Luận văn Sự biến đổi chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá tra (pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở các qui mô khác nhau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN HỮU LỘC SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG NUÔI CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) THÂM CANH Ở CÁC QUI MÔ KHÁC NHAU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CẦN THƠ – 2009 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN HỮU LỘC SỰ BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG NUÔI CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) THÂM CANH Ở CÁC QUI MÔ KHÁC NHAU Chuyên ngành: NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Mã số: 060608 LUẬN VĂN THẠC SĨ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Người hướng dẫn khoa học: Ts. VŨ NGỌC ÚT CẦN THƠ – 2009 ii LỜI CẢM TẠ Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm Khoa Thủy Sản, Phòng Quản Lý Khoa Học và Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện để tôi được học tập nghiên cứu nâng cao trình độ trong những năm qua. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy hướng dẫn Ts. Vũ Ngọc Út đã dìu dắt, động viên, giúp đỡ và cho tôi những lời khuyên qúy báu trong suốt thời gian học tập cũng như khi thực hiện đề tài và viết luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn PGs. Ts. Nguyễn Thanh Phương, Trưởng Khoa Thủy sản, Trường Đại Học Cần thơ về sự hỗ trợ kinh phí để thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn Jack Morales, tổ chức Sustainable Fisheries Partnership về sự hỗ trợ kinh phí để thực hiện đề tài. Tôi rất cảm ơn sự giúp đỡ của Nguyễn Thị Kim Liên, Dương Thị Hoàng Oanh, Nguyễn Lê Hoàng Yến, Tạ Văn Phương, Huỳnh Trường Giang và tất cả các bạn đồng nghiệp đã sẵn lòng giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, thực hiện đề tài và viết báo cáo. Nguyễn Hữu Lộc i Tóm tắt Chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) được nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của nghề nuôi cá tra lên môi trường nước để có hướng quy hoạch và phát triển bền vững nghề nuôi cá tra ở ĐBSCL. Đề tài được thực hiện trong 1 vụ nuôi ở các địa điểm nuôi cá tra phổ biến như An Giang, Cần Thơ và Hậu Giang với 3 chu kỳ thu mẫu bao gồm đầu vụ nuôi, giữa vụ nuôi và cuối vụ nuôi (trước khi thu hoạch). Các điểm thu mẫu được chia thành hệ thống 1, 2 và 3 tuỳ vào điều kiện gần nguồn sông chính hoặc có nguồn nước lấy và thải ra riêng biệt. Ở hệ thống 1, các ao nuôi gần sông lớn, có kênh cấp và kênh thải riêng biệt, tuy nhiên nước đầu vào không được lấy trực tiếp nhưng qua hệ thống bơm. Ở hệ thống 2 các ao cũng gần sông lớn nhưng khác với hệ thống 1 là cấp và thoát chung và nguồn nước được lấy trực triếp từ sông. Đối với hệ thống 3, các ao ở vị trí xa sông lớn, nước được lấy trực tiếp từ sông nhánh (kênh cấp 1) và không có kênh cấp và thoát riêng biệt. Các chỉ tiêu được theo dõi bao gồm nhiệt độ, pH, DO, COD, BOD, độ đục, TSS, TAN, PO3- 4 , TN, TP, thực vật nổi, động vật nổi và động vật đáy. Kết quả cho thấy nhiệt độ và pH biến động trong phạm vi thích hợp cho cá và thủy sinh vật từ 26,79 đến 32,030C và 6,3- 8,79. Hàm lượng ôxy hòa tan biến động từ 1,76 đến 10,74 mg/L với giá trị trung bình là 6,68+2,07mg/L, không có sự khác biệt theo thời gian nuôi. COD trung bình qua các đợt thu mẫu là 8,06+ 6,29 mg/L dao động từ 0,40- 29 mg/L. BOD dao động trong khoảng 0,16-13,52 mg/L, trung bình là 4,34+3,39mg/L. Độ đục dao động trong khoảng 7- 190 NTU. Hàm lượng TN trong các hệ thống cao, trung bình là 12 + 16 mg/L, dao động trong khoảng 0,29- 73,21mg/L. Tương tự, TP cũng rất cao (0,02- 9,46 mg/L), có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng. Thành phần giống loài tảo phong phú bao gồm 160 loài, trong đó nhóm tảo Chlorophyta chiếm tỷ lệ cao nhất với 38,13% (61 loài), kế đến là Bacillariophyta 28,85% (46 loài), Euglenophyta 16,25% (26 loài), Cyanophyta 13,13% (21 loài) và Pyrrophyta 3,75% (6 loài). Mật độ tảo có khuynh hướng tăng dần theo thời gian nuôi, biến động từ 41.250- 38.544.350 tế bào/L. Tổng số loài động vật nổi thu được là 100 loài bao gồm 42 loài thuộc ngành Rotifera, 31 loài Protozoa, 13 loài Cladocera, 10 loài Copepoda và 4 dạng ấu trùng của các nhóm khác. Mật độ động vật nổi dao dộng từ 7.097- 3.581.333 cá thể/m3, có khuynh hướng tăng dần theo thời gian ở sông và kênh thải nhưng giảm dần trong ao. Động vật đáy xác định được 59 loài bao gồm Oligochaeta 12 loài, Bivalvia 18 loài, Gastropoda 15 loài, Crustacae 8 loài và Polychaeta 3 loài. Mật độ động vật đáy trên sông và kênh thải tăng dần theo thời gian về cuối vụ nuôi, còn ngược lại thì trong ao nuôi có sự giảm về số lượng cá thể động vật đáy. Mặc dù các hàm lượng DO, BOD, COD thấp biểu thị môi trường không ô nhiễm hữu cơ nhưng hàm lượng cao TN, TP và khuynh hướng hiện diện và phát triển các nhóm thủy sinh vật chỉ thị cho môi trường giàu dinh dưỡng cho thấy chất lượng nước trong các hệ thống nuôi cá tra đang có chiều hướng phú dưỡng hoá. ii Abstract Water quality in the catfish (Pangasianodon hypophthalmus) production systems in the Mekong Delta was investigated to assess any impacts of the culture activities on environment as bases for planning and development of sustainable catfish production. The study was implemented during a production cycle in the common culture areas including An Giang, Can Tho and Hau Giang. Sampling was conducted 3 times including beginning, middle and the end (before harvesting) of the production cycle. The study sites were categorized into 3 systems depending on the location to big rivers and separate inlets and outlets of the farms. In system 1, most of the farms were closed to the big rivers and having separate inlets and outlets. However, the farms were not connected directly to the rivers but through a pump system. In system 2, the farms were also closed to big rivers but different from system 1 as inlets and outlets were not separate but connected directly to the rivers. For system 3, the farms were located along small rivers and inlets and outlets were at the same side. Water parameters monitored included temperature, pH, DO, COD, BOD, turbidity, TSS, TAN, PO3- 4 , TN, TP, qualitative and quantitative samples of phytoplankton, zooplankton and benthos. The results indicated that temperature and pH were in suitable ranges (26.79 to 32,030C and 6.30- 8.79, respectively). Oxygen concentrations fluctuated from 1.76 to 10.74 mg/L with a mean of 6,68+2,07mg/L, and not significantly differ between culture periods. Mean COD were 8.06+ 6.29 mg/L ranging from 0.40- 29 mg/L. BOD concentrations were in range of 0.16-13.52 mg/ L, with a mean of 4,34+3,39mg/L. Turbidity fluctuated from 7- 190 NTU. TN concentrations were high (12 + 16 mg/L in average), ranging from 0.29- 73,21 mg/L. Similarly, TP levels were also very high (0,02- 9,46 mg/L) that potentially cause eutrophication. Species compositions of algae were rather abundant with 160 species in which Chlorophyta accounted for 38.13% (61 species), Bacillariophyta 28.85% (46 species), Euglenophyta 16.25% (26 species), Cyanophyta 13.13% (21 species) and Pyrrophyta 3.75% (6 species). Algae densities increased with culture periods, ranging from 41.250- 38.544.350 cells/ L. Total species of zooplankton was 100 species including 42 of Rotifera, 31 of Protozoa, 13 of Cladocera, 10 of Copepod and 4 larval forms of other groups. Densities of zooplankton ranged from 7.097- 3.581.333 individuals/m3, tended to increase with time in rivers and discharged areas but decrease in ponds. Number of benthos species was 59 consisting of Oligochaeta (12 species), Bivalvia (18 species), Gastropoda (15 species), Crustacae (8 sepcies) and Polychaeta (3 species). Densities of benthos in rivers and discharged areas increased with time but decreased in the ponds. Although DO, BOD, COD concentrations were low indicating low loading of organic matters, high levels of TN, TP and the presence and development of rich nutrient indicator species revealed that the water quality in the study areas potentially becoming eutrophication. iii CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân trong khuôn khổ đề tài “Môi trường cá tra”. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn cùng cấp nào trước đây. Nguyễn Hữu Lộc Ngày 26 tháng 3 năm 2009 iv Danh sách bảng Bảng 4.1.1: Nhiệt độ trung bình qua 3 đợt thu mẫu ..............................................14 Bảng 4.1.2: pH trung bình qua 3 đợt thu mẫu........................................................16 Bảng 4.1.3: Hàm lượng oxy hòa tan trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu...........18 Bảng 4.1.4: Hàm lượng COD trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu.....................18 Bảng 4.1.5: Hàm lượng BOD trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu.....................20 Bảng 4.1.6: Độ đục trung bình (NTU) qua 3 đợt thu mẫu.....................................22 Bảng 4.1.7: Hàm lượng TSS trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu......................23 Bảng 4.1.8: Hàm lượng TAN trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu.....................25 Bảng 4.1.9: Hàm lượng TN trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu........................27 Bảng 4.1.10: Hàm lượng PO 4 trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu.....................28 Bảng 4.1.11: Hàm lượng TP trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu......................30 Bảng 4.2.1: Số lượng loài tảo trung bình qua 3 đợt thu mẫu.................................32 Bảng 4.2.2:Mật độ tảo trung bình (cá thể/L) theo thời gian thu mẫu.....................33 Bảng 4.2.2: Số lượng giống loài động vật nổi theo thời gian thu mẫu...................35 Bảng 4.2.3: Mật độ động vật nổi trung bình (cá thể/m3) theo thời gian thu mẫu...36 Bảng 4.2.4: Thành phần loài động vật đáy trung bình qua 3 đợt thu mẫu............. 37 Bảng 4.2.4a: Số lượng động vật đáy trung bình qua 3 đợt thu mẫu.......................39 v Danh sách hình Hình 2.1: Sản lượng và giá trị xuất khẩu cá da trơn Việt Nam ........................4 Hình 3.1 Sơ đồ thu mẫu của hệ thống 1, 2 và hệ thống 3.......................................11 Hình 4.1.1: Nhiệt độ trung bình qua 3 đợt thu mẫu................................................14 Hình 4.1.2: pH trung bình qua 3 đợt thu mẫu............ ............................................16 Hình 4.1.3: Hàm lượng ôxy hòa tan qua 3 đợt thu mẫu ........................................17 Hình 4.1.4: Hàm lượng COD trung bình qua 3 đợt thu mẫu .................................19 Hình 4.1.5: BOD trung bình (qua 3 đợt thu mẫu....................................................20 Hình 4.1.6: Độ đục trung bình qua 3 đợt thu mẫu..................................................21 Hình 4.1.7: TSS trung bình ở sông, ao và kênh thải 3 đợt thu mẫu........................23 Hình 4.1.8: Hàm lượng TAN trung bình qua 3 đợt thu mẫu.................................25 Hình 4.1.9: TN trung bình ở 3 hệ thống qua 3 đợt thu mẫu...................................26 Hình 4.1.10: Hàm lượng PO 4 trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu .....................28 Hình 4.1.11: TP trung bình (mg/L) qua 3 đợt thu mẫu...........................................29 Hình 4.2.1: Số lượng loài tảo trung bình qua 3 đợt thu mẫu..................................31 Hình 4.2.2: Mật độ của các nhóm ngành tảo tại qua 3 đợt thu mẫu.......................32 Hình 4.2.2: Số lượng giống loài động vật nổi qua 3 đợt thu mẫu..........................34 Hình 4.2.3: Mật độ động vật nổi qua 3 đợt thu mẫu..............................................35 Hình 4.2.4: Thành phần động vật đáy qua 3 đợt thu mẫu......................................37 Hình 4.2.4: Định lượng động vật đáy qua 3 đợt thu mẫu.......................................38 Danh mục viết tắt ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long Ctv : Cộng tác viên Et al : Cộng tác viên vi MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................... 1 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU...............................................................3 2.1 Nghề nuôi cá tra ở Đồng bằng Sông Cửu Long.................................................. 3 2.2 Biến động môi trường nước trong hệ thống nuôi cá tra thâm canh................... 5 2.3 Tác động của nuôi thâm canh lên chất lượng nước.............................................7 2.4 Quần thể phiêu sinh vật trong các hệ thống nuôi thủy sản ở ĐBSCL............... 9 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 10 3.1. Thời gian nghiên cứu:........................................................................................10 3.2 Địa điểm nghiên cứu:..........................................................................................10 3.3 Phương pháp nghiên cứu:................................................................................... 11 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................14 4.1 SỰ BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG HỆ THỐNG NUÔI CÁ TRA THÂM CANH..................................................................................................14 4.1.1 Nhiệt độ............................................................................................... 14 4.1.2 pH......................................................................................................... 15 4.1.3 Ôxy hoà tan (DO)..................................................................................17 4.1.4 Nhu cầu tiêu hao oxy hoá học (COD).................................................... 18 4.1.5 Nhu cầu tiêu hao oxy sinh học (BOD).................................................. 19 4.1.6 Độ đục...................................................................................................21 4.1.7 Tổng vật chất rắn lơ lửng (TSS)............................................................ 23 4.1.8 Tổng đạm ammôn (TAN)...................................................................... 24 4.1.9 Hàm lượng đạm tổng số (TN)................................................................26 4.1.10 Hàm lượng photphat (PO 4 3-)................................................................ 28 4.1.11 Hàm lượng lân tổng số (TP)................................................................ 29 4.2 SỰ BIẾN ĐỔI PHIÊU SINH VẬT VÀ ĐỘNG VẬT ĐÁY TRONG HỆ THỐNG NUÔI CÁ TRA THÂM CANH................................................................31 4.2.1. Thực vật nổi (Phytoplankton)............................................................... 31 4.2.2 Động vật nổi (Zooplankton).................................................................. 33 4.2.3 Động vật đáy (Zoobenthos)................................................................... 36 PHẦNVKẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT..................................................................40 5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................... 40 5.2 ĐỀ XUẤT............................................................................................................41 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 42 vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có tổng diện tích nuôi cá tra trên 5.600 ha, so với năm 2000 diện tích này đã tăng trên 10 lần và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm sắp tới (Bộ Thuỷ Sản, 2007). Năm 2004, tổng sản lượng cá tra của toàn vùng là 264.436 tấn, năm 2006 là 825.000 tấn, năm 2007 sản lượng 1,2 triệu tấn và năm 2008 sản lượng đạt 1,65 triệu tấn (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2008). Theo World Wild Life (2008) sản lượng cá tra năm 2007 tăng 25% so với năm 2006 đạt hơn 1 triệu tấn cá/năm, sự phát triển này đã phá vỡ qui hoạch của địa phương gây ra khả năng ô nhiễm môi trường nước tại các vùng có nghề nuôi cá tra. Điều đáng quan ngại là diện tích nuôi cá tra càng tăng thì nguồn nước và môi trường càng có nguy cơ ô nhiễm. Các tỉnh có diện tích nuôi cá tra tập trung nhiều nhất là An Giang (1.156 ha), Đồng Tháp (885 ha), Cần Thơ (965 ha), Vĩnh Long (274 ha), Sóc Trăng (100 ha), và Bến Tre (120 ha) (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2008). Trong mô hình nuôi cá tra ao thâm canh với mật độ cao, thức ăn tự chế được sử dụng nhiều, thay nước thường xuyên và chất thải ra lớn chưa qua xử lý làm cho môi trường nước bị nhiễm bẩn rất nhanh (Lê Thanh Hùng, 2006 và Lê Bảo Ngọc, 2004). Việc thay nước mới hàng ngày từ 25-30% lượng nước trong ao nhằm cải thiện môi trường và phòng bệnh cho cá nhưng không được xử lý làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh (World Wild Life, 2008). Nguồn chất thải này gây ra sự biến đổi chất lượng nước trên sông rạch, đặc biệt là những vùng nuôi cá tra ở các con sông, rạch nhỏ. Trong khi có rất nhiều nghiên cứu cải tiến được thực hiện trên lãnh vực sản xuất giống, ương giống, dinh dưỡng, thức ăn, kỹ thuật nuôi cá thịt thì nghiên cứu về môi trường nước, sự biến đổi của môi trường trong quá trình nuôi và bệnh rất ít được quan tâm (Barnard, 2004 và Nguyễn Văn Thanh, 2007). Ngoài ra, các nghiên cứu về chất thải từ các hệ thống nuôi cá da trơn và ảnh hưởng của nó đến môi trường cũng chưa được đẩy mạnh. Bên cạnh đó, việc xử lý chất thải từ các hệ thống nuôi cá tra thâm canh chưa được quan tâm và chú trọng vì thường không mang lại hiệu quả kinh tế. Vì vậy việc nghiên cứu lượng chất thải và những tác động của chúng đối với môi trường xung quanh là cần thiết ở các khu vực nuôi cá hiện nay ở ĐBSCL ( Trần Văn Trọng và Đức Hoàng, 2007). Do đó, “ Sự biến đổi chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở các qui mô khác nhau” cần thiết được thực hiện. 1