Luận án tiến sĩ Thủy sản: Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)

Chia sẻ: Co Ti Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:216

Thêm vào BST

Báo xấu

113
lượt xem 26
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở khoa học giúp nghề nuôi phát triển một cách hiệu quả, bền vững theo hướng an toàn sinh học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Thủy sản: Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TẠ VĂN PHƯƠNG PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei) LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Cần Thơ, 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TẠ VĂN PHƯƠNG PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei) CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ: 62620301 Người hướng dẫn khoa học: PGs. Ts. NGUYỄN VĂN HÒA PGs. Ts. NGUYỄN VĂN BÁ Cần Thơ, 2016
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận án với tựa đề “Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)” được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân và các kết quả của nghiên cứu này chưa được công bố trong bất cứ luận án nào trước đây. Tạ Văn Phương i
LỜI CẢM TẠ Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Thủy sản, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Cần Thơ Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sinh Học Ứng dụng - Trường Đại học Tây Đô, đã tạo điều kiện cho tôi được thực hiện chương trình Nghiên cứu sinh. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Bộ môn Hải sản, Phòng Đào tạo và Phòng Quản lý Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ đã rất nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin trân trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGs.Ts. Nguyễn Văn Hòa và PGs.Ts. Nguyễn Văn Bá trong những năm qua đã ân cần hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận cho tôi học tập, nghiên cứu để chăm bồi kiến thức và hoàn thành Luận án này. Xin gửi lời cảm ơn đến NCS. Nguyễn Thành Tâm, Ths. Nguyễn Lê Hoàng Yến, Ths. Nguyễn Xuân Linh, Ks. Nguyễn Hải Đăng, Ks. Nguyễn Thị Huyền Trang, Ks. Bùi Bảo Trang, Ks. Lê Thị Vinh, Ks. Nguyễn Văn Kiều, Ks. Nguyễn Thành Nhân, Ks. Nguyễn Hải Âu, Ks. Nguyễn Thị Hồng Đặm, Ks. Lê Bảo Trân, Ks. Võ Huệ Thư, Ks. Lê Duy Khánh, Ks. Phạm Thị Ngọc Trúc, Ks. Nguyễn Thị Diễm, Ks. Lê Hoài Phong, Ks. Trương Cẩm Linh, Ks. Hồ Minh Thi, Ks. Nguyễn Quốc Lịnh, cùng các anh chị em đồng nghiệp công tác tại Khoa sinh học Ứng dụng - Trường Đại học Tây Đô đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành Luận án. Xin chân thành cảm ơn các anh chị Nghiên cứu sinh các Khóa 2010, 2011 và 2012; các bạn ở Lớp Cao học Thủy sản K19, 20 đã cùng tôi gắn bó, giúp đỡ nhau trong suốt thời gian học tập tại Khoa Thủy sản - ĐHCT. Bên cạnh đó xin cám ơn đến Ts. Phạm Trường Yên, Ks. Nguyễn Thị Đẹp, Ths. Nguyễn Phúc Nhân, Ths.Trần Thanh Hải (Chi cục Thủy sản Cần Thơ), Ts. Trần Văn Việt, Ts. Lê Quốc Việt, Ts. Huỳnh Thanh Tới, Ths. Trần Nguyễn Hải Nam, Ths. Trần Xuân Lợi (Khoa Thủy sản – ĐHCT), anh Nguyễn Huỳnh Long, Phạm Thị Thúy Hồng (công ty Việt Úc Bạc Liêu), NCS. Phạm Công Kỉnh (Trang trại tôm nuôi Kỉnh – Thanh, Thạnh Phú - Bến Tre), Ths. Phùng Thị Hồng Gấm (Công ty Thủy sản Huy Thuận, Bến Tre). Trân trọng cảm ơn đến Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Chi cục Nuôi trồng Thủy sản, Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư và bà con ngư dân các tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu đã tạo điều kiện thu thập số liệu điều tra. Tạ Văn Phương ii
TÓM TẮT Nghiên cứu "Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)" được tiến hành tại Khoa Thủy sản – Đại học Cần Thơ, Khoa Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Tây Đô, tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu. Thời gian thực hiện từ năm 2012 – 2015. Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm ở Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung . Trong nghiên cứu khảo sát mô hình nuôi tôm tôm thẻ chân trắng (TCT) theo quy trình nuôi truyền thống -TT (30 hộ) và mô hình ứng dụng biofloc-BFT (37 hộ) ở Ninh Thuận. Kết quả cho thấy, việc ứng dụng biofloc chỉ được áp dụng từ khoảng năm 2011, khi ứng dụng BFT thì mật độ thả cao (150 con/m2) và sử dụng công suất của quạt nước (48 HP/ha) lớn hơn so với nuôi TT (82,6 con/m2; 14,5 HP/ha). Ở mô hình nuôi BFT với 100% hộ sử dụng nguồn carbohydrate là rỉ đường và có 50% số hộ bổ sung thêm bột gạo, việc bổ sung thêm bột gạo cho hiệu quả kinh tế cao hơn (tăng thêm 4,2%) so với chỉ sử dụng rỉ đường. Năng suất tôm nuôi BFT đạt cao hơn (15,2 tấn/ha) so với mô hình nuôi TT (9,10 tấn/ha). Chi phí đầu tư mô hình nuôi BFT cao hơn khoảng 1,5 lần so với mô hình TT; lợi nhuận mang lại từ mô hình BFT cao hơn (862 triệu đồng/ha) so với nuôi TT (288 triệu đồng/ha) và số hộ nuôi có lợi nhuận và tỷ suất lợi nhuận lần lượt là 80%, 0,76 so với TT là 60% và 0,32. Khi nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc: (thí nghiệm 1) độ mặn (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) kết hợp với các mức protein trong thức ăn (38%, 42%, 46%) và (thí nghiệm 2) nguồn gốc carbohydrate (Rỉ đường, Glycerol, Bột gạo và Bột mì) và tỷ lệ C:N khác nhau (10:1, 20:1 và 30:1). Kết quả đã xác định ở độ mặn 10-20‰, protein trong thức ăn là 42% và nguồn carbohydrate bổ sung là bột gạo với tỷ lệ C:N từ 10-20 là phù hợp để ứng dụng vào nuôi tôm. Nên phần tỷ lệ C:N sẽ được làm rõ thêm ở thí nghiệm 3 và thí nghiệm 4, còn độ mặn sẽ nghiên cứu thêm ở thí nghiệm 5. Khi nghiên cứu ương vèo tôm post trong thời gian 4 tuần (thí nghiệm 3) với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (5:1; 10:1; 15:1 và 20:1) và phương thức bổ sung theo hàm lượng tổng ammonia (TAN) trong nước; Thí nghiệm 4: thí nghiệm với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (ĐC, BG10, BG15 và BG20) và phương thức bổ sung theo nitrogen của protein trong thức ăn (TA). Kết quả cho thấy dù phương thức bổ sung theo hàm lượng TAN trong nước hay theo nitrogen của protein trong thức ăn thì đều cho thấy tỷ lệ C:N=15:1 là tốt nhất. Nhưng đây là kết quả từ hai thí nghiệm, nên cần nghiên cứu so sánh phương thức bổ sung để khẳng định lại được tiến hành ở thí nghiệm 6. Nghiên cứu và ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình công nghệ biofloc: (thí nghiệm 5) ảnh hưởng mật độ (100, 300 và 500 con/m3) kết hợp với độ mặn (5‰, 10‰, 15‰ và 20‰); (thí nghiệm 6) thời gian thủy phân bột gạo (12; 24 và 48 giờ) kết hợp với phương thức bổ sung khác nhau (bổ sung theo protein trong thức ăn và theo TAN trong môi trường nước); (thí nghiệm 7) đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn; (thí nghiệm 8) ảnh hưởng việc luân chuyển nước và (thí nghiệm 9) ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường lên sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm nuôi. Kết quả cho thấy, khi nuôi tôm với mật độ 100-300 con/m3 và độ mặn 15‰ đạt tỷ lệ sống (71,1 – 100%) cao hơn so với các nghiệm thức mật độ và độ mặn khác. Phương thức bổ sung bột gạo theo thức ăn và thời gian thủy phân 48 giờ thì tỷ lệ sống (97,3%) và sinh khối tôm nuôi (1.018 g/m3) đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa iii
thống kê (p
ABSTRACT The study on "Development of Biofloc technology and potential application for white- leg shrimp (Litopenaeus vannamei) farming" was carried out at College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University and College of Applied Biology, Tay Do University, Vietnam, Ninh Thuan, Bac Lieu and Ben Tre provinces. Period of studying from 2012 to 2015. The aims of study is to analysis and evaluate potential application biofloc technology in both of white leg shrimp culture and costal shrimp culture in the Mekong delta. The study surveyed on households, who are culturing white leg shrimp in Ninh Thuan province, and compared on traditional culture households - (30 households) with applied biofloc technological households - BFT (37 households). Results showed that BFT was applied in this area since 2011, density stocking and air pumping system of BFT households and traditional culture households was 150 ind./m2; 48 horse power/ha and 82.6 ind/m2; 14.5 horse power/ha), respectively. In BFT households, 100% household used carbohydrate is molasses and 50% households supplemented rice flour, the supplementation of rice flour to help the farmers save the costs (profit increased 4.2%) compare with adding molasses only. Productivity of household applied BFT attained 15.2 tones/ha/crop, whereas household applied traditional type was 9.10 tones/ha/crop. Total cost of BFT households was higher 1.5 times than traditional culture households; the net profits of BFT households and traditional culture households was 862 million VNDs/ha/crop and 288 million VNDs/ha/crop, respectively. Ratios of profit households and rate profit in BFT households and traditional culture households were 80%, 0.76 and 60%, 0.32, respectively. Studying to identify the factors have effective to create biofloc: (Experiment 1) salinity is (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) combined with feeding has protein was (38%, 42%, 46%) and (experiment 2) with carbohydrate from molasses, glycerol, rice flour and cassava flour) and ratio lệ C:N was (10:1, 20:1 and 30:1). Results found that at the salinity 10-20‰, protein in feeding was 42% and carbohydrate supplemented from rice flour with ratio C:N from 10-20 is good for shrimp culture. So, ratio of C:N should be studied detail in experiment 3 and experiment 4, the salinity should be studied in experiment 5. Study on nursing postlarvae in 4 weeks (experiment 3) with various ratios of C:N and carbohydrate source from rice flour (5:1; 10:1; 15:1 and 20:1), method to supplement based on total ammonia (TAN) in water; experiment 4: the experiment with various ratios of C:N, the carbohydrate source is from rice flour (with the treatments control, rice flour 10, rice flour 15 and rice flour 20) and supplement method based on itrogen of protein in feeding. Result showed that supplement based on TAN or protein in feeding have ratio of C: N=15:1 is the best. It found that from two experiments, it needed to be compared the supplementing method to confirm result; it was carried out the experiment 6. Studied and applied to rear white leg shrimp in BFT: (experiment 5) about affecting of density stocking (100, 300 and 500 ind./m3) combined with salinity (5‰, 10‰, 15‰ and 20‰); (experiment 6) to identify the time to decompose rice flour (12; 24 and 48 hours) combined with various suplemented methods (based on protein in feeding and based on TAN in the water environment); (experiment 7) to evaluate abilities to save food; (experiment 8) to evalutate effective of creating the current in the tank and (experiment 9) to identify effective suplementing ratio of rice flour and molasses to growth, survival rate and biomass of shrimp. Result showed shrimp has the best growth rate in desnsity stocking 100-300 ind./m3 and salinity was 15‰ (survival rate 71 – 100%). Suplementing method of rice flour based on feeding and decomposing time was 48 hourse (97,3%) and shrimp v
attained highest biomass (1,018g/m3), this results has sighnificant difference with other treatments (p
DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành hạt biofloc ............................................. 8 Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng hạt biofloc với nguồn carbohydrate bổ sung khác nhau ......... 11 Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của hạt biofloc................................................................ 18 Bảng 2.4: Thành phần acid béo của biofloc với các nguồn carbohydrate khác nhau............ 19 Bảng 2.5: Ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc trên một số đối tượng tôm cá.................... 25 Bảng 2.6: Tỷ lệ các thành phần nguyên tố trong vi khuẩn và protein ................................... 35 Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng loại thức ăn sử dụng ....................................................... 47 Bảng 3.2: Hàm lượng carbohydrate của các nguồn nguyên liệu ........................................... 47 Bảng 3.3 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung theo hàm lượng Protein với C:N=10:1..... 48 Bảng 3.4 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung để đạt C:N khác nhau đối ........................ 48 Bảng 3.5 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung với nguồn và tỷ lệ C:N ............................ 48 Bảng 3.6 Phương pháp cố định và thời gian lưu trữ mẫu ..................................................... 65 Bảng 3.7: Phương pháp phân và chu kỳ thu mẫu .................................................................. 65 Bảng 4.1: Trình độ học vấn của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT .............................. 68 Bảng 4.2: Các thông số ao nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ........................................... 69 Bảng 4.3: Thời gian cải tạo ao nuôi của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ................. 70 Bảng 4.4: Con giống và mật độ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ................................... 70 Bảng 4.5: Thời gian nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ..................................................... 72 Bảng 4.6: Nhóm gây màu chuẩn bị nước ao nuôi thẻ chân trắng ở Ninh Thuận................... 74 Bảng 4.7: Nhóm dinh dưỡng bổ sung vào thức ăn nuôi thẻ chân trắng ................................ 75 Bảng 4.8: Chi phí sản xuất trong nuôi thẻ chân trắng theo mô hình TT và BFT .................. 78 Bảng 4.9: Hạch toán hiệu quả sản xuất mô hình nuôi thẻ chân trắng TT và BFT................. 79 Bảng 4.10: Nhiệt độ và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức ..................... 80 Bảng 4.11: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ......................................................... 81 Bảng 4.12: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 82 Bảng 4.13: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 83 Bảng 4.14: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức............................................. 84 Bảng 4.15: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức ......................................... 85 Bảng 4.16: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức.......................................... 86 Bảng 4.17: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức .................................... 87 Bảng 4.18: Mật độ vi khuẩn Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức ................................. 89 Bảng 4.19: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein .................. 90 Bảng 4.20: Chiều rộng trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức.................................... 91 Bảng 4.21: Biến động chiều dài hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein .................... 91 Bảng 4.22: Lượng biofloc (FVI) trung bình giữa các nghiệm thức....................................... 92 Bảng 4.23: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức................................. 93 Bảng 4.24: Lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức.................................... 93 Bảng 4.25: Nhiệt độ (oC) và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức.............. 94 Bảng 4.26: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức .......................................................... 95 Bảng 4.27: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức.............................................. 96 Bảng 4.28: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 97 Bảng 4.29: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức............................................. 98 Bảng 4.30: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức .......................................... 99 Bảng 4.31: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức........................................ 100 Bảng 4.32: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức ................................... 102 Bảng 4.33: Mật độ Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức .............................................. 102 Bảng 4.34: Tỷ lệ Vibrio trong mật độ tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ...................... 103 Bảng 4.35: Lượng biofloc trung bình giữa các nghiệm thức .............................................. 105 vii
Bảng 4.36: Lượng biofloc trung bình cuối thí nghiệm giữa các nghiệm thức .................... 106 Bảng 4.37: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức............................... 106 Bảng 4.38: Hàm lượng lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức ............... 107 Bảng 4.39: Chiều dài trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức ................................... 107 Bảng 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N .......... 107 Bảng 4.41: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .................................. 108 Bảng 4.42: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N ........ 108 Bảng 4.43: Biến động hàm lượng đạm vô cơ và vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N .................... 109 Bảng 4.44: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N khác nhau............. 110 Bảng 4.45 Sự ảnh hưởng của tỉ lệ carbohydrate đến tăng trưởng và tỉ lệ sống tôm ........... 110 Bảng 4.46: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .................................. 111 Bảng 4.47: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N ........ 112 Bảng 4.48: Biến động TAN, NO2-, mật độ Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N .... 112 Bảng 4.49: Biến động FVI, chiều rộng và chiều dài hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N .......... 113 Bảng 4.50: Tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .......... 114 Bảng 4.51: Biến động nhiệt độ và pH với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau ............. 115 Bảng 4.52: Biến động độ kiềm với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........................ 116 Bảng 4.53: Biến động hàm lượng TSS với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau............ 117 Bảng 4.54: Biến động hàm lượng TAN với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau .......... 117 Bảng 4.55: Biến động hàm lượng NO2- với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........... 118 Bảng 4.56: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với mật độ tôm nuôi và độ mặn ................... 119 Bảng 4.57: Biến động vi khuẩn Vibrio với mật độ tôm nuôi và độ mặn ............................ 119 Bảng 4.58: Chiều dài hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau..................... 120 Bảng 4.59: Chiều rộng hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau .................. 120 Bảng 4.60: Thể tích hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau....................... 120 Bảng 4.61: Biến động mật độ động vật phiêu sinh (cá thể/L) giữa các nghiệm thức......... 121 Bảng 4.62: Khối lượng tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau..................... 122 Bảng 4.63: Tỷ lệ sống tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau ...................... 122 Bảng 4.64: Sinh khối tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........................ 122 Bảng 4.65: Nhiệt độ trung bình buổi sáng và buổi chiều giữa các nghiệm thức ................ 123 Bảng 4.66: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ....................................................... 124 Bảng 4.67: Biến động hàm lượng TAN và NO2- giữa các nghiệm thức ............................. 124 Bảng 4.68: Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình giữa các nghiệm thức ........................ 127 Bảng 4.69: Mật độ vi khuẩn Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ..................... 128 Bảng 4.70: Nhiệt độ và pH trung bình sáng chiều giữa các nghiệm thức ........................... 131 Bảng 4.71: Độ kiềm và Độ đục trung bình giữa các nghiệm thức....................................... 132 Bảng 4.72: Tổng vật chất lơ lửng (TSS) và vật chất dễ bay hơi (VSS)............................... 132 Bảng 4.73: Tổng ammonia và Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức ............................. 133 Bảng 4.74: Số lượng trung bình thực vật và động vật phiêu sinh giữa các nghiệm thức .... 134 Bảng 4.75: Mật độ của Vi khuẩn Vibrio và Tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ............ 136 Bảng 4.76: Chiều rộng (R), chiều dài (D) và thể tích hạt biofloc giữa các nghiệm thức .... 136 Bảng 4.77: Chiều dài và khối lượng trung bình tôm nuôi giữa các nghiệm thức................ 137 Bảng 4.78: Tỷ lệ sống (%) và sinh khối tôm nuôi giữa các nghiệm thức............................ 137 Bảng 4.79: Nhiệt độ trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức ................................. 138 Bảng 4.80: Độ đục và độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ....................................... 138 Bảng 4.81: Hàm lượng TAN và NO2- trung bình giữa các nghiệm thức............................. 139 Bảng 4.82: Hàm lượng TSS , VSS và FVI trung bình giữa các nghiệm thức...................... 140 Bảng 4.83: Chiều dài (D) và chiều rộng (R) hạt biofloc giữa các nghiệm thức .................. 140 Bảng 4.84: Mật số phiêu sinh động thực vật giữa các nghiệm thức .................................... 141 Bảng 4.85: Mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio giữa các nghiệm thức ...................... 142 viii
Bảng 4.86: Chiều dài và khối lượng trung bình giữa các nghiệm thức ............................... 142 Bảng 4.87: Tỷ lệ sống và sinh khối tôm trung bình trong các nghiệm thức........................ 143 Bảng 4.88: Nhiệt độ và pH trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm................. 143 Bảng 4.89: Độ kiềm, TSS và VSS trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm ...... 144 Bảng 4.90: Hàm lượng đạm vô cơ hòa tan giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm .......... 145 Bảng 4.91: Hàm lượng Oxy, H2S và PO43- giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm .......... 146 Bảng 4.92: Biến động số lượng phiêu sinh thực vật và động vật trong thí nghiệm............. 147 Bảng 4.93: Mật độ tổng vi khuẩn, vi khuẩn Vibrio trong nước và trong biofloc ................ 148 Bảng 4.94: Mật độ vi khuẩn lactic trung bình trong nước và trong biofloc ........................ 148 Bảng 4.95: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức......................... 149 Bảng 4.96: Chiều dài, khối lượng, tỷ lệ sống và sinh khối giữa các nghiệm thức .............. 149 Bảng 4.97: Nhiệt độ và pH trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức....................... 150 Bảng 4.98: Trung bình các yếu tố thủy lý hóa giữa các nghiệm thức ................................. 151 Bảng 4.99: Trung bình các yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức. 152 Bảng 4.100: Các thông số kỹ thuật giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát ... 153 Bảng 4.101: Các thông số chi phí giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát ..... 154 Bảng 4.102: Các thông số tài chính giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát .. 154 Bảng 4.103: Trung bình các yếu tố thủy lý sáng và chiều giữa các nghiệm thức ............... 155 Bảng 4.104: Yếu tố thủy hóa giữa các nghiệm thức............................................................ 156 Bảng 4.105: Yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức ....................... 157 Bảng 4.106: Các thông số kỹ thuật giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng.......... 158 Bảng 4.107: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng ......... 158 Bảng 4.108: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng ......... 159 ix
DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Ảnh hưởng lưu tốc và cường độ khuấy đảo đến sự hình thành hạt biofloc .......... 10 Hình 2.2: Công suất khuấy đảo nước trong hệ thống biofloc ................................................ 10 Hình 2.3: Cấu trúc hóa học của PHB (trái) và PHB tích lũy trong tế bào vi khuẩn (phải).... 12 Hình 2.4: Thành cơ bản trong hạt biofloc.............................................................................. 15 Hình 2.5: Sản lượng tôm nuôi thế giới giai đoạn 1992-2012 (FAO, 2013)........................... 42 Hình 2.6: Sản lượng tôm thẻ nuôi ở châu Á giai đoạn 2008-2012 (FAO, 2013) .................. 43 Hình 2.7: Thống kê sản lượng tôm sú và tôm thẻ của Việt Nam từ 2009-2015 .................... 44 Hình 3.10: Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc. 59 Hình 3.11: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT ................... 60 Hình 3.12: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Thạnh Phú - Bến Tre ...... 61 Hình 3.13: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở tỉnh Bạc Liêu .................. 63 Hình 3.14: Một số hình ảnh và trang thiết bị phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm........... 64 Hình 3.15: Một số hình ảnh hạt biofloc và động thực vật phổ biến trong phân tích mẫu ..... 64 Hình 3.2: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình truyền thống tại Ninh Hải .............. 50 Hình 3.3: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình biofloc tại Ninh Phước .................. 50 Hình 3.4: Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn lên sự hình thành biofloc ........ 52 Hình 3.5: Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N lên sự hình thành biofloc ........ 53 Hình 3.6: Ương vèo tôm post với tỷ lệ C:N dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước .... 54 Hình 3.7: Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT .. 56 Hình 3.8: Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung carbohydrate ............... 57 Hình 3.9: Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc 58 Hình 4.1: Số năm kinh nghiệm của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT......................... 67 Hình 4.2: Mối tương quan giữa mật độ và năng suất tôm thẻ chân trắng TT và BFT........... 73 Hình 4.3:Biến động độ kiềm với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau .......................... 81 Hình 4.4: Biến động TSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau ............................... 82 Hình 4.5: Biến động VSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau............................... 83 Hình 4.6: Biến động TAN với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau.............................. 84 Hình 4.7: Biến động Nitrite với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau............................ 85 Hình 4.8: Biến động Nitrate với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau........................... 86 Hình 4.9: Biến động số lượng và tần suất giống động thực vật theo thời gian thí nghiệm ... 87 Hình 4.10: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein ................... 88 Hình 4.11: Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio với độ mặn và hàm lượng protein ................ 88 Hình 4.12: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein................... 89 Hình 4.13: Biến động chiều rộng hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein ................. 90 Hình 4.15: Biến động lượng biofloc với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau .............. 92 Hình 4.16: Biến động độ đục với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau.............. 95 Hình 4.18: Biến động TSS với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ........................ 97 Hình 4.22: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc ....................... 101 Hình 4.24: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N ........... 102 Hình 4.25: Chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau .......... 103 Hình 4.26: Chiều dài hạt biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ...... 104 Hình 4.27: Hàm lượng Biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ......... 105 Hình 4.28: Biến động hàm lượng TAN (trái) và NO2- (phải) với các tỷ lệ C:N ................. 109 Hình 4.29: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N ............ 109 Hình 4.30: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ C:N khác nhau ............... 111 Hình 4.31: Biến động hàm lượng TAN và NO2- với các tỷ lệ C:N khác nhau .................... 112 Hình 4.32: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N ............ 113 Hình 4.33: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ Bột gạo khác nhau ......... 114 x
Hình 4.34: Sự biến động TSS giữa các nghiệm thức........................................................... 116 Hình 4.35: Sự biến động TAN giữa các nghiệm thức ......................................................... 117 Hình 4.36: Sự biến động NO2- giữa các nghiệm thức.......................................................... 118 Hình 4.37: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc ....................... 121 Hình 4.38: Biến động hàm lượng TAN giữa các nghiệm thức............................................ 125 Hình 4.39: Biến động hàm lượng Nitrite (NO2-) giữa các nghiệm thức .............................. 125 Hình 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc giữa các nghiệm thức ................................... 126 Hình 4.41: Biến động chiều dài hạt biofloc giữa các nghiệm thức...................................... 126 Hình 4.42: Biến động hàm lượng biofloc (FVI) giữa các nghiệm thức............................... 127 Hình 4.45: Khối lượng tôm theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân bột gạo ..... 129 Hình 4.46: Tỷ lệ sống tôm nuôi theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân ........... 130 Hình 4.47: Sinh khối tôm nuôi theo phương thức bổ và thời gian thủy phân bột gạo......... 130 Hình 4.48: Biến động mật độ tảo Khuê giữa các nghiệm thức............................................ 134 Hình 4.49: Biến động mật độ Rotifer giữa các nghiệm thức ............................................... 135 xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc GAA: Global Aquaculture Alliance (Liên minh Nuôi trồng Thủy sản toàn cầu) ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long TCT: Tôm thẻ chân trắng TT: Truyền thồng BFT: Bio Floc Technology (công nghệ biofloc) FVI: Floc Volume Index (thể tích biofloc) NA: Nutrient Agar (cấy tổng vi khuẩn) TCBS: Thiosulphate Citrate Bile Sucrose Agar (cấy vi khuẩn Vibrio) NTU: Nephelometric Turbidity Unit (Đơn vị đo độ đục) CFU: Colony Forming Unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc) NT: Nghiệm thức BG: Bột Gạo RĐ: Rỉ Đường GLY: Glycerol BM: Bột mì (bột khoai mì) ĐC: Đối chứng DO: Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan) COD: Chemical Oxygen Demand (nhu cầu Oxy hóa học) TAN: Total Ammonia Nitrogen (tổng amôn) TSS: Total Suspended Solids(tổng vật chất lơ lửng) VSS: Volatile Suspended Solids (vật chất lơ lửng dễ bay hơi) FCR: Feed Convertion Ratio (hệ số thức ăn) xii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM TẠ ..............................................................................................................ii TÓM TẮT ...................................................................................................................iii ABSTRACT ................................................................................................................. v DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... vii DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................... x DANH TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................................xii Chương 1: GIỚI THIỆU ................................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu tổng quát............................................................................................. 3 1.3 Mục tiêu cụ thể................................................................................................... 3 1.4 Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 3 1.5 Ý nghĩa nghiên cứu ............................................................................................ 4 1.6 Điểm mới của luận án.........................................................................................4 Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................... ....5 2.1 Khái niệm biofloc ............................................................................................... 5 2.2 Cơ sở hình thành hạt biofloc............................................................................. 5 2.2.1 Cơ sở hình thành hạt biofloc trong tự nhiên ..................................................... 5 2.2.2 Cơ sở hình thành biofloc trong ao nuôi theo quy trình biofloc......................... 6 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành biofloc ........................................ 8 2.3.1 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hình thành hạt biofloc .................... 9 2.3.2 Cường độ luân chuyển nước trong hệ thống biofloc ..................................... 10 2.3.3 Nguồn carbohydrate bổ sung vào hệ thống biofloc ........................................ 11 2.3.4 Lượng chất hữu cơ đưa vào hệ thống.............................................................. 12 2.4 Điều kiện hình thành hạt biofloc .................................................................... 14 2.5 Thành phần và lợi ích của hạt biofloc............................................................ 14 2.5.1 Thành phần vi sinh vật trong hạt biofloc ........................................................ 14 2.5.2 Thành phần dinh dưỡng hạt biofloc ................................................................ 16 2.6 Nuôi tôm theo quy trình truyền thống........................................................... 19 2.6.1 Các yếu tố thủy lý hóa ao nuôi theo quy trình truyền thống........................... 19 2.6.2 Một số hạn chế trong nuôi tôm theo quy trình truyền thống .......................... 22 2.7 Những lợi ích và khả năng ứng dụng quy trình biofloc ............................... 24 2.7.1 Những lợi ích nuôi theo quy trình biofloc ...................................................... 24 2.7.2 Khả năng ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc ........................................... 25 2.7.3 Cải thiện môi trường ao nuôi .......................................................................... 26 2.7.4 Tăng hiệu quả kinh tế và tăng năng suất......................................................... 26 2.7.5 Tạo ra sản phẩm sạch và kiểm soát dịch bệnh ................................................ 27 xiii
2.8. Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ và lượng carbohydrate hữu cơ bổ sung theo quy trình biofloc........................................................................... 28 2.8.1. Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ trong ao nuôi ................................... 28 2.8.2. Phương pháp ước lượng và nguồn carbohydrate hữu cơ bổ sung .................. 30 2.9. Hệ vi khuẩn trong môi trường nước .......................................................... 35 2.10. Sơ lược về tôm thẻ chân trắng ..................................................................... 38 Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................... 46 3.1. Phương pháp nghiên cứu tổng quát ............................................................ 46 3.1.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu................................................................... 46 3.1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................... 46 3.1.3. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 46 3.1.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm tổng quát........................................................ 47 3.2. Sơ đồ nghiên cứu ........................................................................................... 49 3.3. Phương pháp nghiên cứu chi tiết các nội dung .......................................... 49 3.3.1. Khảo sát hiện trạng kỹ thuật và tài chính mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng ở Ninh Thuận ...................................................................................... 49 3.3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc................... 51 3.3.2.1. Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn khác nhau lên sự hình thành biofloc (TN1).................................................................................... 51 3.3.2.2. Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau lên sự hình thành biofloc (TN2).................................................................................... 52 3.3.3. Thí nghiệm ương vèo tôm post thành giống cỡ lớn theo công nghệ biofloc với các phương thức bổ sung bột gạo khác nhau ....................................... 53 3.3.3.1. Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N được tính dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước (TN3) .................... 53 3.3.3.2. Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N được tính dựa theo hàm lượng protein thức ăn (TN4) ............................... 54 3.3.4. Thí nghiệm nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc với các hình thức khác nhau ................................................................................................................ 55 3.3.4.1. Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT (TN5) ................................................................................................. 55 3.3.4.2. Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung bột gạo lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT (TN6) .................................................. 56 3.3.4.3. Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc (TN7).............................................................................................. 57 3.3.4.4. Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc (TN8).............................................................................................. 58 xiv
3.3.4.5. Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc (TN9) ..................................................................................... 59 3.3.5. Triển khai ứng dụng nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc ở qui mô sản xuất (thực nghiệm) ........................................................................................ 61 3.3.5.1. Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Bến Tre................... 61 3.3.5.2. Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc trong nhà ở Bạc Liêu.. 63 3.4. Phương pháp thu và phân tích mẫu ............................................................ 64 3.4.1. Phương pháp thu và trữ mẫu ........................................................................... 65 3.4.2. Phương pháp phân tích mẫu........................................................................... 65 3.5. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu....................................................... 66 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................... 68 4.1 KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHÍA CẠNH KỸ THUẬT VÀ HIỆU QUẢ SẢN XUẤT GIỮA NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO TRUYỀN THỐNG (TT) VÀ BIOFLOC (BFT) TẠI NINH THUẬN........................... 68 4.1.1 So sánh các yếu tố kỹ thuật giữa mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô hình TT và mô hình BFT ................................................................................ 68 4.1.2 So sánh hiệu quả sản xuất trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô hình TT và mô hình BFT ................................................................................................... 78 4.2 PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH BIOFLOC ......................................................................................................... 80 4.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của độ mặn và hàm lượng protein đến sự hình thành biofloc trong điều kiện không có tôm ................................................... 80 4.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nguồn gốc và tỷ lệ C:N đến sự hình thành biofloc trong điều kiện không có tôm ............................................................. 94 4.3. MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ƯƠNG VÈO TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO QUY TRÌNH BIOFLOC Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM ....................................................................................................................... 108 4.3.1. Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước .................................................. 108 4.3.2. Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính dựa theo hàm lượng protein thức ăn ............................................................ 111 4.4. MỘT SỐ THÍ NGHIỆM NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO QUY TRÌNH BIOFLOC Ở QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM ....................... 115 4.4.1. Thí nghiệm 5: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với mật độ và độ mặn khác nhau ......................................................................................... 115 4.4.2. Thí nghiệm 6: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với thời gian và phương thức bổ sung bột gạo khác nhau ...................................................... 123 xv
4.4.3. Thí nghiệm 7: Khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc............................................................................................ 131 4.4.4. Thí nghiệm 8: Phương thức luân chuyển nước trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc .................................................................................... 137 4.4.5. Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và Rỉ đường trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc ............................................................ 143 4.5. ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG Ở QUI MÔ SẢN XUẤT .............................................................. 149 4.5.1. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh tại Thạnh Phú – Bến Tre ................................................................................... 149 4.5.2. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ trong nhà lưới tại công ty Việt Úc – Bạc Liêu ............................................................................................... 155 4.6. THẢO LUẬN CHUNG VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG......................... 159 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................ 163 5.1. Kết luận........................................................................................................... 163 5.2. Đề xuất ............................................................................................................ 164 DANH MỤC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................... 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 166 PHỤ LỤC A ............................................................................................................ 182 PHỤ LỤC B ............................................................................................................ 190 PHỤ LỤC C ............................................................................................................ 195 xvi
Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài được nuôi phổ biến trên thế giới, với sản lượng tôm thẻ chân trắng năm 2014 đạt hơn 3 triệu tấn chiếm 82,7% tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ. Tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ trong giai đoạn từ năm 2006-2010, sản lượng tăng hằng năm khoảng 5%, nâng sản lượng tôm năm 2010 lên gần 4 triệu tấn và sản lượng giữ ổn định trong năm 2011, nhưng lại giảm mạnh (9,7%) vào năm 2012 còn xấp xỉ 3,5 triệu tấn giảm sau đó sản lượng tăng lên khoảng 3,68 triệu tấn năm 2014, nhưng tăng chủ yếu là do tăng diện tích và năng suất nuôi không ổn định (Aquaculture Asia Pacific, 2015). Sản lượng tôm nuôi sụt giảm năm 2012 chủ yếu là do bùng phát hội chứng tôm chết sớm (AHPND) tại một số nước châu Á như Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam và Malaysia (FAO, 2013). Để hạn chế dịch bệnh lây nhiễm mô hình nuôi tôm ít hay không thay nước trở nên phổ biến, ngoài việc làm giảm xả chất thải ra môi trường ngoài còn giúp tăng cường an toàn sinh học cho tôm nuôi (Grillo et al. 2000; McIntosh et al. 2001). Một vài nghiên cứu thử nghiệm của hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng không thay nước thành công có thể kể đến như của Decamp et al. (2002) và Burford et al. (2003). Tuy nhiên, việc nuôi tôm không thay nước cho thấy quản lý tốt dịch bệnh nhưng lại tích lũy nhiều vật chất hữu cơ, vi sinh vật và nhất là các dạng nitrogen vô cơ có thể gây độc (Ammonia và Nitrite). Trong ao nuôi tôm thực vật phiêu sinh có thể hấp thu, đồng hóa tổng amomnia (TAN) và nitrate (Burford et al. 2004), tảo phân bố chủ yếu ở tầng nước mặt trong khi sự tích lũy nitrogen vô cơ gây độc ở tầng đáy lại cao, nên đây có thể xem là sự bất lợi khi ứng dụng tảo làm tác nhân đồng hóa (Van Rijn, 1996). Bên cạnh đó quá trình nitrate hóa là một cơ chế góp phần để loại bỏ ammonia từ cột nước. Nhưng quá trình nitrate hóa diễn ra chậm đồng thời thường bị sự ức chế bởi ánh sáng và pH (Hargreaves, 1998) do đó ammonia và nitrite có thể tích lũy trong ao nuôi tôm ở nồng độ cao nên chính chúng lại làm giảm mật độ của quần thể vi khuẩn nitrate hóa dẫn đến sự suy giảm chất lượng nước môi trường ao nuôi (Alcaraz et al. 1999). Thành phần vi sinh vật trong nước rất đa dạng, trong đó vi khuẩn dị dưỡng chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số vi khuẩn, chúng có thể loại bỏ nitrogen vô cơ trong ao, nên phần lớn NH4+ và NO3- được hấp thu và chuyển hóa bởi các vi khuẩn dị dưỡng và phần còn lại được chuyển thành nitrite hay nitrate nhờ nhóm vi khuẩn Nitrosomonas hay vi khuẩn Nitrobacter (Montoya et al. 2002). Vi khuẩn dị dưỡng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản có thể sử dụng nitrogen từ thức ăn tôm dư thừa, phân thải của tôm và nitrogen vô cơ hòa tan trong nước (Fuhrman et al. 1988). 1
Trong nuôi trồng thủy sản để kiểm soát nitrogen vô cơ với những ao nuôi không thay nước nếu bổ sung thêm carbon hữu cơ (carbohydrate) có thể kiểm soát được sự tích tụ của nitrogen vô cơ (Kochva et al. 2009). Thật vậy, Avnimelech (1999) đã chứng minh rằng khi bổ sung carbohydrate vào ao nuôi cá rô phi với tỷ lệ C:N dao động từ 10:1 đến 20:1 thì có thể loại bỏ nitrogen vô cơ hiệu quả. Năm 2000, McIntosh đã nuôi thành công tôm thẻ chân trắng trong ao với mô hình không thay nước và thức ăn cho tôm với hàm lượng protein rất thấp chỉ 18% tương đương với tỷ lệ C:N=20:1. Năm 1999, Avnimelech đã xây dựng phương pháp bổ sung nguồn carbohydrate nhằm giúp phát huy vai trò của vi khuẩn dị dưỡng cho quy trình công nghệ biofloc và bắt đầu một số thử nghiệm trên tôm, cá (Avnimelech et al. 2003). Theo quan sát của Avnimelech (2006) và Ray et al. (2012) cho thấy trong hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh khi có bổ sung thêm carbohydrate cho thấy nhiều lợi ích (i) cải thiện chất lượng nước, giảm áp lực của nghề nuôi đến môi trường, (ii) do vậy có thể tăng mật độ nuôi và cho năng suất cao (iii) ít bùng phát dịch bệnh do vi khuẩn có khả năng tạo chất kháng khuẩn poly-β-hydroxybutyrate (PHB) và kháng sinh (iv) nhờ đó giúp tôm tiêu hóa tốt và lớn nhanh điều này giúp tiết kiệm thức ăn cũng như giảm chi phí thuốc hóa chất phòng trị bệnh. Nhiều tác giả đã và đang đi sâu nghiên cứu theo hướng chuyển đổi từ nhóm sinh vật tự dưỡng sang sử dụng nhóm sinh vật dị dưỡng để xử lý các chất thải hữu cơ tồn lưu trong ao nuôi thủy sản, vì chúng thuận lợi hơn và hiệu quả hơn trong việc tái sử dụng nước (Ray et al. 2012). Nghiên cứu của Avnimelech (1999) cho thấy các hệ thống xử lý chất thải dạng vật chất lơ lửng thì quần thể vi khuẩn dị dưỡng chiếm ưu thế. và đồng thời môi trường ao nuôi được cải thiện nên giúp hạn chế thay nước cho ao nuôi tôm cá thương phẩm (Burford et al. 2003). Trong ao nuôi tôm, khi bổ sung thêm carbohydrate giúp gia tăng mật số cũng như tối ưu hóa hoạt động sống của vi khuẩn dị dưỡng. Nhằm phát uy vai trò phân hủy và đồng hóa của vi khuẩn. Kết quả của việc bổ sung carbohydrate làm hình thành nhiều hạt bông cặn sinh học, quy trình nuôi này được gọi là quy trình biofloc và những bông cặn sinh học được gọi là hạt biofloc (Burford et al. 2003). Tổng kết của Taw (2011) cho thấy rằng, công nghệ biofloc được đề xuất và ứng dụng vào những năm 2000 bởi Avnimelech, McIntosh (2000); Taw (2005) và quy trình biofloc đã được ứng dụng ở một số quốc gia trên thế giới chủ yếu theo mô hình nước chảy trong nhà kính ở Mỹ, Mexico và nuôi trong ao lót bạt ngoài trời ở một số trang trại tại Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Ấn Độ và Trung Quốc từ năm 2005- 2011. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm bước đầu khá khả quan, năng suất tôm nuôi tăng, môi trường ao nuôi được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, quy trình hiện tại còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và ứng dụng cho phù hợp. 2