Luận văn Thạc sĩ Sinh học thực nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của một số chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng nước ao nuôi tôm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:108

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và sản xuất hai chế phẩm xử lý môi trường nước ao nuôi tôm và phòng chống vi khuẩn gây bệnh cho tôm; đánh giá hiệu quả của hai loại chế phẩm vi sinh đang sử dụng nhiều trong nuôi tôm là chế phẩm Bacillus nhiệt đới và chế phẩm EM gốc nhiệt đới đến chất lượng nước ao nuôi tôm và phòng chống Vibrio sp. gây bệnh cho tôm nuôi ở trong phòng thí nghiệm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học thực nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của một số chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng nước ao nuôi tôm

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Trần Quang Vinh KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẾ PHẨM VI SINH VẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NUÔI TÔM LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM Thành phố Hồ Chí Minh 07- 2019
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Trần Quang Vinh KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHẾ PHẨM VI SINH VẬT ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NUÔI TÔM Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC THỰC NGHIỆM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hữu Phúc Thành phố Hồ Chí Minh 07- 2019
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi được sự hướng dẫn tận tình của thầy TS. Nguyễn Hữu Phúc. Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn chưa từng được công bố trong công trình nào khác. Các số liệu và trích dẫn trong Luận văn đảm bảo tính chính xác, tin cậy và trung thực. Tôi xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày …. tháng 7 năm 2019 Tác giả Trần Quang Vinh I
LỜI CẢM ƠN Trong thời gian theo học tại Học Viện Khoa Học và Công Nghệ, tôi đã được tạo điều kiện tốt nhất trong học tập, nghiên cứu từ Học Viện Khoa Học và Công Nghệ và Viện Sinh Học Nhiệt Đới. Tôi đã nhận được sự tận tình chỉ dẫn của Quý Thầy Cô trong Học Viện, sự chu đáo của cán bộ, nhân viên ở các đơn vị của Học Viện. Đây cũng là thời kỳ gắn bó và giúp đỡ đầy thiện chí của tập thể bạn bè tôi ở lớp Cao học Sinh học thực nghiệm 2017A, Học Viện Khoa Học và Công Nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam. Để có được bản luận văn thạc sĩ này, tôi vô cùng biết ơn Thầy Tiến sĩ Nguyễn Hữu Phúc luôn tận tâm, hết lòng nâng bước cho nhiều thế hệ học trò, người đã gắn bó không mệt mỏi với sự nghiệp trồng người, đã cho tôi nhiều ý kiến quí báu trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi không quên lòng nhiệt tình, sâu sát, lo lắng, chia sẻ của Ban lãnh đạo Viện Sinh Học Nhiệt Đới, và các đồng nghiệp đã quan tâm tạo điều kiện, giúp đỡ, cũng như sự tiếp sức chân tình và hiệu quả từ gia đình nhỏ của tôi. Em xin chân thành cảm ơn ! Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2019 Tác giả Trần Quang Vinh II
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Từ viết tắt Tên tiếng anh Tên tiếng việt VPAHPND Vibrio parahaemolyticus Acute Bệnh hoại tử gan cấp tính hepatopancreatic necrosis disease do V. parahaemolyticus EMS Early Mortality Syndrome Bệnh hoại tử gan tụy cấp FAO Food and Agriculture Tổ chức Nông lương Liên Organization Hiệp Quốc GSMC Global Seafood Market Hội nghị Thị trường Thủy Conference sản Toàn cầu VASEP Vietnam Association of Seafood Hiệp Hội chế biến và Xuất Exporters and Producers khẩu thuỷ sản Việt Nam BOD Biochemical oxygen demand Nhu cầu oxy sinh học COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học TSA Tryptic Soy Agar Môi trường ban đầu nuôi cấy khuẩn lạc TCBS Thiosulfate Citrate Bile Salts Môi trường phân lập chọn Sucrose lọc Vibrio sp DO Dissolved oxygen oxygen hòa tan TOC Total organic carbon Tổng cacbon hữu cơ FCR Feed Conversion Ratio Hệ số chuyển đổi thức ăn EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid hữu cơ mạnh Acid III
Danh mục các bảng Bảng 1.1: Hiệu quả sử dụng Probiotic trong nuôi thủy sản: ............................. 9 Bảng 2.1: Phương pháp phân tích chất lượng nước: ....................................... 46 Bảng 3.1: Một số chủng vi sinh phân lập đã được chọn lọc : ......................... 51 Bảng 3.2: Đặc điểm phát triển và tạo acid lactic của các chủng vi khuẩn lactic: ................................................................................................ 63 Bảng 3.3 : Số lượng vi sinh trong EM: ........................................................... 73 Bảng 3.4: Ảnh hưởng của chế phẩm probiotic đến tỷ lệ sống và năng suất tôm: .................................................................................................................. 75 Bảng 3.5: Báo cáo giai đoạn các kết quả thử nghiệm chế phẩm trong ao nuôi tôm sú: ............................................................................................................. 76 Bảng 3.6: Biến động các yếu tố chất lượng nước trong ao nuôi tôm: ............ 77 IV
Danh mục các hình Hình 1.1: Sơ đồ ảnh hưởng của các chế phẩm vi sinh sử dụng trong thủy sản: . 10 Hình 2.1: máy đo DO, pH,… ........................................................................ 49 Hình 2.2: Máy phá mẫu COD ....................................................................... 50 Hình 2.3: Máy đo BOD 5 ............................................................................... 50 Hình 2.4: Máy đo chỉ tiêu Amonium, nitrate, nitrite,... ................................. 51 Hình 3.1: Khả năng sinh tổng hợp amylase của các chủng Bacillus sp ............ 53 Hình 3.2: Khả năng sinh tổng hợp protease của các chủng Bacillus sp ............. 54 Hình 3.3: Ảnh hưởng pH đến khả năng sinh tổng hợp amylase. ........................ 55 Hình 3.4. Hoạt lực enzym protease của các chủng Bacillus sp ......................... 56 Hình 3.5: Hoạt lực enzym amylase của chủng Bacillus sp ................................. 57 Hình 3.6: Hoạt lực emzyme protease của chủng Bacillus sp.............................. 58 Hình 3.7: Sự biến động số lượng Vibrio sp. ....................................................... 59 Hình 3.8: Sự biến động Bacillus sp trong nước nuôi tôm................................... 60 Hình 3.9: Sự biến động của Vibrio sp trong tôm theo thời gian ......................... 61 Hình 3.10: Sự biến động số lượng Bacillus sp trong tôm ................................... 62 Hình 3.11: Lactobacillus sp. Lac 1 ; Lactobacillus acidophilus Lac 2 ............. 65 Hình 3.12: Lactobacillus sp. Lac 3 ; Lactobacllus acidophilus Lac 4 ............... 65 Hình 3.13: Lactobacillus sp. Lac 5 ; Lactobacillus sp. Lac 6............................. 66 Hình 3.14: Lactobacillus sp. Lac 7 ; Lactobacillus sp. Lac 8............................. 66 Hình 3.15: Streptococcus sp. Lac 9 ; Streptococcus sp. Lac 10 ....................... 67 Hình 3.16: Lactobacillus sp. Lac 11 ; Lactobacillus sp. Lac 12......................... 67 Hình 3.17: Streptoccocus sp. Lac 13; Streptococcus sp. Lac 14 ........................ 67 Hình 3.18: Lactobacillus sp. Lac 16 ; Lactobacillus sp. Lac 17......................... 68 Hình 3.19: Lactobacillus sp. Lac 18 ; Tế bào vi khuẩn Lactobacillus sp .......... 68 V
Hình 3.20: Sự biến động pH của khi nuôi EM ................................................... 72 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ khối chế tạo EM gốc và các loại EM khác .............................. 71 VI
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................... 4 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC: ........................................ 5 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC:........................................ 7 1.3. ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG AO NUÔI TÔM: ....... 8 1.3.1. Các chế phẩm vi sinh sản xuất từ các loài vi khuẩn Bacillus sp và các vi khuẩn khác: .......................................................................................... 10 1.3.2. Chế phẩm EM: ................................................................................. 10 1.3.3. Vi sinh quang tự dưỡng:................................................................... 12 1.3.3.1. Giới thiệu chung về vi khuẩn quang tự dưỡng: ............................ 12 1.3.3.2. Ảnh hưởng của các nhân tố lý hóa đến sinh trưởng của vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh: ................................................................ 14 1.3.3.3. Ứng dụng của VKQH tía trong nuôi trồng thuỷ sản: ................... 15 1.4. DỊCH BỆNH TÔM: ............................................................................... 19 1.4.1.Tình hình bệnh tôm trên thế giới: ..................................................... 19 1.4.2. Tình hình dịch bệnh tôm tại Việt Nam: ........................................... 20 1.4.3. Vi khuẩn Vibrio sp: .......................................................................... 23 1.5. CHẤT HỮU CƠ TRONG CÁC AO NUÔI TÔM: ................................ 24 1.5.1. Nguồn gốc chất hữu cơ trong các ao thủy sinh: ............................... 24 1.5.2. Chất hữu cơ từ nguồn nước cấp: ...................................................... 24 1.5.3. Chất hữu cơ từ thức ăn : ................................................................... 24 1.5.4. Chất hữu cơ từ phân bón: ................................................................. 25 1.5.5. Chất hữu cơ hình thành trong quá trình nuôi tôm: ........................... 25 1.6. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI VẬT CHẤT TRONG AO NUÔI THỦY SẢN:..................................... 28 1.6.1. Phân huỷ các hợp chất carbon:......................................................... 28 VII
1.6.2. Vai trò vi sinh vật trong việc chuyển hóa các hợp chất chứa nitrogen: ......................................................................................................... 30 1.6.2.1. Phân giải protein amon hóa : ....................................................... 30 1.6.2.2. Vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hóa (Nitrification) : .... 30 1.6.3. Biến đổi sulfur: ................................................................................ 34 1.7. CÁC YẾU TỐ HÓA LÝ TỚI MÔI TRƯỜNG NUÔI TÔM: ................ 35 1.7.1. Yếu tố vật lý: .................................................................................... 35 1.7.2. Yếu tố hóa học: ................................................................................ 36 1.7.3. Yếu tố sinh học: .............................................................................. 37 CHƯƠNG 02: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 38 2.1 . VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU: .................................................................. 38 2.1.1. Các chủng vi sinh vật dùng trong nghiên cứu hiện có tại Viện Sinh học nhiệt đới. .................................................................................................. 38 2.1.2. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm: .............................................. 39 2.1.2.1. Đánh giá sơ bộ khả năng sinh tổng hợp amylase, protease của một số chủng Bacillus sp. ............................................................................... 39 2.1.2.2 Xác định ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzym amylase của các chủng Bacillus sp: ............................................ 39 2.1.2.3. Xác định ảnh hưởng của pH môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzym protease của các chủng Bacillus: ................................................ 40 2.1.2.4. Xác định hoạt tính emzyme amylase theo phương pháp Smith và Roe (1946). ..................................................................................................... 40 2.1.2.5. Xác định hoạt tính enzyme protease theo phương pháp Anson. ... 41 2.1.3. Thử nghiệm chế phẩm sinh học vi sinh trong phòng thí nghiệm: .................................................................................... 44 2.1.4. Thử nghiệm tại ao nuôi: ................................................................... 45 2.1.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm: .................................................... 45 2.1.4.2. Phương pháp quản lý chất lượng nước: ....................................... 46 VIII
2.1.4.2.1. Phương pháp xác định chỉ tiêu hóa lý nước: ............................. 46 2.1.4.2.2. Phương pháp xác định mật độ vi khuẩn trong nước: ................ 47 2.1.4.2.3. Phương pháp phân tích tăng trưởng và năng suất tôm nuôi:.... 47 2.1.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu: .......................................... 47 2. 2. MỘT SỐ HÓA CHẤT, THIẾT BỊ DÙNG TRONG PHÂN TÍCH MẪU VI SINH, HÓA LÝ: ............................................................................ 48 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 51 3.1. CHỌN LỌC CÁC CHỦNG BACILLUS SP SỬ DỤNG TRONG NUÔI TÔM. ................................................................................................... 51 3.1.1. Chọn lọc các chủng đối kháng với Vibrio........................................ 51 3.1.2. Xác định khả năng sinh tổng hợp emzyme của các chủng vi sinh: ............................................................................................. 53 3.1.2.1. Xác định khả sinh tổng hợp amylase của các chủng Bacillus sp: ............................................................................... 53 3.1.2.2. Khả năng sinh tổng hợp emzym protease của các chủng Bacillus sp sử dụng trong nuôi tôm : ........................................................................... 54 3.1.2.3. Ảnh hưởng pH môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzym amylase của các chủng Bacillus sp sử dụng trong nuôi tôm sú: ................... 55 3.1.2.4. Ảnh hưởng pH môi trường đến khả năng sinh tổng hợp enzym protease của các chủng Bacillus sp: .............................................................. 56 3.1.2.5. Xác định hoạt tính amylase của chủng Bacillus sp: ..................... 57 3.1.2.6. Hoạt tính enzym protease của một số chủng Bacillus sp: ............ 58 3.1.3. Thử nghiệm tính đối kháng các chủng với vi khuẩn Vibrio sp trong phòng thí nghiệm: .......................................................................................... 59 3.1.3.1. Sự biến động số lượng vi khuẩn Vibrio sp: ................................... 59 3.1.3.2. Sự biến động số lượng vi khuẩn Bacillus sp: ............................... 60 3.1.3.3. Sự biến động Vibrio sp trong tôm thử nghiệm:............................. 61 3.1.3.4. Sự biến động Bacillus sp trong ruột tôm: ..................................... 62 IX
3.2. NGHIÊN CỨU TẠO CHẾ PHẨM EM : ................................................ 63 3.2.1. Chọn chủng vi khuẩn lactic:............................................................. 63 3.2.2. Chọn chủng nấm men: ..................................................................... 69 3.2.3. Chế tạo chế phẩm EM: ..................................................................... 69 3.2.3.1.Nguyên liệu: .................................................................................. 69 3.2.3.2. Sơ đồ khối tạo chế phẩm EM: ....................................................... 71 3.2.3.3. Sự biến đổi pH khi nuôi EM: ........................................................ 72 3.2.3.4. Kết quả kiểm tra vi sinh trong EM: .............................................. 73 3.3. KẾT QUẢ SO SÁNH ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ PHẨM EM VÀ BACILLUS ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ HIỆU QUẢ NUÔI TÔM: .. 74 3.3.1 Ảnh hưởng chế phẩm Bacillus sp đến chất lượng nước ao nuôi tôm tại Cần Giờ và Nhà Bè: .................................................................................. 74 3.3.1.1. Khảo nghiệm chế phẩm tại Cần Giờ: ........................................... 74 3.3.1.2. Khảo nghiệm chế phẩm ở huyện Nhà Bè:. .................................... 76 3.3.1.3. Một số chỉ tiêu hóa lý phân tích ao thử nghiệm: .......................... 77 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................. 78 4.1. KẾT LUẬN ............................................................................................. 78 4.2. KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 79 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 83 X
MỞ ĐẦU Ngành nuôi tôm nước lợ chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế ngành thủy sản Việt Nam hơn 10 năm qua. Cụ thể: theo báo cáo Tổng cục thủy sản năm 2018, giá trị sản xuất thủy sản năm 2018 đạt khoảng 228.139,8 tỷ đồng, tăng 7,7% so với năm 2017, tổng sản lượng đạt khoảng 7,74 triệu tấn, tăng 7,2%, trong đó sản lượng sản lượng khai thác đạt 3,59 triệu tấn, tăng 6,0%, nuôi trồng đạt 4,15 triệu tấn, tăng 8,3%. Đối với tôm nước lợ: Từ cuối quý II/2018, giá tôm nguyên liệu đã tăng lên, người nuôi tiếp tục thả giống nuôi tôm, góp phần đưa sản lượng tôm các loại đạt khoảng 800 nghìn tấn trong năm 2018, tăng 10,5% so với năm 2017, theo dự báo của Tổng cục thủy sản năm 2019, ngành thủy sản Việt Nam sẽ tiếp tục tăng trưởng xuất khẩu đạt mức 10 tỷ USD, trong đó xuất khẩu tôm phấn đấu đạt 4,2 tỷ USD tiến tới nhu cầu tiêu thụ trong nước và xuất khẩu đạt 508 nghìn tấn vào năm 2020 và 678 nghìn tấn vào năm 2030 [1]. Hiện nay, vẫn còn rất nhiều kẽ hở trong việc quản lý sản xuất tôm. Quản lý môi trường, dịch bệnh trong nuôi tôm còn nhiều hạn chế,... đã dẫn tới lây lan dịch bệnh. Thực tế người dân chưa áp dụng mà chỉ biết nuôi theo quy trình của các công ty bán giống, thức ăn, chế phẩm sinh học tổ chức tập huấn tận vùng nuôi. Các quy trình này đều hướng người nuôi đến sử dụng sản phẩm của họ càng nhiều càng tốt nên tình trạng lạm dụng thuốc, hóa chất, chất kháng sinh rất phổ biến, làm ô nhiễm môi trường, lờn thuốc, không an toàn và ảnh hưởng tới chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm. Trong khi đó hiện nay, thị trường thức ăn nuôi tôm, thuốc và hóa chất các loại phụ thuộc trên 80% vào các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài. Nghề nuôi trồng thủy sản chúng ta đang đương đầu với nhiều loại bệnh khác nhau: bệnh phát sáng, bệnh đầu vàng, trong đó bệnh EMS nguyên nhân là do vi khuẩn Vibrio sp gây ra trên tôm, vi khuẩn Vibrio sp chịu được nồng độ muối cao cho nên chúng có thể sống được ở môi trường nước lợ hoặc nước mặn, Vibrio sp là vi khuẩn phát sáng sống bám trên động vật giáp xác và ruột của động vật nước. Theo báo cáo FAO khẳng định (Food and Agriculture 1
Organization of the United Nations FAO, 2013) chỉ ra rằng độc tính của Vibrio sp được phát hiện trên động vật thủy sinh, đặc biệt là họ penaeids ở Châu Á, vi khuẩn Vibrio sp là nguyên nhân chủ yếu đối với bệnh EMS và báo cáo mới đây nhất của (Anuphap Prachumwat et al., 2018) công bố tại tạp chí thủy sản thế giới cũng chỉ ra rằng nguyên nhân cũng vậy. Theo (Han et al., 2017) tác nhân gây bệnh đã được báo cáo vào năm 2013 Vibrio parahaemolyticus (VPAHPND) mà sau này đều mang một plasmid (PVA) mã hóa các Pir - như gen độc tố nhị phân Pir VPA và Pir VPB. VPAHPND phân lập khuẩn lạc trong dạ dày tôm và giải phóng độc tố nhị phân gây ra sự bong tróc lớn của các tế bào biểu mô ống hình ống và tử vong, plasmid và các biến thể xảy ra ở nhiều loại huyết thanh V. parahaemolyticus và cả ở các loài Vibrio khác như V. harveyi, V. campbellii, và V. owensii., dịch bệnh do vi khuẩn Vibrio sp gây ra trên toàn thế giới, ở Việt Nam trong những năm gần đây diện tích bị bệnh không ngừng gia tăng trên diện rộng,... Ngày nay FAO đã xác định sử dụng probiotic là biện pháp chủ yếu để cải thiện chất lượng môi trường thủy sản. Để phòng trị bệnh hoại tử gan tụy, biện pháp hàng đầu là phòng và trị bệnh cho tôm nuôi hiệu quả, cần thay thế thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản, bổ sung các chất khoáng và sử dụng probiotic trong thức ăn (Gomez-Gil et al., 2000), xử lý nước của thủy sản nuôi là lựa chọn tốt nhất trong xu thế hiện nay. Mặc dù ngày nay người nuôi tôm Việt nam đang sử dụng khá nhiều các chế phẩm vi sinh, nhưng phần lớn đều là các sản phẩm nhập nội. Các chế phẩm vi sinh là nguyên liệu hết sức quan trọng hiện nay thay thế phương pháp dùng kháng sinh, số lượng các chế phẩm vi sinh phổ biến trên thị trường hiện nay một phần lớn là nhập khẩu và một phần còn lại là sản xuất trong nước. Vì vậy trong chương trình thực hiện luận văn thạc sĩ chúng tôi chọn đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của một số chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng nước ao nuôi tôm” 2
MỤC TIÊU: - Nghiên cứu và sản xuất hai chế phẩm xử lý môi trường nước ao nuôi tôm và phòng chống vi khuẩn gây bệnh cho tôm. - Đánh giá hiệu quả của hai loại chế phẩm vi sinh đang sử dụng nhiều trong nuôi tôm là chế phẩm Bacillus nhiệt đới và chế phẩm EM gốc nhiệt đới đến chất lượng nước ao nuôi tôm và phòng chống Vibrio sp gây bệnh cho tôm nuôi ở trong phòng thí nghiệm . NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: - Chọn lọc một số chủng vi khuẩn Bacillus sp để tạo chế phẩm Bacillus nhiệt đới kháng Vibrio sp dùng trong nuôi tôm. - Phân lập và chọn một số chủng vi khuẩn Lactic để tạo chế phẩm EM gốc nhiệt đới. - Nghiên cứu ảnh hưởng của 02 chế phẩm vi sinh Bacillus nhiệt đới và EM gốc nhiệt đới đến chất lượng nước và hiệu quả tôm nuôi trong phòng thí nghiệm và ngoài ao nuôi tôm thương phẩm. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Theo nhóm nghiên cứu về thị trường tôm tại Hội nghị Thị trường Thủy sản Toàn cầu (GSMC), sự tăng trưởng mạnh từ Ấn Độ và Trung Quốc, sự phục hồi sản lượng từ các nước Mỹ Latinh và châu Á khác sẽ thúc đẩy sản lượng tôm thế giới vượt qua 3,5 triệu tấn năm 2018 [1]. Cùng với sản lượng tăng từ Ấn Độ và Ecuador, sản lượng tôm Việt Nam cũng dự báo tăng trong năm 2018. Trung Quốc, Thái Lan và Indonesia cũng dự kiến phục hồi sản lượng. Ngành nuôi (tôm thẻ “Litopenaeus vannamei” và tôm sú “Penaeus monodon”) gọi chung là nuôi tôm nước lợ chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế ngành thủy sản Việt Nam hơn 10 năm qua. Cùng với quá trình chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi và chuyển đổi đất nông nghiệp, đất làm muối năng suất thấp sang nuôi tôm ở các tỉnh ven biển, nhờ vậy mà ngành tôm có sự tăng trưởng vượt bậc cả về diện tích, sản lượng và giá trị xuất khẩu. Việt Nam đang là nước xuất khẩu thủy sản đứng thứ 3 thế giới sau Trung Quốc và Na Uy và sản phẩm thủy sản đã có mặt ở 160 thị trường. Theo báo cáo mới đây của Tổng cục thủy sản năm 2018, giá trị sản xuất thủy sản năm 2018 đạt khoảng 228.139,8 tỷ đồng, tăng 7,7% so với năm 2017, tổng sản lượng đạt khoảng 7,74 triệu tấn, tăng 7,2%, trong đó sản lượng sản lượng khai thác đạt 3,59 triệu tấn, tăng 6,0%, nuôi trồng đạt 4,15 triệu tấn, tăng 8,3% (trong đó, cá tra đạt 1,251 triệu tấn, tôm các loại 723,8 nghìn tấn: tôm nước lợ 683,4 nghìn tấn gồm tôm sú 256,4 nghìn tấn, tôm chân trắng 427,0 nghìn tấn); giá trị xuất khẩu thủy sản đạt 8,317 tỷ USD. Diện tích nuôi tôm nước lợ đạt 721,1 nghìn ha, trong đó tôm sú 622,4 nghìn ha, tôm chân trắng 98,7 nghìn ha [1]. Việc nghiên cứu một căn bệnh do vi khuẩn tương tự gây ra cũng rất quan trọng. Ví dụ: vi khuẩn phát quang Vibrio có tên gọi là “Vibrio harveyi” đã phá hủy ngành nuôi tôm ở Philippines vào đầu những năm 1990. Một số bài học liên quan cũng được rút ra từ nghiên cứu này. Ví 4
dụ, ở trại ương giống, người ta phát hiện Vibrio harveyi tấn công trứng tôm. Người ta buộc phải rửa trứng để khi ấu trùng được ươm, ấu trùng sẽ có tỉ lệ sống nhiều hơn. Điều này có nghĩa là việc kiểm soát cơ sở ương giống sẽ rất quan trọng trong việc ngăn ngừa EMS phát tán từ giống bố mẹ sang tôm post. Cơ chế tác dụng của các chế phẩm vi sinh theo một số cơ chế sau đây thường được nói đến [2]: - Sinh ra các chất ức chế. - Cạnh tranh các chất dinh dưỡng. - Cạnh tranh các vị trí bám trong hệ thống đường ruột. - Tăng cường đáp ứng miễn dịch. - Đóng góp các enzym đường ruột. - Là nguồn chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng. - Cải thiện chất lượng nước. - Quan hệ với phytoplanton. 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC: Việc sử dụng chủng Vibrio alginolyticus phân lập từ nước biển để thử trên ấu trùng tôm Litopenaeus vannamei. Kết quả là tôm không bị chết ở lô thử nghiệm có nhiễm vi khuẩn gây bệnh, trong khi ở đối chứng tôm chết 100% sau 96 giờ cho nhiễm vi khuẩn V. parahaemolyticus ở mật độ 2 103 tế bào/ml [3]. Ngo, Hai & Fotedar, Ravi. (2010) [4]. Đã chỉ ra ba chủng vi khuẩn, Bacillus, Lactobacillus và Pseudomonas, thường được dùng làm men vi sinh trong nuôi tôm. Việc bổ sung vào thức ăn có hiệu quả hơn trong việc chuyển chế phẩm sinh học vào động vật so với việc áp dụng trực tiếp vào hệ thống nuôi. Dùng quá liều hoặc sử dụng men vi sinh kéo dài có thể gây ức chế miễn dịch. Mật độ tế bào của 10 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) mỗi ml được khuyến nghị rộng rãi. Một sự kết hợp của 5
các chế phẩm sinh học mang lại kết quả tốt hơn cho vật chủ so với các chế phẩm sinh học riêng lẻ. Probiotic cải thiện chất lượng nước trong khi giảm vi khuẩn gây bệnh. Probiotic cho thấy tác dụng tích cực thông qua sự cải thiện các phản ứng sinh lý và miễn dịch của tôm. Probiotic đang ngày càng trở nên quan trọng và phổ biến hơn trong bất kỳ nghề nuôi tôm hữu cơ nào [5]. Ở Châu Á đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các chế phẩm vi sinh trong nuôi tôm, đặc biệt ở Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan. Jiravanichpaisal et al.(1997) đã sử dụng Lactobacillus sp. trong nuôi tôm sú (P. monodon Fabrius)[6]. Ở Trung Quốc, nghiên cứu probiotic trong nuôi thủy sản được tập trung vào vi khuẩn quang hợp. QIAN Dayi et al. (2005) nghiên cứu 3 chủng vi khuẩn quang hợp sử dụng cho tôm (P. chinensis) bằng cách cho vào thức ăn hoặc cho và nước nuôi tôm cho thấy có sự gia tăng khả năng phát triển của tôm, loại trừ nhanh chóng NH3-N, H2S, acid hữu cơ và những chất có hại, cải thiện chất lượng nước, cân bằng độ pH [7]. Một số nghiên cứu mới đây được thực hiện để nghiên cứu in vitro tác dụng đối kháng của Lactobacillus sp,. chống lại vi khuẩn Vibrio harveyi gây bệnh trên tôm. Với mục đích này, các mẫu tôm được thu thập từ ba nơi khác nhau tại Batiaghata upazilla, Khulna. Mang và ruột được lấy ra từ các mẫu để xác định đối kháng của vi khuẩn Lactobacillus sp,. và Vibrio sp. Kết quả cho thấy vi khuẩn Lactobacillus spp. đã được tìm thấy nhiều hơn Vibrio sp. cả trong mang và ruột; mang tôm chứa vi khuẩn Vibrio sp cao hơn trong ruột. V. harveyi được tách ra khỏi Vibrio sp. với các loại xét nghiệm sinh hóa khác nhau: ( nhuộm Gram, xét nghiệm Motility, xét nghiệm Indole, xét nghiệm VP, xét nghiệm MR, Arginine dihydrolase, thử nghiệm dung nạp muối, tăng trưởng ở các khoảng nhiệt độ khác nhau và màu khuẩn lạc trên môi trường thạch TCBS). Đã tuyển chọn các V. harveyi và cấy giống. Trong thử nghiệm trong ống nghiệm, tác dụng đối kháng tiềm tàng của Lactobacillus sp. chống lại V. harveyi dần dần đạt được vào 0, 4, 8, 12 giờ thí nghiệm. Phát hiện thú vị là, cùng với thời gian, tải trọng của V. harveyi đã giảm dần và thấp nhất đạt được 6
sau 12 giờ thử nghiệm. Nghiên cứu hiện tại đã tiết lộ một tác dụng sinh học đối kháng in vitro tuyệt vời của Lactobacillus sp. trên V. harveyi [8]. Qua kết quả cho thấy rằng điều trị bằng chế phẩm sinh học có thể là sự thay thế hiệu quả cho việc sử dụng kháng sinh trong điều trị các bệnh do vi khuẩn trong nuôi tôm. 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC: Ở Việt nam những nghiên cứu về việc sử dụng các chế phẩm vi sinh để cải thiện môi trường nuôi tôm, phòng trừ bệnh, xử lý môi trường ô nhiễm còn tương đối ít, và chỉ mới được chú ý trong những năm gần đây. Khác với động vật trên cạn, môi trường nước bao quanh các động vật thủy sinh giúp cho các vi sinh vật gây bệnh cho chúng sống được độc lập với động vật chủ, kết quả là các vi sinh vật gây bệnh cơ hội có thể phát triển đạt đến mật độ rất cao xung quanh các động vật thủy sinh, các vi sinh vật gây bệnh cho động vật thủy sinh ở môi trường ngoài đi vào cơ thể động vật thủy sinh dễ dàng qua con đường thức ăn, hoặc qua mang (hô hấp). Việc kiểm soát tốt hệ vi sinh vật trong môi trường nuôi sẽ giảm thiểu được nhiều dịch bệnh cho động vật thủy sinh. Năm 2013, Viện nghiện cứu nuôi trồng thủy sản 02 nghiên cứu đề tài “ Một số yếu tố nguy cơ liên quan đến bệnh hoại tử gan trên tôm thẻ (Penaeus vannamei) nuôi công nghiệp quy mô nông hộ tại huyện Đầm Dơi, Cà Mau” kết quả cho thấy dịch bệnh xảy ra trên 54,8% số hộ theo dõi và có liên quan đến mật độ vi khuẩn Vibrio sp. [9]. Báo cáo tạp chí thủy sản năm 2014, Viện nghiện cứu nuôi trồng thủy sản 02 nghiên cứu đề tài “ Các giải pháp kỹ thuật kiểm soát bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei) nuôi thâm canh quy mô trang trại ở Đồng bằng Sông cửu long” các thí nghiệm tiến hành bổ sung chế phẩm vi sinh nhằm hạn chế mật độ vi khuẩn gây bệnh Vibrio parahaemolyticus kết quả cho thấy ao đối chứng đạt tỷ lệ 7
sống 87,53% so với ao đối chứng 60,69 % kết luận việc bổ sung chế phẩm vi sinh kiểm soát được bệnh do Vibrio sp. gây ra [9]. Từ năm 2000 đến nay các tỉnh thành trong cả nước ứng dụng thử nghiệm chế phẩm vi sinh trên địa phương mình và ghi nhận có hiệu quả kinh tế, xã hội. Các địa phương đã sử dụng chế phẩm vi sinh như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Bình Định, Quãng Ngãi, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bình Dương, Tiền Giang, An Giang, Bạc Liêu. Các chế phẩm sử dụng trong nuôi thủy sản và xử lý môi trường hiện nay có thể chia làm 3 loại [11]: Nhóm thứ 1: Các chế phẩm có tính chất probiotic gồm những vi sinh vật sống như các vi khuẩn thuộc giống Bacillus sp, Lactobacillus sp, Saccharomyces sp, … người ta thường trộn vào thức ăn hoặc qua trung gian như Artemia, Rotifer. Nhóm thứ 2: Gồm các vi sinh vật có tính đối kháng hoặc cạnh tranh với vi sinh vật gây bệnh như vi khuẩn Bacillus licheniformis sp, Bacillus sp. Vibrio alginolyticus,… Nhóm thứ 3: gồm các vi sinh vật cải thiện chất lượng môi trường như vi khuẩn Nitrosomonas sp, Nitrobacter sp, Actinomyces sp, các loài Bacillus sp khác nhau, các loại tảo, các vi khuẩn tía không lưu huỳnh như Rhodobacter sp. Rhodospirillum sp, Rhodopseudomonas viridis, Rhodopseudomonas palutris, Rhodomicrobium vanniell, các loại nấm Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Rhizopus sp,… 1.3. ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG AO NUÔI TÔM: Vi sinh vật và các chế phẩm enzym đưa vào ao nuôi hoặc ao xử lý sinh học thực hiện các chức năng khác nhau: probiotic (dành riêng cho các chủng có giai đoạn ngắn hoặc tồn tại lâu dài trong ruột động vật), Biocontrol (áp dụng đối kháng với các vi sinh vật gây bệnh cho tôm) cải thiện sinh học (bioremediation = phân hủy các chất gây ô nhiễm trong môi trường biến chúng thành các chất vô hại, không gây ô nhiễm. Nhiều nghiên cứu sử dụng probiotic để phục vụ ngành thủy sản. Probiotic được xác định như là thức ăn vi sinh vật sống bổ sung để cải 8