabaena, Cylindrospermum, Aphanizomenon, Nostoc, Scytonema, Calothrix. e. Bộ Stigonematales:Lông (trichome) dạng sợi, phân nhánh hoặc do các tế bào nhiều hơn một chuỗi tạo thành ; phân đôi theo nhiều mặt phẳng, hình thành đoạn sinh sản (hormogonia) ; có tế bào dị hình ; có thể sản sinh bào tử màng dày 13
( alkinetes), có hình thái phức tạp và biệt hóa (differentiation). Các chi tiêu biểu là : Fischerella, Stigonema, Geitlerinema. * Một số đại diện phân bố ở các thủy vực ngọt, lợ, mặn - Tảo lam cầu (Microcystis): với 20-25 loài rất khó xác định, tế bào hình cầu bé tập hợp thành tập đoàn hình cầu hay hình trái xoan. Phần lớn các loài sống trôi nổi trong nước ngọt hay nước mặn; trong các ao hồ có khi chúng tạo thành một lớp như phấn xanh rắc trên mặt nước (Lam Mỹ Lan, 2000). Nước chứa nhiều tảo này có thể làm chết cá vì một số loài tiết ra chất độc (M. aeruginosa). - Tảo bèo dâu (Anabaena azollae): tảo đa bào hình chuỗi hạt, thỉnh thoảng có xen lẫn các tế bào dị hình. Thường sống trong khoang lá bèo hoa dâu. Tảo này có khả năng cố định đạm nên tổng hợp được nhiều nitơ cho bèo, dùng làm phân xanh và thức ăn nuôi gia súc rất tốt. Thuộc chi Anabaena có tới 100 loài phân bố rộng cả trong nước và trên mặt đất, nhiều loài có khả năng cố định đạm khí quyển và gây nên hiện tượng “nước nở hoa” (Nguyễn Thị Phi Oanh, 2012). - Tảo chuỗi ngọc (Nostoc): có hình chuỗi hạt với các tế bào dị hình như Anabaena, nhưng bên ngoài các chuỗi có bao chất nhày. Thường gặp ở ruộng lúa, trên bãi cỏ hay trên đất ẩm. Có tới 50 loài khác nhau (Huỳnh Thị Kim Ngân, 2011). Nhiều loài cũng có khả năng cố định nitơ tự do. - Tảo dao động (Oscillatoria): sợi tảo cấu tạo bởi các tế bào hình chữ nhật dẹt nối tiếp nhau, sợi không có bao, đầu sợi có cử động dao động. Tảo sống thành từng đám màu lục đen ở trên đất ẩm hoặc các cống rãnh nước bẩn. Oscillatoria là một chi lớn có trên 100 loài (Komarek J.,Anagnostidis K.,1999), phân bố rộng cả ở nước mặn, ngọt. - Tảo lam xoắn (Spirulina): đa bào hình sợi xoắn ốc. Loài S. platensis hiện đang được gây nuôi nhiều vì có hàm lượng protein rất cao (trên 60% khối lượng khô) với nhiều axit amin không thay thế và vitamin (Dương Đức Tiến, 1996). 2.3.3. Đặc điểm hình thái Tảo lam sống đơn bào riêng rẽ hoặc liên kết lại thành tộc đoàn hoặc đa bào dạng sợi. Hình dạng tế bào Tảo lam có thể chia thành hai kiểu: - Tế bào dạng hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, và hình trứng. - Tế bào kéo dài về một phía: hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống. - Dạng đơn bào: hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, hình trứng. - Dạng tộc đoàn: gồm nhiều tế bào liên kết lại với nhau nhờ chất nhầy. Tộc đoàn có thể từ 2 đến 8 tế bào như ở Chroococcus, hay nhiều tế bào như Microcystic, Aphanocapsa. Hình dạng của tộc đoàn khác nhau: hình cầu, hình elip, hình trụ, hình 14
bàn, hình khối, và thông thường nhất là hình thành tộc đoàn không có hình dạng nhất định như ở Microcystis. Ở Merismopedia các tế bào xếp thành những bản mỏng như hình tấm sáo (Desikachary, 1959). - Đa bào dạng sợi: là dạng đơn giản của tản đa bào, có cấu trúc sợi đơn độc có bao và không bao hoặc gồm nhiều sợi dính với nhau nhờ lớp gelatin hoặc chất nhầy bao quanh (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013). - Thường Tảo lam dễ nhận diện được dưới kính hiển vi quang học bởi màu xanh lam đặc trưng do chứa các sắc tố diệp lục tố a, caroten, xanthophyl, c- phycocyanin và c-phycoerythrin. Trong đó hai sắc tố phụ c- phycocyanin và c- phycoerythrin làm cho tảo thường có màu lam (Phạm Hoàng Hộ, 1972). Hơn nữa do chất nhân và sắc tố chưa có hình dạng nên dưới kính hiển vi với số phóng đại nhỏ tế bào gần như có cấu trúc đồng nhất. Ở các tảo lam phiêu sinh như Microcystis, Anabaena, Coelosphaerium dưới kính hiển vi với số phóng đại lớn, quan sát được các không bào khí, thường có màu hơi đen hay đỏ tím (Schopf J.W, 1993). * Dị bào Dị bào là tế bào đặc biệt có ở Tảo lam sợi chúng có khả năng cố định đạm, chúng cố định nitơ trong không khí bởi enzyme nitrogenase. Nitrogenase bị bất hoạt bởi oxy nên Tảo lam chỉ cố định nitơ trong môi trường kị khí. * Tản của Tảo lam : Ở thực vật bậc thấp, cơ quan dinh dưỡng chưa có sự chuyên hóa thành các mô, cơ thể của chúng được gọi là tản. Tản đơn bào Tản có thể có hình cầu, hình bầu dục... sống đơn độc hay sống chung với nhau thành một khối gọi là tộc đoàn. Tộc đoàn có thể sống trôi nổi như Microcystis hoặc đính trên thực vật khác. Tản hình sợi - Sợi thường đơn, do các tế bào giống nhau xếp nối tiếp nhau thành một hàng như Oscillatoria, Lyngbya... - Sợi có thể trần như Oscillatoria hay ở trong một bao nhầy (gaine) như Lyngbya. Bao có thể bao quanh tộc đoàn, đơn bào, sợi. Cấu tạo chính là đường đa hoà tan được. Bao có thể rất mỏng (không nhận ra) hoặc rất dày, mềm hoặc cứng, có lớp song song hoặc phân tán (divergent), trong suốt hoặc có màu (nâu, vàng, đỏ...) tùy theo môi trường. Bao có màu khi có nhiều ánh sáng và không màu khi thiếu ánh sáng, ngoài ra có màu lam khi môi trường kiềm, đỏ hoặc tím khi axit và vàng hoặc nâu khi nhiều muối hoặc khi tản bị khô héo. Tản có thể do nhiều sợi dính nhau, làm thành lông mịn trên đá ở Calothrix, miếng như ở Symploca dề mỏng như Brachytrichia, khối như Nostoc. 15
- Sợi có thể hẹp dần về phía đuôi đến khi gần như không còn chất tế bào như lông, tóc. Ví dụ các giống của họ Rivulariaceae.Trên sợi, ngoài tế bào dinh dưỡng còn có thể có nhiều loại tế bào khác như dị bào nang (Heterocytes), bào tử nghỉ (akinetes). - Sợi có thể phân nhánh: (có 3 kiểu phân nhánh) (Phạm Hoàng Hộ, 1967). 2.4. Môi trường sống của Tảo lam Tảo lam có sức sống rất dẽo dai, chúng hiện diện trong tất cả môi trường: trên giá thể (trên mặt bùn của ruộng, mương; trên vỏ cây ẩm, trên các viên đá...), trong nước, trong không khí... (Phạm Hoàng Hộ, 1967). Ngay cả những nơi có điều kiện rất khắc nghiệt suối nước nóng (trên 70 oC) hay trên những vùng núi tuyết... Bùn của ruộng, rạch là nơi mà ta gặp nhiều Tảo lam (Oscillatoria, Phormidium). Chính bùn các đường mương, nơi chứa rất nhiều chất hữu cơ cũng là môi trường tốt cho Tảo lam phát triển. Mặt đất là nơi sống của nhiều Tảo lam như Nostoc commune, Schizothrix, Porphyrosiphon, nhất là các đất ẩm ướt, các đất sét.Các chân tường, sân gạch, sân xi măng thường ẩm (gần vòi nước hay mùa mưa) cũng bị Tảo lam (Scytonema) xâm chiếm, làm thành một lớp nhung dễ trợt. Các vỏ cây cũng chứa nhiều Scytonema (Dầu, Còng,..) (Phạm Hoàng Hộ, 1967). Ở trong các vũng nước, ta gặp nhiều Microcoleus. Trên các viên đá cứng, trọc, dựa biển ta gặp Calothrix pilosans ở trên cao, rồi đến Brachytrichia maculans (như mực đen), Lyngbya lutea,.. Nhiều Tảo lam sống trong nước (phiêu sinh thực vật) như Aphanocapsa, Chroococus Anabaena, Oscillatoria,... ở nước ngọt. Đáng chú ý là một số rong sống trên mặt nước, làm thành những bọt lục xanh, thường các bọt này do Spirulina làm ra hoặc màu lam đậm do Oscillatoria, Microcystis hay Aphanizomenon (Nguyễn Thanh Tùng, 1967). Nhiều khi có nguyên lớp mặt trên ao, hồ, có màu xanh hay đỏ: đó là do nhiều rong khác như Volvocales, Xanthophyceae hay Euglena). 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và phát triển của Tảo lam Theo Reynolds (1984), việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố và xác định tốc độ phát triển của các nhóm tảo đặc biệt là nhóm tảo lam với các điều kiện thực nghiệm khác nhau thì rất hữu ích cho giải pháp kiểm soát sự phát triển của nhóm Tảo này. 2.5.1. Yếu tố thủy, lý, hóa * Nhiệt độ Tảo lam và vi khuẩn là hai nhóm có khả năng chịu đựng nhiệt độ rất cao. Nhiều loài Tảo lam sống trong nước nóng 65-68 0C cho đến các suối nước nóng có nhiệt độ đến 870C vẫn còn có Tảo lam sinh sống (Phạm Hoàng Hộ, 1967). Nhờ đặc 16
tính này mà Tảo lam có thể phân bố ở nhiều nơi mà các loài Tảo khác không sống được, trong không gian rất rộng từ vùng ôn đới cho đến nhiệt đới. Theo Hoogenhout và Amesz (1965); Reynolds (1984), tốc độ phát triển của tảo lam luôn luôn kém hơn các nhóm tảo khác. Ở nhiệt độ 20 0C, ánh sáng bão hòa, trong một ngày phần lớn Tảo lam có hệ số phân đôi từ 0.3 – 1.4, trong khi đó ở tảo khuê là 0.8 – 1.9 và ở tảo lục đơn bào là 1.3 - 2.3. Với tốc độ phát triển chậm nên Tảo lam thường nở hoa sau các nhóm Tảo khác. Theo Sastry (1988), ở nhiệt độ 250C phần lớn tảo lam có tốc độ phát triển cao nhất, nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ tối ưu của nhóm tảo Lục và Tảo Khuê. Điều này giải thích tại sao phần lớn tảo lam nở hoa trong suốt mùa hè. * Độ mặn (độ muối) Một số Tảo lam có thể sống trong cả nước ngọt hay nước biển. Trong các đầm dựa biển, Pilai (1954) đếm dược 7 loài Tảo lam chịu được nồng độ muối cao. Trong các ruộng muối, Microcoleus và Spirulina sống tạo thành một lớp ở đáy. Loài Lyngbya aesluarii sống được cả ở nước biển và nước ngọt. * pH Tảo lam có thể sống được ở nhiều nồng độ pH khác nhau. Nhiều Oscillatoria có thể sống trong nước đầy C0 2; trong nước nhiều acid (SO2) có loài Cyanidium (Phạm Hoàng Hộ, 1967). Tuy nhiên, pH dường như là nhân tố có thể giới hạn sự phân bố của Tảo lam, chúng có thể phân bố thuận lợi trong môi trường trung tính đến kiềm, và ít phân bố trong môi trường pH thấp (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013). Sự biến động pH trong ao nuôi thủy sản phụ thuộc rất nhiều vào mật độ tảo có trong ao nuôi (www.pir.sa.gov.au). * Ánh sáng Theo Lê Văn Cát (2006), ánh sáng có vai trò quan trọng cho tảo phát triển. Nhiều ánh sáng kết hợp với dinh dưỡng cao tạo điều kiện cho tảo phát triển mạnh. Kết hợp với cát nền (silicates) cho kết quả là tảo nâu phát triển dữ dội hơn nưã. Kết hợp với Phosphates cho kết quả là tảo lam và tảo đỏ phát triển mạnh. Ánh sáng được xem như một chất xúc tác, kiểm soát ánh sáng và dinh dưỡng là cách tốt nhất giải quyết các vần đề về tảo trong hồ. Đơn vị đo cường độ ánh sáng là lux hay lumen, đây là một chỉ số rất quan trọng vì 1 đơn vị tối thiểu ánh sáng chỉ đi được khoảng 7 cm dưới nước. Sự có mặt của tảo trong ao hồ tự chúng cũng điều hòa về mức độ ánh sáng trong nước. Ví dụ khi mật độ tảo cao sẽ che chắn bớt ánh sáng và hãm lại sự phát triển tiếp theo của tảo, quá trình quang hợp kém đi, ít sinh ra oxy. Quá trình đó được 17
gọi là tạo ra “bong mát”. Quá trình tạo bóng mát cũng ảnh hưởng đến thành phần loại tảo trong ao hồ. Ví dụ, dưới điều kiện “bóng mát” loại Tảo lam phát triển được dưới điều kiện thiếu ánh sáng vì vậy tỉ trọng của chúng tăng lên. Một số loài tảo khi bị thiếu ánh sáng sẽ tìm cách nổi lên trên mặt nước bằng cách làm giảm khối lượng riêng của tế bào để thu được nhiều ánh sáng. * Độ trong Độ trong suốt của nước là khả năng ánh sáng mặt trời xuyên qua nó, khả năng cản những tia nắng mặt trời của nước là độ vẫn đục. Hai đặc tính này của nước tỷ lệ nghịch với nhau và phụ thuộc vào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lửng, sự phát triển của các vi tảo, sóng gió thủy triều và lượng mưa đổ vào thủy vực. Độ trong suốt và độ vẫn đục của nước ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng của mặt trời vào thủy vực nên có ảnh hưởng đến cường độ quang hợp của thực vật phù du, đặc biệt là tảo sẽ bị giảm. Độ trong quá cao nước sẽ nghèo dinh dưỡng, sinh vật phù du kém phát triển, hạn chế thành phần thức ăn của Tôm, Cá. Nhưng khi độ trong quá cao kết hợp với ao cạn, thì ánh sáng mặt trời chiếu thắng đến đáy ao do đó sự quang hợp của rong, tảo diễn ra mạnh, dẫn đến sự phát triển của rong, tảo ngày càng nhiều (Phạm Văn Thương, et al., 2013). Đĩa Secchi là một công cụ quan trắc đơn giản để đo độ trong của nước, thông qua đó ta có thể biết được phần nào mức độ ô nhiễm của nước (Nguyễn Thị Ben, 2011). * Độ kiềm Theo Chanratchakool (2003), độ kiềm của nước là số đo tổng của carbonat và bicarbonat, chúng có tác dụng trong nước thông qua khả năng làm giảm biến động pH. Các nguyên nhân làm độ kiềm trong ao nuôi thủy sản giảm thấp có liên quan đến độ mặn nước ao thấp, đất phèn, thay nước ít và phiêu sinh thực vật đặc biệt là tảo phát triển quá dày, thực vật phiêu sinh cần CO2 (vào ban ngày để sử dụng cho quá trình quang hợp) có nguồn chủ yếu từ carbonat và bicarbonat. Độ kiềm giữ vai trò làm hệ đệm giúp giữ cho pH ổn định và duy trì tốt sự phát triển của các sinh vật phù du và kể cả tôm. 2.5.2. Yếu tố dinh dưỡng Để phát triển tảo lam cũng như các loài tảo khác cần tới 12 nguyên tố đa lượng và 8 nguyên tố vi lượng. Tất cả các nguyên tố trên được tảo hấp thu từ môi trường nước (còn gọi là sự đồng hóa). Những chất cần thiết này tồn tại trong nước với nồng độ rất khác nhau, biến động liên tục và tỉ lệ giữa chúng cũng thay đổi, vì vậy tỉ lệ giữa các loài tảo trong ao hồ cũng thay đổi theo thời gian. Giả sử trong một ao hồ nào đó có đầy đủ mọi chất cần thiết trừ một chất nào đó, thì khi đưa thêm chất thiếu đó vào tảo sẽ phát triển nhanh, tuy vậy nếu vượt quá nhu cầu thì có thể có tác dụng 18
gây độc. Sự phát triển của tảo chỉ thích hợp trong một khoảng nhất định nào đó, giống như trong trường hợp của cường độ ánh sáng (Lê Văn Cát, 2006). Theo nghiên cứu của Sze (1981), trên sông Potomac, quần thể tảo phát triển dọc theo dòng chảy, Tảo Khuê có kích thướt nhỏ với tốc độ sinh trưởng nhanh phát triển ở đầu nguồn nơi có dòng chảy mạnh có ít chất dinh dưỡng, kế tiếp chúng được thay thế bởi nhóm tảo có tốc độ sinh trưởng chậm hơn là Tảo Khuê có kích thước lớn hơn và tảo Lục, cuối cùng nơi dòng chảy chậm mang nhiều chất dinh dưỡng thì Tảo lam phát triển. Ngoại trừ Tảo lam, các nhóm tảo khác bị ăn bởi các nhóm Copepoda, Daphnia và Protozoa, trong khi đó Tảo lam chỉ bị tấn công bởi virus, vi khuẩn và actinomycetes mà các nhóm này có rất ít và luôn bị hạn chế ở các thủy vực nuôi. Như vậy, vì có ít kẻ thù, vì khả năng tự phục hồi quần thể tránh sự lắng đọng cao nên mặc dù Tảo lam có tốc độ phát triển chậm nhưng tốc độ suy giảm quần thể thấp và có sự ổn định mật độ quần thể cao hơn các nhóm tảo khác (Nguyễn Thị Thanh Thảo, 2005). Sự nở hoa của tảo, đặc biệt ở nghiên cứu này là Tảo lam có thể kiểm soát thông qua việc xác định chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của chúng. Điều cơ bản cho sự phát triển của Tảo lam và các loài tảo khác trong thủy vực là sự phú dưỡng mà chủ yếu là nhân tố phosphorus, nitrogen và ánh sáng. Trong cùng một thời điểm, dường như chỉ cần hạn chế 1 trong 3 nhân tố trên là có thể giới hạn sinh khối của Tảo lam hay các tảo khác. Tuy nhiên, các nguồn giới hạn này có thể thay đổi theo mùa. Khi cường độ ánh sáng gia tăng trong mùa xuân hoặc khi thủy vực trở nên trong hơn, các nhóm tảo bắt đầu nhân đôi và kết hợp chặt chẽ với nitrogen và phosphorus sẵn có trong thủy vực để tạo thành sinh khối của chúng và tiếp tục nâng cao sinh khối này đến khi các nguồn này ngày càng cạn kiệt. Nếu nồng độ chất dinh dưỡng cao, tảo phát triển mạnh làm độ đục gia tăng và lúc này ánh sáng trở thành nhân tố giới hạn cho sự phát triển của tảo (Gross, 1988). Như vậy việc đánh giá xác định đúng nguồn nhân tố giới hạn từ 3 nguồn trên là điều cần thiết cho việc quản lý sự phát triển của tảo. Theo Round (1975), bất kỳ một nhóm ngành tảo nào phát triển chiếm ưu thế đều liên quan đến khả năng dự trữ nitrogen và phosphorus, tỷ lệ số lượng của các chất dinh dưỡng cho sinh khối tảo cũng được Round xác định và được xem là một tỷ lệ thực nghiệm tốt, C:H:O:N:P bằng 42:8,5:57:7:1. * Nguồn Carbon Carbon có sẵn trong thủy vực ở dạng CO2 chúng được tiêu thụ bởi quá trình quang hợp, sự tiêu thụ CO2hòa tan làm tăng quá trình khuếch tác CO2 từ không khí vào nước để bù vào. Về khả năng giới hạn này, CO2 có tác động mạnh trong thủy 19
vực nước mềm có độ kiềm HCO3-thấp. Nhưng môi trường với điều kiện như vậy chỉ tồn tại trong thời gian ngắn và không thể duy trì việc giới hạn sinh khối tảo (Reynolds, 1997). Theo Ball (1945), nghiên cứu thủy vực tự nhiên không có bón phân hoặc không bị ô nhiễm do tác động của con người cho thấy sức sản xuất của thủy vực tăng khi độ kiềm tăng nhưng không có nghĩa độ kiềm tăng thì dẫn đến nồng độ carbon tăng và vì vậy sức sản xuất sơ cấp của thủy vực tăng. Sức sản xuất sơ cấp của thủy vực có mối quan hệ chặt chẽ đối với hàm lượng nitrogen và phosphorus nhiều hơn là sự khác biệt của nồng độ CO2 và độ kiềm. * Nguồn Nitrogen Nitrogen có thể đi vào thủy vực từ đất, hoặc từ sự cho ăn quá dư thừa, và từ việc phân hủy chất hữu cơ trong thủy vực. Tảo lấy Nitrogen hòa tan vô cơ ở dạng nitrate, nitrite và amonia. Theo Reynolds (1997), trong những vùng đất acid, nitrogen được xem là nhân tố chủ yếu để giới hạn sự phát triển của tảo. Tuy nhiên, cũng có nhiều ý kiến không xem nitrogen là yếu tố giới hạn sự phát triển của Tảo lam vì một số giống, loài Tảo lam (Aphanizomenon, Anabaena,...) có thể lấy nitơ từ không khí để bù vào việc thiếu hụt nito cho quá trình phát triển của chúng, nhưng những giống loài này chỉ xuất hiện khi môi trường dư thừa nito. Quan trọng hơn quá trình cố định nito đòi hỏi năng lượng ánh sáng cao và sẽ không có hiệu quả đối với thủy vực bị đục do mật độ tảo quá dày bởi hiện tượng nở hoa. * Phosphorus Phosphorus có từ việc phân hủy chất thải hữu cơ ở nền thủy vực, phosphorus là dạng phosphate sinh học sẵn có nó gắn kết với keo đất chặt hơn nitrate.Vì vậy, nguồn phosphorus chủ yếu đi vào thủy vực từ đất như đất bề mặt rửa trôi và sự xói mòn. Mặc dù tỷ lệ P:N cần thiết cho sinh khối tảo phát triển chỉ là 1:7 nhưng phosphorus cần hơn nitrogen và nó là nhân tố giới hạn chủ yếu cho sự phát triển của tảo. Tảo lam và nhiều giống, loài tảo có khả năng thu nhận và dư trữ phosphate cho cơ thể chúng. Chúng có thể chứa phosphate đủ cho 3-4 lần phân chia, kết quả là một tế bào có thể phân chia thành 8-16 tế bào mà không cần thu nhận phosphate và sinh khối của chúng có thể tăng gấp 10 lần hay hơn nữa khi phosphate hòa tan hầu như cạn kiệt. Trong phần lớn các thủy vực phosphorus và nitrogen là hai nhân tố dinh dưỡng cần thiết để hạn chế sự phát triển của tảo mà trong đó phần lớn người ta dùng phosphorus là nhân tố giới hạn chủ yếu (Hutchison, 1967). Một nghiên cứu về yếu tố dinh dưỡng hạn chế sự phát triển của tảo trên 49 hồ ở Mỹ, thì thấy rằng Nitrogen là nhân tố giới hạn tảo ở 8 hồ trong khi đó Phospho là nhân tố giới hạn tảo ở 35 hồ và các yếu tố dinh dưỡng khác thì hạn chế 6 hồ còn lại. Cũng trong nghiên cứu trên cho thấy trong nước ngọt, Phospho thường được dùng 20