Phần 4 Kết quả nghiên cứu
4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng và tỷ lệ sống
4.1.1. Biến động các yếu tố môi trường trong quá trình thí nghiệm
4.1.1.1. Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường nền
Các yếu tố môi trường nền như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn giữa các nghiệm thức được quan trắc và điều chỉnh để có sự tương đồng giữa các nghiệm thức thí nghiệm, tỷ lệ C:N được quan trắc, phân tích để điều chỉnh phù hợp thí nghiệm.
Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường nền thể hiện tại bảng 4.1.
Bảng 4.1. Biến động các yếu tố môi trường nền trong quá trình thí nghiệm
Yếu tố môi trường
Nhiệt độ (0C )
pH (1-14)
Độ mặn ( ‰)
Các kết quả tại bảng 4.1 cho thấy, tại các nghiệm thức nhiệt độ dao động từ
27,8 – 31,80C, pH từ 7,3 – 8,6, DO từ 3,8 – 6,9 mg/l, độ mặn duy trì 7‰.
Nhiệt độ là một trong những yếu tố sinh thái quan của hệ sinh thái thủy vực. Mặc dù biên độ dao động của nhiệt độ trong thủy vực không lớn so với trên cạn nhưng ảnh hưởng của nó đối với sinh vật thủy sinh lại rõ rệt hơn. Các sinh vật ở nước lại rất nhạy cảm hơn và khả năng chống chịu với biên độ dao động rộng của nhiệt độ kém hơn sinh vật trên cạn. Vì vậy, đối với nuôi cá rô phi nói riêng và nuôi thủy sản nói chung, việc duy trì độ ổn định nhiệt trong khoảng cho phép cho môi trường là rất cần thiết. Nhất là đối với việc áp dụng BFT, nhiệt độ có tầm quan trọng đối với sự trao đổi chất của vi khuẩn, nhiệt độ cũng ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng ôxy hòa tan trong nước, do vậy nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình hình thành và hình thái của biofloc. Nhiệt độ trong ngày của tất cả các bể thí nghiệm đều như nhau. Sự biến động nhiệt độ trung bình trong ngày của các bể thí nghiệm
nằm trong khoảng 27 - 32oC, biên độ dao động nhiệt giữa sáng và chiều trong
khoảng 1- 2oC. Các nghiên cứu cho thấy nhiệt độ dưới 15oC và trên 35 oC sẽ ảnh
hưởng đến sự hình thành và phát triển biofloc, nhiệt độ nước thích hợp từ 20 -
25oC là tốt nhất để biofloc ổn định. Kết quả theo dõi cho thấy, nhiệt nước độ dao
động trong ngày và giữa các ngày trong tất cả các bể thí nghiệm không nằm trong khoảng nhiệt độ tối ưu, nhưng đều nằm trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho biofloc hình thành và phát triển. Ở các tỉnh phía Bắc, vào mùa nóng, biên độ nhiệt
ngày đêm của không khí thường dao động từ 7 - 9 0C. Để hạn chế ảnh hưởng nhiệt
độ từ không khí vào nước, không có cách nào khác ngoài biện pháp làm tăng lượng nước chứa trong ao như xây dựng ao đủ tiêu chuẩn độ sâu hoặc bơm thêm
nước vào ao. Mùa đông, nhiệt độ trung bình khoảng dưới 20oC, nhiệt độ trung
bình vào tháng 1và tháng 2 vào khoảng 16-17oC. Đặc biệt trong những đợt gió
mùa đông bắc mạnh,nhiệt độ không khí xuống thấp tới 10-11oC, kéo dài 5-7 ngày.
Đây là cản trở lớn đối với nghề nuôi cá vào những tháng đầu năm. Nhiệt độ cần
thiết cho sự phát triển của cá rô phi từ 20-32oC, thích hợp nhất là 25-30oC, khả
năng chịu đựng với biến đổi nhiệt độ cũng rất cao từ 8 - 42oC, cá bắt đầu chết nóng
ở 42oC, dưới 18°C cá sinh trưởng kém và dễ bị nhiễm bệnh; dưới 11 oC kéo dài
vài ngày cá sẽ bị chết rét (Trần Văn Vỹ & cs., 2014).
Giá trị của pH được coi là thích hợp đối với cá trong khoảng từ 7,5 đến 8,5.
Ở ngoài khoảng đó đều gây bất lợi cho cá nuôi và môi trường. pH nằm ngoài
sốc cho cá, làm tổn thương phần phụ, phần mang và ảnh hưởng đến quá trình lột và làm cứng vỏ. pH nhỏ hơn 7 và lớn hơn 9 làm cho cá sinh trưởng chậm.Cá sẽ chết khi pH trong môi trường nhỏ hơn 4 hoặc lớn hơn 11. Ngoài ra pH còn ảnh hưởng gián tiếp cho cá . Khi pH ở ngưỡng thấp sẽ làm tăng các phản ứng giải
phóng kim loại nặng, tăng tính độc của H2S. Ngược lại khi pH cao sẽ tăng tính độc
của NH3. pH trong môi trường phụ thuộc bởi nhiều yếu tố: tính chất của nền
đáy,độ pH của nguồn nước cấp, sự phát triển của tảo trong ao nuôi (Trần Văn Vỹ
&cs., 2014). Để đánh giá sự biến động của chỉ tiêu pH, chúng tôi đã tiến hành đo pH hàng ngày vào 6h và 14h. Kết quả cho thấy, pH trong ngày của tất cả các bể thí nghiệm không có sự sai khác có ý nghĩa. pH trong các bể thí nghiệm giữa sáng và chiều rất ít biến động, pH trung bình giữa các ngày trong các bể thí nghiệm từ 7,4 - 8,5. Nhìn chung pH trong khoảng thích hợp để vi khuẩn phát triển ở pha tăng trưởng mà không sản sinh bào tử và các biofloc sẽ hình thành. pH ổn định đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của vi sinh vật, ngoài ra còn giảm độ độc của các
yếu tố môi trường khác như NH3, H2S, do vậy pH cũng đóng vai trò quan trọng để
biofloc hình thành (Avnimelech, 2012).
Cá sống ở tầng nước dưới và đáy, có thể chịu đựng được ở vùng nước có hàm lượng ôxy hòa tan thấp 1 mg/lít và ngưỡng gây chết cho cá khoảng 0,3 - 0,1 mg/lít. Hàm lượng oxy giữa sáng và chiều ở các bể thí nghiệm hầu như không có biến động và hàm lượng oxy trung bình trong các ngày thí nghiệm > 4 mg/l. Hàm lượng oxy hòa tan ảnh hưởng đến kích thước, thể tích của bio-floc và thành phần
vi khuẩn. Vi khuẩn dị dưỡng là vi khuẩn hiếu khí do đó hàm lượng oxy hòa tan
thích hợp cho sự hình thành biofloc và phát triển của vi khuẩn trong môi trường cần được duy trì từ 2 mg/L trở lên. Trong các thí nghiệm, hàm lượng oxy dao động trong khoảng giới hạn thích hợp cho biofloc hình thành và phát triển .Hàm lượng DO cũng ảnh hưởng đến chỉ số thể tích của floc. Hàm lượng DO không chỉ cần thiết cho hoạt động để tổng hợp tế bào của vi sinh vật hiếu khí trong Biofloc mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển cấu trúc biofloc (Avnimelech, 2012). Kết quả cho thấy nhiệt độ và pH và hàm lượng oxy hòa tan trung bình giữa các nghiệm thức tương tự nhau và ít biến động do thí nghiệm được bố trí trong phòng.
Độ mặn là một trong các yếu tố sinh thái có quan hệ mật thiết đến đời sống của thuỷ sinh vật. Mỗi loài sinh vật chỉ sống và thích ứng được với một giới hạn độ mặn nhất định. Cá rô phi là loài khả năng thích ứng rộng với độ mặn (0- 30 ‰). Theo các tài liệu cho thấy cá rô phi là loài rộng muối, có khả năng sống được trong
môi trường nước nước ngọt, nước lợ và nước mặn có độ muối từ 0 - 40‰.Cá phát triển tốt nhất ờ vùng nước có độ mặn dướỉ 5‰. Trong môi trường nước lợ (độ mặn 10 - 25‰) sản phẩm cá đạt chất lượng cao, thịt thơm ngon, mình dày, cá sinh trưởng tốt. Độ mặn ít có sự thay đổi giữa các nghiệm thức thí nghiệm
Các yếu tố môi trường quan tắc được đều nằm trong khoảng thích hợp cho biofloc phát triển và phù hợp cho nuôi cá rô phi (Hargreaves, 2013; De Schryver &
cs.2008; QCVN 02 - 26: 2017/BNNPTNT).
4.1.1.2. Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường dinh dưỡng
Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường dinh dưỡng trung bình qua các đợt quan trắc trong các lô thí nghiệm thể hiện tại bảng 4.2.
Bảng 4.2. Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường dinh dưỡng trong các thí nghiệm
Yếu tố môi trường
TAN (mg/l) TSS (mg/l) VSS (mg/l) NO2 - N (mg/l) NO3 - N(mg/l) NH3 -N(mg/l)
Các kết quả bảng 4.2 cho thấy, các yếu tố môi trường dinh dưỡng chưa Nio
tơ như TAN, NO2 –N, NO3, -N, NH3 -N trong các thí nghiệm ứng dựng BFT có giá
trị thấp hơn so với đối chứng nuôi theo quy trình thay nước thông thường, không áp dụng BFT, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05), Như vậy, việc áp dụng BFT đã tăng hiệu quả làm sạch, giảm ô nhiễm môi trường so với ao đối chứng, do nguồn nitơ thừa trong ao đã được vi sinh vật dự dưỡng tái sử dụng tạo lên các hạt biofloc làm thức ăn cho cá.
Giá trị TAN -Total ammonia nitrogen (mg/l)
TAN là tổng lượng nitơ ở dạng amoni (NH3 –N và NH4+) là một yếu tố môi
trường nước quan trọng trong nuôi cá rô phi ứng dụng công nghệ Biofloc. Trong nuôi công nghệ biofloc, TAN được vi khuẩn dị dưỡng hấp thụ để tạo nên sinh khối
visinh vật và quay lại làm thức ăn cho cá. Trong hệ thống BFT, yếu tố TAN trong
môi trường được Emerenciano & cs. (2017) đề nghị nên duy trì hàm lượng TAN dưới 1 mg/L, tránh độc hại đối với sinh vật nuôi. Do vậy theo dõi sự biến động của hàm lượng TAN thường xuyên là rất cần thiết.
Giá trị TAN ở nghiệm thức I đạt từ 0,16 – 1,55 mg/l, trung bình 0,53 mg/l; nghiệm thức II đạt từ 0,22 – 1,82 mg/l, trung bình 0,70 mg/l; nghiệm thức III đạt từ 0,14 – 2,28 mg/l, trung bình 0,83 mg/l; nghiệm thức đối chứng đạt từ 0,12 – 3,22 mg/l, trung bình 1,42 mg/l. TAN được hình thành ngay ngày ban đầu thí nghiệm đưa cá vào nuôi do quá trình gây tạo biofloc đã đưa thức ăn vào, những đợt quan trắc sau (đợt 2 đến đợt 5) sau khi đưa thức ăn nuôi cá, biofloc phát triển chưa nhiều. TAN có xu hướng tăng lên giữa các nghiệm thức, sau đó giảm dần khi bổ sung nguồn cacbon và biofloc phát triển nhanh, lúc này vi khuẩn dị dưỡng đã có sinh khối lớn để hấp thu Nito tạo thành các hạt floc. Ở nghiệm thức đối chứng không bổ sung nguồn cac bon vào trong môi trường nước nuôi nên TAN có xu hướng cao hơn ở các nghiệm thức ứng dụng BFT. Ở nghiệm thức nuôi cá với mật độ cao, có giá trị TAN cao hơn so với các nghiệm thức nuôi cá ở mật độ thấp hơn, sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê (P<0,05).
Các kết quả theo dõi hàm lượng TAN (Total ammonia nitrogen) qua các đợt quan trắc trong các lô thí nghiệm thể hiện tại hình 4.1.
H àm lư ợn g T A N ( m g/ l) 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1 2
Hình 4.1. Biến động giá trị TAN trong quá trình thí nghiệm
Khi cá nuôi từ tuần thứ 7 trở đi lượng thức ăn cho cá ăn nhiều hơn, cùng với quá trình phân rã của biofloc do cá không sử dụng hết, nên trong bể nuôi quá trình tích lũy N cao dẫn đến hàm lượng TAN có xu hướng tăng cao, cao nhất là ở tuần nuôi thứ 9 và phải tiến hành hút bỏ biofloc lắng đáy. Ở nghiệm thức đối chứng do quá trình thay nước 20% ở tuần thứ 4, thứ 5 và thay 50% nước ở tuần nuôi thứ 9 làm cho giá trị TAN giảm đi sau đó.
Các kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả của Emerenciano & cs. (2017). Khi áp dung BFT, yếu tố TAN trong môi trường được Emerenciano & cs. (2017) và Azim & Little (2008) đề nghị nên duy trì hàm lượng TAN dưới 1 mg/L, các quy chuẩn về môi trường nuôi cá rô phi chưa đưa ra mức giới hạn về TAN. TAN có xu hướng tăng lên giữa các nghiệm thức, sau đó giảm dần khi bổ sung nguồn cacbon, biofloc phát triển nhanh, lúc này vi khuẩn dị dưỡng đã có.
Giá trị TSS (Total suspended solids)
Qua các đợt quan trắc trong các lô thí nghiệm cho thấy. Giá trị TSS ở nghiệm thức I đạt từ 57,3 – 409 mg/l, trung bình 274,1 mg/l; nghiệm thức II đạt từ 132 – 437 mg/l, trung bình 307 mg/l; nghiệm thức III đạt từ 142 – 445 mg/l, trung bình 330 mg/l; nghiệm thức đối chứng đạt từ 38,7 - 331 mg/l, trung bình 188,8 mg/l.
TSS được hình thành ngay ngày từ đầu thí nghiệm khi đưa cá vào nuôi, do quá trình gây tạo biofloc hình thành những chất lơ lửng trong nước. TSS có xu hướng tăng trong quá trình nuôi do quá trình đưa thức ăn vào nuôi cá và biofloc phát triển. Ở nghiệm thức đối chứng không bổ sung nguồn cac bon vào trong môi trường nước nuôi, biofloc không phát triển nhiều nên TSS có xu hướng thấp hơn sơ với các nghiệm thức thí nghiệm. Ở đợt quan trắc thứ 4 và 5 nghiệm thức đối chứng là quá trình thay nước 20% ở tuần thứ 4 và thứ 5 cũng khiến cho TSS giảm đi. Những đợt sau lượng thức ăn cho cá ăn nhiều hơn, cùng với quá trình phân rã của biofloc dẫn đến TSS tăng nhanh, cao nhất là ở tuần nuôi thứ 9. Sau đó ở các nghiệm thức thí nghiệm tiến hành hành hút bỏ biofloc lắng đáy và bổ sung thêm nước sạch, ở nghiệm thức đối chứng tiến hành thay 50% nước làm cho TSS giảm xuống, quá trình cho ăn và bón bổ sung nguồn cacbon, TSS lại tiếp tục tăng trở lại.
Ở nghiệm thức đối chứng không bổ sung nguồn cac bon vào trong môi trường
nước nuôi nên TSS có xu hướng thấp hơn sơ với các nghiệm thức thí nghiệm.
H àm lư ợ ng T S S ( m g/ l) 550.0 500.0 450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 1 NT I
Hình 4.2. Biến động hàm lượng tổng chất rắn lơ lứng trong các thí nghiệm
Chất rắn lơ lửng chủ yếu bao gồm các chất hữu cơ, trong đó các vi sinh vật khi phân hủy sẽ đòi hỏi nhu cầu về oxy rất cao. Nhu cầu này có thể làm giảm nồng độ hòa tan oxy trong hệ thống nuôi. Sự gia tăng chất rắn lơ lửng cũng có thể làm giảm chất lượng nước trong hệ thống nuôi. Tuy nhiên, việc hình thành biofloc có liên quan đến nồng độ chất rắn lơ lửng trong cột nước. Các kết quả nghiên cứu cũng phù hợp với kết quả thí nghiệm của Azim (2008) khi cho rằng, hàm lượng TSS trong hệ thống biofloc dao động từ 16,6 – 560 mg/L. Ở các nghiệm thức TSS nhỏ hơn 500 mg/l nằm
trong giới hạn đề nghị của Emerenciano & cs. (2017), khi các tác giả cho rằng trong hệ thống biofloc nên duy trì hàm lượng TSS dưới 500 mg/L.
Giá trị VSS ( chất rắn lơ lửng dễ bay hơi - volatile suspended solid)
Cũng giống như TSS, VSS hướng tăng lên giữa các nghiệm thức, nhưng ở nghiệm thức đối chứng, do biofloc phát triển kém nên VSS thấp hơn các nghiệm thức khác. Ở đợt quan trắc thứ 4 và 5 nghiệm thức đối chứng là quá trình thay nước 20% ở tuần thứ 4 và thứ 5 cũng khiến cho VSS giảm đi. Những đợt sau lượng thức ăn cho cá ăn nhiều hơn, cùng với quá trình phân rã của biofloc dẫn đến VSS tăng nhanh, tăng mạnh nhất là ở tuần nuôi thứ 9, sau đó ở các nghiệm thức tiến hành hành hút bỏ biofloc lắng đáy và bổ sung thêm nước sạch và ở nghiệm thức đối chứng tiến hành thay 50% nước làm cho VSS giảm xuống, sau đó quá trình cho ăn và bón cacbon, VSS lại tiếp tục tăng trở lại. Ở nghiệm thức đối chứng không bổ sung nguồn cac bon vào trong môi trường nước nuôi nên VSS có xu hướng thấp hơn sơ với các nghiệm thức thí nghiệm. Trong các nghiệm thức ứng dụng BFT, cá nuôi ở mật độ cao hơn VSS cũng cao hơn các nghiệm thức có mật độ thấp hơn. Diễn biến VSS thể hiện tại hình 4.3.
H àm lư ợ ng V SS (m g/ l) 60.0 55.0 50.0 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Đợt NT I NT II NT III NT IV (ĐC)
Các kết quả theo dõi hàm lượng TAN, TSS, VSS ở các nghiệm thức cho thấy rằng, các giá trị sau khi xử lý điều chỉnh đều nằm trong giới hạn đề nghị và có xu hướng tăng trong quá trình nuôi, ở các nghiệm thức ứng dụng BFT giá trị TAN