BÁO cáo TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ VI SINH vật TRONG NUÔI TRỒNG THỦY sản

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HOC  BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ VI SINH VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN GVHD: Ths.Trần Thị Phương Nhung Lớp: CDSH12 Nhóm Danh sách nhóm TRẦN LÊ VŨ BÌNH BÙI THỊ BÉ LÝ LONG ĐỈNH NGUYỄN HỮU QUỲNH ANH ĐẶNG THỊ THU HÒA ĐẶNG THỊ THÙY TRANG TP Hồ Chí Minh , tháng 05 năm 2013 10288351 10265941 10277881 10242681 09212411 09153521 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU PHẦN II: NỘI DUNG 2.1.Vi sinh vật 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Đặc điểm 2.1.3 Phân bố 2.1.4 Vai trò ứng dụng 2.2 Vi sinh vật nuôi trồng thủy sản 11 2.2.1 Thức ăn 12 2.2.2 Tuần hoàn vật chất ao nuôi 16 2.3 Ứng dụng công nghệ VS 20 2.3.1.Probiotic nuôi trồng thủy sản 20 2.3.2.Men vi sinh nuôi trồng thủy sản 22 2.3.4.Chế phẩm EM nuôi trồng thủy sản 24 2.4 Những nghiên cứu chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản 28 PHẦN III: KẾT LUẬN 31 TÁI LIỆU THAM KHẢO 32 PHẦN I: MỞ ĐẦU Ngành nuôi trồng thủy sản trở thành ngành kinh tế mũi nhọn chiến lược phát triển kinh tế Việt Nam Tuy nhiên năm gần đây, người nuôi thủy sản phải "oằn mình" chống đỡ với đợt đại dịch xảy cá, tôm nuôi Nguyên nhân chủ yếu người nuôi sử dụng thuốc, hóa chất tràn lan dẫn đến động vật nuôi kháng thuốc, môi trường bị suy thoái Để hạn chế tác động việc nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật nuôi trồng thủy sản cần thiết Như biết vi sinh vật mắt xích quan trọng chu trình chuyển hóa vật chất lượng tự nhiên, chúng tham gia vào việc gìn giữ tính bền vững hệ sinh thái bảo vệ môi trường, đối tượng lí tưởng công nghệ di truyền, công nghệ sinh học… vi sinh vật tham gia tích cực vào trình phân giải phế thải nông nghiệp, phế thải công nghiệp, rác sinh hoạt …và sử dụng làm phân bón, thuốc trừ sâu vi sinh chế phẩm vi sinh dùng chăn nuôi Chúng tham gia vào trình tạo mùn, trình phân giải xác hữu thành dạng đơn giản chuyển hóa chất hữu thành cồn, gas …Hiện có số nghiên cứu ứng dụng chủng vi sinh vật có lợi vào nuôi trồng thủy sản nhằm cải tạo môi trường nuôi, hạn chế dịch bệnh Rõ ràng mối lo lắng xuất vi khuẩn kháng thuốc từ ao nuôi trồng thủy sản sử dụng hóa chất, kháng sinh, truyền gen kháng thuốc cho vi khuẩn gây hại cho người (tồn tạo ao nuôi tôm), làm cho kháng sinh không hiệu nghiệm để điều trị bệnh cho người nữa, giải tỏa thay biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm sinh học giải pháp ưu việt để có suất, chất lượng, hiệu phát triển bền vững thủy sản nuôi Sử dụng chế phẩm sinh học (men vi sinh) nuôi trồng thủy sản hướng có ý nghĩa thực tiển khía cạnh bảo vệ môi trường đảm bảo hiệu sản xuất Từ đó, góp phần đưa nghề nuôi thủy sản phát triển bền vững Để đảm bảo hiệu sử dụng men vi sinh, người nuôi cần tham khảo số vấn đề liên quan sau PHẦN II: NỘI DUNG 2.1.Vi sinh vật 2.1.1 Khái niệm Vi sinh vật tên gọi chung để tất sinh vật có hình thể bé nhỏ, muốn thấy rõ được, người ta phải sử dụng tới kính hiển vi Vi sinh vật nhóm riêng biệt sinh giới Chúng chí thuộc nhiều giới (kingdom) sinh vật khác Giữa nhóm quan hệ mật thiết với chúng có số đặc điểm chung (cái tìm hiểu phần sau) 2.1.2 Đặc điểm Vi sinh vật có đặc điểm chung sau : -Kích thước nhỏ bé : Vi sinh vật thường đo kích thước đơn vị micromet (1mm= 1/1000mm hay 1/1000 000m) virus đo kích thước đơn vị nanomet (1nn=1/1000 000mm hay 1/1000 000 000m) Kích thước bé diện tích bề mặt vi sinh vật đơn vị thể tích lớn Chẳng hạn đường kính cầu khuẩn (Coccus) có 1mm, xếp đầy chúng thành khối lập lích 1cm3 chúng có diện tích bề mặt rộng tới m2 ! Light microscope : KHV quang học Electron microscope : KHV điện tử Most bacteria: Phần lớn vi khuẩn Kích thước vi khuẩn so với đầu kim khâu, ba dạng chủ yếu vi khuẩn : trực khuẩn, cầu khuẩn xoắn khuẩn -Hấp thu nhiều, chuyển hoá nhanh : Tuy vi sinh vật có kích thước nhỏ bé chúng lại có lực hấp thu chuyển hoá vượt xa sinh vật khác Chẳng hạn vi khuẩn lắctic (Lactobacillus) phân giải lượng đường lactose lớn 100-10 000 lần so với khối lượng chúng tốc độ tổng hợp protein nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương gấp 100 000 lần so với trâu bò Lactobacillus qua KHV điện tử -Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh : Chẳng hạn, trực khuẩn đại tràng (Escherichia coli ) điều kiện thích hợp sau 12-20 phút lại phân cắt lần Nếu lấy thời gian hệ 20 phút phân cắt làn, sau 24 phân cắt 72 lần tạo 722 366 500 000 000 000 000 000 tế bào (4 722 366 1017), tương đương với khối lượng 4722 Tất nhiên tự nhiên điều kiện tối ưu ( thiếu thức ăn, thiếu oxy, dư thừa sản phẩm trao đổi chất có hại ) Trong nòi lên men với điều kiện nuôi cấy thích hợp từ tế bào tạo sau 24 khoảng 100 000 000- 000 000 000 tế bào Thời gian hệ nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) 120 phút Với nhiều vi sinh vật khác dài nữa, ví dụ với tảo Tiểu cầu ( Chlorella ) giờ, với vi khuẩn lam Nostoc 23 Có thể nói sinh vật có tốc độ sinh sôi nảy nở nhanh vi sinh vật Vi khuẩn Escherichia Nấm men Nấm sợi Vi tảo Chlorella coli Saccharomyces Alternaria cerevisiae -Có lực thích ứng mạnh dễ dàng phát sinh biến dị : Trong trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật tạo cho chế điều hoà trao đổi chất để thích ứng với điều kiện sống khác nhau, kể điều kiện bất lợi mà sinh vật khác tgường tồn Có vi sinh vật sống môi trường nóng đến 1300C, lạnh đến 0-50C, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 cao đến 10,7, áp suất cao đến 1103 at hay có độ phóng xạ cao đến 750 000 rad Nhiều vi sinh vật phát triển tốt điều kiện tuyệt đối kỵ khí, có noài nấm sợi phát triển dày đặc bể ngâm tử thi với nộng độ Formol cao Vi sinh vật đa số đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống dễ dàng phát sinh biến dị Tần số biến dị thường mức 10-5-10-10 Chỉ sau thời gian ngắn tạo số lượng lớn cá thể biến dị hế hệ sau Những biến dị có ích đưa lại hiệu lớn sản xuất Nếu phát penicillin hoạt tính đạt 20 đơn vị/ml dịch lên men (1943) đạt 100 000 đơn vị/ml Khi phát acid glutamic đạt 1-2g/l đạt đến 150g/ml dịch lên men (VEDAN-Việt Nam) Nhà máy Vedan-Việt Nam -Phân bố rộng, chủng loại nhiều : Vi sinh vật có mặt khắp nơi Trái đất, không khí, đất, núi cao, biển sâu, thể, người, động vật, thực vật, thực phẩm, đồ vật Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực vòng tuần hoàn sinh-địa-hoá học (biogeochemical cycles) vòng tuần hoàn C, vòng tuần hoàn n, vòng tuần hoàn P, vòng tuần hoàn S, vòng tuần hoàn Fe Trong nước vi sinh vật có nhiều vùng duyên hải (littoral zone), vùng nước nông (limnetic zone) vùng nước sâu (profundal zone), vùng đáy ao hồ (benthic zone) Trong không khí lên cao số lượng vi sinh vật Số lượng vi sinh vật không khí khu dân cư đông đúc cao nhiều so với không khí mặt biển không khí Bắc cực, Nam cực Hầu hợp chất carbon (trừ kim cương, đá graphít ) mà không thức ăn nhóm vi sinh vật (kể dầu mỏ, khí thiên nhiên, formol dioxin ) Vi sinh vật có phong phú kiểu dinh dưỡng khác : quang tự dưỡng (photoautotrophy), quang dị dưỡng (photoheterotrophy), hoá tự dưỡng (chemoautotrophy), hoá dị dưỡng (chemoheterotrophy).tự dưỡng chất sinh trưởng (auxoautotroph), dị dưỡng chất sinh trưởng (auxoheterotroph) -Là sinh vật xuất trái đất : Trái đất hình thành cách 4,6 tỷ năm tìm thấy dấu vết sống từ cách 3,5 tỷ năm Đó vi sinh vật hoá thạch để lại vết tích tầng đá cổ Vi sinh vật hoá thạch cỗưa phát nhữngdạng giống với Vi khuẩn lam ngày Chúng J.William Schopf tìm thấy tầng đá cổ miền Tây Australia Chúng có dạng đa bào đơn giản, nối thành sợi dài đến vài chục mm với đường kính khoảng 1-2 mm có thành tế bào dày Trước nhà khoa học tìm thấy vết tích chi Gloeodiniopsis có niên đại cách 1,5 tỷ năm vết tích chi Palaeolyngbya có niên đại cách 950 triệu năm Vết tích vi khuẩn Vết tích Gloeodiniopsis cách Vết tích Palaeolyngbya lam cách 3,5 tỷ 1,5 tỷ năm cách 950 triệu năm năm 2.1.3 Phân bố Vi sinh vật phân bố khắp nơi Trái Đất Chúng có mặt thể người, động vật, thực vật, đất, nước, không khí, đồ dùng, vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, từ nước ngọt, nước ngầm nước mặn biển… Trong đường ruột người thường không 100 – 400 loài vi sinh vật khác nhau, chúng chiếm 1/3 khối lượng khô phân Chiếm số lượng cao đường ruột người vi khuẩn Bacteroides fragilis, chúng đạt tới số lượng 1010 – 1011/g phân Ở độ sâu 10.000m Đông Thái Bình Dương, nơi hoàn toàn tối tăm lạnh lẽo có áp suất cao người ta phát thấy khoảng triệu – tỉ vi khuẩn/ml (chủ yếu vi khuẩn lưu huỳnh) Ở độ cao lên tới 84km không khí người ta phát thấy có vi sinh vật Mặt khác khoan xuống lớp đá trầm tích sâu 427m châu Nam Cực người ta phát vi khuẩn sống Về chủng loại, toàn giới động vật có khoảng 1,5 triệu loài, thực vật có khoảng 0,5 triệu loài vi sinh vật có 100.000 loài bao gồm 30.000 động vật nguyên sinh, 69000 loài nấm, 23.000 vi tảo, 2500 vi khuẩn lam, 1500 vi khuẩn… Như nhà sinh vật học Nga tiếng A.A Imsenhetskii viết “Các loài vi sinh vật mà ta biết nhiều không 10% tổng số loài vi sinh vật có sẵn thiên nhiên” Chẳng hạn nấm trung bình năm lại bổ sung thêm 1500 loài 2.1.4 Vai trò ứng dụng Trong đất, vi sinh vật sống nốt rễ (rhizosphere) biến nitơ thành ammoniac enzyme Một số khác lại dùng phân tử khí nitơ làm nguồn đạm cho mình, chuyển nitơ thành hợp chất nitơ; trình gọi trình cố định đạm Nhiều vi khuẩn tìm thấy sống cộng sinh thể người hay sinh vật khác Ví dụ diện vi khuẩn cộng sinh ruột già giúp ngăn cản phát triển vi sinh vật có hại Vi khuẩn có khả phân giải hợp chất hữu cách đáng kinh ngạc Một số nhóm vi sinh "chuyên hóa" đóng vai trò quan trọng việc hình thành khoáng chất từ số nhóm hợp chất hữu Ví dụ, phân giải cellulose, thành phần chiếm đa số mô thực vật, thực chủ yếu vi khuẩn hiếu khí thuộc chi Cytophaga Khả người ứng dụng công nghiệp cải thiện sinh học (bioremediation) Các vi khuẩn có khả phân hủy hydrocarbon dầu mỏ thường dùng để làm vết dầu loang Vi khuẩn với nấm men nấm mốc dùng để chế biến thực phẩm lên men phô-mai, dưa chua, nước tương, dưa cải bắp (sauerkraut), giấm, rượu, yoghurt Sử dụng công nghệ sinh học, vi khuẩn "thiết kế" (bioengineer) để sản xuất thuốc trị bệnh insulin, hay để cải thiện sinh học chất thải độc hại Những ích lợi bắt nguồn từ vi sinh vật hoạt động chúng Nói chung, với lực chuyển hoá mạnh mẽ khả sinh sản nhanh chóng vi sinh vật cho thấy tầm quan trọng to lớn chúng thiên nhiên hoạt động cải thiện chất lượng sống người nhờ hiểu biết hoạt động sống chúng Ngoài ra, vi sinh vật đối tượng cho nghiên cứu di truyền học Từ dẫn tới hình thành lĩnh vực di truyền học sinh-hoá di truyền học vi sinh vật thập niên 1940, hai tảng cho đời di truyền học phân tử công nghệ DNA tái tổ hợp sau Những ích lợi bắt nguồn từ vi sinh vật hoạt động chúng Trong môi trường tự nhiên Hoạt động Ích lợi Phân huỷ xác hữu Quay vòng chất dinh dưỡng sinh Sản xuất oxy Các vi sinh vật (VSV) quang hợp thuỷ sinh tạo khoảng nửa oxy khí Ngăn ngừa dịch bệnh Các bệnh côn trùng giúp phòng trừ dịch bệnh phá hoại mùa màng Cố định nitơ Một vài vi khuẩn biến đổi nitơ bầu khí thành dạng mà thực vật dễ dàng sử dụng Sự sống sót Các vi sinh vật tiêu hoá cellulose ruột trâu bò, loài nhai lại cừu cho phép động vật sử dụng thức ăn mà tiêu hoá cách khác Các chuỗi thức ăn thuỷ Các vi sinh vật quang hợp nước cung cấp sinh lượng dinh dưỡng để tự chúng trì nuôi sống tất sinh vật tiêu thụ thuỷ sinh Các chuỗi thức ăn Sự phân huỷ VSV cung cấp chất dinh dưỡng đất cho sinh vật quang hợp mà hỗ trợ chuỗi thức ăn thuộc đất khô Một số động vật đất sống sinh vật thuỷ sinh, qua kết nối chuỗi thức ăn nước đất Phá huỷ độc tố Các sản phẩm gây độc số sinh vật khử độc cách tự nhiên nhờ hoạt động VSV Đối với ứng dụng người Hoạt động Ích lợi Lên men cồn Sản xuất bia, rượu vang cồn Sản xuất kháng sinh Nhiều dược phẩm dùng để chống lại bệnh người động vật khác Các thuốc diệt bệnh Các VSV có khả đặc biệt giết côn trùng sinh học dùng để thay hoá chất chống lại dịch bệnh gây hại mùa màng mà giết động vật có ích làm ô nhiễm môi trường Xử lý rác thải sinh học Các VSV dùng để làm cặn bã dầu phân huỷ độc tố phế liệu công nghiệp Công nghệ sinh học Cho phép nhà khoa học tạo nòi VSV có đặc tính độc đáo dùng sản xuất insulin chế phẩm y-sinh học khác Sản xuất thực phẩm Yaourt, phomat nhiều thức ăn khác 'rippen' lên men vi sinh vật SX hoá chất c/nghiệp Cồn, amino acid, vitamin, enzyme hữu ích Protein đơn bào Bổ sung thực phẩm hứa hẹn cứu đói khắp toàn cầu Các VSVsinh trưởng hợp chất hữu đơn giản (thậm chí chất thải) sản xuất nhanh thực phẩm chất lượng cao dùng chăn nuôi α-Proteobacteria β–Proteobacteria Quá trình nitrate hóa xảy điều kiện nước có đầy đủ oxy lúc nồng độ NO2- không vượt 0,5 mg/L, nước thiếu oxy NO2- tồn nhiều gây độc cho tôm Trong số nghiên cứu trình nitrate hóa hồ ao hồ nuôi thủy sản xảy không mạnh vi sinh vật phát triển chậm, khả nitrate hóa khoảng 25–50g/m3/ngày Ứng dụng vi khuẩn nitrate hóa nuôi trồng thủy sản Hiện vi khuẩn nitrate hóa sử dụng rộng rãi xử lý nước (nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt nước thải từ nuôi trồng thủy sản) Trong nuôi trồng thủy sản, nhóm vi khuẩn nitrate hóa sử dụng phổ biến lãnh vực sản xuất giống thủy sản nuôi thủy sản thâm canh Quy trình sản xuất thực thông qua hệ thống lọc sinh học tuần hoàn, nước thải từ bể ương nuôi tôm cá chứa hàm lượng NH3 (do tôm cá tiết ra) đưa vào bể lọc sinh học để xử lý Trong bể lọc sinh học, vi khuẩn Nitrosomonas chuyển hóa NH4+ thành NO2- (giai đoạn nitrite hóa), vi khuẩn Nitrobacter chuyển hóa NO2- thành NO3- (giai đoạn nitrate hóa) Nước sau xử lý qua bể lọc sinh học hoàn toàn không độc cho tôm cá được tái sử dụng để ương nuôi tôm cá (đưa trở lại bể ương nuôi) Trong suốt trình nuôi, nước tuần hoàn hệ thống kín hoàn toàn không thay nước, có lượng nhỏ nước cấp thêm vào hệ thống đề bù đắp cho lượng nước hao hụt bốc Hệ lọc sinh học tuần hoàn mô tả qua sơ đồ sau: Bể nuôi Bể nuôi Bể lắng Bể nuôi Lọc sinh học Bể nuôi Sơ đồ hệ thống lọc sinh học tuần hoàn Hiện nay, nước phát triển ứng dụng thành công quy trình lọc sinh học tuần hoàn sản xuất thâm canh cá trê phi, cá chình, cá hồi cá bơn cá rô phi Năng suất nuôi cá trê phi đạt 500kg/m3/vụ, cá chình khoảng 600 tấn/m3/vụ cá rô phi 140 kg/m3/vụ Ở Việt Nam, quy trình lọc sinh học tuần hoàn áp dụng phổ biến trại sản xuất giống tôm xanh tôm sú, đặc biệt trại giống vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Những lợi ích quy trình sản xuất gồm: Quy trình sản xuất dựa hoàn toàn vào nhóm vi sinh vật tự nhiên nên không sử dụng hóa chất, kháng sinh nên sản phẩm đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm thủy sản Do trình sản xuất hệ thống kín nên hạn chế dịch bệnh Không thay nước nên không gây ô nhiễm môi trường Lượng nước sử dụng đơn vị sản phẩm thấp Chi phí công lao động thấp Mặc dù mới ứng dụng lãnh vực sản xuất giống, nhóm vi khuẩn nitrate hóa (Nitrosomonas, Nitrobacter…) mang lại lợi ích thiết thực cho nghề nuôi trồng thủy sản Việt Nam Nhóm vi khuẩn có nhiều triển vọng cho phát triển nuôi thủy sản thâm canh tương lai 2.3 Ứng dụng công nghệ VS 2.3.1.Probiotic nuôi trồng thủy sản Tình trạng ô nhiễm môi trường xảy nghiêm trọng nuôi trồng thủy sản phần lớn chất hữu dư thừa từ thức ăn, phân rác thải khác đọng lại đáy ao nuôi Ngoài ra, hóa chất, kháng sinh sử dụng trình nuôi trồng dư đọng lại mà không xử lý Việc hình thành lớp bùn đáy tích tụ lâu ngày chất hữu cơ, cặn bã nơi sinh sống vi sinh vật gây thối, vi sinh vật sinh khí độc amôniắc, nitrit, hydrogen, sunphua Các vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio, Aeromonas, Ecoli, Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus nhiều loại nấm nguyên sinh động vật Phần lớn vi sinh vật gây bệnh kể phần hệ sinh vật bình thường môi trường (nước biển, ao hồ, sông rạch) Chúng xem tác nhân gây bệnh thứ cấp gây bệnh hội Một cân hệ vi sinh vật ao nuôi bị phá vỡ, vi sinh vật có hại phát triển ạt sớm cộng hưởng với yếu tố có hại khác để gây bệnh Hơn môi trường ô nhiễm thời gian ngắn tác động đến hệ thần kinh, thời gian dài làm tăng stress, dẫn đến giảm khả tiêu thụ thức ăn, giảm tăng trưởng, làm tăng mẫn cảm tác nhân gây bệnh, tất yếu tố nêu làm cho thủy sản chết hàng loạt thời gian ngắn Ngày nay, chế phẩm sinh học coi công cụ hữu hiệu để giải vấn đề ô nhiễm môi trường ao nuôi, tạo tảng vững cho phần lớn hoạt động nuôi trồng thủy sản giới Chế phẩm sinh học chấp nhận rộng rãi để khống chế dịch bệnh, tăng sức đề kháng Khác với biện pháp hóa học kháng sinh, chế phẩm sinh học cung cấp phương thức an toàn bền vững người nuôi tiêu dùng Probiotic xử lý môi trường xử lý môi trường Trong nuôi trồng thủy sản, probiotic chế phẩm xử lý môi trường Thay cho mục đích chủ yếu tiêu diệt bào tử vi khuẩn, chế phẩm sinh học sản xuất với mục đích chủ yếu kích thích gia tăng vi sinh vật có lợi ao nuôi Một thành phần khác thấy chế phẩm probiotic tập hợp enzym có nguồn gốc vi sinh vật amylase, proteose, lipase, cellulase, chitinase, số vitamin thiết yếu axit amin chất khoáng nhằm kích thích hoạt tính ban đầu vi sinh vật chế phẩm xúc tác cho hoạt động enzym môi trường Mặc dù nhiều loại probiotic đưa vào sử dụng nuôi trồng thủy sản vài thập niên qua, việc sử dụng chế phẩm chủ yếu theo kinh nghiệm Tuy nhiên người ta cho rằng, chế phẩm sinh học phải đạt trình sau: - Khống chế sinh học: Những dòng vi khuẩn có ích chế phẩm có khả sinh chất kháng khuẩn ví dụ bacteriocin để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh ao - Tạo sức sống mới: Các vi khuẩn chế phẩm đưa vào ao phát triển mạnh mẽ số lượng hoạt tính, có khả tồn môi trường đường ruột, ảnh hưởng có lợi vật nuôi - Xử lý sinh học: Khả phân giải chất hữu nước giải phóng axít amin, glucose, cung cấp thức ăn có vi sinh vật có ích, giảm thiểu thành phần nitơ vô amôni, nitrit, nitrat, giảm mùi hôi thối, cải thiện chất lượng nước Việc sử dụng vi sinh vật hữu ích nhằm cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh ứng dụng rộng rãi chăn nuôi, thay cho việc sử dụng hóa chất, kháng sinh giải pháp quan trọng kiểm soát bệnh nuôi trồng thủy sản Thành phần chế phẩm probiotic thường tập hợp chủng vi sinh vật sống, tuyển chọn, tối ưu hóa, làm khô phun sấy, đóng khô bọc alginat Mỗi nhà sản xuất chọn loài khác nhau, nhiên phổ biến loài bacillus, vi khuẩn lactic lactobacillus, bifidobacterium sp, nấm men saccharomyces cerevisiae phaffia rhodozyma Các vi sinh vật lựa chọn làm probiotic phải có đặc điểm sau đây: - Không sinh độc tố, không gây bệnh cho vật chủ không ảnh hưởng xấu tới hệ sinh thái môi trường - Có khả bám dính niêm mạc đường tiêu hóa mô khác vật chủ, cạnh tranh vị trí bám với vi sinh vật gây bệnh, không cho chúng tiếp xúc trực tiếp với quan thể - Có khả sinh chất ức chế, ngăn cản sinh trưởng mạnh mẽ vi sinh vật gây bệnh Các chất gồm nhiều loại tác động đơn lẻ phối hợp với nhau, bao gồm chất kháng sinh, bacteriocin, siderophore, lysozym, protease, hydroperoxit - Có khả sinh trưởng nhanh, cạnh tranh thức ăn, hóa chất, lượng với vi sinh vật có hại Ví dụ vi khuẩn probiotic có khả sinh siderphore, liên kết với ion sắc, làm cho vi sinh vật gây hại không sinh trưởng thiếu sắt - Tăng cường khả miễn dịch, tăng cường đáp ứng miễn dịch tự nhiên tôm khả tạo thành kháng thể cá - Có khả cải thiện chất lượng nước ao nuôi hình thành hàng loạt enzym phân giải chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD, giảm khí độc như: amoniac, H2S, Không thế, sản phẩm trao đổi chất vi sinh vật probiotic cung cấp enzyem, nguyên tố đa, vi lượng cho vật chủ, giúp chúng sử dụng thức ăn hiệu tăng trưởng tốt Rõ ràng mối lo lắng xuất vi khuẩn kháng thuốc từ ao nuôi trồng thủy sản sử dụng hóa chất, kháng sinh, truyền gen kháng thuốc cho cac vi khuẩn gây hại cho người (tồn tạo ao nuôi tôm), làm cho kháng sinh không hiệu nghiệm để điều trị bệnh cho người nữa, giải tỏa thay biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm sinh học giải pháp ưu việt để có suất, chất lượng, hiệu phát triển bền vững thủy sản nuôi 2.3.2.Men vi sinh nuôi trồng thủy sản Sử dụng men vi sinh nuôi tôm Để sử dụng men vi sinh có hiệu quả, người nuôi tôm cần ý số vấn đề sau: Về thành phần: Trong men vi sinh có thành phần chủ yếu vi khuẩn có lợi chất dinh dưỡng để nuôi vi khuẩn Chúng gồm loài như: Bacillus sp, Nitrosomonas, Nitrobacter…; chất dinh dưỡng loại đường, muối canxi, muối magie… Bacillus sp Nitrosomonas Nitrobacter Về hình thức: Men vi sinh có dạng, dạng nước dạng bột (hay dạng viên) Thông thường men vi sinh dạng bột có chứa thành phần vi khuẩn có lợi cao so với dạng nước Về chủng loại: Men vi sinh có loại, loại dùng để xử lý môi trường (loài vi khuẩn chủ yếu Bacillus sp, Nitrosomonas, Nitrobacter…) loại trộn vào thức ăn cho tôm, cá (loài vi khuẩn chủ yếu Lactobacillus, loại enzyme…) Có cách sử dụng men vi sinh nuôi thuỷ sản: + Đưa trực tiếp vào nước để vi khuẩn men vi sinh lưu trú nước + Trộn men vi sinh vào thức ăn Tác dụng men vi sinh: Khi đưa men vi sinh vào môi trường nước ao, vi khuẩn có lợi sinh sôi phát triển nhanh Hoạt động vi khuẩn có lợi có tác dụng cho ao nuôi tôm như: - Phân huỷ chất hữu nước (chất hữu nhiều nguyên nhân làm môi trường nước bị ô nhiễm), phân huỷ xác tảo chết làm giảm gia tăng lớp bùn đáy ao - Giảm độc tố môi trường nước (do chất khí độc: NH3, H2S, NO2… phát sinh), làm giảm mùi hôi nước, giúp tôm phát triển tốt - Nâng cao khả miễn dịch tôm (kích thích tôm sản sinh kháng thể) - Ức chế hoạt động phát triển vi khuẩn có hại (các loài vi khuẩn có lợi cạnh tranh thức ăn tranh giành vị trí bám với vi khuẩn có hại) Trong môi trường nước, vi khuẩn có lợi nhiều kiềm hãm, ức chế, lấn át phát triển vi khuẩn có hại Hạn chế tối đa xuất loài vi khuẩn có hại ao nuôi tôm - Giúp ổn định độ pH nước, ổn định màu nước vi sinh vật men vi sinh hấp thu chất dinh dưỡng hoà tan nước nên hạn chế tảo phát triển nhiều, giảm chi phí bơm thay nước - Trong trình hoạt động, vi khuẩn men vi sinh có khả tiết số chất kháng sinh, enzyme… để kiềm hãm hay tiêu diệt mầm bệnh tảo độc Ngoài ra, men vi sinh trộn vào thức ăn nâng cao khả hấp thu thức ăn thể tôm, làm giảm hệ số tiêu tốn thức ăn phòng, chống bệnh nhiễm khuẩn đường ruột cho tôm nuôi Cách lựa chọn men vi sinh: Thực chất có nhiều sản phẩm men vi sinh với thành phần định lượng “khủng”, xử lý ao không tác dụng phải tăng liều gấp hai ba lần so với hướng dẫn sử dụng mà kết không mong đợi Ngay đếm đủ định lượng vi khuẩn chưa sản phẩm có hiệu môi trường ao nuôi thực tế phụ thuộc vào khả sống phạm vi hoạt động/kiểm soát loài/dòng vi sinh, lượng oxy, thông số lý hoá đất nước, tỷ lệ chất hữu ao Bí sản phẩm men vi sinh tốt kỹ thuật công nghệ nuôi cấy vi sinh nhà sản xuất để bảo đảm dòng vi khuẩn có lợi hoàn toàn tự nhiên, không biến đổi gien chất lượng ổn định Một số dòng vi khuẩn có lợi có khả kiểm soát tốt thành phần dinh dưỡng cột nước để trì mật độ tảo mức thích hợp hạn chế tảo độc phát triển, để ngăn ngừa loại vi khuẩn hại mầm bệnh tiềm tàng ao Đối với đáy ao có siphon siphon cần dòng vi khuẩn mạnh để kiểm soát tích tụ đáy ao, hạn chế trình yếm khí ao, giảm loại khí độc (NH3, H2S) hình thành protein vi khuẩn floc để làm nguồn dinh dưỡng tự nhiên cho tôm Vì thế, người nuôi nên sử dụng kết hợp sản phẩm men vi sinh xử lý đáy nước để kiểm soát môi trường ao nuôi tốt Người nuôi nên lựa chọn nhà sản xuất có uy tín, chuyên nghiệp công nghệ vi sinh tiên tiến Men vi sinh vi khuẩn sống nên đòi hỏi quy mô thiết bị sản xuất sản phẩm thực chất lượng cao ổn định Ngoài ra, nhà sản xuất chuyên nghiệp có khả truy xuất nguồn gốc thành phần sản phẩm từ nhà cung cấp đến người tiêu dùng cuối Song song với hiệu xử lý sản phẩm, người nuôi tất nhiên lưu tâm tính toán đến liều lượng xử lý chi phí toàn vụ nuôi Khi chọn sản phẩm vi sinh tốt, người nuôi cần quan tâm đến cách dùng sản phẩm: tính toán liều xác, định kỳ xử lý chia liều định kỳ nhỏ lại tăng liều tuỳ theo điều kiện thông số môi trường quy trình cho ăn Thường xuyên theo dõi khay thức ăn kiểm tra bùn đáy ao để xử lý liều vi sinh thích hợp 2.3.4.Chế phẩm EM nuôi trồng thủy sản Theo kết qủa nhiều công trình nghiên cứu: Một nguyên nhân định làm tôm tăng trưởng chậm, giảm sức đề kháng, dễ bị bệnh công môi trường từ lớp bùn cặn bã hữu dơ bẩn tích tụ lâu ngày bề mặt ao, bắt nguồn từ thức ăn dư thừa, từ chất mùn, vỏ tôm cặn bã hữu co sẵn nguồn nước Chính lớp bùn dơ bẩn nguồn chứa đủ vi sinh vật gây bệnh tạo khí độc Trong ao nuôi có nhiều chất cặn bã hữu hay thực phẩm dư thừa, cung cấp tạo điều kiện cho vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio, Aeromonas, E coli sinh sôi nảy nở nhanh sớm giết chất tôm nuôi ao Thực chất thân vi sinh vật có ao nuôi không giết chết tôm nuôi hàng loạt, chúng nhân tố làm suy yếu hệ thóng miễn dịch thể tôm, tạo diều kiện cho virus giết chết tôm ao Mặt khác lạm dụng việc sử dụng loại thuốc hóa chất ngăn ngừa mầm bệnh, rong tảo, dẫn đến việc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh vi sinh vật hữu ích Mất cân sinh thái, gây ảnh hưởng lớn đến môi trường oa nuôi dễ gây dịch bệnh tôm Nhằm bước khắt phục cải thiện dần môi trường phục vụ cho nghề nuôi tôm, với mục tiêu hướng đến môi trường nuôi tôm bền vững, trung tâm ứng dụng tiến khoa học công nghệ chọn giải pháp ứng dụng chế phẩm sinh học vào qúa trình quản lý môi trường ao nuôi tôm loại chế phẩm sinh học dược sử dụng có hiệu qủa Efective Mieroorganis gọi tắt EM Qua thời gian sử dụng thử nghiệm ban đầu nhiều hộ nuôi tôm cho thấy chế phẩm sinh học EM có khả ; Phân giải tốt chất thải hữu qúa trình nuôi; phân hủy chất thải hữu hòa tan không hòa tan, đồng thời trì chất lượng nước, màu nước cho ao nuôi; ức chế khả phát triển vi sinh vật gây hại Vibrio, Aeromonas mầm bệnh vi khuẩn khác; làm tăng lượng ôxy hòa tan môi trường nước ao nuôi tôm giảm thiểu lượng NH3; điều hòa hàng loạt yếu tố môi trường kèm theo phát sinh trình nuôi PH, ôxy hòa tan, cặn lắng, độ trong, phân giải, NH3, H2S, nitric, nitrat Ðặc điểm loại chế phẩm sinh học EM, nhóm vi sinh vật hữu hiệu : - Nhóm vi khuẩn quang hợp : Rhodopreudomonas - Nhóm vi khuẩn Lactobacillus - Nhóm xạ khuẩn : Strepptomyces - Nhóm nấm men : Sacchamyces - Nhóm nấm : Aspergillus Penicillium Rhodopreudomonas Strepptomyces Sacchamyces Nhóm vi khuẩn hiếu khí ( nitrate, nitrite hóa) giúp xử lý đạm thừa, giải phóng NH3 chất độc hại môi trường nước Nhóm vi khuẩn lưu huỳnh, phân giải chất S nhằm ngăn ngừa sinh khí H2S, idol gây hôi thôi, ô nhiễm Nhóm yếm khí tùy nghi, Giúp phân giải chất hữu lơ lửng nước tạo thành nguồn lương cho nhóm vi khuẩn có ích khác phát triển Nhóm yếm khí bắt buộc, xử lý toàn lượng hữu điều kiện oxy tầng đáy ao, bùn ao giúp giải phóng khí độc phân hủy hữu cơ, khống chế mùi hôi thối gây ô nhiễm tầng đáy Vai trò nhóm vi sinh vật dược thể chỗ "tiêu thụ" chất hữu phát sinh qúa trình sinh trưởng phát triển vật nuôi ao hồ Nói cách khác EM có tác dụng phân giải chất hữu hòa tan không hoàn tan từ uế chất tôm, từ thức ăn thừa tích tụ ao nuôi; tạo ổn định trì chất lượng nước, màu nước ao nuôi Ngoài gây ức chế có tác dụng giảm thiểu vi sinh v ật gây bệnh : Vibrio, Aeromonas, E.Coli Bản chất sinh-hóa lý EM thể chỗ không hoạt động môi trường khô, hoạt động mạnh môi trường nước, gặp nước, Enzym kích hoạt bắt đầu thực phân giải mạnh Chính phân giải tạo chất làm thức ăn cho chủng Rhodopreudomonas, Lactobacillus.phát triển sinh khối tăng nhanh tạo truyền phân hủy chất thải, chất lơ lửng kết tụ lắng xuống ao, giúp môi trường ao nuôi sạch, qúa trình diễn liên tục theo chu kỳ kép kín, chiều hướng tích cực có lợi cho môi trường nuôi Sử dụng EM để sản xuất thức ăn cho tôm: Dùng EM giống để lên men thức ăn cho tôm, thành phần thức ăn cho tôm bao gồm: - Protein thực vật ( khô) - Protein động vật ( khô) - Cám gạo - Bột vỏ hải sản - Các khoáng chất Mục đích: -Cho lên men để kích thích khả tạo Enzyme ngoại bào, hình thành số acid amin chất làm thức ăn cho tôm -Kích thích tiêu hóa hạn chế khả nănggây bệnh đường ruột cho tôm nuôi.Hạn chế khả gây ô nhiễm từ nguồn uế chất tôm thải Sử dụng EM để sử lý nước ao: Sau giai đoạn nhân giống, EM giồng cần pha loãng với nguồn nước nồng độ định, tôm thường dùng với tỷ lệ 1/50, 1/60 1/100, tuỳ theo độ sâu, nguồn nước nuôi, tỷ lệ nồng độ EM giống khác Trong trường hợp ao nuôi bị ô nhiễm tỷ lệ nồng độ dùng 1/20 Căn điều kiện thời tiết, yếu tố mùa vụ việc sử dụng EM giống có thay đổi định: - Nếu thời tiết tốt điều kiện môi trường ổn định việc sử dụng EM để rãi tuần/ lần, liều lượng bình quân 0,5 – lít EM giống / sào - Nếu thời tiết thất thường, biến động liên tục việc rãi EM giống liên tục hàng ngày tốt nhất, liều lượng bình quân 0,2-0,4 lít / sào -Cách rãi: Nên rãi mặt nước vào buổi sáng, tốt mặt trời vừa sáng Kết qủa bước đầu: Về yếu tố môi trường: Duy trì ổn định số tiêu môi trường PH Về khả sinh trưởng tôm: Thời gian theo dõi 40 ngày, ao nuôi tôm có sử dụng EM giống, thức ăn lên men từ EM giống, Sức ăn mạnh hơn, nhanh so với ao đối chứng ( không dùng EM) 260kg/ 180kg Mức tăng trọng: ao sử dụng chế phẩmEM mức tăng trọng đo được: 7,63g/ con, ao đối chứng đạt 5,9g/con Kết qủa theo dõi 40 ngày nuôi sử dụng chế phẩm sinh học EM môi trường nước ao nuôi ổn định, mùi hôi lạ, mật độ tảo ổn định, tôm khỏe, ăn nhiều, mức độ tăng trọng bình thường, hạn chế tối đa việc sử dụng hoá chất khác.PB hộ nuôi tôm kinh nghiệm sử dụng chế phẩm sinh học EM Việc sử dụng chế phẩm sinh học vào nuôi tôm vốn khuyến khích từ lâu Bởi có vậy, hạn chế việc dùng hoá chất nuôi tôm điều kiện cần thiết để có môi trường nuôi tôm bền vững, phù hợp với quy trình nuôi tôm thâm canh 2.4 Những nghiên cứu chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản Probiotic Năm 1885, nhà khoa học Escherich miêu tả hình thành hệ vi sinh vật ruột trẻ em nêu lợi ích chúng tiêu hóa Cuốn sách Prolongation of Life Metschnikoff đề cập đến lợi ích vi khuẩn lactic đến sức khỏe người sử dụng sản phẩm sữa kết hợp với vi khuẩn lactic Năm 1900, Tissier cho Bifidobacteria số nhóm vi khuẩn khác sản sinh acid lactic có tác dụng tốt sức khỏe Bifidobacterium Alexander Fleming (1881-1955) Năm 1917, Alexander Fleming khám phá ampicilin Các chủng vi khuẩn sống sản phẩm lên men giàu men ngoại bào sử dụng nuôi trồng thủy sản (NTTS) (Boyd & Massaut, 1999) Các dòng chọn lọc Bacillus spp sử dụng qua thực nghiệm để kiềm chế lây nhiễm bệnh loài Vibrio (Moriarty, 1998; Rengpipat ctv, 1998) Bacillus spp Vibrio Nghiên cứu cạnh tranh chất dinh dưỡng, sản xuất độc tố sản phẩm trao đổi (các axit béo bay hơi, chất giống kháng sinh ), cạnh tranh vị trí bám dính niêm mạc ruột kích thích hệ thống miễn dịch ruột (Fuller, 1989; Gibson cộng sự, 2000; Rolfe, 2000; Knight cộng sự, 2009) Nhiều nghiên cứu bổ sung chế phẩm probiotic lợn gà cho thấy có đáp ứng tích cực (Henrich cộng sự, 2006): -Tăng cường khả miễn dịch lợn -Tăng tỷ lệ tiêu hóa chất dinh dưỡng -Tăng hiệu sử dụng thức ăn ulkifli CTV(2000) cho thấy diện vi khuẩn gây bệnh thông qua cạnh tranh vị trí bám dính niêm mạc ruột, nhờ làm giảm tỷ lệ nhiễm bệnh tỷ lệ chết PHẦN III: KẾT LUẬN Các chủng vi sinh vật có lợi có kích thước nhỏ bé gặp điều kiện thuận lợi chúng sinh sản theo cấp số nhân, việc ứng dụng chúng nuôi trồng thủy sản thuận tiện cho hiệu cao Để hướng tới ngành thủy sản chất lượng bền vững cần đưa công nghệ sinh học thông qua việc sử dụng chế phẩm sinh học có nguồn gốc từ vi sinh vật áp dụng vào sản xuất nông nghiệp đại trà Chế phẩm sinh học có khả chống nhiễm trùng vi khuẩn virút (như virút rota gây tiêu chảy), chống ung thư, kích thích hoạt động hệ miễn dịch, làm giảm cholesterol, xử lý môi trường, Vì chúng tác động làm ổn định khu hệ vi sinh vật đường ruột, làm tăng vi khuẩn có ích (các vi khuẩn sinh vitamin, sinh chất kháng khuẩn, vi khuẩn phân giải đường bột ), làm giảm vi khuẩn có hại (các vi khuẩn cạnh tranh thức ăn, sinh chất độc ) TÁI LIỆU THAM KHẢO 1.Theo McKane Kandel 1996 2.Vai trò thức ăn tự nhiên nuôi trồng thủy sản - PGs.Ts Vũ Ngọc Út Khoa Thủy sản, Đại học Cần Thơ 3.Ths Nguyễn Thành Phước- Sử dụng men vi sinh nuôi trồng thủy sản 4.Nguyễn Văn Nam, Phạm Văn Ty- Tạp Chí Thông tin Khoa học Công nghệ Kinh tế thủy sản, số 3/2007, tr 27 – 28 5.ỨNG DỤNG VI KHUẨN NITRATE HÓA TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN (Ts Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản 2) (P/b trung tâm khuyến ngư hướng đẩy mạnh việc sử dụng chế phẩm sinh học nuôi tôm.) - Bản quyền thuộc Công ty Cổ phần Trường Sơn http://www.vuonsinhthaitrungviet.com/home/detail.asp?iData=1097