Nghiên cứu sự chuyển hóa vật chất hữu cơ trong ao nuôi tôm thẻ chân trắng litopenaeus vannamei (boone, 1931) thâm canh” thực sự cần thiết tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ BÍCH VÂN NGHIÊN CỨU SỰ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT HỮU CƠ TRONG AO NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG Litopenaeus vannamei (BOONE, 1931) THÂM CANH Chuyên ngành: Nuôi trồng Thủy sản Mã số: 9.62.03.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ THỦY SẢN TP HCM, tháng 12/2020 Luận án hoàn thành tại: Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn khoa học: Phản biện 1: Phản biện 2: Luận án bảo vệ Hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở Họp tại: Vào Có thể tìm luận án tại: ngày tháng năm DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN KẾT QUẢ LUẬN ÁN Nguyễn Thị Bích Vân, Nguyễn Phúc Cẩm Tú, Đinh Nhân Nguyễn Phú Hòa, 2018 Khảo sát trạng kỹ thuật ni tích lũy carbon hữu cơ, nitrogen phosphorus ao nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh Bạc Liêu Tạp chí khoa học công nghệ Việt Nam, ISSN 1859-4794, tập 60 số 5: 49-55 Nguyễn Thị Bích Vân, Nguyễn Phúc Cẩm Tú, Nguyễn Phú Hòa, 2019 Khảo sát chất lượng nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei Boone, 1931) có mật độ ni khác tỉnh Bạc Liêu Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn số 8/2019 Trang 68-74 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Sự phát triển nghề nuôi tôm đem lại thu nhập lợi nhuận cho người nuôi, tiềm ẩn nhiều rủi ro môi trường Các nghiên cứu cho thấy, tôm nuôi hấp thu phần chất dinh dưỡng có thức ăn, phần lại hầu hết Nitơ (75%); Phospho (80%) khoảng 25% Cacbon hữu từ thức ăn tích tụ đáy ao (Avnimelech, 2009) Kiểm soát tỷ lệ chất dinh dưỡng (C, N P) nước bùn đáy ao có vai trị quan trọng việc quản lý chất lượng nước, nhằm đảm bảo điều kiện tối ưu cho tôm nuôi tăng trưởng Châu Tài Tảo (2014); Đỗ Minh Vạnh ctv (2016) cho biết có nhiều phương pháp quản lý nguồn gây ô nhiễm môi trường ao ni tơm, có xu hướng ni tơm với mật độ cao thay nước ngày ứng dụng rộng rãi Trong năm gần đây, vùng ven biển Đồng sông Cửu Long nói chung Bạc Liêu nói riêng, nhiều hình thức ni tơm ni tơm với mật độ cao, sử dụng thức ăn viên công nghiệp ngày ứng dụng rộng rãi, điều dẫn tới tích tụ chất hữu ao ngày nhiều, môi trường ao nuôi dễ bị ô nhiễm, giải pháp kỹ thuật quản lý chất thải hữu ao nuôi chưa thật hợp lý chưa đồng nên tôm nuôi dễ bị nhiễm bệnh Thực tế có số biện pháp quản lý môi trường ao nuôi tôm nghiên cứu ứng dụng ĐBSCL chưa có cơng trình nghiên cứu chuyển hóa chất hữu ao nuôi tôm thẻ chân trắng điều kiện khơng thay nước mơ hình ni tơm thâm canh Từ thực trạng vậy, việc “Nghiên cứu chuyển hóa vật chất hữu ao ni tơm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) thâm canh” thực cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát: Đánh giá mức độ tích lũy chuyển hóa vật chất dinh dưỡng Cacbon (C), Nitơ (N), Phospho (P) ao nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng, làm sở góp phần cho vấn đề quản lý mơi trường ao nuôi tôm công nghiệp hiệu bền vững Mục tiêu cụ thể: Xác định mức độ tích lũy vật chất dinh dưỡng C, N, P ao nuôi thâm canh tôm thẻ chân trắng ao đất bể composite điều kiệm thí nghiệm Xác định mức độ tích lũy chuyển hóa vật chất dinh dưỡng C, N, P ao nuôi tôm thẻ chân trắng không thay nước hai mật độ 50 100 con/m2 Truy xuất chuyển hóa chất dinh dưỡng C, N tôm thẻ chân trắng đồng vị bền 13C 15N Nội dung nghiên cứu Đánh giá trạng kỹ thuật ước tính mức độ tích lũy lượng C, N, P ao ni tơm thẻ chân trắng thâm canh không thay nước ao đất tỉnh Bạc Liêu So sánh mức độ tích lũy chuyển hóa C, N, P ao đất nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh không thay nước mật độ nuôi 50 100 con/m2 So sánh mức độ tích lũy chuyển hóa C, N, P tôm thẻ chân trắng nuôi bể composit không thay nước mật độ nuôi 50 100 con/m2 Đồng thời truy xuất nguồn gốc C, N tôm thẻ chân trắng phương pháp đồng vị bền 13C 15N Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Trên sở phân tích trạng kỹ thuật ni có ảnh hưởng đến chất lượng mơi trường ước lượng chuyển hóa C, N, P ao ni thâm canh tơm thẻ chân trắng, từ xây dựng mối quan hệ C, N, P ao nuôi tôm thâm canh không thay nước nhằm nâng cao suất sản lượng tôm nuôi Luận án góp phần làm rõ mức độ tích lũy, chuyển hóa C, N, P chủ yếu ao ni thâm canh tôm thẻ chân trắng điều kiện ao đất không thay nước Đồng thời truy xuất nguồn gốc Nitơ từ thức ăn chuyển hóa tích lũy vào tôm, làm sở đề xuất cho công tác quản lý thức ăn ao nuôi tôm thẻ chân trắng Những điểm luận án Đối với ao nuôi tôm vùng khảo sát, sơ xác định mức độ tích lũy C, N, P bùn, nước ao tôm nuôi (với nhóm mật độ 60, 60-80 80 con/m2) thời điểm thu hoạch ba vùng nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh tỉnh Bạc Liêu Sơ đánh giá tích tụ C, N, P bùn, nước ao chuyển hóa C, N, P từ thức ăn thành chất dinh dưỡng tôm nuôi điều kiện ao đất khơng lót bạt, khơng thay nước mật độ nuôi 50 100 con/m2 Truy xuất nguồn gốc Nitơ từ thức ăn chuyển hóa tích lũy vào tôm (từ tôm giống đến tôm thu hoạch) qua phương pháp đồng vị bền 13C 15N Mô phỏng q trình chuyển hóa C, N, P nuôi tôm thẻ chân trắng điều kiện không thay nước từ kết nghiên cứu Như vậy, kết nghiên cứu thu sẽ sở cho bên liên quan đề xuất số giải pháp kỹ thuật phù hợp để quản lý yếu tố môi trường nhằm hạn chế mức độ ô nhiễm khơng hệ thống ni mà cịn cho hệ sinh thái Chương TỔNG QUAN Từ tài liệu tổng quan, đề tài luận án nhận thấy cần thảo luận rõ số vấn đề sau đây: Luận án ước lượng hàm lượng dinh dưỡng tôm hấp thụ chuyển hóa thành thịt tơm so sánh với hàm lượng C, N, P từ khảo sát Luận án xác định phần cịn lại tích lũy dinh dưỡng C, N, P môi trường ao nuôi theo số liệu ghi nhận thực nghiệm nuôi ao đất bể composite Ngoài ra, luận án xác định nguồn gốc đạm chuyển hóa từ tơm giống đến tôm nuôi 60 ngày truy xuất qua phương pháp đồng vị bền 13C 15N Chương PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu Thời gian: nghiên cứu thực từ năm 2015-2018 Địa điểm nghiên cứu:  Khảo sát điều tra Huyện Đơng hải, Huyện Hịa Bình Thành phố Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu  Nghiên cứu nuôi tôm thực nghiệm xã Hiệp Thành, phường Nhà Mát, thành phố Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu  Nghiên cứu nuôi tôm bể composite Khoa Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Tây Đơ, phường Lê Bình, quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) Phạm vi nghiên cứu: (1) Khảo sát đánh giá trạng nghề nuôi tôm thẻ chân trắng Bạc Liêu, sở thực nghiệm nuôi tôm thẻ chân trắng ao đất nuôi bể composite không thay nước với hai mật độ 50 100 con/m2: (2) so sánh tích lũy Cacbon, Nitơ, Phospho ao mức độ chuyển hóa chất vào tơm ni; (3) xác định nguồn gốc chất dinh dưỡng C, N tích lũy tôm đồng vị bền 13C 15N 2.3 Phương pháp nghiên cứu Hình 2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp điều tra khảo sát Sử dụng phương pháp điều tra trực tiếp thông qua biểu mẫu soạn sẵn Thu thập thông tin thứ cấp thông qua báo cáo tổng kết quan chuyên ngành liên quan 2.3.2 Phương pháp nuôi tôm thực nghiệm Nuôi tôm thẻ chân trắng ao đất không thay nước với mật độ (50 100 con/m2) Mỗi mật độ nuôi lặp lại lần Các ao ni thực nghiệm có điều kiện diện tích, độ sâu, chế độ chăm sóc Ni tơm bể composite không thay nước với mật độ 50 100 con/m2), mật độ nuôi lặp lại lần Các bể ni có thể tích 500 lít, chế độ chăm sóc quản lý giống 2.3.3 Tốc độ tăng trưởng Tôm cân trọng lượng 90 con/nghiệm thức mật độ sau sử dụng cơng thức để tính tăng trọng 2.3.4 Tỷ lệ sống, FCR Tỉ lệ sống số FCR tôm ni tính vào cuối thời gian thí nghiệm 2.3.5 Các yếu tố môi trường Nhiệt độ, pH, độ mặn thu mẫu lần/ngày vào lúc 14 sử dụng thiết bị đo chuyên dụng để xác định Các tiêu độ kiềm, TN, TP, TOC, TAN, NO2- NO3- thu vào chai nhựa 1L trữ lạnh 4oC theo nhịp lần/tháng Hàm lượng C, N, P nước tôm nuôi, bùn đáy ao, thức ăn tôm thu trước thả tôm sau thu hoạch Mẫu phân tích phịng Thí nghiệm chun sâu Trường Đại học Cần Thơ (APHA, 1995) Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân, thành phố Hà Nội Hàm lượng tích lũy chuyển hóa tổng cacbon TOC, TN, TP (%) tính theo cơng thức: TOCtích lũy = (TOCđầuvào - TOCđầura) (2.1) TN tích lũy = (TNđầu vào – TNđầu ra) (2.2) TP tích lũy = (TPđầu vào – TPđầu ra) (2.3) Mẫu nước ao nuôi lấy vị trí (4 vị trí cách bờ khoảng 2m cách nhau, vị trí thứ lấy ao) Dùng chai nhựa 0,5 lít/chai (đã mở nắp có miệng rộng) nhấn chìm cách mặt nước khoảng 0,2-0,3m Để nước tự chảy vào chai đầy tới khơng cịn bọt khí đậy nắp chai Mẫu nước vị trí sau trộn thu lấy 1lít/ao Mẫu nước bảo quản lạnh 4oC chuyển tới phịng thí nghiệm để phân tích Mẫu thức ăn tôm lấy khoảng 200g cho cỡ từ công ty thức ăn tôm Cargill Với cỡ thức ăn sử dụng vụ nuôi thời gian 60 ngày Mẫu thức ăn đóng gói chuyển tới phịng thí nghiệm để phân tích Mẫu bùn đáy ao đầu vào thu sau lấy nước vào ao (0,3m), trước thả tôm trị trí /ao với khung có diện tích 0,5x1,0m đặt xuống đáy ao, dùng dụng cụ nạo nhẹ bề mặt đáy lớp bùn mỏng sau trộn để khơ Mẫu bùn đáy ao đầu dùng khay inox (50x100x5 cm) đặt bề mặt đáy ao/bể, khay đặt đan xi măng để khay không bị lún sâu xuống đáy (ao đất) Mỗi ao chọn điểm thu: điểm cách bờ 5m 01 điểm ao.Toàn chất lắng đọng (bùn đáy) đầu vào đầu khay ao trộn đều, lấy 500g bảo quản lạnh 4oC, vận chuyển đến phịng thí nghiệm Mẫu tơm thu vào lúc bắt đầu kết thúc thí nghiệm Số mẫu tơm thu ao/bể 30 Các mẫu tôm bảo quản điều kiện giữ lạnh 4oC chuyển đến phịng thí nghiệm phân tích Việc truy xuất nguồn gốc chất dinh dưỡng tích lũy vào tơm đồng vị bền 13C 15N lấy mẫu (thức ăn, tôm, bùn đáy) bảo quản lạnh 4oC Sau đó, mẫu chuyển tới Phịng thí nghiệm Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân Hà Nội để truy xuất nguồn gốc chất dinh dưỡng tích lũy vào tôm sau 60 ngày nuôi với phương pháp sử dụng đồng vị bền δ13C δ15N 2.3.6 Phương pháp phân tích xử lý đồng vị bền 13C 15N Các mẫu phân tích đồng vị lấy theo quy trình hướng dẫn chuyên ngành (IAEA, 2001) Tất mẫu xử lý đóng gói gửi phịng thí nghiệm để phân tích Việc phân tích hàm lượng đồng vị thực Viện Khoa học Kỹ thuật hạt nhân Hà Nội Tích lũy Nitơ tơm (%) chuyển hóa từ thức ăn tôm ăn vào theo công thức sau: c.X + (1-X).a = 1.b 2.5 Phương pháp xử lý phân tích số liệu Số liệu khảo sát tổng hợp, ghi nhận giá trị trung bình, độ lệch chuẩn phần mềm Microsoft Excel 2010 Sử dụng phần mềm SPSS 22.0 để đánh giá khác biệt thống kê nhân tố (One way ANOVA với phép thử Duncan) mức ý nghĩa α = 0,05 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết điều tra hiện trạng nuôi tôm thẻ chân trắng ao đất khơng lót bạt 3.1.1 Kinh nghiệm trình độ kỹ thuật nuôi tôm nông hộ Qua kết điều tra cho thấy, độ tuổi trung bình người ni tơm thẻ chân trắng 41,5 tuổi, độ tuổi từ 30-50 tuổi chiếm 61,8%, nhóm có độ tuổi từ 18-30 tuổi chiếm 29,4% 60 tuổi chiếm 8,8% Đa số người dân có kinh nghiệm ni tôm thẻ chân trắng từ 4-5 năm chiếm 82,3% Diện tích ao ni tơm trung bình Bạc Liêu 0,29±0,10 ha/ao, diện tích ni tơm thẻ chân trắng thâm canh Bạc Liêu tương tự diện tích ao ni tơm Sóc Trăng (Võ Nam Sơn ctv, 2014), Cà Mau (Nguyễn Thanh Long ctv, 2015) Ninh Thuận 0,29±0,09 ha/ao (Phùng Thị Hồng Gấm ctv, 2014) Với diện tích ao cho thấy phù hợp với điều kiện kinh tế khả quản lý mức nông hộ Kết điều tra độ sâu trung bình ao ni tơm thẻ chân trắng Bạc Liêu 1,4±0,2m (1,0-1,8m), chủ yếu ao có độ sâu từ 1,2-1,5m chiếm 84% 3.1.2 Cơ cấu mùa vụ, nguồn tôm giống Kết điều tra cho thấy có 48 hộ (70,6%) nuôi hai vụ, 18 hộ nuôi vụ (26,5%) có hai hộ ni ba vụ (2,90%) năm Trong đó, tơm ni ao đất chiếm đến 91%, có 9,0% ao có lót bạt Số hộ nuôi tập trung vào từ tháng 1-3 chiếm đa số (83,8%) tháng lại thấp (16,2%) Khảo sát cho thấy có tới 46 hộ chọn tơm giống có nguồn gốc tỉnh (67,7%), lại 22 hộ thả tơm giống có nguồn gốc ngồi tỉnh (32,3%) Ngồi ra, số hộ nuôi xét nghiệm tôm trước thả 77,8% không xét nghiệm trước thả 22,2% Mật độ thả tôm Bạc Liêu dao động từ 50-100 con/m2, mật độ thả ni tập trung vào hai nhóm 60-80 con/m2 nhóm 80 con/m2 Kích cỡ tơm giống P12 chọn lựa thả nuôi nhiều ,chiếm 59%, P15 với tỉ lệ 17% Tỷ lệ sống đạt cao thuộc hộ thả 60 con/m2 (90,8%) hộ thả mật độ cao 60 con/m2 có thấp đạt 80% 3.1.3 Năng suất FCR tôm nuôi 12 Kết nghiên cứu ghi nhận hàm lượng Nitrate có xu hướng tăng dần cuối thí nghiệm, khả khống hóa tốt nên lượng Nitrate nghiệm thức nuôi mật độ 50 con/m2 tăng nhanh so với nghiệm thức nuôi 100 con/m2 Tuy nhiên hàm lượng Nitrate mật độ nuôi 50 con/m2 tăng nhanh có sai khác (p