Nghiên cứu này được tiến hành nhằm (1) xác định tăng trưởng của tôm thẻ xanh và cá dìa và (2) ước lượng sự đóng góp dinh dưỡng (carbon và nitơ) của các nguồn thức ăn cho tăng trưởng của tôm thẻ xanh và cá dìa trong hệ thống nuôi ghép tôm-cá dìa. Mời các bạn tham khảo!
Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2021 ƯỚC LƯỢNG NGUỒN DING DƯỠNG (C N) CHO TĂNG TRƯỞNG CỦA TÔM THẺ XANH Litopenaeus stylirostris VÀ CÁ DÌA Siganus lineatus TRONG NI GHÉP SỬ DỤNG CÁC ĐỒNG VỊ BỀN CARBON (δC13) VÀ NI TƠ (δN15) ESTIMATING NUTRIENT SOURCES (C and N) FOR THE GROWTH OF BLUE SHRIMP Litopenaeus stylirostris AND GOLDLINED RABBITFISH Siganus lineatus IN A POLYCULTURE USING STABLE ISOTOPE OF CARBON (δ13C) AND NITROGEN (δ15N) Lương Công Trung Viện Nuôi trồng thủy sản, Trường Đại học Nha Trang Tác giả liên hệ: Lương Công Trung (email: trunglc@ntu.edu.vn) Ngày nhận bài: 06/04/2021; Ngày phản biện thông qua: 28/05/2021; Ngày duyệt đăng: 29/06/2021 TÓM TẮT Nghiên cứu tiến hành nhằm (1) xác định tăng trưởng tơm thẻ xanh cá dìa (2) ước lượng đóng góp dinh dưỡng (carbon nitơ) nguồn thức ăn cho tăng trưởng tôm thẻ xanh cá dìa hệ thống ni ghép tơm-cá dìa Thí nghiệm thực 12 tuần, 12 bể composite trịn, ngồi trời (1,7 m2, thể tích nước 1275 L) Tôm (2,9 g/con) thả ngẫu nhiên mật độ 15 con.m-2, khơng có cá (đối chứng),với cá dìa (25,5 g/con) mật độ thấp 1,2 con.m-2 ( LDRB) mật độ cao 2,4 con.m-2 (HDRB) Kết cho thấy thả ghép cá dìa khơng ảnh hưởng đến tăng trưởng tơm thẻ xanh Kết thúc thí nghiệm, suất tơm cá dìa kết hợp tăng 48,8% LDRB 106,2 % HDRB so với suất tôm đối chứng, đồng thời hệ số thức ăn giảm tương ứng 32,8% 51,5% LDRB HDRB Thức ăn viên nguồn nitơ hệ thức ăn tự nhiên nguồn thứ hai cho tôm thẻ xanh cá dìa Trong đó, hệ thức ăn tự nhiên nguồn carbon thức ăn viên nguồn thứ cấp cho hai loài Thức ăn viên đóng góp 70 - 85% nitơ 29 - 40% carbon cho tăng trưởng tôm thẻ xanh phần lại lấy từ hệ thức ăn tự nhiên Từ khóa: Ni ghép, tơm thẻ xanh, cá dìa, sản xuất kết hợp, đồng vị bền ABSTRACT This study was conducted to (1) determine the growth of blue shrimp and rabbitfish and (2) estimate the nutritional contribution (carbon and nitrogen) of the feed sources to the growth of shrimp and fish in the shrimp-fish polyculture system The experiment was carried out for 12 weeks, in 12 circular composite outdoor tanks (1.7 m2, 1275 L water volume) Shrimp (2.9 g) were randomly stocked at density of 15 shrimp•m−2 without rabbitfish (control), with rabbitfish (25.5 g) at low density (1.2 fish•m−2) (LDRB) and high density (2.4 fish•m−2) (HDRB) The results showed that adding of rabbitfish did not affect the growth of blue shrimp At the end of the experiment, the yield of shrimp and rabbitfish combined increased 48.8% in LDRB and 106.2% in HDRB compared to the yield of shrimp in the control, and the feed conversion ratio decreased by 32.8% and 51.5% in LDRB and HDRB, respectively The pellet feed is the primary source of nitrogen and the natural biota is the second source for both shrimp and rabbitfish Meanwhile, the natural biota is the main carbon source and pellet feed is the secondary source for both species The pellets contribute 70 - 85% nitrogen and 29 - 40% carbon to shrimp growth and the remainder is derived from the natural biota Keywords: Polyculture, blue shrimp, goldlined rabbitfish, integrated production, stable isotope I ĐẶT VẤN ĐỀ Giảm tác động xấu đến môi trường từ hoạt động nuôi trồng thủy sản trì chất lượng mơi trường tốt ao nuôi vấn đề then chốt để đảm bảo tính bền vững 42 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG nghề nuôi thủy sản (Troell et al., 2003) Phương pháp khả thi áp dụng rộng rãi nuôi ghép nuôi kết hợp (Casalduero, 2001) Trong ao ni ghép, lồi động vật ni phân bố tầng nước khác có Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản tập tính ăn khác nhau, tận dụng thức ăn có sẵn ao hiệu ni đơn (Yuan et al., 2010) Những lợi ích việc ni ghép xác định bao gồm giảm thiểu tác động sinh thái cải thiện suất chất lượng môi trường nước hệ thống nuôi (Yuan et al., 2010; Bosma Verdegem, 2011) Nuôi ghép tôm với loài thủy sản khác, cá măng (Chanos chanos), cá đối (Mugil cephalus, Liza tade, L parsia) (Biswas et al., 2012), cá rô phi (Oreochromis niloticus, Oreochromis sp.) (Yuan et al., 2010 ), nhuyễn thể (Martínez-Córdova Matínez-Porchas, 2006), hải sâm (Holothuria scabra) (Bell et al., 2007), rong biển (Kappaphycus alverazii) (Lombardi et al., 2006), cá rô phi nhuyễn thể (Tian et al., 2001) thực với mục đích tăng tổng sản lượng kiểm sốt chất lượng nước Mặt khác, hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn phát sáng vi khuẩn gram âm tìm thấy chất nhầy số lồi cá cá mú, cá rô phi, cá măng, cá chẽm cá dìa (Tendencia, 2006 a, b) Sự diện loài ức chế phát triển vi khuẩn phát sáng ảnh hưởng tốt đến tỷ lệ sống tơm (Tendencia, 2006b) Trong số lồi này, cá dìa lồi ăn thực vật, lồi thích hợp để ni ghép với tơm (Tendencia, 2006a) Trong hệ thống nuôi ghép, kết hợp thích hợp lồi ni khác sinh thái với mật độ nuôi phù hợp sử dụng hiệu nguồn thức ăn sẵn có, tối đa hóa mối quan hệ hỗ trợ cá - cá môi trường - cá giảm thiểu mối quan hệ đối kháng (Milstein, 1992; Bosma Verdegem, 2011) Tương tác hỗ trợ lồi ni giải thích sở hai q trình liên quan với nhau: tăng nguồn thức ăn cải thiện điều kiện môi trường Tương tác đối kháng xảy tổ hợp lồi khơng tương thích tỷ lệ thả giống không cân Việc thả chung lồi cá có tính ăn khác cho phép sử dụng hiệu nguồn thức ăn ao, cách phân bổ áp lực kiếm ăn tầng sinh thái với mức độ ăn khác loài, đồng thời tận dụng chất thải loài làm thức ăn cho loài khác (Milstein, 1992; Yuan et al., 2010) Tuy nhiên, cạnh tranh loài Số 2/2021 khác mặt sinh thái xảy mật độ nuôi cao khiến nguồn thức ăn sẵn có bị cạn kiệt mơi trường bị ảnh hưởng bất lợi (Milstein, 1992) Ni ghép cải thiện khả thu hồi chất dinh dưỡng ao miễn tầng ăn loài khác chồng lên phần đối kháng lồi (Bosma Verdegem, 2011) Lý tưởng lồi đồng ni chiếm tầng ăn khác có tập tính ăn khác bổ sung cho nhau, sử dụng thức ăn có sẵn ao hiệu ni đơn (Yuan et al., 2010) Kỹ thuật phân tích đồng vị bền cung cấp cơng cụ hữu ích để nghiên cứu chuỗi thức ăn tự nhiên hệ sinh thái cạn nước Đồng vị bền carbon (δC13) sử dụng để làm sáng tỏ nguồn đường chuyển chất hữu đến sinh vật tiêu thụ đồng vị bền nitơ (δN15) sử dụng để làm rõ vị trí bậc dinh dưỡng sinh vật chuỗi thức ăn (Yokoyama et al., 2002) Dấu vết đồng vị sinh vật tiêu thụ phản ánh dấu vết đồng vị vật chất đồng hóa đưa tích hợp việc kiếm ăn theo thời gian (Peterson Fry, 1987) Trong ni trồng thủy sản, phân tích đồng vị bền ngày sử dụng rộng rãi để xác định đóng góp tương đối thức ăn (quần xã sinh vật) tự nhiên thức ăn bổ sung dinh dưỡng động vật nuôi (Anderson et al., 1987; Lochmann Philipps, 1996) Anderson et al (1987) ước tính đóng góp hệ sinh vật ao thức ăn bổ sung vào nguồn carbon tăng trưởng tôm thẻ chân trắng (1,5 g), nuôi đăng lưới (20 con/m2) đặt trực tiếp lớp bùn đáy ao, cách sử dụng thức ăn với tỷ lệ δC13 khác Các tác giả ghi nhận thức ăn bổ sung cung cấp 23 đến 47% carbon tăng trưởng cho tôm 53 đến 77% carbon tăng trưởng tôm từ quần thể sinh vật ao Trong thí nghiệm này, cá dìa Siganus lineatus thả ghép vào bể nuôi tôm thẻ xanh Litopenaeus stylirostris nhằm đánh giá tăng trưởng tơm cá dìa thả nuôi ghép hệ thống nuôi thâm canh, xác định nguồn dinh dưỡng carbon –nitơ đồng thời ước lượng đóng góp tương đối nguồn dinh dưỡng tiềm đến tăng trưởng tôm cá dìa TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 43 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Việc xác định ước lượng dựa phân tích đồng vị bền (δC13 δN15) thức ăn viên, chất hữu hạt (POM), chất hữu trầm tích (SOM) (các nguồn thức ăn tiềm năng); tơm cá dìa (sinh vật tiêu thụ) Kết nghiên cứu giúp tối ưu hóa việc xác định tỷ lệ thả giống lồi ni ghép quản lý cho ăn II ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng vật liệu nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: tơm thẻ xanh L stylirostris cá dìa S lineatus giai đoạn nuôi thương phẩm Tôm sản xuất trại giống ương nuôi ao đất đến cỡ > 2,5 g Cá dìa sản xuất trại giống ương ni bể có kích cỡ >24 g Tơm cá giống thí nghiệm chọn ngẫu nhiên, kích cỡ đồng đều, trạng thái thể tốt, hoạt động mạnh, thể tồn vẹn, khơng bị trầy xước, không biểu dấu hiệu bệnh - Địa điểm: Thí nghiệm tiến hành Trạm Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản SaintVincent, New Caledonia (21°58′S, 165°57′E) Hệ thống thí nghiệm Hệ thống bao gồm 12 bể (mesocosm) composit trịn, đặt ngồi trời, thể tích 1600 L (1,7 m2 cao 109,5 cm) Bùn đất trầm tích (dạng sét, cát, chất lắng đọng, hàm lượng hữu 1,2%) lấy từ ao đất nuôi tôm gần khu vực thí nghiệm trộn rải tất bể lớp dày 20 cm Bể trang bị ống đứng thoát nước đá bọt sục khí hình cầu, đường kính cm treo cách tâm đáy bể 10 cm Bể cấp đầy nước biển, sau bơm qua ao lắng lọc cát, tuần trước thí nghiệm Nước thay hàng ngày qua van cấp nước vào liên tục, khoảng 10% lượng nước bể mực nước trì 75 cm với thể tích 1275 L Bể sục khí liên tục q trình thí nghiệm Bố trí thí nghiệm Tơm giống (2,9 ± 1,1 g) chọn thả ngẫu nhiên vào bể thí nghiệm với mật độ 15 con/m2 (26 con/bể) Sau tuần, cá dìa (25,5 ± 2,9 g, 11,2 ± 0,4 cm) thả vào bể nuôi tôm mật độ 1,2 con/m2 (2 con/bể) (nghiệm thức (NT): LDRB) mật độ 2,4 con/m2 (4 con/bể) (NT: HDRB) Bốn bể ni tơm sử 44 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 2/2021 dụng làm đối chứng Tất nghiệm thức phân bố ngẫu nhiên bể với lần lặp cho nghiệm thức Tôm tất bể cho ăn thức ăn viên công nghiệp (35-40% protein, SICA), lần ngày vào 8:00 16:00 giờ, với tỷ lệ cho ăn – 4,5% sinh khối tơm/ngày q trình thí nghiệm Lượng thức ăn điều chỉnh cách sử dụng sàng cho ăn (Ø: 30 cm) đặt bể đối chứng theo định kỳ ngày Mức tiêu thụ thức ăn sàng quan sát chặt chẽ để xác định điều chỉnh phần thức ăn (Salame, 1993) Lượng thức ăn tương tự bể đối chứng áp dụng cho tất bể ni ghép Cá dìa không cho ăn bổ sung sau thả vào bể thí nghiệm Thí nghiệm kéo dài 12 tuần tính từ thả giống tôm Xác định thông số tăng trưởng Vào lúc thả giống, 30 mẫu tôm lấy ngẫu nhiên cân cá thể cân điện tử xác đến 0,1 g Tất cá lúc thả thu hoạch tất tôm thu hoạch bể đếm cân riêng cá thể xác đến 0,1 g tổng chiều dài thể cá (TL) đo xác đến 0,1 cm thước kỹ thuật Tăng trưởng tôm cá đánh giá thu hoạch, gồm tỷ lệ sống (SR), tốc độ tăng trưởng tuyệt đối (DWG), tốc độ tăng trưởng đặc trưng (SGR) suất SR (%) = Số lượng thu hoạch/Số lượng thả * 100 DWG (g/d) = (Wf – Wi) (g)/Thời gian (ngày) SGR (%/d) = (Ln Wf - Ln Wi)*100/Thời gian (ngày) Năng suất (g/m2) = sinh khối thu hoạch (g)/ diện tích bể ni (m2) Wi: khối lượng trung bình ban đầu (g), Wf: khối lượng trung bình cuối (g) Hệ số thức ăn cho tơm: FCRs = Tổng lượng thức ăn sử dụng (khô, g)/tăng trọng tôm (tươi, g) Hệ số thức ăn tổng thể: FCRsf = Tổng lượng thức ăn sử dụng (khô, g)/tổng tăng trọng tôm cá (tươi, g) Xác định số yếu tố môi trường Nhiệt độ nước hàm lượng oxy hòa tan (DO) đo hai lần ngày (07:30 15:00 giờ) độ sâu bể máy đo Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản OxyGuard (Handy Polaris, Birkerod, Đan Mạch) Độ mặn, độ đục pH đo lần/ tuần (lúc 8:00 giờ) khúc xạ kế (Cond 3210, Welheim, Đức); máy đo độ đục (TN-100, Eutech Instruments, Singapore) máy đo pH (pH 197i, Welheim, Đức), theo thứ tự tương ứng Vào ngày trước thả cá tuần lần sau đó, mẫu nước (2 L) thu thập tất bể (lúc 8:00 giờ) độ sâu trung bình lọc qua giấy lọc GF/C Whatman (Ø 47 mm, nung trước 450oC, giờ) Nước lọc dùng phân tích hàm lượng amoni tổng số (TAN) (NH4 + NH3-) (Koroleff, 1976), phốt hoạt hóa (SRP) (Murphy Riley, 1962) Nitrit nitrat (NO2- + NO3-) (Wood et al., 1967) tổng lượng nitơ hòa tan (TDN) (Raimbault et al.,1999) ước tính tuần/lần Nitơ hữu hịa tan (DON) biểu thị sai khác tổng lượng nitơ hịa tan tổng lượng nitơ vơ hịa tan [(NH4 + NH3-) + (NO2- + NO3-)] Chlorophyl a (Chl-a) phân tích phương pháp fluorometric (Holm-Hansen et al (1965) Phân tích đồng vị bền C N Các đồng vị bền C N thức ăn viên, chất hữu hạt (Particulate Organic Matter, POM) chất hữu trầm tích (Sediment Organic Matter, SOM) phân tích bắt đầu thí nghiệm, sau tháng ngày trước kết thúc thí nghiệm POM lọc từ mẫu nước (trên giấy lọc Whatman GF/F Ø 47mm, nung trước 350oC, giờ) ngày trước thả tôm thả cá (1,5 L) kết thúc thí nghiệm (0,5 L) Giấy lọc sau sấy khơ 60oC 24 bảo quản điều kiện tối phân tích đồng vị bền C N Chất đáy thu từ lõi sâu 1cm sử dụng ống xy-ranh 50 ml ba điểm khác sau trộn lẫn để tạo mẫu phân tích SOM cho bể Các mẫu SOM đông lạnh phân tích Khi thả giống, mẫu (con) tơm mẫu cá lấy ngẫu nhiên thu hoạch mẫu tôm mẫu cá/mỗi bể lấy ngẫu nhiên; mẫu đông lạnh (- 20oC) phân tích Các mẫu POM SOM chia thành hai mẫu phụ Một mẫu axit hóa dung dịch HCl 1% sấy khơ 60oC 24 để phân tích đồng vị carbon (Jacob et al., 2005) Mẫu cịn lại khơng bị axit hóa dùng để phân tích đồng vị Số 2/2021 nitơ Mô mẫu tôm cá làm sạch, đông khô nghiền thành bột mịn Trên mẫu, lấy mẫu nhỏ (1 mg) phân tích tính giá trị trung bình Tỷ lệ C13/C12 N15/N14 mẫu phân tích phương pháp khối phổ tỷ lệ đồng vị dòng liên tục Máy đo phổ (máy phân tích đồng vị bền vững ANCA-NT 20-20 Europa Scientific với mô-đun chuẩn bị rắn/lỏng ANCA_NT; Europa Scientific, Crewe, U.K.) vận hành chế độ đồng vị kép Độ xác phân tích 0,2 ‰ C N, ước tính từ chất chuẩn phân tích với mẫu Các chất chuẩn nội 1mg leucine hiệu chỉnh dựa ‘Europa flour’ tiêu chuẩn IAEA N1 N2 (Scrimgeour Robinson, 2003) Tỷ lệ đồng vị biểu thị phần nghìn phần nghìn (‰) sai khác so với chuẩn cho, tính theo cơng thức: δX (‰) = [(RMẫu /Rchuẩn) - 1] * 1000 X C13 N15; R tỷ lệ tương ứng, C13/C12 N15/N14 δ số đo đồng vị nặng đến nhẹ mẫu Tham chiếu tiêu chuẩn quốc tế carbon Vienna Pee Dee Belemnite (vPDB) N2 khí nitơ Hệ số phân đoạn tính tốn theo phương trình: ∆dt = δt - δd (Hobson Clark, 1992), δt dấu vết đồng vị mơ tôm/cá δd dấu vết đồng vị nguồn thức ăn Sự đóng góp tương đối thức ăn tự nhiên thức ăn viên carbon tăng trưởng động vật xác định theo phương trình Anderson et al (1987) Wp/Wf = (δf - δg)/(δg - δp), Wp khối lượng thu hệ thức ăn tự nhiên, Wf khối lượng thu từ thức ăn viên; δp, δf δg giá trị δC13 hệ sinh vật ao, thức ăn tăng trưởng δg tính từ phương trình: δg = (Wtδt - Wiδi)/Wg δt, δi giá trị δC13 mô động vật cuối đầu Wt, Wi Wg khối lượng trung bình thu hoạch, khối lượng ban đầu khối lượng gia tăng Tỷ lệ loại thức ăn cụ thể đóng góp vào nitơ tăng trưởng động vật tính tốn cách sử dụng “mơ hình phối hợp” theo Tiunov (2007) X = (δt - δB)/(δA - δB) δt, δA δB dấu vết đồng vị δN15 mơ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 45 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 2/2021 động vật nguồn thức ăn A B X tỷ lệ nguồn thức ăn A phần Phân tích thống kê Tất liệu kiểm tra phân bố chuẩn (kiểm định Kolmogorov-Smirnov) tính đồng phương sai (HOV, kiểm định Brown Forsythe), phân tích thống kê oneway ANOVA với phần mềm IBM SPSS phiên 16.0; khác biệt có liệu kiểm định Duncan’s multiple range tests Dữ liệu phần trăm biến đổi arcsine trước phân tích thống kê liệu khơng chuyển đổi trình bày bảng So sánh thống kê liệu nghiệm thức thực cho giá trị trung bình tổng thể Kiểm định phi tham số (Kruskal-Wallis, H test) Tamhane’s T2 (Post-hoc, one-way ANOVA) sử dụng liệu phân bố không chuẩn phương sai không đồng III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Các yếu tố mơi trường hệ thống thí nghiệm Giá trị trung bình xu hướng biến thiên theo thời gian (không hiển thị) nhiệt độ, DO, độ mặn pH tương tự tất nghiệm thức Độ mặn pH dao động từ 36 đến 36,1 từ 8,1 đến 8,2 Nhìn chung, yếu tố mơi trường dao động phạm vi thích hợp cho phát triển tơm cá dìa (Bảng 1) Độ đục trung bình Chl - a khơng khác biệt có ý nghĩa (P> 0,05) nghiệm thức (Bảng 1) Ngoại trừ SRP, nồng độ chất dinh dưỡng (TDN, TAN, DON) tương tự tất nghiệm thức (Bảng 1) Nồng độ SRP trung bình cao có ý nghĩa (P