Báo cáo tốt nghiệp: Nuôi thu sinh khối tảo Nannochloropsis oculata và sử dụng các loại thức ăn khác nhau để nuôi luân trùng Brachionus plicatlis làm thức ăn cho ấu trùng cá biển

Chia sẻ: Phan Thị Thanh Vân | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

626
lượt xem 142
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'báo cáo tốt nghiệp: nuôi thu sinh khối tảo nannochloropsis oculata và sử dụng các loại thức ăn khác nhau để nuôi luân trùng brachionus plicatlis làm thức ăn cho ấu trùng cá biển', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Nuôi thu sinh khối tảo Nannochloropsis oculata và sử dụng các loại thức ăn khác nhau để nuôi luân trùng Brachionus plicatlis làm thức ăn cho ấu trùng cá biển

1 TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- Báo cáo tốt nghiệp Đề tài: Nuôi thu sinh khối tảo Nannochloropsis oculata và sử dụng các loại thức ăn khác nhau để nuôi luân trùng Brachionus plicatlis làm thức ăn cho ấu trùng cá biển
2 MỤC LỤC M Ở Đ ÀU .................................................................. Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................... 5 1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng luân trùng trong nước và trên thế giới. ............................................................................................ 5 1.1.1. Trên thế giới. ................................................................................................ 5 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................ 24 U 2.1. Đối tượng, thời gian và phương pháp nghiên cứu. ............ 24 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu: ........................................................................ 24 Chương 4 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN........................ 45 4.1. Kết luận .............................................................................................................. 45 4.1.1.Tảo N. Oculata........................................................................................... 45
3 Để đáp ứng nhu cầu về thức ăn cho các đối tượng nuôi thuỷ sản phù hợp với giai đoạn phát triển kinh tế theo phương hướng công nghiệp hoá và hiện đại hoá, ngoài việc cải tạo môi trường nước, bón phân, gây nuôi thức ăn tự nhiên, việc chế biến thức ăn tổng hợp, nuôi thức ăn sống để cung cấp cho cá và cảc thuỷ sản khác là một nhu cầu rất cần thiết hiện nay. Thức ăn tươi sống là loại thức ăn thích hợp ở giai đoạn ấu trùng của nhiều đối tượng nuôi và ít gây ô nhiễm môi trường nuôi. Vì vậy việc nghiên cứu sử dụng thức ăn tươi sống trong sinh sản nhân tạo sẽ góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình sản xuất. Vi tảo biển được coi là thức ăn tốt nhất cho các đối tượng nuôi, ngoaì thành phần dinh dưỡng là các vitamin thiết yếu, tảo biển còn chứa một hàm lượng đáng kể các acid béo không no HUFA n – 3, và những acid béo này có thể dễ dàng trở thành nguồn dinh dưỡng cho ấu trùng cá biển thông qua luân trùng là loại thức ăn sống trung gian. Trong số các loài tảo biển hiện đang được áp dụng rộng rãi, tảo Nannochloropsis oculata có chất lượng khá tốt và được sử dụng nuôi luân trùng ở nhiều nước trên thế giới. Nuôi luân trùng là một khâu không thể thiếu của nhiều trại sản xuất giống nhân tạo các đối tượng hải sản. Đặc biệt ở giai đoạn lấy dinh dưỡng ngoài đầu tiên của ấu trùng các đối tượng nuôi hải sản như: cá, giáp xác, và động vật thân mếm. Luân trùng là loại thức ăn tốt nhât cho nhiều loại ấu trùng vì chúng có ưu điêm đặc biệt: giá trị dinh dưỡng cao, kích thước phù hợp,tốc độ bơi chậm, khả năng nuôi sinh khối cao….. Ngoài ra, luân trùng dễ thích nghi với môi trường, có khả năng chịu đựng đối với sự biến động lớn của độ mặn. Ở Việt Nam trong những năm gần đây, sự thành công của các quy trình sản xuất giống cua xanh Scylla serrata, cá chẽm Lates calcarifer, cá mú Epinephelus sp.. đã đặt ra những yêu cầu cấp bách đối với việc sản xuất thức ăn sống, đặc biệt tại các cơ
4 sở sản xuất giống đại trà, nhằm cung cấp số lượng con giống lớn cho nhu cầu nuôi thương phẩm. Xuất phát từ yều cầu thực tế trên, được sự đồng ý của bộ môn Hải Sản – Khoa nuôi trồng thuỷ sản - trường Đại Học Nha Trang, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nuôi thu sinh khối tảo Nannochloropsis oculata và sử dụng các loại thức ăn khác nhau để nuôi luân trùng Brachionus plicatlis làm thức ăn cho ấu trùng cá biển” Mục đích và ý nghĩa của đè tài: - Bước đầu làm quen với phương pháp ngiên cứu khoa học - Khả năng sinh khôi của tảo N. oculata - Loại thức ăn tốt nhất cho luân trùng Br. Plicatilis Nội dung nghiên cứu: - Kỹ thuật nuôi thu sinh khối tảo N. oculata - Xác định mật độ tảo - Sử dụng tảo N. oculata nuôi luân trùng - Thử nghiệm một số sản phẩm mới để nuôi luân trùng - Xác định, so sánh mật độ nuôi luân trùng nuôi. Mặc dù rất cố gắng nhưng do mới làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học, vốn kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn nên báo cáo không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Kính mong sự thông cảm và đóng góp của quý thầy cô và các bạn sinh viên để luận văn được hoàn thiện hơn
5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng luân trùng trong nước và trên thế giới. 1.1.1. Trên thế giới. Mặc dầu luân trùng Brachionus plicatilis lúc đầu được xác định là vật gây hại trong các ao nuôi cá chình ở những năm 50 và 60 của thế kỷ trước. Nhưng cũng chính thời gian này, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã sớm nhận ra rằng loài luân trùng này có thể sử dụng làm sinh vật thức ăn sống thích hợp cho các giai đoạn ấu trùng ban đầu của cá biển. Việc sử dụng thành công luân trùng trong các hoạt động của trại sản xuất giống cá tráp đỏ Pagrus major thương mại đã khuyến khích việc nghiên cứu để phát triển các kỹ thuật nuôi hàng loạt luân trùng. Từ năm 1956, nhiều đặc diểm sinh thái học, biến động quần đàn, sinh học sinh sản, dinh dưởng cá thể đã được thực hiện trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa. Sau 25 năm nghiên cứu (1956-1981), luân trùng đã đựơc sử dụng khá phổ biến trên thế giới và đã được ứng dụng thành công, làm thức ăn cho hơn 60 loài cá biển và 18 loài giáp xác (Dhert, 1997 trích bởi Như Văn Cẩn, 1999). Trên thế giới có nhiều phương pháp nuôi luân trùng khác nhau. Tuy nhiên có một số phương pháp phố biến sau: - Nuôi theo phương pháp thu hoạch toàn bộ. - Nuôi theo phương pháp thu hoạch bán liên tục. - Nuôi bằng hệ thống tuần hoàn. + Nuôi theo phương pháp thu hoạch toàn bộ. Đây là hình thức nuôi sinh khối được áp dụng sớm nhất trên thế giới. Luân trùng được cấy vào môi trường có tảo đang phát triển ở mật độ cao (khoảng 10-20x106 tb/ml).( Một điều chắc chắn rằng là các vi tảo biển là thức ăn tốt nhất cho luân trùng
6 và có thể cho năng suất rất cao nếu có sẵn tảo với khối lượng đủ kèm theo việc quản lý thích hợp). Khi luân trùng sử dụng hết lượng tảo thì thu hoạch toàn bộ và dùng một phần làm giống cho các đợt nuôi khác. + Nuôi theo phương pháp thu hoạch bán liên tục. Luân trùng được thả với mật độ thấp trong các bể tảo nhưng khi tảo được sử dụng hết, luân trùng được tiếp tục cho ăn bằng men bánh mì hay nguồn tảo từ bên ngoài. Khi mật độ luân trùng tương đối cao, thay vì thu hoạch toàn bộ theo phương pháp trên, người ta chỉ thu hoạch một phần thể tích sau đó bổ sung lượng nước mới vào. Thể tích thu hoạch hàng ngày khoảng 10-30% thể tích nuôi tuỳ theo mật độ và tốc độ tăng trưởng của quần đàn. Sau một vài lần thu hoạch, mật độ luân trùng có thể bị giảm dần do sự tích tụ chất thải và thức ăn thừa bị phân huỷ, khi đó ta thu hoạch làm thức ăn cho ấu trùng hay cấy sang bể mới. + Nuôi bằng hệ thống tuàn hoàn. Nuôi luân trùng với mật độ cao thường dẫn đến sự ô nhiễm do phân huỷ thức ăn thừa và tích tụ của chất thải. Năm 1976, Hirata lần đầu tiên đã mô tả một phương pháp đơn giản cải thiện chất lượng nước bằng cách cho chảy qua một kênh rải sỏi. Năm 1979, ông cải tiến bằng một hệ thống làm lưu thông nước 20 lần / ngày. Các chất bẩn được định kỳ thu vào bể có chứa các loại vi khuẩn nhằm phân huỷ thành các chất vô cơ và chất khoáng. Những chất khoáng này sau đó được dùng để nuôi tảo và dùng tảo nuôi luân trùng. Với hệ thống bể nuôi 500 lít theo phương pháp này cần có thêm một bể tạo dòng chảy 150 lít. Luân trùng được thả với mật độ ban đầu thấp và thu hoạch khi đạt đến mật độ 100-150 cá thể/mL và có thể tiếp tục tăng lên đến mật độ 500 cá thể/mL. Ở mật độ này lượng luân trùng hàng ngày có thể đạt tới 80.5x106 cá thể ít nhất là 20 ngày (Hirata, 1979 trích bởi Cái Ngọc Bảo Anh, 1999). 1.1.2. Ở Việt Nam. Tại Việt Nam các vấn đề nghiên cứu về luân trùng đã phổ biến nhiều. Nguyễn Quyền và ctv (1976-1980) đã nghiên cứu về một số đặc điểm sinh học luân trùng như mùa vụ xuất hiện trong tự nhiên, ảnh hưởng của nhiệt độ, độ mặn.
7 thức ăn và đã thử áp dụng hệ thống bể nuôi tuần hoàn trong nuôi sinh khối luân trùng. Nguyễn Thị Nga (1998) đã nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của luân trùng, ảnh hưởng của các yếu tố môi trường lên sinh truởng và phát triển của luân trùng làm cơ sở cho nuôi sinh khối và bảo quản chúng. Năm 1999 trong khuôn khổ dự án hợp tác nghiên cứu sản xuất giống cá chẽm Lates calcarifer do tổ chức NUFU tài trợ, Cái Ngọc Bảo Anh đã nghiên cứu về ảnh hưởng của các loại thức ăn khác nhau đến nuôi sinh khối và chất lượng luân trùng Brachionus plicatilis dòng nhỏ nuôi trong bể kích thước lớn. Như Văn Cần nghiên cứu về khả năng thích nghi và đánh giá chất lượng luân trùng Brachionus plicatilis dòng lớn, nuôi sinh khối tại Nha Trang bằng một số loại thức ăn khác nhau. 1.2. Đặc điểm sinh học cua luân trùng. 1.2.1.Vị trí phân loại. Ngành Nemathelminthes Lớp Rotatoria Bộ Monogonota Họ Brachionidae Giống Brachionus Loài B. plicatilis Muller, 1786 1.2.2. Đặc điểm hình thái. Cơ thể luân trùng được phân biệt thành 3 phần khác nhau: đầu, thân và chân. - Phần đầu: mang bộ máy tiêm mao, là cơ quan giúp cho sự vận động và tạo dòng nước đưa thức ăn vào miệng. Phần trên cùng của đầu là cơ quan cảm giác. - Phần thân: có lớp vỏ cuticul không thấm nước, chỉ bị phân huỷ khi luân trùng chết. - Phần chân có dạng vòng, có khả năng co rút, phần tận cùng không phân đốt với hai mấu chân tiết chất dính giúp cơ thể dính vào giá thể (Fukúho, 1981 trích bởi Cái Ngọc Bảo Anh, 1999).
8 Luân trùng có kích thước cơ thể nhỏ dao động từ 100-360 μm , cơ thể có dạng hình trứng dài và hơi dẹp. Bờ bụng trước của vỏ có 4 gai và có dạng u lồi, giữa có khe hình chữ V. Bờ lưng trước có 6 gai hình tam giác và đỉnh nhọn . Cơ quan đặc trưng của luân trùng là mề nghiền, có tác dụng trong việc nghiền các hạt được ăn. 1.2.3. Phân bố và dinh dưỡng của luân trùng Luân trùng phân bố rộng nhiều nơi trên thế giới, ở nước ta phân bố ở ao, đầm… với mật độ cao. Brachionus plicatilis là bọn động vật ăn lọc nên thức ăn chủ yếu là vi tảo, vi khuẩn, mùn xác hữu cơ, vật thể lơ lửng trong nước. 1.2.4. Sinh trưởng và phát triển Luân trùng sinh trưởng và phát triển phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ mặn, nhiệt độ, mật độ nuôi… Bằng phương pháp nuôi nhân tạo xác định được một số chỉ tiêu sinh trưỏng sau: -Thời gian phát triển phôi: thường kéo dài tử 11-21h. -Thời gian thành thục: tính từ lúc còn non đến lúc trưởng thành sinh sản: kéo dài từ 22-38h . -Nhịp đẻ: thường dao động từ 6-10h. -Số trứng mang tại một thời điểm: thường dao động từ 1-4 (8 chiếc). -Số trứng mang trong vòng đời: dao động từ 11-17 (30 chiếc). -Tuổi thọ: phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ khoảng 250C thời gian sống của cá thể luân trùng ước tính khoảng 3,4 - 4,4 ngày (Fukusho, 1989 trích bởi Cái Ngọc Bảo Anh, 1999). Thông thường cá thể mới nở trưởng thành sau 0.5 - 1,5 ngày và bắt đầu đẻ trứng khoảng 4 h/lần. Một cá thể cái có thể sinh sản khoảng 10 thế hệ trong suốt vòng đời. 1.2.5 Về sinh sản. Vòng đời của Brachionus plicatilis có thể khép lại bằng hai phương thúc sinh sản: Sinh sản đơn tính và hữu tính.
9 Trong giai đoạn sinh sản đơn tính của con cái, các con cái vô phối đơn tính sản sinh ra các trứng đơn tính (thể lưỡng bội 2n), các nhiễm sắc thể phát triển và nở thành các con cái vô phối đơn tính. Trong những điều kiện môi trường đặc thù, con cái chuyển sang sinh sản hữu tính phức tạp hơn và trở thành con cái vô phối đơn tính và lưỡng tính. Mặc dầu cả hai con này không thể phân biệt được về hình thái, nhưng các con cái vô phối lưỡng tính sản sinh ra các trứng đơn bội( các nhiễm sắc thể n). Các ấu trùng nở từ các trứng lưỡng tính không thụ tinh này phát triển thành các con đực đơn bội. Những con đực này có kích thước khoảng 1/4 kích thước con cái, cũng không có ống tiêu hoá và bàng quang nhưng lại có một tinh hoàn đơn chứa đầy tinh trùng. Các trứng lưỡng tính có kích thước nhỏ hơn nhiều sẽ nở thành con đực; trong khi các trứng lưỡng tính thụ tinh thì lớn hơn và có một lớp bên ngoài và hơi có dạng hạt. Các trứng này là những trứng nghỉ và chúng chỉ phát triển và nở thành các con cái vô phối đơn tính sau khi tiếp xúc với các điều kiện môi trường đặc thù. Điều này có thể là do kết quả của những thay đổi về điều kiện môi trường, cuối cùng đã tạo ra những thay đổi về nhiệt độ, độ mặn hoặc các điều kiện thức ăn thay đổi. Cần nhấn mạnh rằng mật độ luân trùng của quần thể cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định phương thức sinh sản. Mặc dầu chưa hoàn toàn hiểu hết cơ chế, nhưng nói chung người ta tin rằng việc sản xuất các trứng nghỉ là một chiến lược của quần thể để sống sót qua các điều kiên môi trường không thuận lợi như hạn hán hoặc rét. 1.2.6.Giá trị dinh dưỡng và vai trò làm thức ăn của luân trùng. Giá trị dinh dưỡng của các “vật mồi” được quyết định bởi khả năng thoả mãn của nhu cầu về dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển của các “đối tượng đích”. Không phải ngẫu nhiên mà hiện nay luân trùng được nuôi rộng rãi để làm thức ăn cho hầu hết các loài cá biển. Mỗi dối tượng cá biến cần các loại thức ăn khác nhau, nhưng có thể khẳng định rằng “Luân trùng là thức ăn sống không thể thiếu cho giai đoạn bắt đầu ăn của ấu trùng cá biển” (Như Văn Cẩn, 1999).
10 Giá trị của luân trùng trong công nghệ sản xuất giống cá biển được thể hiện ở các mặt sau: -Kích thước luân trùng phù hợp với kích cỡ miệng của ấu trùng cá biển mới nở . -Tốc độ bơi chậm, khả năng phân bố đều trong nước, màu sắc phù hợp nên luân trùng có tác dụng kích thích tập tính bắt mồi của ấu trùng. -Luân trùng dễ nuôi do chịu được sự biến động lớn của môi trường. -Tốc độ sinh sản nhanh, vòng đời ngắn, khả năng nuôi với mật độ cao có thể cho sinh khối lớn, đáp ứng cho nhu cầu sản xuất. Và đặc biệt quan trọng là giá trị dinh dưỡng của luân trùng đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho các đối tượng nuôi: Luân trùng là bọn giàu dinh dưỡng, dễ tiêu hoá và hấp thụ. Trong thành phần axit béo không no có chứa EPA, DHA,hai loại này được coi là axit béo thiêt yếu có tác động đến tỷ lệ sống và sự phát triển của cá biển (Sargent, 1989; Olsen và ctv, 1993; Kanazawa, 1993; Dhert và Sorgeloos, 1995 trích bởi Như Văn Cẩn, 1999). Mặc dầu, khả năng tổng hợp HUFA n-3 của luân trùng rất kém, nhưng bù lại luân trùng lại dễ hấp thu và tích luỹ các loại axit này. Điều này rất có ý nghĩa khi ta áp dụng các biện pháp làm giàu luân trùng trước khi cho ấu trùng cá biển ăn, nhằm năng cao tỷ lệ sống, sức sinh trưởng của các đối tượng nuôi. Theo thống kê luân trùng sử dụng làm thức ăn cho 60 loài cá biển, 16 loài giáp xác. Ví dụ: sử dụng làm thức ăn cho cá chẽm giai đoạn từ 1 – 15 ngày tuổi sử dụng làm thức ăn cho cá mú giai đoạn từ 1 – 30 ngày tuổi sử dụng làm thức ăn cho cá măng,c á bớp giai đoạn từ 5 – 20 ngày tuổi 1.2.7. Ảnh hưởng của một số yếu tố tới sự biến động của quần thể luân trùng. - Ảnh hưởng của các yếu tố vô sinh. Trong các yếu tố vô sinh , yếu tố nhiệt độ và độ mặn là quan trọng nhất. Nhiệt độ: Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng tới sự phát triển của quần thể , tỷ lệ trứng, tốc độ tiêu thụ thức ăn, sự hình thành và tỷ lệ nở của trứng nghỉ, kích thước, thời điểm xuất
11 hiện luân trùng trong tự nhiên mà còn tác động đến thành phần sinh hoá của luân trùng. Theo Olsen và ctv (1993) khi nhiệt độ thấp luân trùng tiêu thụ thức ăn chậm, tốc độ phát triển quần đàn thấp nhưng lại duy trì được hàm lượng lipit và carbohydrate trong thời gian dài (Như Văn Cẩn, 1999). Ngược lại, nhiệt độ cao tiêu thụ thức ăn nhanh, tốc độ tăng sinh khối nhanh (do tăng hoạt động sinh sản) nhưng nuôi luân trùng với nhiệt độ cao đi kèm với chi phí nhiều hơn cho thức ăn và thành phần sinh hoá cũng biến đổi rất nhanh, đặc biệt khi biên động về thức ăn. Sự thích ứng nhiệt độ cũng phụ thuộc vào từng dòng, dòng nhỏ có nhiệt độ cực thuận nằm trong khoảng 28-350C, trong khi đó dòng lớn là 18-250C (Fukusho, 1989 trích bởi Cái Ngọc Bảo Anh). Bảng 1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động sinh sản của Brachionus plicatlis (Theo Ruttner-Kolisko, 1972) Nhiệt đô (0C) 15 20 25 Thời gian để phát triển phôi (ngày) 1,3 1,3 0,6 Thởi gian đẻ các con cái non đẻ lần đầu (ngày) 3,0 1,9 1,3 Khoảng thời gian giữa hai lần đẻ (giờ) 7,0 5,3 4,0 Tuổi thọ (ngày) 15 10 7 Số trứng do 1 con cái đẻ trong cuộc đời của nó 23 23 20 Độ mặn: Độ mặn thích hợp nuôi luân trùng được xác định nằm trong khoảng 4 – 35 ppt (Lubzens, 1987), tốt nhất là 25 ppt ( Spektorova, 1998 trích Như Văn Cẩn, 1999). Mặc dù, luân trùng có thể tồn tại ở độ mặn 1 -97 ppt, nhưng nó chỉ phát triển tốt ở độ mặn tối ưu, sự biến đổi đột ngột về độ mặn có thể làm luân trùng ngừng hoạt động , gây chết hoặc làm giảm chất lượng luân trùng, điều này có ý nghĩa khi ta sử dụng luân trùng để làm thức ăn cho ấu trùng động vật biển trước khi cho ấu trùng ăn ta cần phải làm thuần đến độ mặn thích hợp.
12 Ngoài hai yếu tố chính là nhiệt độ và độ mặn thì các yếu tố như oxy hoà tan, NH3 … cũng có những ảnh hưởng theo các mức độ khác nhau. Trong nuôi sinh khối với mật độ cao cần quan tâm tới việc bổ sung ôxy, nhưng cũng không nên sục khí quá mạnh bởi có thể làm tổn thương tới luân trùng. Luân trùng có thể tồn tại trong nước với hàm lượng ôxy thấp tới 2 mg/L. Trong nuôi sinh khối luân trùng, mức pH trên 6,6; hàm lượng NH3 dưới 1 mg/L được coi là an toàn. - Ảnh hưởng của các yếu tố hữu sinh. Vi khuẩn. Để nuôi luân trùng được ổn định, thì sự ảnh hưởng của vi khuẩn lên sinh khối luân trùng cần phải được xem xét một cách kỹ lưỡng cả về số lượng cũng như thành phần các vi khuẩn trong hệ thống nuôi. Psedomonas và Acinetobacter là những vi khuẩn cơ hội phổ biến, chúng có thể là nguồn thức ăn bổ sung quang trọng cho luân trùng. Ví dụ một vài loài Psedomonas tổng hợp vitamin B12, mà vitamin này có thể là yếu tố hạn chế trong các điều kiện nuôi (Yu và ctv, 1998, trích bởi Lavens và Sorgeloos, 1996). Mặc dù hầu hết các vi khuẩn đều không gây bệnh cho các luân trùng nhưng cần tránh để chúng sinh sôi nảy nở vì nếu chúng tích tụ lại và truyền qua chuỗi thức ăn có thể gây ra những ảnh hưởng có hại đến các sinh vật ăn mồi sống. Để nuôi luân trùng được ổn định, cần xem xét hệ vi khuẩn cũng như điều kiện sinh lý của các luân trùng. Ví dụ, người ta chứng minh rằng điều kiện thức ăn của luân trùng Brachionus plicatilis có thể được đo bằng hoạt động sinh lý và phản ứng của nó đối với dòng vi khuẩn gây bệnh được chọn lựa (Vibrio anguillarum TR27): dòng vi khuẩn V.anguillarum được xử lý ở nông độ 106-107 CFU/mL (đơn vị hình thành tập đoàn) đã ảnh hưởng xấu đến các luân trùng nuôi bằng khẩu phần thức ăn tối ưu không bị ảnh hưởng bởi dòng vi khuẩn này. Trùng tiêm mao. Trong sản xuất, sự có mặt của số lượng ít trùng tiêm mao thì không phải là một vấn đề gì quá nghiêm trọng, nhưng với số lượng lớn có thể dẫn đến việc giảm đột ngột mật độ và khả năng thu sinh khối luân trùng.
13 Các trùng tiêm mao Halotricha và Hypotricha như Uronema sp và Euplotes sp là những loài không mong muốn trong nuôi thâm canh vì chúng cạnh tranh thức ăn với các luân trùng (Lavens và Sorgeloos, 1996). Sự suất hiện những trùng tiêm mao này nói chung là do các điều kiện ở mức tối ưu dẫn đến kết quả làm cho luân trùng hoạt động kém và làm tăng cơ hội cạnh tranh thức ăn. Các trùng tiêm mao sản sinh ra các chất chuyển hoá làm tăng hàm lượng NO2-N trong nước và làm giảm độ pH. Tuy nhiên chúng có tác dụng tích cực trong việc loại bỏ vi khuẩn và các chất mùn bã ra khỏi bể nuôi. Việc cho thêm một nồng độ thấp 20 mg/L foocmalin vào bể nuôi cấy tảo, 24 giờ trước khi cấy luân trùng có thể làm giảm đáng kể sự nhiễm bẩn các động vật đơn bào. Sàng lọc và làm sạch các luân trùng bằng các lưới lọc thực vật phù du (
14 trùng.Bởi vì, luân trùng có sức tiêu thụ thức ăn khá lớn, một con cái có thể tiêu thụ một lượng tảo tương đương 5-10 lần thể tích cơ thể chúng (Banabe, 1991 trích bởi Như Văn Cần, 1999). Trong khi đó, việc sản xuất tảo với số lượng lớn lại đòi hỏi phải có sự đầu tư lớn cơ sở vật chất và nhiều nhân công. Chi phí cao liên quan đến sản xuất tảo, những rủi ro do bị nhiễm bẩn và nhừng biến đổi theo thời gian trong giá trị thức ăn của tảo vẫn còn là vấn đề tồn tại với bất kỳ trại sản xuất giống cá biển nào. Để hạn chế vấn đề này các nhà nghiên cứu cố gắng tìm cách thay thế tảo bằng các thức ăn nhân tạo làm thức ăn bổ sung hoặc thay thế hoàn toàn tảo. Nuôi sinh khối luân trùng bằng men bánh mì Năm 1967, Hirata và Mori đã góp phần tạo ra một bước tiến quan trọng trong công nghệ nuôi thu sinh khối luân trùng bằng việc phát hiện ra loài nấm men Saccharomyces cerevisiae để thay thế tảo làm thức ăn nuôi luân trùng(Như Văn Cẩn, 1999). Việc sử dụng nắm men mang tính hiệu quả kinh tế cao, đỡ tốn kém nhân công và mang tính chủ động cao trong sản xuất. Tuy nhiên, việc chỉ sử dụng nấm men bánh mì làm thức ăn cũng có những vấn đề cần phải được xem xét một cách thận trọng. Những thử nghiệm đầu tiên để thay thế hoàn toàn thức ăn tự nhiên của luân trùng bằng men bánh mì được đặc trưng bởi sự thành công thất thường và thất bại đột ngột (Hiramaya, 1987 trích bởi Lavens & Sorgeloos, 1996). Nguyên nhân ở đây có thể dược giải thích do sự thiếu hụt vitamin B12, cystein và một số acid béo không no HUFA n – 3 trong thành phần của men bánh mì, mà đây là nhũng chát rất cần thiết cho sự phát triển của luân trùng, cũng như ấu trùng các sinh vật ăn mồi sống. Nuôi sinh khối luân trùng bằng thức ăn tổng hợp (Culture selco). Thức ăn dạng này được chế biến để thay thế hoàn toàn cho các vi tảo sống và đồng thời đảm bảo sự hợp nhất ở mức độ cao các axit béo thiêt yếu (EFA) và vitamin ở luân trùng.Thành phần hoá sinh của thức ăn nhân tạo Culture selco gồm có 45% protêin, 30% hydratcacbon, 15% lipit (33% thức ăn này là các axit beo không no HUFA n – 3 ) và 7% tro. Các đặc điểm vật lý thứa ăn này là tối ưu đối với
15 sự hấp thụ của luân trùng. Tuy nhiên, trong sản xuất khó có trại sản xuất nào có thể sử dụng loại thức ăn này để nuôi luân trùng. Bởi vì, giá thành của loại thức ăn này rất cao, nên thường thì chỉ có thể sử dụng trong việc “lam giàu” luân trùng trước khi đưa vào các bể ương ấu trùng. Kết hợp các loại thức ăn để nuôi sinh khối luân trùng. Mỗi loại thức ăn riêng biệt dùng để nuôi luân trùng đều có những nhược điểm nhất định. Vì vậy, sự kết hợp giữa các loại thức ăn có thể là một giải pháp hữu hiệu trong việc nuôi sinh khối luân trùng ở các trại sản xuất. Nhiều công thức phối hợp đã được đưa ra và cũng ít nhiều cho thấy được hiệu quả. Spektorrora (1981) thí nghiệm phối hợp tảo và men bánh mì nuôi luân trùng theo 3 tỷ lệ 1:2; 1:1; và 2:1 cho ăn theo 3 khẩu phần: 5; 50 và 100 μg / mL . Kết luận rút ra là luân trùng phát triển tốt nhất khi nuôi bằng tảo kết hợp với nắm men theo tỷ lệ tảo : men = 1:2 và khẩu phần tốt nhất là 100 μg / mL ( Như Văn Cẩn, 1999). Năm 1999, kết quả nghiên cứu của Cái Ngọc Bảo Anh cho thấy nấm men bổ sung 10% dầu mực là một loại thức ăn có thể sử dụng nuôi sinh khối luân trùng B. plicatilis dòng nhỏ. 1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi tảo trong nước và trên thế giới 1.3.1 Đặc điểm sinh học tảo Nannochloropsis oculata. A. Vị trí phân loại. Ngành Heterokontophyta Hocck, Mann và Jahns, 1985 Lớp Eustigmtophyceae Hibberd, 1981 Bộ Eustigmatales Hibberd, 1981 Họ Monopsidaceae Hibberd, 1981 Giống Nanochloropsis Hibberd, 1981 Loài N. Oculata Hibberd. 1981 B. Đặc điểm sinh học - Đặc điểm hình thái cấu tạo.
16 Tảo N. oculata có kích thước nhỏ, tế bào có dạng hình cầu và hình trứng, đường kính dao động trong khoảng 2 – 4 μ m. Đây là tảo đơn bào không có khả năng di động (Phạm Thị Lam Hồng, 1999). -Cấu tạo hiển vi của tế bào. Năm 1986, Murayama đã nghiên cứu cấu trúc hiển vi của tế bào tảo N. Oculata dưới kính hiển vi điện tử cho thấy tế bào có một nhân. Thể sắc tố quang hợp chỉ có một thể sắc tố hình trứng. Thể sắc tố được bao bọc bởi hai lớp màng, lớp màng ngoài dính liền với màng nhân. Trong thể sắc tố có nhiều bản sắc tố, mỗi bản gồm 3 phiến sắc tố xếp song song, không có đai nối giữa các sắc tố. Sắc tố quang hợp duy nhất tìm thấy ở tảo N. Oculata là Chlorophyl a, không thấy sắc tố quang hợp chlorophyl b và c. Đây có thể coi là một đặc trưng sinh hoá chủ yếu để phân loại tảo Nannochloropsis nói riêng và ngành Eustigmataphyta nói chung. Các carotenoid bao gồm carotene 11%, violaxathin 51%, vaucherixathin 26% và các carotenoid khác chiếm 12% (Maruyama, 1986 trích bởi Phạm Thị Lam Hồng, 1999). -Hình thức sinh sản: N. oculata có hai hình thức sinh sản là sinh sản sinh dưỡng bằng cách phân đôi và sinh sản bằng tự bào tử. 1.3.2. Giá trị dinh dưỡng của tảo. Vi tảo là mắt xích thức ăn đầu tiên của chuỗi thức ăn ngoài tự nhiên. Chúng là thức ăn không thể thay thế cho giai đoạn ấu trùng và trong suốt giai đoạn trưởng thành của động vật thân mềm. Đối với ấu trùng giáp xác và ấu trùng một số loài cá, tảo cũng là thức ăn bắt buộc ở giai đoạn sớm. Tảo biển với giá trị dinh dưỡng cao và thoả mãn yêu cầu về kích thuớc nên có thể nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng, quyết định thành công trong việc sản xuất giống nhiều loài động vật biển có giá trị kinh tế. Vi tảo biển có hàm lượng dinh dưỡng cao, hàm lượng protein từ 6 – 34% khối lượng khô, hàm lượng lipit từ 5 – 23%, hàm lượng carbohydrate từ 5 – 12% khối lượng khô (Brown và ctv, 1997 trích bởi Phạm Thị Lam Hồng, 1999). Vi tảo biển là nguồn cung cấp acid béo không no cho các động vật biển. Acid béo không no có vai trò quan trọng đối với ấu trùng động vật thân mềm, cá biển và
17 các loại động vật phù du. Các acid béo có giá trị dinh dưỡng nhất là EPA 20:5n-3 (Eicosapentaenonic acid), và DHA 22:66n-3 (Docosahexaenoic acid). Ngoài ra, các vi tảo biển còn rất giàu vitamin. Mười loại vitamin đã tìm thấy ở vi tảo, trong đó hàm lượng vitamin C và vitamin B12 cao nhất, tiếp theo là các Vitamin A, D, E, K... Ngoài vai trò cung cấp thức ăn cho luân trùng và ấu trùng cá, tảo còn tác dụng làm ổn định môi trường như cung cấp oxy hoà tan và hấp thụ NH3 trong bể ương ấu trùng. Tuy nhiên, giá trị dinh dưỡng của những loài tảo khác nhau rõ rệt giữa các loài, giữa các dòng trong cùng một loài và đặc biệt phụ thuộc vào điều kiện môi trường như độ mặn, ánh sáng, thời điểm thu hoạch... 1.3.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố tới sự biến động quần thể vi tảo. - Sinh trưởng của tảo Trong các điều kiện thuận lợi của môi trường về dinh dưỡng, ánh sáng, độ mặn và nhiệt độ, các loài vi tảo sinh sản theo kiểu phân cắt tế bào làm số lượng tế bào tăng lên một cách nhanh chóng. Sự sinh trưởng của vi tảo được đặc trưng bởi 5 pha (Lavens & Sorgeloos, 1996): + Pha gia tốc dương (I): ở pha này tảo bắt đầu làm quen với môi trường nuôi, hấp thụ dinh dưỡng và bắt đầu phân chia tế bào nhưng số lượng tế bào tăng chậm. + Pha logarit (II): số lượng tế bào ở pha này tăng theo cấp số nhân. Tảo ở giai đoạn này hấp thụ dinh dưỡng mạnh. + Pha gia tốc âm (III): ở pha này môi trường dinh dưõng có chiều hướng giảm mạnh cùng với mật độ tế bào tảo cao làm tốc độ sinh sản giảm, tuy vậy số lượng tế bào vẫm còn tăng. +Pha cân bằng (IV): tảo đạt mật độ cực đại và số lượng ổn định. +Pha tàn lụi (V): tảo sau khi đạt mật độ cực đại, khả năng sinh sản giảm dần và số lượng tảo giảm một cách rõ rệt. Tốc độ tăng trưởng của các loài tảo khác nhau thì khác nhau, ngoài ra nó còn chịu sự chi phối lớn của các điều kiện môi trường. IV Số lương tế bào III
18 V II I Thời gian - Ánh sáng Giống như bao loài thực vật khác, vi tảo cùng phải quang hợp, tức là chúng hấp thụ cacbon vô cơ để chuyển hoá thành các chất hữu cơ. Trong khi đó, ánh sáng chính là nguồn năng lượng cho quá trình quang hợp. Vì vậy, ảnh hưởng của ánh sáng cần phải được xem xét ở các khía cạnh như: cường độ ánh sáng, phổ ánh sáng, và thời gian chiếu sáng. Mặc dù, ánh sáng ban ngày đủ cung cấp cho tảo quang hợp. Nhưng cường độ ánh sáng ban ngày lại phụ thuộc rất lớn vào điều kiện thời tiết, khí hậu địa phương, những thay đổi đột ngột về cường độ ánh sáng, thời gan chiếu sáng (do thời tiết thay đổi) có thể làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của tảo, thậm chí làm cho tảo tàn lụi hàng loạt.Chính vì vậy, những nghiên cứu về ánh sáng nhân tạo cho việc nuôi tảo cũng được nghiên cứu nhiều. Theo Guillard (1975) tảo chỉ có thể chịu được ánh sáng mặt trời trực tiếp khi mật độ tảo nuôi đạt được mật độ khá cao (Phạm Thị Lam Hồng, 1999). Với cường độ ánh sáng quá mạnh có thể ức chế quá trình quang hợp (Lavens & Sorgeloos, 1996). Cường độ mạnh và thời gian chiếu sáng lâu có thể làm tăng nhiệt độ bể nuôi. Như vây, ánh sáng còn kết hợp với nhiệt độ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của tảo. -Nhiệt độ Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn tới đời sống của tảo, đồng thời ảnh hưởng cả chất lượng dinh dưỡng cũng như sinh vật gây hại cho tảo. Hầu hết các loại tảo có thể sống trong khoảng nhiệt độ từ 16-300C. Nếu nhiệt độ cao hơn 350C thì tảo có thể bị chết và nếu thấp hơn 160C thì tảo chậm phát triển. Tảo N. oculata là loài có khả năng thích nghi với sự biến động nhiệt độ rộng, phát triển tốt nhất trong khoảng nhiệt đô từ 10-300C. - Độ mặn
19 Mỗi loài tảo khác nhau có khả năng thích nghi với một khoảng dao động độ mặn khác nhau. Hầu hết các loại tảo dạng monas sinh trưởng trong khoảng độ mặn dao động 12-40 ppt, nhưng phát triển tốt nhất ở độ mặn 20-24 ppt. N. oculata là một loài rộng muối, thích ứng được trong khoảng độ mặn 7-35 ppt. Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Lam Hồng (1999) tảo N. oculata phát triển tốt nhất ở độ mặn 30-35 ppt nhưng có thể phát triển ở độ mặn 10-35 ppt. Tuy nhiên, theo Vũ Dũng(1998) Tảo N. oculata phát triển tốt ở độ măn 18-26 ppt (Đặng Đình Kiêm, 2002). Mặc dù có khả năng thích nghi với sự thay đổi độ mặn một cách đột ngột sẽ làm thay đổi nhanh chóng áp suất thẩm thấu của tế bào, thậm chí sẽ bị chết hàng loạt. Sự biến đổi độ mặn chỉ ảnh hưởng nhẹ đến hàm lượng protein, hydratcacbon, chlorophyl a. nhưng đối với lipit trong khoảng độ mặn từ 10 – 15 ppt, độ măn tăng hàm lượng lipit tăng, độ mặn thay đổi làm thành phần acid béo thay đổi. - pH pH của môi trường quá cao hoặc quá thấp đều làm chậm tốc độ tăng trưởng của tảo. Sự biến đổi của nhiệt độ, ánh sáng có tác động đến pH thông qua quá trình quang hợp của tảo. Mức pH tốt nhất cho sự phát triển của tảo là từ 8,2- 8,7. Sự biến động pH trong môi trường nuôi tảo phụ thuộc vào sự cân bằng sau: HCO3- CO2 + OH- Trong quá trình quang hợp tảo hấp thụ rất mạnh CO2 nên làm cho pH tăng cao. - Môi trường dinh dưỡng Trong nuôi sinh khối tảo, mật độ tảo sẽ cao hơn rất nhiều so với ngoài tự nhiên. Chính vì vậy, sau một thời gian chất dinh dưỡng trong môi trường sẽ bị giảm sút và ta phải bổ sung dinh dưỡng cho sự phát triển của tảo. Dinh dưỡng là yếu tố vô cùng quan trọng ảnh hưởng mạnh tới sự sinh trưởng và phát riển của tảo. Môi trường dinh dưỡng ảnh hưởng cả trên phương diện số lượng và chất lượng. Mỗi loài tảo khác nhau có nhu cầu dinh duỡng về thành phần và số lượng từng chất là khác nhau. Nhu cầu về đạm giảm dần từ tảo Lục, tảo Lam và tảo
20 Silic có nhu cầu về đạm là thấp nhất, Silic rất cần thiết chi sự phát triển của tảo Silic vì nó tham gia vào cấu tạo màng tế bào. Muối nitơ rất cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của tảo. Bởi vì nitơ là thành phần cơ bản tạo nên các loại prôtêin, trong đó có protêin cấu trúc và protêin chức năng. Ngoài ra, nitơ còn tham gia vào cấu tạo của nhiều loại vitamin B1, B2, B6, BP là thành phần quan trọng của hệ men oxy hóa khử và nhiều men quan trọng khác. Photpho được coi là chìa khoá của quá trình trao đổi chất. Hàm lượng photpho không cần thiết phải cao, xong nếu thiếu nó thì tảo không phát triển được. Bởi vì photpho có tác dụng lên hệ keo ở dạng các ion, photpho ở dạng liên kết với các kim loại tạo nên hệ đệm đảm bảo cho pH của tế bào luôn xê dịch trong một phạm vi nhất định (6-8) là điều kiện tốt cho các hệ men hoạt động. Photpho tham gia vào cấu trúc có vai trò quan trọng trong những khâu chuyển hoá trung gian và có ý nghĩa then chốt trong trao đổi năng lượng. Bên cạnh những nguyên tố đa lượng việc bổ sung những nguyên tố vi lượng cũng rất cần thiết. Các nguyên tố vi lượng gồm một số các muối kim loại với nồng độ thấp như: CuSO4, CoCl2, ZnSO4, FeCl3… Vai trò của các nguyên tố vi lượng này hầu như đều có tác dụng đến quá trình trao đổi chất của tảo. Trong đó, sắt là nguyên tố vi lượng được bổ sung nhiều nhất so với các muối kim loại khác trong môi trường nuôi. Tuy sắt không phải là chất tham gia vào cấu tạo của diệp lục nhưng nó là tác nhân bổ trợ hoặc là thành phần tham gia vào cấu trúc của các hệ men và chủ yếu là các men oxy hoá khử, tham gia tích cực vào dây chuyền sinh tổng hợp của các chất quan trọng. Sắt đóng vai trò quan trọng vào quá trình vận chuyển điện tử quang phân ly nước và quá trình photphoryl hoá quang hợp. Do vậy nhu cầu sắt cho sự sinh trưởng và phát triển của tảo là rất cần thiết nhưng chỉ ở hàm lượng thấp. Khi hàm lượng sắt quá cao có thể gây độc cho tảo. Ngoài ra vitamin cũng được sử dụng khá phổ biến để bổ sung vào môi trường nuôi tảo, dù chỉ với một lượng rất nhỏ nhưng có thể thúc đẩy sự gia tăng sinh khối của tảo. Vitamin B12 và B1 là hai vitamin rất cần cho tảo, sau đó là biotin.