1.3.1. Hệ thống và đặc điểm phân loại
Theo một số tài liệu, Hymenocera picta được xếp vào Họ Gnathophyllidae [33, 34]. Tuy nhiên hầu hết các tài liệu phân loại gần đây đều xếp đối tượng này vào Họ Hymenoceridae [21, 28, 32, 69, 92, 108].
Giới (Kingdom) Animalia
Ngành (Phylum) Arthropoda
Phân ngành (Subphylum) Crustacea Brünnich, 1772 Lớp (Class) Malacostraca Latreille, 1802
Phân lớp (Subclass) Eumalacostraca Grobben, 1892 Liên bộ (Superorder) Eucarida Calman, 1904
Bộ (Order) Decapoda Latreille, 1802 Phân bộ (Suborder) Pleocyemata Burkenroad, 1963 Cận bộ (Infraorder) Caridea Dana, 1852
Liên họ (Superfamily) Palaemonoidea Rafinesque, 1815 Họ (Family) Hymenoceridae Ortmann, 1890
Giống (Genus) Hymenocera Latreille, 1819 Loài (Species) Hymenocera picta Dana, 1852
Các thành viên thuộc giống Hymenocera Latreille, 1819 đặc trưng với những phần phần phụ mở rộng, có dạng lá, chủ yếu là chân hàm thứ ba, ăng-ten ngoài và các ngón cố định của cặp càng thứ hai. Gần đây, hai loài với những đặc điểm hình thái gần gũi, được xác định thuộc giống này là Hymenocera picta Dana, 1852, phân bố ở Trung và Đông Thái Bình Dương; và H. elegans Heller, 1861, được tìm thấy ở biển Đỏ, từ phía đông của Châu Phi cho đến Indonesia và phía bắc Australia. Bên cạnh sự khác biệt về phân bố địa lý, một đặc điểm phân biệt giữa hai loài này là màu sắc cơ thể: H. elegans có cơ thể màu kem hoặc trắng, với những chấm tím nâu được bao xung quanh bởi mép có màu xanh sáng. H. picta cũng có màu kem hoặc trắng, tuy nhiên, các chấm trên cơ thể có màu hồng hoặc đỏ với mép màu vàng [13].
1.3.2. Một số đặc điểm sinh học sinh sản của tôm Hymenocera picta
Trong tự nhiên, tôm Harlequin thường phân bố ở những rạn san hô nơi có độ sâu từ 1 đến 20m, sống đơn lẻ hay sống thành cặp và có hành vi bảo vệ lãnh thổ [8, 32, 34].
Tôm Harlequin Hymenocera picta có kích thước cơ thể từ 2 đến 5 cm, con cái thường lớn hơn con đực [32, 33]. Con cái thành thục đẻ từ 100 đến 5000 trứng theo chu kỳ 18 đến 26 ngày. Số lượng trứng có sự phụ thuộc vào nguồn thức ăn. Sau khi đẻ, trứng (có màu đỏ, kích thước 0.8x0.6mm) được dính vào chân bụng con cái và nở vài ngày trước lần lột xác tiếp theo của con cái. Ấu trùng tôm Harlequin nở ra là giai đoạn Zoea, sống trôi nổi, trải qua 12 giai đoạn ấu trùng trước khi biến thái, chuyển sang giai đoạn sống đáy [34].
Ấu trùng tôm Harlequin mới nở có chiều dài khoảng 1.4mm, rộng 0.64mm, và chiều cao là 0.43mm. Ấu trùng có thể sống mà không cần thức ăn trong vài ngày đầu tiên sau khi nở, tuy nhiên, sau khi chuyển sang giai đoạn hai với sự xuất hiện của cuống mắt, chúng đòi hỏi phải có thức ăn là động vật phù du, như Luân trùng, Artemia
mới nở, và Copepod. Sau 5 đến 7 tuần, ấu trùng đạt đến giai đoạn cuối cùng với chiều dài thân khoảng 3mm và chiều rộng là 2mm. Hậu ấu trùng sau khi lắng đáy thường bám vào san hô, sao biển hay các giá thể cứng [36]. Lúc này, cơ thể gần như trong
suốt, các sắc tố hồng, tím và kem sẽ bắt đầu xuất hiện trong các tuần tiếp theo. Hậu ấu trùng bắt đầu ăn sao biển 5 ngày sau khi biến thái [34], tuy nhiên, chúng có thể sống mà không cần thức ăn trong ít nhất hai tuần [36].
Một nét đặc trưng của loài tôm này là sống theo cặp, một đực, một cái, chỉ thay đổi bạn giao phối khi con còn lại chết, và có hành vi tấn công các đối tượng khác có cùng giới tính của cùng loài. Thông qua các nghiên cứu sâu trên đối tượng này, Wickler & Seibt (1979) đã phát hiện ra rằng, loài tôm Harlequin hình thành nên cặp giao phối ổn định dựa trên khả năng nhận ra lẫn nhau nhờ tín hiệu hóa học trong một khoảng cách nhất định. Chúng cũng dùng phương thức tương tự để xác định vị trí con mồi với cơ quan cảm nhận mùi phát triển (trích bởi Calado et al., 2003b; Akira Asakura, 2009) [8, 17].
Hình 1-6: Tôm bố mẹ Hymenocera picta.
Nhìn chung, các loài tôm có thể được nuôi với nhiều loại thức ăn khác nhau. Tuy nhiên, tôm thuộc giống Hymenocera có phổ thức ăn hẹp, con mồi chủ yếu của chúng là sao biển [13, 14, 36], đặc biệt là các loài thuộc hai giống Nardoa và Linkia, là những loài có mặt cắt ngang của cánh tay là hình tam giác. Trong trường hợp thiếu sao biển, chúng có thể sử dụng những bọn Da gai khác làm thức ăn, thường là nhóm Cầu gai [13].
Tôm Harlequin là loài tôm cảnh phổ biến rất được ưa chuộng, được ví như là loài tôm được “ao ước nhất” của người chơi sinh vật cảnh [14] nhờ có hình dạng kì lạ và màu sắc rực rỡ [32]. Vì lí do này, cộng với nguồn cung hạn chế nên giá bán của đối
Tôm cái Tôm đực
tượng này thường khá cao. Giá cho một cá thể là khoảng 30 đô la, và 80 đô la cho một cặp [14].
1.3.3. Nghiên cứu sản xuất giống tôm Hymenocera picta
Cùng với một số loài tôm thuộc họ Lysmata và Stenopus, Hymenocera picta là một trong những đối tượng mà vòng đời đã được khép kín trong điều kiện nuôi nhốt [59, 61], và có thể được sản xuất trên quy mô thương mại [36]. Theo Fiedler, G.C. (1994) [33], ấu trùng tôm Harlequin đã được ương nuôi thành công trong phòng thí nghiệm bằng kỹ thuật nuôi sinh khối (mass culture technique). Trong điều kiện nhiệt độ từ 25 đến 27oC, ấu trùng tôm đầu tiên biến thái sau 34 ngày nuôi. Ấu trùng được ương nuôi bằng các loại thức ăn khác nhau. Trong đó, nauplius của Artemia spp. là thành phần thức ăn chủ yếu của tất cả các loại thức ăn, và ấu trùng tôm có thể nuôi thành công với việc chỉ dùng đơn thuần nauplius Artemia. Các thành phần thức ăn bổ sung khác là thực vật phù du (Chaetoceros sp, Isochrysis sp. và Tetraselmis sp.), Luân trùng (Brachionus plicatius), nhuyễn thể và cua băm nhỏ, động vật phù du có kích thước dưới 275µm không làm tăng tỷ lệ sống trong ương nuôi ấu trùng tôm
Hymenocera picta.
Trong một nghiên cứu tương tự của Kraul (1999), ấu trùng tôm Harlequin biến thái sau 28 ngày nuôi trong đều kiện được cho ăn bằng vi tảo, Luân trùng, copepod và
Artemia mới nở. Và tác giả cho rằng việc sử dụng Copepod sẽ nâng cao tỷ lệ thành công ương nuôi đối tượng tôm cảnh biển này (trích bởi Calado, 2008) [13].
Tuy nhiên, hiện nay, một trong những trở ngại trong việc sản xuất giống cũng như là nuôi loài tôm cảnh biển Hymenocera picta là việc sử dụng sao biển như là nguồn thức ăn chủ yếu của tôm giai đoạn hậu ấu trùng và trưởng thành [14]. Do đó để đạt được thành công bền vững trong sản xuất trên quy mô thương mại có giá trị kinh tế cao này, cần có các nghiên cứu tìm kiếm nguồn thức ăn thay thế cho tôm Harlequin trong điều kiện nuôi nhốt [17].
1.3.4. Một vài nét về tình hình sản xuất giống các đối tượng giáp xác cảnh
Kinh doanh các đối tượng sinh vật cảnh biển là một ngành công nghiệp triệu đô [120]. Cùng với san hô, tôm, nói riêng, và giáp xác biển nói chung là một trong những loài động vật không xương sống phổ biến của ngành công nghiệp này [17, 16, 61].
Trong đó, chủ yếu tập trung vào các loài thuộc một số họ như Stenopodidae, Hippolitydae, Palaemonidae, Hymenoceridae, and Gnathophyllidae. Chúng thường được ưa chuộng vì có hình dạng đẹp và lạ mắt, màu sắc nổi bật, cùng với khả năng ngụy trang và hành vi sống cộng sinh [15, 17, 59]. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cho đến hiện nay, hầu hết các đối tượng tôm cảnh biển đều được khai thác chủ yếu từ tự nhiên, tập trung chủ yếu ở khu vực xung quanh các rạn san hô [120]. Các hoạt động đánh bắt mang tính chất hủy diệt [60, 120] đã làm gia tăng mối lo ngại về tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái rạn san hô cũng như là sự phát triển bền vững của nghề có lợi nhuận cao này. Vấn đề chỉ có thể được giải quyết khi có thể chủ động sản xuất các loài giáp xác cảnh trong điều kiện nuôi nhốt.
Trong vài năm trở lại đây, đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm gia tăng hiểu biết của con người về vòng đời của các đối tượng tôm cảnh có giá trị cũng như là phát triển các kỹ thuật nuôi thích hợp. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên này chủ yếu tập trung vào các loài thuộc hai giống là Lysmata và Stenopus [59].
Các cá thể trưởng thành của hầu hết các loài tôm cảnh phổ biến đều dễ dàng thích ứng với điều kiện nuôi nhốt [17, 59]. Mặc dù kỹ thuật cắt mắt, một quy trình đã được áp dụng rộng rãi trong sản xuất các đối tượng thuộc họ tôm He, cũng đã được ứng dụng thành công, giúp thúc đẩy quá trình thành thục sinh dục và rút ngắn chu kì lột xác ở Stenopus hispidus [122], hầu hết các loài tôm cảnh đều có khả năng thành thục, giao vĩ và đẻ trứng nếu được chăm sóc tốt trong điều kiện nuôi nhốt [17].
Ương nuôi ấu trùng luôn là một trong những trở ngại lớn của Nuôi trồng thủy sản. Sản xuất giống các đối tượng tôm cảnh cũng không phải là một ngoại lệ. Mặc đã đạt được những thành công trong sản xuất ấu trùng trên một số đối tượng như Lysmata amboinensis [35], L. debelius [35, 86, 87], L. wurdemanni [124] và Stenopus scutellatus [123], thời gian phát triển ấu trùng dài, tỷ lệ sống thấp vẫn cản trở việc phát triển sản xuất trên quy mô lớn những loài này và cả những đối tượng tôm cảnh khác [17].
Cho đến hiện nay, đối với hầu hết các loài, các giai đoạn phát triển ấu trùng vẫn chưa được biết đến hoặc mới chỉ được mô tả một phần [14]. Tuy nhiên, nhiều loài đã được biết hoặc được cho là có nhiều giai đoạn phát triển ấu trùng khác nhau, và có nhiều phần phụ dễ bị tổn thương. Đồng thời, trong điều kiện ương nuôi không thích
hợp, ấu trùng của một số loài có khả năng trì hoãn sự phát triển. Đó là hiện tượng mà ấu trùng có lột xác, nhưng lại có ít hoặc không có sự thay đổi về hình thái (mark-time moulting) (trích Calado et al., 2003) [16]. Những vấn đề trên sẽ gây nhiều cản trở cho việc ương nuôi ấu trùng các loại tôm cảnh biển phát triển theo quy mô thương mại.
Xác định được loại thức ăn thích hợp cho ương nuôi sẽ góp phần rút ngắn thời gian phát triển của ấu trùng [59]. Nhiều loại thức ăn khác nhau đã được thử nghiệm (vi tảo, Luân trùng, trứng tẩy vỏ, Artemia nauplius, Artemia làm giàu) [123, 124]. Nhìn chung, kết quả thử nghiệm các loại thức ăn trong ương nuôi ấu trùng tôm cảnh, tuy đã đạt được những thành công nhất định, nhưng kết quả còn hạn chế, thời gian phát triển ấu trùng còn dài, tỷ lệ sống thấp [17].
Bảng 1.1: Thời gian phát triển ấu trùng của một số loài giáp xác cảnh
Loài Thời gian phát triển ấu
trùng (ngày) Nguồn
Hymenocera picta 28-56 Kraul 1999
Lysmata amboinensis 58-140 Fletcher et al., 1995; TMC, 1999
Lysmata debelius 63-158 Fletcher et al., 1995; TMC, 1999
Palmtag and Holt, 2001
Lysmata wurdemanni 22-110 Zhang et al., 1998, Rhyne 2002
G. J. Holt (Trao đổi riêng)
Lysmata sedicudata 27 Calado et al., 2001
Stenopus hispidus 120-210 Fletcher et al., 1995
Stenopus scutellatus 43-77 Zhang et al., 1997
(Theo Lin et al., 2001) [59]
Bên cạnh các yếu tố về dinh dưỡng và loại thức ăn, nghiên cứu phát triển các hệ thống ương nuôi thích hợp cũng góp phần rút ngắn thời gian phát triển ấu trùng và nâng cao tỷ lệ sống [17]. Ấu trùng các loài tôm cảnh đã được thử nghiệm ương nuôi trong các thiết bị chứa khác nhau (cốc, chai và hộp nhựa với các thể tích khác nhau, bể
kính). Tuy nhiên, hạn chế của các thiết bị này là thao tác khó khăn và có thể gây tổn thương cho ấu trùng trong quá trình chăm sóc, quản lý.
Hệ thống ương nuôi hoạt động dựa trên nguyên lý “Planktonkreisel” của Greve (1968) đã được chứng minh là có hiệu quả trong ương nuôi ấu trùng một số loại tôm hùm (Panulirus japonicus, Jasus lalandii, J. edwardsii, và J. verreauxi) giai đoạn phyllosomas [54]. Đặc điểm chính của hệ thống ương nuôi dạng này là giữ cho ấu trùng và thức ăn lơ lửng trong tầng nước thông qua sự lưu động của dòng nước theo chiều từ dưới lên [40]. Hệ thống bể nuôi hình trụ đáy nón (cylindrico-conical fiberglass tanks) [16], và được cải tiến thành bề hình trụ đáy cầu (cylindrico-spherical fiberglass tanks) [18] dựa trên nguyên lý Planktonkreisel của Calado đã góp phần nâng cao tỷ lệ sống và giảm hiện tượng “Mark-time moulting” trên một số đối tượng giáp xác cảnh.
Mặc dù việc sử dụng sục khí có thể tạo đủ sự xáo trộn trong nước để giữ cho ấu trùng luôn ở trạng thái lơ lửng, nhưng các bọt khí vẫn có thể gây ra chấn thương cho các ấu trùng, từ đó dẫn đến tăng cao tỷ lệ chết [40]. Một ưu điểm quan trọng khác của hệ thống ương nuôi mới này là cho phép thay mới thức ăn sống hàng ngày nhờ thay đổi bộ phận lọc với các kích thước mắt lưới khác nhau (mesh screen filter). Điều này giúp đảm bảo cung cấp thức ăn chất lượng dinh dưỡng cao cho ấu trùng, đặc biệt là trong trường hợp thức ăn là Artemia làm giàu, giá trị dinh dưỡng giảm rất nhanh sau 24 giờ [78].
Hiện nay, hệ thống ương nuôi dựa trên nguyên lý “Planktonkreisel” đang là sự lựa chọn hàng đầu trong ương nuôi ấu trùng các loài tôm cảnh do tiết kiệm thời gian cho các thao tác vệ sinh, chăm sóc, siphon loại bỏ thức ăn cũ, giảm thiểu nguy cơ gây tổn thương cho ấu trùng [17]. Đặc biệt, hệ thống mới có khả năng áp dụng ở quy mô nhỏ phục vụ cho thí nghiệm (bể 10 lít) hoặc quy mô thương mại (bể 200 lít) [16].
Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại Viện Nghiên Cứu Biển, thuộc trường Đại học Burapha, tỉnh Chonburi, Thái Lan
Thời gian thực hiện từ tháng 3/2010 đến tháng 9/2010.
2.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống tuần hoàn (Recircualting Aquaculture System – RAS) sử dụng các hình thức lọc sinh học khác nhau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Lọc sinh học dựa trên quá trình Nitrate hóa (Nitrification) được thực hiện bởi vi khuẩn
- Lọc sinh học nhờ khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng của rong biển (Caulerpa serrata)
2.3. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu của đề tài
Hình 2-1: Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu. So sánh, đánh giá và kết luận
Hệ thống nước tĩnh (Đối chứng) Hệ thống tuần hoàn sử dụng rong
biển (Caulerpa serrata)
- Chất lượng nước (TAN, NO2-N, NO3-N) - Tỷ lệ sống của ấu trùng
- Tỷ lệ chuyển giai đoạn Hệ thống tuần hoàn sử dụng
lọc vi sinh
Tính toán kích thước lọc sinh học
So sánh hiệu quả của lọc vi sinh và lọc bằng rong biển (Caulerpa serrata) trong hệ thống tuần hoàn ương nuôi ấu trùng tôm
Hymenocera picta Dana, 1852
Thiết lập hệ thống tuần hoàn (RAS)
Tốc độ bài tiết Ammonia của ấu trùng tôm và Artemia mới nở
Tốc độ xử lý Ammonia của Vi khuẩn Nitrate hóa và rong biển
2.4. Vật liệu và phương pháp
2.4.1. Vật liệu cần dùng và chuẩn bị các điều kiện thí nghiệm 2.4.1.1. Nguồn ấu trùng 2.4.1.1. Nguồn ấu trùng
Ấu trùng tôm cảnh biển Harlequin dùng trong thí nghiệm được lấy từ 5 cặp tôm bố mẹ tại Viện nghiên cứu biển Burapha. Đây là các cặp tôm được được khai thác trực tiếp tại các vùng biển thuộc Thái Lan.
Các cặp bố mẹ tôm Harlequin Hymenocera picta được nuôi riêng biệt trong các bể có thể tích 30 lít. Các bể này được nối với một hệ thống tuần hoàn sử dụng rong biển Caulerpa lentilliferra với vai trò lọc sinh học để duy trì thường xuyên TAN và Nitrite (NO2--N) dưới ngưỡng phát hiện.
Hình 2-2: Hệ thống nuôi vỗ tôm Hymenocera picta bố mẹ.
Tôm bố mẹ được cho ăn hàng ngày bằng sao biển sống Linkia sp. Bể nuôi được si-phông hàng ngày để loại bỏ thức ăn thừa và phân.
Ở tôm Hymenocera picta, quá trình đẻ và thụ tinh cho trứng diễn ra sau khi tôm cái lột xác và giao vĩ. Tôm mẹ ôm trứng ở bụng và quá trình phát triển phôi diễn ra ở đây trong 15±2 ngày. Trước khi trứng nở, tôm mẹ được chuyển vào bể đẻ đã được cấp nước biển lọc sạch và che tối bằng túi nylon đen.
2.4.1.2. Rong biển (Caulerpa serrata)
Rong biển được sử dụng trong thí nghiệm là Caulerpa serrata, được lấy trực tiếp từ các bể lọc sinh học tại trung tâm sản xuất giống của viện nghiên cứu biển. Rong biển được rửa sạch, loại bỏ sinh vật bám (ốc, hải quỳ) và các nhánh úa, chết, rồi được