luận án tiến sĩ nghiên cứu sử dụng ozone trong sản xuất giống cua biển (scylla paramamosain estampador, 1949)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VIỆT BẮC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZON TRONG SẢN XUẤT GIỐNG CUA BIỂN (Scylla paramamosain Estampador, 1949) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN VIỆT BẮC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG OZON TRONG SẢN XUẤT GIỐNG CUA BIỂN (Scylla paramamosain Estampador, 1949) LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS.TS VŨ NGỌC ÚT 2021 LỜI CẢM TẠ Trước hết tơi xin chân thành gửi tình cảm cao quý đến đấng sinh thành Cha, mẹ người thân dồn tất tình cảm công sức để chắt chiu nuôi dạy đến ngày hôm nay, đưa đến ngưỡng cửa tương lai đời Để hồn thành tốt luận án, tơi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Vũ Ngọc Út định hướng, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên đóng góp nhiều ý kiến quý báu suốt thời gian thực đề tài hoàn thành luận án Xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến tất quý thầy cô Khoa Thủy Sản Trường Đại học Cần Thơ tận tụy truyền đạt cho tơi nhiều kiến thức, kinh nghiệm bổ ích, hành trang vững giúp tơi có phẩm chất lực trở thành người có ích cho gia đình xã hội Xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Lãnh đạo Quý Phòng, Ban Bộ môn Nuôi trồng Thủy sản Trường Cao đẳng Cộng đồng Cà Mau, tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu nâng cao trình độ chun mơn Xin chân thành cảm ơn đến Ths Nguyễn Thị Tiên Bộ môn Thủy sản Trường Cao đẳng Cộng đồng Cà Mau giúp đỡ tạo nhiều điều kiện cho có thời gian tham gia học tập hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn đến thầy GS.TS Trần Ngọc Hải, PGS.TS Lê Quốc Việt, PGS.TS Châu Tài Tảo, Ths Hồ Thị Hồng Oanh ln sẵn lịng giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm cho suốt thời gian thực luận án Xin chân thành cảm ơn đến TS Trần Nguyễn Duy Khoa hết lòng động viên, chia kinh nghiệm giúp đở tơi lúc khó khăn để hồn thành tốt việc học tập nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn đến em sinh viên lớp Cao đẳng Nuôi trồng Thủy sản hỗ trợ suốt thời gian thực thí nghiệm luận án Cần Thơ, tháng 5/2021 Tác giả Nguyễn Việt Bắc i TÓM TẮT Cua biển (Scylla paramamosain) đối tượng quan trọng nuôi trồng thủy sản Các giải pháp nhằm cải tiến kỹ thuật, nâng cao tỷ lệ sống cua biển trình sản xuất giống tập trung nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu sử dụng ozon sản xuất giống cua biển (Scylla paramamosain)” thực nhằm đánh giá ảnh hưởng ozon lên chất lượng môi trường nước ương, chất lượng trứng ấu trùng cua biển làm sở cho việc ứng dụng ozon vào sản xuất giống cua biển Sáu thí nghiệm tiến hành cua trứng ấu trùng cua nhằm đánh giá khả hòa tan tồn lưu ozon nước, chế độ xử lý ozon cho trứng ấu trùng cua biển (nồng độ, thời gian, tần suất giai đoạn ấu trùng), hiệu kinh tế quy trình sản xuất giống cua biển ứng dụng ozon Ozon sục trực tiếp vào bể ương với công suất máy 4g/h thông qua hệ thống khí ventuari đá bọt Kết cho thấy, điều kiện trại sản xuất giống (độ mặn 30 ‰, pH = 8,0) thời gian ozon hòa tan bán rã tùy thuộc vào thể tích nước Đối với trứng cua biển, xử lý ozon nồng độ 0,1 mg/L thời gian 60 giây với tần suất ngày/ lần giúp kiểm soát tốt mật độ vi khuẩn, nấm ký sinh nước ương không ảnh hưởng đến chất lượng tỷ lệ nở trứng với, trứng cua nở đạt 57,4% 4,25 x 10 ấu trùng/g cua mẹ Tuy nhiên, ozon nồng độ 0,2 – 0,5 mg/L gây bào mòn vỏ trứng cua Trên ấu trùng cua biển, sử dụng nồng độ ozon 0,05 mg/L cho kết tốt số biến thái tỷ lệ sống ấu trùng Theo đó, ấu trùng cua giai đoạn tiếp xúc với ozon 0,05 mg/L vịng 1h khơng có khác biệt tỷ lệ sống, sau 24h nồng độ từ 0,1 mg/L gây chết đáng kể so với - 0,05 mg/L Ở tần suất ngày/lần nồng độ ozon 0,05 mg/L, mật độ vi khuẩn (khuẩn lạc hay CFU/mL) vi khuẩn Vibrio tổng (CFU/mL) kiểm 3 soát mức thấp (tương ứng với 2,2 x 10 CFU/mL 0,2 x 10 CFU/mL), tỷ lệ nhiễm ký sinh thấp (4,86%) tỷ lệ dị hình 4,96% Tuy nhiên, số biến thái qua giai đoạn (LSI) tỷ lệ sống ấu trùng đến cua ghi nhận cao (10,5%) tần suất ngày/lần Đánh giá sử dụng ozon thực tế sản xuất giống cua biển S paramamosain so sánh đánh giá hiệu so với quy trình áp dụng sản xuất nay: quy trình sử dụng hóa chất kháng sinh Ở mật độ ương 200 con/L, quy trình ozon (0,05 mg/L, với tần suất ngày/lần) cho thấy chất lượng nước (hàm lượng COD, TAN, NO 2) mật độ vi khuẩn tổng, Vibrio sp tỷ lệ nhiễm ký sinh trùng ấu trùng (lần lượt 0,86 x 10 ii 4 CFU/mL, 0,16 x 10 CFU/mL 6,40%) thấp có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức lại Tương tự, số LSI, tăng trưởng ấu trùng nghiệm thức sử dụng ozon cao so với nghiệm thức sử dụng hóa chất Tỷ lệ sống đến giai đoạn Cua1 (8,81%) tỷ suất lợi nhuận (1,35) cao quy trình sử dụng ozon, sử dụng kháng sinh (7,23% 0,85), khác biệt có ý nghĩa với nghiệm thức sử dụng hóa chất (2,29% – 0,4) Bên cạnh đó, chất lượng Cua1 sản xuất quy trình ozon so sánh tăng trưởng với nguồn cua tự nhiên nguồn cua sản xuất nhân tạo địa phương (cua sản xuất chủ yếu kháng sinh) Kết sau 30 ngày nuôi với thịt tôm, tăng trưởng khối lượng tỷ lệ sống cua giống sản xuất theo quy trình ozon 0,711 g 92,8% khác biệt khơng có ý nghĩa với nguồn cua giống tự nhiên 0,773 g 92,8%, khác biệt có ý nghĩa với nguồn cua sản xuất nhân tạo địa phương 0,414 g 88% Kết nghiên cứu cho thấy, xử lý ozon với tần suất ngày/lần với nồng độ 0,1 mg/L 60 giây giúp kiểm soát tốt bệnh nấm, khuẩn kí sinh mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng trứng ấu trùng cua biển Xử lý ozon với tần suất ngày/lần nồng độ 0,05 mg/L giúp kiểm soát tốt vi khuẩn ký sinh trùng gây hại cho ấu trùng, cải thiện biến thái, tăng trưởng tỷ lệ sống ấu trùng, nâng cao chất lượng Cua Kết đề tài ứng dụng thực tế sản xuất giống cua biển Từ khóa: ozon, cua biển, S paramamosain, sản xuất giống iii ABSTRACT The mud crab (Scylla paramamosain) is an important species for aquaculture Sustained efforts have reportedly focused on improvement of practice technologies and enhancement of survival rate in seed production The present study was carried out to evaluate the effects of ozone disinfection on water quality parameters, egg viability and larval quality in mud crab seed production The study consisted six experiments on ovigerous crab and mud crab larvae Investigations on effects of the dissolved capacity and accumulation of ozone in the rearing water; effects of different ozone concentrations, exposure times, frequencies, on eggs and at different larval stages; and the economic efficiency of ozone disinfection application for mud crab seed production Ozone was directly supplied into rearing tanks at g/h through a ventuari pump and air stones The results showed that in normal hatchery condition settings (i.e salinity of 30‰ and pH of 8.0), the dissolved and decay time of ozone depended on the water volume For mud crab eggs, daily ozone disinfection at 0.1 mg/L of concentration for 60s could help control bacterial load density, fungi and parasites in rearing water without compromising the quality and hatching index of eggs In this study, the hatching index was recorded at 57.4% with a fecundity at 4.25 x 10 larvae/g of female crab However, we observed that at higher ozone disinfection rates (0.2-0.5 mg/L) could cause damage to the shell surface of eggs For the mud crab larvae, ozone concentration at 0.05 mg/L showed the best results in larval metamorphosis (Larval stage index or LSI) and survival No significant difference in survival of crab larvae was observed when exposed to 0.05 mg/L for hour However, the larval mortality significantly increased after 24h exposure to ozone at 0.1 mg/L as compared to – 0.05 mg/L At daily exposure frequency and 0.05 mg/L ozone concentration, the total bacteria density (colony-forming unit or CFU/mL) and Vibrio density 3 (CFU/mL) were managed at low levels (2.2 x 10 CFU/mL and 0.2 x 10 CFU/mL), low parasitic infection (4.86%), and deformation index (4.96%) However, the larval stage index and survival rate of mud crab larvae until Crab stage (10.5%) was the highest at days/time of exposure frequency A comparison among common practice protocols in mud crab larvae was carried out including: ozone disinfection, use of chemicals and use of antibiotics At 200 larvae/L of stocking density, the protocol applying ozone (0.05 mg/L and exposed every day) demonstrated that the water quality iv parameters (COD, TAN and Nitrite), total bacteria count, Vibrio count and 4 parasitic infection on the larvae (0.86 x 10 CFU/mL, 0.16 x 10 CFU/mL and 6.40%) were statistically lower than other treatments Similarly, the LSI and growth performance of crab larvae in ozone treatment were significantly greater than chemical treatment The highest values in larval survival rate at crab stage (8.81 %) and net profit (1.35) were recorded in ozone treatment, followed by antibiotic treatment (7.23 % and 0.85), were significantly higher than chemical treatment (2.29 % and – 0.4) Besides, the quality of crab seed produced by ozone application protocol was also compared to wild seed and local hatchery crab seed (using antibiotic) After 30 days of rearing with shrimp meat, the growth in weight and survival produced by ozone disinfection protocol were at 0.711 g and 92.8%, not significantly different to wild crab seed (0.773 g and 92.8%), but statistically higher than local hatchery crab seed (0.414 g and 88%) The results from this study demonstrated that daily ozone disinfection at 0.1 mg/L for 60 seconds could help to control fungi, bacteria, and parasites without compromising egg and larval quality At 0.05 mg/L exposed every days, management of pathogenic bacterial load and parasites can be achieved with improvements in metamorphosis, growth performance, survival and quality of mud crab Findings from this study could aid in applications of mud crab seed production and improved husbandry practices Keywords: Ozone, mud crab, Scylla paramamosain, seed production v vi MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ i TÓM TẮT ii ABSTRACT iv LỜI CAM KẾT vi MỤC LỤC vii DANH MỤC BẢNG xiii DANH MỤC HÌNH xv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xv Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa nghiên cứu 1.5 Điểm nghiên cứu 1.6 Nội dung nghiên cứu 1.7 Thời gian thực Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm sinh học cua biển 2.1.1 Đặc điểm phân loại 2.1.2 Phân bố 2.1.3 Môi trường sống cư trú 2.1.4 Vòng đời 2.1.5 Đặc điểm sinh sản 2.1.5.1 Sự thành thục cua biển 2.1.5.2 Di cư sinh sản 2.1.5.3 Tập tính bắt cặp, đẻ trứng ấp trứng 2.1.5.4 Sự phát triển giai đoạn ấu trùng 2.1.6 Đặc điểm sinh trưởng 10 2.1.6.1 Lột xác tái sinh 10 2.1.6.2 Các giai đoạn trình lột xác 11 2.1.6.3 Các yếu tố điều khiển trình lột xác 12 2.1.6.4 Tuổi thọ kích thước tối đa cua 12 2.1.7 Đặc điểm dinh dưỡng 13 2.2 Sản xuất giống cua biển 13 2.2.1 Lựa chọn cua mẹ nuôi vỗ 13 2.2.2 Hệ thống nuôi vỗ 14 vii 2.2.3 Khẩu phần ăn chế độ cho ăn 14 2.2.4 Sinh sản 15 2.2.5 Ấp nở 16 2.2.6 Ương ấu trùng Zoea 16 2.2.6.1 Lựa chọn ấu trùng 16 2.2.6.2 Nước ương ấu trùng 17 2.2.6.3 Nhiệt độ 17 2.2.6.4 Độ mặn 17 2.2.6.5 Ánh sáng 17 2.2.6.6 Bể ương 18 2.2.6.7 Thay nước xiphon 18 2.2.6.8 Thức ăn giàu hóa thức ăn 19 2.2.7 Ương megalop 21 2.3 Một số bệnh cua mẹ, trứng ấu trùng cua biển 23 2.3.1 Bệnh vi khuẩn 23 2.3.1.1 Vi khuẩn phát sáng 23 2.3.1.2 Vi khuẩn sợi 23 2.3.2 Nấm 23 2.3.3 Ký sinh trùng 24 2.4 Phòng trị bệnh 24 2.5 Hiện trạng sản xuất giống cua biển ĐBSCL 25 2.5.1 Kết cấu trại sản xuất giống cua biển 25 2.5.2 Nuôi vỗ ấp cua trứng 26 2.5.3 Ương ấu trùng 27 2.5.4 Ương cua giống 28 2.5 Ozon nuôi trồng thủy sản 30 2.5.1 Cơ chế tạo ozon yếu tố ảnh hưởng đến suất ozon 30 2.5.2 Cơ chế oxy hóa ion vô cơ, ammoniac hydro sulfua ozon 30 2.5.2.1 Cơ chế phản ứng nhóm halogen với ozon 31 2+ 2+ 2.5.2.2 Cơ chế phản ứng ion Fe Mn với ozon 33 2.5.3 Cơ chế oxy hóa hợp chất hữu ozon 33 2.5.3.1 Aldehyd, Alcohol, Xeton axit Carbocylic 33 2.5.3.2 Anken 34 2.5.4 Cơ chế diệt mầm bệnh ozon 34 2.5.5 Ứng dụng ozon nuôi trồng thủy sản 35 2.5.5.1 Cải thiện chất lượng nước 35 2.5.5.2 Khử trùng nguồn nước cho hệ thống nuôi 36 2.5.5.3 Cải thiện tỷ lệ sống suất hệ thống nuôi 38 2.5.5.4 Cải thiện tỷ lệ nở 38 viii W1 NT Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 W2 NT Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 W3 Duncan a Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 191 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 W5 NT Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 E4 Tốc độ tăng trưởng tương đối khối lượng Homogeneous Subsets SGRW1 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 SGRW2 192 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 SGRW3 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 SGRW4 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 SGRW5 Subset for alpha = 0.05 nt 193 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 E5 Thời gian lột xác Homogeneous Subsets Lan1 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 Lan2 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 Lan3 Subset for alpha = 0.05 nt N 194 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 Lan4 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 Lan5 nt Duncan a Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 E6 Tỷ lệ sống Post Hoc Tests Homogeneous Subsets TLS 195 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 F Một số hình ảnh bố trí thí nghiệm F1 Hệ thống bể ni cua mẹ F2: Bình nhựa (carboy) dùng để ni tảo Chlorella tảo Nannochloropsis F3: Bể nuôi luân trùng Brachionus plicatilis 196 Bể ni ln trùng Brachionus plicatilis F4: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ ozon thời gian đến tỷ lệ sống phôi trứng cua biển F5: Thí nghiệm xử lý cua trứng với tần suất xử lý ozon khác F6: Thí nghiệm nồng độ ozon thích hợp cho giai đoạn ấu trùng cua biển 197 F7: Thí nghiệm ương ấu trùng cua biển với tần suất xử lý ozon khác F8:Đánh giá quy trình sử dụng ozon sản xuất giống cua biển F9: Bể nuôi tăng trưởng cua giống 198 199 ... nhằm cải tiến kỹ thuật, nâng cao tỷ lệ sống cua biển trình sản xuất giống tập trung nghiên cứu Đề tài ? ?Nghiên cứu sử dụng ozon sản xuất giống cua biển (Scylla paramamosain) ” thực nhằm đánh giá... trình nghiên cứu cơng bố việc sử dụng ozon ương ấu trùng cua biển Do đó, việc ? ?Nghiên cứu sử dụng ozon sản xuất giống cua biển S paramamosain Estampador, 1949” cần thiết, nhằm hạn chế, thay sử dụng. .. đến cua ghi nhận cao (10,5%) tần suất ngày/lần Đánh giá sử dụng ozon thực tế sản xuất giống cua biển S paramamosain so sánh đánh giá hiệu so với quy trình áp dụng sản xuất nay: quy trình sử dụng