Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ ban đầu, độ sâu nước và tốc độ khuấy đảo đến tốc độ sinh trưởng của tảo spirulina platensis (geiter, 1925) trong nước biển ở quy mô 6m2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THỊ NHẪN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MẬT ĐỘ BAN ĐẦU, ĐỘ SÂU NƢỚC VÀ TỐC ĐỘ KHUẤY ĐẢO ĐẾN TỐC ĐỘ SINH TRƢỞNG CỦA TẢO Spirulina platensis (Geitler, 1925) TRONG NƢỚC BIỂN Ở QUY MÔ M2 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA – NĂM 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THỊ NHẪN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA MẬT ĐỘ BAN ĐẦU, ĐỘ SÂU NƢỚC VÀ TỐC ĐỘ KHUẤY ĐẢO ĐẾN TỐC ĐỘ SINH TRƢỞNG CỦA TẢO Spirulina platensis (Geitler, 1925) TRONG NƢỚC BIỂN Ở QUY MÔ M2 LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Nuôi trồng thủy sản Mã số: 60620301 Quyết định giao đề tài: 1238/QĐ-ĐHNT ngày 30/12/2015 Quyết định thành lập HĐ: 967/QĐ-ĐHNT 8/11/2016 Ngày bảo vệ: 29/11/2016 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ MINH HOÀNG Chủ tịch Hội đồng: TS NGUYỄN TẤN SỸ Khoa sau đại học: ThS HỒNG HÀ GIANG KHÁNH HỊA – 2016 LỜI CAM ĐOAN Các số liệu kết Luận văn tốt nghiệp cao học phần nội dung nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất tảo xoắn Spirulina platensis nước biển” Th.S Trần Thị Lê Trang, Giảng viên Viện Nuôi trồng Thủy sản chủ nhiệm Đƣợc đồng ý chủ nhiệm đề tài, tham gia thực hiệ dụng số liệ đề tài Tôi xin cam đoan kết số liệu Luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu Khánh Hòa, ngày 30 tháng 11 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Nhẫn iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Viện Nuôi trồng Thủy sản, Khoa Sau Đại học - Trƣờng Đại học Nha Trang quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu vừa qua Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Minh Hoàng nhiệt tình hƣớng dẫn, động viên bảo tơi suốt trình định hƣớng nghiên cứu, thực đề tài viết luận văn tốt nghiệp ạo điều kiện sở vật Tôi xin chân thành ể thực tốt đề tài tốt nghiệp chấ ộc Viện Ni trồng Thủy sản Tơi xin gửi lời nhiệt tình giúp đỡ, động viên trình học tập, nghiên suốt thời gian thực đề tài Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Khánh Hòa, ngày 30 tháng 11 năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Nhẫn iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN .iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH x TRÍCH YẾU LUẬN VĂN xi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm sinh học tảo Spirulina 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Hình thái 1.1.3 Môi trƣờng sống phân bố 1.1.3.1 Môi trƣờng sống 1.1.3.2 Phân bố 1.1.4 Sinh trƣởng sinh sản 1.1.4.1 Sinh trƣởng 1.1.4.2 Sinh sản 1.2 Giá trị dinh dƣỡng 1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến sinh trƣởng phát triển tảo Spirulina 10 1.3.1 Nhiệt độ 10 1.3.2 Độ mặn 10 1.3.3 Ánh sáng 11 1.3.4 pH 12 1.3.5 Chế độ sục khí/ xáo trộn nƣớc 12 1.3.6 Môi trƣờng dinh dƣỡng 12 1.3.6.1 Môi trƣờng nuôi/ chất dinh dƣỡng 13 1.3.6.2 Các yếu tố dinh dƣỡng khác 13 1.4 Một số ứng dụng tảo Spirulina 14 1.4.1 Trong nuôi trồng thủy sản 14 v 1.4.2 Trong công nghiệp 14 1.5 Tình hình nghiên cứu ni tảo Spirulina giới Việt Nam 15 1.5.1 Trên giới 15 1.5.2 Ở Việt Nam 16 1.6 Các hệ thống nuôi thu sinh khối tảo Spirulina 17 1.6.1 Hệ thống hở (O.E.S): 17 1.6.2 Hệ thống kín (C.E.S): 17 1.6.3 Các hệ thống nuôi cải tiến 18 1.7 Các hình thức ni thu sinh khối tảo Spirulina 19 1.8 Những khó khăn việc ni tảo Spirulina 20 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng, thời gian địa điểm nghiên cứu 22 2.2 Chuẩn bị điều kiện thí nghiệm 22 2.2.1 Nguồn nƣớc 22 2.2.2 Thiết bị, dụng cụ 22 2.3 Hệ thống bể nuôi 22 2.4 Môi trƣờng dinh dƣỡng 23 2.5 Bố trí thí nghiệm 24 2.5.1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hƣởng mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 25 2.5.2 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng độ sâu nƣớc đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 26 2.5.3 Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hƣởng tốc độ khuấy đảo đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 26 2.5.4 Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 27 2.6 Phƣơng pháp thu thập xử lý số liệu 28 2.6.1 Phƣơng pháp xác định yếu tố môi trƣờng 28 2.6.2 Phƣơng pháp xác định tốc độ sinh trƣởng tảo 28 2.6.2.1 Phƣơng pháp xác định sinh khối tảo mật độ quang OD 28 2.6.2.2 Phƣơng pháp thiết lập đƣờng chuẩn mối quan hệ mật độ quang (Optical density: OD) khối lƣợng khô tảo 28 vi 2.6.2.3 Phƣơng pháp xác định tốc độ sinh trƣởng tảo 29 2.6.2.4 Phƣơng pháp xác định sản lƣợng tảo thu hoạch 29 2.6.3 Phƣơng pháp xử lý số liệu 29 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Thí nghiệm ảnh hƣởng mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 30 3.1.1 Biến động yếu tố môi trƣờng 30 3.1.2 Ảnh hƣởng mật độ ban đầu đến tốc độ sinh trƣởng tảo 31 3.2 Thí nghiệm ảnh hƣởng độ sâu nƣớc đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 34 3.2.1 Biến động yếu tố môi trƣờng 34 3.2.2 Ảnh hƣởng độ sâu nƣớc đến tốc độ sinh trƣởng tảo 35 3.3 Thí nghiệm ảnh hƣởng tốc độ khuấy đảo đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 36 3.3.1 Biến động yếu tố môi trƣờng 36 3.3.2 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy đảo đến tốc độ sinh trƣởng tảo 38 3.4 Thí nghiệm ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch đến tốc độ sinh trƣởng tảo Spirulina platensis nƣớc biển quy mô m2 39 3.4.1 Biến động yếu tố môi trƣờng 39 3.4.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch đến tốc độ sinh trƣởng tảo 41 3.4.3 Ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch đến sản lƣợng tảo 42 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 4.1 Kết luận 44 4.2 Khuyến nghị 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC I vii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT % : Phần trăm ‰ : Phần ngàn DHA : 22:6n-3 (Docosahexaenoic acid) EPA : 20:5n-3 (Eicosapentaenoic acid) HUFA : High unsaturated fatty acids OD : Optical density µ : Tốc độ sinh trƣởng MĐBĐ : Mật độ ban đầu viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần sinh hóa tảo Spirulina Bảng 1.2 Thành phần vitamin khoáng tảo Spirulina Bảng 1.3 Thành phần acid amin tảo Spirulina Bảng 2.1 Môi trƣờng f/2 23 Bảng 3.1 Biến động yếu tố môi trƣờng 30 Bảng 3.2 Tốc độ sinh trƣởng tảo MĐBĐ khác 33 Bảng 3.3 Biến động yếu tố môi trƣờng 34 Bảng 3.4 Tốc độ sinh trƣởng tảo độ sâu nƣớc khác 36 Bảng 3.5 Biến động yếu tố môi trƣờng 37 Bảng 3.6 Tốc độ sinh trƣởng tảo tốc độ khuấy đảo khác 39 Bảng 3.7 Biến động yếu tố môi trƣờng 40 Bảng 3.8 Tốc độ sinh trƣởng tảo tỷ lệ thu hoạch khác 42 Bảng 3.9 Sản lƣợng thu tảo tỷ lệ thu hoạch khác 43 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tảo Spirulina platensis Hình 1.2 Các pha sinh trƣởng tảo Hình 1.3 ảo Spirulina Hình 2.1 Hệ thống bể nuôi 23 Hình 2.2 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 24 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 25 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 26 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 27 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 28 Hình 2.7 Phƣơng trình tƣơng quan OD khối lƣợng khơ tảo 29 Hình 3.1 Biến động nhiệt độ pH 30 Hình 3.2 Ảnh hƣởng mật độ ban đầu 32 Hình 3.3 Biến động nhiệt độ pH 34 Hình 3.4 Ảnh hƣởng độ sâu nƣớc 35 Hình 3.5 Biến động nhiệt độ pH 37 Hình 3.6 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy đảo 38 Hình 3.7 Biến động nhiệt độ pH 40 Hình 3.8 Ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch 41 Hình 3.9 Sản lƣợng tảo S platensis tỷ lệ thu hoạch khác 43 x Bảng 3.7 Biến động yếu tố môi trƣờng Nhiệt độ (oC) Sáng Chiều Sáng 25 30 27 ,64 1,7 31 34 31,91 1,7 8,8 Nhiệt độ Chiều 8,2 30 – 32 9,2 pH 40 10 35 30 25 20 6 pH Nhiệt độ (độ C) Độ mặn (‰) pH 10 Thời gian (ngày) Hình 3.7 Biến động nhiệt độ pH  Nhiệt độ Có thể thấy ngày đầu, nhiệt độ nƣớc bể nuôi thấp, từ 25 – 27oC vào buổi sáng 30 – 31oC vào buổi chiều, nguyên nhân trời mƣa liên tục ngày trƣớc Tuy nhiên, từ ngày thứ 5-10, nhiệt độ có xu hƣớng tăng cao, dao động từ 29 – 31oC (sáng) 33 – 34oC (chiều) trời hết mƣa bắt đầu nắng gắt Điều giải thích sinh khối tảo tăng chậm ngày đầu nhƣng tăng nhanh vào ngày tiếp theo, từ ngày – tiến hành thu hoạch tảo Theo Richmond (1986) [32], nhiệt độ thấp cho sản xuất tảo Spirulina 18oC, tối ƣu cho phát triển tảo 35 – 37oC Trong đó, Vonshak & Tomaselli (2000) [35] cho rằng: loài Spirulina khác nhiệt độ sinh trƣởng khác nhau, dao động từ 24 – 42oC  pH Trong 10 ngày thí nghiệm, pH dao động từ 8,0 – 9,2, trung bình đạt 8,4 vào buổi sáng 8,72 vào buổi chiều Sự hấp thu NO3- có mơi trƣờng dinh dƣỡng tảo dẫn đến pH tăng Điều thấy rõ pH nghiệm thức tăng suốt 40 thời gian bố trí thí nghiệm nhƣng sau giảm cuối thí nghiệm (ngày 10) tảo tàn Mặt khác, thời tiết nắng gắt, nhiệt độ tăng cao vào vụ (ngày – 9) nguyên nhân thúc đẩy cƣờng độ quang hợp tảo diễn mạnh mẽ, làm tăng pH Theo Richmond (1986) [32], tảo Spirulina thuộc nhóm tảo hấp thu chủ yếu HCO3- cho trình quang hợp, nên phát triển mạnh môi trƣờng pH cao pH thí nghiệm ln nằm khoảng thích hợp cho tảo phát triển 3.4.2 Ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch đến tốc độ sinh trƣởng tảo Sau nuôi đạt sinh khối 3,6 – 3,8 g/l ngày nuôi thứ 4, tiến hành thu hoạch theo tỷ lệ 20, 40 60% tảo/ngày tảo tàn lụi Kết nuôi thu định kỳ cho thấy xu hƣớng rõ rệt: sinh khối tảo tiếp tục tăng mức thu hoạch thấp 20 – 40% /ngày; tỷ lệ thu cao 60%/ngày làm sinh khối tảo giảm mạnh nhanh chóng tàn lụi sau – ngày thu (Bảng 3.8 Hình 3.8) 20% 40% 60% 5.00 Khối lƣợng tảo (g/l) 4.00 3.00 2.00 1.00 00 Thời gian (ngày) 10 Hình 3.8 Ảnh hƣởng tỷ lệ thu hoạch Tảo đƣợc thu tỷ lệ 40%/ngày có xu hƣớng giảm nhẹ sau ngày thu hoạch thứ (3,18 ± 0,04), sau tiếp tục gia tăng sinh khối đạt giá trị lớn 4,56 ± 0,09 theo sau tỷ lệ 20%/ngày tiếp tục gia tăng sinh khối đạt giá trị 4,22 ± 0,05 g/l ngày nuôi thứ (P