3.1. Khái quát về khu vực nghiên cứu
3.1.1. Điều kiện tự nhiên
Điều kiện khí hậu của vùng triển khai thí nghiệm mang tính chất nhiệt đới gió mùa. Trong năm, khí hậu đ−ợc phân thành 2 mùa chính: mùa hè nóng ẩm, m−a nhiều th−ờng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 với h−ớng gió chủ yếu là tây- nam. Mùa đông lạnh, mùa khô th−ờng kéo dài từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau với h−ớng gió chủ yếu là đông- bắc. L−ợng n−ớc trung bình hàng năm khoảng 1.500mm với l−ợng m−a cao nhất nhìn chung xảy ra vào tháng 7 và 8. Nhiệt độ không khí trung bình là 260C với mức thấp nhất 140C vào tháng 1, và mức cao nhất là 380C vào tháng 5. Đặc biệt có thời điểm trong năm xuống đến 50C (Bảng 3.1) [3].
Bảng 3.1: Đặc điểm khí hậu chủ yếu của vùng thí nghiệm [3]
- Đông- nam vào mùa hè (mùa m−a/nóng) Tháng 5- 10 Gió
- Đông- bắc vào mùa đông (mùa khô/lạnh) Tháng 11- 3 - Trung bình hàng năm 24- 280C
- Mức tối đa 40- 420C Tháng 7 Nhiệt độ không khí
(0C)
- Mức tối thiểu 5- 60C Tháng 1 Độ ẩm không khí - Trung bình hàng năm 81%
L−ợng m−a (mm/năm) - Trung bình hàng năm 1.200- 1.900mm Tháng 5- 9
L−ợng n−ớc bốc hơi trung bình (mm/năm)
- Trung bình hàng năm 1.000mm Vùng đồng bằng
3.1.2. Môi tr−ờng ban đầu tr−ớc khi thả cá
Mỗi loài động vật thủy sản có ng−ỡng chịu đựng đối với điều kiện môi tr−ờng khác nhau. Động vật thủy sản sống trong môi tr−ờng n−ớc, sự sống phụ thuộc vào môi tr−ờng n−ớc, sự thay đổi của môi tr−ờng sẽ ảnh h−ởng trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sinh tr−ởng và phát triển của chúng. Cá tra cũng vậy, nếu giá trị pH, hàm l−ợng oxy hoà tan... quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh h−ởng đến sự sinh tr−ởng của cá.
Tr−ớc khi tiến hành thí nghiệm, 7 bể thí nghiệm đều đ−ợc kiểm tra môi tr−ờng đầy đủ và đ−ợc trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.2: Điều kiện môi tr−ờng ban đầu của n−ớc nuôi
Điều kiện ban đầu Bể 1 Bể 2 Bể 3 Bể 4 Bể 5 Bể 6 Bể 7
Diện tích bể (m2/bể) 25 25 25 25 25 25 25 Thể tích nuôi (m3/bể) 25 25 25 25 25 25 25 Nhiệt độ (0C) 23 23,1 23,1 23 23,1 23,2 23,2 Oxy hoà tan (mgO2/lít) 5,12 5,28 5,12 4,8 5,76 4,64 4,96
pH 8,85 8,77 8,65 8,66 8,62 8,26 8,24 H2S (mg/lít) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 NO2- (mg/lít) 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 0,0005 NH4+ (mg/lít) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 Theo nghiên cứu của Nguyễn Đức Hội [10], tác giả cho rằng với điều kiện môi tr−ờng n−ớc nh− trên phù hợp cho việc thả giống nuôi cá.
3.2. Biến động các yếu tố môi tr−ờng của các công thức thí nghiệm
3.2.1. Quan trắc các thông số môi tr−ờng hàng ngày
Nhiệt độ, oxy hoà tan, pH, là những yếu tố tác động trực tiếp đến đời sống của cá. Đây là những đại l−ợng th−ờng biến thiên, thay đổi hàng ngày phụ thuộc vào thời tiết, chế độ chăm sóc... nên đôi khi sự thay đổi của chúng có thể gây bất lợi cho cá. Chính vì thế, những yếu tố này đ−ợc theo dõi và đo hàng ngày để có biện pháp xử lý kịp thời.
3.2.1.1. Nhiệt độ n−ớc
Nhiệt độ n−ớc phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh− nhiệt độ không khí, quá trình nội sinh nhiệt của từng thuỷ vực thông qua một loạt các phản ứng sinh lý, sinh hoá của thuỷ vực đó [29]. Ngoài nguồn cung cấp nhiệt chính từ năng l−ợng bức xạ của mặt trời, thì quá trình phân huỷ và chuyển hoá vật chất, chu trình sinh tr−ởng và phát triển của động, thực vật phù du cũng đóng góp một phần nhiệt đáng kể cho những thuỷ vực đó.
Thí nghiệm −ơng nuôi cá tra đ−ợc tiến hành vào mùa nóng và mùa m−a củakhu vực phía bắc, vì vậy có sự biến động lớn tới nhiệt độ n−ớc của 7 bể thí nghiệm. Nhiệt độ n−ớc cao nhất trong ngày th−ờng vào khoảng 2 giờ chiều và thấp nhất th−ờng vào 3 giờ sáng. Biên độ dao động của nhiệt độ n−ớc trong ngày thấp hơn so với nhiệt độ không khí. Qua số liệu hình 3.1 và phụ lục 1 cho thấy nhiệt độ n−ớc trung bình dao động từ 230C đến 35,50C. Nhiệt độ n−ớc trung bình buổi sáng đều thấp hơn buổi chiều, và chênh lệch nhiệt độ n−ớc trung bình giữa buổi sáng và buổi chiều dao động trong khoảng từ 2- 30C. Do bố trí thí nghiệm trong bể xi măng, nên dao động nhiệt độ trong ngày t−ơng đối lớn. Tuy nhiên biên độ dao động nhiệt độ trong ngày ch−a v−ợt quá 50C để cá bị chết do sốc nhiệt [22].
Nhiệt độ thấp nhất trong thời gian thí nghiệm là 23,00C (bể số 1 và bể số 4 đo ngày 9/ 5/ 2005) và cao nhất là 35,4oC (bể số 3, đo ngày 30/ 7/ 2005); Nhiệt độ n−ớc tăng dần trong thời gian nuôi, và đạt cao nhất ở tuần nuôi thứ 11, 12 và 13. Nhiệt độ trung bình sáng sớm đo đ−ợc ở các lô thí nghiệm là 28,50C và buổi chiều là 30,90C.
Theo nghiên cứu của Rowland [37] thì dải nhiệt giúp cá sinh tr−ởng và phát triển tốt nhất nằm trong khoảng 25-300C. Nh− vậy, nhiệt độ n−ớc thể hiện trong hình 3.1 cho thấy khá cao so với nhiệt độ mà tác giả Rowland [37] đ" đ−a ra. Tuy nhiên trong thực tế, dải nhiệt thích hợp cho sinh tr−ởng và phát triển đối với từng loài cá là rất khác nhau. Cá tra là loài cá bản địa của khu vực nhiệt đới nên nhiệt độ n−ớc trong các bể thí nghiệm phù hợp nuôi cá tra [23], [9]. 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sáng CT 1 Sáng CT 2 Sáng ĐC
Chiều CT 1 Chiều CT 2 Chiều ĐC
(0C)
(Tuần)
Hình 3.1: Biến thiên nhiệt độ n−ớc trong các công thức thí nghiệm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ hình 3.1 và phụ lục 1 cho thấy biến thiên nhiệt độ n−ớc ở các bể của thí nghiệm (công thức thí nghiệm 1, 2 và bể đối chứng) có xu thế tăng dần theo thời gian nuôi, sự tăng này tỷ lệ thuận với sự biến động của nhiệt độ không khí theo
điều kiện khí hậu của khu vực phía bắc là tăng dần từ mùa xuân sang hè. Từ tuần thứ 1 trở đi thì nhiệt độ n−ớc trung bình của các bể thí nghiệm đều đạt trên 250C và luôn duy trì trong khoảng d−ới 350C.
Khi phân tích ANOVA (Phụ lục 10.1), các số liệu nhiệt độ thu từ các công thức thí nghiệm CT1, CT2 và ĐC kết luận rằng nhiệt độ TB sáng và chiều giữa các công thức thí nghiệm là không có sự sai khác thống kê (p > 0,05).
* Để ổn định nhiệt độ và hạn chế nhiệt độ cao, bể −ơng nuôi cá tra cần có độ sâu trung bình 1m, gây màu và luôn giữ ổn định màu n−ớc nhằm hạn chế sự chiếu sáng của mặt trời xuống tầng đáy.
3.2.1.2. Hàm l−ợng oxy hoà tan (DO)
Hàm l−ợng oxy hoà tan ảnh h−ởng trực tiếp đến tỷ lệ sống và tốc độ sinh tr−ởng của cá. Hàm l−ợng oxy hoà tan thay đổi phụ thuộc vào hoạt động quang hợp của thực vật phù du và hô hấp của động thực vật thủy sinh cũng nh− quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ. Nếu mật độ tảo cao, c−ờng độ ánh sáng phù hợp, và thủy vực có bề mặt thoáng thì hàm l−ợng oxy hoà tan cao và ng−ợc lại.
Hàm l−ợng oxy hoà tan ở cả 7 bể thí nghiệm đều có diễn biến t−ơng tự nhau, oxy hòa tan trong các bể thí nghiệm có xu h−ớng giảm dần theo thời gian nuôi. Bảng 3.3 cho thấy hàm l−ợng oxy hoà tan thấp nhất vào buổi sáng ở bể đối chứng là 1,5 mg/lít (tuần thứ 12) và hàm l−ợng oxy hoà tan cao nhất vào buổi chiều ở bể công thức 1 là 8,34 mg/lít (tuần đầu tiên).
Bảng 3.3: Biến động hàm l−ợng oxy cao nhất và thấp nhất vào buổi sáng và chiều theo các tuần thí nghiệm (mgO2/lít)
Sáng Chiều
Công thức
thí nghiệm Cao nhất Thấp nhất Cao nhất Thấp nhất Công thức 1 5,42 (tuần 1) 2,50 (tuần 10,11) 8,34 (tuần 1) 7,12 (tuần 11) Công thức 2 5,50 (tuần 1) 2,02 (tuần 12) 8,17 (tuần 1) 6,61 (tuần 11) Đối chứng 4,86 (tuần 1) 1,50 (tuần 12) 7,99 (tuần 1) 5,80 (tuần 12) Hàm l−ợng oxy hòa tan trong n−ớc ở các bể thí nghiệm chủ yếu đ−ợc cung cấp từ 3 nguồn chính: 1. Oxy hòa tan trực tiếp từ không khí; 2. Oxy đ−ợc tạo ra do quá trình quang hợp của thực vật phù du và 3. Máy sục khí làm tăng c−ờng khả năng hòa tan của oxy vào n−ớc. Tuy nhiên, l−ợng oxy hòa tan lại bị hao hụt đi do quá trình hô hấp của các sinh vật trong n−ớc (tảo vào ban đêm), quá trình oxy hóa phân giải các hợp chất hữu cơ. Oxy hoà tan bắt đầu tăng khi quá trình quang hợp của thực vật phù du bắt đầu lúc mặt trời mọc. L−ợng oxy hòa tan trong n−ớc cũng là một chỉ tiêu đánh giá chất l−ợng n−ớc trong nuôi trồng thủy sản nói chung và nuôi cá tra nói riêng.
Khả năng hòa tan của oxy từ không khí vào n−ớc phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ n−ớc, diện tích mặt thoáng, áp suất bề mặt và tốc độ gió. Nhiệt độ càng cao thì khả năng hòa tan của oxy trong n−ớc càng giảm và ng−ợc lại.
Quá trình quang hợp của tảo là nguồn cung cấp l−ợng oxy chính hòa tan vào trong n−ớc theo phản ứng sau:
6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 + 6O2
L−ợng oxy đ−ợc tạo ra phụ thuộc rất lớn vào mật độ, loài thực vật thủy sinh và ánh sáng mặt trời.
Tiêu thụ oxy xảy ra bởi quá trình hô hấp theo ph−ơng trình: C6H12O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O + năng l−ợng
Hình 3.2 và phụ lục 2 cho thấy ở tuần thứ 5 trở đi hàm l−ợng oxy hòa tan giảm dần theo thời gian nuôi, l−ợng chất thải của cá tăng dần và nó đ−ợc tích lũy từ các tuần nuôi tr−ớc làm cho COD tăng, nhu cầu oxy của cá cũng tăng theo thời gian nuôi, có thời điểm hàm l−ợng oxy hòa tan vào buổi sáng chỉ còn 1,5 mg/lít (tuần 12 ở bể thí nghiệm số 4). Hàm l−ợng oxy hoà tan của bể đối chứng luôn thấp hơn công thức 1 và công thức 2 mặc dù mật độ cá thả nh− nhau. Nguyên nhân do ở 2 công thức 1 và 2 đ" sử dụng chế phẩm sinh học (Aquapond-100) giúp phân hủy nhanh các chất hữu cơ tạo thành muối dinh d−ỡng cung cấp cho tảo, tảo quang hợp làm tăng hàm l−ợng oxy hoà tan.
Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu có thể thấy hàm l−ợng oxy hòa tan ở các bể trong quá trình thí nghiệm đều ở mức cho phép, không ảnh h−ởng đến sinh tr−ởng của cá tra [9]. 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sáng CT 1 Sáng CT 2 Sáng ĐC
Chiều CT 1 Chiều CT 2 Chiều ĐC
(mgO2/lít)
(Tuần)
Bảng 3.4: Hàm l−ợng oxy hoà tan trung bình sáng chiều của các bể thí nghiệm (mgO2/lít)
Buổi Công thức thí nghiệm Lần lặp 1 Lần lặp 2 Lần lặp 3 Trung bình Công thức 1 3,34 + 0,88 3,27 + 0,98 3,56 + 1,05 3,39 Công thức 2 2,90+ 1,20 2,87+ 1,15 2,96 + 1,11 2,91 Sáng Đối chứng 2,32+ 1,07 2,32 Công thức 1 7,71+ 0,73 7,75+ 0,73 7,92 + 0,67 7,80 Công thức 2 7,54+ 0,56 7,47 0,66 7,46+ 0,90 7,49 Chiều Đối chứng 6,90+ 0,53 6,90
Khi phân tích ANOVA (Phụ lục 10.2) cho thấy:
Buổi sáng, sự sai khác hàm l−ợng oxy hòa tan của CT1 với CT 2 là có sự sai khác thống kê (p < 0,05); CT1 và đối chứng là có sai khác thống kê (p < 0,05); CT 2 và đối chứng có sai khác thống kê (p < 0,05).
Buổi chiều, sự sai khác hàm l−ợng oxy hòa tan của CT1 với CT 2 là có sự sai khác thống kê (p < 0,05); CT1 và đối chứng là có sai khác thống kê (p < 0,05); CT 2 và đối chứng có sai khác thống kê (p < 0,05).
Điều này cho thấy, các nghiệm thức có sử dụng chế phẩm sinh học đ" có ảnh h−ởng tích cực (gián tiếp) đến hàm l−ợng oxy hòa tan trong các bể thí nghiệm nh− làm giảm COD, phân hủy nhanh các chất thải, duy trì mật độ tảo ổn định hơn so với bể không dùng chế phẩm sinh học.
* Nghiên cứu sự biến động oxy hoà tan ngày đêm góp phần đ−a ra giới hạn thấp nhất và khả năng chịu đựng của cá tra nên cần xác định hàm l−ợng oxy hoà tan th−ờng xuyên, đặc biệt đối với bể đối chứng vào sáng sớm để có giải pháp kịp thời.
3.2.1.3. Giá trị pH
Kết quả theo dõi biến động pH trong các nghiệm thức cho thấy biên độ dao động pH nằm trong khoảng từ 8- 9. Khi phân tích ANOVA (Phụ lục 10.3) cho thấy: sự sai khác về giá trị pH giữa các công thức thí nghiệm 1, 2 và đối chứng là không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Khi theo dõi giá trị pH vào buổi sáng (5- 6 giờ) và buổi chiều (14 giờ), kết quả cho thấy giá trị pH vào buổi sáng thấp hơn giá trị pH thu vào buổi chiều (Hình 3.3 và Bảng 3.5 ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.5: Biến động pH cao nhất và thấp nhất vào buổi sáng và chiều theo các tuần thí nghiệm
Sáng Chiều
Công thức
thí nghiệm Cao nhất Thấp nhất Cao nhất Thấp nhất Công thức 1 8,5 (tuần 1) 7,1 (tuần 10) 9,0 (tuần 7, 9) 8,1 (tuần 2) Công thức 2 8,4 (tuần 1) 7,2 (tuần 5) 9,0 (tuần 7) 8,3 (tuần 2) Đối chứng 8,5 (tuần 1) 7,1 (tuần 10) 9,0 (tuần 9) 8,1 (tuần 2)
Biên độ dao động pH trong ngày từ 0,38- 1,84; Sự dao động này là do bể thí nghiệm có kích th−ớc nhỏ bị ảnh h−ởng rất lớn bởi các yếu tố môi tr−ờng xung quanh (nhiệt độ, c−ờng độ ánh sáng, m−a).
Sự biến động pH của các nghiệm thức phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, nhiệt độ càng cao thì chỉ số pH càng giảm (Garrels và Christ, 1965 [29]).
Quang hợp của phiêu sinh vật trong n−ớc làm tăng pH; quang hợp làm giảm CO2trong n−ớc do đó pH tăng [29].
0.001.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sáng CT 1 Sáng CT 2 Sáng ĐC
Chiều CT 1 Chiều CT 2 Chiều ĐC
(Tuần) (pH)
Hình 3.3: Biến động pH trong các công thức thí nghiệm
Các đ−ờng biểu diễn ở hình 3.3 cho thấy, giá trị pH vào buổi sáng ở các tuần đều lớn hơn 7; vào buổi chiều chỉ có tuần thứ 7 và thứ 9 là giá trị pH lớn hơn 9 (9,03- 9,05) các tuần còn lại pH đều nhỏ hơn 9. Giá trị pH đạt cực đại ở thời điểm 14-16giờ trong ngày và duy trì ở mức này trong thời gian ngắn sau đó giảm xuống khi hàm l−ợng oxy trong n−ớc giảm do quá trình quang hợp chậm lại.
Kết quả này phù hợp với nhận định của Swingle [38] và Ellis [31] khi tác giả nghiên cứu ảnh h−ởng trên một số đối t−ợng cá n−ớc ngọt và cho rằng những loài cá n−ớc ngọt chủ yếu nh− cá trắm cỏ, mè hoa, mè trắng, trôi, diếc, chép... sinh tr−ởng phát triển tốt trong môi tr−ờng pH =7,0- 8,5. Việc giá trị pH tăng vào giai đoạn buổi chiều nguyên nhân là do quá trình quang hợp của thực vật phù du gây ra. Theo tác giả Swingle [38] và Ellis [31] cho rằng pH trong khoảng 6,5 đến 9 hoàn toàn phù hợp cho việc nuôi cá. Nh− vậy, giá trị pH trong các công thức thí nghiệm không ảnh h−ởng tới sinh tr−ởng và phát triển của cá tra [9].
Tuy nhiênảnh h−ởng trực tiếp của pH cao hay thấp th−ờng không quan trọng bằng ảnh h−ởng gián tiếp của nó. Trong những thuỷ vực có pH thấp làm
kiềm làm tăng ammonia tổng số tồn tại ở dạng NH3- dạng độc đối với cá, sự acid hoá n−ớc kéo theo sự tăng nồng độ các ion kim loại nh− Al3+ là một trong những ion kim loại độc có trong môi tr−ờng sẽ gây ảnh h−ởng đến sinh tr−ởng của cá [29].
* pH là một trong những yếu tố sinh thái ảnh h−ởng rất lớn đến sức khoẻ cá tra nên cần đ−ợc quan tâm và có thể điều chỉnh bằng cách chủ động rắc vôi tr−ớc và sau khi m−a với liều l−ợng 1,5- 2kg/100m3. Tuần rắc 1 lần để ổn định kiềm và pH.
3.2.2. Quan trắc các thông số chất l−ợng n−ớc hàng tuần
3.2.2.1. H2S (tổng số)
Công thức thí nghiệm 1 hàm l−ợng H2S cao nhất vào tuần thứ 12 (0,28mg/lít), công thức thí nghiệm 2 hàm l−ợng H2S cao nhất vào tuần thứ 12 (0,29mg/lít) và đối chứng hàm l−ợng H2S cao nhất ở tuần thứ 12 (0,40mg/lít).
0.000.05 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 CT1 CT 2 ĐC (mg/lớt) (Tuần)
Hình 3.4: Biến động hàm l−ợng H2S trong các công thức thí nghiệm
Quan sát sự biến động của hàm l−ợng khí H2S trong các công thức thí nghiệm ở hình 3.4 trên cho thấy, hàm l−ợng H2S có chiều h−ớng tăng dần theo