pH và mật độ nuôi được xem là hai yếu tố quan trọng hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh trưởng, mật độ cực đại, thời gian đạt pha cân bằng và thời gian duy trì của quần thể [r]
(1)THÔNG BÁO KHOA HỌC
ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ NUÔI BAN ĐẦU VÀ pH ĐẾN SINH TRƯỞNG, MẬT ĐỘ CỰC ĐẠI VÀ THỜI GIAN PHA CÂN BẰNG
CỦA TẢO Thalassiosira pseudonana (Hasle & Heimdal, 1970) NUÔI SINH KHỐI
EFFECT OF DENSITYAND pH ON GROWTH, MAXIMUM DENSITY
AND THE TIME OBTAINED STATIONARY PHASE
OF Thalassiosira pseudonana (Hasle & Heimdal, 1970) MASS PRODUCTION Trần Thị Lê Trang1, Lục Minh Diệp1
Ngày nhận bài: 15/8/2016; Ngày phản biện thông qua: 21/12/2016, Ngày duyệt đăng: 15/6/2017
TĨM TẮT
Mật độ ni pH hai yếu tố có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian đạt pha cân vi tảo nói chung tảo T pseudonana nói riêng Nghiên cứu thực với mật độ (10, 15, 20 25 vạn tb/ml) mức pH (7,0; 7,5; 8,0; 8,5 9,0) nuôi sinh khối tảo T pseudonana thể tích 60 lít Kết cho thấy: Tảo nuôi mật độ cao (15, 20 25 vạn tb/ml) cho sinh trưởng, mật độ cực đại cao thời gian pha cân sớm so với mật độ thấp 10 vạn tb/ml (81,77 – 82,27 so với 71,53 vạn tb/ml; so với ngày) (P < 0,05) Kết tương tự ghi nhận mức pH pH thấp từ 7,0 – 8,0 cho sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian đạt pha cân tốt so với mức pH cao 8,5 9,0 (67,87 – 78,83 so với 45,53 56,33; ngày thứ so với ngày thứ 6) (P < 0,05) Như vậy, nên nuôi tảo T pseudonana mật độ 15 vạn tb/ml pH từ 7,5 đến 8,0
Từ khóa: Mật độ cực đại, pH, sinh trưởng, pha cân bằng, Thalassiosira pseudonana ABSTRACT
Density and pH are two factors having signifi cant effects on growth, maximum density and the time obtained in the stationary phase of microalgae in general and T pseudonana in particular The research was carried out with different density levels (10, 15, 20 and 25 x 104cells/ml) and pH levels (7.0, 7.5, 8.0, 8.5 and 9.0)
in T pseudonana mass production in volume of 60 liters The results showed that: T pseudonana cultured at the density of 15, 20 and 25 x 104cells/ml gave higher growth, maximum density (81.77 – 82.27 compared to 71.53
104cells/ml) and earlier time of stationary phase (4 or as opposed to days) in comparison with those of
10 x 104cells/ml (P < 0.05) The similar results were also found with pH, in which, lower pH (7.0 – 8.0) showed
higher maximum density and earlier time of stationary phase compared with the higher pH (8.5 and 9.0) (67.87 – 78.83 as opposed to 45.53 and 56.33; day compared to day 6) (P < 0.05) From this study, it can be suggested that T pseudonana should be cultured at the density of 15 x 104cells/ml and pH between 7.5 and 8.0
Keywords: Growth, maximum density, pH, stationary phase, Thalassiosira pseudonana
(2)I ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi tảo (Microalgae) nguồn thức ăn tự nhiên, đóng vai trị quan trọng sản xuất giống đối tượng thủy sản bao gồm loài cá, giáp xác động vật thân mềm Kỹ thuật lưu giữ, nuôi thu sinh khối tảo khâu then chốt, định đến thành công ương nuôi ấu trùng [9, 11] Cho đến nay, trại sản xuất giống nước ta tập trung sử dụng vài loại giống tảo địa:
Chaetoceros, Nannochloropsis, Isochrysis với suất chất lượng biến động đặc biệt vào mùa mưa, ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sống, khả biến thái chuyển giai đoạn ấu trùng, từ gián tiếp làm giảm hiệu sản xuất Đa dạng hóa số lồi vi tảo ngồi lồi địa cách di nhập từ nước hướng quan tâm, nhằm cải thiện chất lượng nâng cao tỷ lệ sống giống
Thalassiosira loài tảo khuê đơn bào nhập nước ta năm gần đây, có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt axit béo không no đa nối đôi với hàm lượng DHA EPA đạt 7,2 mg/ml [14, 15] Trong điều kiện nuôi nhân tạo, Thalassiosira có tốc độ sinh trưởng nhanh, có khả thích ứng với thay đổi môi trường như: pH, ánh sáng nhiệt độ [7] Với ưu điểm cộng với kích thước tế bào nhỏ 4-6 µm,
Thalassiosira loài tảo ưu tiên lựa chọn trại sản xuất giống cá biển (làm thức ăn cho copepoda), trại sản xuất nhuyễn thể (giai đoạn nhuyễn thể có kích thước 200 µm trở lên) trại sản xuất tôm giống (giai đoạn mysis đến post-larvae) [11, 12]
pH mật độ nuôi xem hai yếu tố quan trọng hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ sinh trưởng, mật độ cực đại, thời gian đạt pha cân thời gian trì quần thể tảo nói chung Thalassiosira nói riêng [2, 3, 4] Việc xác định pH mật độ ni thích hợp khơng cho suất cao mà
tiết kiệm lượng hóa chất sử dụng nguồn tảo giống ban đầu nhằm đem lại hiệu kinh tế nuôi quy mô công nghiệp Tuy nhiên, nghiên cứu pH mật độ nuôi ni sinh khối tảo Thalassiosira cịn hạn chế nhiều nguyên nhân thiếu nguồn giống, kinh phí triển khai,… Chính vậy, nghiên cứu nhằm xác định pH mật độ nuôi tối ưu cho nuôi tảo Thalassiosira quy mô sinh khối, cung cấp liệu quan trọng cho việc thiết lập quy trình ni thu sinh khối loài tảo phù hợp với điều kiện khí hậu nước ta
II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1 Vật liệu nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu giống tảo
Thalassiosira pseudonana (Hasle & Heimdal, 1970) nhập từ Đan Mạch từ năm 2012 lưu giữ phịng Tảo giống thuộc Viện Ni trồng Thủy sản, Trường Đại học Nha Trang Nghiên cứu thực từ tháng đến tháng 12 năm 2015
Nguồn nước biển lấy từ khu vực Hòn Đỏ thuộc vịnh Nha Trang, cấp vào bể chứa 10m3, qua hệ thống lọc cát, sau để lắng từ – ngày nhằm loại bỏ cặn, chất hữu lơ lửng Nước biển sau lọc lắng cấp vào túi nylon 60 lít xử lý Chlorine 25 ppm ngày với sục khí mạnh để diệt khuẩn, sau trung hịa Natrithiosulfat với tỉ lệ 1:1 Môi trường dinh dưỡng sử dụng nghiên cứu f/2
2 Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ bố trí với nghiệm thức là: 10, 15, 20 25 vạn tế bào/ml nuôi sinh khối tảo
(3)điều chỉnh cách sử dụng hóa chất HCl NaOH Mật độ ban đầu kết tốt thí nghiệm Mỗi nghiệm thức lặp lại lần thời điểm
Trong suốt trình thí nghiệm, thơng số kĩ thuật đảm bảo phù hợp với sinh trưởng phát triển tảo T pseudonana
gồm: nhiệt độ từ 25 – 350C, độ mặn 30 – 35‰, cường độ ánh sáng 20 klux (nhờ hệ thống mái che), sục khí liên tục với tốc độ 300 lít/phút
3 Phương pháp thu thập xử lí số liệu
3.1 Phương pháp lấy mẫu tảo
Mẫu tảo lấy lần ngày vào sáng để xác định mật độ tế bào Lượng mẫu tảo lấy lần ml Mẫu sau thu cố định dung dịch Neutral Lugols (20g Potasium Iodin (KI) + 10g I2 + 200 mL nước cất)
3.2 Phương pháp xác định mật độ tế bào tảo
Việc xác định mật độ tế bào tiến hành buồng đếm hồng cầu (Neubaeur’s Hemacytometer); buồng đếm có 25 vng lớn, có 16 vng nhỏ, vng nhỏ có diện tích 0,0025 mm2, độ sâu buồng đếm 0,1 mm
Lắc mẫu tảo, dùng micropipet hút mẫu tảo cho vào buồng đếm đậy sẵn lamen, để lắng lúc đưa vào thị trường kính để đếm vật kính 40 Mật độ tế bào xác định theo trường hợp:
- Trường hợp mật độ tảo thưa (dưới 5´106 TB/mL): Mật độ tế bào (TB/mL) = Số tế bào đếm 25 ô lớn ´ 104
- Trường hợp mật độ tảo dày (trên 5´106 TB/mL): Mật độ tế bào (TB/mL) = (Số tế bào ô lớn/5) ´ 25 ´ 104.
3.3 Quản lý yếu tố môi trường
Các yếu tố môi trường xác định hàng ngày Nhiệt độ đo nhiệt kế rượu (độ xác 10C) pH đo máy đo pH (Hanna pH Meter, độ xác 0,1) Độ mặn đo
bằng khúc xạ kế (Refractometer, độ xác 0,5‰) Cường độ ánh sáng đo máy đo cầm tay Hanna Digital Illuminometer – Đài Loan (độ xác ±6% giá trị đọc được)
3.4 Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu xử lý phần mềm SPSS 16.0 Sử dụng phương pháp phân tích phương sai yếu tố (Oneway - ANOVA) phép kiểm định Duncan để so sánh khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) mật độ tảo nghiệm thức thí nghiệm Tồn số liệu trình bày dạng giá trị trung bình (TB) ± sai số chuẩn (SE)
III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
1 Ảnh hưởng mật độ nuôi
Kết nghiên cứu cho thấy, mật độ có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian đạt pha cân quần thể tảo T pseudonana với xu hướng chung mật độ nuôi cao khả sinh trưởng tảo nhanh, mật độ cực đại đạt lớn thời gian đạt pha cân sớm (Hình 1)
(4)Mật độ nuôi yếu tố có liên quan mật thiết đến tốc độ sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian tảo đạt pha cân [1], [2], [5] Nhiều nghiên cứu cho thấy: lồi tảo nói chung tảo T pseudonana nói riêng phát triển theo quy luật chung: mật độ ni cao tốc độ sinh trưởng tảo nhanh, mật độ cực đại lớn thời gian đạt pha cân sớm [3, 4, 6] Mật độ nuôi cao làm số lượng tế bào tham gia vào trình phân chia lớn, kết tốc độ sinh trưởng tảo nhanh, số lượng tế bào tạo lớn ngược lại [1, 3] Điều có ý nghĩa lớn ni sinh khối loài tảo nhằm rút ngắn thời gian pha (pha thích nghi), nhanh chóng đạt đến pha cân nhằm thu lượng sinh khối lớn [10] Do đó, trường hợp cần thu sinh khối tảo lớn thời gian ngắn nhất, bên cạnh tác động môi trường, dinh dưỡng hệ thống nuôi, gia tăng mật độ nuôi giải pháp phổ biến hiệu
Tuy nhiên, việc gia tăng mật độ ni có tác động tiêu cực sinh trưởng phát triển quần thể tảo Sự tăng nhanh mật độ tế bào kéo theo thay đổi nhanh chóng yếu tố hệ thống nuôi, gồm: cạn kiệt dinh dưỡng, pH tăng, thiếu hụt CO2, hạn chế ánh sáng, tăng số lượng
tế bào chết sản phẩm thải,… [1], [6] Hậu là, quần thể tảo nhanh chóng đạt đến pha cân sau bước vào pha suy vong tàn lụi; thời gian trì quần thể giảm cách đáng kể Điều giải thích nghiệm thức có mật độ ni cao 25 vạn tb/ml, sinh trưởng tảo nhanh, thời gian đạt pha cân sớm thời gian tàn lụi xảy nhanh
Như vậy, mật độ ni thích hợp cho sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian pha cân tảo T pseudonana nuôi sinh khối 15 vạn tb/ml nhằm tiết kiệm nguồn tảo giống, đem lại hiệu kinh tế cho người nuôi 2 Ảnh hưởng pH
Tương tự, pH có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian đạt pha cân tảo T pseudonana với xu hướng chung pH mức thấp (7,0 – 8,0) cho kết sinh trưởng, mật độ cực đại thời gian pha cân tốt pH mức cao (8,5 9,0) (P < 0,05) (Hình 2)
Trong khoảng pH từ 7,0 – 8,0, khả sinh trưởng mật độ cực đại tảo tăng nhanh đạt cao pH 7,5 8,0 với mật độ cực đại 76,9 ± 1,05 78,83 ± 1,01 (P > 0,05) so với tảo nuôi pH 8,5 9,0 Trong đó, mật độ cực đại nhóm pH thấp (7,0 – 8,0) cao xấp xỉ 1,5 lần so với nhóm
(5)pH cao (67,87 – 78,83 so với 45,53 56,33 vạn tb/ml) (P < 0,05) Mặt khác, nuôi tảo pH thấp 7,0 – 8,0 cho thời gian đạt pha cân sớm (ngày ni thứ 5) thời gian trì
quần thể dài (10 ngày) so với tảo nuôi mức pH cao 8,5 9,0 (đạt pha cân vào ngày thứ tàn lụi nhanh sau ngày thí nghiệm) (P < 0,05)
Nhìn chung, lồi tảo có thích ứng với pH riêng tùy thuộc vào phân bố tự nhiên với khoảng pH thích hợp dao động từ 7,5 – 8,7 [13] Nghiên cứu Chen & Durbin, 1994 [8] kết luận: Thalassiosira pseudonana
phát triển tốt khoảng pH từ 8,0 – 8,4 Khi pH tăng, lượng CO2 nước thấp nguyên nhân dẫn đến tốc độ tăng trưởng tảo giảm rõ rệt Bên cạnh đó, mức pH cao cịn làm ức chế q trình điều hịa áp suất thẩm thấu, quang hợp trao đổi chất tảo [16] Do đó, tăng pH từ 8,5 – 9,0 nghiên cứu tảo sinh trưởng chậm, mật độ cực đại thấp thời gian đạt pha cân muộn
Trong trình quang hợp, tảo hấp thụ CO2 mạnh nên thường làm pH tăng lên cao Có thể khắc phục tình trạng phương pháp sục khí có bổ sung khí CO2 bổ sung NaHCO3 vào môi trường nuôi tảo thay đổi chu kỳ chiếu sáng [6]
IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1 Kết luận
Tảo nuôi mật độ 15, 20 25 vạn
tb/ml cho sinh trưởng, mật độ cực đại cao (81,77 – 82,27 so với 71,53 vạn tb/ml) thời gian đạt pha cân sớm (4 so với ngày) so với mật độ thấp 10 vạn tb/ml (P < 0,05)
Tảo nuôi pH 7,0 – 8,0 cho sinh trưởng, mật độ cực đại cao thời gian đạt pha cân tốt so với pH 8,5 9,0 (67,87 – 78,83 so với 45,53 56,33 ngày thứ so với ngày thứ 6) (P < 0,05)
Mật độ nuôi 15 vạn tb/ml pH từ 7,5 – 8,0 nên sử dụng thực tiễn sản xuất để tiết kiệm nguồn tảo giống, hóa chất điều chỉnh pH mang lại hiệu kinh tế cao
2 Kiến nghị
Cần nghiên cứu sâu ảnh hưởng mật độ nuôi pH đến thành phần sinh hóa, đặc biệt hàm lượng acid béo khơng no đa nối đơi có tảo T pseudonana Đây tiêu quan trọng để đánh giá giá trị dinh dưỡng loài tảo
(6)TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 Lê Viễn Chí, 1996 Nghiên cứu số đặc điểm sinh học tảo Skeletonema costatum Luận văn phó tiến sỹ Viện nghiên cứu Hải sản Hải Phòng
2 Nguyễn Thị Hương, 2001 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố sinh thái lên phát triển quần thể tảo
Chaetoceros calcitrans (Paulsen, 1905) Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Thủy sản
3 Hồng Thị Bích Mai, 1995 Sinh sản sinh trưởng sở khoa học quy trình kỹ thuật ni sinh khối tảo silic
Skeletonema costatum Greville, Chaetoceros sp.làm thức ăn cho ấu trùng tôm sú Penaeus monodon Fabricus Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Thủy sản
4 Tôn Nữ Mỹ Nga, 2006 Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố sinh thái lên phát triển quần thể tảo
Chaetoceros gracilis Pantosek 1892 nhập nội Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Thủy sản
5 Trần Thị Lê Trang, Hồng Thị Bích Mai, Nguyễn Tấn Sỹ, Trần Văn Dũng Nguyễn Thị Thúy, 2012 Thuần hóa, lưu giữ nhân sinh khối loài tảo Spirulina (Spirulina platensis Geitler, 1925) môi trường nước mặn Đề tài Khoa học Công nghệ cấp Trường Trường Đại học Nha Trang
6 Phan Văn Xuân, 2010 Nghiên cứu yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến phát triển quần thể tảo Thalassiosira
sp nhập nội thử nghiệm nuôi sinh khối Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Nha Trang
Tiếng Anh
7 Brown, R M., A G Dunstan, S A Norwood, A K Miller, 1996 Effects of harvest stage and light on the biochemical composition of the diatom Thalassiosira pseudonana J Phycol 32: 64 – 73
8 Chen, C.Y., & E.G Durbin, 1994 Effects of pH on the growth and carbon uptake of marine phytoplankton Marine Ecology Progress Series 109(1): 83-94
9 Coutteau P., 1996 Manual on the production and use of live food for aquaculture: Micro – algae FAO Belgium: 10 – 60
10 De Pauw N., Verbevent J., Claus C., 1983 Large – scale microalgae production for nursery rearing of marine bivalves Aquaculture Engineering Belgium 2: 27 – 47
11 Jeffrey S W., Brown M R., Gakland C D., 1994 Microalgae for mariculture Final report to FRDC on: Bacteria – free (axenic) microalgae for improved production of larval and juvenile bivalves and “Microalgae for mariculture” CSIRO Division of fi sheries University of Tasmania – 79
12 Kiatmetha, P., W Siangdang, B Bunnag, S Senapin, B Withyachumnamkul, 2010 Enhancement of survival and metamorphosis rates of Penaeus monodon larvae by feeding with the diatom Thalassiosira weissfl ogii Aquacult Int DOI 10.1007/s 10499-010-9375-y
13 Lavens, P., & P Sorgeloos (Eds), 1996 Manual on the production and use of live food for aquaculture FAO Fisheries Technical Paper No 361 Rome, FAO
14 Li, W K W., 1979 Cellular composition and physiological characteristic of the diatom Thalassiosira weissfl ogii
adapted to cadmium stress. Mar Biol., 55: 171 – 180
15 Pratoomyot J., Srivilas P., Noiraksar, T., 2005 Fatty acids composition of 10 microalgal species Songklanakrin J Sci Technol., 27 (6): 1179 – 1187