Ảnh hưởng của mật độ ban đầu lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana nuôi trong hệ thống tấm

Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ ban đầu lên sinh trưởng của quần thể vi tảo Nannochloropsis oculata và Isochrysis galbana nuôi trong hệ thống tấm được thực hiện tại Trung tâm Quốc gia Giống hải sản Nam bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2.

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN ẢNH HƯỞNG CỦA MẬT ĐỘ BAN ĐẦU LÊN SINH TRƯỞNG VI TẢO Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana NUÔI TRONG HỆ THỐNG TẤM Đặng Tố Vân Cầm1, Trình Trung Phi1, Diêu Phạm Hồng Vy1, Lê Thanh Huân1, Đặng Thị Nguyên Nhàn1 TÓM TẮT Nghiên cứu ảnh hưởng mật độ ban đầu lên sinh trưởng quần thể vi tảo Nannochloropsis oculata Isochrysis galbana nuôi hệ thống thực Trung tâm Quốc gia Giống hải sản Nam bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản Mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến sinh trưởng quần thể N oculata tốc độ tăng trưởng thời gian đạt cực đại Khả đạt cực đại quần thể có mật độ ban đầu 20 30 triệu tb.ml-1 không khác biệt nhau, đạt 310 triệu tb.ml-1 sau 15 ngày (thí nghiệm I 1) hay đạt 305 triệu tb.ml-1 sau 13 ngày (thí nghiệm I.2) Trong quần thể triệu tb.ml-1 đạt mật độ cực đại, chậm ngày Tương tự, mật độ ban đầu ảnh hưởng đến tăng trưởng quần thể I galbana tốc độ tăng trưởng mật độ cực đại Quần thể với mật độ ban đầu 0,5, triệu tb.ml-1 cho mật độ cực đại theo thứ tự 26, 28 hay 31 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.1) hay 21, 27 34 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2) Mật độ cực đại quần thể triệu tb.ml-1 cao khác biệt so với hai quần thể lại Tốc độ tăng trưởng trung bình hai lồi theo xu hướng chung quần thể có mật độ ban đầu cao tốc độ tăng trưởng thấp Cụ thể, N oculata, 0,22 hay 0,26.ngày-1; 0,17 hay 0,21.ngày-1 0,15 hay 0,18.ngày-1 quần thể có mật độ ban đầu 5; 20 30 triệu tb.ml-1; thí nghiệm I.1 hay I.2 Đối với I galbana, 0,40 hay 0,38.ngày-1; 0,33.ngày-1 0,28.ngày-1 quần thể có mật độ ban đầu 0,5; triệu tb.ml-1; thí nghiệm II.1 hay II.2 Kết nghiên cứu cho thấy mật độ ban đầu 20 triệu tb.ml-1 N oculata triệu tb.ml-1 I galbana phù hợp cho việc nuôi sinh khối loài vi tảo hệ thống Từ khóa: Hệ thống tấm, Isochrysis galbana, mật độ ban đầu, Nannochloropsis oculata I MỞ ĐẦU Sinh khối vi tảo biển sử dụng nhiều cho ngành Nuôi trồng thủy sản để nuôi sinh khối luân trùng, có hàm lượng cao acid béo khơng no (PUFA), chủ yếu eicosapentaenoic acid (C20:5n-3, EPA) docosahexaenoic acid (C22:6n-3, DHA), luân trùng nuôi vi tảo biển có hàm lượng PUFA cao, nguồn thức ăn quan trọng cho giai đoạn đầu ấu trùng tôm cá biển (Brown ctv., 1997; Reitan ctv., 1997) Nannochloropsis oculata thuộc ngành Heterokontophyta, lớp Eustigmatophyceae, Eustigmatales, họ Monopsidaceae Tế bào có dạng hình cầu hình trứng, kích thước nhỏ, đường kính dao động khoảng 2-4µm, tảo đơn bào khơng có khả di động (Phạm Thị Lam Hồng, 1999) Tế bào N oculata chứa hàm lượng EPA cao, 3,2% trọng lượng khô (Zittelli ctv., 2003), nuôi trại sản xuất giống hải sản với ba Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam Bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản E-mail: camdtv.ria2@mard.gov.vn TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 11/2013 39 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN mục đích (1) làm thức ăn bổ sung cho ni sinh khối luân trùng, (2) làm giàu luân trùng, (3) tạo hiệu ứng nước xanh bể ương ấu trùng (Okauchi, 2004) Isochrysis galbana thuộc ngành Haptophyta, lớp Coccolithophyceae, lớp phụ Prymnesiophyceae, Isochrysidales, họ Isochrysidaceae Tế bào I galbana chứa hàm lượng DHA cao, cao nhiều loài tảo khác, chiếm khoảng 1/4 tổng hàm lượng acid béo lượng nhỏ EPA (Dominic, 1997), cụ thể 5,53µg DHA/mg trọng lượng ướt 0,24µg EPA/mg trọng lượng ướt (Volkman ctv., 1989), thức ăn cho ấu trùng nhuyễn thể ấu trùng số lồi tơm cá biển (Wikfors ctv., 1994) Trong số loại hệ thống kín quang phản ứng sinh học dùng để ni thâm canh vi tảo biển, hệ thống có nhiều thuận lợi trở thành hệ thống chuẩn, thích hợp cho ni sinh khối nhiều lồi vi tảo khác Lý dát mỏng hệ thống nuôi theo hướng nguồn sáng, nhờ mơi trường ni nhận nguồn chiếu sáng tốt Khi so sánh với hệ thống nuôi ống dẫn theo chiều thẳng đứng (vertical tubular systems) có tỷ lệ bề mặt/thể tích, hàm lượng oxygen tích tụ hệ thống ni ln ln thấp hơn, hạn chế việc ảnh hưởng tế bào tảo hàm lượng cao oxygen gây Sự đảo trộn việc quản lý xử lý vách bên hệ thống dễ dàng so với hệ thống ống (Hu ctv., 1998) Vật liệu thiết kế kiếng thủy tinh, nên ánh sáng xuyên qua cao, không bị mờ đục theo thời gian Phương pháp thiết kế đơn giản, thay đổi dễ dàng đường dẫn ánh sáng, cho phép tối ưu hóa nhằm nâng cao suất nuôi (Hu ctv., 1996) Nghiên cứu nhằm xây dựng qui trình ni sinh khối hai loài vi tảo N oculata I galbana hệ thống tấm, cụ thể tìm mật độ ban đầu thích hợp cho sinh trưởng loài vi tảo 40 II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tảo giống Vi tảo N oculata I galbana có nguồn gốc từ phịng thí nghiệm biển Dunstaffnagge CCAP (the Culture Collection of Algae and Protozoa, Oban, UK), lưu giữ môi trường thạch tủ chuyên dụng (hiệu MLR-350H, SANYO, Nhật) Trước bắt đầu thí nghiệm, tảo cấy chuyền từ mơi trường thạch sang môi trường lỏng đơn vị nuôi vơ trùng tích lít Bước nhân giống bình thủy tinh 15 lít, số lượng bình nhân giống tính tốn đủ lượng tảo cần cho bố trí thí nghiệm Tảo giống lấy pha tăng trưởng đảm bảo có chất lượng cho tất nghiệm thức khác thí nghiệm 2.2 Hệ thống ni Một đơn vị nuôi hệ thống bao gồm kiếng thủy tinh dày 10mm, chiều dài 120cm, chiều rộng 60cm, đặt song song theo chiều thẳng đứng cách 10cm, hàn kín mặt đáy hai mặt xung quanh kiếng dày 10mm tạo nên hình hộp chữ nhật, đặt giá đỡ làm inox (hình 1) Mặt hình hộp nhựa có nút đậy, nơi đóng mở hệ thống ni, có lỗ nhỏ cho đường ống khí vào Mặt hình hộp thơng với van Ф34 nơi thu hoạch tảo xả nước vệ sinh Khoảng khơng gian bên hình hộp chữ nhật tích 72 lít dùng để ni sinh khối Ống dẫn khí lắp đặt bên hình hộp chữ nhật nằm song song với cạnh đáy, với lỗ khí có đường kính 0,7mm, cách 5cm Đường ống dẫn khí thơng với cột lọc khơng khí, từ máy nén khí có cơng suất 1,5m3/phút Hai đơn vị ni đặt song giá đỡ có nguồn sáng giữa, khoảng cách từ nguồn sáng đến bề mặt đơn vị nuôi 10cm Nguồn sáng bóng đèn huỳnh quang dài 1,2m, công suất 40W, hộp điều khiển điện gắn bên giá đỡ Bốn đơn vị nuôi đặt song song thành tầng giá đỡ, toàn hệ thống có 12 đơn vị ni, xếp song song thành hàng TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN 2.4 Thu thập xử lý số liệu Các yếu tố môi trường nhiệt độ, pH, DO theo dõi hàng ngày máy YSI (model 556 MPS, USA) Hình 1: Hệ thống ni 2.3 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm I: ảnh hưởng mật độ ban đầu lên sinh trưởng vi tảo N oculata Thí nghiệm bao gồm nghiệm thức khác mật độ ban đầu  : 5, 20 30 triệu tb.ml-1, nghiệm thức lập lại lần Điều kiện thí nghiệm: nước ni có độ mặn 20‰, xử lý diệt trùng calcium hypochlorite Ca(OCl)2 nồng độ 30ppm, trung hòa sodium thiosulfate (Na2S2O3), sau lọc qua cột lọc kích cỡ 1µm Duy trì độ mặn 20‰ suốt chu kỳ nuôi cách bổ sung nước bù vào lượng nước bay Cường độ ánh sáng bề mặt đơn vị nuôi 9.000-10.000lux (máy đo cường độ ánh sáng, Sper Scientific 840020, Đài loan) Tốc độ sục khí 0,6-0,8 L khí/L nước ni/phút (đo flow meter) Nhiệt độ nước nuôi 28±0.5ºC, môi trường dinh dưỡng F/2 (Guillard Ryther, 1962) Tất thí nghiệm kéo dài tảo nghiệm thức cuối bắt đầu đến pha ổn định (stationary phase) Thí nghiệm II: ảnh hưởng mật độ ban đầu lên sinh trưởng vi tảo I galbana Thí nghiệm bao gồm nghiệm thức khác mật độ ban đầu: 0,5; triệu tb.ml-1, nghiệm thức lập lại lần Điều kiện thí nghiệm: giống thí nghiệm I, ngoại trừ nước nuôi độ mặn 30‰ Mật độ tảo tất nghiệm thức xác định hàng ngày để theo dõi sinh trưởng quần thể, đếm mật độ tảo buồng đếm Neubauer Haemocytometer (độ sâu 0,1mm, dùng để đếm lồi vi tảo có kích thước 2-30µm, mật độ 104-107tb ml-1), mật độ tảo đếm giá trị trung bình lần đếm Phương pháp đếm kính hiển vi có ưu điểm kiểm sốt chất lượng tảo ni Xác định tốc độ tăng trưởng (µ) theo cơng thức Abu-Rezq ctv (1999) µ = (LnNt-LnNo)/t Nt mật độ thời điểm t, No mật độ đầu t khoảng thời gian (ngày) Sử dụng phân tích One-Way ANOVA phép thử Duncan (SPSS version 16.0) để so sánh khác biệt mật độ tốc độ tăng trưởng tảo nghiệm thức khác thí nghiệm III KẾT QUẢ 3.1 Vi tảo Nannochloropsis oculata Các mật độ ban đầu 5, 20 30 triệu tb.ml-1 chọn lựa để bố trí thí nghiệm sở thí nghiệm thăm dị mật độ ban đầu 5, 10 20 triệu tb.ml-1 Kết đếm mật độ hàng ngày cho thấy khơng có khác biệt hai mật độ 10 triệu tb.ml-1, hai đường cong tăng trưởng quần thể tảo hai mật độ gần trùng lắp (khơng trình bày số liệu) Đồ thị I.1 biểu diễn đường cong tăng trưởng N oculta nuôi hệ thống mật độ ban đầu 5, 20 30 triệu tb.ml-1 Kết đếm mật độ tảo hàng ngày cho thấy khơng có khác biệt (p>0,05) hai nghiệm thức 20 30 triệu tb.ml-1, cụ thể mật độ tảo quần thể 20 30 triệu tb.ml-1 vào ngày đạt 180 189 triệu tb.ml-1, ngày 12 đạt 243 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 11/2013 41 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN 252 triệu tb.ml-1, ngày 15 đạt 294 298 triệu tb.ml-1, ngày 18 đạt 312 313 triệu tb.ml-1, theo thứ tự Vì vậy, hai đường cong tăng trưởng quần thể tảo hai mật độ gần trùng lắp (đồ thị I.1 trái) Trái lại, quần thể triệu tb.ml-1, mật độ tảo thấp hơn, cụ thể đạt 136, 184, 254 triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi thứ 9, 12, 15 Nhưng quần thể tiếp tục pha tăng trưởng vào ngày 16, 17, 18 với mật độ 271, 291 297 triệu tb.ml-1 hai quần thể tảo 20 30 triệu tb.ml-1 vào pha ổn định Kết ba nghiệm thức khác mật độ ban đầu, đạt cực đại mật độ khoảng 310 triệu tb.ml-1, thời gian đạt cực đại hai quần thể có mật độ ban đầu 20 30 triệu tb.ml-1 không khác sớm quần thể triệu tb.ml-1 khoảng thời gian ngày Đồ thị I.1 Sinh trưởng N oculata mật độ ban đầu 5, 20 30 triệu tb.ml-1, biểu thị mật độ (trái) tốc độ tăng trưởng (phải), lần lập lại thứ Tốc độ tăng trưởng quần thể triệu tb.ml-1 đạt 0,67.ngày-1 ngày 3, giảm xuống 0,31.ngày-1 ngày giảm dần xuống 0,05.ngày-1 ngày 18 Ở hai quần thể 20 30 triệu tb.ml-1 có xu hướng tương tự, đạt theo thứ tự 0,45 0,38.ngày-1 ngày 3, giảm xuống 0,19 0,14.ngày-1 ngày 0,02.ngày-1 ngày 18 (đồ thị I.1 phải) Tốc độ tăng trưởng trung bình theo xu hướng quần thể có mật độ ban đầu cao tốc độ tăng trưởng thấp, cụ thể 0,22.ngày-1; 0,17.ngày1 0,15.ngày-1 quần thể có mật độ ban đầu 5; 20 30 triệu tb.ml-1 (p