Luận văn cao học nuôi trồng thủy sản: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (oreochromis niloticus)

Chia sẻ: Nguyen Khanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

295
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn cao học nuôi trồng thủy sản: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (oreochromis niloticus).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn cao học nuôi trồng thủy sản: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (oreochromis niloticus)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN ĐỖ VĂN BƯỚC ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT CHẤT QUINALPHOS LÊN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ, SINH HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ RÔ PHI (Oreochromis niloticus) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2010
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN ĐỖ VĂN BƯỚC ẢNH HƯỞNG CỦA THUỐC TRỪ SÂU HOẠT CHẤT QUINALPHOS LÊN MỘT SỐ CHỈ TIÊU SINH LÝ, SINH HÓA VÀ TĂNG TRƯỞNG CỦA CÁ RÔ PHI (Oreochromis niloticus) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS NGUYỄN THANH PHƯƠNG 2010
LỜI CẢM TẠ Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy PGs.Ts. Nguyễn Thanh Phương đã tận tình quan tâm, hướng dẫn, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin gởi lời cảm ơn chân thành đến cô Ts. Đỗ Thị Thanh Hương đã cho tôi những lời khuyên, những ý kiến đóng góp quý báu và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài. Chân thành cảm ơn đến các bạn Nguyễn Thị Kim Hà, Nguyễn Văn Toàn công tác tại Bộ môn Dinh dưỡng và Chế biến thuỷ sản đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Xin gởi lời cảm ơn đến các bạn lớp Cao học K15, các em sinh viên lớp Nuôi trồng thuỷ sản K34 (Liên thông) và các em sinh viên lớp Nuôi trồng thuỷ sản K35 (Liên thông) đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài. Chân thành cảm ơn dự án “Nghiên cứu được thực hiện dưới sự tài trợ kinh phí của dự án - PhysCAM” (Nghiên cứu Đào tạo về sinh lý động vật Thủy sản ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, 2007-2010 do DANIDA, Đan Mạch tài trợ) đã hỗ trợ kinh phí và phương tiện cho tôi thực hiện đề tài này. Xin được gởi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Kiên Giang, Ban Lãnh đạo Chi cục Nuôi trồng thuỷ sản tỉnh Kiên Giang, các anh, chị và các bạn đồng nghiệp cơ quan đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, động viên trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Cuối cùng, xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ, chia sẽ và động viên trong suốt thời gian tập trung tại trường. Chân thành cảm ơn! i
TÓM TẮT Cá rô phi (Oreochromis niloticus) là một trong những loài được thả nuôi phổ biến trong các mô hình canh tác trên ruộng lúa (nuôi luân canh hay nuôi kết hợp). Sử dụng thuốc trừ sâu để phòng và trừ sâu rầy cho lúa là một biện pháp kỹ thuật phổ biến. Thuốc trừ sâu rơi vào môi trường nước là một trong những mối nguy có thể ảnh hưởng đến cá thả nuôi. Thuốc trừ sâu Kinalux 25EC chứa họat chất quinalphos là một trong những loại được sử dụng phổ biến trên lúa hiện nay. Nghiên cứu này được tiến hành để đánh giá mức độ ảnh hưởng của thuốc lên cá rô phi ở nồng độ gây chết và dưới ngưỡng gây chết nhằm xác định mức độ độc tính của thuốc đối với cá. Giá trị LC50–96 giờ của thuốc Kinalux 25EC với cá rô phi cỡ 10–12 g/con là 0,84 mg/L. Ở cá sắp chết thì hoạt tính men cholinesterase (ChE) ở não bị ức chế từ 80,7% đến 90,9% và cơ bị ức chế từ 56,1% đến 86,7%. Hoạt tính ChE trong não và gan ở thời điểm 96 giờ tiếp xúc với thuốc bị ức chế lần lượt là 85,6% và 90,8%; trong khi hoạt tính GST ở não và gan tăng cao hơn có ý nghĩa thống kê (p
ABSTRACT Tilapia (Oreochromis niloticus) is one of popularly cultured species in rice-fish farming systems. The use of insecticides to control pests in rice is a popular technique. However, the insecticide use might reach water environment and cause hazard affect on fish. Insecticide Kinalux 25EC containing active ingredient called quinalphos is a common type of insectice, which is used currently. This study was conducted to evaluate the effects of quinalphos on tilapia at concentrations of sublethal and lethal in order to determine the levels of toxicity to this fish. Value of LC50-96 hours of Kinalux 25EC on tilapia (sizing 10-12 g) was 0.84 mg/L. The activity of enzyme cholinesterase (ChE) in the brain of fish was inhibited from 80.7% to 90.9% and muscle inhibited from 56.1% to 86.7% at the stage of mortality. The activity of ChE in the brain and liver at 96 hours was inhibited 85.6% and 90.8%, respectively; while the GST activity in brain and liver was significantly higher if compared with control treatment at the same sampling point (p
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành trên kết quả nghiên cứu thực tế của tôi trong khuôn khổ dự án “Nghiên cứu được thực hiện dưới sự tài trợ kinh phí của dự án - PhysCAM” (Nghiên cứu Đào tạo về sinh lý động vật Thủy sản ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, 2007-2010 do DANIDA, Đan Mạch tài trợ). Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào liên quan trong cùng lĩnh vực. Dự án có quyền sử dụng kết quả của luận văn này để phục vụ cho dự án. Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Ký tên Đỗ Văn Bước iv
MỤC LỤC Trang LỜI CẢM TẠ .................................................................................................... i TÓM TẮT......................................................................................................... ii ABSTRACT.....................................................................................................iii LỜI CAM ĐOAN............................................................................................ iv MỤC LỤC ........................................................................................................ v DANH SÁCH BẢNG ..................................................................................... vii DANH SÁCH HÌNH.....................................................................................viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... ix CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................... 1 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................ 3 2.1 Một vài đặc điểm về cá rô phi............................................................. 3 2.1.1 Đặc điểm hình thái và phân loại .................................................. 3 2.1.2 Đặc điểm môi trường sống .......................................................... 3 2.1.3 Đặc điểm dinh dưỡng .................................................................. 4 2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng ...................................................................... 4 2.2 Tình hình nuôi cá rô phi trên thế giới ................................................. 4 2.3 Sơ lược về nuôi cá rô phi ở Việt Nam ................................................ 5 2.4 Giới thiệu về thuốc BVTV.................................................................. 5 2.5 Sơ lược về một số thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ................................. 6 2.6 Mức độ ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên một số loài thủy sản ở nồng độ gây chết (LC50–96 giờ)................................................................... 7 2.7 Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên một số men ở cá............................. 8 2.7.1 Sơ lược về men cholinesterase .................................................... 8 2.7.2 Khả năng ức chế men cholinesterase (ChE) của thuốc BVTV ... 8 2.7.3 Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên men Glutathione S-transferase (GST) ........................................................................................... 9 2.8 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên tỷ lệ sống và tăng trưởng của cá . 10 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............. 11 3.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu ..................................................... 11 3.2 Vật liệu nghiên cứu ........................................................................... 11 3.2.1 Cá dùng trong thí nghiệm .......................................................... 11 3.2.2 Hóa chất dùng trong thí nghiệm ................................................ 11 3.3 Phương pháp nghiên cứu .................................................................. 12 3.3.1 Phương pháp xác định LC50 của quinalphos ............................. 12 3.3.2 Xác định ngưỡng ức chế ChE gây chết cá................................. 13 3.3.3 Xác định mức độ nhạy cảm của ChE và GST với quinalphos .. 13 v
3.3.4 Ảnh hưởng của quinalphos lên tăng trưởng, tỷ lệ sống của cá.. 14 3.4 Phương pháp phân tích...................................................................... 14 3.4.1 Cách lấy mẫu ............................................................................. 14 3.4.2 Cách nghiền mẫu ....................................................................... 15 3.4.3 Phân tích ChE ............................................................................ 15 3.4.4 Phân tích GST............................................................................ 16 3.4.5 Phân tích protein ........................................................................ 17 3.5 Tốc độ tăng trưởng............................................................................ 18 3.6 Các chỉ tiêu khác ............................................................................... 19 3.7 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................ 19 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 20 4.1 Giá trị LC50 –96 giờ của hoạt chất quinalphos đối với cá rô phi ..... 20 4.1.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm ................... 20 4.1.2 Kết quả thí nghiệm LC50–96 giờ ............................................... 20 4.2 Ngưỡng ức chế men ChE trong não và cơ gây chết cá ..................... 21 4.2.1 Hoạt động của cá trong thời gian thí nghiệm ............................ 21 4.2.2 Hoạt tính ChE ở não và cơ của cá bắt đầu chết ......................... 22 4.3 Mức độ nhạy cảm của men ChE và GST ở cá khi tiếp xúc với hoạt chất quinalphos ................................................................................. 24 4.3.1 Biến động các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm ... 24 4.3.2 Hoạt tính của men ChE trong não và gan cá ............................. 25 4.3.3 Hoạt tính của men GST trong gan và não của cá ...................... 28 4.4 Ảnh hưởng của thuốc lên tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá ... 30 4.4.1 Các yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm .................... 30 4.4.2 Tỷ lệ sống của cá trong thời gian thí nghiệm ............................ 32 4.4.3 Ảnh hưởng của thuốc lên tăng trưởng của cá............................ 33 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................... 36 5.1 Kết luận ............................................................................................. 36 5.2 Đề xuất .............................................................................................. 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................. 37 PHỤ LỤC A........................................................ Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC B ........................................................ Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC C........................................................ Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC D........................................................ Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC E ........................................................ Error! Bookmark not defined. vi
DANH SÁCH BẢNG trang Bảng 3.1: Quá trình phân tích ChE................................................................ 16 Bảng 3.2: Quá trình phân tích GST ............................................................... 17 Bảng 3.3: Quá trình thiết lập đường chuẩn và phân tích protein................... 18 Bảng 4.1: Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm LC50–96 giờ .................. 20 Bảng 4.2: Các yếu tố môi trường trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm ......... 25 Bảng 4.3: Hoạt tính men ChE trong não cá ................................................... 25 Bảng 4.4: Hoạt tính ChE trong gan cá ........................................................... 27 Bảng 4.5: Yếu tố môi trường trong thời gian thí nghiệm .............................. 31 Bảng 4.6: NO2-, NO3- và NH3 trong thời gian thí nghiệm ............................. 31 Bảng 4.7: Số cá chết qua từng thời điểm ....................................................... 33 Bảng 4.8: Khối lượng và tốc độ tăng trưởng tuyệt đối của cá....................... 34 vii
DANH SÁCH HÌNH trang Hình 2.1: Sản lượng lượng nuôi cá rô phi trên thế giới................................... 5 Hình 3.1: Hệ thống thí nghiệm LC50.............................................................. 13 Hình 3.2: Lấy mẫu não cá.............................................................................. 15 Hình 3.3: Lấy mẫu cơ cá................................................................................ 15 Hình 4.1: Cá bị sẫm màu (A) và cá bình thường không bị sẫm màu (B) ...... 22 Hình 4.2: Phần trăm hoạt tính men ChE bị ức chế ở não cá.......................... 23 Hình 4.3: Phần trăm hoạt tính ChE bị ức chế ở cơ cá ................................... 24 Hình 4.4: Phần trăm ChE bị ức chế ở não cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm... 26 Hình 4.5: Phần trăm ChE bị ức chế ở gan cá trong thí nghiệm mức độ nhạy cảm... 28 Hình 4.6: Hoạt tính GST ở gan cá ................................................................. 29 Hình 4.7: Hoạt tính GST ở não cá ................................................................. 30 Hình 4.8: Tỷ lệ sống của cá qua thời gian thí nghiệm ................................... 32 Hình 4.9: Hệ số chuyển đổi thức ăn của cá ................................................... 34 viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AChE Acetylcholinesterase AChI Acetylthiocholine iodide BSA Albumine bovine Sigma BVTV Bảo vệ thực vật CDNB 1-chloro-2,4-dinitrobenzene ChE Cholinesterase Ctv Cộng tác viên DTNB Dithiobisnitrobenzoate DWG Daily weight gain (Tăng trọng trung bình theo ngày) FAO Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên Hợp Quốc) FCR Feed conversion ratio (Hệ số chuyển hoá thức ăn) GSH Glutathione GST Glutathione S-transferase LC50 Lethal concentration 50 (Nồng độ gây chết 50%) TLS Tỷ lệ sống Wc Khối lượng cuối Wđ Khối lượng đầu ix
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) trong sản xuất nông nghiệp, nhất là trong trồng lúa ngày càng trở nên phổ biến với nhiều chủng loại thuốc khác nhau. Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn tại trong môi trường nước ngày càng trở thành vấn đề đáng quan tâm, đặc biệt là khả năng ảnh hưởng đến các loài thủy sinh vật. Theo Berg (2001) ước tính có đến 30.000 tấn thuốc bảo vệ thực vật được sử dụng hàng năm trên đồng ruộng ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long. Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên các loài thủy sinh vật nói chung hay một số loài cá nói riêng đã được nghiên cứu trên nhiều loại thuốc khác nhau từ nồng độ gây chết (LC50) đến nồng độ dưới ngưỡng gây chết. Cá rô phi (Oreochromis niloticus) là loài có khả năng thích ứng rộng, do đó chúng có thể nuôi trong các hệ thống nuôi khác nhau. Ở nước ta cá rô phi đang được nuôi khá phổ biến, trong đó phần lớn sản lượng cá rô phi được nuôi ở ao, lồng bè trên sông, hồ chứa vùng nước ngọt (Phạm Anh Tuấn và ctv., 2008). Hiện tại, cá rô phi cũng là một trong những đối tượng thả ghép trong các mô hình nuôi cá trên ruộng lúa. Cá rô phi nuôi trong ruộng lúa có khả năng tiếp xúc với các hoạt chất thuốc BVTV và khi đó cá có thể bị ảnh hưởng. Các loại thuốc BVTV trong đó loại thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ (Organophosphorus) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp đặc biệt là trong canh tác lúa. Nhìn chung, thuốc không tồn tại trong thời gian dài nhưng việc sử dụng lặp lại nhiều lần trong mùa vụ nhất là trong mô hình nuôi cá kết hợp trồng lúa khi đó cá phải tiếp xúc thường xuyên với hàm lượng thuốc trừ sâu dưới mức ngưỡng gây chết có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của cá. Thuốc gây hại cho sinh vật chủ yếu qua tác động lên hệ thần kinh thông qua ức chế hoạt tính của men cholinesterase (Rao, 2006) và làm thay đổi hoạt tính của một số men khác như Catalase và Glutathione S-transferase (Maduenho and Martinez, 2008). Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên đối tượng thuỷ sản đã được nghiên cứu rất nhiều trong thời gian qua. Trong đó, đối với cá rô phi thì ảnh hưởng của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ lên sinh lý, sinh hóa và tốc độ tăng trưởng vẫn còn nhiều khí cạnh cần được nghiên cứu tiếp tục. Vì vậy đề tài: Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu hoạt chất quinalphos (gốc lân hữu cơ) lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa và tăng trưởng của cá rô phi (Oreochromis niloticus) được chọn nghiên cứu. 1
Mục tiêu tổng quát Nhằm tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của thuốc trừ sâu Kinalux 25EC có hoạt chất quinalphos thuộc gốc lân hữu cơ lên các loài cá nuôi nói chung và cá rô phi nói riêng từ đó có thể đưa ra khuyến cáo hợp lý trong việc sử dụng thuốc nhằm làm giảm ảnh hưởng đến sự phát triển của cá nuôi, đặc biệt trong mô hình nuôi cá kết hợp trồng lúa. Mục tiêu cụ thể Nhằm tìm hiểu mức độ độc cấp tính (LC50), thay đổi hoạt tính của các men và khả năng tăng trưởng của cá rô phi (Oreochromis niloticus) trong bể khi tiếp xúc với thuốc trừ sâu Kinalux 25EC (hoạt chất quinalphos). Nội dung - Xác định giá trị LC50–96 giờ của thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ hoạt chất quinalphos lên cá rô phi (Oreochromis niloticus) giai đoạn giống 10–12 g/con. - Xác định sự ảnh hưởng của hoạt chất quinalphos ở các nồng độ khác nhau đến hoạt tính của men cholinesterase (ChE) và men giải độc glutathione S-transferase (GST) ở cá rô phi. - Ảnh hưởng của quinalphos ở nồng độ dưới ngưỡng gây chết lên sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá rô phi. 2
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Một vài đặc điểm về cá rô phi 2.1.1 Đặc điểm hình thái và phân loại 2.1.1.1 Phân loại Cá rô phi Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) được phân loại như sau: Giới: Animalia (giới động vật) Ngành: Chordata (có dây sống) Lớp: Actinopterygii (lớp phụ cá vây tia) Bộ: Perciformes (cá vược) Họ: Cichlidae Giống: Oreochromis Loài: Oreochromis niloticus Căn cứ vào đặc trưng về tập tính sinh sản và hình thái bên ngoài cá rô phi được phân loại thành ba giống là Tilapia gồm những loài ấp trứng trên vật bám (giá thể); giống Sarotherodon gồm các loài ngậm trứng và cá con trong miệng và giống Oreochromis là loại cá đực làm tổ đẻ, chỉ có cá cái ấp trứng trong miệng (Phạm Văn Khánh và Lý Thị Thanh Loan, 2004). 2.1.1.2 Đặc điểm hình thái Cá rô phi (Oreochromis niloticus) có đặc điểm toàn thân phủ vảy, ở phần lưng có màu xám nhạt và phần bụng có màu trắng ngà hoặc xanh nhạt. Trên thân có từ 7-9 vạch chạy từ phía lưng xuống bụng. Các vạch đậm dọc theo vây đuôi ở từ phía lưng xuống bụng (http://www.fistenet.gov.vn). Vây lưng của cá chạy dài liên tục gồm có 15 đến 18 gai cứng và 11 đến 13 tia mềm. Vây hậu môn có 3 gai và 10-11 tia mềm (http://www.fishbase.org). Cá có kích cỡ thương phẩm tương đối lớn, tốc độ tăng trưởng nhanh. Ðây là loài được nuôi phổ biến trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay. 2.1.2 Đặc điểm môi trường sống Đa số các loài cá rô phi được nuôi hiện nay điều có các đặc điểm gần giống nhau, chúng có khả năng chịu đựng và thích ứng với nhiều điều kiện môi trường khác nhau, có thể sống ở nước ngọt và nước lợ (Đoàn Khắc Độ, 2008). Nhiệt độ thích hợp cho sự tăng trưởng của cá rô phi là 25–320C và cá sẽ ngừng ăn khi nhiệt độ giảm thấp đến 200C cá sẽ chết khi nhiệt độ giảm thấp 3
xuống dưới mức 110C (Harrison, 2006). Cá rô phi có thể sống được trong khoảng pH từ 5-10, khoảng pH thích hợp cho cá phát triển từ 7–8, cá chịu được trong môi trường có oxy hòa tan thấp, dưới 1 mg/L cá vẫn sống bình thường (Đoàn Khắc Độ, 2008). 2.1.3 Đặc điểm dinh dưỡng Tính ăn của cá thay đổi theo các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường nuôi. Cá rô phi là loài cá ăn tạp nghiêng về thực vật, thức ăn chủ yếu là tảo và mùn bã hữu cơ. Ở giai đoạn từ cá bột lên cá hương, thức ăn chủ yếu là các loài động vật phù du và thực vật phù du trong nước (Medri et al., 2000). Từ giai đoạn cá hương đến cá trưởng thành thức ăn chủ yếu là mùn bã hữu cơ và thực vật phù du. Ngoài ra cá rô phi còn ăn được thức ăn bổ sung như cám gạo, bột ngô, đỗ tương, bột cá và các loại phụ phẩm nông nghiệp khác (http://www.fistenet.gov.vn). Theo kết quả nghiên cứu của Trần Lê Cẩm Tú và ctv (2008) cá rô phi có khả năng tiêu hóa được khoai ngọt tương đương với cám sấy, có thể phối hợp lượng khoai ngọt trong khẩu phần công thức cho cá rô phi ăn là 20%. 2.1.4 Đặc điểm sinh trưởng Tốc độ lớn của cá rô phi phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, thức ăn, mật độ thả và kỹ thuật chăm sóc. Khi nuôi thâm canh cá lớn nhanh hơn khi nuôi bán thâm canh hay là nuôi ghép. Trong ao nuôi cá từ hương lên giống, cá rô phi có tốc độ sinh trưởng khá nhanh từ 15-20 g/tháng và từ tháng nuôi thứ 2 đến tháng nuôi thứ 6 tăng trưởng bình quân của cá có thể đạt 2,8-3,2 g/con/ngày. Cá rô phi có thể đạt trọng lượng bình quân trên 500 g/con sau 5-6 tháng nuôi (http://www.fistenet.gov.vn). 2.2 Tình hình nuôi cá rô phi trên thế giới Trên thế giới có khoảng 70 loài cá rô phi và có 9 loài được nuôi phổ biến. Cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) là đối tượng được nuôi phổ biến ở nhiều nước trên thế giới như Trung Quốc, Đài Loan, Brazil, Costa Rica,… Theo FAO (2009) thì Trung Quốc là nước có sản lượng cá rô phi đạt cao nhất trên thế giới. Năm 2003 sản lượng cá rô phi của Trung Quốc đạt gần 806 nghìn tấn và Ai Cập đạt sản lượng gần 200 nghìn tấn. Trong khi đó các nước như Philipin, Thái Lan và Indonexia có sản lượng lần lượt là 111 nghìn tấn, 97 nghìn tấn và 72 nghìn tấn. Năm 2002 sản lượng đạt trên 1,5 triệu tấn (Yonas Fessehaye, 2006). Sản lượng cá rô phi đạt được đã đóng góp đáng kể cho việc gia tăng sản lượng thủy sản cho thế giới. 4
Tấn (x1.000) Năm Hình 2.1: Sản lượng lượng nuôi cá rô phi trên thế giới (FAO, 2009). 2.3 Sơ lược về nuôi cá rô phi ở Việt Nam Năm 1973 thì cá rô phi vằn (Oreochromis niloticus) được nhập vào nước ta. So với loài rô phi đen (Oreochromis mossambicus) thì loài này có nhiều ưu điểm hơn như lớn nhanh, to con hơn nên người nuôi dễ chấp nhận. Chúng sống được ở cả ao hồ nước ngọt lẫn vùng nước lợ cửa sông. Nhiều nước trên thế giới đã chọn loài này là loài cá nuôi chủ lực, mang lại hiệu quả kinh tế khá rõ rệt, nhất là ở các nước Châu Á (http://www.ria1.org). Sản lượng cá rô phi ở nước ta hàng năm đều tăng, diện tích nuôi được mở rộng. Năm 2005 thì diện tích nuôi cá rô phi đạt 29.717 ha, sản lượng đạt 54.487 tấn, chủ yếu là nuôi nước ngọt với các hình thức nuôi là quảng canh và bán thâm canh. Sản phẩm cá rô phi tiêu thụ nội địa là 95–98%, trong khi đó xuất khẩu chỉ đạt khoảng 869 tấn đạt giá trị 1,9 triệu USD. Theo kế hoạch đến 2015 thì sản lượng đạt 300.00–350.000 tấn, diện tích nuôi 59.150 ha và xuất khẩu khoảng 30% đạt giá trị 100 triệu USD (http://www.ria1.org). 2.4 Giới thiệu về thuốc BVTV Thuốc BVTV là những chất hóa học hữu cơ được sản xuất và sử dụng vào mục đích bảo vệ thực vật hay động vật nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất. Có khoảng trên 10.000 chất khác nhau, chúng được phân loại gồm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc và một số dạng khác như thuốc diệt loài gặm nhắm, diệt trừ côn trùng (Đặng Kim Chi, 2005). Theo Hoàng Văn Bính (2002) thì thuốc BVTV bao gồm các hợp chất sau như hợp chất lân hữu cơ có cấu trúc tương tự nhau, tuy độc tính của từng hoạt chất khác nhau nhưng chúng có cùng một cơ chế tác dụng là ức chế hoạt tính men cholinesterase; hợp chất clor hữu cơ có cấu trúc rất khác nhau và có 5
ít nhất một nguyên tử clor trong phân tử, hoạt chất tồn tại lâu trong đất, nước và thực phẩm, chúng độc đối với tế bào thần kinh, ức chế men ATP adenosine triphotphataza nhưng chúng không ức chế men cholinesterase; và hợp chất carbamate là dẫn xuất của axít carbamic, thuốc có độc tính cao và phân hủy giống hợp chất lân hữu cơ, chúng có tác động tương đối nhanh đến hệ thần kinh và ức chế men cholinesterase (Trần Văn Hai, 2002, trích bởi Ngô Thanh Toàn, 2008). Việc sử dụng thuốc BVTV đem lại lợi ích đáng kể trong sản xuất nông nghiệp, tuy nhiên phần lớn ở các loại thuốc đều có tác hại đến ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi. Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã ban hành danh mục thuốc BVTV (2010) được phép sử dụng trong sản xuất nông nghiệp gồm thuốc trừ sâu 437 hoạt chất; thuốc trừ bệnh 304 hoạt chất; thuốc trừ cỏ 160 hoạt chất; thuốc trừ chuột 11 hoạt chất; thuốc điều hòa sinh trưởng 49 hoạt chất; chất dẫn dụ côn trùng 6 hoạt chất; thuốc trừ ốc 19 hoạt chất; và chất hỗ trợ (chất trải) 5 hoạt chất. Thời gian phân hủy của thuốc BVTV có thể phân chia thành các loại sau như loại không bền thời gian phân hủy 1 đến 2 tuần; loại trung bình có thời gian phân hủy 1 đến 18 tháng; loại bền thời gian phân hủy trên 2 năm (Đặng Kim Chi, 2005). 2.5 Sơ lược về một số thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ (oraganophosphorus) được sử dụng rất nhiều trong sản xuất nông nghiệp để bảo vệ mùa màng, các sản phẩm nông nghiệp và các ngành có liên quan mật thiết khác là cây công nghiệp, làm vườn, lâm nghiệp, chăn nuôi. Theo Lê Huy Bá (2007) thì lân hữu cơ là những chất có ít nhất 1 nguyên tử phosphor, các phosphor hữu cơ có hai đặc tính nổi bật, thứ nhất là độc với động vật có xương sống hơn là gốc chlor hữu cơ, thứ hai là không tồn lưu lâu, ít hoặc không tích lũy trong mô mỡ động vật. Thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ gây độc chủ yếu qua ức chế men acetylcholinesterase làm tích lũy quá nhiều acetylcholine tại vùng synapse làm cho cơ bị giật mạnh và cuối cùng bị tê liệt. Một số đặc điểm Quinalphos Quinalphos thuốc gốc lân hữu cơ thuộc nhóm heterocyclic. Có tên hóa học là: O,O-diethyl O-quinoxalin-2-yl phosphorothioate. Công thức phân tử là: C12H15N2O3PS Trọng lượng phân tử 298,3 g/mole Công thức cấu tạo: 6
Theo danh mục thuốc BVTV được phép sử dụng ở Việt Nam (2010) thì hoạt chất quinalphos có nhiều tên thương mại khác nhau của các công ty trong và ngoài nước như DDVQuin 25EC, Faifos (5G, 25EC), Kinalux 25EC, Methink 25 EC, Peryphos 25 EC, Quiafos 25EC, Quilux 25EC, Quintox (5EC, 10EC, 25 EC). Hoạt chất quinalphos có tỷ trọng 1,235 g/mL ở 200C lớn hơn tỷ trọng của nước, hòa tan được trong các dung môi như hexane tuloene, ethyl acetate, acetone, methanol, ethanol; ổn định trong axít, kiềm ... (Biotech, 1991). 2.6 Mức độ ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên một số loài thủy sản ở nồng độ gây chết (LC50–96 giờ) Hiện nay một số thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ đã được nghiên cứu xác định nồng độ gây chết LC50 trên nhiều đối tượng thủy sản và giá trị tương đối khác nhau ở nhiều loài. Theo Murty et al. (1984) nghiên cứu về độc chất của methyl parathion và fensulfothion (là hai loại hoạt chất có cùng nhóm phenyl organothiophosphate) trên cá Mystus cavasius thì thấy giá trị LC50–96 giờ của hai hoạt chất này lần lượt là 5,9 mg/L và 16,5 mg/L, trên cùng một đối tượng hoạt chất methyl parathion có giá trị LC50–96 giờ thấp hơn chứng tỏ rằng độ độc của thuốc cao hơn nhiều so với hoạt chất fensulfothion. Tương tự ở cá Mystus cavasius giá trị LC50–96 giờ sau khi cho tiếp xúc với hoạt chất fenitrothion là 3,3 mg/L (Murty et al., 1982). Ngoài ra, ảnh hưởng của hoạt chất thuốc trừ sâu lên cá cũng khác nhau theo kích cỡ, đối với loài cá Labeo rohita thì LC50–96 giờ được nghiên cứu ở các kích cỡ khác nhau khi tiếp súc với hoạt chất fenitrothion thì có giá trị tương ứng là 3 đến 4,4 cm là 2,8 mg/L; 4,5 đến 5,9 cm là 4,1 mg/L và 6 đến 8 cm là 4,6 mg/L. Tuy nhiên, các giá trị này khác biệt không có ý nghĩa (Murty et al., 1982). Ở tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii) nồng độ gây chết 50% sau 96 giờ khi tiếp xúc với diazinon là 390 µg/L, nồng độ tương đối thối thấp này chứng tỏ rằng hoạt chất rất độc với tôm (Ngô Thanh Toàn, 2008). Ở một số loài cá rô phi các giá trị LC50 của các loại thuốc trừ sâu cũng tương đối khác nhau tùy theo từng hoạt chất. Ở cá rô phi đỏ (Oreochromis spp.) khi thí nghiệm được bố trí ở 6 mức nồng độ diazinon khác nhau, giá trị 7
LC50 của cá ở 96 giờ được xác định là 3,84 mg/L (Palacio, 2002). Theo Pathiratne (1999) ngưỡng gây chết 50% cá rô phi (Oreochromis mossambicus) khi tiếp xúc với hoạt chất fenthion thời gian 96 giờ có giá trị 0,83 mg/L ở cá có khối lượng từ 0,19 g đến 0,26 g và 2,07 mg/L ở khối lượng 1,2 g đến 2,9 g. Trong một nghiên cứu khác giá trị LC50–96 giờ trên cá rô phi (Oreochromis niloticus) có khối lượng 14,3±1,3 g được thí nghiệm trên hoạt chất lidane là 3,16 mg/L (Hmoud, 1996) trong khi đó cá có khối lượng 4 cm đến 6 cm khi tiếp xúc hoạt chất deltamethrin có giá trị là 15,5 mg/L (Josephine et al., 2006). Tuy nhiên, ngưỡng gây chết 50% ở 48 giờ ở cá rô phi (Oreochromis niloticus) khi cho tiếp xúc với deltamethrin có giá trị tương đối thấp đối với ấu trùng và cá con lần lượt là 1,17 µ/L và 1,7 µ/L (Caglan et al., 2009) cho thấy cá nhỏ dễ bị ảnh hưởng của thuốc hơn cá lớn. Hoạt chất quinalphos cũng được nghiên cứu xác định ngưỡng gây chết trên loài cá Channa punctatus, nồng độ gây chết LC50-96 giờ có giá trị là 0,25 mg/L (Sastry and Abad, 1982). Trong khi đó ở cá chép (cyprinus carpio) có kích cỡ 2±0,2 g giá trị LC50-96 giờ là 7,5 µg/L (Chebbi and David, 2009). 2.7 Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên một số men ở cá 2.7.1 Sơ lược về men cholinesterase Cholinesterase tập trung nhiều ở các mô thần kinh, não, huyết tương và hồng cầu của động vật có xương sống. ChE có hai loại gồm: acetylcholinesterase (AChE) và khi men này bị ức chế cao chúng sẽ làm chết các loài sinh vật; loại thứ hai là butyrylcholinesterase (BChE) khi bị ức chế nhiều vẫn không khả năng làm chết sinh vật (Fulton và Key, 2001). Đặc biệt, các cholinesterase rất nhạy cảm với các loại thuốc trừ sâu oraganophosphorus và carbamate (Ralph et al., 1994). AChE rất quan trọng trong việc điều tiết, dẫn truyền xung thần kinh ở các synapse của hệ thống thần kinh. Vì vậy, AChE có khả năng quyết định chức năng của hệ thống thần kinh và dễ dàng bị ảnh hưởng bởi các thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và carbamate kể cả động vật sống dưới nước và động vật sống trên cạn, sự ức chế của AChE đã được sử dụng như một chất đánh dấu sinh học. Tuy nhiên, sử dụng sự ức chế AChE làm chất đánh dấu sinh học ở động vật không xương sống vẫn chưa được nghiên cứu sâu (Fulton and Key, 2001). 2.7.2 Khả năng ức chế men cholinesterase (ChE) của thuốc BVTV Sự ức chế của men cholinesterase đã được nghiên cứu rất nhiều ở người và các loài động vật qua việc tiếp xúc với các chất độc, đặc biệt là các loại 8
thuốc BVTV. Theo Addison (1992) men cholinesterase có thể bị ức chế do liên kết được với nhiều hóa chất khác bao gồm những loại thuốc trừ sâu gốc lân hữu cơ và gốc carbamate. Sự ức chế ChE ở cá đã được sử dụng tới việc đánh giá tác động các loại thuốc trừ sâu trong môi trường nước. Nghiên cứu trên loài cá Gambusia ajfini tác giả Boone và Janice (1996) cho rằng, ChE ở não và thịt của cá bị ức chế cao trong suốt 48 giờ khi cá tiếp xúc với các hoạt chất chlorpyrifos (0,1 ppm), parathion (0,15 ppm) và methyl parathion (8 ppm). Vùng não của cá bị ức chế cao nhất ở thời điểm 12 giờ sau khi tiếp xúc với parathion và chlorpyrifos và 4 giờ sau khi tiếp xúc với methyl parathion, tất cả thuốc điều ức chế ChE hơn 70% ở thời điểm 4 giờ trong thịt. Ở cá rô đồng giống mức độ nhạy cảm của ChE với hai hoạt chất diazinon và fenobucarb cũng đã được nghiên cứu, kết quả cho thấy diazinon độc hơn fenobucarb, nồng độ 0,05 mg/L của diazinon đã ức chế 73% ChE. Tất cả cá chết điều có hoạt tính của ChE bị ức chế lớn hơn 70% so với mức bình thường (Nguyễn Văn Công và ctv., 2008a). 2.7.3 Ảnh hưởng của thuốc BVTV lên men Glutathione S-transferase (GST) GST là men có vai trò trong việc giải độc, có chức năng xúc tác các phản ứng giữa hợp chất có ái lực điện tử như thuốc trừ sâu, kim loại nặng,… với glutathione (GSH), các hợp chất từ đó chuyển thành N-acetyl cystine S dạng kết hợp sau đó sẽ thải qua nước tiểu và phân (Yawad, 1989 trích bởi Nguyễn Ngọc Hiền, 2008). Khi nghiên cứu ảnh hưởng của thuốc trừ nấm lên men GST trên cá hồi (Salmo trutta) thì Almli et al. (2002) cho rằng hoạt chất của thuốc trừ nấm làm giảm dáng kể hoạt tính của GST ở mang cá trong khi ở gan thì có sự thay đổi không đáng kể trong thời gian 5 ngày đầu. Tuy nhiên khi cho tiếp xúc với thuốc thêm 4 ngày nữa thì hoạt tính GST trong gan tăng lên rõ rệt. Ở cá Corydoras paleatu khi tiếp xúc với hoạt chất lindane ở nồng độ 6 µg/L thì hoạt tính của GST thay đổi không đáng kể, nhưng men này thay đổi ở mức nồng độ 25 µg/L (Silvia et al., 2008). Theo nghiên cứu của Kathya và Martinez (2010) thì hoạt tính men GST tăng lên đáng kể ở gan cá Prochilodus lineatus trong thời gian từ 24 giờ đến 96 giờ đầu tiếp xúc với thuốc trừ cỏ có hoạt chất glyphosate. Qua các nghiên cứu cho thấy rằng hoạt tính men GST ở gan có xu hướng tăng lên nhằm thực hiện chức năng giải độc cho cở thể khi tiếp xúc với môi trường bị nhiễm độc. 9