Khảo sát hệ vi sinh vật kiểm soát NH3 trong nuôi tôm

Có thể sử dụng các loại hóa chất, dươc liệu để xử lý môi trường ao nuôivà phòng dịch bệnh nhưng như thế thì những chất đó sẽ tồn đọng trong nước, đáy ao và trong sản phẩm sẽ ảnh hưởng ng

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Nuôi tôm năng suất cao đang phát triển mạnh, tạo bước đột phá trongngành nuôi trồng thủy sản ở nước ta và góp phần đáng kể cho kim ngạch xuấtkhẩu thủy sản Trong đó, diện tích nuôi tôm bán thầm canh và thâm canh khôngngừng được mở rộng và giữ vị trí quan trọng trong việc sản xuất mặt hàng xuấtkhẩu chủ lực Tuy vậy, với lượng thức ăn dư thừa, sản phẩm bài tiết hằng ngàycủa tôm, sự rữa trôi từ bờ ao, sản phẩm hữu cơ theo nước vào ao và xác động vậtphù du… đã làm cho môi trường nước, đáy ao nuôi bị ô nhiễm trong những thángcuối và sau mỗi chu kỳ nuôi tôm

Trong các ao nuôi thâm canh, để rút ngắn thời gian nuôi động thời nângcao giá trị của tôm nuôi người ta tăng thêm lượng thức ăn cho vật nuôi, khi đó sẽxuất hiện yếu tố dư thừa amoniac Thức ăn thừa, phân, chất bài tiết của vật nuôisẽ hình thành amoniac Trong môi trường có pH thấp tác hại của amoniac khôngcao bằng trong môi trường có pH cao, vì thành phân gây độc là amoniac dạngtrung hoà Ammonium tồn tại trong ao với nồng độ cao và đồng thời với pH caosẽ gây độc đối với tôm cá và nhuyễn thể và nếu như chưa xử lý ammonium màtrực tiếp thải ra môi trường bên ngoài sẽ gây ô nhiễm, dịch bệnh phát triển nhiều,làm mất cân bằng sinh thái và thay đổi đa dạng sinh học vùng nước ven bờ Do đócần phải kiểm soát lượng NH3 trong ao nuôi tôm

Có thể sử dụng các loại hóa chất, dươc liệu để xử lý môi trường ao nuôivà phòng dịch bệnh nhưng như thế thì những chất đó sẽ tồn đọng trong nước, đáy

ao và trong sản phẩm sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái và sứckhỏe của con người Do đó biện pháp sinh học sử dụng hệ vi khuẩn có thể kiểmsoát và làm giảm được hàm lượng NH3 đã được nghiên cứu và ứng dụng

Với tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học nêu trên, đồng thời được sự chấpnhận của khoa MT&CNSH, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát hệ vi sinhvật kiểm soát NH3 trong nuôi tôm”.

1.2 Mục tiêu

Tìm hiểu về các yếu tố trong nước ảnh hưởng ảnh hưởng đến sự tăngtrường của tôm, đặc biệt là ảnh hưởng của NH3

Tìm hiểu về vi sinh vật kiểm soát NH3 và cơ chế kiểm soát

1.3 Nội dung nghiên cứu

Thu thập số liệu, kết quả nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài.Xử lý các kết quả, số liệu thu thập được

CHƯƠNG 2 :TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NUÔI TÔM VÀ CÁC YẾU

TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC 2.1 Đặc điểm sinh học của tôm sú

2.1.1 Phân lo i khoa học ại khoa học

Theo hệ thống phân loại của Hothuis (1980) và Barnes (1987) tôm sú thuộc:Ngành : Arthopoda

Lớp : Crustacea

Lớp phụ : Malacostraca

Bộ : Decapoda Bộ phụ : Macrura natantia Họ : Penaaidea

Ơû giai đoạn ấu trùng và ấu niên tôm sú sống nổi, dần dần thích nghisống đáy Ơû vùng cửa sông, ấu niên và thiếu niên tôm sống ở tầng mặt trongkhi phần lớn tôm trưởng thành sống ở mực nước sau khoảng 70m (ngoài khơiPhilippines) hay 30-39m (vịnh Thái Lan) ở nhiệt độ 34oC và độ mặn là 35ppt

2.1.3 Vòng đời

Ngoài tự nhiên, khi đạt đến độ trưởng thành vào năm thứ hai, tôm sẽ bắtđầu di cư ra biển để giao phối và khi tìm vị trí sinh sản phù hợp tôm cái sẽ đẻtrứng Tôm thường đẻ trứng vào ban đêm, lúc gần sáng Số trứng đẻ tùy thuộc

khoảng 200.000 – 1.200.000 trứng / tôm mẹ Trứng sau khi nở thành ấu trùng vàphát triển lần lượt qua các giai đoạn :

 Giai đoạn Nauplius (6 giai đoạn) : từ Nauplius 1 (ký hiệu N1) đếnNauplius 6 (ký hiệu N6) khoảng 48 tiếng

 Giai đoạn Zoea (3 giai đoạn) : xuất hiện mắt có chấm đen (ký hiệu Z1đến Z3) khoảng 3-4 ngày

 Giai đoạn Mysis (3 giai đoạn) : bắt đầu xuất hiện chân bơi (ký hiệu M1đấn M3) khoảng 4 – 5 ngày

 Giai đoạn ấu trùng Postlarvae : khi chấn bơi phát triển đầy đủ, tôm di

cư từ vùng biển khơi vào các vùng bờ có độ mặn thấp hơn, thường làcửa sông

 Giai đoạn ấu niên Juvenile : tôm sú bắt đầu chuyển sang sống đáy, bơibằng chân bơi và bò bằng chân bò, các cơ quan phát triển khá hoànthiện

 Giai đoạn gần trưởng thành (còn gọi là giai đoạn tôm thiếu niên): làthời kì có thể phân biệt tôm đực hay tôm cái Tôm cái lớn nhanh hơntôm đực nhưng mức độ không nhiều Chúng có khả năng giao phối lầnđầu và tìm đường di chuyển ra vị trí sinh sản ở vùng biển khơi

 Giai đoạn tôm sú trưởng thành : tôm sú bước sang giai đoạn thành thụcsinh dục Tôm cái mag trứng thường chỉ bắt khơi xa ở độ sâu 20-70m

Hình 2.1 : Vòng đời của tôm sú (P.monodon) (Motoh, 1981)

2.2 Quy trình chuẩn bị ao nuôi và quá trình nuôi tôm

2.2.1 Quy trình chuẩn bị ao nuôi

2.2.1.1 Xây dựng hệ thống ao nuôi

Nên xây dựng đủ 3 ao: ao nuôi, ao chứa lắng và ao xử lý chất thải Nếukhông đủ kiện thì không cần xây ao xử lý chất thải (hình 2.2)

Ao nuôi : hình chữ nhật hoặc hình vuông, diện tích từ 0,4 – 0,6 ha, độ sâutrung bình 1,3 – 1,6 m, có cống cấp và thoát nước riêng biệt

Ao chứa lắng : để chứa nước và xử lý nước trước khi đưa vào ao nuôi Diệntích bằng 20 -25% diện tích ao nuôi Nên đào sâu hơn ao nuôi để có thể chứanhiều nước

Ao xử lý chất thải : chứa nước thải từ ao nuôi, thời gian xử lý 7 – 10 ngày(xử lý bằng sinh học) thì có thể tháo ra môi trường ngoài hoặc cung cấp trở lại aochứa lắng Diện tích bằng 10 – 15% diện tích ao nuôi

Nơi xây dựng ao nuôi thâm canh tôm sú phải theo đúng mức và yêu cầu

Bảng 2.1 : Điều kiện tự nhiên ao nuôi tôm sú thâm canh

Nguồn nước Không bị nhiễm bẩn do chất thải của các ngành sản xuất công

nghiệp và chất thải từ khu dân cưĐộ mặn (0/00) 10 – 30 (thích hợp 15 – 25)

Nạo vét đáy ao sau mỗi vụ nuôi Không được đưa bùn vét đáy lên bờ ao

Đo pH đáy để xác định lương vôi cần dùng theo bảng 2.2

Bón vôi 2 lần, mỗi lần sử dụng 50% lượng vôi cần dùng

Diệt cua và các vật chủ trung gian trong ao bằng cơ học hoặc hóa chất, ràobờ ao nuôi bằng lưới để phòng trừ bệnh đốm trắng

Bảng 2.2 : Lượng vôi bón (kg/ha) khi cải tạo ao (căn cứ vào pH đất)

pH đất Vôi nung

CaO

Vôi tôi Ca(OH)2

Vôi nông nghiệp CaCO3

Dolomite CaMg(CO3)2

Tốt nhất lấy nước vào thời điểm sau ngày nước cường co nhất Nước đượclọc qua lưới lọc phù du hay may bằng túi vải kaki Đường kính túi lưới 0,8 – 1,0 mvà độ dài 15 – 20 m.

Sau khi lấy nước 2 – 3 ngày thì tiến hành xử lý formol với nồng độ 30 – 40ppm (30 – 40 lít/1000 m3) Nếu ao chứa lắng thì nên xử lý nước trong ao chứalắng bằng Chlorin (lượng dùng 25 – 30 ppm)

c Gây màu nước

Để tạo thức ăn tự nhiên ưa thích cho tôm thì cần tạo màu nước cho ao nuôitôm theo các bước : lấy nước vào ao nuôi đạt 60 – 70 cm (dễ tạo màu) hay 1,0 –1,2 m Gây màu nước bằng phương pháp vô cơ: phân vô cơ (URE: 15 – 20 kg/ha,NPK: 20 – 30 kg/ha) hòa tan trong nước, bón vào lúc trời nắng (8 – 10h sáng).Gây màu nước bằng phương pháp hữu cơ : áp dụng cho những vùng đất cát khógây màu Các thành phần dùng cho 1 ha ao nuôi gồm; 3 -5 lít nước mắm, 8 – 12

kg bột cám, 8 – 10kg bột cá (cám và bột cá cần được nấu chín) Hòa tan cácthành phần, ủ trong 24h Thời gian bón vào buổi sáng

2.2.2 Qúa trình nuôi tôm

2.2.2.1 Chọn giống và thả giống

a Chọn giống

Về cảm quan : động đều, không bị dị hình, tôm có màu sáng bóng vàchuyển sang màu nâu khi đạt kích thước cỡ Pl 15 Tôm không có vi sinh vật bám,có đốt bụng dài, thịt đầy

Hoạt động tôm : tôm bơi ngược dòng và gần như toàn bộ bám vào thànhthau khi quay dòng nước Kiểm tra bằng cách lấy 200 tôm giống trong bể cho vàothau có 4 lít nước và quay tròn nước, tôm yếu sẽ gom vào giữa thau

Tỉ lệ nhiễm MBV : càng nhỏ càng tốt

Tỉ lệ chết do sốc formal không quá 5% Kiểm tra sốc formal bằng cách đưa

formal/4 lít nước) trong thời gian 30 phút Nếu số lượng tôm chết không quá 5%là tôm đạt yêu cầu Tỉ lệ chết không quá 1% là tôm khỏe.

Không bị nhiễm virus đốm trắng khi xét nghiệm

b Thả giống

Chỉ thả giống khi gây màu nước được 7 – 10 ngày để thức ăn tự nhiêntrong ao phát triễn đầy đủ

Khi mua giống, cần yêu cầu trại giống giảm độ mặn đến gần độ mặn trong

ao nuôi, tốt nhất là không quá 30/00

Nên thả giống vào thời gian mát, tốt nhất làvào buổi sáng Ngâm baogiống xuống ao, cho nước ao vào đến đầy bao sau đó mới cho tôm giống ra ngoài

2.2.2.2 Quản lý cho ăn, theo dõi tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng

a Phương pháp cho ăn

Số bữa cho ăn : từ 4 – 6 bữa Nên chú ý cho thức ăn nhiều hơn (60% lượngthức ăn) vào các bữa tối

Tháng thứ nhất : rải đều thức ăn quanh sườn ao, cách bờ khoảng 2m Thờigian cuối của tháng thứ nhất rải thức ăn rộng ra xa

Tháng thứ 2: rải thức ăn đều mặt ao Nên phối trộn nhiều loại thức ăn khácnhau bởi thời gian này tôm phân đàn mạnh

Những tháng sau: cho thức ăn ở khu vực được làm sạch do dòng chảy củamáy quạt nước tạo ra Nhanh chóng phát hiện những điểm tích lũy lớp bùn đen,không cho ăn ở những khu vực này Nên chú ý phối trộn nhiều thức ăn khác nhaunếu thấy tôm phân đàn

b Lượng thức ăn

Thời điểm cho ăn và lượng thức ăn mỗi lần trong ngày cho tôm được tínhtheo quy định trong bảng 2.3

Bảng 2.3 : Thời điểm và lượng thức ăn mỗi lần cho tôm ăn hằng ngày

Thời điểm trong ngày Tỷ lệ % cho ăn so với tổng khối lượng thức ăn

c Đáng giá tỷ lệ sống

Tháng đầu tiên rất khó đánh giá tỷ lệ sống trong ao nuôi, mà chỉ quan sátđược hoạt động của tôm vào ban đêm hoặc dùng que gạt để kiểm tra tôm

Từ tháng thứ 2: kiểm tra tôm bằng vó hay bằng chài Địa điểm thu mẫu theohình 2.2 Trên cơ sở tính tổng lượng tôm có trong vó hay chài để xác định tỷ lệsống.

Hình 2.2 : Điểm thu mẫu kiểm tra tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng trong ao

d Kiểm tra sinh trưởng

Kiểm tra sinh trưởng là một biện pháp bắt buộc trong nuôi tôm, theo dõichặt chẽ quá trình sinh trưởng và phát triển của tôm nuôi

Từ tháng thứ 2 định kì 7 – 10 ngày kiểm tra sinh trưởng tôm nuôi Địa điểmthu mẫu như sơ đồ hình 2.6 tại các điểm mũi tên Thu mẫu bằng vó khi tôm cònbé và bằng chài vào tháng thứ 3

Mỗi lần kiểm tra sinh trưởng từ 20 – 30 cá thể Cân và tính trọng lượngtrung bình Trên cơ sở tỷ lệ sống và kích cỡ trung bình, ước tính khối lượng tômtrong ao

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước nuôi tôm

Chất lượng ao nuôi được đặc trưng bởi các thông số : nhiệt độ, độ muối,

pH, độ kiềm, độ oxy hòa tan, carbon dioxit, ammoniac, nitrite, nitrate, hydrosunfua, các kim loại nặng, chrol, độ đục Đó là các thông số vật lý, hóa học có tácđộng trực tiếp đến đời sống của động vật thủy sinh, đến năng suất vật nuôi Điềuđáng chú ý là mỗi yếu tố đều có tác động nhưng mức độ tác động của từng yếu tốmạnh hay yếu thì lại phù thuộc vào sự có mặt của các yếu tố khác Nói cách khác

các yếu tố tác động tương hổ nhau, ảnh hưởng đến hoạt động của thủy động vật.Tôm cá, nhuyễn thể là động vật máu lạnh không có sự khác biệt về nhiệt độ giữa

cơ thể và môi trường nước

2.3.1 Các yếu tố vật lý

2.3.1.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới nuôi trồng thủy sản, ảnhhưởng đến năng suất tự nhiên của hệ sinh thái ao hồ, ảnh hưởng trực tiếp haygián tiếp đến hầu hết các thông số khác đặc trưng cho chất lượng nước

Nhiệt độ ảnh hưởng tới nhiều phương diện trong đời sống tôm: hô hấp, tiêuthụ thức ăn, đồng hóa thức ăn, miễn nhiễm đối với bệnh tật, sự tăng trưởng…Nhiệtđộ thay đổi theo khí hậu mỗi mùa, vì thế tại miền Nam có thể nuôi tôm quanhnăm trong khi miền Bắc chỉ khai thác được vào mùa nóng Tại vùng nhiệt đới,hiện tượng này ảnh hưởng đến năng suất ao hồ vì đã giữ riêng nhiệt độ và oxy ởvùng mặt trong khi chất dinh dưỡng lại đáy

Nhiệt độ của nước luôn tác động đến động thái của hầu hết các thông sốđặc trưng về chất lượng nước : đến tốc độ và trạng thái cân bằng của phản ứnghóa học, đến khả năng hòa tan và bốc hơi của các loại khí Nhiệt độ cũng tácđộng lên các quá trình sinh hóa của động, thực vật thủy sinh và chúng tác độnglại vào môi trường nước

Tôm, cá và các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ thuộc loại động vật máu lạnh,tức là nhiệt độ cơ thể chúng xấp xỉ nhiệt độ môi trường xung quanh và do nhiệtđộ môi trường luôn thay đổi nên nhiệt độ cơ thể chúng cũng thay đổi theo Tốc độcác quá trình sinh hóa trong cơ thể chúng cũng phụ thuộc vào nhiệt độ

Nhìn chung các loài thủy sản vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới sẽ phát triểnchậm khi nhiệt độ dưới 25oC vá có thể chết khi nhiệt độ thấp hơn 10 hoặc 15oC.Với các loài thủy sản sống ở vùng ôn đới thì nhiệt độ tối ưu là khoảng 20 – 28oC

2.3.1.2 Độ muối

Độ muối trong nước là tổng hàm lượng các ion vô cơ trong nước như canxi,magie, clorua, natri, sunfat chứ không chỉ là muối ăn (NaCl) Trong cơ thể tôm, cásống trong nước ngọt hàm lượng muối cao hơn so với môi trường nên chúng phảihấp thu muối giữ lại trong cơ thể Ngược lại, tôm cá sống trong nước mặn thì hàmlượng muối trong cơ thể thấp hơn ngoài môi trường, vì vậy chúng phải tìm cáchthải bớt ra ngoài, ngăn chặn sự xâm nhập của muối vào cơ thể

Mỗi loài động vật thủy sinh sống và phát triển thuận lợi trong mong mộtkhoảng độ muối tối ưu Phần lớn các động vật thủy sinh chịu đựng được mộtkhoảng nồng độ muối khá rộng Chỉ sự thay đổi lớn về độ muối thì mới tác độngxấu đáng kể Độ muối trong nước cũng tác động lên các yếu tố khác, ví dụ khi độmuối trong nước tăng thì độ tan của các khí trong nước cũng giảm theo

Các loài tôm cá hay nhuyễn thể sống trong nước mặn cũng chịu được ởmột khoảng độ muối nào đó, thông thường chúng có thể sống và phát triển ở cácvùng cửa sông Tôm he và tôm hùm sinh trưởng và phát triển tốt ở độ muốikhoảng 150/00 nhưng vẫn có thể sống và phát triển ở độ muối thấp hơn Áp suấtthẩm thấu tăng lên khi độ mặn tăng, nhu cầu về độ mặn thay đổi tùy theo từngloài tôm và thời điểm trong chu trình sinh sống của mỗi loại : lúc còn nhỏ tôm dễ

bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của độ mặn một cách đột ngột hơn là khi tôm đã lớn

Tôm sú có thể chịu được sự biến thiên của độ mặn từ 3- 450/00 nhưng độmặn lý tưởng của tôm sú là 18 - 200/00 Ví dụ như tôm thẻ chân trắng

(P.vannamei) có thể chịu được độ mặn biến thiên từ 2 - 400/00 Khi được nuôi trongmôi trường nước có độ mặn cao thì các amino acid trong các cơ thịt cũng cao hơn

2.3.1.3 Oxy hoà tan

Đây là yếu tố quan trọng nhất cần đặc biệt chú trọng trong quá trình nuôitôm Oxy là yếu tố quan trọng cho quá trình hô hấp của tôm, cá cũng như cho cácquá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước Trong ao nuôi thủy sản, O2 được

cung cấp từ 2 nguồn chính là khuếch tán từ không khí và từ quá trình quang hợpcủa tảo vào ban ngày Tuy nhiên quá trình hô hấp của sinh vật trong ao có thểlàm giảm mức oxy vào ban đêm (hình 2.3)

Hình 2.3 : Biến động hàm lượng oxy hòa tan trong ao nuôi theo ngày đêm ở

mức độ tảo ít và tảo nhiều

Mức oxy gây chết đối với tôm là 0,5 – 1 mg/l tùy thuộc vào loại, kíchthước và các yếu tố môi trường khác Trong môi trường thiếu oxy tôm không lớnđược, mức độ tiêu thụ thức ăn kém, chậm lột xác Nồng độ oxy dưới mức 4 –5mg/l đã ảnh hưởng rõ rệt lên đời sống của tôm

Aûnh hưởng của nồng độ của oxy đối với thủy sản được nêu trong bảng 2.4

Bảng 2.4 : Aûnh hưởng cuả oxy hoà tan đối với động vật thuỷ sản

Hàm lượng oxy

Dưới 1-2 mg/l Có thể gây chết sinh vật nuôi nếu kéo dài vài giờ

2-5 mg/l Tăng trưởng sinh vật nuôi chậm nếu kéo dài vài giờ5mg/l - bão hoà Tốt nhất cho tăng trưởng cuả sinh vật nuôi

Quá bão hoà Có thể ảnh hưởng xấu đến sinh vật

Nguồn: Boyd 1998

2.3.1.4 Độ đục của nước

Trong các ao hồ nuôi, độ đục gây ra bởi bùn là độ đục mang tính hại nhưngngược lại độ đục gây ra bởi tảo là độ đục mong nuốn.

Nguyên nhân gây ra độ đục của các thành phần rắn không tan không phảilà do lệch hướng ánh sáng khi truyền qua mà là do quá trình tán xạ ánh sáng khiánh sáng gặp chúng trên đường đi và một phần bị hấp thụ

Kết quả nghiên cứu cho rằng độ đục của nước trong khoảng 25mg/l khônggây bất lợi cho tôm Tuy không trực tiếp gây độc nhưng nếu nguồn nước luôn đụcsẽ hạn chế sự phát triển của tảo và các thực vật sống trong đó, gây ra hiện tượngthiếu oxy

Trong ao, độ đục thường do các phiêu sinh vật phát triển quá nhiều Độđục trong nước sẽ bất lợi vì cản trở sự xuyên qua ánh sáng, làm giảm khả năngsản xuất của ao hồ Nếu độ đục quá cao tôm sẽ bị nghẹt bộ phận hô hấp

2.3.1.5 Độ cứng của nước

Độ cứng của nước gây ra bởi các ion kim loại hóa trị +2 như Ca2+, Mg2+,

Fe2+, Sr2+ cũng như một số ion kim loại hoá trị cao khác như Al3+, Zn2+ và cả H+.Độ cứng của nước ban đầu được xem là một đặc trưng của nước có tác dụng gây

ra hiện tượng kết tủa xà phòng Độ cứng của nước được rính bằng mg/l củacalcium carbonate (CaCO3) trong nước và làm cho nước có những trạng thái khácnhau (bảng 2.5)

Bảng 2.5 : Trạng thái cuả nước ở các nồng độ CaCO3

75 – 150 ppm CaCO3 Hơi cứng (moderately hard)

Độ cứng của nước trong các ao nuôi được quyết định bởi nguồn nước banđầu đưa vào ao Độ cứng của nước trong ao hồ tăng khi trong lớp đáy ao có chứađá vôi Quá trình hòa tan dần đá vôi làm tăng độ cứng và độ kiềm của nước vàđược thúc đẩy khi có mặt của khí CO2 sinh ra do quá trình sinh hóa của động thực

vật Độ cứng của nước trong ao hồ biến đổi mạnh khi nước bị pha loãng (mưa, lụt)hay bay hơi (hạn hán).

Nước trong ao có độ cứng 20 – 150 ppm thì thích hợp cho việc nuôi tôm cá.Theo một thí nghiệm ở đại học Hawaii nước có độ cứng cao quá (trên 300 ppm)sẽ làm giảm sự thay vỏ và mức độ tăng trưởng của tôm càng

2.3.2 Yếu tố hóa học

2.3.2.1 Độ pH

pH trong các ao, hồ nuôi cũng chịu tác động của quá trình giống như trong

ao hồ tự nhiên Độ pH của nước trong ao hồ trước khi nuôi thả chủ yếu phụ thuộcvào độ kiềm của nước

pH thích hợp nuôi tôm khoảng 7,2 – 8,8 Một sự thay đổi nhỏ cuả pH cũnggây ảnh hưởng quan trọng cho ao hồ nuôi tôm Trong vùng có pH rất cao hoặc rấtthấp thì các loại thủy động vật không sống được (bảng 2.6)

Khoảng pH tối ưu cho tôm cá nước ngọt phát triển và sinh sản là từ 6,5 – 9.Điểm chết đối với tôm là pH < 4 và pH > 11 Cá nước mặn ít bị tác động bởi pH

do mức độ dao động pH thấp, vì vậy khả năng chịu đựng của chúng sẽ kém khisống trong vùng nước ngọt, chỉ thích hợp được trong vùng có pH từ 7,5 – 8,5 Tômcá và nhuyễn thể trong vùng nước lợ chịu được khoảng pH rộng do mức độ phaloãng giữa nước ngọt và nước mặn biến động mạnh Ví dụ một số loài tôm nướclợ chịu được khoảng pH từ 4,8 – 10,6 và vùng tối ưu từ 5,5 – 8,5

Bảng 2.6 : Ảnh hưởng cuả pH trong ao hồ đến giáp xác

Nguồn: Boyd, 1998

Trong nước có pH cao quá trình bài tiết chất thải chứa N bị ức chế doammoniac ở ngoài mang ở dạng trung hòa (NH3), nó làm giảm thế năng khuếchtán của ammoniac từ trong cơ thể ra ngoài Một số loài cá quen với môi trường

pH cao, chúng sử dụng phương pháp đặc thù trong bài tiết chất thải Ví dụ ở vùnghồ Magadi, Kenya pH của nước trên 10, loài cá chép địa phương bài tiết chất thải

ở dạng ure chứ không phải là ammoniac

2.3.2.2 Độ kiềm

Độ kiềm trong nước ít có tác động đến đời sống của các loài thủy động vậtmà tác động đến trạng thái, sinh thái của ao hồ Yếu tố tác động gián tiếp có thểlà ảnh hưởng tới pH, ảnh hưởng tới sinh trưởng của thủy thực vật và độc tính củakim loại nặng trong nước

Ao hồ có độ kiềm cao có thể chế ngự được sự thay đổi pH Ao hồ có độkiềm trong khoảng 20 – 150 mg/l thì thích hợp cho phiêu sinh vật cũng như tôm

Tỉ lệ H2S trong tổng sunfua phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và có thể tra theobảng 2.7 :

Bảng 2.7 :Tỉ lệ của H2S (%) phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của môi

H2S được xem là có tính độc cao vì dễ khuếch tán qua màng tế bào, cácdạng khác (HS-, S2-) tích điện âm và màng tế bào cũng tích điện âm nên chúngkhó khuếch tán qua vì vậy được xem là ít độc hơn

H2S là loại có tính độc rất cao : liều gây chết cấp tính cho phần lớn cácthủy động vật là 0,006 đến 0,048 mg/l, liều gây chết mãn tính là 0,002 đến 0,011mg/l Dù lượng độc sulfide rất nhỏ (0,001 ppm) mà hiện diện trong một thời gianliên tục vẫn làm giảm sự sinh sản của tôm cá Tuy nhiên H2S là một chất khí dễ

bay hơi nên dễ dàng loại trừ ra khỏi ao hồ bằng máy sục khí hoặc bằngpotasssium permenganate.

Cục môi trường Mỹ (1977) qui định giới hạn tối đa của H2S đối với cá vàcác loài động vật thủy sinh là 0,002 mg/l H2S (tính theo S) Hydro sunfua cũng rấtđộc đối với tôm nhưng chưa có số liệu tin cậy để khẳng định ngưỡng nồng độ chophép Từ thực tiễn cho thấy việc phát hiện được hydro sunfua trong các ao hồ làdấu hiệu không an toàn

2.3.2.4 Carbon dioxit (CO2)

Carbon dioxit (khí CO2) tan tốt trong nước, sinh ra trong quá trình hô hấpcủa động thực vật và được tiêu thụ do quá trình quang hợp của thực vật Trongmôi trường nước, nồng độ CO2 thường tỉ lệ nghịch với nồng độ oxy hòa tan CO2trong ao hồ nuôi có ảnh hưởng đến ức chế thủy động vật, ảnh hưởng đến pH củamôi trường, ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo

Trong các ao hồ nuôi thả, hoạt động sinh hóa trong đó diễn ra mãnh liệthơn so với các nguồn nước trong tự nhiên Cũng giống như oxy hòa tan, diễn biếncủa CO2 trong nước quyết định bởi quá trình quang hợp và hô hấp

CO2 tan tốt trong nước sinh ra trong quá trình hô hấp và bị tiêu thụ do quátrình quang hợp của thực vật Nồng độ CO2 trong ao hồ sẽ ức chế thủy động vật,ảnh hưởng đến pH của môi trường và ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo

Nồng độ CO2 cao gây mê đối với thủy sản và có thể gây chết Nồng độCO2 cao trong nước sẽ kìm hãm quá trình thải CO2 từ cơ thể ra ngoài, khi đó khảnăng tiếp nhận oxy của hemolgobin sẽ giảm, nồng độ CO2 lớn làm giảm khảnăng hô hấp

Nhìn chung khí CO2 tan trong nước thúc đẩy sự phát triển của tảo nhưngnhìn chung là yếu tố có hại cho đời sống của các loài thủy động vật

2.3.2.5.Đồng và kim loại nặng

Kim loại nặng theo định nghĩa ban đầu là các kim loại có khối lượng riênglớn hơn 5 g/cm3, thường là các nguyên tố như crom, nickel, đồng, chì, kẽm, cadmi,thuỷ ngân Các kim loại này có tính độc đối với thủy động vật ở mức nồng độ kháthấp.

Cơ chế gây độc của đồng đối với cá được hiểu như sau : ion đồng (II) thànhphần được coi là gây độc chủ yếu sẽ bị hấp phụ lên bề mặt của mang cá, tại đóhoặc khi thâm nhập vào cơ thể cá sẽ gây ra độc tính Cơ chế gây độc là do ảnhhưởng tới chức năng điều hòa áp suất thẩm thấu của mang cá Sự có mặt củađồng ức chế sự hấp thu tích cực ion natri (Na+) và clorua (Cl-) của mang cá cũngnhư tăng khả năng thấm của màng, tức là tăng cường quá trình mất thụ động cácchất điện ly từ cơ thể Khi đồng xâm nhập vào cơ thể, chúng sẽ liên kết với mộtsố tâm protein của enzyme dẫn đến ức chế sự hấp thu tích cực các ion muối.Ngoài ra, đồng còn gây ra các hiệu ứng khác nhau : làm tổn thương màng, tăngaxit trong máu Tất cả các hiệu ứng trên đều dẫn đến suy giảm khả năng trao đổichất của thủy động vật

2.3.2.6.Chlor

Chlor được sử dụng để khử trùng cho nước nuôi trồng thủy sản hoặc nướcươm giống Chlor dùng để khử trùng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau : khí clo(Cl2), dung dịch javen (NaOCl), canxi hypoclorit (Ca(OCl)2), clo dioxit (ClO2)hoặc một số dạng clo nằm trong các thành phần hữu cơ

Tất cả các dạng chlor trên khi hòa tan vào nước đều sinh ra sản phẩm chlorhoạt động, dạng chlor có hóa trị +1 (khác với chlor trong muối ăn NaCl có hóa trị-1) ví dụ :

Cl2 + H2O  HOCl + HClNaOCl + H2O  HOCl + NaOH

HOCl là axit hypocloro, một axit yếu có pKA = 7,5 Cl trong gốc OCl có hóatrị +1 và nó là chất oxy hóa khá mạnh và đồng thời là chất có khả năng khửtrùng Cơ chế khử trùng của chlor hoạt động là nó thấm vào màng tế bào của visinh vật, oxy hóa một số cơ quan trong đó, hủy hoại chức năng của các cơ quan và

vi sinh vật sẽ chế

Khi trong nước có mặt ammonia thì sẽ xảy ra phản ứng tạo ra cloamin :

NH3 + HOCl  NH2Cl + H2ONH2Cl + HOCl  NHCl2 + H2ONHCl2 + HOCl  NCl3 + H2ONH2Cl, NHCl2, NCl3, gọi là monoclomin, dicloamin và tricloamin Sự hìnhthành cloamin nào phụ thuộc vào tỉ lệ giữa ammonia cà chlor Khi tỉ lệ chlor vàammonia thấp (4:1) thì sản phẩm chủ yếu là monocloamin (NH2Cl), khi tỉ lệ nàytăng lên thì xuất hiện dicloamin hay tricloamin Khi tỉ lệ chlor/ammonia đạt giá trị7,6 (trong thực tế là khoảng 10) xảy ra quá trình oxy hóa ammonia về dạng khíN2

NH3 + 3HOCl  N2 + 3H+ +3Cl- + H2OTất cả các dạng cloamin được gọi là chlor liên kết, HOCl hay OCl- gọi làchlor tự do Tính năng khử trùng của chlor liên kết thấp hơn so với chlor tự do

Tác hại của chlor đối với cá là chlor oxy hóa tế bào màng của cá Quátrình oxy hóa gây ra kích thích, phá hủy và gây tổn thương tế bào mang cá, làmtăng quá trình tiết dịch nhầy, viêm màng, phình mang cá Sự thay đổi cấu trúcmang cá sẽ làm giảm khả năng hô hấp của cá tăng mạnh Cá có thể chết do giảmoxy trong máu Khi tiếp xúc với các dạng cloamin, khả năng vận chuyển oxy củamáu cũng giảm do thiếu oxy ở vùng mang cá

Cả chlor tự do và chlor liên kết đều là độc tố với tôm cá Chlor tự do vớinồng độ 0,028 đến 0,079 mg/l đã làm chết hầu hết các loại cá Liều gây chếtLC50–24h đối với cá mang xanh là 0,021 mg/l (27oC) Độc tính của chlor tự do

biến động trong khoảng rộng, phụ thuộc vào dạng tồn tại của chlor, loại thủyđộng vật, thời gian tiếp xúc, nhiệt độ môi trường.

2.3.2.7.Hợp chất của Nitơ

a Ammonium ( NH4 + ) và Ammonia (NH3)

Trong ao hồ, ammonia xuất hiện như một sản phẩm do sự biến dưỡng củađộng vật trong nước cũng như từ sự phân hủy các chất hữu cơ với tác dụng của vikhuẩn

NH3 trong các ao hồ được hình thành từ quá trình phân hủy bình thường cácprotein, sản phẩm bài tiết của động vật hay từ phân bón vô cơ, hữu cơ

(NH4)2CO + 2H2O  (NH4)2CO3(NH4)2CO3  2NH3 + CO2 + H2ONH3 là khí độc đối với các loài thủy hải sản, khi tạo thành sẽ phản ứng vớinước sinh ra ion NH4+ cho đến khi cân bằng được thiết lập Tổng hàm lượng củaNH3 và NH4+ gọi là tổng đạm amon (Total Ammonium Nitrogen – TAN).

Tỉ lệ của NH3/TAN trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ và pH (bảng 2.8).Khi nhiệt độ và pH trong nước gia tăng thì hàm lượng NH3 trong nước sẽ gia tăngvà ngược lại

Bảng 2.8 : Tỉ lệ phần trăm của NH3/TAN theo nhiệt độ và pH

Khả năng chịu đựng NH3 của các loài thủy sản phụ thuộc vào các yếu tốmôi trường khác: NH3 trở nên độc hơn khi nồng độ oxy hòa tan Ví dụ, loại tômnhỏ tiếp xúc với môi trường có nồng độ ammonium là 1,6 mg/l thì 90% sẽ chếtkhi nồng độ oxy hòa tan là 2,3 mg/l, khi nồng độ oxy hòa tan là 5,7 mg/l thì chỉ33% bị chết Tác hại của nồng độ oxy hòa tan thấp được bù trừ lại một phần trong

ao hồ nuôi, vì khi nồng độ oxy hòa tan thấp là lúc nồng độ CO2 cao, khi nồng độCO2 cao thì pH giảm, khi đó tỉ lệ NH3/TAN thấp – tức là giảm độc tính ammoina.Tác hại của ammonia cũng được hạn chế khi thủy động vật sống trong môi trườngcó độ muối tối ưu và nồng độ Ca cao

Độ độc của NH3 đối với một số loài giáp xác cũng đã được nghiên cứu, ởnồng độ 0,009 mg/l NH3 làm giảm sự sinh trưởng của tôm càng xanh

(Macrobrachium rosenbergii) ổ nồng độ 0,45 mg/l làm giảm 50% sự sinh trưởng

của các loài tôm he Ngoài ra LC50 – 24h và LC50 – 96h của NH3 đối với tôm sú

hậu ấu trùng (Penaeus monodon) là 5,17 mg/l và 1,26 mg/l (Chin và Chen, 1987).

Nồng độ an toàn cho ao nuôi là 0,13 mg/l do đó viêc theo dõi hàm lượng NH3trong ao nuôi thủy sản là rất cần thiết để nâng cao năng suất nuôi

NH4+ trong nước rất cần thiết cho sự phát triển của các vinh vệt làm thứcăn tự nhiên nhưng nếu hàm lượng NH4+ quá cao sẽ làm cho thực vật phù du pháttriển quá mức không có lợi cho tôm cá (thiếu oxy vào sáng sớm, pH dao động…).Theo Boyd (1990) hàm lượng NH4+ thích hợp cho ao nuôi thủy sản là 0,2 –2 mg/l.

b Nitrite ( NO2 - )

Trong ao hồ, nitrite được tạo thành từ quá trình oxy hóa ammonium và

ammonia nhờ hoạt động của nhóm vi khuẩn Nitrosomonas theo phản ứng sau :

NH4+ + 3/2 O2  NO2- + 2H+ + H2O +76kcalTrong điều kiện không có oxy, nhiều loài vi sinh vật có thể sử dụng nitratehay một dạng oxy hóa khác của nitrogen như một chất nhận điện tử trong quátrình hô hấp (thay vì oxy) Quá trình dị dưỡng này được gọi là khử nitrate hay hôhấp nitrate, khi đó nitrate bị khử thành nitrite, hyponitric, hydroxylamin, ammoniahay khí N2

2HNO3 + H+  HNO2 + H2O2HNO2 + 4H+  N2O2H2 + 2H2ON2O2H2 + NH+  2NH2OH2NH2OH + 4H+  2NH3 + 2H2ON2O2H2 +2H+  N2 + H2O

N2O2H2  N2O + H2ON2O + 2H+  N2 + H2OQúa trình này gọi là phản ứng nitrate hóa, các hợp chất trung gian trongquá trình chuyển hóa thường là những dạng độc nên không có lợi cho các loàithủy sản

Khi hàm lượng nitrite trong nước cao, nitrite sẽ kết hợp với hemoglobin tạothành methemoglobin:

Hb + NO2-  Met-Hb

Trong phản ứng, Fe của hemoglobin bị oxy hóa từ Fe thành Fe , kết quảlà Fe không thể kết hợp với oxy (nitrite làm giảm hoạt tính của hemoglobin – gọilà thiếu máu) Máu có chứa methemoglobin thường có màu nâu nên gọi là “bệnhmáu nâu” Đối với các loài giáp xác, máu có chứa hemocyanin có Cu trong thànhphần cấu tạo thay vì Fe như ở hemoglobin Phản ứng giữa nitrite với hemocyaninchưa được nghiên cứu nhiều nhưng người ta cũng xác định rằng nitrite cũng gâyđộc cho giáp xác.

Giá trị LC50 – 96h của nitrite đối với các loài giáp xác nước ngọt từ 8,5 –14,5 mg/l Sinh trưởng của tôm càng xanh giảm đáng kể khi nồng độ nitrate là 1,8và 6,2 mg/l (Colt & Armstrong, 1979 Trích dẫn bởi Boyd, 1990)

Ơû các thủy vực nước lợ có hàm lượng Ca2+ và Cl- có khuynh hướng làmgiảm độc tính của nitrite (Crawford & Allen, 1977; Perron &Meade, 1977; Russo

et al., 1981 Trích dẫn bởi Boyd, 1990) Giá trị LC50 – 24h và 96h của nitrite đốivới tôm sú và hậu ấu trùng tôm sú là 204 mg/l và 45 mg/l (Chen và Chin, 1988).Nồng độ an toàn của nitrite đối với hậu ấu trùng tôm sú là 4,5 mg/l Tuy nhiênnồng độ ammonia cao sẽ làm tăng tính độc của nitrite đối với tôm sú Schwedler

et al (1985) những nhân tố sau có ảnh hưởng đến độ độc cuả nitrite : hàm lượngchloride, pH, hàm lượng oxy hòa tan, tình trạng dinh dưỡng…

c Nitrate (NO3 - )

Nitrate (NO3-) là hợp chất khá thông dụng trong môi trường nước tự nhiêncũng như trong các ao hồ nuôi thả Trong các nguồn nước nitrate là sản phẩm cuốicùng của quá trình oxy hóa ammonia nhờ hoạt động của một số vi khuẩn hóa tự

dưỡng như Nitrobacter (nước ngọt) hay Nitrosoprina, Nitrosococcus (nước lợ,

mặn)

NO2- + ½O2  NO3- + 24kcalNitrate là một dạng đạm được thực vật hấp thụ dễ nhất, không độc đối vớicác loài thủy sản Hàm lượng nitrate cao không gây độc cho cá nhưng làm cho

thực vật phù du nở hoa gây những biến đổi chất lượng nước sẽ không có lợi chotôm nuôi.

2.3.3 Yếu tố do vi sinh vật

Là những vi sinh vật nhỏ bé không thể nhìn thấy hoặc khó nhìn thấy bằngmắt thường, có thể được chia ra thành 5 nhóm như sau : nhóm vi khuẩn (bacteria),nhóm bào tử nấm (fungi), nhóm tảo – thực vật phiêu sinh (algae), nhóm phiêusinh động vật (zooplankton) và nhóm cuối là virus Nhóm của các sinh vật nhỏbé này có ý nghĩa quan trọng đối với hệ sinh thái trong ao nuôi đó là nhóm vikhuẩn và vi tảo

Thực vật phiêu sinh : là sinh vật sử dụng chất hữu cơ trong ao nuôi làmnuôi làm nguồn thức ăn Ban ngày dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, tảo cầnCO2 để làm nguyên liệu trong quá trình quang hợp, quá trình này sản xuất ra oxy.Nhưng khi không có ánh sáng hoặc vào ban đêm, tảo cần phải dùng oxy để hôhấp Do đó hàm lượng oxy hòa tan dao động lớn : cao vào xế trưa và thấp khi gầnsáng

Phiêu sinh nắm vai trò nền tảng cho hệ thống thực phẩm trong nước, giữanăng suất tôm cá và phiêu sinh vật có một sự liên hệ mật thiết Mặt nước khôngcó phiêu sinh vật là mặt nước chết về phương diện sản xuất Tuy nhiên ao hồnhiều phiêu sinh quá cũng gây nhiều bất lợi cho năng suất Lượng phiêu sinh vậtvà loại phiêu sinh vật sẽ được thể hiện bởi độ đục và màu sắc của nước

Yếu tố chính yếu cần thiết cho sự tăng trưởng của phiêu sinh vật gồm : C,O2, H2, P, Ca, Cl2, S, Fe, Cu, Mg, Mn, Ca, Zn, Na, K, N, Bo, Co P được coi làquan trọng hơn cả về phương diện dinh dưỡng cho tôm cá trong ao hồ và việc bónphân phospho sẽ có lợi nhiều cho phiêu sinh cũng như tôm cá

SVTH : Nguyễn Ngọc Thanh Vân GVHD : TS Nguyễn Thị Ngọc

CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN VỀ QÚA TRÌNH CHUYỂN HÓA NH3 VÀ

VI KHUẨN KIỂM SOÁT NH3 TRONG NƯỚC NUÔI TÔM

3.1 Qúa trình chuyển hóa NH3 trong nước

3.1.1 Chu trình nitơ trong ao hồ

Chu trình Nitơ là một trong những mô hình tuần hoàn vô hình mà quantrọng nhất đối với môi trường thủy sinh Tôm và các sinh vật trong quá trình sinhsống thải ra NH3 mà nếu ở nồng độ cao sẽ gây độc Chu trình Nitơ chính là giảipháp mà trong đó các vi khuẩn có ích giúp chuyển hóa các chất độc thành nhữngchất có ích cho rong rêu và các loài thủy sản có thể sống được

Hình 3.1 : Chu trình nitơ trong ao hồ nuôi 3.1.2 Quá trình amon hoá

Là quá trình phân hủy và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ phức tạp thànhcác chất hữu cơ đơn giản (NH4+ hoặc NH3) dưới sự hiện diện của vi sinh vật

Dưới tác dụng của enzyme phân hủy protein (protease) sẽ phân hủyprotein thành các chất đơn giản hơn, các chất này tiếu tục được phân giải thànhacid amin nhờ tác dụng của enzyme peptidase ngoại bào Một phần nhỏ acidamin sẽ được vi sinh vật sử dụng để tổng hơp thành protein của chúng, phần cònlại được tiếp tục phân giải tạo ra NH3, CO2, H2S (nếu các acid amin có chứa S) vàcác sản phẩm trung gian khác

3.1.3 Hấp thụ amoniac trong bùn

Bùn trong các ao hồ chủ yếu là các loại khoáng sét vô cơ và các loại mùn