Ảnh hƣởng của hợp chất ly trích từcây neem sửdụng trong điều trịbệnh trên thủy sản đến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc của ao nuôi

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG CỦA HỢP CHẤT LY TRÍCH TỪ CÂY NEEM SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH TRÊN THỦY SẢN ĐẾN CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC CỦA AO NUÔI Mã số: Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thanh Bình Bình Dƣơng, 2016 TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG ẢNH HƢỞNG CỦA HỢP CHẤT LY TRÍCH TỪ CÂY NEEM SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH TRÊN THỦY SẢN ĐẾN CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC CỦA AO NUÔI Mã số: Xác nhận đơn vị chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài TS Nguyễn Thanh Bình Bình Dƣơng, 2016 MỤC LỤC TÓM TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan Neem, hoạt chất Azadirachtin ứng dụng 1.1.1 Cây Neem đặc điểm sinh thái 1.1.2 Các hoạt chất có hoạt tính sinh học Neem 1.2 Các bệnh phổ biến cá tra nghiên cứu sử dụng hoạt chất ly trích từ Neem để điều trị bệnh thủy sản 22 1.2.1 Các bệnh phổ biến cá tra 22 1.2.2 Các nghiên cứu 27 1.3 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sinh thái ao nuôi thủy sản 31 1.3.1 Các thông số chất lƣợng nƣớc 31 1.3.2 Chỉ thị sinh học 32 1.3.3 Các nghiên cứu nƣớc 45 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48 2.1 Nội dung nghiên cứu 48 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 48 2.1.1 Phƣơng pháp điều tra khảo sát thu thập liệu 48 2.2.2 Phƣơng pháp lấy mẫu phân tích, đánh giá chất lƣợng nƣớc 49 2.2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu sinh vật thị 50 2.2.4 Phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem 53 2.2.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 53 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem đến chất lƣợng nƣớc ao nuôi 54 3.1.1 Các thơng số hóa lý 54 3.1.2 Các thông số hóa học 57 3.2 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem đến thành phần động vật không xƣơng sống cỡ lớn 61 3.3 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem đến thành phần Protozoa 63 3.4 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem đến thành phần phiêu sinh vật 66 3.4.1 Phiêu sinh thực vật 66 3.4.2 Phiêu sinh động vật 69 3.5 Đánh giá hiệu trị bệnh thủy sản 71 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các hợp chất phenolic diterpenoid Neem Bảng 1.2: Các hợp chất nhóm protomelicin 10 Bảng 1.3: Các hợp chất nhóm limonoid với vòng nguyên chuỗi bên hydroxybutenolid 11 Bảng 1.4: Nhóm Azadirone hợp chất tƣơng tự 12 Bảng 1.5: Nhóm gedunin dẫn xuất 14 Bảng 1.6: Các hợp chất nhóm pro C-seco-meliacin 15 Bảng 1.7: Các hợp chất nhóm salanin 16 Bảng 1.8: Các hợp chất nhóm C-secomeliacin nimbin 17 Bảng 1.9: hợp chất nhóm C-secomeliacin với chuỗi bên -hydroxybutenolide 19 Bảng 1.10: Azadirachtin đồng phân 20 Bảng 2.1: Các phƣơng pháp phân tích thông số chất lƣợng nƣớc 50 Bảng 2.2 Tổng hợp phƣơng pháp thu mẫu phân tích tiêu sinh học 52 Bảng 3.1 Kết pH lần lấy mẫu 54 Bảng 3.2 Kết SD lần lấy mẫu 55 Bảng 3.3 Kết SS lần lấy mẫu 56 Bảng 3.4 Kết COD lần lấy mẫu 58 Bảng 3.5 Kết N-NO3- lần lấy mẫu 59 Bảng 3.6 Kết P-PO43- lần lấy mẫu 61 Bảng 3.7 Thành phần loài động vật không xƣơng sống đáy điểm nghiên cứu 62 Bảng 3.8 Thành phần loài protozoa điểm nghiên cứu 65 Bảng 3.9 Thành phần loài phiêu sinh thực vật 66 Bảng 3.10 Thành phần loài phytoplankton điểm nghiên cứu 67 Bảng 3.11 Thành phần loài zooplankton điểm nghiên cứu 70 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các hợp chất nhóm phenolic diterpenoid Hình 1.2: Nhóm protomelicin Hình 1.3: Limonoid với vòng nguyên chuỗi bên -hydroxybutenolid 10 Hình 1.4: Nhóm Azadirone hợp chất tƣơng tự 11 Hình 1.5: Nhóm gedunin dẫn xuất 13 Hình 1.6: Nhóm pro C-seco-meliacin 14 Hình 1.7: Nhóm salanin 16 Hình 1.8: Nhómh C-secomeliacin hay nimbin 17 Hình 1.9: nhóm C-secomeliacin với chuỗi bên -hydroxybutenolide 18 Hình 1.10: Nhóm azadirachtin 20 Hình 1.11 Gan có mũ cá tra 24 Hình 1.12 Brachionus calyciflorus Rotaria neptunia 37 Hình 1.13 Platyias patulus Lecane sp 37 Hình 1.14 Moina sp Daphnia 38 Hình1.15 Bosminopsis sp chân cua 38 Hình 1.16 Calanoid, Cyclopoid Harpactioip 40 Hình 1.17 Các loài tảo lục 42 Hình 1.18 lồi tảo lam 42 Hình 1.19 Các lồi tảo mắt 43 Hình 1.20 Các lồi tảo giáp 44 Hình 1.21 Sự thay đổi nồng độ sắt (Fe) theo thời gian dƣới tác động Azadirachtaindica 46 Hình 1.22 Khả loại sắt Azadirachtaindica theo thời gian 46 Hình 2.1 Thiết bị lấy mẫu nƣớc kiểu ngang 49 Hình 2.2: Gàu lấy mẫu động vật đáy 51 Hình 2.3 Lƣới Juday 51 Hình 3.1 Biến động pH ao ni qua đợt mẫu 54 Hình 3.2 Biến động SD ao nuôi qua đợt mẫu 56 Hình 3.3 Biến động SS ao nuôi qua đợt mẫu 57 Hình 3.4 Biến động COD ao nuôi qua đợt mẫu 58 Hình 3.5 Biến động N-NO3- ao nuôi qua đợt mẫu 60 Hình 3.6 Biến động P-PO43- ao nuôi qua đợt mẫu 61 Hình 3.7 Biểu đồ tần suất loài Protozoa trƣớc sử dụng hợp chất Neem 63 Hình 3.8 Biểu đồ tần suất lồi Protozoa sau sử dụng hợp chất Neem 64 Hình 3.9 Tỉ lệ thành phần lồi phytoplankton đƣợc phát đợt lấy mẫu.66 Hình 3.10 Tần suất xuất loài phytoplankton trƣớc sử dụng hợp chất Neem 68 Hình 3.11 Tần suất xuất lồi phytoplanktonsau sử dụng hợp chất Neem 68 Hình 3.12 Biểu đồ tần suất xuất loài zooplanktontrƣớc sau sử dụng hợp chất Neem 70 Hình 3.13 Mổ khám xem bệnh tích cá thí nghiệm 71 Hình 3.14 Nội tạng cá đƣợc kiểm tra bệnh 71 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung BNNPTNT Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Viết Nam ĐVĐ Động vật đáy ĐVĐKXS Động vật đáy không xƣơng sống ĐVĐKXSCL Động vật đáy không xƣơng sống cỡ lớn HST Hệ sinh thái TCP Tiền chế phảm CLN Chất lƣợng nƣớc COD Nhu cầu oxy hoá học BOD Nhu câu oxy sinh hố TĨM TẮT Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá đánh giá ánh hƣởng hợp chất ly trích từ neem đến thông số chất lƣợng nƣớc, khảo sát tác động đến hệ sinh vật ao nuôi đánh giá hiệu trị bệnh cá da trơn sử dụng hợp chất ly trích từ Neem Đề tài đƣợc tiến hành trại nuôi cá thuộc Tành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dƣơng, với nội dung: đánh giá ảnh hƣởng hợp chất ly trích từ Neem đến chất lƣợng nƣớc ao nuôi, đánh giá ảnh hƣởng hợp chất ly trích từ Neem đến yếu tố sinh học ao nuôi, đánh giá hiệu qủa trị bệnh cá tra sau sử dụng hợp chất ly trích neem Phƣơng pháp nghiên cứu để thực nội dung phƣơng pháp điều tra khảo sát thu thập liệu, lấy mẫu phân tích, đánh giá chất lƣợng nƣớc, lấy mẫu sinh vật thị Kết cho thấy việc sử dụng hoạt chất ly trích từ neem có khả tác động tích cực đến chất lƣợng nƣớc ao nuôi Ở nồng độ 90 mg/L, hoạt chất ly trích từ neem có tác động tích cực đến chất lƣợng nƣớc ao, giúp làm giảm nồng độ thông số: COD, N-NO3-, P-PO43-, SD, SS Riêng pH không bị ảnh hƣởng lớn hoạt chất ly trích từ neem nồng độ Tất thông số ao nuôi nằm giới hạn cho phép thông tƣ 44/2010/TT-BNNPTNT quy định điều kiện sở, vùng nuôi cá tra thâm canh đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm QCVN 02 - 20 : 2014/BNNPTNT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia sở nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus Sauvage, 1878) ao – điều kiện bảo đảm vệ sinh thú y, bảo vệ mơi trƣờng an tồn thực phẩm Độ đƣợc đánh giá thông qua độ sâu đĩa Secchi cho thấy việc sử dụng hoạt chất chiết xuất từ neem giúp làm tăng độ (tức làm giảm độ sâu đĩa Secchi) Qua kết khảo sát phân tích mẫu 05 đợt thu mẫu sinh vật thị xác định diện loài động vật không xƣơng sống cỡ lớn là: Nephthys sp, Corbicula sp, Melanoides tuberculata ; loài protozoa là: Anisonema spec, Euglena acus, Phacus pleuronectes, Trachelomonas armata, Trachelomonas spec, Volvox Tần suất xuất loài động vật khơng xƣơng sống cỡ lớn protozoa khơng có thay đổi hai mốc thời gian trƣớc sau sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cho cá tra Kết nghiên cứu đánh giá việc sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cho cá tra khơng ảnh hƣởng đến động vật không xƣơng sống cỡ lớn protozoa tồn ao, không thấy biểu bệnh cá không thay đổi số tiêu chất lƣợng nƣớc Từ khóa: cá tra, neeem, sinh vật thị, chất lượng nước MỞ ĐẦU Azadirachta indica loài thực vật thƣờng xanh thuộc chi Azadirachta, phân bố châu Á, châu Phi vùng có khí hậu nhiệt đới; thƣờng đƣợc gọi Neem, Nim, Indian lilac, Paradise tree, White cedar, … nhƣng Neem tên thƣờng đƣợc sử dụng nhiều Ở Việt Nam, Neem thƣờng đƣợc gọi xoan chịu hạn để phân biệt với xoan ta Neem phát triển nhanh, có chiều cao trung bình từ 10 -20 m, trƣởng thành cao 30 m, chu vi 2,5m; rễ thƣờng ăn sâu tán xòe rộng Chiết xuất từ neem (Neem leave extraction_NLE) sản phẩm dạng dung dịch có nguồn gốc từ Neem, chứa nhiều hợp chất có tác dụng phòng trị bệnh giun sán cho ngƣời, gia súc thủy sản Một số hợp chất hóa học đƣợc phân chiết từ phận khác nhƣ meliantriol, salanin, triterpenoids, nimocinolide azadirachtin Qua nhiều nghiên cứu, Azadirachtin đƣợc chứng minh hiệu việc kiểm sốt nhiễm ký sinh trùng Ngồi ra, theo EPA, số xét nghiệm độc tính thực cá, thú nuôi bao gồm động vật nhai lại nhỏ gia súc với liều lƣợng cao , Azadirachtin khơng có tác dụng phụ triệu chứng bất thƣờng động vật thí nghiệm Dƣợc chất chiết xuất từ Neem nhƣ NLE, NSE với nồng độ chủ yếu Azadirachtin thành phần chất dƣờng nhƣ có hiệu chống lại loạt dịch bệnh động vật bao gồm vi khuẩn, đơn bào, ký sinh trùng điều kiện khác nhƣ nhiễm trùng tuyến trùng tiêu hóa trùng Hiện Việt Nam, nhiều nghiêm cứu ứng dụng dịch trích ly từ thành phần Neem vào nhiều mục đích khác Các hoạt chất Neem tác động đến nhiều loài dịch hại theo phƣơng thức: gây ngán ăn, xua đuổi, làm chết côn trùng qua đƣờng tiếp xúc đƣờng miệng, ức chế sinh trƣởng gây biến thái, ảnh hƣởng đến khả giao phối, ảnh hƣởng khả đẻ trứng làm thối trứng Với chế đó, ngồi khả tác động đến loài dịch hại, hoạt chất có nguy ảnh hƣởng đến sinh vật tự nhiên, tiêu diệt loài sinh vật khơng gây hại, làm giảm tính đa dạng sinh học hệ sinh thái ao nuôi Tuy nhiên, tác động mặt môi trƣờng, sinh thái chƣa đƣợc nghiên cứu chứng minh tính thân thiện với môi trƣờng việc sử dụng sản phẩm Với lý đó, đề tài “Ảnh hƣởng hợp chất ly trích từ Neem sử dụng điều trị bệnh thủy sản đến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc ao nuôi” đƣợc đề xuất nghiên cứu Mục tiêu đề tài Tần suất (%) Biểu đồ tần suất xuất loài Protozoa sau sử dụng hợp chất Neem 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 100 63 63 50 25 25 Tên lồi Hình 3.8 Biểu đồ tần suất loài Protozoa sau sử dụng hợp chất Neem Theo biểu đồ tần suất xuất loài Protozoa trƣớc sau sử dụng hợp chất Neem cho thấy số loài protozoa xuất loài, thay đổi tần suất xuất lồi khơng đáng kể Lồi Euglena acus, Phacus pleuronectes, Trachelomonas armata loài Trachelomonas spec xuất với tần suất lớn Từ kết cho thấy ảnh hƣởng từ việc sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cho cá tra không ảnh hƣởng đến tần suất xuất loài protozoa ao Ngoài ra, ảnh hƣởng từ việc sử dụng hợp chất ly trích neem đến protozoa ao ni cá tra đƣợc thể thông qua ảnh hƣởng chất lƣợng nƣớc đến protozoa ao Các thông số chất lƣợng nƣớc qua đợt mẫu khơng có thay đổi đáng kể: - - - Thông số pH có phƣơng sai dao động từ 0,2 – 0,3 Thơng số COD có khuynh hƣớng giảm sau sử dụng hợp chất ly trích neem Điều cho thấy chất lƣợng nƣớc có thay đổi theo hƣớng tích cực Đây yếu tố ảnh hƣởng đến thành phần lồi protozoa ao Thơng số N-NO3- có khuynh hƣớng giảm sau sử dụng hợp chất ly trích neem Tuy nhiên dao động nằm mức độ cho phép, không gây tƣợng nƣớc nở hoa Thông số P-PO43- có xu hƣớng chung giảm sau sử dụng hợp chất ly trích neem Từ kết chứng minh việc sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cá tra không ảnh hƣởng đến thành phần loài protozoa sinh trƣởng ao 64 Bảng 3.8 Thành phần loài protozoa điểm nghiên cứu ĐỢT ĐỢT ĐỢT ĐỢT ĐỢT Tên loài (taxon) M1 M2 M3 Anisonema spec Euglena acus Phacus pleuronectes Trachelomonas armata Trachelomonas spec M4 X X X X X X X X X Volvox X Tổng số loài X X M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4 X X X X X X X X X X X X X X X 3 X X X X X X X X X X X X X X 2 65 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 3 X 3 3.4 Đánh giá ảnh hƣởng hoạt chất Neem đến thành phần phiêu sinh vật 3.4.1 Phiêu sinh thực vật Qua đợt thu mẫu ao xã Tƣơng Bình Hiệp, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dƣơng, sau phân tích xác định đƣợc ngành phiêu sinh thực vật gồm: tảo mắt (Euglenophyta), tảo lam (Cyanophyta), tảo lục (Chlorophyta) Cụ thể hơn, bảng 3.9 trình bày tỷ lệ thành phần lồi vị trí thu mẫu qua đợt thu mẫu Bảng 3.9 Thành phần loài phiêu sinh thực vật Ngành Tảo mắt Tảo lam Tảo lục Tổng Ao Số loài 3 Tỷ lệ (%) 37.5 37.5 25 100 Hình 3.9 Tỉ lệ thành phần loài phytoplankton đƣợc phát đợt lấy mẫu Qua kết bảng 3.4 cho thấy tỷ lệ thành phần loài qua đợt thu mẫu ao có tất thành phần loài thuộc ngành: tảo mắt, tảo lam, tảo lục Trong đó, tảo mắt tảo lam ngành xuất giống loài nhiều (3 loài) chiếm 37,5 % tổng số lồi ngành có tỷ lệ thấp tảo lục (2 loài) chiếm 25% Ngành tảo mắt chiếm 37,5% tổng số loài Các giống tảo mắt xuất thƣờng xuyên Euglena, Phacus, Eutrepteilla Cũng nhƣ ngành tảo mắt tảo lam có 3giống lồi chiếm 37,5% tổng số giống loài thủy vực nghiên cứu Các giống đƣợc phát với tần suất cao nhƣ Oscillatoria, Annabaena, Nostoc Ngành tảo lục chiếm 25% tổng số loài Các giống thƣờng gặp nhƣ Oocystis , Volvox 66 Bảng 3.10 Thành phần loài phytoplankton điểm nghiên cứu Tên loài (taxon) ĐỢT ĐỢT M1 M2 M3 M4 M1 M2 Eutrepteilla X X x x x Phacus X X Euglena X X M3 ĐỢT ĐỢT M4 M1 M2 M3 M4 M1 x X x x x X X x x X x x x X X x x X x x x X x X x x x x M2 ĐỢT M3 M4 M1 M2 M3 M4 x X x x X X X x x x x X X X x X x X X x x x X X X X X X Euglenophyta x x x x x x X X Cyanophyta Nostoc Annabaena X Oscillatoria X X x x x X x x X x x x X x X x X x x X x x X X x X x x X x X x x X x x Chlorophyta Oocystis X X X Volvox TỔNG SỐ LOÀI x x 5 67 x x x X X 7 x Hình 3.10 Tần suất xuất lồi phytoplankton trƣớc sử dụng hợp chất Neem Hình 3.11 Tần suất xuất loài phytoplanktonsau sử dụng hợp chất Neem Theo biểu đồ tần suất xuất phytoplankton trƣớc sau sử dụng hợp chất Neem cho thấy thay đổi tần suất xuất loài khơng đáng kể Từ kết cho thấy ảnh hƣởng từ việc sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cho cá tra khơng ảnh hƣởng đến tần suất xuất phytoplankton ao 68 3.4.2 Phiêu sinh động vật Qua đợt thu mẫu ao xã Tƣơng Bình Hiệp, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dƣơng, sau phân tích xác định đƣợc ngành phiêu sinh động vật đƣợc trình bày bảng 3.11 hình 3.12 Nhìn chung tần suất xuất zooplankton trƣớc sau sử dụng hợp chất Neem cho thấy có thay đổi nhƣng khơng đáng kể Từ kết cho thấy ảnh hƣởng từ việc sử dụng hợp chất ly trích neem vào trị bệnh cho cá tra không ảnh hƣởng đến tần suất xuất zooplankton ao 69 Bảng 3.11 Thành phần loài zooplankton điểm nghiên cứu Tên loài/ (taxon) ĐỢT M1 M2 M3 ĐỢT M4 M1 M2 Cladocera M3 ĐỢT ĐỢT M4 M1 M2 M3 M4 M1 M2 ĐỢT M3 M4 M1 M2 M3 M4 x x x x x x x x x x x Copepod x Rotatoria x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Hình 3.12 Biểu đồ tần suất xuất loài zooplanktontrƣớc sau sử dụng hợp chất Neem 70 3.5 Đánh giá hiệu trị bệnh thủy sản Qua khảo sát, chƣa phát trƣờng hợp cá nhiễm bệnh cá lơ thí nghiệm Trong thời gian đến, khảo sát tiếp tục để có ghi nhận kết Kết bƣớc đầu khẳng định chƣa có biểu bệnh lý cá lơ thí nghiệm Hình 3.13 Mổ khám xem bệnh tích cá thí nghiệm Hình 3.14 Nội tạng cá đƣợc kiểm tra bệnh 71 Mật độ thả cá tra bột việc dùng vôi cải tạo ao ƣơng ảnh hƣởng có ý nghĩa tới tần số xuất bệnh xuất huyết cá tra giống (giá trị P lần lƣợt 0,019 0,039