KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC Đề tài: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI MỘT SỐ CHẤT HỮU CƠ CỦA VI KHUẨN GIỐNG Bacillus VÀ NẤM MỐC Aspergillus oryzae PHÂN LẬP ĐƯỢC TRONG CHẾ PHẨM BRF – 2 AQUAKIT SO S
VẤN ĐỀ
Trước sự phát triển quá nhanh diện tích nuôi tôm nhưng lại không bắt kịp với kỹ thuật nuôi mới, nên khi chuyển từ nuôi tôm quảng canh sang nuôi tôm bán thâm canh và nuôi tôm thâm canh thì việc quản lý môi trường ao nuôi ngày càng khó khăn hơn vì vấn đề môi trường bị ô nhiễm và dịch bệnh Chất lượng môi trường ao nuôi được định hướng bằng nhiều yếu tố như yếu tố vật lý, hoá học và sinh học Có rất nhiều thông số về môi trường trong ao nuôi và nó biến đổi không ngừng theo thời gian Sự biến đổi này phụ thuộc vào nhiều nhân tố như khí hậu, nguồn nước sử dụng, tính chất thổ nhưỡng trong ao và tác động trực tiếp của con người Điều khiển và quản lý được các yếu tố môi trường là một trong những vấn đề then chốt để dẫn đến thành công của vụ nuôi
Sự ô nhiễm môi trường trong ao nuôi được hình thành từ lớp bùn cặn bã hữu cơ dơ bẩn tích tụ lâu ngày ở đáy ao, có nguồn gốc từ các loại thức ăn thừa, các chất thải của tôm (vỏ tôm, xác tôm, uế chất…) và các uế chất hữu cơ khác có trong ao nuôi Chính những lớp bùn dơ bẩn này là nguồn chứa đủ mọi loại vi sinh vật gây bệnh và các khí độc hại Nếu trong ao nuôi tôm có nhiều chất cặn bã hữu cơ hay thực phẩm dư thừa thì các loại vi khuẩn gây bệnh điển hình như
Vibrio, Aeromonas, Pseudomonas…sẽ có điều kiện sinh sôi nảy nở và sớm cộng hưởng giết chết tôm trong ao nuôi Cũng từ lớp bùn tích tụ này sẽ gây ra những ảnh hưởng nguy hại cho tôm, cho sự hoạt động của toàn bộ ao nuôi và rất độc vì chứa nhiều chất như : Ammonia, Nitrite, Hydrogen sulfua Vậy sức khoẻ của tôm sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi đáy ao không được kiểm soát triệt để Sự ảnh hưởng của môi trường trong thời gian ngắn sẽ kích thích thần kinh một cách đồng loạt còn trong thời gian dài sẽ làm tăng stress ở tôm Đó cũng là nguyên nhân dẫn đến việc tiêu thụ thức ăn kém và tỉ lệ tăng trưởng thấp Mặt khác, ảnh hưởng trong thời gian dài còn làm tăng tính mẫn cảm của tôm đối với một số bệnh do virus và vi khuẩn gây ra
Trước thực trạng trên, trong những năm gần đây dưới sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học nhất là công nghệ vi sinh, người ta đã tạo ra được nhiều chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy được các hợp chất phức tạp mà các chủng vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên khó làm được Kết quả là sự ra đời của hàng loạt các loại chế phẩm vi sinh xử lý môi trường nước thải trong sản xuất cũng như trong nuôi trồng thủy hải sản với nhiều thương hiệu như : Bioking, BioI, Aquakalgon, BRF-2, ES-22, ES-2…
Thật vậy, chế phẩm vi sinh đã và đang được coi như là một trong những thành phần có thể thay thế cho các loại thuốc kháng sinh trong việc phòng và chống ô nhiễm môi trường ở ao nuôi tôm
Khác với các chế phẩm hoá học, tác dụng của các chế phẩm vi sinh phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường nơi sử dụng, thành phần của các chất thải và hệ vi sinh vật có sẵn trong môi trường nước
Với những lý do nêu trên và được sự cho phép của Khoa Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Mở – Bán Công Thành Phố Hồ Chí Minh, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài : “ Khảo sát khả năng phân giải một số chất hữu cơ của vi khuẩn giống Bacillus và nấm mốc Aspergillus oryzae phân lập được trong chế phẩm BRF-2 Aquakit So sánh mức độ làm sạch môi trường ao nuôi tôm khi sử dụng chế phẩm” Đề tài nhằm mục đích:
- Phân lập vi khuẩn giống Bacillus và nấm mốc Aspergillus oryzae có trong cheỏ phaồm BRF-2 Aquakit cuỷa coõng ty American Technologies, INC
- Khảo sát sự phân giải chất hữu cơ (đạm, tinh bột, cellulose) của các chủng vi sinh vật được phân lập
- Khảo sát khả năng chịu nồng độ muối của các chủng vi sinh vật được phân lập
- Kiểm tra tính đối kháng của vi sinh vật trong chế phẩm với vi khuẩn
Vibrio sp và vi khuẩn Pseudomonas
- Tiến hành kiểm tra một số chỉ tiêu môi trường (COD, BOD, DO, SS) khi sử dụng chế phẩm và so sánh khi không dùng chế phẩm Đề tài được thực hiện với sự nỗ lực cố gắng của bản thân, nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, thời gian thực hiện đề tài có hạn, bước đầu nghiên cứu khoa học còn nhiều bỡ ngỡ với kinh nghiệm còn ít, do vậy đề tài không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế
Kính mong được sự chỉ dẫn và góp ý của Thầy Cô cùng các bạn để đề tài thêm phần hoàn thiện hơn.
TOÅNG QUAN
TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN VÀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
Điều kiện tự nhiên cuả nước ta về mặt nước hoàn toàn thuận lợi với 3260
Km bờ biển, 12 đầm phá và các eo vịnh, 112 cửa sông, lạch, hàng ngàn đảo lớn nhỏ ven biển Trong nội địa hệ thống sông ngòi, kênh rạch chằng chịt và các hồ thủy lợi, thủy điện, đã tạo cho nước ta có tiềm năng lớn về mặt nước với khoảng 1.700.000 ha Đó là chưa kể mặt nước các sông và khoảng 300.000 – 400.000 ha, eo, vịnh, đầm phá ven biển có thể sử dụng vào nuôi trồng thủy sản chưa được quy hoạch
1.2 Nguồn lợi giống loài thủy sản
Về nguồn lợi giống loài thủy sản cũng vô cùng phong phú trong đó:
Nguồn lợi cá nước ngọt: đã thống kê được 544 loài trong 18 bộ, 57 họ, 228 giống Với thành phần giống loài phong phú, nước ta được đánh giá có đa dạng sinh học cao, trong 544 loài có nhiều loài có giá trị kinh tế
Nguồn lợi cá nước lợ, mặn: đã thống kê 186 loài chủ yếu Một số loài có giá trị kinh tế như: cá song, cá hồng, cá tráp, cá vược, cá măng, cá cam, cá bống, cá bớp, cá đối, cá dìa Trong đó đã đưa vào nuôi các loài cá vược, cá giò, cá song, cá măng, cá cam…
Nguồn lợi tôm: thống kê cho thấy có 16 loài chủ yếu có giá trị kinh tế và đã đưa vào nuôi được các loài tôm sú (P.monodon), tôm lớt (P.merguiensis), tôm he Ấn Độ (P.indicus), tôm rảo (Metapenaeus ensis), tôm nương (P.orientalis), tôm hùm bông (Panulirus ornatus), tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii)
Nhuyễn thể: gồm các loài chủ yếu như trai, hầu, điệp, nghêu, sò, ốc…
Rong tảo: với 90 loài có giá trị kinh tế trong đó đáng kể là rong câu (có 11 loài),
1.3 Khí hậu và thời tiết
Khí hậu, thời tiết Việt Nam chịu sự chi phối của khí hậu nhiệt đới gió mùa, song ở mỗi miền lại có những đặc trưng khác nhau Chẳng hạn ở miền Bắc, nhiệt độ trung bình 22,2 – 23,5 o C, lượng mưa trung bình từ 1.500 – 2.400 mm, mùa mưa từ tháng 6 – tháng 8 Trong khi đó ở miền Trung, nhiệt độ trung bình 25,5 –27,5 o C, mưa tập trung vào cuối tháng 9 – tháng 11 Còn ở miền Nam khí hậu mang tính chất xích đạo, nhiệt độ trung bình 22,6 – 27,6 o C, mưa tập trung từ tháng 5 – tháng 10
Chế độ khí hậu, thời tiết và các điều kiện tự nhiên đa dạng đã tạo điều kiện phát triển nuôi trồng thủy sản đa loài, nhiều loại hình
Với các tiềm năng trên, Việt Nam đã và đang chở thành một trong các quốc gia đứng đầu về đánh bắt, nuôi trồng và xuất khẩu thủy sản cùng với các quốc gia khác như Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ, Đài Loan, Mexico, Ecuador…
ĐẠI CƯƠNG VỀ LOÀI TÔM
Lớp phụ giáp xác bậc cao : Malacostraca
Bộ phụ chân bơi : Natantia
Loài : Penaeus monodon (tôm sú)
Penaeus merguiensis (toõm theỷ ủuoõi xanh) Penaeus indicus (tôm thẻ đuôi đỏ)
Tôm là một trong các nhóm động vật giáp xác bậc cao Cơ thể tôm được cấu tạo bởi hai phần rõ rệt: phần đầu ngực và phần bụng Toàn bộ cơ thể tôm có
20 đốt và 19 đôi phụ bộ
Gồm 13 đốt và 13 đôi phụ bộ dính liền thành một khối, bên ngoài được lớp vỏ giáp bao bọc (Carapace), phía trước vỏ giáp kéo dài tạo thành chủy Cạnh trên và dưới chủy có nhiều răng Số lượng răng chủy và cách sắp xếp cũng là yếu tố để xác định giống loài tôm Phần đầu ngực còn có hai đôi râu, hàm lớn và hai hàm nhỏ
Phần bụng gồm 7 đốt, mỗi đốt có một vòng vỏ, vòng vỏ của đốt trước che lấp một phần của vòng vỏ đốt sau, cuối phần bụng là một gai nhọn gọi là Telson
Dựa vào đặc điểm cấu tạo và tập tính sống người ta phân thành các loại sau:
Gồm các họ chính như: Solenoceridae, Aristaeidae, Penaeidae, Sicyonidae,
Sergestidae Nhóm này sống chủ yếu ở môi trường nước lợ vùng cửa sông, ven biển Chúng đẻ trứng ra ngoài môi trường nước, số lượng trứng nhiều và không ấp trứng
Các loài của nhóm này thường sống trong thủy vực nội địa ở môi trường nước ngọt, chỉ có một số ít có thể sống ở môi trường nước lợ ven biển Số lượng trứng đẻ ít hơn so với Penaeidae, và ấp trứng ở xoang bụng.
ĐẠI CƯƠNG VỀ BỆNH TÔM
3.1 Điều kiện phát sinh bệnh
Bệnh tôm là sự thay đổi bất thường một bộ phận cơ quan nào đó của cơ thể hoặc sự xáo trộn tình trạng sức khoẻ của tôm dẫn đến rối loạn chức năng sinh lyù cuûa chuùng
Bệnh xuất hiện là do sự tác động của: mầm bệnh – ký chủ – môi trường Bệnh xảy ra khi sự cân bằng của ba yếu tố trên bị xáo trộn Trong mối quan hệ giữa ba yếu tố này, yếu tố môi trường giữ vai trò rất quan trọng, nó điều khiển mối quan hệ giữa vật chủ và mầm bệnh theo hướng có lợi hoặc bất lợi
Hình 3.1: Sơ đồ tương tác phát sinh bệnh ở tôm
3.2 Quá trình nhiễm bệnh trên tôm
Nếu đảm bảo kỹ thuật nuôi(nhất là khâu giống), quản lý môi trường nuôi tốt, tôm sẽ khỏe mạnh và mau lớn, khả năng kháng bệnh tốt Trong điều kiện môi trường nuôi thay đổi đột ngột, sẽ ảnh hưởng đến khả năng nhiễm bệnh của chúng Tôm là loài động vật lệ thuộc lớn vào điều kiện môi trường, cho nên quản lý môi trường là rất quan trọng, hạn chế tối đa các tác nhân gây bệnh có trong môi trường nuôi vì tôm nhạy cảm đối với bệnh hơn các động vật trên cạn
Theo dõi môi trường, hoạt động của tôm Trong quá trình cho tôm ăn hàng ngày phải quan sát thật cẩn thận các hoạt động sống của tôm, mức độ ăn của tụm, hoạt động bơi lội, vệ sinh ao, ghi nhõùn cỏc chỉ tiờu: nhiệt độ, pH, độ đục, độ mặn, oxy hòa tan, các khí độc…để kịp thời phát hiện được các hiện tượng bất thường của tôm hoặc có tác nhân gây bệnh Các dấu hiệu thường gặp là:
-Mất phụ bộ, vỏ bị tổn thương
-Màu sắc tôm thay đổi
-Hình dạng tôm bị biến đổi
-Tôm bơi lội không bình thường
-Vỏ tôm bị mềm kéo dài
Dấu hiệu xuất hiện bệnh: Theo dõi hoạt động của tôm hàng ngày sẽ giúp xác định được tác nhân gây bệnh ví dụ như:
-Tôm chết kéo dài hàng tuần từ ít đến nhiều, bệnh thường do virus, vi khuẩn, ký sinh trùng hoặc do thiếu dinh dưỡng gây ra
-Tôm chết nhiều và đột ngột, thường do các yếu tố thủy lý, thủy hóa, hay độc tố gaây ra
Là biện pháp có ý nghĩa quyết định nhất trong nghề thủy sản Vì trong nuôi trồng thuỷ sản, một khi mầm bệnh đã bộc phát thì điều kiện trị bệnh gặp rất nhiều khó khăn và cho hiệu quả không cao Phòng bệnh tức là áp dụng các biện pháp nhằm tránh đưa mầm bệnh từ bên ngoài vào hệ thống ương, nuôi, ngăn ngừa mầm bệnh phát triển và lây lan, giúp cá tôm khỏe mạnh, có sức đề kháng với bệnh cao
Xây dựng ao nuôi ở nơi phù hợp với điều kiện sống của tôm, môi trường không bị ô nhiễm, nguồn nước sử dụng ương, nuôi tôm phải sạch, xử lý tốt hạn chế tối đa mầm bệnh có trong nước
Bảo vệ nguồn nước xung quanh ao nuôi tốt, tránh sự xâm nhập nguồn bệnh từ bên ngoài
Phải kiểm tra được các yếu tố môi trường như: nhiệt độ, pH, độ mặn, oxy hòa tan… ở mức thích hợp
Trước khi nuôi cần vệ sinh ao thật sạch, trong khi nuôi thường xuyên vệ sinh ao nuôi nhằm giữ môi trường nuôi sạch
Cho tôm ăn đầy đủ dinh dưỡng ở các giai đoạn khác nhau, chúng ta có thể bổ sung thêm các loại Prémix như Vemevit No-8 vào thức ăn cho tôm để đảm bảo được hàm lượng dinh dưỡng và các khoáng chất cần thiết cho các giai đoạn phát triển của tôm
Mật độ thả nuôi thích hợp, không nên thả quá dày mà điều kiện quản lý không thích hợp, chất lượng con giống không tốt
Ao trước khi nuôi cần phải được cải tạo thật kỹ bằng cách tát cạn nước, phơi khô, bừa đáy ao, làm tăng độ phì cho nền đáy, dùng vôi diệt tạp, sau khi cho nước vào cũng nên tẩy trùng lại nguồn nước để diệt trùng mầm bệnh
Tránh gây sốc, môi trường nuôi thật tốt, tránh sự thay đổi đột ngột các yếu tố thủy lý, thủy hóa
Việc điều trị bệnh tôm cần phải dựa trên cơ sở chẩn đoán chính xác tác nhân gây bệnh thì công việc điều trị mới có kết quả Đa số việc điều trị thất bại không đem lại kết quả cao, nguyên nhân là do không xác định được chính xác tác nhân gây bệnh và tác dụng của kháng sinh, hóa chất đến bệnh đó Cơ sở để chẩn đoán bệnh và trị bệnh có hiệu quả là dựa trên các yếu tố sau:
Yếu tố môi trường: cần kiểm tra lại nguồn nước ao nuôi có đạt chất lượng về nhiệt độ, độ cứng tổng cộng, nồng độ oxy hoà tan, pH và hàm lượng chất hữu cơ… để tìm ra nguyên nhân gây bệnh
Ngoài ra các yếu tố về thủy lý, thủy hóa cũng làm ảnh hưởng đến tác dụng của thuoác
Liều lượng: cần phải sử dụng liều lượng thật chính xác, thời gian thích hợp để tránh hiện tượng kháng thuốc của tác nhân gây bệnh hoặc làm tôm bị ngộ độc khi sử dụng hóa chất vì hầu hết các hóa chất sử dụng cho thủy sản đều độc
3.4.2.1 Phương pháp sử dụng thuốc
Có các phương pháp trị bệnh thủy sản như sau:
Phương pháp này được dùng khi thuốc hoặc hóa chất có nồng độ cao, tính độc mạnh Cho thuốc vào trong thau, bể rồi lấy tôm hay trứng nhúng vào dung dịch thuốc trong một thời gian nhất định, thường tính bằng giây Phương pháp này chỉ áp dụng đối với trường hợp tôm bị bệnh nặng và trứng chuẩn bị ấp Khi sử dụng phương pháp này chúng ta cần chú ý thật chính xác về nồng độ và thời gian
Cho tôm hoặc trứng vào một dụng cụ chứa có dòng chảy đi qua, cho thuốc vào đầu dòng chảy để cho thuốc phân tán đều ra trong bể chứa Phương pháp này rất thích hợp cho việc rửa trứng
Tuỳ theo từng loại bệnh, kích cỡ tôm, loại thuốc sử dụng mà quyết định thời gian tắm thích hợp Thường sau thời gian tắm nên đưa tôm vào môi trường nước mới hoàn toàn hay thay bớt nước cũ, bổ sung nước mới
Cần phải theo dõi liên tục phản ứng của tôm để tránh hiện tượng quá liều làm tôm bị ngộ độc (liều thuốc cao, thời gian tắm lâu) Việc trị liệu nên được dừng ngay tức khắc khi cá, tôm có dấu hiệu bị sốc như muốn nhảy ra khỏi chậu, không phản ứng với tiếng động hay bơi cuộn lại thành đàn Nhanh chóng chuyển chúng từ dung dịch thuốc sang nước sạch hoặc vừa hút nước thuốc ra vừa cấp nước mới vào Biện pháp này thường để trị các bệnh ký sinh trùng
HOẠT ĐỘNG NUÔI TÔM VÀ NHỮNG NGUY HẠI DO Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
Không chỉ tại Việt Nam mà ngay cả tại nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á như Philippine, Đài Loan, Thái Lan, Indonesia, hoạt động nuôi tôm đã tạo ra một sự chuyển đổi hiệu quả kinh tế và đem lại nhiều lợi ích thiết thực cho noâng daân
Tuy nhiên, một nghiên cứu của Tổ chức Phát Triển Liên Hợp Quốc (UNDP) về hoạt động nuôi tôm tại các nước ven Thái Bình Dương đã đưa ra một cảnh báo vệ sự suy giảm của ngành này trong khu vực Sự suy giảm của ngành công nghiệp nuôi tôm xuất phát từ những nguyên nhân sau:
• Mức độ tăng trưởng chậm của thị trường tiêu thụ
• Hệ số chuyển đổi thức ăn thấp
• Sự xuất hiện và có chiều hướng tăng lên của một số bệnh dịch lây lan trong môi trường
• Mực nước ngầm trong khu vực bị hạ thấp do bơm nước ngọt quá mức
• Môi trường bị xuống cấp trong các khu vực nuôi tôm công nghiệp
• Chi phí thức ăn cao so với hiệu quả nuôi tôm
• Biến động giá tôm trên thị trường
• Chất lượng trại nuôi con giống kém
• Chất lượng thức ăn kém
• Chất lượng nguồn nước kém
• Thiếu sự hỗ trợ kỹ thuật cho nông dân
• Tốc độ sản xuất hàng năm giảm sút
Hiện nay, trên 80% sản lượng tôm trên thế giới là từ nguồn nuôi tôm công nghiệp với các giống tôm chính như tôm sú, tôm thẻ, tôm thẻ đỏ đuôi Các loài tôm này phần lớn được nuôi tại các nước Đông Nam Á, Nam Á, Trung và Nam Mỹ Số liệu thống kê cho biết tổng số lượng trại nuôi tôm trên thế giới là khoảng 380.000, chiếm khoảng 1,25 triệu ha, với sản lượng hàng năm từ 50 tới 10.000 kg/ha
Việc tăng trưởng nhanh chóng của hoạt động nuôi tôm trong hai thập niên gần đây đã mang lại một sự mở rộng diện tích nuôi tôm trên toàn cầu, nhưng cũng làm thay đổi nhanh chóng công nghệ nuôi trồng thủy sản Những công nghệ kỹ thuật tiên tiến xuất hiện khá rõ nét trong hoạt động nuôi con giống, xây dựng công thức cho thức ăn và kỹ thuật cho ăn
Tuy nhiên, xu hướng tăng trưởng của hoạt động nuôi tôm trong thập niên
80 đã không còn tiếp tục sang thập niên 90 và bắt đầu có những giao động từ giữa thập niên 90 cho tới nay Những vấn đề xuất hiện và ngăn cản sự phát triển của hoạt động nuôi tôm bao gồm bùng phát bệnh do các tác nhân vi khuẩn và virus, sự xuống cấp của môi trường, triệt phá rừng ngập mặn, thiếu hụt các trại nuôi tôm giống có chất lượng Ngoài ra, việc thay đổi môi trường tự nhiên ven biển đã làm xuất hiện những lo ngại liên quan tới chất lượng nước nước và đất, sự cân bằng môi trường
4.1 Ô nhiễm liên quan đến ao nuôi tôm
Công nghệ nuôi tôm bắt đầu từ những năm 80 với việc phát triển kỹ thuật nuôi con giống nhân tạo một cách hiệu quả Từ đó hoạt động nuôi tôm có sự chuyển đổi từ nuôi quảng canh, bán thâm canh sang nuôi nuôi thâm canh Kỹ thuật nuôi thâm canh bao gồm:
• Tăng mật độ thả (trung bình 250.000 đến 500.000 con giống trên 1 ha)
• Sự phụ thuộc lớn vào các trại nuôi con giống
• Phụ thuộc vào thức ăn chế biến
• Sử dụng hệ thống quạt khí
• Tăng chu kỳ trao đổi nước
Càng tăng cường hoạt động nuôi thâm canh thì nhu cầu quản lý môi trường nuôi càng cần thiết Mức độ hủy hoại môi trường nuôi bên trong và bên ngoài ao nuôi xuất phát từ các nguyên nhân sau:
• Mật độ nuôi quá cao
• Sử dụng nhiều thức ăn chế biến sẵn
• Các ao bố trí dày đặc bên cạnh nhau
• Không có ao xử lý nước trước khi đưa vào ao nuôi
• Tăng chu kỳ thay nước
• Chu kỳ làm sạch ao chưa hiệu quả
• Mức độ bài tiết của con tôm tăng lên
4.2 Ô nhiễm do việc sử dụng thuốc và các hóa chất trong nuôi tôm
Phần lớn sản phẩm dư thừa trong nuôi tôm đã tích tụ dưới đáy ao Đây chính là nguồn nguy hại cho con tôm và cho hoạt động nuôi tôm Lớp bùn đáy ao này rất độc, thiếu oxy và chứa nhiều chất độc như Ammonia, Nitrite, Hydrogen sulfide Tôm luôn có xu hướng tránh khỏi vùng này và tập trung vào những khu vực sạch sẽ hơn Do việc tập trung vào một vùng sẽ làm giảm bớt diện tích cho ăn, cũng như tăng tính cạnh tranh khi ăn Nếu như toàn bộ đáy ao bị dơ bẩn, tôm bị bắt buộc phải sống trong môi trường ô nhiễm Lớp bùn dơ bẩn còn tác động lên nước trong ao nuôi làm giảm chất lượng nước
Chất lượng nước và chất lượng đáy ao sẽ tác động trực tiếp tới con tôm Con tôm luôn bị căng thẳng nếu môi trường xấu, thể hiện qua việc kém ăn, mức tăng trưởng giảm và dễ bị mắc bệnh do vi khuẩn như Vibrio, dẫn đến việc tôm chết hàng loạt Theo các nghiên cứu cho thấy, phần lớn các bệnh của con tôm đều có nguồn gốc từ môi trường mà chúng sinh sống Đối với môi trường bên ngoài trại nuôi tôm, chất thải dơ bẩn thường không được quản lý tốt sẽ làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái ven biển Điều này không chỉ tác động lên môi trường đất mà còn làm ảnh hưởng tới các giá trị tài nguyên ven biển, bao gồm cả các trại nuôi tôm Việc tái sử dụng ao bị ô nhiễm hay đổ đống ra môi trường xung quanh sẽ tạo điều kiện làm cho nguồn nước ô nhiễm và tác động lên các hoạt động ven biển
Tại một số nơi, hoạt động nuôi tôm đem lại kết quả rất tốt trong một vài năm, nhưng rồi bắt đầu một thời kỳ sa sút trầm trọng dẫn đến phá sản mà nguyên nhân chủ yếu liên quan các mầm bệnh trong môi trường nuôi.
SỬ DỤNG CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG NUÔI TÔM
Sự phát triển nhanh chóng của hoạt động nuôi tôm đã kéo theo việc suy giảm sản lượng trên toàn thế giới mà nguyên nhân chính là việc bùng phát dịch bệnh, chủ yếu là vi khuẩn phát sáng Vibrio và virus đốm trắng Tình trạng này gần như chắc chắn có sự trợ giúp của những việc như nuôi tôm với mật độ quá cao, sử dụng kháng sinh và hóa chất với liều cao
Trong năm 2002, cộng đồng Châu Âu và Hoa Kỳ bắt đầu kiểm tra và trả về nhiều sản phẩm tôm nhập khẩu do có dư lượng các chất chloramphenicol và nitrofurans đã bị cấm sử dụng trong sản xuất thực phẩm tại Châu Âu và Hoa Kỳ
Tuy nhiên, có sự không nhất quán về các chỉ tiêu kiểm tra giữa Hoa Kỳ và Châu Âu Việc Châu Âu đưa ra mức dư lượng bằng không đối với một số sản phẩm tôm nhập khẩu đã dẫn tới nhiều tranh chấp quốc tế về thương mại
Ngày nay, chế phẩm sinh học là một công cụ hiệu quả đã có được nền tảng vững chắc cho phần lớn hoạt động nuôi tôm trên thế giới Chế phẩm sinh học đã được chấp thuận rộng rãi để khống chế các nguồn dịch bệnh trong nuôi tôm, tăng sức đề kháng và chống lại bệnh dịch Ngoài ra, nó còn giúp hạn chế việc sử dụng kháng sinh hay hoá chất (mà vẫn còn được cho phép tại một vài khu vực) Ngược lại với các kháng sinh, chế phẩm sinh học cung cấp một phương thức an toàn và bền vững đối với người nuôi và người tiêu dùng
Chế phẩm sinh học lần đầu tiên được giáo sư Fuller R (1989) định nghĩa như sau: thành phần thức ăn có cấu tạo từ những vi khuẩn sống và có tác động hữu ích lên vật chủ qua việc làm cải thiện sự cân bằng vi khuẩn đường ruột của nó Định nghĩa này sau này còn được mở rộng thêm như sau: sự nuôi dưỡng các vi sinh vật hoàn toàn tự nhiên và có tác động tích cực khi đưa vào điều kiện ao nuôi Từ chế phẩm sinh học (probiotics) có nguốn gốc từ tiếng Hy Lạp bao gồm hai từ pro có nghiã là dành cho và biotics có nghiã là sự sống Thay cho việc tiêu diệt các bào tử vi khuẩn, chế phẩm sinh học được sản xuất với mục đích kích thích sự gia tăng của các loài vi khuẩn có lợi và các sản phẩm cuả chúng trong ao nuoâi
Các kháng sinh thường được sử dụng để điều trị bệnh, nhưng không diệt được tận gốc mầm bệnh Ngoài ra, việc điều trị bằng kháng sinh và hóa chất, đặc biệt khi dùng quá nhiều hóa chất sẽ tiêu diệt phần lớn các vi khuẩn có lợi trong nuớc ao chứ không chỉ các vi khuẩn gây bệnh, các kháng sinh và hóa chất không thể sử dụng để phục hồi sự suy giảm chất lượng nước và môi trường sinh thái
Ngược lại, có rất nhiều phương cách khác nhau tham dự vào quá trình sinh học trong ao nuôi Nhiều lợi ích cho toàn bộ hệ thống có thể đạt được khi sử dụng những chế phẩm sinh học có chất lượng tốt Hiệu quả của một chế phẩm sinh học được đánh giá theo số lượng vi khuẩn có ích trong 1 g, khả năng vi khuẩn sống lại và số lượng vi khuẩn sống lại cũng như thời gian vi khuẩn tái hoạt động khi được đưa vào ao nuôi
Các chế phẩm sinh học trong nuôi tôm có một vai trò cực kỳ quan trọng để phân hủy các chất hữu cơ và tác động làm giảm đáng kể lớp bùn và nhớt trong ao Kết quả là cải thiện chất lượng nước, giảm lớp bùn đáy, giảm tỷ lệ mắc bệnh, tăng số lượng phiêu sinh vật phù du, giảm mùi hôi và sau cùng là tăng sản lượng tôm nuôi
Qua việc gia tăng sự phân hủy các chất hữu cơ, acids amino và glucose được giải phóng sẽ cung cấp nguồn thức ăn cho các vi sinh vật có ích Thành phần vô cơ của nitrogen như ammonia, nitrite và nitrate sẽ giảm thiểu Khi chất lượng nước và hệ số chuyển đổi thức ăn được cải thiện, sức khỏe và cơ chế miễn dũch cuỷa toõm seừ taờng leõn veà toồng theồ
Một chế phẩm sinh học có hiệu quả phải có khả năng tồn tại và hoạt động trong môi trường đa dạng, dưới nhiều hình thức khác nhau, cụ thể là:
• Phải là một sản phẩm sống (chứa hệ vi sinh vật hữu ích) ở quy mô công nghieọp
• Không mang mầm bệnh, không độc tố và vô hại đối với con người và vật nuoâi
• Phải tạo được tác dụng tốt cho vật chủ
• Phải có khả năng tồn tại và phát triển trong môi trường sống và trong đường ruột của vật nuôi
• Không gây biến động hệ sinh thái của môi trường
Quá trình làm việc của một chế phẩm sinh học hiệu quả:
• Khống chế sinh học (những dòng vi khuẩn có ích tác động đối kháng lên dòng vi khuẩn gây bệnh)
• Tạo ra sự sống (các vi khuẩn sẽ phát triển trong nước )
• Xử lý sinh học (phân hủy các chất hữu cơ trong nước bằng các vi khuẩn có ích)
Các khuyến cáo đề xuất sử dụng chế phẩm sinh học phải được thực hiện cả trong ao nuôi, trong ao chứa và toàn bộ chu kỳ sản xuất con giống Chế phẩm sinh học có tác dụng tốt trong một hệt thống kín, lượng nước thay đổi không vượt quá 20% đối với ao nuôi và không vượt quá 40% đối với bể giống Cần linh hoạt trong khi sử dụng chế phẩm sinh học, khi rủi ro lây bệnh cao thì cần tăng liều sử duùng ủũnh kyứ
Chế phẩm sinh học có tác dụng ngăn ngừa nguồn gây bệnh hơn là điệu trị bệnh và bao gồm các lợi ích như:
• Tăng trọng lượng con tôm
• Giảm các bệnh nguy hại và khả năng mắc bệnh
• Loại bỏ việc sử dụng kháng sinh
• Cải thiện tác động môi trường
• Cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn
• Phân hủy các chất hữu cơ
• Loại bỏ Ammonia và các hợp chất của Nitrogen.
VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Duùng cuù – thieỏt bũ
Các loại dụng cụ chuyên dùng với những thể tích và đường kính khác nhau: ống nghiệm, điã petri, bình đựng mẫu, que cấy, bình tam giác, ống chuẩn độ, ống hút, bình định mức, cốc thủy tinh và chai BOD…
Thiết bị dùng để thực hiện đề tài gồm có: tủ cấy vô trùng, nồi hấp, máy lắc, tủ ấm, máy đo pH hiệu Mettler Toledo 320 pH meter…
Hoá chất
Các loại hoá chất tinh khiết cần thiết phục vụ cho quá trình thực hiện đề tài.
Cheỏ phaồm vi sinh
Chế phẩm sinh học xử lý môi trường nước nuôi tôm BRF-2 Aquakit của coâng ty American Technologies, INC
Các chủng vi khuẩn gây bệnh tôm sử dụng trong quá trình nghiên cứu: gồm hai chủng là chủng vi khuẩn Vibrio và chủng vi khuẩn Pseudomonas do viện Pasteur cung caáp.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Các môi trường sử dụng
2.1.1 Môi trường nuôi giữ giống Vibrio ( TCBS ) < MT1 >
Nước chiết nấm men 20 ml
Nước cất cho đủ 1000ml pH 7,8
2.1.2 Môi trường nuôi giữ giống Pseudomonas < MT2 >
Nước cất cho đủ 1000ml
2.1.3 Môi trường phân giải đạm hữu cơ < MT3 > Glucose 10 g
Nước chiết nấm men 10 ml
Nước cất cho đủ 1000ml pH 7,2
2.1.4 Môi trường phân giải tinh bột < MT4 >
Nước cất cho đủ 1000ml pH 6,8-7
2.1.5 Môi trường phân giải CMC (Cellulose) < MT5 >
Nước cất cho đủ 1000ml pH 7
2.1.6 Môi trường kiểm tra nồng độ muối < MT6 >
Nước chiết nấm men 10 ml
NaCl tinh khiết (tùy nồng độ)
Nước cất cho đủ 1000ml pH 6,8
2.1.7 Môi trường nuôi và phân lập vi khuẩn trong chế phẩm < MT7 >
2.1.7.1 Môi trường phân lập vi khuẩn < MT7.1 >
Nước chiết nấm men 10 ml
Nước cất cho đủ 1000ml pH 7,2
2.1.7.2 Môi trường xạ khuẩn < MT7.2 >
Nước cất cho đủ 1000ml
2.1.7.3 Môi trường nấm mốc (Czapeck) < MT7.3 >
Nước cất cho đủ 1000ml
2.1.7.4 Môi trường nấm men, nấm mốc (Sabouraud) < MT7.4 > Pepton 10 g
Nước cất cho đủ 1000ml
2.1.8 Môi trường thử nghiệm tính đối kháng với các chủng gây bệnh
Môi trường tổng hợp cao thịt và cao nấm men < MT8 >
Nước cất cho đủ 1000ml pH 7
2.2 Phương pháp pha chế môi trường
2.2.1 Cân và hoà tan môi trường
Tiến hành cân các thành phần của môi trường trên cân phân tích, sau đó hoà chung với nước cất Kiểm tra và điều chỉnh giá trị pH cần thiết bằng dung dịch NaOH 4N hay HCl 4N Đun sôi dung dịch trên cho các thành phần của môi trường hoà tan vào nhau
2.2.2 Phân phối và thanh trùng
Môi trường được phân phối vào các dụng cụ chứa (như bình tam giác, ống nghiệm…) với thể tích phù hợp tuỳ theo loại môi trường và mục đích sử dụng môi trường đó, đậy nút bông, quấn nút giấy và tiến hành thanh trùng ở 1 atm trong 30 phút Sau đó kiểm tra lại giá trị pH của môi trường sau khi thanh trùng xem có phù hợp không Có thể dùng đổ đĩa ngay Để nguội ở nhiệt độ phòng Sau 24 giờ nếu môi trường không bị nhiễm hay đã khô mặt thạch thì đem sử dụng Hoặc có thể bảo quản trong các bình tam giác cho các lần đổ môi trường thạch đĩa sau
2.3 Phaàn kieồm tra vi sinh
2.3.1 Phương pháp phân lập VSV
Cân 1 g chế phẩm BRF-2 Aquakit cho vào becher 50 ml đã thanh trùng, hoà với 9 ml nước muối sinh lý 0,85%, lắc trên mắy lắc 150-180 vòng/phút, trong khoảng 30 phút Các ống nghiệm, hút vào mỗi ống 9 ml nước muối sinh lý trong đó có hoà chất tạo sức căng bề mặt Tween 80 với nồng độ 0,05%, thanh trùng, để nguội và tiến hành pha loãng theo nhiều nồng độ khác nhau (10 -2 , 10 -3 ,
Cấy bằng phương pháp lên men chìm
- Dùng pipet hút 1 ml dung dịch chế phẩm đã pha loãng ở các nồng độ khác nhau lần lượt cấy vào các đĩa
- Sau đó đổ lên trên một lớp môi trường mỏng khoảng 15-20 ml (môi trường đã được đun chảy và làm nguội ở 45 o C)
- Lắc đều đĩa theo cùng chiều và ngược chiều kim đồng hồ cho mẫu khuếch tán đều trong đĩa
- Để tủ ấm ở nhiệt độ 30 o C, trong 24-48 giơ,ứ kiểm tra kết quả và đếm số khuẩn lạc xuất hiện trên đĩa môi trường
- Chọn ra những khuẩn lạc đặc trưng, phát triển mạnh và không bị tạp nhiễm đem cấy phân lập vào các đĩa petri, nhằm tuyển chọn ra các khuẩn lạc có ưu điểm về tính thuần khiết để giữ giống phục vụ cho các thí nghiệm tiếp theo
2.3.2 Phương pháp xác định khả năng phân giải đạm hữu cơ
Kiểm tra các chủng vi sinh vật phân lập từ chế phẩm phát triển như thế nào trên môi trường đạm hữu cơ bằng cách đếm số lượng vi sinh vật có trong môi trường
Dùng pipet hút 10 ml MT3 sau khi đã hấp khử trùng cho vào các ống nghiệm vô trùng Cấy các chủng vi sinh đã phân lập vào, đem ủ ở 24 o C trong 24 giờ Đọc kết quả trên buồng đếm
2.3.3 Phương pháp xác định khả năng phân giải tinh bột
Các chủng vi sinh vật phân lập được từ chế phẩm sẽ tác dụng và phân giải cơ chất tinh bột có trong môi trường thạch, dùng thuốc thử Lugol để xác định đường kính của phần môi trường bị phân giải, nơi nào trên môi trường có tinh bột thì Iod tác dụng với tinh bột tạo màu xanh tím Ngược lại, màu môi trường trong suốt không đổi màu Độ lớn của phần môi trường trong suốt càng lớn, khả năng thuỷ phân tinh bột của vi sinh vật càng mạnh
Môi trường được đựng trong các bình tam giác MT4 sau khi đã hấp khử trùng, đem đổ đĩa petri và để nguội cho thạch đông lại Cấy chủng vi sinh vật đã phân lập thuần khiết trên bề mặt thạch với đường kính vi sinh cấy 1cm Mỗi chủng cấy riêng trên một đĩa thạch Đem các đĩa thạch đã cấy vi sinh vật ủ trong tủ ấm ở 30 o C trong 24 giờ, dùng ống nhỏ giọt sạch, nhỏ vào đĩa petri đã nuôi cấy vi sinh vật từ 1-2 ml dung dịch Lugol Nghiêng nhẹ đĩa cho dung dịch Lugol (KI:
2 g; Iod tinh thể: 1 g; Nước cất: 300 ml) phủ đều lên mặt môi trường Các đĩa petri được lần lượt đổ thuốc thử Lugol vào các thời điểm 1 ngày, 2 ngày, 3 ngày,
Khả năng hoạt động của các chủng vi sinh là số mm đường kính vòng phân giải sau vài phút nhỏ thuốc thử Lugol (để tránh thuốc thử bị phai màu nhanh có thể cho vào thêm một lớp acid HCl 10%)
2.3.4 Phương pháp xác định khả năng phân giải CMC (Cellulose)
CMC là một dạng chất của cellulose - là các enzyme xúc tác cho quá trình chuyển hoá cellulose thành các sản phẩm hoà tan Để xác định khả năng phân giải CMC ta vẫn dùng phương pháp xác định đường kính vòng phân giải trên môi trường thạch CMC như ở thí nghiệm phân giải tinh bột Nhưng ở đây ta dùng MT5
2.3.5 Phương pháp xác định khả năng chịu nồng độ muối
Kiểm tra các chủng vi sinh vật phân lập từ chế phẩm phát triển ra sao ở môi trường có các nồng độ muối khác nhau
MT6 sau khi đã được chuẩn bị để tiến hành thí nghiệm, và được đổ vào các đĩa petri vô trùng với các nồng độ muối lần lượt là: 0%, 1%, 3%, 5%, 7%, 9% Sau đó dùng que cấy vòng lấy khuẩn lạc của chủng vi sinh phân lập được hoà tan đều vào 0,2 ml dịch nước muối sinh lý Tiến hành cấy trang trên môi trường với các nồng độ muối ở trên Để tủ ấm ở 30 o C trong 24 giờ Đọc kết quả
2.4 Phần kiểm tra các chỉ tiêu môi trường
2.4.1 Phương pháp xác định nhu cầu oxy hoá học (COD)
Dựa vào khả năng oxy hoá mạnh của Kali-permanganate (KMnO4) đối với chất hữu cơ trong môi trường acid Lượng KMnO4 tiêu tốn được biểu thị bằng lượng oxygen tương ứng và được định phân bằng acid oxalic (H2C2O4) bằng phương pháp định phân ngược
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 10CO2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O Hoá chất: Dung dịch KMnO4 0,01N
Dung dịch H2SO4 đậm đặc (d=1,84)
- Cho 100 ml mẫu vào bình tam giác 250 ml đã khử trùng và sấy khô
- Thêm 2 ml H2SO4 đậm đặc và 10 ml dung dịch KMnO4 0,01N, đem dung dịch này đun sôi và để 10 phút
- Cho vào 10 ml dung dịch H2C2O4 0,01N, lắc đều
- Dùng dung dịch KMnO4 0,01N để chuẩn độ dung dịch nóng này đến khi xuất hiện màu hồng nhạt và bền trong khoảng 1 phút
- Ghi lượng dung dịch KMnO4 0,01N đã dùng, ta được thể tích V1
- Thay 100 ml mẫu bằng 100 ml nước cất và tiến hành thí nghiệm tương tự như trên mẫu thử Ghi số lượng ml dung dịch KMnO4 0,01N chuẩn độ, ta được thể tích V2
Trong đó: nồng độ chính xác của KMnO4 (C) được xác định bằng dung dịch
- Cho KMnO4 vào burrette đã được rửa sạch bằng nước cất
- Lấy 10 ml dung dịch H2C2O4 0,01N vào bình tam giác, thêm 1 ml dung dịch
- Sau đó đem hỗn hợp đun nóng khoảng 80 o C và định phân dung dịch nóng này bằng KMnO4 đến khi xuất hiện màu hồng nhạt
2.4.2 Phương pháp xác định nhu cầu oxy sinh hoá (BOD5)
Pha loãng mẫu: tuỳ trường hợp mà tiến hành pha loãng mẫu thích hợp Mẫu sau khi đã pha loãng với một nồng độ thích hợp lần lượt thêm mỗi 1 ml các dung dịch độ photphat, MgSO4, CaCl2, FeCl3 cho mỗi 1 lít mẫu đã pha loãng và giữ ổn định trong điều kiện nhiệt độ 20 o C
Xử lý mẫu: dùng H2SO4 1N hoặc NaOH 1N để chỉnh pH về trung hòa Tiếp tục thêm 10 ml KI 10% rồi định phân bằng Na2S2O3 đến dứt điểm
Chiết mẫu đã pha loãng vào 2 chai: 1 đậy kín để ủ 5 ngày ở 20 o C, 1 để định phân ngay Định phân một chai xác định được hàm lượng O1 trên mẫu đã pha loãng Chai còn lại ủ 20 o C trong 5 ngày, xác định được hàm luợng O5
Với k: tỷ lệ pha loãng của mẫu (%)
2.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng oxy hoà tan trong nước (DO)
(Phương pháp WINKLER cải tiến)
PHUẽ LUẽC
1 MỘT SỐ BẢNG KẾT QUẢ THAM KHẢO
Bảng: Danh mục các giống loài vi sinh vật và enzym thường dùng sản xuất chế phẩm sinh học
TT Tên các giống, loài vi khuẩn và
TT Tên các giống, loài vi khuẩn và Enzyme
Bảng: Tóm lược lợi ích của chế phẩm BRF đối với tính chất nước ao nuôi tôm
Tính chất nước Lợi ích của chế phẩm BRF Độ mặn 40 ppt pH 6,5 – 9,0
Nhiệt độ 25 o C – 35 o C Độ kiềm >80 ppm Độ trong 30 – 40 cm
Màu sắc Xanh lạt hay xanh nâu
Tổng vi khuẩn và Vibrio spp Khống chế
Tổng vi khuẩn phát sáng Khống chế
2 MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HỌA
Hình 1.1: Các chủng vi khuẩn phân lập từ chế phẩm
Hình 1.2: Khuẩn lạc nấm mốc Aspergillus Oryzae trên môi trường Crapeck
Hình 1.3: Cuống sinh bào tử và sợi tơ nấm mốc Aspergillus oryzare
Hình 1.4: Các chủng vi khuẩn lưu giữ trong ống nghiệm
Hình 1.5: Khả năng phân giải tinh bột cuả các chủng
Hình 1.6: Khả năng phân giải Cellulose cuả các chủng
Hình 1.7: Khả năng ức chế cuả các chủng trong chế phẩm đối với Pseudomonas sp
Hình 1.8: Khả năng ức chế của các chủng trong chế phẩm đối với Vibrio vulnificus
Hình 1.9: Vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus trên môi trường TCBS.
