Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Một Số Chế Phẩm Vi Sinh Vật Đến Chất Lượng Nước Ao Nuôi Tôm 6078221.Pdf

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 LUẬ[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 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 VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC 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 Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn tận tình thầy TS Nguyễn Hữu Phúc Các số liệu kết nêu luận văn chưa công bố cơng trình khác Các số liệu trích dẫn Luận văn đảm bảo tính xác, tin cậy trung thực Tôi xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2019 Tác giả Trần Quang Vinh I LỜI CẢM ƠN Trong thời gian theo học Học Viện Khoa Học Công Nghệ, tạo điều kiện tốt học tập, nghiên cứu từ Học Viện Khoa Học Công Nghệ Viện Sinh Học Nhiệt Đới Tơi nhận tận tình dẫn Quý Thầy Cô Học Viện, chu đáo cán bộ, nhân viên đơn vị Học Viện Đây thời kỳ gắn bó giúp đỡ đầy thiện chí tập thể bạn bè tơi lớp Cao học Sinh học thực nghiệm 2017A, Học Viện Khoa Học Công Nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa Học Cơng Nghệ Việt Nam Để có luận văn thạc sĩ này, vô biết ơn Thầy Tiến sĩ Nguyễn Hữu Phúc tận tâm, hết lòng nâng bước cho nhiều hệ học trò, người gắn bó khơng mệt mỏi với nghiệp trồng người, cho tơi nhiều ý kiến q báu q trình thực đề tài Tơi khơng qn lịng nhiệt tình, sâu sát, lo lắng, chia sẻ Ban lãnh đạo Viện Sinh Học Nhiệt Đới, đồng nghiệp quan tâm tạo điều kiện, giúp đỡ, tiếp sức chân tình hiệu từ gia đình nhỏ tơi Em xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 07 năm 2019 Tác giả Trần Quang Vinh II Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Từ viết tắt VPAHPND EMS FAO GSMC VASEP BOD COD TSA TCBS DO TOC FCR EDTA Tên tiếng anh Vibrio parahaemolyticus Acute hepatopancreatic necrosis disease Early Mortality Syndrome Food and Agriculture Organization Global Seafood Market Conference Vietnam Association of Seafood Exporters and Producers Biochemical oxygen demand Chemical Oxygen Demand Tryptic Soy Agar Thiosulfate Citrate Bile Salts Sucrose Dissolved oxygen Total organic carbon Feed Conversion Ratio Ethylene Diamine Tetraacetic Acid III Tên tiếng việt Bệnh hoại tử gan cấp tính V parahaemolyticus Bệnh hoại tử gan tụy cấp Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc Hội nghị Thị trường Thủy sản Toàn cầu Hiệp Hội chế biến Xuất thuỷ sản Việt Nam Nhu cầu oxy sinh học Nhu cầu oxy hóa học Môi trường ban đầu nuôi cấy khuẩn lạc Môi trường phân lập chọn lọc Vibrio sp oxygen hòa tan Tổng cacbon hữu Hệ số chuyển đổi thức ăn Acid hữu mạnh Danh mục bảng Bảng 1.1: Hiệu sử dụng Probiotic nuôi thủy sản: Bảng 2.1: Phương pháp phân tích chất lượng nước: 46 Bảng 3.1: Một số chủng vi sinh phân lập chọn lọc : 51 Bảng 3.2: Đặc điểm phát triển tạo acid lactic chủng vi khuẩn lactic: 63 Bảng 3.3 : Số lượng vi sinh EM: 73 Bảng 3.4: Ảnh hưởng chế phẩm probiotic đến tỷ lệ sống suất tôm: 75 Bảng 3.5: Báo cáo giai đoạn kết thử nghiệm chế phẩm ao nuôi tôm sú: 76 Bảng 3.6: Biến động yếu tố chất lượng nước ao ni tơm: 77 IV Danh mục hình Hình 1.1: Sơ đồ ảnh hưởng chế phẩm vi sinh sử dụng 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 50 Hình 2.4: Máy đo tiêu Amonium, nitrate, nitrite, 51 Hình 3.1: Khả sinh tổng hợp amylase chủng Bacillus sp 53 Hình 3.2: Khả sinh tổng hợp protease chủng Bacillus sp 54 Hình 3.3: Ảnh hưởng pH đến khả sinh tổng hợp amylase 55 Hình 3.4 Hoạt lực enzym protease chủng Bacillus sp 56 Hình 3.5: Hoạt lực enzym amylase chủng Bacillus sp 57 Hình 3.6: Hoạt lực emzyme protease chủng Bacillus sp 58 Hình 3.7: Sự biến động số lượng Vibrio sp 59 Hình 3.8: Sự biến động Bacillus sp nước nuôi tôm 60 Hình 3.9: Sự biến động Vibrio sp tôm theo thời gian 61 Hình 3.10: Sự biến động số lượng Bacillus sp tơm 62 Hình 3.11: Lactobacillus sp Lac ; Lactobacillus acidophilus Lac 65 Hình 3.12: Lactobacillus sp Lac ; Lactobacllus acidophilus Lac 65 Hình 3.13: Lactobacillus sp Lac ; Lactobacillus sp Lac 66 Hình 3.14: Lactobacillus sp Lac ; Lactobacillus sp Lac 66 Hình 3.15: Streptococcus sp Lac ; 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 nuôi EM 72 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ khối chế tạo EM gốc loại EM khác 71 VI MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGỒI NƯỚC: 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC: 1.3 ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG AO NUÔI TÔM: 1.3.1 Các chế phẩm vi sinh sản xuất từ loài vi khuẩn Bacillus sp 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 vi khuẩn quang tự dưỡng: 12 1.3.3.2 Ảnh hưởng nhân tố lý hóa đến sinh trưởng vi khuẩn quang hợp tía khơng lưu huỳnh: 14 1.3.3.3 Ứng dụng VKQH tía ni trồng thuỷ sản: 15 1.4 DỊCH BỆNH TÔM: 19 1.4.1.Tình hình bệnh tơm giới: 19 1.4.2 Tình hình dịch bệnh tôm 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 ao thủy sinh: 24 1.5.2 Chất hữu từ nguồn nước cấp: 24 1.5.3 Chất hữu từ thức ăn : 24 1.5.4 Chất hữu từ phân bón: 25 1.5.5 Chất hữu hình thành q trình ni tơm: 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 hợp chất carbon: 28 VII 1.6.2 Vai trò vi sinh vật việc chuyển hóa 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 trình nitrat hóa (Nitrification) : 30 1.6.3 Biến đổi sulfur: 34 1.7 CÁC YẾU TỐ HĨA LÝ TỚI MƠI TRƯỜNG NI TƠM: 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 nghiên cứu có Viện Sinh học nhiệt đới 38 2.1.2 Thử nghiệm phịng thí nghiệm: 39 2.1.2.1 Đánh giá sơ khả sinh tổng hợp amylase, protease số chủng Bacillus sp 39 2.1.2.2 Xác định ảnh hưởng pH môi trường đến khả sinh tổng hợp enzym amylase chủng Bacillus sp: 39 2.1.2.3 Xác định ảnh hưởng pH môi trường đến khả sinh tổng hợp enzym protease chủng Bacillus: 40 2.1.2.4 Xác định hoạt tính emzyme amylase theo phương pháp Smith 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 phịng thí nghiệm: 44 2.1.4 Thử nghiệm 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 1.5 CHẤT HỮU CƠ TRONG CÁC AO NUÔI TÔM: 1.5.1 Nguồn gốc chất hữu ao thủy sinh: Nguồn chất hữu ao phần xác thảm thực vật vùng đất ngập nước, chất mùn phần khống chất hữu Chất hữu bùn ao chứa lượng sợi gỗ Theo Chotiputta et.al chất hữu bùn ao cho phát triển q trình ni tôm Peachuab Khirikhkan, Nakorn Sri Thamarat tỉnh Surattai Thái Lan khoảng 0,002 8,12% Trong hồ nuôi tôm chất hữu chứa khoảng 10 – 40% (Boyd cộng sự, 1998 ) Chất hữu khu vực nông trại tôm tỉnh Trad Thái Lan chứa khoảng 20,66% [28] 1.5.2 Chất hữu từ nguồn nước cấp: Chất hữu đưa vào ao nuôi thay đổi theo vị trí ao ni Trong nước tự nhiên chất hữu có hàm lượng 1-30mg/lít Chất trầm tích đất nơng trại tỉnh Samutrongkron chứa trung bình 3,1% chất hữu Tỉ lệ chất trầm tích đất khoảng tháng dày 8,5cm [29] 1.5.3 Chất hữu từ thức ăn: Các ao nuôi tôm thâm canh có mơi trường phú dưỡng, ngun nhân việc đưa nhiều thức ăn nhân tạo vào ao nuôi Các loại thức ăn cho tơm thường có hàm lượng cao (30-40%) Vì 92% đạm ao ni tơm có nguồn gốc từ thức ăn (Briggs & Funge – Smith) [30] Điều đáng quan tâm thức ăn tôm giữ lại để tạo sinh khối thấp (dưới 17%) Người ta tính tốn thấy rằng: 15% thức ăn tơm bị thất tơm khơng ăn được, 48% bị tiết ngoài, lột vỏ, để trì hoạt động sống 20% thải qua phân (Primavera) Theo Briggs & Smith đưa 14% thức ăn đưa vào thể tơm cịn 86% chất thải 24 Với lượng lớn chất dinh dưỡng thải môi trường hàng ngày nên kích thích phytoplankton vi khuẩn phát triển mạnh, macrozooplankton phát triển theo Hậu nhiều chất hữu tích tụ nước bùn đáy[30] 1.5.4 Chất hữu từ phân bón: Trong q trình ni tơm để gia tăng phiêu sinh thực vật động vật nhỏ đáy ao phát triển tạo thêm nguồn thức ăn thiên nhiên người ta thường cho thêm phân hữu Bón phân cho ao có mục đích thay cho chất dinh dưỡng bị đẩy khỏi ao ta thay nước ao Các loại phân bón hữu thường dùng cho ao hồ là: Phân gà, phân trâu bò, phân heo, phân vịt, cám gạo, bột hạt bơng, phụ phẩm cơng nghệ mía đường v.v… Phân hữu cung cấp thức ăn cách nhả dần chất dinh dưỡng qua hoạt động vi khuẩn, nhờ ấu trùng tôm sử dụng chúng vừa chuyển vào ao Tuy nhiên bón phân phải sử dụng liều lượng, bón nhiều gây ô nhiễm môi trường nước phân động vật có chứa 15-25% chất khơ 93-95% chất hữu [28] 1.5.5 Chất hữu hình thành trình nuôi tôm: Cường độ chất hữu hồ nuôi tôm lớn nhiều hồ nuôi cá Chất hữu hồ nuôi tôm chứa từ 10-40%, loại chất thường chứa axit, có nồng độ Nitơ thấp Khi cải tạo hồ ni người ta cần bón cần bón vơi, thơng khí nhằm tăng lượng Nitơ Sự phân huỷ chất hữu thay đổi theo thời gian giảm dần cuối vụ [28] Chất hữu lắng hồ nuôi tôm từ thức ăn, phân sản phẩm trao đổi chất tôm, số lượng thức ăn lắng xuống có liên quan đến lượng thức ăn ngày mật độ nuôi Thức ăn cung cấp từ 400 kg/ha/ngày với mật độ 50con/m2 [28] khoảng 607 kg/ha/ngày nuôi với mật độ cao (Wyban et.al 1988) [31 ] Mức độ chất dinh dưỡng cao 25 tiếp tục cung cấp CO2 nguyên nhân kích thích phát triển phytoplankton hậu làm tăng chất hữu đáy ao Các nhà nuôi tôm tăng mật độ nuôi với việc cung cấp thức ăn cho chúng, mật độ tơm dày đặc thức ăn lắng xuống nhiều số lượng lớn thức ăn khơng tiêu thụ với phân chúng vỏ tôm lột xác lắng xuống đáy ao Các vi sinh vật có khả phân huỷ chất hữu giải phóng chất hữu hoà tan nước phytoplanktonphát triển tạo nở hoa nước Tế bào phytoplankton có quãng đời ngắn, chúng chết tạo nhiều chất lắng xuống đáy hồ Kết trình môi trường hồ nuôi bị ô nhiễm, làm cho tơm tăng trưởng kém, bị bệnh Sự tích luỹ chất hữu mức coi nguy hiểm q trình sản xuất tơm Sự phân giải chất hữu đòi hỏi phải sử dụng nhiều Oxygen sản phẩm tạo chất độc, tích luỹ chất độc NH3 CO2 gây hại cho tôm Tỷ lệ sử dụng Oxygen cao suốt trình phân giải chất hữu vi khuẩn làm cho mơi trường ao ni bị thiếu oxy, tình trạng vi khuẩn dị dưỡng sử dụng Sulfate hợp chất oxy Sunfur tạo chất nhận điện tử Sulfide Chất H2S chất độc cao nước Nồng độ chất hữu cao tạo nhiều phiêu sinh thực vật phát triển hồ Sự nở hoa nước nguyên nhân làm thay đổi lượng O2 pH Chất hữu tích lũy gây hại cho tơm có lợi cho vi sinh vật [31] Dựa nghiên cứu động học chất hữu hệ thống nuôi tôm thâm canh khép kín Thái Lan đưa số kết luận sau : - Thức ăn khơng tiêu hóa nguồn chất hữu quan trọng gây vấn đề môi trường ao nuôi thâm canh Khoảng 61,7 – 68,1% thức ăn thừa bỏ lại ao chất tiết tôm xác vỏ tôm - Chất dinh dưỡng giải phóng từ phân huỷ chất thải hữu tạo sinh khối tảo gấp 1,4 – 1,6 lần chất thải hữu - Khoảng 18,4 đến 25% cacbon hữu thức ăn tiêu hóa đồng hố sử dụng q trình hơ hấp tơm 26 - Chỉ khoảng 11,7- 13% cacbon hữu thức ăn tiêu hóa đồng hố tạo suất tơm ni - Nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến tỷ lệ hô hấp tôm sú (Penaeus monodon) Tỷ lệ hô hấp khác cỡ tôm khác nhiệt độ 200C; 250C 300C miêu tả theo phương trình: R = 0,352 W0,4770 200C R = 0,3791W0,6810 250C R = 1,0060W0,5376 300C Với: R: Tỷ lệ hô hấp (mgO2/h) W: Trọng lượng tươi thể tôm (g) - Sự gia tăng tốc độ dòng nước chảy tạo gia tăng tỷ lệ hô hấp tôm - Tôm hô hấp mạnh nuôi với đáy cát so với đáy đất chất dẻo plastic - Có tương quan thuận tỷ lệ quang hợp trung bình với mật độ tơm ni tỷ lệ hơ hấp trung bình với tỷ lệ tơm ni - Khơng có liên quan số lượng chất hữu đưa vào đáy ao đất với mật độ tôm nuôi, tỷ lệ hô hấp bùn đáy với mật độ tôm nuôi, lượng chất hữu tích luỹ bùn đáy với mật độ tơm ni Có gia tăng quan trọng chất hữu đáy ao nuôi với mật độ 60 con/m2 - Thức ăn quang hợp phytoplankton nguồn chất hữu quan trọng đưa vào ao - Sự hô hấp nước trình quan trọng để giảm chất hữu ao tôm hô hấp bùn đáy hô hấp tôm 27 - Chỉ có phần trăm nhỏ tồn chất hữu đưa vào ao (5,6 – 6,8%) giữ lại hồ thu hoạch tôm lượng nhỏ (2,1 – 3,4%) ngồi qua nước thải - Một lượng lớn chất hữu cho vào (24,2 – 40%) tích lũy lớp bùn đáy ao hầu hết chất hữu tích luỹ lại nằm lớp cách đáy ao cm - Sự gia tăng mật độ tôm nuôi lên 60 con/m2 làm tăng lượng chất hữu đưa vào phần lớn chất hữu tích lũy ao Điều ảnh hưởng quan trọng đến tỉ lệ sống, phát triển hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) - Mật độ nuôi hệ thống thâm canh khép kín Dựa kết nghiên cứu tác giả ni 40-45 con/m2 thích hợp[32][33] 1.6 VAI TRỊ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI VẬT CHẤT TRONG AO NUÔI THỦY SẢN: 1.6.1 Phân huỷ hợp chất carbon: Vi sinh vật có vai trị quan trọng hệ thống tuần hoàn vật chất thiên nhiên Chúng phân hủy chất thải, biến chúng thành chất vô hại Hệ vi sinh vật ao nuôi tôm phong phú chúng có khả lớn việc phân giải chất hữu Tuy nhiên chúng có phát huy tác dụng hay khơng cịn tùy thuộc vào mơi trường xung quanh nơi chúng tồn tại: Nồng độ lớn chất hữu ao, có mặt chất độc kim loại nặng, loại hóa chất độc hại nồng độ cao, độ pH, nhiệt độ thấp cao, nhu cầu oxygen khơng thích hợp,… yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu xử lý vi sinh vật Phân giải cellulose: Cellulose thành phần chủ yếu tổ chức thực vật Trong xác thực vật thành phần chất hữu chiếm tỷ lệ cao cellulose Hàm lượng cellulose xác hữu thay đổi từ 30 - 80 % Cellulose hợp chất bền vững Đó loại 28 polysacchrit cao phân tử Chúng cấu tạo nhiều gốc -D-Glucose, liên kết với nhờ dây nối 1,4 glucozit Mỗi phân tử cellulose thường chứa 1.400 đến 10.000 gốc glucose Trọng lượng phân tử cellulose thay đổi khác phụ thuộc vào loại thực vật, thí dụ trọng phân tử cellulose 150.000 -500.000 dalton gai 1.840.000 Trong tự nhiên có nhiều vi sinh vật có khả phân giải celllulose Chúng có ý nghĩa lớn vịng tuần hồn cacbon trái đất làm mơi trường, tăng độ phì nhiêu đất Trong điều kiện hiếu khí nhiều nhóm nấm mốc, nấm thượng đẳng, xạ khuẩn, vi khuẩn tham gia phân giải cellulose Các nghiên cứu cho thấy có hai loại enzym để phân giải cellulose cellulase C1 cellulase Cx Enzym cellulase C1 tác động sơ phân tử cellulose thiên nhiên biến chúng thành các chuỗi cellulose mạch thẳng, sau tác động cellulase Cx cellulose bị phân hủy thành celobiose (hai phân tử glucose), loại đường tan nước, tác dụng glucosidase biến thành glucose Ngoài vi sinh vật hiếu khí phân giải cellulose cịn có vi sinh vật yếm khí, chúng thuộc lồi Clostridium thermocellum, Clostridium omelianskii… Phân giải tinh bột: Tinh bột (C6H10O5)n hợp chất hydrocacbon cao phân tử, chúng có loại nước thải sinh hoạt số loại nước thải cơng nghiệp có dùng tới ngun liêu có tinh bột Tinh bột cấu tạo hai thành phần amyloz amylopectin, amyloz tan nước nóng cịn amilopectin tạo thành hồ keo nước nóng Trong tinh bột tỷ lệ amylose thường vào khoảng 25% amylopectin chiếm khoảng 75 % Nhiều vi sinh vật có khả phân hủy tinh bột chúng có hệ enzym amylase như: - amylase: (-1,4 D-glucan-4 glucanohydrolase ) thủy phân liên kết 1,4 tinh bột, tạo dextrin phân tử thấp lượng maltose 29 - amylase: (-1,4 D-glucan- maltohydrolase) thủy phân liên kết 1,4 tinh bột,tạo malto lượng nhỏ dextrin cao phân tử - amylase: (glucoamylase, -1,4 D-glucan gluchydrolase): thủy phân liên kết 1,4 tinh bột tạo sản phẩm cuối glucose [34] 1.6.2 Vai trị vi sinh vật việc chuyển hóa hợp chất chứa nitrogen: Vi sinh vật tác nhân quan trọng tham gia vào trình phân hủy hợp chất nitrogen, làm giảm nguồn đạm ao ni 1.6.2.1 Phân giải protein amon hóa: Protein: Protein thành phần quan trọng phiêu sinh vật bị chết Protein thường chứa 15,0 - 17,5 % nitơ (tính theo chất khơ) Muốn phân giải protein trước tiên vi sinh vật phải tiết men ngoại bào phân cắt protein thành phân tử nhỏ (polipeptit, oligopeptit, peptit) Các chất tiếp tục phân hủy thành axit amin nhờ enzym peptidase, vi sinh vật hấp thu trực tiếp phân hủy thành axit amin sau vào tế bào Một phần axit amin vi sinh vật sử dụng trình sinh tổng hợp protein chúng, phần khác tiếp tục phân giải thành sản phẩm khác NH3, CO2,… Các vi sinh vật khơng có hệ enzym ngoại bào phân hủy protein đòi hỏi phải cung cấp peptit, oligopeptit, axit amin[37] 1.6.2.2 Vi sinh vật tham gia vào q trình nitrat hóa (Nitrification): Sau trình phân hủy protein amon sinh ra, điều kiện hiếu khí nhờ vi khuẩn tự dưỡng amon oxy hoá thành nitrate để cung cấp cho tảo thực vật bậc cao Quá trình tự dưỡng vi khuẩn nitríte hóa (Nitrosomonas, Nitrobacter ) tiến hành sau : NH4+ + 1,5 O2 Nitrosomonas NO2 - + H + + H2O + 273 kJ 30 NO2- + 0,5 O2 Nitrobacter NO3- + 75 kJ Và toàn : NH4 + O2 NO3 + 2H+ + H2O + 350 kJ Năng lượng sinh sử dụng để thực qúa trình sinh tổng hợp, tạo tế bào mới, phần thoát nhiệt Điều kiện chung cho phát triển vi khuẩn nitrite hóa pH: 5,5 - tốt 7,5, pH vi khuẩn phát triển chậm lại, oxy hòa tan 0,5 mg/l, nhiệt độ từ 40oC Nitrat q trình oxy hóa NH3 thành HNO3 Vi sinh vật nhận lượng cho hoạt động sống thơng qua q trình Việc oxy hóa kèm với việc đồng hóa CO2 Các vi sinh vật thực trình vi sinh vật tự dưỡng hóa vơ thuộc loại hiếu khí bắt buộc Nitrate hóa thực qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu oxy hóa NH3 thành nitrite thực số giống vi khuẩn gọi chung vi khuẩn nitrite hoá Một số giống sau thường nhắc tới:Nitrosomonas; Nitrosocystis; Nitrosococcus; Nitrosolobus; Nitrosospira Tất vi sinh vật giống mặt sinh lý - sinh hóa, khác đặc điểm, hình thái cấu trúc tế bào Các đại diện giống Nitrosomonas không sinh nội bào tử, tế bào nhỏ, hình bầu dục, kích thước 0,4-1,0x0,9-2,0m Trên mơi trường lỏng Nitrosomonas trải qua số phase phát triển tùy thuộc vào số điều kiện Hai pha chủ yếu là: phase di động - tế bào có tiên mao hay chùm tiên mao pha tập đoàn khuẩn nhầy (zooglea) - cấu tạo tế bào không di động Giai đoạn thứ hai q trình nitrate hóa liên quan với việc oxy hóa HNO2, thành HNO3 Các vi khuẩn gây q trình gồm có: 31 Nitrobacter winogradskyi, Nitrobacter agilis, Nitrospina gracilis, Nitrococcus mobilis Tế bào Nitrobater có đặc điểm đa hình thái (polymorphism): dịch ni cấy thường có dạng hình que trịn, hình hạt đậu, hình trứng, hình lê, di động đơn mao khơng di động Điều liên quan đến tồn chung chu kỳ phát triển xác định đặc trưng vi khuẩn mọc chồi Trong điều kiện khơng thuận lợi Nitrobacter tạo thành capsule Việc tạo thành tập đoàn khuẩn nhầy coi đặc trưng giống Nitrospina gracilis trực khuẩn thẳng, mảnh dẻ có kích thước 0,30,4 x 2,76,5m, hình thành dạng hình cầu, khơng di động Nitrococcus mobilis tế bào trịn, đường kính 1,5m, có 12 tiêm mao Vi khuẩn nitrate hóa khơng sử dụng hợp chất hữu chuyển hóa cách chặt chẽ việc oxy hóa chất thành NH3+ Nitrate Quá trình biến đổi từ amoniac thành nitrate liên quan tới loạt phản ứng phức tạp, chúng kiểm soát tồn q trình chuyển hóa tạo thiếu hụt hợp chất có khả sinh nitrite hệ thống Vi khuẩn nitrate hóa thể nhạy cảm đặc biệt nhiều chất ức chế Nhiều tác nhân vô hữu gây ức chế phát triển hoạt động chúng Nồng độ cao amoniac axit nitrate gây ức chế Ảnh hưởng pH quan trọng, khoảng pH thích hợp cho việc nitrat hóa hẹp khoảng 7,5-8,6 Tuy nhiên hệ thống làm quen với điều kiện pH thấp nitrat hóa cách hồn hảo Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng vi khuẩn nitrate hóa Tuy nhiên việc đánh giá ảnh hưởng vấn đề khó khăn Nồng độ oxy hòa tan 1mg/l cần thiết cho q trình nitrate hóa Nếu hàm lượng oxy hịa tan thấp 1mg/l oxy trở thành yếu tố giới hạn, q trình nitrite hóa xảy chậm chạp dừng hẳn 32 Vi sinh vật tham gia vào trình phản nitrate (denitrification ): Phản nitrat bước thứ ba trình loại bỏ đạm sau giai đoạn amon hóa, giai đoạn nitrate hóa Việc khử nitrogen vi sinh vật thực việc khử nitrate thành nitrogen phân tử gắn liền với việc oxy hóa chất hữu đường, rượu, acid hữu thành CO2 H2O thực điều kiện thiếu oxygen “anoxic”, chất nhận hydrogen cuối NO3 Năng lượng sinh oxy hóa chất vi sinh vật sử dụng trình hoạt động sống Quá trình loại nitrat xảy điều kiện hiếu khí lẫn điều kiện kỵ khí đặc biệt mạnh điều kiện thiếu khí Vi sinh vật thực trì loại bỏ nitrate phân bố rộng rãi tự nhiên Chúng phần lớn thuộc giống: Achromobacter, Aerobacter, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Flavobacterium,Lactobacillus, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Spirillum Vi khuẩn loại bỏ nitrate thuộc loại dị dưỡng hóa hữu cơ, kỵ khí khơng bắt buộc, có khả khử nitrate đồng hóa (dissimilatory nitrat reduction) Trong điều kiện hiếu khí, vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ, chúng sử dụng oxy khơng khí làm chất nhận hydrogen cuối Quá trình khử nitrate chia làm hai bước Bước biến đổi nitrat thành nitrit, bước thứ hai tạo oxit nitric, oxit nitrat, khí nitrogen Ba chất cuối sản phẩm dạng khí thải khí Trong hệ thống khử nitrat, hàm lượng oxy hòa tan thơng số định (critical parameter) Sự có mặt DO (oxygen hòa tan) ức chế hệ thống enzym tham gia vào trình khử nitrate Các chất kiềm tạo q trình chuyển hóa nitrat thành nitơ dạng khí làm tăng pH Độ pH thích hợp nằm khoảng điểm tối ưu khác cho quần thể vi khuẩn khác Nhiệt độ ảnh hưởng tới tốc độ khử nitrat sinh trưởng vi sinh vật Các vi sinh vật kể mẫn cảm thay đổi nhiệt độ Quá trình khử nitrate sinh hóa giai đoạn khử nitơ hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, hệ thống tự làm tự 33 nhiên mặt đất hệ thống nước ngầm Để đạt việc khử nitrat tối đa, điều kiện cần thiết là: thiếu khí, tỷ lệ carbon/ nitơ tối thiểu 2/1 (dựa vào TOC tổng số N)[36] 1.6.3 Biến đổi sulfur: Sự chuyển hóa sulfur hệ thống ao ni thủy sinh nghiên cứu nhiều, nhằm tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng tới trình hình thành sulfide Do dư thừa sulfide trạng thái tự làm tăng mùi thối khó chịu ức chế hoạt động vi sinh vật Giống nitrogen chuyển hóa sulfur phức tạp, có tham gia nhiều trình, số oxy hóa hóa học số khác sinh học Trong lớp lắng phía q trình yếm khí yếm khí tùy nghi vi sinh vật thường phân hủy protein axit amin thành amoniac giải phóng H2S từ axit amin chứa sulfur (Methinin, Cystin, Cystein) Lượng sulfur sinh đường phụ thuộc vào hàm lượng sulfur hữu có ao Hydrogen sulfide đồng thời sinh từ sulfat lớp lắng yếm khí hoạt động vi khuẩn khử sulfate ( Desulfovibrio ) Giới hạn hoạt động phụ thuộc vào chất hữu cơ, nhiệt độ, tỷ lệ khử sulfat giảm mạnh nhiệt độ xuống 15oC Sự giảm nồng độ sulfide chiếu sáng oxy hóa sulfide mạnh, có quang hợp sinh oxygen, quang hợp vi khuẩn yếm khí để khử nồng độ sulfide ao hồ Các nhóm vi sinh vật tham gia vào q trình chuyển hóa sulfur kể đến nhóm : + Vi khuẩn lưu huỳnh : Đặc điểm nhóm thường có chứa giọt lưu huỳnh tế bào Những giống vi khuẩn lưu huỳnh có vai trị quan trọng : - Loại hình sợi : Beggiatoa, Thiothrix, Thiospirilopsis Thioploca 34 - Loại hình sợi ( hình cầu, hình bầu dục, hình que hay hình xoắn) : Achromatium, Thiovorum, Macromonas, Thiospira, Thiophysa Đặc điểm chung nhóm oxy hóa lưu huỳnh sau : H2S + 1/2 O2 S + H2O + lượng Lưu huỳnh sinh tích lũy tế bào sau tiếp tục oxy hóa thành sulfate: S + O2 + 2H2O 2H2SO4 + lượng Năng lượng sinh vi khuẩn dùng để đồng hóa CO2 + Vi khuẩn Sulfate : Nhóm vi khuẩn có khả oxy hóa H2S, S hợp chất khác chứa lưu huỳnh Chúng khác với vi khuẩn lưu huỳnh chỗ không chứa S tế bào Vi khuẩn lưu huỳnh gồm giống Thiobacillus thuộc họ Nitrobacteriaceae 1.7 CÁC YẾU TỐ HĨA LÝ TỚI MƠI TRƯỜNG NI TƠM: 1.7.1 Yếu tố vật lý: - Nhiệt độ: Tôm tất động vật sống nước thuộc loại máu lạnh Nhiệt độ ảnh hưởng tới nhiều phương diện đời sống tôm: hô hấp tiêu thụ thức ăn, đồng hóa thức ăn, miễn nhiễm bệnh tật, tăng trưởng,… Nhiệt độ thay đổi theo khí hậu mùa, miền Nam nước ta nhiệt độ ni tơm quanh năm, miền Bắc nước khai thác vào mùa nóng Nhiệt độ thích hợp ao hồ vùng nhiệt đới khoảng 28-30oC, tôm lớn nhanh dễ mắc bệnh - Độ mặn: Tơm sú chịu độ mặn từ 3-45‰ độ mặn lý tưởng cho tôm sú 18-20‰ Độ mặn thích hợp ni tơm thẻ chân trắng từ – 15‰ , độ mặn tăng cao tạo điều kiện cho vi khuẩn, virus gây hại phát triển dẫn 35 đến dịch bệnh như: bệnh virus đốm trắng, đầu vàng, phát sáng EMS… đặc biệt ảnh hưởng đến chu kỳ lột vỏ tôm nuôi Ở độ mặn thấp (5–15 ‰) tôm tăng trưởng nhanh so với độ mặn cao Đó độ mặn thấp thấp khiến trao đổi (protein) thể tơm tốt độ mặn thấp tơm bắt buộc phải sử dụng tổng acid amin tự để bù vào thay đổi thể tích tế bào mà thời gian ni tơm ngắn nuôi mật độ cao - Độ đục: Độ đục nước xác định đĩa secchi, độ đục nước ao thích hợp đĩa secchi đọc khoảng 25-40cm Điều có nghĩa độ đọc đĩa secchi mà ngắn 25cm nước ao đục, ngược lại độ đọc mức xa 40cm nước ao lại trong, đồng nghĩa với nước nghèo chất dinh dưỡng Trong ao, độ đục thường phiêu sinh vật phát triển Độ đục nước bất lợi gây đất sét vật vô cơ, chúng cản trở xuyên qua ánh sáng, làm giảm khả sản xuất ao Nếu độ đục gây chất vô mà cao ảnh hưởng đến phận hô hấp tôm[27] Tải FULL (108 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ 1.7.2 Yếu tố hóa học: - Oxy hòa tan nước: yếu tố quan trọng kỹ thuật ni tơm Lượng dưỡng khí thấp ao dễ gây chết cho tôm Trong ao, tượng quang tổng hợp phiêu sinh vật yếu tố tạo nên oxygen hịa tan nước Vì tượng xảy ban ngày, ánh nắng mặt trời nên ban đêm ban ngày thời tiết âm u kéo dài làm ao không đủ oxygen cho tôm Để giải vấn đề này, người ta sử dụng máy tạo oxygen (quạt, máy sục khí) Các triệu chứng tơm ao thiếu oxygen làm tôm tập trung gần mặt nước, gần vị trí dẫn nước vào ao dọc theo bờ ao, tôm giảm di chuyển gia tăng tốc độ hơ hấp, mê chết - Độ pH: pH có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến tơm ni, pH thấp làm tổn thương phần phụ, mang, ảnh hưởng trình lột 36 xác cứng vỏ tơm Tơm sú có khả chịu pH 6-9, pH thích hợp cho ao nuôi tôm khoảng 7,5-8,5 Một thay đổi nhỏ pH gây ảnh hưởng quan trọng cho ao nuôi tôm Độ pH ao thường tăng vào ban ngày giảm vào ban đêm - Cacbondioxyde (CO2): Cacbon dioxyde thành phần tự nhiên nước, lớp đất đáy ao hồ lớp nước sâu thường có nhiều cacbondioxyde oxy hóa chất hữu vi khuẩn hiếu khí kỵ khí CO2 cần thiết cho quang tổng hợp để tạo phiêu sinh oxygen cần thiết cho tôm ao CO2 độc tố ta cung cấp đủ oxygen Nếu ao mà lượng CO2 q nhiều người ta thêm vơi vào, điều khơng cần thiết gia tăng máy sục khí ta đẩy CO2 khỏi mơi trường - Hợp chất Nitrogen: gồm ba chất Amonia, Nitrite Nitrate Amonia ao xuất sản phẩm biến dưỡng động vật nước từ phân hủy chất hữu với tác dụng vi khuẩn Lượng amonia gây không đáng lo ngại ao hồ phytoplankton sử dụng chúng Tải FULL (108 trang): https://bit.ly/3fQM1u2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Dưới tác dụng vi khuẩn NH3 trở thành Nitrite (NO2) Nitrate (NO3) Ở dạng NO3 vơ hại Chất Hydro sulfide (H2S): H2S chất khí tạo thành điều kiện kỵ khí pH có ảnh hưởng tới độ độc H2S Với pH=5, nhiệt độ=24oC có 99,1% H2S dạng chất độc, pH=8 với nhiệt độ=24oC có 8% H2S dạng chất độc Dù lượng độc sulfide nhỏ (0,001 ppm) mà diện thời gian liên tục làm giảm sinh sản tôm [27] 1.7.3 Yếu tố sinh học: Trong ao hồ ni tơm, ngồi yếu tố vật lý hóa học cịn có yếu tố sinh học loại cá tạp, giáp xác loại, phiêu sinh thực vật (phytoplankton), phiêu sinh động vật (zooplankton), nấm, vi khuẩn virus [27] 37 CHƯƠNG 02: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU: 2.1.1 Các chủng vi sinh vật dùng nghiên cứu: Các chủng vi sinh vật dùng nghiên cứu phân lập từ tôm sú phát triển tốt ao nuôi tơm Cần Giờ, Nhà Bè Thành phố Hồ Chí Minh số tỉnh đồng sông Cửu Long, nước ao bùn ao ni tơm có suất cao, sản phẩm lên men có vi sinh vật hữu ích, chủng vi sinh vật có Viện Sinh học Nhiệt đới - Nhóm chế phẩm quang tự dưỡng: + Thành phần vi sinh vật: Rhodopseudomonas sp., Rhodospirillium sp., + Mật độ: 1x108-9cfu/ml - Nhóm chế phẩm EM gốc thủy sản: + Thành phần vi sinh vật: Bacillus sp, , Lactobacillus acidophilus nấm men Saccharomyces boulardii + Mật độ: 1x108-9cfu/ml - Hoạt hoá EM gốc TS: Khuấy lít EM gốc cộng 18 lít nước cộng với kg rỉ đường 20 gram phân DAP cho vào can 20 lít đậy nắp, sau 1-2 ngày mở nắp cho khí, để lên men tiếp tục sau 3-4 ngày đem sử dụng + Trong ao thực nghiệm: sử dụng khoảng 20 lít EM hoạt hố cho 1.000-2.000m3 nước ao, tuần lần tới kết thúc thí nghiệm +Nhóm chế phẩm quang tự dưỡng: Sử dụng trực tiếp với nồng độ 2-3 lít chế phẩm cho 1.000-2.000 m3 nước ao 38 6078221 ... TẠO VI? ??N HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VI? ??T NAM HỌC VI? ??N 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... 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 Cần Giờ Nhà Bè: 74 3.3.1.1 Khảo. .. kháng sinh, số lượng chế phẩm vi sinh phổ biến thị trường phần lớn nhập phần cịn lại sản xuất nước Vì chương trình thực luận văn thạc sĩ chọn đề tài ? ?Khảo sát ảnh hưởng số chế phẩm vi sinh vật đến