Bước đầu ứng dụng công nghệ biofloc (cân bằng nitơ cacbon) trong nuôi trồng thủy sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ HỒNG SỰ BƯỚC ðẦU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOFLOC (CÂN BẰNG NITƠ – CACBON) TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI VŨ HỒNG SỰ BƯỚC ðẦU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOFLOC (CÂN BẰNG NITƠ – CACBON) TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mà SỐ : 60.42.02.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.GS,TS NGUYỄN QUANG THẠCH 2.TS. NGUYỄN VĂN TIẾN HÀ NỘI – 2013 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp i LỜI CAM ðOAN ðề tài nghiên cứu này là một nội dung nghiên cứu trong ñề tài nghiên cứu cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Biofloc trong nuôi thâm canh cá Rôphi thương phẩm” ñược bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn tài trợ, Viện Nghiên cứu và nuôi trồng thủy sản chủ trì thực hiện mà tôi là cán bộ ñề tài tham gia nghiên cứu. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2013 Học viên Vũ Hồng Sự Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành quá trình thực tập tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi ñã nhận ñược sự quan tâm giúp ñỡ nhiệt tình của các tập thể, cá nhân trong và ngoài trường. Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo Khoa Công nghệ sinh học, Viện sau ñại học trường ðại học Nông nghịêp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi hoàn thành quá trình thực tập tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cám ơn ñến thầy giáo GS. Nguyễn Quang Thạch và các thầy cô trong khoa ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài và hoàn thành khóa luận này. Tôi xin chân thành cám ơn TS Nguyễn Văn Tiến cùng tập thể cán bộ Phòng Sinh học thực nghiệm – Viện Nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản 1 ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi thực hiện ñề tài này. ðặc biệt tôi xin chân thành cám ơn ñề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Biofloc trong nuôi thâm canh cá Rô phi thương phẩm” do bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn tài trợ ñã cho tôi ñược thực nhiện các nội dung nghiên cứu trog luận văn. Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới gia ñình, người thân và bạn bè ñã khích lệ tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2013 Học viên Vũ Hồng Sự Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi BẢNG CHÚ GIẢI CÁC KÝ HIỆU, ðƠN VỊ ðO, TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ vii 1. ðẶT VẤN ðỀ 1 1.1. Mục tiêu của nghiên cứu: 2 1.2. Nội dung nghiên cứu: 2 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4 2.1 Nghiên cứu trên thế giới 4 2.2. Nghiên cứu trong nước 10 3. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU 14 3.1 Vật liệu, thiết bị nghiên cứu 14 3.2 Thời gian và ñịa ñiểm thí nghiệm 14 3.3 Nội dung nghiên cứu 15 3.3.1. Theo dõi sự biến ñộng chỉ số thể tích biofloc (FVI) ñể xác ñịnh liều lượng nguồn Cacbon bổ sung phù hợp theo chu kỳ trong quá trình nuôi. 15 3.3 2.Xác ñịnh thành phần vi sinh vật trong biofloc 15 3.3 3. Xác ñịnh thành phần dinh dưỡng có trong Biofloc 15 3.3 4. ðánh giá hiệu quả làm sạch môi trường của công nghệ 15 3.3 5. Kiểm tra vệ sinh an toàn thực phẩm của sản phẩm 15 3.4. Bố trí thí nghiệm và phương pháp nghiên cứu 15 3.5. Phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu 15 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp iv 3.6. Phương pháp phân tích mẫu 16 3.7. Phân tích thành phần sinh vật trong biofloc 16 3.8 Phân tích chất lượng nước 17 3.9 ðánh giá vệ sinh an toàn thực phẩm 17 3.10. Xử lý số liệu 17 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 4.1. Biến ñộng chỉ số thể tích Biofloc trong quá trình thí nghiệm 18 4.2. Thành phần sinh vật trong biofloc 19 4.3. Thành phần dinh dưỡng sinh khối biofloc 22 4.4. Hiệu quả kỹ thuật mô hình ứng dụng BFT 22 4.5. Hiệu quả làm sạch môi trường 25 4.6. Hiệu quả làm sạch môi trường qua phân tích quĩ dinh dưỡng N 26 4.7. ðánh giá mức ñộ an toàn thực phẩm của sản phẩm 27 5. KẾT LUẬN 28 6. ðỀ XUẤT 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 PHỤ LỤC 33 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 4.1 . Một số ñặc ñiểm của vi khuẩn Biofloc trên môi trường dinh dưỡng agar sau 24h nuôi cấy ở nhiệt ñộ 28 o C 20 Bảng 4.2. Thành phần sinh hóa của sinh khối biofloc thu trong hệ thống ao nuôi cá rô phi với nguồn các bon bổ sung là rỉ ñường (tính theo khối lượng khô %) 22 Bảng 4.3. Kết quả sinh trưởng, hệ số thức ăn cá Rô phi nuôi trong mô hình ứng dụng BFT qui mô nhỏ tại Hải Dương năm 2012 23 Bảng 4.4. Hiệu quả sử dụng protein của cá Rô phi nuôi trong mô hình ứng dụng BFT qui mô nhỏ tại Hải Dương năm 2012 24 Bảng 4.5. Giá trị trung bình một số yếu tố môi trường trong ao nuôi 26 Bảng 4.6. Quỹ dinh dưỡng Nito trong các ao nuôi theo công nghệ Biofloc 27 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 2.1: Chu trình Ni tơ trong hệ thống nuôi cá rô phi áp dụng công nghệ BIOFLOC. 6 Hình 3.1. Phễu lắng Imhoff dùng xác ñịnh chỉ số thể tích biofloc (FVI) 14 Hình 4.1. Sinh khối biofloc màu nâu vàng lắng xuống ñáy phễu 18 Hình 4.2. Biến ñộng chỉ số thể tích của biofloc FVI (mL/L) trong mô hình ứng dụng BFT qui mô nhỏ tại Hải Dương năm 2012 19 Hình 4.3. Tảo soắn Spirulina và nguyên sinh ñộng vật Protozoa phân lập từ biofloc thu từ ao nuôi cá rô phi tại Hải Dương 19 Hình 4.4. Hình thái ngoài vi khuẩn phân lập từ biofloc 21 Hình 4.5. Tăng trưởng khối lượng trung bình cá Rô phi nuôi trong mô hình ứng dụng BFT qui mô nhỏ tại Hải Dương năm 2012 23 Hình 4.6 Tỷ lệ sống cá nuôi trong mô hình ứng dụng BFT tại Hải Dương năm 2012 25 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp vii BẢNG CHÚ GIẢI CÁC KÝ HIỆU, ðƠN VỊ ðO, TỪ VIẾT TẮT, THUẬT NGỮ BFT Biofloc Technology, công nghệ biofloc FVI (mL/L) Chỉ số thể tích biofloc (mL sinh khối biofloc/L), ñược xác ñịnh bằng phễu lắng Imhoff TAN Nito tổng số ñvts ðộng vật thủy sản VSV Vi sinh vật C/N Tỷ lệ nồng ñộ C/N trong nước ao nuôi Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp 1 1. ðẶT VẤN ðỀ Từ năm 1970 ñến nay, tăng trưởng sản lượng thủy sản nuôi của thế giới ñạt tốc ñộ bình quân 8,9% mỗi năm, cao hơn so tốc ñộ tăng trưởng sản lượng khai thác thủy sản (1,2%) và sản lượng chăn nuôi (2,8%) (FAO, 2009). ðể ñáp ứng ñược nhu cầu ngày càng tăng của con người về thực phẩm, sản lượng nuôi trồng thủy sản cần tăng gấp 5 lần trong vòng 5 thập niên tới ñây. Nuôi trồng thủy sản ở quy mô thâm canh sử dụng thức ăn công nghiệp sẽ kéo theo sự gia tăng chất thải ra môi trường nước nuôi thủy sản. Nguyên nhân là do ñộng vật thủy sản chỉ có khả năng chuyển hóa ñược 25-30% lượng ni tơ trong thức ăn, khoảng 70-75% lượng dinh dưỡng còn lại sẽ ñược thải ra môi trường nuôi (Avnimelech và Ritvo, 2003; Boyd, 1998). Sự tích lũy các ammonia hay nitrite trong nước nếu không ñược xử lý tốt sẽ gây phú dưỡng nguồn nước, làm ô nhiễm môi trường gây hại cho ñộng vật thủy sản nuôi. Nhằm phát triển bền vững ngành nuôi trồng thủy sản cần phải tiến hành nghiên cứu phát triển những công nghệ nuôi mới ñể giải quyết các vấn ñề như: (a) Tăng trưởng sản lượng thủy sản nuôi nhưng không làm tăng ñáng kể việc sử dụng nguồn nước và ñất; (b) Phát triển hệ thống nuôi có khả năng hạn chế ảnh hưởng ñến môi trường, sinh thái; và (c) Phát triển hệ thống nuôi ñạt hiệu quả kinh tế cao. Trong những năm qua, hệ thống nuôi thủy sản ñã dần ñược phát triển và hoàn thiện. Hệ thống nuôi ứng dụng công nghệ biofloc có khả năng giải quyết ñược hầu hết những vấn ñề ở trên khi vừa ñảm bảo năng suất cao, an toàn sinh học, xử lý chất thải ô nhiễm và nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn. Công nghệ BIOFLOC (BIOFLOC TECHNOLOGY – viết tắt là BFT) là một trong những công nghệ mới, có khả năng xử lý ñược lượng chất thải trong môi trường, nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và an toàn sinh học cho thủy sản nuôi.Công nghệ BFT là một giải pháp công nghệ sinh học mới góp [...]... các biofloc m i có th ñ t ñ n ít nh t 100 µm b Hình thành bioflocs kích thư c l n: Trong h thông nuôi tôm, cá rô phi theo công ngh BFT, ñ kích thích s hình thành nên biofloc b sung biofloc m i v i li u 3-5 ppm/ngày cho ñ n khi thu ho ch Cũng có th bón biofloc m i v i li u cao trong 30 ngày liên t c t khi th gi ng ñ kích thích s hình thành biofloc c CO2 là ch t r t c n ñ hình thành và duy trì biofloc trong. .. th tích Biofloc trong quá trình thí nghi m Hình 4.1 Sinh kh i biofloc màu nâu vàng l ng xu ng ñáy ph u Trong quá trình nuôi ch s th tích sinh kh i biofloc (FVI) dao ñ ng trong kho ng t 0,3-1,9 mL/L, trung bình ñ t 1,44±0,4 mL/L (hình 6) Ch s FVI tăng d n sau 3 tu n nuôi ñ n tu n th 4 ch s th tích biofloc ñ t 1,8mL/L sau ñó ch th tích biofloc có xu hư ng gi m do ngu n Ni tơ trong ao gi m T tu n nuôi th... (Hình 4.2) Trong giai ño n t tháng nuôi th 3 ñ n h t chu kỳ nuôi ch s FVI tương ñ i n ñ nh trong kho ng t 1,5-1,8 mL/L 18 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p Hình 4.2 Bi n ñ ng ch s th tích c a biofloc FVI (mL/L) trong mô hình ng d ng BFT qui mô nh t i H i Dương năm 2012 4.2 Thành ph n sinh v t trong biofloc Thành ph n sinh v t trong biofloc trong ao nuôi cá rô... thành và duy trì BIOFLOC trong ao nuôi thâm canh a T o thành Bioflocs m i (bioflocs booster): ð t o thành Biofloc ban ñ u (biofloc m i) có th th c hi n trong nhà trong các xô nh a hay b 11 Trư ng ð i H c Nông Nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c nông nghi p composite Cho 1% th c ăn cá, nư c s ch và 1% dinh dư ng nuôi c y vi khu n và vi khu n gi ng Bacillus spp ñư c phân l p t ao nuôi cá rô phi hay... Cacbon b sung phù h p theo chu kỳ trong quá trình nuôi 3.3 2.Xác ñ nh thành ph n vi sinh v t trong biofloc 3.3 3 Xác ñ nh thành ph n dinh dư ng có trong Biofloc 3.3 4 ðánh giá hi u qu làm s ch môi trư ng c a công ngh 3.3 5 Ki m tra v sinh an toàn th c ph m c a s n ph m 3.4 B trí thí nghi m và phương pháp nghiên c u B trí thí nghi m: Mô hình ng d ng công ngh biofloc trong nuôi thâm canh cá rô phi thương... v t trong ñó vi sinh v t d dư ng chi m ưu th ñư c g n k t v i nhau b ng ch t keo sinh h c (Polyhydroxy Alkanoate - PHA) T p h p các biofloc là ngu n th c ăn t nhiên giàu dinh dư ng cho cá nuôi ð góp m t ph n cơ s khoa h c, th c ti n cho v n ñ nêu trên, vi c th c hi n ñ tài ð tài “ Bư c ñ u nghiên c u ng d ng công ngh Bifloc (cân b ng Nitơ – Cacbon) trong nuôi tr ng th y s n” góp ph n quan tr ng trong. .. kJ/gam tính trên v t ch t khô Kh ng ñ nh biofloc có kh năng làm th c ăn r t t t cho cá rô phi nuôi Công ngh nuôi tr ng th y s n cân b ng Các bon và Ni tơ áp d ng trong nuôi tôm công nghi p ñã ñư c kh ng ñ nh do có nhi u ưu ñi m vư t tr i v năng su t, thân thi n môi trư ng và ñem l i hi u qu kinh t cao Tôm th chân tr ng Litopenaeus vannamei nuôi b ng công ngh biofloc ñã ñ t năng su t trên 10 kg/m2 Dinh... vi khu n s chi m ưu th Công ngh BFT c n N/P > 20 ñ duy trì s ưu th c a vi khu n d dư ng trong các biofloc ð ñi u ch nh hàm lư ng P, có th dùng zeolite ñ h p th b t P hòa tan trong nư c nh m duy trì t t t l N/P>20 e Ch th hình thành Biofloc thành công: Bioflocs ñư c hình thành khi quan sát th y màu nư c ao chuy n nâu nh t, biofloc t l i thành ñám lơ l ng trong t ng nư c M c pH trong nư c s dao ñ ng 7,2... ch t th i trong quá trình nuôi và thu ho ch mà còn giúp tăng s n ñ nh c a ch t lư ng nư c trong su t chu kỳ nuôi Tôm nuôi s d ng biofloc làm th c ăn vì v y hi u qu s d ng ñ m trong th c ăn tăng lên kho ng 13% (Hari và ctv, 2004); 18-19% (Burford và ctv, 2004) Không thay nư c trong su t chu kỳ nuôi có ý nghĩa tích c c v an toàn sinh h c, h n ch s xâm nh p c a m m b nh t ngu n nư c vào ao nuôi, ñ c bi... gi i như M , Indonesia, Thái Lan, Trung Qu c và trong tương lai là nư c ta M t s công ty và t ch c ñã ng d ng thành công công ngh BFT trong nuôi th y s n là: Công ty nuôi tr ng th y s n Belize Belize (M ), trang tr i OceanBoy, Florida (M ) và Công ty Pertiwi, Bahari (Indonesia) Các trang tr i ng d ng BFT nuôi TCT ñư c nuôi tôm m t ñ cao 130 -150 PL10/m2 s c khí t c ñ l n 28 - 32 HP/ha, s d ng h th . dụng công nghệ Bifloc (cân bằng Nitơ – Cacbon) trong nuôi trồng thủy sản góp phần quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ BFT vào thực tiễn, phát triển nghành nuôi trồng thủy sản theo hướng. NỘI VŨ HỒNG SỰ BƯỚC ðẦU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIOFLOC (CÂN BẰNG NITƠ – CACBON) TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mà SỐ : 60.42.02.01. Thái Lan, Trung Quốc và trong tương lai là ở nước ta. Một số công ty và tổ chức ñã ứng dụng thành công công nghệ BFT trong nuôi thủy sản là: Công ty nuôi trồng thủy sản Belize Belize (Mỹ),