3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.2. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ biofloc trong nuôi cá
rô phi thương phẩm qui mô phòng thí nghiệm .
Thí nghiệm 2 được thực hiện từ tháng 7 đến tháng 11 năm 2011. Thí nghiệm 2 được bố trí trong 12 bể xi măng, với thể tích nước 24m3/bể. Sử dụng một máy nén khí (công suất 0,75Kw/h) và hệ thống ống nhựa dẫn khí đến các bể, sục khí 24/24h đảm bảo môi trường đủ ôxy hòa tan cho cá. Thời điểm nắng nóng các bể được che bằng lưới chống nắng cách mặt bể 1,5m. Cá rô phi với kích cỡ trung bình 7,1 g/con, thả 8 con/m3.
Lần lặp 1 Lần lặp 2 Lần lặp 3 C/N=12,5 C/N=11,5 C/N=13,5 C/N=13,5 C/N=11,5 C/N=11,5 C/N=12,5 C/N=13,5 C/N=12,5 Lần lặp 1 Lần lặp 2 Lần lặp 3 C/N=12,5 C/N=11,5 C/N=13,5 C/N=13,5 C/N=11,5 C/N=11,5 C/N=12,5 C/N=13,5 C/N=12,5
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 20
Hình 6. Bố trí thí nghiệm 2 tại Hải Dương
Thí nghiệm với 2 nghiệm thức mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần được bố trí ngẫu nhiên nhằm xác định khẩu phần ăn phù hợp nhất trong nuôi thâm canh cá rô phi ứng dụng công nghệ biofloc. Các nghiệm thức của thí nghiệm như sau:
- Nghiệm thức 1 (BFT – 100): Nuôi cá rô phi áp dụng công nghệ BFT, cho ăn 100% khẩu phần thức ăn theo khối lượng thân bằng thức ăn viên nổi cho cá rô phi có hàm lượng protein 26%.
- Nghiệm thức 2 (BFT – 90): Nuôi cá rô phi áp dụng công nghệ BFT, cho ăn 90% khẩu phần thức ăn theo khối lượng thân bằng thức ăn viên nổi cho cá rô phi có hàm lượng protein 26%.
- Nghiệm thức 3 (BFT – 80): Nuôi cá rô phi áp dụng công nghệ BFT, cho ăn 80% khẩu phần thức ăn theo khối lượng thân bằng thức ăn viên nổi
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 21 cho cá rô phi có hàm lượng protein 26%.
- Nghiệm thức 4: Nuôi cá rô phi áp dụng công nghệ nuôi thâm canh có thay nước định kỳ, cho ăn 100% khẩu phần thức ăn theo khối lượng thân bằng thức ăn 26% protein.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Lặp 1 Lặp 2 Lặp 3
Hình 7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
3.3.3. Chăm sóc, theo dõi tăng trưởng và thu mẫu của thí nghiệm 2
- Trong 2 tuần đầu bố trí thí nghiệm 2 tất cả các nghiệm thức đều cho lượng thức ăn như nhau là 5% khối lượng thân. Thức ăn sử dụng trong nuôi cá thí nghiệm là thức ăn Cargill. Cá được cho ăn với tần suất 2 lần/ngày vào 8 giờ sáng và 16 giờ chiều. Khẩu phần cho ăn sẽ giảm dần theo thời gian nuôi tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng của cá.
- Lượng cacbon bổ sung được tính toán bổ sung vào bể nuôi theo kết quả nghiên cứu của thí nghiệm 1 theo tỷ lệ C/N = 11,5 (3,5g/m3/ngày).
- Trong 60 ngày đầu bố trí thí nghiệm, biofloc booter (biofloc mồi) được bổ sung hàng ngày vào các bể nuôi của các nghiệm thức BFT 100, BFT 90, BFT 80 với liều lượng 200 ppm. Từ tháng thứ 3 trở đi, định kỳ bổ sung biofloc mồi với
ĐC BFT100 BFT90 BFT100 BFT90 BFT80 BFT80 ĐC BFT100 FT90 BFT80 ĐC
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 22 tần suất 2 lần/tuần. Tạo biofloc booter bằng cách cho 1% thức ăn cá, nước sạch và 1% dinh dưỡng nuôi cấy vi khuẩn và vi khuẩn giống Bacillus spp thương mại. Quá trình lên men được tiến hành trong điều kiện sục khí, khuấy đảo trong 24 - 48h, pH duy trì 6,0 – 7,2 để vi khuẩn phát triển ở pha tăng trưởng mà không sản sinh bào tử. Khi vi khuẩn dị dưỡng phát triển sẽ tạo nên chất keo sinh học (PHA). Trong điều kiện này, PHA không bị phân rã và các biofloc sẽ hình thành
- Đối với nghiệm thức đối chứng từ tháng thứ 2 trở đi định kỳ 15 ngày/lần tiến hành thay nước. Mỗi lần thay 50% lượng nước trong bể.
- Định kỳ 15 ngày kiểm tra tốc độ sinh trưởng của cá nuôi trong các bể thí nghiệm, mỗi lần cân đo ngẫu nhiên 30 cá thể.
- Kết thúc thí nghiệm, các bể nuôi được tát cạn, thu hoạch toàn bộ và cân tổng khốilượng cá từng bể thí nghiệm.
3.3.4. Phân tích thành phần dinh dưỡng trong biofloc
Thành phần dinh dưỡng trong biofloc được xác định bằng các phương pháp thông dụng. Xác định hàm lượng protein thô (P) theo TCVN 4328 – 86. Xác định hàm lượng tro thô (T) theo TCVN 4327 – 1993. Xác định hàm lượng Lipid (L) theo TCVN 4331 – 86.
3.3.5. Xác định chỉ số thể tích biofloc (FVI) và kích cỡ của biofloc
Chỉ số thể tích biofloc được xác định theo phương pháp mô tả De Schryver, 2008 (đo bằng phễu lắng Imhoff).
Kích cỡ của biofloc được xác định bằng cách đo trực tiếp bằng thước đo trên kính hiển vi quang học.
3.3.6. Phân tích chất lượng nước
Các yếu tố môi trường nước DO, pH và t0C của thí nghiệm được đo hàng ngày. Nhiệt độ nước được xác định bằng nhiệt kế có thang chia độ 10C. Các yếu tố DO, pH được xác định bằng máy DO và pH. Các yếu tố NH3, NO2, NO3, TAN được phân tích tại phòng phân tích môi trường của Trung tâm nghiên cứu
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 23 quan trắc cảnh báo môi trường và phòng ngừa dịch bệnh thủy sản khu vực miền Bắc. Hàm lượng TAN ở thí nghiệm 1 được thu với tần suất 2 ngày/lần.
3.3.7. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu kỹ thuật
Ảnh hưởng của các nghiệm thức thức ăn lên tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hiệu quả kinh tế sẽ được tính toán theo các công thức sau:
- Tăng trưởng khối lượng WG (g/con) = (Khối lượng trung bình thu Wf(g) – khối lượng trung bình thả Wi (g)).
- ADG (g/cá/ngày) = (Khối lượng cá sau thí nghiệm – Khối lượng cá trước thí nghiệm)/ Thời gian nuôi.
- Thức ăn tiêu thụ theo trọng lượng khô DFI (g/con/thời gian thí nghiệm) = (Tổng lượng thức ăn tiêu thụ hàng ngày trong thời gian thí nghiệm tính theo khối lượng khô (g)/số cá nuôi).
- Hế số chuyển đổi thức ăn FCR = (Tổng lượng thức ăn/Tổng khối lượng cá tăng thêm).
- Hiệu quả sử dụng protein PER = (WG (g)/protein tiêu thụ (g)).
- Phần trăm chuyển hóa PPD (%) = (Protein chuyển hóa (g) x 100/Protein tiêu thụ (g)).
- Tỷ lệ sống S (%) = ((Tổng số cá thu/Tổng số cá) x 100).
- Tổng chi phí thức ăn cho 1kg cá tăng trọng ở mỗi nghiệm thức: Chi phí = FCR x giá thức ăn (đồng/kg).
3.3.8. Xử lý số liệu
Số liệu thí nghiệm được biểu diễn bằng giá trị trung bình ± sai số chuẩn của giá trị trung bình (SE). Phương pháp phân tích ANOVA được áp dụng để đánh giá chỉ số biofloc, tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn, tỷ lệ sống và hiệu quả sử dụng protein, sử dụng phần mềm STATISTICA 6.0 bằng tiêu chuẩn Turkey với độ tin cậy P<0,05.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 24
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1. Thí nghiệm 1: Nghiên cứu xác định nguồn cacbon và tỷ lệ C:N phù hợp cho sự hình thành biofloc hợp cho sự hình thành biofloc
4.1.1. Amonia tổng số (TAN)
TAN là một yếu tố môi trường nước quan trọng cho quá trình hình thành biofloc. Trong nuôi công nghệ biofloc TAN được vi khuẩn dị dưỡng hấp thụ để tạo nên sinh khối vi sinh vật.
Hàm lượng TAN trong các bể dùng nguồn cacbon là rỉ đường:
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 2 4 6 m g /l
Ngày thu mẫu Rỉ đường
C/N: 11,5 C/N:12,5 C/N:13,5
Hình 8. Biến động TAN trong các bể dùng nguồn cacbon là rỉ đường
Trong đợt thu mẫu đầu tiên, hàm lượng TAN trong các bể dùng nguồn C là rỉ đường với tỉ lệ C/N khác nhau thì khác nhau. Các bể bổ sung C theo tỷ lệ C/N = 11,5; 12,5 có hàm lượng TAN thấp nhất 1,05mg/l, hàm lượng TAN cao nhất trong các bể bổ sung C theo tỷ lệ C/N = 13,5, trung bình 1,23mg/l (hình 9). Hàm lượng TAN giảm dần ở các ngày 2 và ngày 4 của thí nghiệm do vi khuẩn dị dưỡng đã hấp thu để tạo thành sinh khối biofloc. Ở đợt thu mẫu cuối cùng hàm
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 25 lượng TAN đã bắt đầu tăng lên do sinh khối biofloc bắt đầu phân hủy ở cuối chu kỳ hoạt động.
Hàm lượng TAN trong các bể dùng nguồn cacbon là bột sắn:
Hàm lượng TAN trung bình ở các bể bổ sung C với tỉ lệ 11,5 và 12,5 thấp hơn so với tỷ lệ 13,5. Hàm lượng TAN trung bình ở lần thu mẫu đầu tiên có hàm lượng TAN thấp nhất ở tỷ lệ 11,5 (1,49mg/l) tiếp đến là 12,5 (1,61mg/l), hàm lượng TAN ở lần thu mẫu đầu tiên đạt giá trị cao nhất 1,73mg/l) ở tỷ lệ 13,5 (hình 10). 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 2 4 6 m g /l
Ngày thu mẫu Bột sắn
C/N:11.5 C/N:12.5 C/N:13.5
Hình 9. Biến động TAN trong các bể dùng nguồn C là bột sắn
Ở đợt thu mẫu thứ 2 và thứ 3, cũng giống như hàm lượng TAN ở các bể dùng nguồn C là rỉ đường vi khuẩn dị dưỡng đã hấp thụ để tạo thành sinh khối nên hàm lượng TAN ở hai lần thu mẫu này giảm xuống. Hàm lượng TAN ở thí nghiệm bổ sung nguồn cacbon là bột sắn thấp hơn so với bổ sung nguồn C là rỉ đường, do hàm lượng protein ở bột sắn cao hơn rỉ đường và hàm lượng cacbon thấp hơn nên trong quá trình thí nghiệm nguồn cacbon là bột sắn vẫn có khả năng lên men và đẩy giá trị TAN cao lên.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 26
Hàm lượng TAN trong các bể dùng nguồn cacbon là cám gạo:
Kết quả phân tích TAN ở các bể bổ sung nguồn C là cám gạo cho ta thấy hàm lượng TAN trung bình cao hơn ở các bể thí nghiệm bổ sung nguồn C là rỉ đường và bột sắn. Hàm lượng TAN khi bắt đầu thí nghiệm đạt giá trị lần lượt theo tỷ lệ là 11,5 (1,9mg/l), 12,5 (2,47mg/l), 13,5 (2,64mg/l) (hình 11).
Hình 10. Biến động TAN trong các bể dùng nguồn C là cám gạo
TAN trung bình ở lần thu mẫu thứ 2 giảm xuống đáng kể, tuy nhiên do nguồn C là cám gạo có hàm lượng cacbon thấp và hàm lượng protein cao nên trong đợt thu mẫu thứ 3 và thứ 4 protein đã bắt đầu phân hủy đẩy hàm lượng TAN nên khá cao. TAN ở lần thu mẫu thứ 4 lần lượt là 11,5 (2,68mg/l), 12,5 (3,82mg/l), 13,5 (3,45mg/l). Do đó sinh khối biofloc được tạo thành ở các bể thí nghiệm sử dụng nguồn C là cám gạo được tạo thành là không đáng kể. Hàm lượng TAN ở các bể bổ sung nguồn C là cám gạo cũng không nằm trong khoảng thích hợp để cá sinh trưởng và phát triển.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 27
4.1.2. Chỉ số thể tích biofloc (FVI) và kích thước biofloc
Biofloc đều được hình thành khi sử dụng ba nguồn C là rỉ đường, bột sắn, cám gạo. Có sự khác biệt giữa ba nguồn C (P<0,05). Nguồn C là rỉ đường cho kết quả chỉ số biofloc (FVI) cao nhất, dao động từ 6,67 ml/l – 11,30 ml/l. Chỉ số thể tích biofloc ở nguồn C là bột sắn dao động từ 1,2 – 5,2 ml/l và chỉ số thể tích của biofloc đạt thấp nhất với nguồn C cám gạo trung bình là 0,5 ml/l.
Bảng 1. Chỉ số thể tích trung bình của biofloc (FVI ml/l) Tỷ lệ C/N Nguồn cacbon 11,5 12,5 13,5 Rỉ đường 11,3±0,33e 8,0±0,58d 6,7±0,33cd Bột sắn 5,2±0,60bc 3,8±0,17b 1,2±0,17a Cám gạo 0,5±0,00a 0,5±0,03a 0,0±0,00a
Có sự khác biệt về chỉ số thể tích biofloc giữa 3 tỷ lệ (P<0,05). Khi bổ sung 3 nguồn C là rỉ đường, bột sắn, cám gạo với tỷ lệ C/N = 11,5 đều cho chỉ số thể tích biofloc cao nhất so với hai tỷ lệ C/N =12,5 và 13,5. Với cùng tỷ lệ C/N = 11,5 thì chỉ số thể tích biofloc đạt cao nhất với nguồn cacbon là rỉ đường (trung bình đạt 11,3 mL/L (bảng 1), tiếp đến là bột sắn (FVI trung bình đạt 5,2 ml/l ) và thấp nhất là cám gạo chỉ số FVI trung bình đạt 0,5ml/l. Ở tỷ lệ C/N = 12,5 chỉ số thể tích ở cả 3 nguồn C dao động từ 0,5 – 8,0 ml/l. Chỉ số thể tích biofloc ở tỷ lệ 13,5 cho kết quả thấp nhất, từ 1,2 – 6,7 ml/l và tỷ lệ 13,5 không tạo chỉ số biofloc ở nguồn C cám gạo.
Kích thước biofloc trong ba nguồn cacbon dao động từ 207 đến 243 µm
Bảng 2. Kích thước biofloc (µm)
Tỷ lệ Nguồn cac bon
11,5 12,5 13,5
Rỉ đường 240±2,9 237±4,4 242±4,4
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 28
Cám gạo 235±5,0 227±8,8 0±0,0
4.1.3. Thành phần dinh dưỡng của biofloc
Biofloc được hình thành từ nguồn C là rỉ đường có hàm lượng protein bằng (43,04%) cao hơn so với biofloc được hình thành từ nguồn C cám gạo (43,16%) và bột sắn (42,73%) (bảng 3). Hàm lượng lipit thô của biofloc ở nguồn C rỉ đường là (2,9%), bột sắn (3,0%) và cám gạo là (2,6%). Hàm lượng tro ở hai nguồn C là rỉ đường và cám gạo là (7,1 % và 7,2%), còn ở nguồn C là cám gạo cho tỷ lệ cao hơn (7,7%) tính theo vật chất khô.
Bảng 3. Phân tích thành phần dinh dưỡng của biofloc (theo vật chất khô) (%)
4.2. Kết quả ứng dụng công nghệ biofloc qui mô phòng thí nghiệm.
4.2.1.Tốc độ tăng trưởng của cá rô phi giữa các nghiệm thức thí nghiệm
Tốc độ tăng trưởng của cá ở các nghiệm thức tương đối tốt, từ cỡ cá trung bình 7,1 g/con, sau 140 ngày nuôi đạt khối lượng trung bình dao động từ 311,9 – 356,1g/con . Tăng trưởng trung bình ngày (ADG) là 2,2 – 2,5g. Tốc độ tăng trưởng của cá rô phi trong quá trình thí nghiệm được thể hiện qua (bảng 4).
Bảng 4. Sinh trưởng của cá rô phi sau 140 ngày nuôi
Chỉ tiêu Đối chứng BFT100 BFT90 BFT80
Khối lượng cá khi thả
(g/con) 7,1 ± 0,2
a
7,1 ± 0,2 a 7,1 ±0 ,2 a 7,1 ± 0,2 a
Nguồn cacbon Protein Thô Lipid Thô Tro
Rỉ đường 43,40 ±0,41 2,9 ± 0,06 7,1 ± 0,06
Bột sắn 43,16 ± 0,32 3,0 ± 0,06 7,2 ± 0,06
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 29 Khối lượng cá thu
hoạch (g/con) 311,9 ± 4,9 a 340,8 ± 12,6ab 356,1 ± 6,8b 325,5 ± 6,1ab Tăng trọng của cá - WG (g/con) 304,8 ± 4,8 a 333,7 ± 12,6ab 349,0 ± 6,8b 318,4 ± 6,1ab
Tăng trọng theo ngày-
ADG (g/con/ngày) 2,2 ± 0,04
a
2,4 ± 0,09ab 2,5 ± 0,05b 2,3 ± 0,04ab
Ghi chú: Giá trị ở cùng hàng có cùng ký hiệu mũ là không có sự sai khác về thống kê (P>0,05).
Tại thời điểm kết thúc thí nghiệm tốc độ tăng trưởng bình quân ngày cua ca ở các nghiệm thức có sự sai khác có ý nghĩa (P<0,05).
Nghiệm thức BFT90 cho kết quả tăng trọng tốt nhất (348,6 g/con) tiếp đến là nghiệm thức BFT100 (333,7 g/con) và thấp nhất ở nghiệm thức BFT80 (318,4 g/con). Kết quả phân tích ANOVA cho thấy có sự sai khác có ý nghĩa thống kê về tăng trọng của cá giữa các thí nghiệm (P<0,05).
4.2.2. Hệ số chuyển đổi thức ăn
Thức ăn tiêu thụ theo trọng lượng khô (DFI) của nghiệm thức ĐC là cao nhất 478,6 (g/con/140 ngày), tiếp đến là nghiệm thức BFT100 với 465,8 (g/con/140 ngày), nghiệm thức BFT90 là 421,2 (g/con/140 ngày) và thấp nhất là nghiệm thức BFT80 là 377 (g/con/140 ngày) (bảng 5).
Bảng 5. Hiệu quả sử dụng thức ăn của cá rô phi nuôi bằng công nghệ biofloc
Chỉ tiêu Đối chứng BFT100 BFT90 BFT80 Tổng khối lượng cá khi thả (kg/bể) 1,42 ± 0,2 a 1,42 ± 0,2a 1,42 ± 0,2a 1,42 ± 0,2a Tổng khối lượng cá khi thu (kg/bể) 58,9 ± 11,3 64,9 ± 26,1 67,5 ± 12,7 61,2 ± 13,0 Tổng lượng thức ăn sử dụng (kg/bể) 90,4 90,4 81,3 72,2
Thức ăn tiêu thụ theo
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ………. 30 (g/con/140 ngày)
FCR 1,6 ± 0,03b 1,4 ± 0,06 b 1,2 ± 0,02a 1,2 ± 0,03 a Ghi chú: Giá trị ở cùng hàng có cùng ký hiệu mũ là không có sự sai khác về