Biến động thành phần loài và số lượng thực vật nổi trong ao nuôi tôm Sú tại Khánh Hòa

ồng thủy sản nói chung, các ao nuôi tôm thương phẩm nói riêng còn ít và chủ yếu được thực hiện bởi các nhà khoa học của các viện, trường, trung tâm nghiên cứu có liên quan trực tiếp đến nghề NTTS. Theo Trần Thị Tho (1999), đã tìm thấy thành phần tảo trong một số ao của tỉnh Bắc Cạn khá phong phú và đa dạng với 226 loài thuộc 7 ngành. Mật độ tế bào trong ao trung bình 8-9 x 106 tế bào/L. Trong các ao nuôi cá thuộc tỉnh Hà Nam đã bắt gặp 108 loài TVN, thành phần tương đối đa dạng, song cần đầu tư thêm phân bón và thức ăn để tăng cơ sở thức ăn tự nhiên cho các đối tượng nuôi [48], [49]. Từ những năm 80 trở lại đây do yêu cầu của thực tiễn đã có một số nghiên cứu cơ sở thức ăn, chất lượng nước trong đầm hay ao nuôi tôm được tiến hành. Từ kết quả nghiên cứu về TVN trong các ao nuôi tôm ở Việt Nam, các tác giả đều cho rằng số loài TVN trong các ao nuôi tôm thường thấp hơn so với các vực nước tự nhiên và tảo thuộc ngành Silíc chiếm ưu thế [13], [26], [27], [30], [45], [46]. Năm 1994, trong báo cáo kết quả nghiên cứu chương trình khảo sát nguyên nhân gây tôm chết tại khu vực phía Nam và biện pháp phòng trừ, Trần Trường Lưu đã xác định được 27 - 42 loài TVN trong các ao nuôi tôm, trong đó tảo Silic chiếm ưu thế về số loài ở tất cả các điểm nghiên cứu. Trong khi tảo Lam lại chiếm ưu thế về mật độ tế bào. Trong các ao tôm đang chết tại huyện Cái Nước đã gặp 1 loài tảo Mắt và 5 loài tảo Lam (sinh vật chỉ thị cho độ nhiễm bẩn của nước) với mật độ tương ứng là 40–120 x 103 tế bào/L. Ao nuôi tôm huyện Vĩnh Châu tỉnh Sóc Trăng, tảo Lam chỉ thị nhiễm bẩn đạt tới 1,5 x 106 tế bào/L [26]. Trong các đầm nuôi tôm QCCT và BTC thuộc hai vùng (Quỳnh Lưu nghệ An và Thạch Hà - Hà Tĩnh) số loài tảo Silíc cũng cao hơn các ngành tảo khác (với 47/72 loài, chiếm 64,38%), kế đó là tảo Hai Roi với 10 loài (13,7%), ngành tảo Mắt có số loài thấp nhất (4 loài, chiếm 5,48%). Thành phần loài TVN trong đầm nuôi tôm ở hai vùng có sự khác nhau, với hệ số giống nhau S = 0,34. Mật độ tế bào TVN trong các đầm này cũng khá phong phú (17,8 – 25 x 103 tế bào/L ở đầm nuôi Quỳnh Lưu, 25- 28 x 103 tế bào/L ở đầm nuôi Thạch Hà) [7]. Sự phân bố thành phần loài TVN trong các ao nuôi tôm còn được đề cập trong công trình nghiên cứu của Đỗ Thị Bích Lộc (2002) khi đánh giá sự ô nhiễm ao nuôi tôm Sú qua chỉ số tảo (Phytoplankton) trong các ao nuôi tôm tại Cần Giờ (TP. HCM), TVN có số loài thấp (14 - 48 loài, tảo Silíc chiếm ưu thế), trong khi mật độ tế bào lại khá cao dao động từ 8 x 103 – 7.720 x 109 tế bào/L. Các ao nuôi tôm trên ruộng lúa có mật độ tảo cao hơn (3,2-7,7 x 106 tế bào/L), ưu thế thuộc về các loài thuộc chi tảo lam Phormidium, Oscillatoria và tảo silíc Nitzschia, Pleurosigma. Trong một số ao nuôi tôm thuộc Cần Giuộc (Long An) tảo phát triển mạnh, gây ô nhiễm môi trường với mật độ tế bào dao động 4.436 x 106 – 17.266 x 106 tb/m3 cùng với chỉ số đa dạng loài rất thấp (< 2). Từ kết quả nghiên cứu của mình, tác giả kết luận rằng thành phần loài TVN trong các ao nuôi thấp, trong khi mật độ tế bào lại cao hơn so với kênh rạch (nơi cấp nước cho ao). Sự phát triển quá mạnh của một số loài đã lấn át sự phát triển của các loài khác, vì thế độ đa dạng loài của TVN trong ao nuôi tôm thấp hơn so với vực nước tự nhiên. Với môi trường nước tĩnh và giàu dinh dưỡng là điều kiện tốt cho các loài tảo Lam phát triển mạnh, tạo đỉnh cao về mật độ tế bào trong ao nuôi [27]. Nguyễn Văn Hảo (2002) cũng đưa ra một số dữ liệu về TVN trong các ao nuôi tôm ở Tiền Giang, Bến Tre, Cà Mau với thành phần loài dao động 16 - 44 loài (tảo Silíc chiếm ưu thế) và mật độ tế bào đạt từ 0,2 – 6,6 x 103 tế bào/L. Theo Ông thành phần loài và mật độ tảo trong ao qua các đợt khảo sát nghèo nàn, trong các loài đã định danh không có tảo độc. Bên cạnh sự nghèo nàn về loài và mật độ tảo là sự hiện diện khá phong phú của nhóm Copepoda (ưu thế là Oithona spp) [13]. Bên cạnh công bố kết quả về thành phần loài, số lượng tế bào TVN, các báo cáo còn đề cập đến mối quan hệ giữa mật độ tế bào với một số yếu tố môi trường [26], [45][47] hoặc quá trình sinh trưởng và tàn lụi của tảo cũng như các yếu tố môi trường cần thiết cho tảo phát triển trong các ao nuôi tôm. Theo Nguyễn Trọng Nho (2002), sinh trưởng của quần thể hoặc quần xã vi tảo trong nuôi tôm công nghiệp được chia làm năm pha (pha gia tốc dương, pha logarit, pha gia tốc âm, pha cân bằng và pha tàn lụi). Nhiệt độ thích hợp cho vi tảo phát triển trong khoảng 25 – 30oC, ở nhiệt độ cao hơn 35oC hay thấp hơn 16oC vi tảo phát triển rất kém. Khả năng chịu đựng sự thay đổi của vi tảo biển rất lớn, song trong những ao có độ mặn thấp thường gặp nhiều tảo Lục và tảo Mắt, còn các ao có độ mặn cao hơn (25 - 30‰) lại thường gặp tảo Silíc [36]. Tại Việt Nam các công trình nghiên cứu nuôi vi tảo làm thức ăn cho động vật ở nước hay cho mục đích khác được tiến hành gần đây cùng với sự phát triển của nghề cá, đặc biệt là nghề nuôi cá biển. Nhằm mục đích cung cấp thức ăn tươi sống có chất lượng cao cho giai đoạn giống của các đối tượng NTTS: Tôm Sú, tôm Bạc, Điệp Quạt, Bào Ngư, Trai Ngọc, cá Ngựa, ốc Hương… Bắt đầu từ 1974, Trường Đại học Thủy Sản đã nghiên cứu đặc điểm sinh thái học, môi trường dinh dưỡng và nuôi sinh khối ngoài trời một số loài tảo Silíc Chaetoceros sp, Skeletonema costatum, Naviculla sp, tảo lục Chlorella sp … Làm thức ăn cho giai đoạn ấu trùng của các đối tượng NTTS [8], [28], [29]. Năm 1994, Viện nghiên cứu hải sản Hải phòng cũng đã thành công trong việc sử dụng Chaetoceros calcitrans, Chlamydomonas và Dunalliela salina trong ương nuôi ấu trùng Trai Ngọc Mã Thị (P. martensii). Ngoài ra còn có công trình của Lê Viễn Chí (1996) đã nuôi và ứng dụng Skeletonema costatum làm thức ăn cho ấu trùng tôm Sú tại Hải Phòng [5]. Để cung cấp thức ăn cho ấu trùng Điệp Quạt, ốc Hương… Viện Nghiên cứu Thủy Sản III đã tiến hành nhập nội và nuôi thu sinh khối các loài tảo Isochrysis galbana, Nanochloropsis. oculata, Chaetoceros muelleri trong các bể có V = 1m3 [55]. Một báo cáo mới nhất của Nguyễn Thị Xuân Thu và cs. (2004) đã đưa ra kỹ thuật phân lập, lưu gữi giống tảo thuần chủng. Ngoài ra báo cáo còn đưa ra các môi trường dinh dưỡng và điều kiện môi trường để nuôi sinh khối một số loài tảo đơn bào làm thức ăn cho các động vật thủy sản (Platymonas sp, Chaetoceros sp, Chlorella sp..) [56] Trong các công trình đã công bố, đáng kể nhất là các nghiên cứu của Đặng Đình Kim và cs. (1994, 2002). Trong các công trình nghiên cứu của mình, Ông đã giới thiệu đặc điểm sinh thái học, thành phần sinh hoá của một số loài tảo thường được sử dụng trong NTTS. Ngoài ra Ông còn đề cập rất hệ thống và chi tiết về môi trường dinh dưỡng cũng như các mô hình nuôi nhiều loại vi tảo (tảo Silíc, tảo Lục, tảo Lam) để làm thức ăn cho động vật ở nước, đặc biệt là giai đoạn ấu trùng của các đối tượng NTTS [17], [18], [19]. 1.1.2 Vai trò của thực vật nổi trong các vực nước tự nhiên và trong các ao nuôi trồng thủy sản Vai trò của thực vật nổi trong các vực nước tự nhiên và các ao nuôi trồng thủy sản là rất lớn và được thể hiện ở hai mặt: có lợi và có hại. - Mặt có lợi Vấn đề được đề cập và quan tâm nhiều nhất là vai trò của thực vật nổi đối với nghề nuôi trồng thủy sản. Thực vật nổi là nguồn thức ăn quan trọng của cá, không có thực vật nổi thì không có nghề cá (Hollerback, 1951) [66]. Thực vật nổi là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn tự nhiên của vực nước. Thực vật nổi chứa nhiều chất dinh dưỡng khác nhau, đặc biệt là protein (50 - 70% trọng lượng khô). Do vậy là thức ăn rất cần thiết cho sự phát triển của nhiều loài động vật nhỏ ở nước (những động vật này lại là thức ăn tốt cho tôm cá) [36]. Nhiều loài tảo Lục, tảo Silíc do có lượng chất dinh dưỡng cao, nên được nghiên cứu và nuôi trồng (đại trà) làm thức ăn cho các động vật ở nước cũng như các đối tượng nuôi trồng thủy sản [5], [8], [19]. Theo Boyr (1990), năng suất sơ cấp của thực vật nổi là nguồn thức ăn và nguồn cung cấp oxy hòa tan rất quan trọng cho các động vật ở nước. Sự quang hợp của thực vật nổi đóng vai trò hết sức quan trọng để duy trì oxy trong nước. Các biến đổi oxy hòa tan trong quá trình hô hấp, trong quang hợp thường được sử dụng để đánh giá năng suất sơ cấp ao nuôi trồng thủy sản [72]. Trong các hệ thống NTTS, đặc biệt là trong các ao nuôi tôm công nghiệp, thực vật nổi là các yếu tố lọc sinh học làm sạch môi trường bởi sự hấp thụ mạnh các chất dinh dưỡng, đặc biệt là muối amonia - sản phẩm của quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ, thức ăn thừa, chất thải của tôm, hạn chế mức độ gây độc của chúng [36], [54]. Thực vật nổi cung cấp lượng oxy lớn, thúc đẩy phân huỷ các chất tích tụ trong ao [30]. [36]. Starron và cs. (1995) khi nghiên cứu khả năng loại trừ tích lũy hữu cơ trong hệ thống tuần hoàn của trại nuôi cá bằng vi tảo Chlorella và Spirulina cho thấy nitơrat và phốt phát có thể được loại trừ hoàn toàn bởi các loại tảo hiển vi này [theo 54]. Thực vật nổi còn có vai trò làm giảm cường độ ánh sáng chiếu vào trong ao và có thể ngăn cản sự phát triển của các loài tảo đáy, đảm bảo sự ổn định cho tôm và ngăn cản các loài địch hại của tôm như cá, chim [36]. Thực vật nổi hạn chế tối thiểu các biến động của chất lượng nước, ổn định nhiệt độ và hạn chế sự mất nhiệt của nước vào mùa đông [21][30]. Sự phát triển của TVN có liên quan chặt chẽ với sự biến đổi của pH trong ao nuôi. Biến đổi pH trong các vũng nước ven bờ, các ao đầm nhỏ và trong các ao nuôi tôm liên quan đến quá trình quang hợp và hô hấp của thực vật ở nước. Như vậy pH môi trường phụ thuộc vào sự biến đổi hàm lượng O2 và CO2. Nghiên cứu sự biến đổi này và độ pH trong ao nuôi giúp ta đánh giá được hiệu quả tác động kỹ thuật của con người lên quá trình sản xuất tôm thịt, có thể duy trì pH ở mức dao động ngày đêm không vượt quá 0,5 đơn vị qua việc duy trì hệ thực vật nổi trong ao nuôi [70], [71]. Để đánh giá chất lượng một nguồn nước, ngoài các chỉ tiêu lý, hoá học, người ta còn dùng các chỉ tiêu sinh học hay còn gọi là sinh vật chỉ thị. Hầu hết các hệ thống sử dụng sinh vật chỉ thị đều dựa vào: Vi khuẩn, Động vật nguyên sinh, Vi tảo, Giáp xác nhỏ, Động vật không xương sống lớn, Thực vật lớn ở nước và Cá [44]. Trong ao NTTS có gặp một số loài tảo Lục, tảo Mắt có roi và tảo Lam (Chlamydomonas, Euglena, Oscillatoria, Phormidium ...) được xem là sinh vật chỉ thị cho sự nhiễm bẩn của vực nước. Theo Trần Trường Lưu và cộng tác viên (1994) khi khảo sát nguyên nhân gây chết tôm nuôi ở khu vực phía Nam cho biết ở những ao tôm đang chết tảo Lam có mật độ khoảng 60.000 ct/L và nhóm Giáp xác, Giun nhiều tơ là thức ăn tốt cho tôm không đáng kể, Copepoda chỉ đạt 7.000 – 10.000 ct/m3, tác giả cho rằng ao nuôi này có độ nhiễm bẩn vừa. Ở một ao khác với mật độ tế bào của tảo Mắt (loài chỉ thị là E. acus) là 80.000 ct/L (chiếm 66,70% số lượng tảo) cùng với sự có mặt của tảo Mắt khác (Phacus longicauda), hay những động vật ở nước khác (Protozoa, Rotatoria) đã chứng tỏ rằng ao nuôi tôm này có độ nhiễm bẩn nặng hơn ao trên [26]. Nhìn chung, thực vật nổi đóng vai trò quan trọng trong sự ổn định hệ sinh thái ao nuôi và hạn chế tối thiểu các biến động chất lượng nước. Một quần xã thực vật nổi ổn định đảm bảo lượng oxy hòa tan thông qua quá trình quang hợp và làm giảm lượng CO2, NH3, H2S, giảm thiểu tác động độc hại của NH3 và H2S lên các đối tượng nuôi. Một tập đoàn thực vật nổi tốt có thể làm giảm các chất độc trong nước nhờ khả năng hấp thụ NH3 và giữ các kim loại nặng [36]. Chúng cạnh tranh với các loài thực vật và các vi sinh vật khác không có lợi trong ao, nhất là các loài có khả năng gây bệnh cho tôm, làm tăng lượng thức ăn tự nhiên và làm giảm chi phí nguồn thức ăn bổ sung [30], [90]. Bởi vậy, có thể quản lý chất lượng nước trong các ao nuôi thông qua theo dõi và điều chỉnh sự phát triển của thực vật nổi [21] [70] [96]. - Mặt có hại Bên cạnh những mặt có lợi, thực vật nổi cũng có những mặt trái của nó, kể cả khi chúng phát triển quá nhiều hay quá ít. Hệ nuôi thâm canh thường có hiện tượng thừa dinh dưỡng do thức ăn và chất hữu cơ khác. Sự phát triển quá mức của thực vật nổi từ lượng muối dinh dưỡng như vậy kéo theo hàm lượng oxy hòa tan cao vào buổi chiều. Khi hiện tượng này xảy ra, hàm lượng amoniac chưa ion hoá (NH3) tăng cao do pH cao có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ của tôm [36]. Mật độ tảo quá thấp, pH và oxy có thể ổn định hơn nhưng lại không phù hợp cho tôm [70], [71]. Sự tàn lụi hàng loạt của thực vật nổi làm giảm chất lượng nước và sức sinh trưởng của tôm. Khi tàn lụi chúng sẽ gây ra một số hậu quả nghiêm trọng, các chất dinh dưỡng không được hấp thụ gây sự phú dưỡng cho ao. Sau khi chết, xác của chúng sẽ lắng đọng ở đáy ao, phủ lên đáy một lớp hữu cơ đang phân hủy (tăng lượng oxy tiêu thụ cho quá trình phân giải) và làm giảm chất lượng nước, gây hại cho tôm nuôi [36]. Tạ Khắc Thường (1996) cho biết, trong ao nuôi tôm, khi tảo tàn hàng loạt, ao có độ trong giảm đột ngột và hàm lượng amoniac vượt quá ngưỡng thích hợp cho tôm, tôm bị bệnh sau đó vài ngày [54]. Tảo chết lắng xuống đáy làm ô nhiễm đáy ao, và những con tôm yếu dễ bị mắc một số bệnh về mang (mang đen, mang hồng, mang vàng…)[21]. Sự phát triển của tảo Silíc thường tạo màu vàng xanh, vàng nâu và được cho là màu nước tốt cho các ao nuôi tôm. Song màu nước này thường không ổn định và khi có mật độ cao trong nước chúng không còn là thức ăn tốt cho động vật nổi (Rotatoria, Copepoda ...) mà sẽ cản trở sự vận động của tôm (đặc biệt là Biddulphia, Coscinodiscus ... những chi có kích thước quá lớn) [30]. Trong các ao nuôi tôm công nghiệp với hàm lượng muối dinh dưỡng khá cao lại có độ mặn lớn (25 - 33‰), là điều kiện thuận lợi cho tảo Hai Roi bùng nổ về số lượng tế bào và làm thay đổi màu nước. Khi chúng nở hoa sẽ gây ra sự thiếu máu ở động vật (do thiếu oxy trong quá trình lắng đọng của tảo) [54]. 1.1.3 Quản lý thực vật nổi trong ao nuôi. Theo nhiều nhà NTTS trong và ngoài nước cho rằng duy trì màu nước trong ao ổn định là yếu tố chính trong quản lý nước ao nuôi tôm [30], [36], [93] . Màu nước trong ao nuôi được quyết định bởi sự phát triển của sinh vật nổi, vi sinh vật …trong đó TVN là nhân tố chủ yếu. Ngoài ra màu nước còn được quyết định bởi màu của đáy ao, bùn đất, hay các chất lơ lửng trong nước [20][30]. Với vai trò quan trọng của thực vật nổi trong các vực nước, nên việc quản lý, theo dõi sự phát triển của chúng trong các ao NTTS, đặc biệt là trong ao nuôi tôm thương phẩm là rất cần thiết. Bởi vậy, trước khi thả tôm giống (7 - 10 ngày), các nông hộ thường bón phân cho ao nhằm tạo điều kiện cho TVN phát triển [21],[30], [79]. Tuỳ theo kỹ thuật viên hay nông hộ (các vùng nuôi tôm khác nhau) mà có nhiều loại phân bón (vô cơ, hữu cơ) được sử dụng để gây màu nước. Các loại phân bón vô cơ thường được sử dụng là: NPK (16:16:16) với liều lượng 20 - 30 kg/ha hoặc Urê (2 - 3 kg/1000m3 nước). Ngoài ra các nông hộ còn bổ sung phân hữu cơ cho ao như phân chuồng (20 - 30 kg/1000m3) hay phân gà (3 - 30kg/ha), bột đậu nành (10kg/ha)… bón liên tục cho đến khi độ trong của nước ao đạt 30 - 40 cm [13]. Sau khi bón phân lần đầu cho ao khoảng vài ngày nên bổ sung phân vô cơ hoặc hữu cơ (5 - 10% so với lần đầu) để duy trì sự phát triển của sinh vật phù du. Hạn chế sử dụng phân chuồng, vì dễ làm ô nhiễm ao và dễ đưa mầm bệnh vào ao nuôi [14]. Ngoài ra có thể bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng (DAP với liều lượng 10 - 15 kg/ha) hay phân bón sinh học (Robi)…Khi bón phân gây màu nước cần phải lưu ý đến lượng muối khoáng của nguồn nước cấp cho ao, hàm lượng của các kim loại nặng, điều kiện thời tiết (ánh sáng, nhiệt độ…). Ngoài ra còn phải chú ý đến lượng hóa chất dư thừa trong nước (của quá trình cải tạo, xử lý nước), thậm chí nếu mực nước ao quá sâu, tảo cũng kém phát triển [14], [21]. Theo Trần Thị Việt Ngân (2002), sau khi gây màu nước, trong ao sẽ có nhiều loại vi tảo khác nhau: tảo Lam, tảo Silíc, tảo Lục và tảo Hai Roi, trong đó tảo Silíc và tảo Lục là những ngành tảo sẽ tạo được màu nước tốt cho ao. Sự phát triển của TVN cũng như mức độ thay đổi về thành phần loài và mật độ của chúng được thể hiện rất rõ qua màu nước ao nuôi. Vì vậy ta có thể theo dõi mức độ phát triển của TVN, đặc biệt các loài ưu thế để nâng cao chất lượng nước của nước ao [30]. Tảo Lục khi phát triển thường biểu hiện màu xanh sáng của nước. Còn sự có mặt của tảo Silíc và Động vật nổi làm cho nước có màu nâu. Nước trong ao có dạng màu vàng mỡ gà hoặc màu xanh vàng là thời kỳ thực vật nổi phát triển tốt và thích hợp với tôm [30], [77]. Nước có màu xanh lục đậm hoặc màu nâu đỏ là hiện tượng thực vật nổi phát triển quá mức gây nở hoa hay xác tảo tàn lụi lơ lửng tạo nên, cần phải thay nước [30] [93] [113]. Khi kiểm soát màu nước ao, cần phải chú ý đến sự phát triển của thực vật nổi vào giai đoạn đầu và cuối chu kỳ nuôi tôm [21]. Màu nước còn liên quan chặt chẽ với độ trong của ao nuôi, theo nhiều nhà NTTS trong và ngoài nước, độ trong ao nuôi nên duy trì mức thích hợp từ 20 - 60cm, tốt nhất là 30 - 40cm [13], [53], [102]. Với độ trong này, thực vật nổi phát triển vừa phải trong ao (có màu nước xanh và hoặc vàng nâu) là điều kiện cho tôm sinh trưởng tốt, nâng cao năng suất tôm nuôi. Đối với ao nuôi theo hình thức thay nước, cần phải thay nước khi nước quá trong (> 80cm) hay nước đục (< 30cm) [12], [21], [33]. Lượng nước thay tốt nhất không nên quá 30% mỗi ngày tránh tôm bị sốc cũng như sự tàn lụi của tảo do môi trường thay đổi đột ngột [20]. Sự phát triển của TVN còn được biểu hiện qua giá trị pH và hàm lượng oxy hoà tan của nước ao. Vì vậy phải đo pH, Oxy hòa tan vào sáng sớm (6 -7 giờ) và lặp lại vào buổi chiều (15 - 16 giờ) [13], [14], [105]. Điều chỉnh giá trị pH bằng một số loại chất vô cơ (bón vôi định kỳ, hay bón vôi khi pH 8,3 sau đó bón vôi)…[53]. Trong hệ thống ao nuôi, đặc biệt là các ao nuôi tôm công nghiệp (bán thâm canh, thâm canh) khó có thể duy trì được mật độ TVN thích hợp, do chất dinh dưỡng được cung cấp nhiều từ nguồn thức ăn bổ sung, chất thải của vật nuôi [33]…Vì thế, TVN có thể đạt cực đại nhanh chóng trong những ngày nắng ấm ở các ao thâm canh có đủ muối dinh dưỡng. Sau khi đạt mật độ cực đại, TVN tàn lụi nhanh và sự tàn lụi của chúng trong ngày ấm rất nguy hiểm cho tôm [36]. Nhiệt độ cao làm tăng sự lắng đọng của các tế bào tảo chết đồng thời tiêu thụ oxy [54], [93]. Sự phân huỷ các chất lắng đọng sinh ra amoniac và sunfit làm ảnh hưởng đến sự sống của tôm [30]. Do đó cần phải thường xuyên theo dõi cường độ thay đổi màu nước của ao để dự đoán được mức độ phát triển của TVN, đặc biệt là khi chúng bắt đầu tàn lụi [21], [30]. Theo Nguyễn Trọng Nho (2002), sự tàn lụi của thực vật nổi thường trải qua 4 giai đoạn. Đầu tiên, cường độ thay đổi màu nước nhanh, nước trong ao có cùng một màu. Hiện tượng này xảy ra khi một số ít loài chiếm ưu thế và bắt đầu sinh trưởng nhanh. Tiếp theo màu nước trở nên đậm hơn do một số thực vật nổi bắt đầu chết và nổi trên mặt nước (các tế bào chết chưa bị vỡ ra). Kế đó các màng mỏng màu sữa xuất hiện trong nước, nước trở nên nhớt, bọt váng nổi trên bề mặt khi có sục khí. Hiện tượng này xảy ra khi tế bào bị vỡ, thành tế bào và sắc tố tách rời ra và tảo mất màu. Cuối cùng nước ao trong lại và độ trong tăng lên nhanh chóng. Bởi vì, những tế bào chết không lơ lửng trong nước mà có thể nổi trên mặt nước hoặc chìm xuống đáy [36] . 1.2. CÁC HÌNH THỨC NUÔI TÔM THƯƠNG PHẨM Cũng như hệ thống NTTS khác, nuôi tôm thương phẩm có 4 hình thức: Quảng canh truyền thống (QCTT), quảng canh cải tiến (QCCT), bán thâm canh BTC) và thâm canh (TC) [13], [51], [68]. Hai hình thức đầu năng suất không cao, phổ biến ở các nước có quỹ diện tích mặt nước lớn và kỹ thuật chậm phát triển như Ấn Độ, Indonexia, Philippin hay ở Việt Nam (vào những năm 80). Các hình thức nuôi BTC và TC đòi hỏi kỹ thuật hiện đại và sự phát triển đồng bộ của các lĩnh khác liên quan đến nghề nuôi tôm, nên chỉ tập trung ở các nước phát triển có quy trình nuôi hiện đại như Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc và một số vùng của Việt Nam. 1.2.1. Nuôi quảng canh truyền thống (QCTT) Hình thức nuôi đơn giản, nguồn giống chủ yếu là từ tự nhiên. Tuỳ theo hộ nuôi, có thể bổ sung thêm con giống sản xuất nhân tạo với mật độ khoảng 1 con/m2. Thức ăn cho tôm hoàn toàn dựa vào nguồn thức ăn tự nhiên. Diện tích ao nuôi không ổn định (0,5 - 40 ha). Năng suất nuôi thấp ( khoảng 50 kg/ha/vụ) và không đòi hỏi kỹ thuật hay trang thiết bị nuôi. Hình thức này vẫn còn tồn tại ở nhiều quốc gia vùng châu Mỹ: Mexico, Honduras, Panama hay các quốc gia vùng châu Á: Indonexia, Philippin, Ấn Độ và Việt Nam (chủ yếu ở phía Bắc, một số ít miền Trung và Nam Bộ). ở Việt Nam, năm 1996 hình thức nuôi này còn chiếm 80% tỷ lệ các hình thức nuôi, trong khi hình thức nuôi BTC và TC chỉ chiếm 20%. Song những năm gần đây phần lớn các ao đìa nuôi tôm QCTT được cải tạo, chuyển sang hình thức nuôi QCCT và BTC. 1.2.2. Nuôi quảng canh cải tiến (QCCT) Hình thức này dựa trên nền tảng của mô hình nuôi tôm QCTT nhưng tăng cường quản lý môi trường bằng cải tạo ao đìa tốt, bón phân gây màu nước, có bổ sung thêm giống ở mức độ 2 - 3 con/m2, và bổ sung thêm thức ăn. Việc thay nước chủ yếu dựa vào thủy triều hoặc có trang bị thêm máy bơm để thay nước chủ động hơn. Bằng hình thức này Malaysia đã đưa năng suất tôm trong các ao nuôi QCCT lên mức 300 - 500 kg/ha/vụ, nhưng hiệu quả kinh tế trên 1 ha ao nuôi vẫn còn thấp. Đây là hình thức nuôi khá phổ biến phía Bắc và phía Nam nước ta. Diện tích ao trung bình khoảng 1 - 2 ha. Các biện pháp cải tiến cơ bản là tạo thêm cống, diệt cá tạp và cho thêm thức ăn nhân tạo hay cá tươi 1 - 2 lần/ngày. Công tác quản lý ao được tăng cường, đáy ao thường được cải tạo, cày xới và bón phân vào đầu vụ nuôi. Năng suất tôm nuôi theo hình thức này ở nước ta còn thấp. Theo Tạ Khắc Thường năng suất của hình thức nuôi QCCT trong những năm gần đây ở Nam Trung bộ là 300 - 500 kg/ha/năm (một vụ nuôi), trong đó nguồn tôm thu được do bổ sung thêm giống chiếm sản lượng chủ yếu (90 - 100%). 1.2.3. Nuôi bán thâm canh (BTC) Với hình thức này con người đã có sự đầu tư ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật (KHKT) và tác động tích cực vào sản xuất như chủ động về con giống, cho ăn, quản lý chăm sóc, theo dõi tốc độ sinh trưởng và bệnh tật của tôm nuôi hàng ngày. Giống thả với mật độ khá cao 5- 10 con/m2, năng suất có thể đạt từ 0,8 - 3,0 tấn/ha/vụ hoặc 2,0 - 6,0 tấn/ha/năm. Hình này rất phổ biến ở các nước Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan …Hình thức nuôi tôm BTC được xem là thích hợp với điều kiện nước ta hiện nay, nên đã phát triển rất nhanh chóng và tập trung chủ yếu ở Nam Trung Bộ, Nam Bộ. Diện tích ao từ 0,2 - 1,0 ha (trung bình là 0,5 ha), thời gian nuôi từ 3 - 4 tháng, năng suất bình quân 0,8 - 2 tấn/ha/năm, cá biệt có nơi đạt 5 tấn/ha/năm. 1.2.4. Nuôi thâm canh (TC) Diện tích ao nuôi thường < 1,0 ha. Con người hoàn toàn chủ động về số lượng và chất lượng con giống (mật độ thả cao khoảng 15 - 30 con/m2, hoặc cao hơn) cũng như thức ăn (chủ yếu là thức ăn nhân tạo). Máy móc thiết bị đầy đủ (cho quá trình nuôi tôm và quản lý môi trường nước). Kỹ thuật viên có trình độ kỹ thuật cũng như khả năng quản lý môi trường ao nuôi tôm. Hình thức này đòi hỏi mức độ đầu tư lớn, tính hiệu quả không cao bằng hình thức nuôi BTC (tính lợi nhuận/1kg tôm) song năng suất/ha lại cao, hơn nữa có tính ổn định hơn, ít rủi ro. Hình thức nuôi thâm canh ở nước ta bắt đầu từ năm 1989 do công ty liên doanh VATECH thực hiện tại miền Trung. Tuy nhiên cho đến nay diện tích nuôi TC chưa nhiều, do đây là hình thức nuôi tiên tiến, đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao và trang thiết bị hiện đại. Phạm Xuân Thủy (2002) cho biết hiện trạng nuôi tôm sú thương phẩm, tổng diện tích nuôi tôm ở các tỉnh Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận và các hình thức nuôi đang được áp dụng như sau: Bảng 1.1: Hình thức nuôi tôm ở Phú Yên, Khánh Hòa và Ninh Thuận (năm 2001). Theo Nguyễn Xuân Thủy (2002). Chỉ tiêu Phú Yên (ha) Khánh Hòa (ha) Ninh Thuận (ha) Tổng số Diện tích Tỷ trọng % 1.QCCT 190 210 00 400 5,0 2. BTC 1092 2635 724,5 4451,5 56,2 3. TC 539 2112 425,5 3076,5 38,8 Tổng số 1821 4957 1150 7928 100 Như vậy, cùng với Phú Yên và Ninh Thuận, nghề nuôi tôm ở Khánh Hòa trong thời gian qua tăng nhanh cả về diện tích và sản lượng, doanh thu và lợi nhuận ngày một cao đã góp phần đáng kể vào chuyển đổi cơ cấu kinh tế ở nông thôn, giải quyết công ăn việc làm, tăng thu nhập và xoá đói giảm nghèo. Tuy nhiên vẫn có không ít rủi ro do tình hình dịch bệnh xảy ra càng nghiêm trọng và thường xuyên hơn. Vấn đề này liên quan đến chất lượng nước, khả năng chăm sóc ao nuôi của các nông hộ nuôi tôm ở nước ta nói chung và ở Khánh Hòa nói riêng. Để giải quyết vấn đề này cần có sự giúp đỡ của các nhà khoa học, khuyến ngư cùng các cấp ban, ngành… liên quan đến nghề NTTS ở nước ta. 1.3. ĐẶC ĐIỂM VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG AO NUÔI TÔM Theo Chien (1992) khi nói về mục đích việc quản lý chất lượng nước cho rằng duy trì chất lượng nước tốt là sự cần thiết không những cho sự tồn tại mà còn cho sự sinh trưởng, phát triển bình thường của tôm. Chất lượng nước tốt là sự đầy đủ về oxy và môi trường lý, hóa, sinh học phù hợp với các quá trình trao đổi chất của đối tượng nuôi. Tiêu chuẩn chất lượng nước phải được thiết lập ở khoảng an toàn cho tôm, đặc biệt các yếu tố lý, hóa học của nước ảnh hưởng mạnh đến sự tồn tại và sinh trưởng của chúng [21]. Theo nhiều nhà khoa học để cho tôm Sú sinh trưởng và phát triển tốt cần phải duy trì ổn định các yếu tố được đề cập như trong bảng 1.2. Bảng 1.2: Các thông số về chất lượng nước trong ao nuôi tôm sú thịt. Theo Siri Tookwinas (1997) và Nguyễn Văn Hảo (2002) STT Thông số môi trường Giới hạn tối ưu Đề nghị 1 pH 7,5 - 8,5 Dao động hàng ngày < 0,5 2 Độ mặn 10 - 30 ‰ Dao động hàng ngày < 5‰ 3 Oxy hoà tan 5 - 6 mg/l Không dưới 4mg/l 4 Độ trong 30 - 40 cm 5 Khí amonia < 0,1mg/l Chú ý: độc hơn khi ở pH và nhiệt độ ao 6 Độ kiềm >80 mg/l CaCO3/l Phụ thuộc vào dao động pH 7 H2S < 0,03 mg/l Độc hơn khi pH thấp 8 NO2 < 0,2 mg/l Hiện nay diện tích nuôi tôm ở nước ta tăng nhanh chóng, đặc biệt là tôm Sú và điển hình là ở các tỉnh phía Nam [13]. Qua thống kê thấy rằng, nghề nuôi tôm ở các khu vực trong nước phát triển không đồng đều về diện tích cũng như hình thức nuôi. Điều này kéo theo sự đa dạng về kỹ thuật nuôi, về khu hệ thủy sinh vật trong ao, và tạo nên tính phức tạp trong việc quản lý chất lượng nước ao nuôi tôm ở nước ta [54]. Những nghiên cứu về vai trò của TVN và mối quan hệ của chúng với các yếu tố thủy lý, thủy hóa, cũng như tác động của kỹ thuật nuôi tôm đến sự phát triển của TVN trong ao nuôi tôm còn khá ít. Do đó chưa giải quyết được những vấn đề của thực tiễn sản xuất, về quản lý và ổn định chất lượng nước ao nuôi. Để có dữ liệu khoa học góp phần giải quyết các vấn đề nêu trên, Chúng tôi thực hiện đề tài “Biến động thành phần loài và số lượng tế bào thực vật nổi trong ao nuôi tôm Sú tại Khánh Hòa” với mong muốn cung cấp các dữ liệu về sự biến đổi thành phần TVN và góp phần cải thiện chất lượng nước, tăng và ổn định năng suất nuôi tôm ở nước ta. CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. QUI TRÌNH NGHIÊN CỨU Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Thu mẫu trong ao nuôi tôm Đo yếu tố thủy lý và oxy Mẫu nước phân tích yếu tố thủy hóa Mẫu nước phân tích thực vật nổi Thông số kỹ thuật nuôi tôm thịt Phân tích trong phòng thí nghiệm Nhiệt độ, độ mặn, pH, … Hàm lượng NO3 - N Hàm lượng P043- - P Hàm lượng SiO2 Thành phần và số lượngTVN Thử nghiệm quản lý (điều chỉnh) thực vật nổi trong ao nuôi Kiểm chứng giả thuyết H0 (PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI VÀ CÁC PHÉP THỬ) Kết luận Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ mặn và một số loại muối dinh dưỡng đến sự phát triển của TVN Tác động của qui trình nuôi tôm đến sự phát triển của TVN Phương pháp nghiên cứu tổng quát cho quá trình thực hiện đề tài được trình bày tóm tắt qua sơ đồ sau: Hình 2.1. Sơ đồ khối quá trình và phương pháp nghiên cứu của đề tài. 2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 2.2.1. Thời gian nghiên cứu: Các nghiên cứu được tiến hành từ năm 1998 - 2003. 2.2.2. Địa điểm nghiên cứu - Các ao nghiên cứu và điều tra: Dựa theo mức độ phát triển nghề nuôi tôm Sú tại Khánh Hòa (từ 1998 đến 2002), chúng tôi chọn một số ao nuôi tôm điển hình cho 3 hình thức canh tác (QCCT, BTC và TC) ở các vùng nuôi tôm chính của Khánh Hòa (Đồng Bò - Nha Trang, Ninh Hòa, Vạn Ninh và Cam Ranh) để khảo sát và điều tra thực vật nổi và một số yếu tố khác . - Các thực nghiệm trong phòng thí nghiệm: Các thực nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm công nghệ sinh học, Trung tâm NTTS Cửa Bé - Nha Trang và trại thực nghiệm (Khoa NTTS - Đại học Thủy Sản). - Phân tích số liệu môi trường và thực vật nổi: Các mẫu điều tra, thực nghiệm được phân tích tại phòng thí nghiệm khoa NTTS, Trung tâm công nghệ sinh học (Đại học Thủy Sản) và phòng môi trường (Viện nghiên cứu Thủy Sản III). 2.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là quần xã TVN trong các hệ thống ao nuôi tôm Sú khác nhau ở vùng ven biển Khánh Hòa. 2.3.2. Mẫu sử dụng nghiên cứu điều tra ngoài hiện trường - Số ao điều tra và thực nghiệm + Số ao điều tra Vào các năm 1998 - 2001 và đầu năm 2002, có 3 hình thức nuôi tôm QCCT, BTC và TC đã được áp dụng tại Khánh Hòa. Trong đó hình thức nuôi tôm BTC được sử dụng rộng rãi nhất (chiếm 66,1% vào năm 1999 và 56,2% vào năm 2001). Kế đó là hình thức nuôi tôm TC (chiếm 1,7% năm 1999 và 38,8% năm 2001) [49]. Dữ liệu trên cho thấy Khánh Hòa là một trong những tỉnh có công nghệ nuôi tôm sú thương phẩm khá phát triển. Trong 4 vùng nuôi tôm chính của Khánh Hòa, Đồng bò (Nha Trang) được xem là vùng nuôi tôm lâu đời nhất và công nghệ nuôi tôm cũng chuyển đổi nhanh nhất [52] (từ QCCT → BTC→ TC) so với các vùng Ninh Hòa, Vạn Ninh và Cam Ranh. Dựa và hình thức nuôi tôm, vùng nuôi và năm khảo sát chúng tôi chia các ao nuôi tôm đã khảo sát thực vật nổi, yếu tố lý, hóa học và qui trình nuôi tôm thành các nhóm ao như sau: Hình thức nuôi tôm quảng canh cải tiến (QCCT): Có 3 ao nuôi tôm QCCT (Q1, Q3 và Q3) được nghiên cứu vào mùa khô (tháng 3 - tháng 7 năm 1999) thuộc vùng nuôi tôm Đồng Bò - Nha Trang - Khánh Hòa. Bảng 2.1. Các nhóm ao nuôi tôm theo hình thức bán thâm canh. Nhóm ao (vùng nuôi tôm) Ký hiệu ao Thời gian nghiên cứu (mùa vụ, tháng, năm) Nhóm I: (Đồng Bò - Nha Trang) I - a A1, A2 Mùa khô (tháng 3 - 7/1998) A3 và A4 Mùa khô (3 - 7/1998) và mùa mưa (tháng 9 - 12/1998) I - b B1 ÷ B6 Mùa khô (3 - 7/1999) I - c B7÷B9 Mùa khô (4 - 8/2000) Nhóm II: (Ninh ích - Ninh Hòa) B10÷B12 Mùa khô (3 - 7/1999) Nhóm III: (K18 - Vạn Ninh) B13÷B15 Mùa khô (3 - 7/1999) Nhóm IV: (Cam Linh - Cam Ranh) B16÷B18 Mùa khô (3 - 7/1999) và mùa mưa (9 - 12/1999) Hình thức nuôi tôm bán thâm canh (BTC): Có 27 ao (22 ao nghiên cứu vào mùa khô và 5 ao nghiên cứu vào mùa mưa) được chia làm 4 nhóm ao như sau (bảng 2.1). Hình thức nuôi tôm thâm canh (TC): Có 9 ao và chia làm 2 nhóm (bảng 2.2). Bảng 2.2. Các nhóm ao nuôi tôm theo hình thức thâm canh. Nhóm ao (vùng nuôi tôm) Ký hiệu ao Thời gian nghiên cứu (mùa vụ, tháng, năm) Nhóm I: (Đồng Bò, Nha Trang) C1 ÷ C7 Mùa khô (3 - 7/2001) Nhóm II: (Cửa Bé - Nha Trang) D1 và D2 Mùa khô (4 - 8/2002) Số ao khảo sát thành phần và số lượng thực vật nổi cũng như một số yếu tố lý hóa học môi trường là 39 ao (với 3 hình thức nuôi tôm, trong đó tập trung ở vùng nuôi tôm Đồng Bò - Nha Trang (25 ao), còn các vùng nuôi tôm khác như Ninh Hòa, Vạn Ninh và Cam Ranh mỗi vùng 3 ao). + Số ao thực nghiệm: 2 ao nuôi tôm thâm canh tại Đồng Bò và Cửa Bé - Nha Trang ( tháng 5- 8 năm 2003 ). - Phương pháp thu mẫu và số mẫu đo đạc dùng phân tích trong báo cáo 546 mẫu thực vật nổi được thu thập 1 lần/tuần vào lúc 8-9 giờ sáng vào mùa khô năm 1998 đến năm 2003. Đồng thời các quan trắc về điều kiện môi trường trong khu vực nghiên cứu như nhiệt độ, độ mặn, pH, oxy hòa tan và muối dinh dưỡng, cũng như các điều kiện có liên quan khác có khả năng có tác động đến sự phát triển của quần xã TVN được ghi nhận và đo đạc tại thực địa hoặc trong phòng thí nghiệm. + Mẫu Thực vật nổi Mẫu định tính: Dùng lưới vớt thực vật nổi (dạng hình chóp, có đường kính miệng lưới là 30 cm, chiều dài 0,7m và đường kính mắt (lỗ) lưới 25 mm) kéo ngang theo hình số 8 tại điểm thu hoặc dọc theo bờ ao. Mẫu thu được chuyển vào lọ thủy tinh nút mài 125ml, đánh dấu mẫu và bảo quản bằng lugol 1% hay Formaline 2%. Mẫu định lượng: Lấy nước tại 5 điểm trong ao (4 điểm xung quanh và 1 điểm giữa ao), trộn chung 5 mẫu này (trong xô 40L), lọc mẫu qua lưới vớt thực vật nổi rồi cho vào lọ 125mL. Ngoài ra có thể lấy mẫu bằng cách khuấy đều nước trong xô (40L) lấy 1 lít cho vào bình thủy tinh nút mài (V = 1L). Đánh dấu mẫu (nghi nhãn) và bảo quản bằng lugol 1% hay Formaline 2%. Sau đó chuyển về phòng thí nghiệm, để lắng 24 - 48 giờ, rút bỏ bớt nước trong (hoặc pha loãng). + Mẫu thủy hóa: Mẫu để xác định ôxy hòa tan được thu bằng Batomet và chuyển sang lọ 125ml, cố định bằng MnCL2 và KI - NaOH. Mẫu nước xác định NO3- - N, PO43- - P và SiO2 được thu theo cách thu mẫu định lượng thực vật nổi, mỗi ao thu 1 - 2 lít (bảo quản lạnh). - Phân tích mẫu Mẫu được phân tích theo các phương pháp đang được thực hiện tại khoa Nuôi trồng Thủy sản, Trung tâm Công nghệ sinh học (Đại học Thủy sản) và Viện nghiên cứu Thủy Sản III. + Phân tích mẫu thủy lý, thủy hóa Nhiệt độ: Xác định bằng nhiệt kế thủy ngân chia 0 - 1000C. pH: Xác định bằng máy đo pH (pH meter). Độ mặn: Xác định bằng khúc xạ kế (Refractometer). Độ trong: Xác định bằng đĩa Secchi. Độ sâu: xác định bằng thước gỗ (dài = 1,5m). Oxy hòa tan (DO): Xác định bằng phương pháp Winkler. NO3- - N, PO43- - P, SiO2: Xác định bằng máy so màu DR 2000, với hóa chất chuẩn và trình tự tiến hành theo hướng dẫn kèm theo (nhà sản xuất HATCH). + Mẫu thực vật nổi Xác định thành phần loài thực vật nổi theo phương pháp hình thái so sánh bằng cách quan sát các đặc điểm hình thái cấu tạo tế bào tảo (theo từng nhóm tảo): Tảo Silíc: Dựa vào hình dạng tế bào, hình dạng mặt vỏ và sự phân bố của vân trên bề mặt vỏ, kích thước của các trục, sự tạo thành các tập đoàn dạng chuỗi hay dạng khối. Định loại Tảo Silíc theo một số tài liệu chủ yếu như: Hoàng Quốc Trương (1962), Kim Đức Tường (1965); A. Shirota (1966); Sournia (1986), Trương Ngọc An (1993), và Hasle & Syvertsen (1997). Tảo Hai Roi: Dựa vào hình dạng tế bào, số lượng và cách sắp xếp của các mảnh vỏ theo công thức vỏ của Kofoid được cải biên bởi Taylor (1996), Steidinger (1997). Định loại Tảo Hai Roi theo một số tài liệu chủ yếu như: Hoàng Quốc Trương (1964), Taylor (1976), Dodge (1982). Tảo Lam: Dựa vào hình dạng cơ thể (đơn bào, tập đoàn dạng khối hay dạng sợi), hình dạng tế bào và cấu trúc sợi (đặc biệt là hình dạng tế bào đầu ngọn hay gốc của sợi), vỏ bao sợi, sự phân nhánh của sợi hay vị trí, số lượng các tế bào dị hình (dị nang) trên sợi tảo. Định loại tế bào theo tài liệu của Dương Đức Tiến (1996) và Anagnostidis & Komarék (1998) Tảo Lục: Dựa vào hình dạng cơ thể (đơn độc, tập đoàn), hình dạng tế bào, hình dạng thể màu. Định loại tế bào theo tài liệu của Dương Đức Tiến & Võ Hành (1996) và Nguyễn Văn Tuyên (2003). Sử dụng kính hiển vi quang học Leica có độ phóng đại từ 100 đến 1000 lần để quan sát hình thái tế bào Thực vật nổi. Định lượng tế bào bằng buồng đếm Sedgwick - Rafter có thể tích 1 ml. Công thức tính: Đếm cả buồng đếm: Số tế bào/mL = N x Vc / Vb x Vl Trong đó N là số tế bào trung bình giữa 2 lần đếm; Vc là thể tích nước cô đặc hoặc pha loãng mẫu; Vb là thể tích buồng đếm (1mL) và Vl là thể tích nước khi thu mẫu. 2.3.3. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Từ các dữ liệu khảo sát trong ao nuôi tôm, chúng tôi thiết kế các thí nghiệm về ảnh hưởng của một số yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ mặn, muối dinh dưỡng) hay hóa chất thường dùng trong nuôi tôm đến sự phát triển của thực vật nổi nói chung và các loài ưu thế nói riêng. Với các kết quả nghiên cứu này chúng ta có thể kiểm định, đánh giá được mức độ phát triển của các ngành TVN trong ao và có cơ sở cho việc điều chỉnh hợp lý quần xã TVN trong ao nuôi tôm. - Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, độ mặn và một số loại muối dinh dưỡng lên sự phát triển của 3 loài thực vật nổi ưu thế. Với dữ liệu từ tài liệu tham khảo [13], [26], [27], [30], [45] và kết quả khảo sát thực vật nổi trong các ao nghiên cứu cho thấy có một số loài thuộc các chi tảo Silíc (Nitzschia, Navicula, Coscinodiscus), tảo Lam (Phormidium, Oscillatoria) và tảo Lục Chlorella thường phát triển mạnh trong các ao nuôi tôm. Trong đó 3 loài Phormidium sp1 (tảo Lam), Nitzschia longissima (tảo Silíc), Chlorella sp1 (tảo Lục) là những loài bắt gặp thường xuyên trong các ao nuôi tôm ở Khánh Hòa cũng như ở một số tỉnh Nam Trung Bộ (Quảng Nam, Ninh Thuận,…). Kết hợp tài liệu tham khảo và kết quả khảo sát về các yếu tố lý, hóa học môi trường nước ao nuôi tôm, hàm lượng muối dinh dưỡng, nhiệt độ và độ mặn được chọn làm thí nghiệm (với mức nhỏ nhất, trung bình và lớn nhất) là: - Muối dinh dưỡng: Nitrat (NO3- - N): 0,1, 0,3 và 0,6 mg/L; Phốt phát (PO43- - P): 0,025, 0,075 và 1mg/L; Silíc (SiO2): 0,2, 0,7 và 1,2 mg/L. - Nhiệt độ: 25, 30 và 35oC. - Độ mặn: 15, 25 và 35 ‰. Các thí nghiệm được thiết kế theo sơ đồ sau: NO3-N (mg/L) 0,1; 0,3; 0,6 Muối dinh dưỡng Nhiệt độ (0C) Độ mặn (‰) PO4-P(mg/L) SiO32--Si (mg/L) 0,025; 0,075; 0,1 0,2; 0,7; 1,2 25; 30; 35 15; 25; 35 Thu mẫu và đánh giá: số lượng tế bào của từng loài tảo theo thời gian Các lô thí nghiệm Nguồn tảo giống ban đầu Hình 2.3. Sơ đồ thí nghiệm ảnh hưởng của một số loại muối dinh dưỡng, nhiệt độ và độ mặn lên sự phát triển của 3 loài thực vật nổi ưu thế. Hình 2.2. Các loài Thực vật nổi ưu thế trong các ao nuôi Tôm Sú: a.- Nitzschia longissima; b.- Phormidium sp.; và c.- Chlorella sp. Tảo giống được phân lập bằng phương pháp nuôi cấy trên môi trường thạch (agar) hay phương pháp pha loãng. + Phương pháp pha loãng [114] (đối với Phormidium sp. và Nitzschia longissima): Chuẩn bị 1 dãy ống nghiệm có chứa 9 mL dung dịch nước nuôi tảo có môi trường chỉ định cho loài tảo định phân lập (môi trường cho tảo Lam [19] và tảo Silíc [27]). Dùng pipet hút 1mL dịch tảo tạp cho vào ống nghiệm thứ nhất. Sau khi tảo phát triển vài ngày, lấy 1mL cho vào ống nghiệm thứ 2. Cứ làm như vậy với các ống nghiệm còn lại, sao cho trong mỗi ống nghiệm chỉ có vài tế bào. Các ống nghiệm được đặt trong điều kiện thích hợp để cho tảo phát triển. Cuối cùng chọn những ống nghiệm có tế bào tảo định phân lập chiếm ưu thế, lặp lại việc cấy chuyền vài lần rồi nhân sinh khối lấy tảo giống. + Phương pháp phân lập trên thạch (đối với Chlorella sp.): Chuẩn bị môi trường thạch: Lấy 5 gam agar cho vào 500mL nước biển, bổ sung môi trường dinh dưỡng THO4 [29], autoclave ở nhiệt độ 121oC và 15at/15 phút. Sau đó để nguội đến 45 – 50oC, đổ thạch vào hộp lồng (10 mL/hộp), để nguội. Phân lập: Nhỏ 1mL dung dịch tảo tạp lên bề mặt thạch, tráng đều cho dịch tảo dàn đều trên thạch. Đặt hộp lồng dưới hệ thống đèn neon (4200 lux), nhiệt độ 28 – 30oC. Sau một tuần, trên mặt thạch xuất hiện những khuẩn lạc có màu sắc và hình dạng khác nhau (tuỳ theo loài tảo). Dùng que cấy lấy các khuẩn lạc tươi đưa lên kính hiển vi quan sát, chọn khuẩn lạc có Chlorella (hình tròn, màu xanh sáng) chuyển sang các ống nghiệm (có môi trường dinh dưỡng) nuôi cấy để tảo phát triển. Sau vài ngày, lấy dịch tảo trong ống nghiệm đem phân lập lại như lúc đầu. Sau vài lần phân lập, sẽ thu được tảo thuần chủng, rồi đem nhân sinh khối. Các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm công nghệ sinh học (Trường Đại học Thủy sản). Tảo được nuôi trong các bình nón (đậy nút bông đã khử trùng) có thể tích nuôi (V) = 1 lít, mỗi thí nghiệm được lặp lại từ 2 - 3 lần. a b Hình 2.4a-b. Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ và độ mặn lên sự phát triển của tảo. Thí nghiệm 1: Thí nghiệm ảnh hưởng của các loại muối dinh dưỡng lên sự phát triển của 3 loài TVN ưu thế Theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm [5], trong thực nghiệm yếu tố toàn phần số thí nghiệm được tính theo công thức: N = nk ( N là số thí nghiệm; n là các mức của yếu tố thí nghiệm; k là các yếu tố thí nghiệm). Theo công thức trên, số lô thí nghiệm cần thực hiện cho mỗi loài như sau: + Đối với tảo Silíc Nitzschia longissima: Với 3 loại muối (nitrat, phốt phát, silíc), mỗi loại có 3 hàm lượng khác nhau nên N = nk = 33 = 27 lô. Dựa và hàm lượng nitrat (loại muối dinh dưỡng đóng vai trò quan trong sự gia tăng tế bào của tảo) có thể chia thành 3 nhóm lô thí nghiệm với mật độ nuôi ban đầu là 104 tế bào/mL, nhiệt độ từ 28 đến 30oC và độ mặn là 30 ‰. Nhóm 1: với hàm lượng NO3- - N = 0,1 mg/L. PO43- - P = 0,025; 0,075; 0,1 mg/L. SiO3 = 0,2; 0,7 và 1,2 mg/L (bảng 2.3). Bảng 2.3: 9 lô thí nghiệm (lô 1 - lô 9) về ảnh hưởng của NO3—N, PO43—P và SiO3— (mg/L) lên sự phát triển của Nitzschia longissima 1. N:P:Si = 0,1:0,025:0,2 2. N:P:Si = 0,1:0,025:0,7 3. N:P:Si = 0,1:0,025;1,2 4. N:P:Si = 0,1;0,075:0,2 5. N:P:Si = 0,1:0,075:0,7 6. N:P:Si = 0,1:0,075:1,2 7. N:P:Si = 0,1:0,1:0,2 8. N:P:Si = 0,1:0,1:0,7 9. N:P:Si = 0,1:0,1:1,2 Nhóm 2: với NO3- - N = 0,3 mg/L; PO43- - P = ,025; 0,05 và 0,1 mg/L; SiO3 = 0,2; 0,7 và 1,2 mg/L (bảng 2.4). Bảng 2.4: 9 lô thí nghiệm (lô 10 - lô 18) về ảnh hưởng của NO3—N, PO43—P và SiO3— (mg/L) lên sự phát triển của Nitzschia longissima. 10. N:P:Si = 0,3:0,025:0,2 11.N:P:Si = 0,3:0,025:0,7 12. N:P:Si = 0,3:0,025;1,2 13. N:P:Si = 0,3:0,075:0,2 14.N:P:Si = 0,3:0,075:0,7 15. N:P:Si = 0,3:0,075:1,2 16. N:P:Si = 0,3:0,1:0,2 17. N:P:Si = 0,3:0,1:0,7 18. N:P:Si = 0,3:0,1:1,2 Nhóm 3: với NO3- - N = 0,6 mg/L. PO43- - P = ,025; 0,05 và 0,1 mg/L. SiO3 = 0,2; 0,7 và 1,2 mg/L (bảng 2.5) Bảng 2.5: 9 lô thí nghiệm (lô 19 - lô 27) về ảnh hưởng của NO3—N, PO43—P và SiO3— (mg/L) lên sự phát triển của Nitzschia longissima. 19. N:P:Si = 0,6:0,025:0,2 20.N:P:Si = 0,6:0,025:0,7 21. N:P:Si = 0,6:0,025;1,2 22. N:P:Si = 0,6:0,075:0,2 23.N:P:Si = 0,6:0,075:0,7 24. N:P:Si = 0,6:0,075:1,2 25. N:P:Si = 0,6:0,1:0,2 26. N:P:Si = 0,6:0,1:0,7 27. N:P:Si = 0,6:0,1:1,2 + Đối với tảo Lam Phormidium sp.1 và tảo Lục Chlorella sp.1: Với 2 loại muối dinh dưỡng (nitrat, phốt phát) và mỗi loại có 3 hàm lượng khác nhau, do đó N = nk = 32 = 9 lô cho mỗi loài và cũng chia làm 3 nhóm lô thí nghiệm (bảng 2.6). Mật độ nuôi ban đầu là 104 tế bào/mL đối với Phormidium và 106 tế bào/mL đối với Chlorella. Cả 2 loài tảo này được nuôi ở nhiệt độ và độ mặn tương ứng là 28 đến 30oC và 30 ‰. Bảng 2.6. 9 lô thí nghiệm (nhóm I, II, III) về ảnh hưởng của NO3—N, PO43—P (mg/L) lên sự phát triển của Phormidium sp.1 và Chlorella sp.1. Nhóm I: 1. N:P = 0,1:0,025 2. N:P = 0,1:0,075 3. N:P = 0,1:0,1 Nhóm II: 4. N:P = 0,3:0,025 5. N:P = 0,3:0,075 6. N:P = 0,3:0,1 Nhóm III: 7. N:P = 0,6:0,025 8. N:P = 0,6:0,075 9. N:P = 0,6:0,1 Thí nghiệm 2: Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ và độ mặn lên sự phát triển của 3 loài TVN ưu thế Số lô thí nghiệm: Với 2 yếu tố thí nghiệm, mỗi yếu tố có 3 mức khác nhau, số lô thí nghiệm cần thực hiện N = Nk = 32 = 9 cho mỗi loài (bảng 2.7). Môi trường dinh dưỡng cho tảo Silic- Nitzschia longissima là N : P : Si = 0,6 : 0,1 : 1,2 (mg/L); Phorrmidium sp1 và Chlorella là: N : P = 0,6 : 0,1 (mg/L). Mật độ nuôi ban đầu là 104 tế bào/mL đối với Phormidium sp.1, Nitzschia lnogissima và 106 tế bào/mL đối với Chlorella sp.1 Bảng 2.7: 9 lô thí nghiệm về ảnh hưởng của nhiệt độ và độ mặn lên sự phát triển của Phormidium sp.1, Chlorella sp.1 và Nitzschia longissima. Lô 1: 15‰: 250C Lô 2: 15‰: 300C Lô 3: 15‰: 350C Lô 4: 25‰: 250C Lô 5: 25‰: 300C Lô 6: 25‰: 350C Lô 7: 35‰: 250C Lô 8: 35‰: 300C Lô 9: 35‰: 350C Các bình thí nghiệm được đặt trong các bo can để ổn định nhiệt độ (hình 2.4b) và sử dụng hệ thống Thesmotat hay máy nâng nhiệt Visi - Therm để điều chỉnh nhiệt độ (biên độ dao động của nhiệt độ trong từng lô thí nghiệm là ± 0, 50C). Độ mặn được kiểm tra bằng khúc xạ kế, độ chính xác 1‰. - Thí nghiệm ảnh hưởng của Formaline, Chlorine và Benzal Konium Chlorua lên sự phát triển của quần xã thực vật nổi. Dựa vào các tài liệu tham khảo trong nước và một số nước khác (Thái lan, Trung Quốc) [6] [84] [87] [90] [95] cùng với sự điều tra về việc sử dụng các loại hóa chất trong nuôi tôm thương phẩm ở một số vùng nuôi tôm thuộc Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Định cho thấy có rất nhiều loại hóa chất được sử dụng để cải tạo ao, xử lý nước hoặc để hạn chế sự phát triển của sinh vật nổi. Trong các loại hóa chất, một số loại thường được sử dụng để xử lý nước, tẩy trùng đáy ao, hạn chế sự phát triển của thực vật nổi, động vật nổi là Chlorine với hàm lượng 5 - 30 ppm (diệt vi tảo: 5 - 10 ppm), Formaline với hàm lượng 0,3 - 25 ppm (dùng diệt vi tảo là 3 - 15ppm) và Benzal Konium Chlorua (BKC) với hàm lượng 0,3 - 1,0 ppm. Tuy nhiên do chưa nắm vững cơ sở khoa học cũng như vai trò chủ yếu của các loại hóa chất trên đối với sự phát triển của tảo hay các thủy sinh vật khác nên việc sử dụng hóa chất không hiệu quả. Để giải quyết vấn đề trên, chúng tôi thiết kế thí nghiệm ảnh hưởng của Chlorine, Formaline và BKC lên sự phát triển của tảo. Hàm lượng hóa chất được chọn làm thí nghiệm là: + 5, 10, 15 và 20 ppm đối với Formaline + 5, 10 và 15 ppm đối với Chlorine + 0,5 và 1,0 ppm đối với BKC (Benzal Konium Chlorua hay còn gọi Clean 80) 5,0; 10; 15; 20 BKC (Benzal Konium Chlorua) (ppm) Formaline (ppm) Chlorine (ppm) Đối chứng (không hóa chất) 0,5; 1,0 5,0; 10; 15 Thu mẫu tảo theo thời gian nuôi và phân tích các thông số: Thành phần loài và mật độ tế bào Các yếu tố: ToC; S‰; pH Bể (m3): Nguồn tảo giống ban đầu + muối dinh dưỡng khi nước bắt đầu đậm màu ( pH = 8,7 - 9,0) Các lô thí nghiệm: bắt đầu xử lý hóa chất (các xô có thể tích = 80 l) Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ sau: Hình 2.5. Sơ đồ thí nghiệm về sự phát triển của thực vật nổi khi xử lý Chlorine, Formaline và BKC. Thí nghiệm được tiến hành trong các xô nhựa (V = 70 - 80 lít). Các xô này được đặt trực tiếp trong ao nuôi tôm (Trung tâm NTTS Cửa Bé - Nha Trang) bằng giàn đỡ. Bắt đầu xử lý hóa chất (vào 9 - 10 giờ sáng và 3- 4 giờ chiều). Sau 12 giờ xử lý hoá chất, bổ sung muối dinh dưỡng vào các lô thí nghiệm (trừ đối chứng) để cho tảo phát triển trở lại. Sau khi xử lý hóa chất, thu mẫu tảo để kiểm tra mức độ ảnh hưởng của hóa chất đến sự phát triển của tảo (6 giờ thu mẫu tảo một lần). Mẫu tảo được thu bằng cách dùng lọ (V = 150mL) lấy tảo ở 3 tầng nước trong xô rồi chuyển sang bình thủy tinh có V = 500 mL, đánh dấu mẫu và bảo quản mẫu bằng lugol 1%. 2.6a 2.6b 2.7 Hình 2.6a và b. Thí nghiệm ảnh hưởng của hóa chất lên sự phát triển của thực vật nổi. Hình 2.7. Bể thử nghiệm điều chỉnh sự phát triển của thực vật nổi qui mô 1 m3. - Thử nghiệm quản lý mật độ tế bào của thực vật nổi Sử dụng bể composite có thể tích 1 m3 (hình 2.7) và lấy nước (từ ao nuôi tôm) cho vào bể. Xác định mật độ tảo, giá trị pH ban đầu và bổ sung muối dinh dưỡng (hàm lượng N03-N : PO43—P : SiO3-S = 0,6 : 0,1 : 1,2 mg/L mà tảo phát triển tốt nhất ở thí nghiệm 1). Hàng ngày theo dõi sự phát triển của tảo (khoảng 6 giờ thu mẫu tảo một lần) và giá trị pH môi trường. Khi pH = 9,5 - 10, tiến hành xử lý 5ppm Formaline hoặc thay nước (30% lượng nước trong bể). Sau 24 giờ bổ sung muối dinh dưỡng, tiếp tục theo dõi sự phát triển của tảo và các yếu tố môi trường. Các ao nuôi tôm ở Đồng Bò - Nha Trang và ao nuôi tôm tại Trung tâm NTTS Cửa Bé - Nha Trang (mùa khô: tháng 5 - 8 /2002) được đưa vào thực nghiệm (bảng 2.8a và b). Bảng 2.8a: Qui trình thí nghiệm nuôi tôm công nghiệp với việc điều chỉnh mật độ thực vật nổi tại Đồng Bò - Nha Trang. -1,5 - 0,5 Thả giống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Thời gian (tuần) Bón vôi (CaO): 1000 kg/ha. Diệt khuẩn đáy ao: Chlorine (20ppm). Lấy nước từ ao cấp đến mức 1,2 m Gây màu nước: NPK (3ppm) và SiO32- (1ppm). Mật độ 35 con/ m2 Bổ sung nước từ ao cấp đến mức 1,2 m Thay nước 10 - 20%/ tuần Bổ sung và thay nước 6 - 14 giờ / ngày đêm Quạt nước (1 - 2) lần/ 4 tuần Xử lý Formaline: 10 -15ppm Sau khi xử lý hóa chất 3 ngày Sử dụng EM2 10ppm 1 tuần / lần Bón CaO 200 kg/ha. CaMgO2 2ppm. Trước khi thả giống Thời gian nuôi tôm Thu hoạch (ngày thứ 103) Bảng 2.8b: Qui trình thí nghiệm nuôi tôm thương phẩm với việc điều chỉnh mật độ thực vật nổi tại Cửa Bé - Nha Trang. -1,5 - 0,5 Thả giống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Thời gian (tuần) Bón vôi (CaO): 1000 kg/ha. Diệt khuẩn đáy ao: Chlorine (20ppm). Lấy nước từ ao cấp đến mức 1,0 m Gây màu nước bằng NPK 3 ppm và silíc 1 ppm Mật độ: 40 con/ m2 Bổ sung nước hao hụt từ ao cấp đến mức 1m Bổ sung và thay nước 6 - 14 giờ / 24 giờ Quạt khí 2 tuần / lần Xử lý nước bằng chlorine, Formaline (10ppm) và Mazzal 0,3ppm 2 tuần/lần Giảm pH bằng đường (2 - 5ppm) và A. citric 1 tuần / lần, sau khi xử lý hóa chất ít nhất 3 ngày Xử lý nước ô nhiễm bằng EM2 10 ppm. Trước khi thả giống Thời gian nuôi tôm Thu hoạch: ngày nuôi thứ 82 2.4. PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU - Nghiên cứu tương quan giữa TVN với các yếu tố môi trường bằng phương pháp phân tích tương quan cặp và phân tích hồi quy nhiều biến trên phần mềm Microsoft Exel với mức ý nghĩa 0,05. - Sử dụng công thức tính chỉ số đa dạng loài của Margalef (1958): D = S - 1/lgN (trong đó S: số loài, N: số cá thể) để khảo sát tính đa dạng của thực vật nổi trong ao nuôi tôm. - Tìm hiểu mức độ thay đổi cấu trúc thành phần loài thực vật nổi (trong ao nuôi tôm) giữa các hệ thống canh tác cũng như các thời điểm của chu kỳ nuôi tôm bằng cách sử dụng công thức tính hệ số giống nhau của Sorensen (1948): S = 2C / (A + B) (trong đó S là hệ số giống nhau, A là số lượng loài trong mẫu hay địa điểm A, B là số lượng loài trong mẫu hay địa điểm B, C là số loài chung cho cả A và B). Vạn Ninh Ninh Hòa Đồng Bò Cảng Cam Ranh A B C D E Hình 2.8. Bản đồ cho thấy vị trí khu vực thu mẫu: - A. 4 khu vực thu mẫu (các ô chữ nhật) trong tỉnh Khánh Hòa; - B. Chi tiết vùng thu mẫu thuộc huyện Vạn Ninh; C. Chi tiết vùng thu mẫu thuộc huyện Ninh Hòa; D. Chi tiết vùng thu mẫu thuộc vùng Đồng Bò, Tp. Nha Trang; E. Chi tiết vùng thu mẫu thuộc huyện Cam Ranh. Các vòng tròn đỏ là điểm thu mẫu. Các ô vuông trong hình B-E chỉ định các ao nuôi trồng thủy sản. Ảnh chụp vệ tinh theo Google Earth (2005).