Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenergii) là loài sống chủ yếu ở nước ngọt, có giá trị kinh tế cao bởi kích thước lớn, thịt thơm ngon và rất có giá trị xuất khẩu.
Trang 1Chương 1: MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề
Tôm càng xanh (Macrobrachium rosenergii) là loài sống chủ yếu ở nước ngọt,
có giá trị kinh tế cao bởi kích thước lớn, thịt thơm ngon và rất có giá trị xuất khẩu
Với diện tích nguồn nước mặt rộng lớn ở nước ta, khả năng nuôi trồng các loàithuỷ sản rất có triển vọng, đặc biệt là nuôi tôm Việt Nam đã thực sự trở thành nước
có khả năng xuất khẩu tôm mạnh trong khu vực và trên thế giới (Nguyễn Việt Thắng,2003)
Trên thế giới, việc sản xuất giống tôm càng xanh đã được thử nghiệm và đưavào sản xuất bởi nhiều tác giả: Ling (1969), Liao (1980), Adisukressno (1980),Aquacop (1977 – 1980, 1983, 1984), Malecha (1982 – 1983),… (trích bởi NguyễnViệt Thắng, 1993) Ở nước ta các nghiên cứu về sản xuất giống tôm càng xanh nhântạo cũng được triển khai sớm Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thuỷ Sản II – Trung TâmNghiên Cứu Sản Xuất Tôm Vũng Tàu đã cho tôm càng xanh sản xuất nhân tạo vàonăm 1982 (Trần Thanh Phục và ctv, 2001)
Một nghiên cứu khá đầy đủ của Nguyễn Việt Thắng (1993) đã khảo nghiệm cácđặc điểm sinh học, phân bố của tôm càng xanh ở Nam Bộ và một số qui trinh sản xuấtgiống tôm càng xanh đạt kết quả khả quan
Hiện nay, ở nước ta có 2 qui trình sản xuất giống được đưa vào sản xuất rộngrãi, qui trình nước trong - hở, qui trình nước xanh - hở
Trong khi đó qui trình nước trong tuần hoàn tỏ ra khá hiệu quả trong khống chếcác yếu tố môi trường đặc biệt là ammonia và nitrite Tuy nhiên sự hoạt động của hệthống chưa ổn định, càng về cuối chu kỳ ương hệ lọc chưa giải quyết triệt để NH3-N
và NO2-N (Nguyễn Việt Thắng, 1993) và hệ lọc hoạt động dưới mức yêu cầu trong khi
đã theo các qui trình quản lý tốt (van Rijn và ctv, 2005)
Trang 2Với lý do kể trên, được sự chấp thuận của Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học Trường Đại Học Nông Lâm và Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thuỷ Sản II, chúng tôi
-thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả hệ thống lọc tuần hoàn trong sản xuất giống
tôm càng xanh (Macrobrachium rosenergii) toàn đực”.
1.2 Mục tiêu đề tài
Đánh giá hiệu quả của hệ lọc tuần hoàn trong qui trình sản xuất giống tôm càng
xanh (Macrobrachium rosenbergii) toàn đực nhằm đề xuất các giải pháp kỹ thuật để
ổn định và nâng cao tỷ lệ sống của ấu trùng tôm càng xanh
1.3 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát sự biến động của các yếu tố môi trường nước nuôi ấu trùngnhư: nhiệt độ, pH, ammonia (NH3-N), nitrite (NO2-N) và Vibrio tổng số.
Kiểm tra các giai đoạn biến thái của ấu trùng để đánh giá sự phát triểncủa ấu trùng dưới sự quản lý chất lượng nước của hệ lọc sinh học tuần hoàn
Đánh giá yếu tố môi trường và tỷ lệ sống của hậu ấu trùng ở các mật độương khác nhau
Qua đó đánh giá hiệu quả của hệ lọc sinh học thông qua việc xử lý và ổnđịnh của các yếu tố môi trường trong ương nuôi ấu trùng tôm càng xanh
Đưa ra một số kiến nghị cải tiến đối với hệ thống ương tuần hoàn nằm
ổn định và nâng cao tỷ lệ sống của hậu ấu trùng
Trang 3Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TÔM CÀNG XANH 2.1 Phân bố
2.1.1 Trên thế giới
Các loài tôm càng xanh thuộc giống Macrobrachium, phân bố khắp các vùng
nhiệt đới và Á nhiệt đới trên thế giới Nhưng vùng chủ yếu là Nam và Đông Nam châu
Á, một phần của Đại Tây Dương và một vài bán đảo ở Thái Bình Dương Hiện nayđược biết có trên 100 loài, hơn ¼ trong số này có ở châu Mỹ (Nguyễn Thị ThanhThuỷ, 2002) Chúng hầu như có mặt ở tất cả các vùng nước ngọt nội địa, hồ, đầm lầy,kênh dẫn nước, mương, ao và ở các lưu vực sông (Nguyễn Việt Thắng, 1993; NguyễnThị Thanh Thuỷ, 2002)
Hầu hết các giống này đều cần có nước lợ cho các giai đoạn phát triển đầu tiêncủa chu kỳ sống (và do đó đã gặp chúng ở các vùng nước có liên hệ giữa nước ngọt vànước mặn) Một số mước trong tự nhiên không có tôm càng xanh như: Mỹ, TrungQuốc, Đài Loan, Israel,… nay cũng đã nuôi được tôm càng xanh trong điều kiện nhântạo (Phạm Văn Tình, 2004a)
2.1.2 Ở Việt Nam
Ở nước ta, tôm càng xanh phân bố từ Nha Trang trở vào (Phạm Văn Tình,2004b) nhưng phát triển thuận lợi nhất ở các tỉnh Nam Bộ (Nguyễn Việt Thắng, 1993),đặc biệt là Đồng Bằng Sông Cửu Long (Trần Thanh Phục và ctv, 2001)
Là nước có sản lượng tôm càng xanh tự nhiên nhiều hơn cả Ví dụ, trong năm
1980, Việt Nam khai thác ngoài tự nhiên khoảng 6000 tấn/năm, Campuchia 100 – 200tấn/năm, Malaysia 120 tấn/năm, Thái Lan 400 – 500 tấn/năm (FAO 1979 được tríchbởi Phạm Văn Tình 2004b)
Trang 4Lớp phụ giáp xác bậc cao: Malacostraca
2.3 Hình thái tôm càng xanh
Các đặc điểm của tôm càng xanh được New và Shingolka (1985) miêu tả kháchi tiết Theo New và Shingolka (1985) thì tôm càng xanh là loài có kích cỡ lớn nhất
trong các loài thuộc giống Macrobrachium.
Tôm càng xanh con đã lớn và cỡ trưởng thành, thường có màu xanh dễ nhận(chúng không có màu đỏ trừ khi bị nấu chín) Trong số năm đôi chân bò, đôi chân thứhai rất to, so với các chân khác và tận cùng là một kẹp lớn Cả hai chân này đều dài
bằng nhau (không như một số loài khác thuộc giống Macrobrachium).
Tôm càng xanh đực thành thục, to hơn con cái một cách rõ rệt và đôi chân bòthứ hai cũng lớn và dày hơn Tỷ lệ phần ngực (đầu) của tôm đực thì lớn hơn và phầnbụng thì nhỏ hơn tôm cái Các lỗ sinh dục nằm giữa gốc của đôi chân bò thứ năm
Đầu của tôm cái thành thục và đôi chân bò thứ hai của nó thì nhỏ hơn rất nhiều
so với tôm đực Lỗ sinh dục của con cái, nằm ở gốc của đôi chân bò thứ ba, các tấm vỏbụng thì dài hơn và phần bụng cũng rộng hơn Các tấm vỏ bụng tạo thành một buồng
Trang 5rộng và trứng được chứa ở đó trong khoảng thời gian từ lúc đẻ cho đến lúc trứng nở.Tôm cái thành thục hay mang trứng có thể nhận biết dễ dàng do buồng trứng là mộtkhối to màu da cam chiếm một khoảng lớn ở mặt lưng và phía hai bên của phần đầungực.
Trang 62.4 Tập tính sinh sản và vòng đời của tôm càng xanh
Vòng đời của tôm càng xanh có 4 giai đoạn bao gồm trứng, ấu trùng, hậu ấutrùng và tôm trưởng thành (Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, 2002) và được mô tả như hình2.2
Hình 2.2 Vòng đời của tôm Caridea Hình vẽ của Foster và Wickins (1972)
Nguồn lấy tại website: http://www.freshwaterprawn.com
Tôm càng xanh sống chủ yếu ở nước ngọt nhưng ấu trùng lại phát triển trongnước lợ (Trần Thị Thanh Hiền và ctv, 2003) Khi thành thục, tôm bắt cặp, đẻ trứng vàtrứng dính vào các chân bụng của tôm mẹ Tôm mang trứng di chuyển sang vùng cửasông nước lợ (7 – 18‰) Ấu trùng nở ra sống phù du và trãi qua 11 lần biến thái để trởthành hậu ấu trùng Thời gian để hoàn tất giai đoạn ấu trùng có thể dài hay ngắn tuỳtheo điều kiện dinh dưỡng và môi trường, khoảng thời gian nhanh nhất là 16 ngày vàchậm nhất là 40 ngày (Phạm Văn Tình, 2004b)
Tôm có xu hướng tiến vào vùng nước ngọt như sông, rạch, ruộng, ao, hồ,…ở đóchúng sinh sống và lớn lên Tôm có thể di cư rất xa, trong phạm vi hơn 200 km từ bờbiển vào vùng nội địa Khi trưởng thành chúng lại di cư ra vùng có độ mặn thích hợp
để sinh sản và vòng đời lại tiếp tục (Phạm Văn Tình, 2004b)
Tôm càng xanh có đặc điểm mắn đẻ, gặp điều kiện thuận lợi, thức ăn đầy đủ,tôm có thể cho đẻ 4 – 6 lần trong năm Khi tôm đang mang trứng, buồng trứng vẫn
Trang 7phát triển, phóng thích ấu trùng xong, sau 2 – 5 ngày lột xác, giao vỹ và đẻ tiếp (PhạmVăn Tình, 2004b).
Trứng thường nở vào ban đêm, sau 1 – 2 đêm mới nở xong (New và Shingolka,1985), ấu trùng phải sống trong điều kiện nước lợ ở độ mặn từ 7 – 18‰, nếu được nở
ở nước ngọt thì ấu trùng phải di chuyển sang môi trường nước lợ để sống và phát triển.Nếu không ấu trùng sẽ chết sau vài ngày (New và Shingolka, 1985; Phạm Văn Tình,2004b)
2.5 Tập tính bắt mồi và tăng trưởng
Tôm càng xanh là loài ăn tạp thiên về động vật Mức độ lựa chọn thức ăn khôngcao Thành phần thức ăn hầu như không thay đổi theo giới tính Tôm càng xanh cóhàm răng nghiền khoẻ, ruột có cấu tạo ngắn nên khả năng tiêu hoá nhanh Chúng ănhầu hết các loài động vật nhỏ, các mảnh vụn hữu cơ Chúng thường thích bắt mồi vàoban đêm hơn ban ngày (Phạm Văn Tình, 2004a)
Tôm tìm thức ăn bằng cơ quan xúc giác, dùng râu quét ngang dọc phía trướcđường đi của nó, đôi chân ngực thứ nhất như một cái kẹp để giữ và đưa thức ăn vàomiệng (Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, 2002) Trong quá trình lớn lên, tôm trãi qua nhiềulần lột xác Chu kỳ lột xác của tôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích cỡ của tôm,nhiệt độ, thức ăn, giới tính và điều kiện sinh lý của chúng (Nguyễn Thanh Phương,2003)
2.6 Sinh học ương nuôi ấu trùng tôm càng xanh
2.7.1 Biến thái của ấu trùng tôm càng xanh
Sau đây là một khoá đơn giản để phân biệt các giai đoạn phát triển của ấu trùngtôm càng xanh theo miêu tả của Uno và Soo, 1969 (trích bởi New và Shingolka, 1985)
Giai đoạn I: mắt chưa có cuống
Giai đoạn II: mắt có cuống
Giai đoạn III: chân đuôi xuất hiện
Giai đoạn IV: chuỷ có 2 răng ở cạnh trên
Giai đoạn V: đốt đuôi hẹp lại và kéo dài
Giai đoạn VI: mầm chân bụng xuất hiện
Giai đoạn VII: chân bụng có 2 nhánh và chưa có lông tơ
Trang 8Giai đoạn VIII: chân bụng có lông tơ
Giai đoạn IX: nhánh trong của chân bụng có nhánh phụ trong
Giai đoạn X: chuỷ có 3 hay 4 răng ở đầu cạnh trên
Giai đoạn XI: chuỷ có răng ở nửa cạnh trên
Giai đoạn XII: chuỷ có răng ở nửa cạnh dưới
Hình 2.3 Khoá phân biệt các giai đoạn ấu trùng tôm càng xanh theo hình chụp
của Fujimura.
Nguồn lấy tại website http://www.fao.org
Trang 92.7.2 Môi trường sống của ấu trùng
2.7.2.1 Độ mặn
Có nhiều ý kiến khác nhau về ngưỡng nồng độ muối ương ấu trùng tôm càngxanh, nhưng thường dao động từ 10 – 15‰ (New và Valenti, 2000) Nguyễn ViệtThắng (1993); Nguyễn Thị Thu Thuỷ (2002) đã chọn độ mặn là 12‰ trong suốt quátrình ương nuôi của mình Nguyễn Thị Thu Thuỷ (2002) còn nhận thấy rằng một số ấutrùng ngẫu nhiên còn sống sót trong bể nuôi tôm bố mẹ có độ mặn thấp (4 – 6‰) vẫnbiến thái thành hậu ấu trùng Điều này cho thấy ấu trùng tôm càng xanh có khả năngchịu nồng độ mặn dao động lớn
New và Shingolka (1985) đề xuất nên giữ nồng độ mặn trong bể ương ấu trùng
là 12‰ trong suốt từ giai đoạn I đến khi chuyển thành hậu ấu trùng hoàn toàn Tác giảcũng cho rằng ấu trùng tôm càng xanh có khả năng chịu mặn tốt, trong điều kiện nuôigiống thì độ mặn có thể chênh lệch 122‰ không ảnh hưởng đến sự phát triển của ấutrùng
2.7.2.2 Độ pH
Độ pH nước trong bể chịu ảnh hưởng bởi một số quá trình xảy ra trong nước
bao gồm các hợp chất chứa nitơ, sự hoạt động hô hấp của ấu trùng, Artemia và các vi
sinh vật hiếu khí khác (New và Valenti, 2000)
Theo New và Valenti (2000) thì mức pH tối ưu cho phát triển của ấu trùng tômcàng xanh nằm trong khoảng (7,0 – 8,5) Mặt khác, để có nước ương ấu trùng thìngười ta phải dùng nước biển được vận chuyển đến trại giống và pha với nguồn nướchiện có ở địa điểm sản xuất Theo New và Shingolka (1985) nguồn nước biển thường
có pH dao động từ 7,8 – 8,3 và pH của nước giếng ở các vùng ven biển thường daođộng từ 7,1 – 7,5 Do vậy hai loại nước này nếu được pha vào nhau sẽ cho pH thíchhợp
Trang 102.7.2.3 Nhiệt độ
Nhiệt độ nước là một thông số rất quan trọng ảnh hưởng đến tỷ lệ sống và sựphát triển của ấu trùng tôm càng xanh, vì vậy nó quyết định chiều dài giai đoạn pháttriển ấu trùng (New và Valenti, 2000)
Theo Nguyễn Việt Thắng (1993), ngưỡng nhiệt độ dưới của ấu trùng tôm càngxanh là 210C Khi nhiệt độ tăng dần lên thì thời gian phát triển của ấu trùng càng rútngắn Theo nhiều tác giả; New (1982), Fujimura (1966, 1977), Adisurkressno (1977,1980) xác định ngưỡng nhiệt độ trên là 33 – 340C Các tác giả này đều thống nhất chorằng nhiệt độ tối ưu cho ấu trùng tôm càng xanh là từ 26 – 310C Dưới 24 – 260C thì ấutrùng phát triển không tốt (Nguyễn Việt Thắng, 1993) Trong khi đó Aquacop (1984)thì cho rằng nhiệt độ trên 300C thì ấu trùng có tỷ lệ sống thấp (Trần Thanh Phục và ctv,2001)
2.7.2.4 Oxy hoà tan
Theo nhiều tác giả Ling (1969), Fujimura (1974), New (1982), Aquacop (1977,1984) đều thống nhất lượng oxy hoà tan trong bể là 6 – 9 mg/l (trích bởi Nguyễn ThịThanh Thuỷ, 2002) Trong điều kiện sản xuất giống và nếu đảm bảo sục khí đầy đủ thìkhông cần phải kiểm tra hàm lượng oxy hoà tan trong bể (New và Shingolka, 1985)
Trang 11Tác động của ánh sáng đến ấu trùng còn liên quan đến màu sắc của bể ương bởi
vì màu sắc bể phản chiếu ánh sáng truyền vào Theo Phạm Văn Tình (2004a) nếu sơn
bể màu trắng, ánh sáng chiếu vào bể sẽ bị phản chiếu trở lại làm cho ấu trùng bị lầmdẫn đế rối loạn sinh lý Một nghiên cứu mới đây của Tidwell và ctv (2005) cho thấydùng bể màu đỏ và màu xanh lá cây thì tỷ lệ sống của ấu trùng là 84% và 78% so với
bể sơn màu trắng và màu xanh dương là 56% và 44%, bể sơn màu vàng và màu đenđều bằng 71% Các báo cáo về nuôi ấu trùng tôm càng xanh thành công thì cường độánh sáng trong khoảng 250 – 6500 lux (New và Valenti, 2000)
2.7.2.6 Hợp chất có chứa nitơ
Các hợp chất nitơ hoà tan trong nước như: ammonia (NH3-N), nitrite (NO2-N),nitrate (NO3-N) là các thông số đánh giá chất lượng nước rất quan trọng trong hệ thốngtuần hoàn Điều khiển các hợp chất này cho biết điều kiện của lọc sinh học và hiệu quảcủa hệ thống (New và Valenti, 2000) Chất lượng nước trong bể ương rất dễ bị biến
đổi chính do sản phẩm bài tiết của ấu trùng, Artermia và do sự phân huỹ của thức ăn
thừa Một vài biến đổi có thể rất có hại cho ấu trùng Nguy hiểm nhất là sự tăngammonia chưa ion hoá (NH3), chất này làm tăng pH và nitrite (New và Shingolka,1985)
Aquacop (1977, 1983), Griessinger (1986), Liao và Mayo (1972) đã xác địnhngưỡng sinh lý của một số hợp chất nitơ đối với ấu trùng tôm càng xanh trong môitrường ương: NH4+ là 0,005 – 1,000 mg/l; NO2- là 0,002 – 0,350 mg/l; NO3- là 0,5 – 3,5mg/l (Trích bởi Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 2002)
New và Shingolka (1985) cho rằng không nên lấy nước có hàm lượng nitrite(NO2-N) và nitrate (NO3-N) cao hơn 0,1 ppm và 20 ppm
Trong hệ thống ương tuần hoàn kín, hệ lọc sinh học có tác dụng làm giảm nồng
độ các hợp chất độc này (van Rijn và ctv, 2005) Thông qua các vật liệu lọc sinh họcnhằm gia tăng lượng vi sinh vật tham gia thực hiện quá trình khoáng hoá và nitrate hóa
để chuyển đổi các dạng độc chất ammonia và nitrite thành dạng nitrate vô hại (NguyễnViệt Thắng, 1996)
Trang 12Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu môi trường đòi hỏi với nguồn nước sử dụng trong nuôi ấu
Trang 132.8 Vấn đề chăm sóc, quản lý
Hầu hết các vấn đề phát sinh trong nhà giống đều do nguyên nhân quản lý kém(New và Shigolka, 2000)
2.8.1 Cho ăn
Một khía cạnh không kém phần quan trọng trong sản xuất giống tôm càng xanh
đó là kỹ thuật cho ăn (New và Valenti, 2000) bởi vì thức ăn đóng vai trò quan trọngquyết định đến tỷ lệ sống, biến thái cũng như môi trường nước ương (Trần Thị Thanh
Hiền và ctv, 2003) Có 2 loại thức ăn được dùng, đó là nauplius Artemia và thức ăn
chế biến (New và Shingolka, 1985)
Thức ăn chế biến có nhiều công thức phối chế rất khác nhau, nhưng chủ yếugồm các loại nguyên liệu sau: thịt tôm, thị mực, trứng cá, dầu cá, các vitamine vàkhoáng chất (New và Shingolka, 1985) Việc cho ăn nên đảm bảo đầy đủ để tránh ấutrùng đói, chúng sẽ ăn thịt lẫn nhau Tuy nhiên nếu thừa nhiều thức ăn (nhất là thức ănchế biến) sẽ làm nước bể ương bị dơ, làm cơ sở cho mầm bệnh tấn công (New vàShingolka, 1985)
Trang 142.9 Tạo đàn tôm toàn đực bằng kỹ thuật vi phẩu
2.9.1 Ưu thế của việc sản xuất đàn toàn đực
Một trở ngại lớn trong nuôi tôm càng xanh thương phẩm là sự phân đàn khinuôi chung tôm đực và tôm cái Tôm đực thường lớn nhanh hơn tôm cái trong mộtquần đàn (Ra’anna và Sagi, 1986) Trở ngại này làm ảnh hưởng đáng kể đến kích cỡ
và sản lượng tôm thương phẩm (Smith và ctv, 1978; Brody và ctv, 1980; Cohen và ctv,1981; Sagi và ctv, 1986; Nguyễn Vệt Thắng, 1993) trích dẫn bởi Nguyễn Văn Hảo vàctv, 2004
Với sự cố gắng bước đầu trong sản xuất đàn tôm càng xanh toàn đực của Sagi,Ra’anan, Cohen và Wax (1986) trên quy mô nuôi nhỏ đã cho thấy khả năng sản xuấtcao của đàn toàn đực sau 150 ngày nuôi Năng suất đạt 473 g/m2 của đàn toàn đực sovới 248 – 260 g/m2 của đàn tôm bình thường có hỗn hợp đực cái Việc sản xuất đàntoàn đực cho năng suất cao và đạt kích cỡ thương mại nhanh hơn (Sagi và Aflalo,2005)
Sau đó Cohen, Sagi, Ra’anan và Zohar (1988) thực hiện việc thử nghiệm nuôiđàn toàn đực tập trung trong ao đất (Sagi và Aflalo, 2005) và cho thấy đàn toàn đựccho năng suất thương mại cao, gia tăng trọng lượng trung bình, lợi nhuận thu đượccũng tăng 18% ở Israel
2.9.2 Vai trò của tuyến đực trong xác định giới tính ở tôm càng xanh
Không giống như các loài động vật có xương sống, ở giáp xác đực chức năngnội tiết và sinh giao tử phân biệt thành 2 cơ quan rõ rệt: tuyến đực (androgenic gland)
và sinh tinh trùng (testis) (Ginburger-Vogel Charniaux – Cotton 1982; Charniaux –Cotton Payen 1988) trích bởi Sagi và Aflalo (2005)
Năm 1990, qua quá trình nghiên cứu, Sagi và ctv đã phát hiện ra tuyến đực cóvai trò quan trọng đối với sự hình thành giới tính và các đặc điểm sinh dục phụ thứ cấpcũng như ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng ở giáp xác
Năm 2000, Phạm Anh Tuấn và ctv làm thí nghiệm cắt tuyến sinh dục của tômcàng xanh giống cỡ 3 – 5 cm đã làm thay đổi cấu trúc sinh dục của tôm càng xanh
Trang 15Theo tác giả thì cồn 960 có thể tác dụng phá hũy cấu trúc của tuyến đực và làm thayđổi một số đặc điểm sinh dục phụ trên tôm càng xanh đực
Theo nhiều tác giả (Nagamine, Knight, Maggesnti và Pax, 1980) tôm càng xanhđực đã được biệt hoá ở giai đoạn phát triển còn non Điều này chứng tỏ tôm càng xanhđực có mức thuộc cái cao, bao gồm sự phát triển của vòi trứng và ống dẫn trứng (Sagi
và Aflalo, 2005) khi chưa được biệt hoá đực
Ở tôm càng xanh, theo Veith và Malecha (1983) tuyến đực gồm một sợi các tếbào bao quanh bởi một lớp mô liên kết hình thành nên một cụm liên kết lỏng lẽo nằmphía sau của ống dẫn tinh (Sagi và Aflalo, 2005) Theo tác giả có thể thao tác loạituyến đực mà không làm hư hại tuyến sinh dục này để ảnh hưởng đến sự biệt hoá giớitính sớm của tôm càng xanh Năm 1990, Sagi và ctv đã ghi nhận tôm càng xanh giốngloại bỏ tuyến đực đã chuyển đổi giới tính hoàn toàn thành con cái và phát triển thànhtôm cái thật sự có khả năng giao vỹ và sinh ra thế hệ con 100% đực
2.9.3 Cơ sở tạo đàn tôm toàn đực
Nghiên cứu bộ gen trên tôm càng xanh của Malecha và ctv (1992) đã xác địnhđược cặp nhiễm sắc thể giới tính của tôm càng xanh đực là đồng giao tử ZZ và của concái là dị giao tử WZ (Sagi và Aflalo, 2005) Việc loại tuyến đực sẽ làm cho con đực có
xu hướng cái hoá và có khả năng mang trứng Khi đó tôm cái giả (kiểu gen ZZ) giaophối với tôm đực bình thường (kiểu gen ZZ) sẽ cho đàn toàn đực (kiểu gen ZZ)
Ở Việt Nam, năm 2004, Nguyễn Văn Hảo và ctv đã nghiên cứu bước đầu sảnxuất đàn toàn đực bằng kỹ thụât vi phẩu, tôm đực PL 30 – 60 ngày tuổi được chọn làmthí nghiệm, dùng kỹ thuật vi phẩu như mô tả của Sagi và Cohen (1990) để loại tuyếnđực đạt được một số kết quả bước đầu Trong 43 quần đàn phát hiện 7 quần đàn 100%toàn đực, 7 tôm cái giả có thể cho sản xuất toàn đực Theo tác giả, sau vi phẩu tômđược thả nuôi và kiểm tra đàn con F1 Nếu F1 100% toàn đực thì ta kết luận vi phẩuthành công và con cái tạo ra được gọi là cái giả
2.10 Các qui trình nuôi tôm càng xanh trong sản xuất giống
Hiện nay, các qui trình được sử dụng trong sản xuất giống tôm càng xanh (theoNguyễn Việt Thắng, 1993) như:
- Qui trình nước xanh hệ hở (do Fujimura nghiên cứu vào năm 1974)
Trang 16- Qui trình nước trong hệ hở (do Ling (1969) và Aquacop (1983))
- Qui trình nước trong hệ kín (được nghiên cứu từ năm 1977 đến năm 1986)
2.11 Qui trình nước trong hệ kín
2.11.1 Giới thiệu
Được nghiên cứu từ năm 1977 đến năm 1986 qui trình căn bản được hoàn thiện
và đưa vào sử dụng Theo Nguyễn Việt Thắng (1993) đây là hệ thống ở đó nước nuôiđược tái xử lý bằng các biện pháp xử lý nước (lọc cơ học, lọc sinh học, hấp thụ vật lý,tẩy uế, sục khí…) để tái sử dụng nguồn nước này
Trong tuần hoàn kín, hệ thống lọc sinh học là một hệ thống quan trọng nhất.Lọc sinh học được sử dụng chủ yếu để loại bỏ chất thải nitơ, chủ yếu từ ammonia do
ấu trùng và thức ăn tươi (Artemia…) trong quá trình bài tiết và từ sự phân hủy vật liệu
hữu cơ
Hình 2.4 Sơ đồ tác động của vi sinh vật trong hệ thống tuần hoàn.
Nguồn: Nguyễn Việt Thắng (1996)
Hình 2.5 Sơ đồ qui trình nước tuần hoàn kín.
Nguồn: Nguyễn Thị Thanh Thuỷ (2002)
Vi sinh vậtNước nuôi
Ấu trùng Thức ăn Chăm sóc
Phòng và kiểm soát bệnhTHEO NHẬT KÝ SẢN XUẤT GIỐNG
LỌC SINH HỌC CÂN BẰNG VỚI HỆ THỐNG ƯƠNG
Trang 17Về cơ bản việc ứng dụng qui trình nuôi tôm theo mô hình tuần hoàn kín manglại một số ưu điểm là: tiết kiệm lượng nước nuôi, giảm thiểu tác hại của môi trường,tiết kiệm công sức lao động Nhưng đây là qui trình khó, đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao,trang thiết bị tốn kém và vốn đầu tư lớn (Nguyễn Việt Thắng, 1993; Nguyễn ThịThanh Thuỷ, 2002) Và một trong các điểm yếu của qui trình này là nếu có sự cố xảy
ra như bệnh trên một bể trong hệ thống thì nó sẽ lan truyền cho cả hệ thống nuôi Mộthạt hữu cơ rơi vào hệ lọc cũng có thể là nguyên nhân gây bệnh cho hệ thống (New vàShingolka, 1985)
2.11.2 Các quá trình sinh hóa xảy ra trong lọc sinh học
2.11.2.1 Quá trình khoáng hoá
Là giai đoạn đầu tiên của quá trình lọc sinh hoc, các chất thải chứa nitơ đượccác vi khuẩn dị dưỡng hấp thụ và chuyển thành ammonia đơn giản
Sự khoáng hoá bằt đầu bằng việc phân giải các hợp chất protein và acid nucleic
để tạo nên các acid amine và bazơ hữu cơ có chứa nitơ Tiếp đó quá trình khoáng hoá
sẽ khử amine bởi các vi khuẩn, trong đó một nhóm amino sẽ tách ra để hình thànhammonia
2.11.2.2 Quá trình nitrate hoá
Sau đó, nhờ quá trình nitrate hóa, ammonia được chuyển thành dạng nitrate vôhại đối với ấu trùng của tôm (Spotte 1979) Kaiser, Wheatgon (1983) và Brock (1994)
đã mô tả quá trình nitrate hóa ammonia bắt nguồn từ hoạt động của chuỗi vi khuẩnnitrate hóa Nhóm đầu tiên oxi hóa ammonia thành NO2-, đại diện là giống
Nitrosomonas và Nitrosococus Nhóm thứ 2 oxi hóa NO2- thành NO3-, thuộc giống
Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus (Brock và ctv, 1994) Quá trình nitrate hóa liên
quan đến cả sự oxi hóa và tổng hợp, kết quả dẫn đến việc tiêu thụ O2 và loại bỏ tính
kiềm Nhóm vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter là các nhóm chính của những vi
khuẩn tự dưỡng thực hiện sự nitrate hóa ở cả môi trường nước ngọt, nước lợ, nướcmặn Phương trình của sự nitrate hóa như sau :
NH4+ + OH- +
2 3
O2 = H+ + NO2- + H20 (1)
Trang 18đã chuyển nitơ về dạng oxy hóa thấp hơn (N2O, N2…) Ở trạng thái oxy hóa hoàn toàn(N2), một số nitơ có thể tách khỏi dung dịch đi vào không khí, vì thế quá trình khửnitrate làm giảm lượng nitơ của dung dịch.
Trong 3 quá trình sinh hóa quan trọng của sự lọc sinh học thì 2 quá trìnhkhoáng hóa và nitrate hóa có ý nghĩa quan trọng cho việc ‘tái sinh nước’, giữ đượcchất lượng nước ổn định Quá trình khử nitrate xảy ra ở những phần của bể lọc bị thiếuoxy và sản phẩm của quá trình này thường làm nhiễm bẩn môi trường Vì vậy, hàmlượng oxy trong bể lọc rất có ý nghĩa
Nguồn : Nguyễn Việt Thắng (1996)
2.11.3 Vi sinh vật trong lọc sinh học
Hai nhóm vi khuẩn chủ yếu cần thiết trong hệ lọc sinh học thuộc hai nhóm sinh
vật dị dưỡng và tự dưỡng đặc biệt là nhóm vi khuẩn tự dưỡng Nitrosomonas và
Nitrobacter là 2 nhóm quan trọng thực hiện quá trình nitrate hoá Các vi khuẩn Pseudomonas… có ý nghĩa cho việc khử nitrate.
Ngoài ra nười ta cũng nhận thấy sự có mặt của Protozoa, Amoeba, Rotifer, vàmột số lượng lớn Mematodes…
Các vi sinh vật trong hệ lọc sống lơ lửng hoặc tạo thành một màng nhầy nhưmột quần thể sinh vật Màng nhầy này có vai trò chuyển NH4+ vàNO2- thành NO3- theo
sơ đồ ở hình 2.6
Trang 19Hình 2.6 Quá trình nitrate hoá ở màng nhầy sinh học
Kết quả của quá trình nitrate hoá sẽ acid hoá môi trường vì sự hình thành H+
(xem phương trình 1 và sơ đồ màng nhầy), vì vậy để ổn định pH môi trường, thườngphải cung cấp vật liệu cho bể lọc các đá san hô, đá vôi tạo ra được Alkalinity (HCO3-)
Trang 20Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1 Địa điểm nghiên cứu
Thí nghiệm được thực hiện tại “Trại Thực Nghiêm Nuôi Thuỷ Sản Thủ Phòng Sinh Học Thực Nghiệm (658 Kha Vạn Cân, Thủ Đức) Và “Trung Tâm QuanTrắc Môi Trường và Dịch Bệnh Thuỷ Sản” trực thuộc Viện Nghiên Cứu và NuôiTrồng Thuỷ Sản II (116 Nguyễn Đình Chiểu, Quận 1)
Đức”-3.2 Thời gian nghiên cứu
Đề tài được thực hiện từ 7/3/2005 – 7/8/2005
3.3 Vật liệu
3.3.1 Nguồn nước
Sử dụng nguồn nước lấy từ giếng khoan và nguồn nước máy làm nguồn nướcngọt, nước biển được mang về từ Vũng Tàu Hai nguồn nước này được xử lý và phatrộn để có độ mặn 12‰
3.3.2 Ấu trùng
Tôm mẹ mang trứng có nguồn gốc từ tôm đực đã được vi phẩu loại tuyến đực
có khả năng mang trứng để sản xuất đàn ấu trùng dùng cho các thí nghiệm Các tôm
mẹ mang trứng xám được bắt từ bể nuôi tôm bố mẹ vào trong nhà giống để ấp Ấutrùng nở ra sau 1 – 2 ngày được bố trí cho vào bể ương
Trang 213.3.5 Hệ lọc sinh học và hệ thống bể ương
- 4 bể lọc san hô dung tích 0,5m3/bể
- Máy tách đạm (fresh protein skimmer)
- Máy tạo khí Ozon (O3)
- Kính hiển vi soi nổi với độ phóng đại quang học từ 10 – 100 lần
- Đĩa Petri nhựa và thuỷ tinh
Trang 223.4 Phương pháp nghiên cứu và bố trí thí nghiệm
Việc bố trí thí nghiệm được thực hiện trên hệ tuần hoàn với 20 bể ương trong hệthống Chúng tôi thực hiện thí nghiệm để đánh giá hiệu quả của hệ lọc
3.4.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm có 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức có 5 bể ương
Nghiệm thức 1: mật độ dưới 50 ấu trùng/lít
Nghiệm thức 2: mật độ 50 – 100 ấu trùng/lít
Nghiệm thức 3: mật độ trên 100 ấu trùng/lít
Thông qua kết quả có được của thí nghiệm trên cộng với khoả sát thêm của chúng tôi trên 7 bể ương khác, chúng tôi tiến hành đánh giá biến động môi trường nước ương dựa vào mật độ thả ấu trùng: <50 ấu trùng/lít, từ 50 – 100 ấu trùng/lít và trên 100 ấu trùng/lít Trong mỗi mật độ ương chúng tôi tiến hành phân nhóm các bể có
tỷ lệ sống khác nhau Mỗi mật độ được phân thành 2 nhóm Nhóm có tỷ lệ sống thấp
Trang 23Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm ở các mật độ ương khác nhau:
mật độ ương <50 ấu trùng/lítmật độ ương từ 50-100 ấu trùng/lítmật độ cao hơn 100 ấu trùng/lít
NH3-N
Đánh giá môi trường
đầu vào và đầu ra
của hệ lọc
Ảnh hưởng của môi trường và tỷ lệ sống lên biến thái của ấu
trùng
Đánh giá biến động môi trường bể ương
Hiệu quả của hệ thống sản xuất giống bằng phương pháp lọc tuần
hoàn
Kết luận và đề xuất
Trang 243.4.2 Sơ đồ bố trí và vận hành hệ thống
3.4.2.1 Bố trí hệ thống lọc tuần hoàn
- Hệ thống lọc tuần hoàn gồm 20 bể 100 lít được bố trí như hình vẽ
- Nước tuần hoàn ra từ các bể ương được chuyển vào một bể chứa 2 m3 (NV)
và bơm vào trong hệ lọc (nước vào hệ lọc)
- Nước được qua bộ phận tách đạm fresh protein skimmer (Sm) và xử lý ozon(O3), sau đó được qua bể có chứa than hoạt tính (Th) để khử lương Ozone
dư thừa
- Nước được lọc qua 4 bể lọc san hô (L1, L2, L3, L4) dung tích 0,5 m3 mỗi bểđóng vai trò như một hệ lọc sinh học
- Sau khi nước được lọc qua hệ thống san hô, một phần nước được cấp lại cho
bể ương, một phần được bơm trở lại bể chứa (NV) để duy trì sự hoạt độngliên tục của hệ lọc
- Nguồn nước mới cũng được cấp thường xuyên vào hệ lọc để bù lượng nước
vệ sinh mất đi hàng ngày
L1L2
L4L3
NV
NR
Sm Ozon
Th
Hệ thống bể ương
19
12
18
17
16
20
1
101
Hệ thống lọc
Trang 25thêm 3 lần thức ăn chế biến: 9 giờ, 11 giờ, 2 giờ
Trứng Artemia được ấp trong 24 giờ bằng cách sục khí liên tục.
Thức ăn chế biến được phối chế từ nhiều loại nguyên liệu: thịt tôm, thịt mực,dầu cá, trứng gà, các vitamin và khoáng chất Xay nhuyễn hỗn hợp, hấp chín, phơi khô
và chà nhỏ thức ăn qua một tấm lưới có kích thước lỗ phù hợp với từng giai đoạn của
ấu trùng Một ấu trùng cho một viên thức ăn chế biến
3.4.3.2 Chế độ chăm sóc sức khoẻ ấu trùng
Thường xuyên theo dõi tình trạng sức khoẻ của ấu trùng, ngày 2 lần, phát hiệncác ấu trùng yếu để có chế độ chăm sóc khác hay loại chúng khỏi bể ương
Kiểm tra dây sục khí, độ lớn của dòng khí Những ngày mưa bão nhiệt độ giảm,thắp thêm các đèn để tăng nhiệt độ nước trong bể ương
Trang 26Tiến hành siphone thức ăn thừa, tôm yếu ở đáy bể và vỏ Artemia ở thành bể vào
lúc chiều (khoảng 4 – 5 giờ chiều)
3.4.4 Phương pháp thu mẫu và phân tích số liệu
3.4.4.1 Thu mẫu và phân tích mẫu nước
a Nhiệt độ
Vị trí đo nhiệt độ: trong bể ương
Thời gian đo: 8 giờ sáng và 2 giờ chiều
Số lần đo: mỗi ngày 2 lần
Dụng cụ đo: dùng rượu kế treo ngâm vào trong bể nuôi
b pH
Vị trí lấy mẫu: nước trong bể ương, nước đầu vào và đầu ra hệlọc
Thời gian lấy mẫu: 8 giờ sáng và 2 giờ chiều
Số lần lấy mẫu: mỗi ngày 2 lần
Dụng cụ phân tích: máy đo pH Scanner
c Ammonia (NH 3 -N)
Vị trí lấy mẫu: nước trong bể ương, nước đầu vào và đầu ra hệlọc
Thời gian lấy mẫu: 2 giờ chiều
Số lần lấy mẫu: 3 lần/tuần
Dụng cụ phân tích: bộ test Zera cho kiểm tra NH4-/NH3 với bảng
Trang 27 Số lần lấy mẫu: 3 lần/tuần.
Dụng cụ phân tích: bộ test Zera cho kiểm tra NO3-/NO2 với bảng
so màu
e Vibrio tổng số
Vị trí lấy mẫu: nước trong bể ương, nước đầu ra hệ lọc
Thời gian lấy mẫu: 1giờ 30 sau khi nước được tuần hoàn trở lại bểkhoảng 3 giờ
Số lần lấy mẫu: 2 lần/tuần vào thứ hai và thứ năm hàng tuần chođến khi thuần nước ngọt
Dụng cụ phân tích: mẫu được trãi đếm trên môi trường TCBS ởhai độ pha loãng; 100 và 10-1 ở hai thể tích cấy 50µl và 100µl mẫu
3.4.4.2 Thu mẫu ấu trùng
Chọn một số bể xem hình thái ấu trùng ở các hệ thống ương
Thời gian xem: 10 giờ sáng mỗi 2 ngày cho đến khi ấu trùngchuyển thành hậu ấu trùng hoàn toàn
Số con xem: 20 ấu trùng/bể
Tính chỉ số trung bình giai đoạn LSI (Larvae stage index) theoNguyễn Việt Thắng, 1993:
N
3n 2n 1n
với:
- n là số con xác định của từng giai đoạn
- 1, 2, 3 giai đoạn phát triển
- N là tổng số con xem được
3.4.4.3 Thu thập số liệu và phân tích
Trang 28Số liệu thu thập được tiến hành phân tích và xử lý dựa vào phần mềm Excel,dùng trắc nghiệm t bắt cặp (t-test paired two samples for mean) để so sánh các chỉ tiêutrong các nghiệm thức.
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Đánh giá biến động môi trường ở đầu vào và đầu ra của hệ thống lọc tuần
hoàn trong ương ấu trùng tôm càng xanh toàn đực
4.1.1 Độ pH nước đầu vào và đầu ra hệ lọc
So sánh chỉ số pH nước đầu vào và nước đầu ra của hệ lọc là khác biệt có ý
Độ pH trung bình của nước đầu vào cao hơn nước đầu ra là do nước vào hệ lọc
là nước thải từ bể nuôi Một số quá trình xảy ra trong bể ương như sự hoạt động của ấu
trùng, Artemia và chủ yếu là lượng thức ăn thừa và cặn ở đáy bể phân huỹ đã ảnh
hưởng đến pH trong bể ương (New và Valenti, 2000)
4.1.2 Biến động NH3 -N đầu vào và đầu ra hệ lọc
0.2
0.1
0.2
00.050.10.150.20.25
Nước đầuvào hệ lọc
Nước đầu ra
hệ lọc
Nước bểương
Biều đồ 1 So sánh chỉ tiêu NH 3 -N trung bình của nước đầu vào và đầu ra
hệ lọc với NH 3 -N trung bình trong bể ương
Trang 29Tính toán của chúng tôi cho thấy sự khác biệt giữa hàm lượng NH3-N nước đầuvào và đầu ra hệ lọc là rất có ý nghĩa thống kê học (p = 1,66x10-28 << 0,05).
Nước trong bể ương được thay hàng ngày bằng nước đầu ra của hệ lọc và nướcđầu vào hệ lọc phản ánh chất lượng nước trong bể ương, do nước đầu vào hệ lọc lànước thải ra của tất cả các bể ương
Lượng NH3-N đầu ra hệ lọc so với đầu vào hệ lọc cho biết hệ lọc có khả năng
xử lý NH3-N thể hiện cụ thể qua chỉ số NH3-N của nước đầu vào gấp 2 lần (0,2/0,1)nước đầu ra của hệ lọc (biểu đồ 1)
Thực tế cho thấy lượng NH3-N trong bể cao hơn ngưỡng thích hợp, theo một sốtác giả New (2002) và Lee Wickins (1992) lượng NH3-N trong ương nuôi ấu trùngtôm càng xanh phải nhỏ hơn 0,1 mg/l
Hệ lọc có khả năng xử lý được lượng NH3-N nhưng hiệu quả không cao, có thể
do vi sinh vật chuyển hóa ammonia thấp, thiếu một số chủng vi khuẩn hoặc hệ lọc đãquá tải, sự hoạt động của Ozone kém hiệu quả Và do đó khả năng xử lý NH3-N của hệlọc chưa xử lý hết lượng NH3-N để tạo một môi trường sống tốt cho ấu trùng
4.1.3 Biến động NO2 -N
1.93
00.511.522.5
Nước đầu vào hệ
lọc
Nước đầu ra hệlọc
Trang 30Do nước đầu vào hệ lọc chính là nước thải tập trung ở đáy của nhiều bể ương
(do thức ăn thừa và xác Artemia và ấu trùng chết làm chất lượng môi trường bị ô
nhiễm) Điều này cho thấy hàm lượng NO2-N trong các bể ương rất cao, sự hoạt độngcủa ozone cũng như hệ lọc chưa giải quyết được lượng NO2-N trong bể ương
Theo New và Shingolka (1985) thì không nên lấy nước nuôi có lượng NO2-Ncao hơn 0,1 mg/lít Hàm lượng NO2-N trong bể ương đã cao gấp 3,2 lần (0,32/0,1)ngưỡng của New và Shingolka (1985) Thực tế cho thấy lượng NO2-N trong nước ra
hệ lọc có những ngày tăng đến 0,2 mg/lít (Phụ lục) là cao hơn so với đề nghị của New
và Shingolka (1985) đối với nguồn nước cấp vào bể ương
Thêm nữa lượng NO2-N trung bình của nước đầu vào hệ lọc chính là nước thải
ra từ tầng đáy của các bể ương Với mức NO2-N trung bình 1,93 mg/l là rất cao vàngưỡng trên của ấu trùng đối với NO2-N theo một số tác giả Aquacop (1977, 1983),Griessinger (1986), Liao và Mayo (1972) là 0,35 mg/l Như vậy lượng NO2-N trungbình ở đáy bể ương đã cao hơn ngưỡng sinh lý của ấu trùng 5,5 lần (1,93/0,35)
Chúng ta thấy rằng nếu có cơ hội trộn lẫn lượng NO2-N này vào bể ương sẽ làmcho lượng NO2-N bể ương tăng cao đến mức nguy hiểm cho ấu trùng Đó là những lúckhi tiến hành làm vệ sinh đáy bể sẽ khuấy động đến lượng chất thải ở đáy Những lúcnhư thế này có lẽ sẽ làm cho ấu trùng dễ bị stress với lượng NO2-N trong bể đột ngộttăng cao do lượng NO2-N trong bể cũng đã khá cao là 0,32 mg/l (biểu đồ 2)
Tuy nhiên, nhìn nhận từ khía cạnh làm giảm tác hại của NO2-N thì hệ lọc đã cóhiệu quả Nếu so sánh lượng nước vào và ra hệ lọc thì sau khi qua hệ lọc NO2-N đãgiảm được 1,93/0,044 = 43,8 lần (phụ lục 4), tuy nhiên sự góp phần của hệ lọc chưatạo điều kiện tốt cho ấu trùng tôm càng xanh thể hiện qua việc chưa loại bỏ hết hàmlượng NO2-N trong bể ương
