Bước đầu nghiên cứu vi khuẩn hiếu khí trong bùn đáy ao nuôi tôm tại xã hưng hoà tp vinh nghệ an

Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng Trờng đại học vinh Khoa sinh học -------------- Lê thị hơng Bớc đầu nghiên cứu vi khuẩn hiếu khí trong bùn đáy ao nuôi tôm tại xã hng hòa thành phố vinh - Nghệ An Khoá luận tốt nghiệp đại học Ngành khoa học sinh học Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng Vinh, 2009 Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện đề tài, em đã nhận đợc sự góp ý, động viên và giúp đỡ của các thầy cô giáo, các bạn sinh viên và các hộ gia đình ở xã Hng Hoà (Thành phố Vinh Nghệ An). Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sinh học; các thầy cô giáo, các cán bộ trong Khoa nói chung và trong Tổ bộ môn Di truyền - Vi sinh - Phơng pháp giảng dạy nói riêng đã tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất và tinh thần để em hoàn thành đề tài. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hớng dẫn - Thạc sĩ Nguyễn Lê ái Vĩnh đã quan tâm, giúp đỡ và hớng dẫn tận tình để em có thể nâng cao kiến thức, phơng pháp nghiên cứu khoa học và thực hiện đề tài. Qua đây, em cũng xin chân thành cảm ơn các hộ nuôi tôm tại xã Hng Hòa cung cấp những thông tin và kinh nghiệm sản xuất cần thiết phục vụ cho đề tài này. Xin cảm ơn tới sự quan tâm, giúp đỡ, động viên của tất cả bạn bè trong suốt thời gian qua. TP. Vinh, tháng 5 năm 2009 Sinh viên Lê Thị Hơng 2 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng mục lục Trang Mở đầu 1 Chơng I. TổNG QUAN TàI LIệU .4 1.1. Tổng quan về khu hệ vi khuẩn trong môi trờng nớc và ao hồ nuôi trồng thủy sản .4 1.2. Tình hình ô nhiễm môi trờng thủy sản và khả năng xử lý bằng biện pháp vi sinh vật 5 1.2.1. Tình hình ô nhiễm môi trờng thủy sản 5 1.2.2. Khả năng xử lý bằng biện pháp VSV .7 1.3. Vi khuẩn gây bệnh ở động vật thủy sản và khả năng kiểm soát nguồn bệnh bằng vi sinh vật .10 1.3.1. Vi khuẩn gây bệnh ở động vật thủy sản .10 1.3.2. Khả năng kiểm soát nguồn bệnh bằng biện pháp VSV 12 Chơng II. ĐốI TƯợNG Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN CứU 14 2.1. Đối tợng nghiên cứu .14 2.2. Địa điểm và phơng pháp thu mẫu 14 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu .14 2.2.2.Thời gian nghiên cứu .14 2.3. Phơng pháp lựa chọn địa điểm thu mẫu .15 2.4. Các phơng pháp nghiên cứu .15 2.4.1. Phơng pháp pha loãng mẫu theo dãy thập phân 11 2.4.2.Phơng pháp MPN (Most Probable Number) 15 2.4.3. Phơng pháp cấy ria ống thạch nghiêng và hộp trải .16 2.4.4. Phơng pháp phân lập và mô tả đặc điểm khuẩn lạc vi khuẩn .16 2.4.5. Phơng pháp thử hoạt độ Amilaza và Proteaza .17 2.4.6. Phơng pháp đếm khuẩn lạc (CFU) 18 2.4.7. Môi trờng nuôi cấy vi khuẩn .19 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng 2.4.8. Phơng pháp xử lý số liệu 19 Chơng III. KếT QUả NGHIÊN CứU Và THảo luận .20 3.1. Một số đặc điểm về các ao nuôi tôm tại xã Hng Hòa (Thành phố Vinh - Nghệ An) .20 3.2. Kết quả định lợng vi khuẩn hiếu khí tổng số .21 3.2.1. Kết quả đợt I (ngày 12/11/2008) .21 3.2.2. Kết quả đợt II (ngày 15/12/2008) .22 3.2.3. Kết quả đợt III (ngày 9/02/2008) 23 3.2.4. Đánh giá về sự biến động số lợng vi khuẩn trong bùn đáy ao qua các đợt nghiên cứu .25 3.3. Thành phần và số lợng vi khuẩn đợc phân lập từ các ao nghiên cứu trong đợt 2 (ngày 15/12/2008) 27 3.4. Kết quả xác định hoạt độ enzim amylaza và proteaza của một số chủng vi khuẩn đợc phân lập .30 3.4.1. Kết quả xác định hoạt độ amylaza 30 3.4.2. Kết quả xác định hoạt độ proteaza 31 3.5. Kết quả nghiên cứu về khả năng sinh trởng của hai chủng C 11 A 1 và TB 4 .32 Kết luận và đề nghị 35 1. Kết luận .35 2. đề NGHị 35 Tài liệu tham khảo .36 Phụ lục 39 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng Mở đầu Trong khoảng 10 năm trở lại đây, nghề nuôi tôm ở Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ. Tính đến cuối năm 2001, diện tích nuôi tôm thơng phẩm ở nớc ta đã đạt 230.000 ha, năng suất bình quân là 4,7 tấn/ha, cá biệt có mô hình đạt 9 - 11 tấn/ ha. Theo báo cáo của Bộ Thủy sản, tính đến tháng 6/2005, diện tích nuôi tôm nớc lợ đạt 542.900 ha, tăng 11,2% so với cùng kỳ năm 2004, sản lợng nuôi đạt 562.800 tấn. Đối với việc nuôi tôm thâm canh cao sản, hai yếu tố quan trọng quyết định năng suất tôm là tôm giống sạch bệnh và môi trờng ao nuôi. Hiện nay, việc làm sạch và duy trì ao nuôi sạch vẫn còn nhiều bất cập, khiến cho những ngời nuôi tôm gặp rất nhiều rủi ro. Tình hình trên đang đặt ra cho các nhà khoa học và sản xuất nhiều vấn đề cần giải quyết, trong đó có việc xử lý bùn đáy ao, đặc biệt trong những ao, đầm nuôi thả tôm mật độ cao. Mỗi năm, đáy các ao nuôi tôm thâm canh có thể hình thành một lớp bùn dày 10 - 15 cm, tơng đơng 30 - 50 tấn chất khô giàu hữu cơ/ha. Bùn có thành phần chủ yếu là chất hữu cơ, sinh khối vi sinh vật và xác động vật, thực vật thủy sinh. Khi phân hủy tự nhiên sẽ làm suy giảm lợng ôxy hòa tan và sinh ra các chất độc hại đối với tôm nh NH 3 , H 2 S, CH 4 . Chất lợng nền đáy ao nuôi tôm có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng nớc ao nuôi tôm nh oxy hoà tan, độ trong của nớc, sự phát triển của tảo, sự tạo ra các khí độc, sự phát triển của các loại vi khuẩn gây bệnh . Sau mỗi vụ nuôi tôm, ngời dân thờng thực hiện tiến hành xử lý nền đáy ao bằng nhiều biện pháp khác nhau nh nạo vét, phơi khô, xử lý bằng chế phẩm vi sinh hoặc chế phẩm hoá học Mục đích của những biện pháp này là làm giảm các chất độc hại trong bùn đáy ao, giảm các loài vi sinh vật gây bệnh; đặc biệt là kích thích sự phát triển các loài vi sinh vật hiếu khí có khả năng phân giải các chất hữu cơ có trong 5 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng bùn đáy ao, đây cũng là một trong những cách để xử lý môi trờng nhờ vi khuẩn hiếu khí. Việc nghiên cứu về khu hệ vi khuẩn trong bùn đáy các ao nuôi tôm cũng đã đợc tiến hành ở nhiều nơi. Tuy nhiên, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào thời gian đang nuôi tôm, còn trong thời gian ao không nuôi tôm thì cha đợc nghiên cứu nhiều. Hơn nữa, các ao đầm nuôi tôm tại xã Hng Hòa (Thành phố Vinh - Nghệ An) là những ao đầm có thời gian nuôi cha lâu, chỉ khoảng 6 năm trở lại đây, các nghiên cứu về những vấn đề này hầu nh cha đợc thực hiện. Với những lý do trên và trong khuôn khổ của một khóa luận tốt nghiệp, chúng tôi lựa chọn đề tài: Bớc đầu nghiên cứu vi khuẩn hiếu khí trong bùn đáy ao nuôi tôm tại xã Hng Hòa (Thành phố Vinh - Nghệ An). Mục tiêu của đề tài là: - Xác định mật độ của vi khuẩn hiếu khí trong bùn đáy trong thời gian không nuôi tôm của một số ao nuôi - Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của một số chủng vi khuẩn phân lập đợc. - Qua hoạt động này, rèn luyện các phơng pháp, kỹ năng nghiên cứu khoa học, đánh giá về sự sinh trởng - phát triển và khả năng ứng dụng của các chủng vi khuẩn hiếu khí trong bùn đáy ao nuôi tôm trong việc cải thiện môi tr- ờng nuôi tôm. Nhiệm vụ của đề tài là: - Tìm hiểu về tình hình sản xuất và các đặc điểm của một số ao nuôi tôm tại xã Hng Hoà (Thành phố Vinh Nghệ An). - Tiến hành các đợt thu mẫu và bố trí thí nghiệm để điều tra về vi khuẩn hiếu khí tổng số trong bùn đáy của một số ao trong thời gian ao không nuôi tôm. - Phân lập, mô tả và bảo quản các chủng vi khuẩn hiếu khí từ các mẫu bùn đáy ao thu thập đợc. 6 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng - Nghiên cứu hoạt tính enzim amylaza và proteaza của các chủng đợc phân lập. - Nghiên cứu khả năng sinh trởng của một số chủng vi khuẩn có hoạt tính enzim amylaza và proteaza mạnh. 7 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng Chơng I. TổNG QUAN TàI LIệU 1.1. Tổng quan về khu hệ vi khuẩn trong môi trờng nớc và ao hồ nuôi trồng thủy sản Vi sinh vật (VSV) có mặt ở khắp mọi nơi trong các nguồn nớc. Sự phân bố của chúng hoàn toàn không đồng nhất mà rất khác nhau tùy thuộc và đặc tr- ng của từng loại môi trờng [1]. Số lợng, thành phần VSV trong nớc phụ thuộc nhiều vào các yếu tố môi trờng nh: ánh sáng, nhiệt độ, pH, hàm lợng chất hữu cơ Thành phần VSV trong nớc gồm có vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn, virut, vi tảo Trong đó, vi khuẩn chiếm tỉ lệ là cao nhất [10]. Vi khuẩn trong nớc chủ yếu là các loài dị dỡng hoại sinh. Những loài này có khả năng phân hủy các chất hữu cơ, sử dụng hoặc chuyển hóa các chất độc trong môi tr- ờng nớc nh NH 3 , H 2 S, CH 4 Vi khuẩn luôn giữ vai trò quan trọng về thành phần, số lợng cũng nh ảnh hởng tích cực hoặc tiêu cực đến hệ sinh thái nớc [12]. ở các ao, hồ đầm nuôi trồng thủy sản, hàm lợng chất dinh dỡng và muối khoáng cao nên số lợng loài và thành phần VSV phong phú, đa dạng, tập trung khá nhiều loại. Vai trò của chúng đối với các hệ sinh thái nớc cũng có sự khác nhau [14]. Ngoài những sinh vật tự dỡng còn có rất nhiều các nhóm VSV dị d- ỡng có khả năng phân hủy các chất hữu cơ, ở các tầng nớc khác nhau. Các ao hồ đầm nuôi trồng thủy sản còn luôn chịu tác động mạnh mẽ của con ngời. Đặc biệt, việc cung cấp các nguồn dinh dỡng làm thức ăn của vật nuôi thủy sản. Các thức ăn thừa và chất thải của vật nuôi thờng làm cho nớc giầu chất hữu cơ và gây ra hiện tợng phú dỡng. Đây cũng chính là môi trờng thuận lợi cho sự phát triển của VSV trong các ao hồ. Sự gia tăng số lợng VSV trong nớc giúp cho quá trình chuyển hóa vật chất nhanh hơn, tăng cờng quá trình tự làm sạch của nớc. Bên cạnh đó, VSV cũng có thể gây ô nhiễm ao hồ nuôi trồng thủy sản bởi các 8 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng VSV gây bệnh, sự suy giảm của oxi hòa tan, thay đổi pH, thay đổi nồng độ các ion trong nớc[12]. 1.2. Tình hình ô nhiễm môi trờng thủy sản và khả năng xử lý bằng biện pháp vi sinh vật 1.2.1. Tình hình ô nhiễm môi trờng thủy sản Không ch ti Vit Nam m ngay c ti nhiu nc trong khu vc ông Nam nh Philippin, i Loan, Thái Lan, Indonesia . ho t ng nuôi trồng thy sn, nht l nuôi tôm ã to ra mt s chuyn i hiu qu v em li nhiu li ích thit thc cho nông dân. Hin nay, trên 80% sn lng tôm trên th gii l t ngun tôm nuôi công nghip vi các ging tôm chính nh tôm sú, tôm th, tôm th uôi. S liu thng kê cho bit tng s lng tri nuôi tôm trên th gii l kho ng 380 000 tri nuôi, chim khong 1,25 triu ha, vi sn lng h ng n m t 50 ti 10 000 kg/ha. Hot ng nuôi tôm bao gm nuôi qun canh, bán thâm canh v thâm canh. Vi c tng trng nhanh chóng các hot ng nuôi tôm trong hai thp niên gn ây mang li mt s m rng din tích nuôi tôm trên to n c u, nhng cng l m thay i nhanh chóng công ngh nuôi trng thy sn. Nhng công ngh k thut tiên tin xut hin khá rõ nét trong hot ng nuôi con ging, xây dng công thc cho thc n, v k thut cho n. Tuy nhiên, nhng vn ã xut hin đó l bùng phát b nh dch do nhiều loại VSV khác nhau nh virut, vi khuẩn, nấm s xung cp ca môi trng, trit phá rng ngp mn, thiu hụt các tri nuôi tôm ging có cht lng. Ngo i ra, vi c thay i môi trng t nhiên ven bin ó l m xu t hin nhng lo ngi liên quan ti cht lng nc v t, s cân bng môi trng. Phn ln sn phm d tha trong nuôi tôm ợc tích t di đáy ao. ây chính l ngu n gây nguy hi cho con tôm v cho hot ng nuôi tôm. Lp bùn áy ao n y r t c, thiu ôxy v ch a nhiu cht c nh amoni, nitrit, hydrogen sulfit. Cht lng nc v ch t lng áy ao s tác ng trc tip ti con tôm. Con tôm luôn b cng thng, th hin qua vic kém n, mc tng trng gim 9 Khoá luận tốt nghiệp Cử nhân Sinh học Lê Thị Hơng v d b mc bnh. Phn ln, các bnh ca con tôm u có ngun gc t môi trng m chúng sinh s ng. Môi trng bên ngo i tr i nuôi tôm, cht thi d bn thng không c qun lý tt s l m nh hng ti h sinh thái ven bin. iu n y không ch tác ng lên môi trng t m còn lên các giá tr t i nguyên ven bi n, bao gm c các tri nuôi tôm. Vic tái s dng ao b ô nhim hay ng ra môi trng xung quanh s to iu kin l m cho ngun nc ô nhim v tác ng lên các hot ng ven bin. Cách ây nhiu nm ngi ta ã thy rng vic nuôi tôm thâm canh thiu khoa hc thỡ không bn vng. Vic tôm cht h ng lo t do bnh nguyên tn công l do nh hng ca iu kin sinh thái xu gây ra. Trong nuôi trng thy sn, thc n không n ht, phân v s chuyn hóa dinh dng l ngu n gc ch yu ca s ô nhim nc nuôi thy sn. Ngi ta quan sát thy rng, trong h thng thâm canh tôm thì ch có 15 - 20% thc n c dùng v o phát tri n mô ng vt, có ti 15% tng lng thc n hao ht do không n ht v th t thoát, ch có 40 - 45% l c s dng trong quá trình chuyn hóa bình thng, duy trì v l t v. Lng cht thi sinh ra có liên quan vi công ngh sn xut thc n v h thng nuôi tôm. Nit v photpho l nh ng nguyên t ch yu trong cht thi bt ngun t thc n. Vic cho thc n quá nhiu, nc không n nh, thc n d tan, thc n khó hp thu v kh nng duy trì nit . l nh ng yu t liên quan vi nc thi có cha nhiu nit v photpho. Th c n tha, chim t l ln (30 - 40%) ca ô nhim nit. Ngi ta c lng rng, có khong 63 - 78% nit v 76 - 80% photpho cho tôm n b tht thoát v o môi tr ng. Các ngun khác ca cht thi hu c l m nh vn thc vt phù du hoc to dng si (lab-lab) v ch t lng ng hoc cht hu c ho tan/huy n phù . l do n c ly v o mang theo. Cht thi nuôi thy sn còn có cha mt ít d lng ca các cht kháng sinh, dc phm, thuc tr liu v kích thích t . 10