Hiệu quả của mô hình nuôi trồng kết hợp gồm bào ngư (Haliotis asinine), cá chẽm (Lates calcarifer), hàu (Saccostrea cucullata) và rong biển (Ulva reticulata)
HIỆU QUẢ CỦA MƠ HÌNH NI TRỒNG THỦY SẢN KẾT HỢP GỒM BÀO NGƯ (Haliotis asinina), CÁ CHẼM (Lates calcarifer), HÀU (Saccostrea cucullata) VÀ RONG BIỂN (Ulva reticulata) THE PERFORMANCE OF AN INTEGRATED CULTURE SYSTEM FOR ABALONE (Haliotis asinina), SEABASS (Lates calcarifer), OYSTER (Saccostrea cucullata) AND SEAWEED (Ulva reticulata) Phùng Thế Trung*, Monthon Ganmanee, Wenresti G Gallardo Khoa Nuôi trồng Thủy sản – Trường Đại học Nha Trang Email: phungthetrung@gmail.com ABSTRACT The study was conducted to evaluate the potential for development of an integrated landbased semi-closed recirculating aquaculture system which consisted of abalone, seabass, oyster and Ulva compartments Abalone and seabass fed artificial diets Water in abalone tanks was flushed into the fish tank then filled by water pumped from seaweed tank Water in the oyster tank was pumped to the seaweed tank then filled by water pumped from fish tank The system was in three replicates Water samples were taken from all compartments weekly for measurement of TAN, NO2-N and NO3-N Ulva and cultured animals were sampled weekly and bi-monthly to determine their growth Although Ulva showed a good ability to remove TAN (> 0.3 mg/L/day) to support their growth (> 10% day), nitrogen transformation under the effects of nitrobacteria resulted in the lack of TAN (< 0.2 ppm) and high concentration of nitrite and nitrate nitrogen (4.5 ppm maximum) accumulated in culture water Therefore, all cultured species had poor growth and survival rates and the loss of nitrogen in feed supply was as high as in monoculture systems (60%) In order to improve system performance, recirculated water volume should be increased and water retention time should be shortened to maximize nitrogen removal efficiency of Ulva ĐẶT VẤN ĐỀ Hoạt động Nuôi trồng Thủy sản phát triển mạnh nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm người Tuy nhiên, phát triển hình thức ni đơn với gia tăng ô nhiễm môi trường lây lan dịch bệnh (FAO, 2009; Santos, 2006) Nuôi kết hợp đối tượng thủy sản tự dưỡng dị dưỡng với để sử dụng hiệu tài nguyên đất nước, lượng thức ăn sử dụng xem phương pháp thực hành tốt cho Nuôi trồng Thủy sản bền vững (Neori ctv., 2000; Troell ctv., 2003) Hiện nay, bào ngư Haliotis asinina cá chẽm Lates calcarifer hai nhiều lồi hải sản ni nhiều cho hiệu cao vùng nhiệt đới (Jarayabhand Paphavasit, 1996; Glencross, 2006) Tuy nhiên, lượng chất thải từ hệ thống nuôi đơn hai đối tượng chiếm tỷ lệ cao so với thức ăn cung cấp (Troell ctv., 2003) Để hạn chế tác động môi trường tăng thu nhập, số loài rong biển động vật hai mảnh vỏ nuôi chung với bào ngư cá chẽm Động vật hai mảnh vỏ hàu loài ăn lọc, chúng sử dụng thức ăn thừa chất thải cá để tăng sinh khối; vấn đề chổ chúng sản sinh ammonia có hại cho động vật ni (Day ctv., 2000) Tuy nhiên, ammonia hấp thu tốt số loài rong biển Ulva với hiệu sử dụng đạt đến 80% (Neori ctv., 2000; Schuenhoff ctv., 2003) Mặc dù có nhiều nghiên cứu ni trồng kết hợp rong biển, thân mềm cá (Ellner ctv., 1996; Neori ctv., 1996; Neori ctv., 1998; Neori ctv., 2000; Schuenhoff ctv., 2003; Shpigel Neori, 1996; Shpigel ctv., 1993; Troell ctv., 2003), hầu hết chúng tiến hành vùng ôn đới với điều kiện mơi trường thành phần lồi khác xa nước nhiệt đới Hiểu biết hiệu hệ thống nuôi trồng kết hợp với bào ngư Haliotis 248 asinine cá chẽm Lates calcarifer đối tượng chính; sử dụng rong Ulva reticulata hàu đá Saccostrea cucullata lọc sinh học vùng nhiệt đới thiếu Nghiên cứu tiến hành Thái Lan từ tháng 11/2009 đến 3/2010 nhằm đánh giá hiệu hoạt động hệ thống nuôi trồng thủy sản kết hợp nêu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thiết kế thí nghiệm Thí nghiệm gồm hệ thống nuôi thiết kế giống nhau, xem lần lặp lại Mỗi hệ thống bao gồm phận: bể nuôi bào ngư (Haliotis asinina), bể cá chẽm (Lates calcarifer), bể hàu (Saccostrea cucullata) bể rong biển (Ulva reticulata) Bào ngư cá chẽm cho ăn thức ăn công nghiệp Nước thải từ bể bào ngư cá chẽm xả bể nuôi hàu rong để xử lý trước tái sử dụng Hình Lược đồ bố trí hệ thống thí nghiệm nhìn từ xuống (trái) từ mặt bên (phải) Nước ni pha từ nước ót với nước trì độ mặn từ 28-32ppt Đây độ mặn phù hợp cho đối tượng nuôi kết hợp hệ thống Nước sau pha trộn xử lý chlorine A 30ppm, sục khí mạnh ánh sáng mặt trời trực tiếp ngày Hai lần ngày, toàn nước (0,5m3) bể bào ngư xả xuống bể cá, nước từ bể cá bơm siphon sang bể hàu Sau đó, bể bào ngư bơm đầy nước từ bể nuôi rong biển Tiếp đến, nước từ bể hàu cấp đầy vào bể rong biển máy bơm Như vậy, khối lượng nước luân chuyển bể hệ thống 1m3/ngày Bể bào ngư Mỗi đơn vị thí nghiệm gồm hai bể nhựa ni bào ngư hình chữ nhật thể tích 250L bố trí song song kết nối với tuần hoàn nước liên tục máy bơm nhỏ với lưu lượng điều chỉnh mức 2,5L.phút-1 Các bể bào ngư đặt bể cá chẽm để nước tự chảy xuống bể cá xả Mỗi bể bố trí viên đá bọt nhựa với tổng thể tích 0,4m2 tạo chổ ẩn núp cho bào ngư (Hình 2) Bể cá chẽm Bể cá chẽm bể xi-măng hình trịn với thể tích chứa nước lên đến 3,5m3 Tuy nhiên, lượng nước thường xuyên bể mức 1,5m3 Bể bố trí viên đá bọt cỡ lớn máy bơm nước với công suất 2m3.h-1 đặt sát đáy để hàng ngày bơm nước vào bể ni hàu (Hình 2) 249 Bể lắng lọc (nuôi hàu) Bể nuôi hàu bể nhựa 1m3 đặt cạnh bể cá chứa đầy nước biển Hàu xâu thành chuỗi treo cột nước Chúng sử dụng mùn bã hữu cơ, tảo vi khuẩn sinh hệ thống làm thức ăn Tốc độ sinh trưởng hàu bể tính tốn dựa kết cân đo 50 cá thể đánh dấu Hình Thiết kế bể bào ngư (trái trên), cá chẽm (trái dưới), hàu (phải dưới) rong biển (phải trên) Bể rong biển Bể rong biển sục khí hệ thống ống PVC hình chữ nhật đục lổ đặt sát đáy bể để giữ rong Ulva lơ lững phân tán cột nước Các lỗ khí có đường kính 3mm cách khoảng 10cm tạo bong bóng khí lớn Bố trí giúp rong đảo khơng làm thất thoát đáng kể ammonia nước (Neori ctv., 1998) Bể rong biển bố trí máy bơm công suất 2m3.h-1, đặt khung lưới lọc nhằm tránh tổn hại đến tản rong hoạt động (Hình 2) Vận hành hệ thống Thơng tin kích thước ban đầu đối tượng nuôi, chế độ cho ăn lịch thu mẫu thể Bảng Vì cá chẽm có kích thước thả nhỏ, chúng cho ăn với phần ban đầu 8% sau giảm dần Bảng Các thơng số đối tượng nghiên cứu Species Tên khoa học Chiều dài (mm) Khối lượng (g) Mật độ thả (/m3) Bào ngư Haliotis asinina 26.6 ± 1.5 (SD) 4.23 ± 0.80 160 Thức ăn Thức ăn tôm, 40% protein 1.0 Lượng cho ăn (% BW) Sục khí Thu mẫu vịi 30 con, tuần/lần Cá chẽm Lates calcarifer 38.5 ± 3.37 1.49 ± 0.35 120, giảm 40 sau 45 ngày Thức ăn công nghiệp, 35% protein 8, 5, 3, (giảm sau tuần) vòi 30 con, tuần/lần 250 Hàu đá Saccostrea cucullata 27 ± 3.6 150 Rong Ulva reticulata 2,000 g Tảo, vi khuẩn TAN - - vòi 50 con, tuần/lần Ống PVC Cân hàng tuần Thu thập số liệu Thiết bị và/hoặc phương pháp thu mẫu, đo đạc tiêu liệt kê bảng Hàm lượng oxy hòa tan pH đo bể độ mặn nhiệt độ nước đo bể cá Nhiệt độ khơng khí cường độ ánh sáng ghi lại data logger đặt bể rong biển Khối lượng nước lượng thức ăn sử dụng ghi nhận suốt q trình thí nghiệm Bảng Thiết bị phương pháp xác định tiêu nghiên cứu Chỉ tiêu Độ mặn TAN NO2 NO3 Nhiệt độ khơng khí Cường độ ánh sáng Chiều dài vỏ Khối lượng cá thể Khối lượng rong Phương pháp/ thiết bị Khúc xạ kế Phương pháp Phenate Phương pháp Colorimetric Phương pháp Cadmium reduction Data logger (HOBO UA-002-64) Data logger (HOBO UA-002-64) Vernier Cân điện tử (0.01 g) Cân(1 g) Frequency Hàng ngày, thay nước Hàng tuần Mỗi 15 phút Mỗi tuần Mỗi tuần Hàng tuần Phân tích số liệu Số liệu thu được lưu trữ tính tốn phần mềm MS Excel 2007 Số liệu trình bày dạng Trung bình ± Độ lệch chuẩn Tỷ lệ sống, tốc độ sinh trưởng tuyệt đối, tốc độ sinh trưởng đặc trưng, khả hấp thu nitơ rong biển tính tốn theo công thức thông dụng thừa nhận Lượng nitơ tích lũy thể đối tượng ni tính tốn dựa mức tăng sinh khối thử nghiệm hàm lượng nitơ trung bình lồi cơng bố (Bảng 3) Lượng nitơ cung cấp tính tốn từ hàm lượng nitơ thức ăn vật nuôi ban đầu Nitơ thải ước lượng dựa đầu vào cung cấp lượng tích lũy sản phẩm Bảng Hàm lượng nitơ thức ăn đối tượng nuôi sử dụng tính tốn Hàm lượng (%) Thức ăn bào ngư Thức ăn cá chẽm Thịt bào ngư Thịt cá chẽm Hàu Ulva Chất khô 40 35 10 Protein (DM) 42 40 75 60 65 Nitơ 7.7 DM 7.3 DM 16 CP 16 CP 16 CP 0.8 FW Tham khảo Nhà sản xuất Nhà sản xuất Neori ctv., 2000 Williams ctv., 2003 Internet Neori ctv., 1998 (DM) dựa chất khô; (CP): dự protein thô; (FW) dựa khối lượng tươi KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sự tích lũy TAN, nitrite nitrate hệ thống Hàm lượng ammonia tổng số (TAN) thường đề cập khó khăn lớn hệ thống tuần hồn (Losordo ctv., 1998) Tuy nhiên, thử nghiệm này, hàm lượng ammonia tổng số cao tuần Như thấy Hình 3, hàm lượng TAN khác nhiều hợp phần hệ thống, 15 ngày đầu Nhìn chung, 251 số cao bể cá chẽm (đạt gần 1,2 ppm vào ngày thứ 8), theo sau bể hàu bể bào ngư Hàm lượng TAN bể Ulva thấp hiệu hấp thu lồi rong biển Sau đó, hàm lượng TAN hệ thống chịu ảnh hưởng vi khuẩn Nitrosomonas từ ngày thứ 15 Vì vi khuẩn lúc hình thành tất bể hệ thống nên khác biệt hàm lượng TAN bể khơng cịn cao trước Trong thí nghiệm này, thời gian lưu nước phận dài, hầu hết TAN bị chuyển đổi thành nitrite trước nước chuyển bể rong biển Sự thiếu hụt TAN từ ngày 15, bể rong biển gây nên cân hệ thống Trong Ulva khơng có đủ ammonia để tăng trưởng, tích tụ TAN nitrite bể khác ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh trưởng vật nuôi Kết sinh khối Ulva giảm tỷ lệ chết bào ngư cá chẽm tăng cao (Hình & Hình 6) Hình Sự biến đổi hàm lượng TAN, nitrite nitrate bể trình thí nghiệm Tóm lại, tích lũy TAN thí nghiệm lại khơng phải khó khăn lớn số hệ thống khác báo cáo Qian ctv., 2001 Khó khăn chuyển đổi TAN thành nitrite mà rong biển sử dụng làm cân hệ thống ni Kết thể Hình cho thấy hàm lượng nitrite tăng lên nhanh chóng sau tuần với giảm TAN, sau giảm với thay nước biển vào ngày 23 Trong thí nghiệm này, hàm lượng nitrite thay đổi với việc thay nước phát triển Nitrosomonas (sau tuần) Nitrobacter (sau tuần) Tương tự, hàm lượng nitrate tăng dần theo thời gian ngoại trừ lần thay nước quãng thời gian cuối thí nghiệm Hàm lượng nitrate thấp tuần đầu, sau tăng dần chậm theo sau tăng lên hàm lượng nitrite Sự gia tăng hàm lượng nitrate bể hàu xảy sớm bể khác vi khuẩn nitrate hóa phát 252 triển nhanh với chất thải hữu tích lũy nhiều bể Mặt khác, việc giảm hàm lượng nitrate bể hàu xảy trước bể cá chẽm lượng nước bể cá cần nhiều thời gian để thay Trên thực tế, nitrate an toàn cho sống động vật thủy sinh đến mức cao, vào khoảng 200 ppm (Losordo ctv., 1998) Tuy nhiên, hàm lượng nitrate cao hệ thống ni giảm khả chuyển đổi nitrite thành nitrate Điều gián tiếp làm nitrite tích tụ nước ni mức cao gây hại cho vật nuôi Một số nghiên cứu mô tả liên hệ tích lũy nitơ vơ với sức khỏe vật ni hệ thống tuần hồn Họ thấy tượng cá chết thường xuất lần thời kỳ khởi động lọc sinh học Lần hàm lượng ammonia cao tuần đầu lần thứ hai hàm lượng nitrite cao sau Đề xuất đưa việc hoạt hóa lọc sinh học nên tiến hành trước thả cá (Masser ctv., 1999) Vì thế, thí nghiệm nên chạy sau hệ vi khuẩn nitrobacteria phát triển ổn định Sự hấp thu nitơ Ulva Hình Diễn biến TAN, nitrite nitrate số ngày bể rong biển Mặc dù Ulva cho thấy khả hấp thu tốt ammonia hệ thống vào ngày 8, lượng tỷ lệ TAN mà Ulva hấp thu khơng xác định rõ thử nghiệm Lý ammonia chuyển đổi thành nitrite nhờ hoạt động Nitrosomonas từ ngày 15 Hình cho thấy hàm lượng ammonia bể Ulva giảm xuống nhanh chóng ngày Hàm lượng ammonia bể rong biển thấp so sánh với bể khác Việc chuyển đổi TAN thành nitrite từ ngày 15 dẫn đến suy giảm ammonia nước ni từ làm giảm khả sử dụng nguồn dinh dưỡng rong biển Những thay đổi hàm lượng nitrite nitrate theo chu kỳ ngày đêm bể rong biển xu hướng rõ ràng TAN Như thấy Hình 4, hàm lượng nitrite nitrate bể Ulva biến động phức tạp theo ngày Hàm lượng nitrate tăng nhẹ vào ban đêm sau giảm vào ban ngày Nồng độ nitrate giảm khoảng ppm từ 06:00-15:00 kết hấp thụ nitrate rong biển Tuy nhiên, mức thấp nhiều so với khả hấp thụ ammonia Ulva 253 Sinh trưởng tỷ lệ sống đối tượng nuôi Tỷ lệ sống đối tượng nuôi Kết biểu diễn Hình cho thấy, tỷ lệ chết cao đạt 30% thuộc cá chẽm nuôi hệ thống Nhìn chung, động vật ni có tỷ lệ sống thấp thời gian từ ngày nuôi thứ 15 đến ngày thứ 42 Đây kết tất yếu tích tụ nitrite với hàm lượng cao kéo dài Tỷ lệ chết cá chẽm kích thước thả chúng khả nhỏ (