đánh giá khả năng cải thiện chất lượng nước của nhóm vi khuẩn chuyển hóa đạm trong hệ thống ương tôm sú (penaeus monodon)

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ TÚ ANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÓM VI KHUẨN CHUYỂN HÓA ĐẠM TRONG HỆ THỐNG ƯƠNG TÔM SÚ (Penaeus monodon) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2010 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THỊ TÚ ANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÓM VI KHUẨN CHUYỂN HÓA ĐẠM TRONG HỆ THỐNG ƯƠNG TÔM SÚ (Penaeus monodon) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGs.Ts TRƯƠNG QUỐC PHÚ 2010 3 LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm Khoa Thuỷ Sản, Quý Thầy Cô và toàn thể cán bộ Khoa Thuỷ Sản đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Đặc biệt tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy hướng dẫn, PGs. Ts. Trương Quốc Phú đã tận tình hướng dẫn, góp ý cho tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin gởi lời cảm ơn đến cô Phạm Thị Tuyết Ngân đã có nhiều góp ý, cung cấp thông tin, tài liệu và hướng dẫn bố trí các thí nghiệm. Cám ơn các bạn và các em Trịnh Hoàn Hảo, Nguyễn Trường An, Lê Đông Cung, Trương Minh Trường, Nguyễn Hoàng Trong, Lâm Trung Tín, Nguyễn Thanh Tâm, Nguyễn Minh Nguyệt, Đỗ Văn Lĩnh đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm. Tập thể lớp Cao học Nuôi trồng thủy sản khóa 15 đã hỗ trợ, giúp đỡ nhiều mặt trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, chia sẻ, giúp tôi vượt qua những khó khăn, trở ngại trong suốt quá trình học tập và công tác. Nguyễn Thị Tú Anh 4 TÓM TẮT Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các dòng vi khuẩn hữu ích chọn lọc Bacillus, Nitrosomonas và Nitrobacter trong việc cải thiện chất lượng nước bằng cách áp dụng những dòng vi khuẩn hữu ích ở các mật độ khác nhau và tỷ lệ thể tích bể lọc khác nhau. Trong nghiên cứu này, 3 thí nghiệm về hiệu quả chuyển hóa đạm của các dòng vi khuẩn chọn lọc được thực hiện. Thí nghiệm 1 ương tôm trong hệ thống tuần hoàn và thí nghiệm 2 trong hệ thống thay nước, thí nghiệm 3 được thực hiện trong hệ thống tuần hoàn với các tỷ lệ thể tích bể lọc lần lượt là 5%, 10%, 15%. Kết quả của 2 thí nghiệm đầu cho thấy chất lượng nước được cải thiện có ý nghĩa thống kê khi bổ sung vi khuẩn Bacillus, Nitrosomonas và Nitrobacter. Nghiệm thức bổ sung Bacillus ở mật độ 10 5 và 10 6 CFU/mL cho thấy kết quả mật độ của vi khuẩn có hại thấp hơn so và tỷ lệ sống của ấu trùng tôm cao hơn so với nghiệm thức đối chứng. Tỷ lệ sống của ấu trùng trong hệ thống tuần hoàn cao hơn trong hệ thống thay nước. Trong thí nghiệm 3, mật độ vi khuẩn Vibrio ở các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng. Tỷ lệ thể tích bể lọc 10%, bổ sung vi khuẩn cho thấy hiệu quả chuyển hóa đạm cao nhưng lại ít tốn diện tích và chi phí. Từ khóa: Bacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter, chuyển hóa đạm, ấu trùng. 5 ABSTRACT This study evaluates the effectiveness of the bacterial probionts Bacillus, Nitrosomonas, and Nitrobacter on the improvement of water quality by the application of these probionts at different densities and filtering rates. In the present study, three experiments on probiont nitrification efficiency were conducted, the first in a recirculation water system and the second in an exchange water system, the third experimental groups of this system were subjected to the respective water filtration rates of 5%, 10%, and 15%. The results of the first two experiments demonstrate that water quality was significantly improved by the addition of Bacillus, Nitrosomonas, and Nitrobacter. Treatments of Bacillus at the concentrations 10 5 CFU mL -1 and 10 6 CFU mL -1 resulted in a lower density of virulence bacteria and higher survival rates than the control. The survival rates of shrimp that were reared in the recirculation water system were higher than those in exchange water system. For experiment 3, the density of Vibrio in additional bacteria treatments was significantly lower than control. The results from this experiment suggest that 10% biofilter rate and bacteria addition show the nitrogen removal rate higher , filtering-area and cost -effective are fewer. Keywords: Bacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter, nitrification, larvae. 6 CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Ngày 31 tháng 10 năm 2010 Nguyễn Thị Tú Anh 7 MỤC LỤC Trang PHẦN 1. GIỚI THIỆU 1 PHẦN 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3 2.1 Tình hình sản xuất giống tôm sú và các nghiên cứu có liên quan 3 2.1.1 Tình hình sản xuất giống tôm sú ở Việt Nam 3 2.1.2 Các nghiên cứu liên quan đến sản xuất giống tôm sú 3 2.1.3 Các nghiên cứu ứng dụng lọc sinh học trong sản xuất giống tôm sú 3 2.2 Tình hình nghiên cứu và ưng dụng của vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản 5 2.2.1 Sơ lược về Probiotic 5 2.2.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản 6 2.3 Các dòng vi khuẩn chuyển hóa đạm 8 2.3.1 Vai trò của các dòng vi khuẩn chuyển hóa đạm trong NTTS 8 2.3.2 Các dòng vi khuẩn chuyển hóa đạm thường gặp 10 PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1 Vật liệu nghiên cứu 13 3.2 Phương pháp nghiên cứu 13 3.2.1 Mô tả thí nghiệm 13 3.2.2 Phương pháp nuôi tăng sinh vi khuẩn 17 3.2.3 Phương pháp thu và phân tích mẫu vi khuẩn 20 3.2.4 Phương pháp thu và phân tích mẫu nước 22 3.2.5 Phương pháp thu và phân tích mẫu tôm 22 3.3 Phương pháp xử lý số liệu 22 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 4.1 Xác định khả năng chuyển hóa đạm của 3 dòng vi khuẩn khuẩn Bacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas trong hệ thống ương tôm sú 23 8 4.1.1 Biến động các yếu tố môi trường nước 23 4.1.2 Biến động mật độ vi khuẩn trong hệ thống ương 37 4.1.3 Tỷ lệ sống của các giai đoạn ấu trùng 44 4.2 Đánh giá hiệu quả xử lý của các tỷ lệ giá thể khác nhau trong hệ thống lọc tuần hoàn 46 4.2.1 Biến động các yếu tố môi trường nước 46 4.2.2 Biến động mật độ vi khuẩn 51 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 62 9 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 3.1: Giá trị OD 600 17 Bảng 4.1: Biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 1 23 Bảng 4.2: Biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 2 24 Bảng 4.3: Biến động các yếu tố môi trường trong thí nghiệm 3 46 10 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 2.1: Chu trình chuyển hóa nitơ trong tự nhiên 9 Hình 3.1: Hệ thống bể thí nghiệm với tỷ lệ thể tích bể lọc khác nhau 16 Hình 3.2: Cách xác định mật độ vi khuẩn theo phương pháp MPN 21 Hình 4.1: Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong hệ thống tuần hoàn 24 Hình 4.2: Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong hệ thống thay nước 25 Hình 4.3: Biến động hàm lượng COD trong hệ thống tuần hoàn 26 Hình 4.4: Biến động hàm lượng COD trong hệ thống thay nước 27 Hình 4.5: Biến động hàm lượng TSS trong hệ thống tuần hoàn 28 Hình 4.6: Biến động hàm lượng TSS trong hệ thống thay nước 28 Hình 4.7: Biến động hàm lượng TAN trong hệ thống tuần hoàn 29 Hình 4.8: Biến động hàm lượng TAN trong hệ thống thay nước 29 Hình 4.9: Biến động hàm lượng nitrite trong hệ thống tuần hoàn 31 Hình 4.10: Biến động hàm lượng nitrite trong hệ thống thay nước 32 Hình 4.11: Biến động hàm lượng nitrate trong hệ thống tuần hoàn 33 Hình 4.12: Biến động hàm lượng nitrate trong hệ thống thay nước 33 Hình 4.13: Biến động hàm lượng tổng đạm trong hệ thống tuần hoàn 34 Hình 4.14: Biến động hàm lượng tổng đạm trong hệ thống thay nước 35 Hình 4.15: Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio trong hệ thống tuần hoàn 36 Hình 4.16: Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio trong hệ thống thay nước 37 Hình 4.17: Biến động mật độ vi khuẩn Bacillus trong hệ thống tuần hoàn 38 Hình 4.18: Biến động mật độ vi khuẩn Bacillus trong hệ thống thay nước 39 Hình 4.19: Biến động mật độ vi khuẩn Ntrosomonas trong hệ thống tuần hoàn 40 Hình 4.20: Biến động mật độ vi khuẩn Nitrosomonas trong hệ thống thay nước 40 Hình 4.21: Biến động mật độ vi khuẩn Nitrobacter trong hệ thống tuần hoàn 42 Hình 4.22: Biến động mật độ vi khuẩn Nitrobacter trong hệ thống thay nước 42 [...]... cũng như hiệu quả của các dòng vi khuẩn được đưa vào trong hệ thống lọc sinh học, đặc 13 biệt là nhóm vi khuẩn Bacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas chuyển hóa nitơ từ dạng có hại cho sinh vật nuôi (NH3, NO2-) thành dạng ít độc hơn (NO3-) (Vũ Thế Trụ, 1994) Do đó, đề tài: Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng nước của nhóm vi khuẩn chuyển hóa đạm trong hệ thống ương tôm sú (Penaeus monodon) được thực... cứu khả năng phân hủy hữu cơ và chuyển hóa đạm của các dòng vi khuẩn Bacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter trong hệ thống ương tôm sú nhằm làm cơ sở cho các nghiên cứu về quản lý và điều khiển vi sinh phát triển theo hướng có lợi cho môi trường và vật nuôi Nội dung nghiên cứu - Đánh giá hiệu quả xử lý nước của vi khuẩn trong hệ thống ương tôm sú tuần hoàn - Đánh giá hiệu quả xử lý nước của vi khuẩn trong. .. hơn nữa vi c sử dụng hóa chất sẽ làm ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật trong môi trường nước Vì vậy, xu hướng hiện nay nhiều nơi sử dụng các vi sinh vật hữu ích nhằm cải thiện chất lượng nước và hạn chế được các nhóm vi khuẩn gây bệnh trong hệ thống ương nuôi Trong sản xuất giống tôm sú, vi c ứng dụng hệ thống lọc sinh học sẽ hạn chế sử dụng kháng sinh trong bể và hạn chế vi c thay nước hàng ngày, giảm... đạm 2.3.1 Vai trò của các dòng vi khuẩn chuyển hóa đạm trong nuôi trồng thủy sản Từ nhiều năm qua vi c bổ sung vi khuẩn vào các ao nuôi thủy sản đã trở nên rất phổ biến vì vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong thủy vực giữ vai trò rất quan trọng trong vi c điều chỉnh chất lượng nước đối với các hệ thống nuôi thủy sản thâm canh, chúng giúp chuyển hóa các chất độc như ammoniac và hợp chất nitơ (Boyd và... mềm Excel và phân tích thống kê ANOVA, LSD, Duncan bằng phần mềm SP.SS 34 Phần IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định khả năng chuyển hóa đạm của 3 dòng vi khuẩn Bacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas trong hệ thống ương tôm sú 4.1.1 Biến động các yếu tố môi trường nước Kết quả biến động các yếu tố môi trường nước của thí nghiệm 1 (hệ thống tuần hoàn) và thí nghiệm 2 (hệ thống thay nước) được trình bày ở... khuẩn trong hệ thống ương tôm sú có thay nước - Đánh giá hiệu quả xử lý ở các tỷ lệ thể tích giá thể khác nhau trong hệ thống lọc tuần hoàn 14 Phần II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tình hình sản xuất giống tôm sú và các nghiên cứu có liên quan 2.1.1 Tình hình sản xuất giống tôm sú ở Vi t Nam Công nghệ sản xuất giống tôm nhân tạo ở nước ta đã có những bước tiến bộ vượt bậc Từ những năm đầu thập niên 70, Vi t Nam... mẫu nước, Phòng thí nghiệm Phân tích chất lượng nước (Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng – Khoa Thủy sản) - Các trang thiết bị thu và phân tích mẫu vi sinh, Phòng thí nghiệm Vi sinh (Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng – Khoa Thủy sản) 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Mô tả thí nghiệm Thí nghiệm 1: Xác định khả năng chuyển hóa đạm của 3 dòng vi khuẩn Bacillus, Nitrobacter, Nitrosomonas trong hệ thống ương tôm sú. .. trọng trong vi c cải thiện chất lượng nước trong hệ thống ương nuôi ấu trùng và góp phần làm tăng năng suất trong sản xuất (Phạm Thị Tuyết Ngân và ctv, 2008) Trong hệ thống sản xuất giống, để giảm hàm lượng ammonia thì biện pháp thay nước thường được áp dụng Tuy nhiên, biện pháp này cũng có những mặt hạn chế như: chi phí sản xuất cao, mầm bệnh có nhiều cơ hội xâm nhập vào hệ 21 thống sản xuất Trong. .. (2008) khả năng bám nhờ chúng tiết chất nhầy từ màng bao bên ngoài, đây là nhóm vi khuẩn tự dưỡng hóa năng và hiếu khí bắt buộc Theo Engel (1958) thì loài Nitrosomonas europaea có khả năng di động và có 2 roi khi các tế bào vi khuẩn phát triển ở giai đoạn tăng trưởng Vi khuẩn Nitrosomonas là nhóm vi khuẩn khó phân lập và nuôi do chúng không có khả năng sống trên môi trường thạch và không thể hình thành khuẩn. .. ổn định cao với nhiệt độ, tác động của hóa chất, tia bức xạ do vi khuẩn này có khả năng hình thành bào tử Vi khuẩn này phân bố rộng rãi trong thiên nhiên (không khí, đất, bụi và nước) , chịu được nhiệt và dễ sấy khô, được coi là vi khuẩn hiệu quả nhất và có lợi ích nhất trong vi c bảo vệ sức khỏe và kích thích hệ thống miễn nhiễm được ưa thích hơn thuốc kháng sinh Vi khuẩn Bacillus sp.p đã được sử dụng . ANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÓM VI KHUẨN CHUYỂN HÓA ĐẠM TRONG HỆ THỐNG ƯƠNG TÔM SÚ (Penaeus monodon) . ANH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA NHÓM VI KHUẨN CHUYỂN HÓA ĐẠM TRONG HỆ THỐNG ƯƠNG TÔM SÚ (Penaeus monodon)