Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng môi trường nước của một số chủng vi khuẩn PROBIOTICS

Từ lâu, người dân đã biết sử dụng các hóa chất tổng hợp để hạn chế sự ônhiễm nguồn nước ương nuôi hoặc sử dụng thuốc kháng sinh để khống chế sự hiệndiện của vi khuẩn trong nuôi trồng thủ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MSSV: 105111060

Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN

Người duyệt (chấm sơ bộ):

Đơn vị:

Ngày bảo vệ:

1 Đầu đề đồ án tốt nghiệp

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)

3 Ngày bàn giao Đồ án tốt nghiệp .

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

5 Họ tên người hướng dẫn Phần hướng dẫn 1/ ………

2/ ………

Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn. Ngày …… tháng…… năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH ( Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC KTCN TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

-KHOA: Môi Trường và CNSH BỘ MÔN: Công nghệ sinh học NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN :

NGÀNH:

MSSV:

LỚP:

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Điểm bằng số _ Điểm bằng chữ _

TP.HCM, ngày … tháng…….năm 2009

(GV hướng dẫn ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quí thầy cô trường ĐH Kỹ Thuật CôngNghệ, đặc biệt là thầy cô Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học đã cố gắng sắpxếp và tạo điều kiện cho em được thực tập và làm đề tài tốt nghiệp ở Trung tâmQuốc gia Giống Hải sản Nam bộ

Em xin cảm ơn TS Nguyễn Thị Ngọc Tĩnh đã luôn quan tâm và đóng góp ýkiến trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin cảm ơn KS Phạm Minh Nhựt đã hướng dẫn, giúp đỡ và động viên emrất nhiều trước và trong suốt quá trình thực tập

Xin cảm ơn KS Hoàng Thanh Lịch đã rất thân thiện và nhiệt tình giúp em hoànthành tốt công việc của mình

Em xin chân thành cảm ơn ban Giám Đốc Trung tâm Quốc gia Giống Hải sảnNam bộ đã đồng ý cho em vào thực hiện đề tài và đã tạo mọi điều kiện tốt nhất chochúng em trong suốt quá trình này

Một lần nữa em xin kính chúc quí thầy cô cùng anh chị luôn dồi dào sức khỏe

và hạnh phúc để tiếp tục hướng dẫn những thế hệ sau tốt hơn và ngày càng cảm thấyyêu và nhiệt huyết hơn với nghề

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa i

Nhiệm vụ của đồ án ii

Nhận xét của giáo viên iii

Lời cảm ơn iv

Mục lục v

Danh sách các bảng ix

Danh sách các hình x

Danh sách các từ viết tắt xi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu của đề tài 2

1.3 Nội dung đề tài 2

1.4 Giới hạn đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU……….3

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản 3

2.1.1 Các yếu tố thủy lý 3

2.1.1.1 Nhiệt độ 3

2.1.1.2 Màu sắc nước 4

2.1.1.3 Độ trong 4

2.1.1.4 Mùi nước 5

2.1.1.5 Vị nước 5

2.1.2 Các yếu tố thủy hóa 5

2.1.2.1 Chỉ số pH 5

2.1.2.2 Độ mặn 7

2.1.2.3 Độ kiềm 7

2.1.2.4 Độ cứng 8

2.1.2.5 Sắt 9

2.1.2.6 Ammonia (NH3 và NH4+) 9

2.1.2.7 Nitrite (NO2-) 10

2.1.2.8 Nitrate (NO3-) 10

2.1.2.9 Hàm lượng oxygen hòa tan (DO) 11

2.1.2.10 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 11

2.1.2.11 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 11

2.1.3 Các chỉ tiêu sinh học 12

2.1.3.1 Vi khuẩn (Bacteria) 12

2.1.3.2 Virus 13

2.1.3.3 Vi tảo (microalgae) 13

2.2 Tổng quan về probiotics 14

2.2.1 Khái niệm probiotics 14

2.2.2 Thành phần probiotics 15

2.2.2.1 Vi khuẩn gram dương 15

2.2.2.2 Vi khuẩn gram âm 15

2.2.2.3 Bacteriophages 16

2.2.2.4 Nấm men 16

2.2.2.5 Vi nấm 16

2.2.3 Tác dụng của probiotics 16

2.2.3.1 Trong bảo vệ môi trường 17

2.2.3.2 Trong chăn nuôi 17

2.2.3.3 Trồng trọt 19

2.2.3.4 Cơ chế hoạt động của probiotics trong nuôi trồng thủy sản19 2.2.5 Tình hình sử dụng chế phẩm probiotics ở Việt Nam 20

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 22

3.2 Nội dung thực hiện 22

3.3 Vật liệu 22

3.3.1 Hệ thống bể ương ấu trùng cá chẽm 22

3.3.1.1 Vật liệu 22

3.3.1.2 Mô tả 23

3.3.2 Hệ thống môi trường 23

3.3.2.1 Vật liệu 23

3.3.2.2 Mô tả 23

3.3.3 Các yếu tố thủy hóa 23

3.3.3.1 Nhiệt độ 23

3.3.3.2 pH 23

3.3.3.3 NH3-N 23

3.3.3.4 NO2-N 24

3.3.3.5 COD 24

3.4 Bố trí thí nghiệm 24

3.4.1 Bố trí thí nghiệm theo dõi các chỉ tiêu môi trường trong hệ thống ương cá chẽm 24

3.4.2 Bố trí thí nghiệm hệ thống môi trường 25

3.5 Phương pháp nghiên cứu 26

3.5.1 Quy trình nhân sinh khối vi khuẩn và bổ sung vi khuẩn 26

3.5.1.1 Nhân sinh khối vi khuẩn 26

3.5.1.2 Bổ sung vi khuẩn vào các nghiệm thức 26

3.5.2 Đo các chỉ tiêu thủy hóa 26

3.5.2.1 Đo pH 28

3.5.2.2 Đo nhiệt độ 28

3.5.2.3 Đo NH3-N 28

3.5.2.4 Đo NO2-N 29

3.5.2.5 Đo COD 29

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Kết quả thủy hóa tại các bể ương ấu trùng 30

4.1.1 Nhiệt độ 30

4.1.2 pH 31

4.1.3 NH3-N 33

4.1.4 NO2-N 34

4.2 Kết quả thủy hóa tại các bể môi trường 36

4.2.1 Nhiệt độ 36

4.2.2 pH 36

3.2.3 NH3-N 37

3.2.4 NO2-N 38

3.2.5 COD 39

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41

5.1 Kết luận 41

5.2 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Các chủng vi khuẩn sử dụng trong thí nghiệm

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 3.1: Bố trí thí nghiệm hệ thống ương ấu trùng cá chẽmHình 3.2: Bố trí thí nghiệm hệ thống môi trường

Hình 4.1 – Sự biến thiên nhiệt độ theo ngày

Hình 4.2 – Sự biến thiên pH theo ngày

Hình 4.3 – Sự biến thiên hàm lượng NH3-N theo tuần

Hình 4.4 – Sự biến thiên hàm lượng NO2-N theo tuần

Hình 4.5 – Sự biến thiên nhiệt độ theo ngày

Hình 4.6 – Sự biến thiên pH theo ngày

Hình 4.7 – Sự biến thiên hàm lượng NH3-N theo tuần

Hình 4.8 – Sự biến thiên hàm lượng NO2-N theo tuần

Hình 4.9 – Sự biến thiên hàm lượng COD theo tuần

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

OD: Oxygen Demand

BOD: Biochemical Oxygen Demand

COD: Chemical Oxygen Demand

Chương 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay nuôi trồng thủy sản được coi là ngành kinh tế mũi nhọn, trong đókhu vực Nam bộ có lợi thế đặc biệt do có vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên rất thuậnlợi cho nuôi trồng thủy sản Nhận thức được tầm quan trọng đó, việc định hướng và

đề ra chiến lược phát triển bền vững và lâu dài cho ngành nuôi trồng thủy sản là rấtquan trọng

Trong nuôi trồng thủy sản, việc quản lý môi trường nước ương nuôi đượcxem là khâu khá quan trọng, có thể nói đây là khâu chính yếu quyết định sự thànhcông hay thất bại của quá trình nuôi Ngoài các yếu tố thủy hóa đánh giá chất lượngnước ương nuôi, vi khuẩn hiện diện trong nước ương nuôi cũng được xem là nguyênnhân chính ảnh hưởng đến tỉ lệ sống và sự tăng trưởng của đối tượng nuôi trồng thủysản Sự sống sót, sinh trưởng và sinh sản của tôm, cá nuôi phụ thuộc rất nhiều vàocác yếu tố môi trường Do đó, để tăng năng suất, nâng cao sản lượng của tôm, cánuôi, con người cần phải can thiệp, quản lý duy trì và nâng cao chất lượng nướctrong quá trình nuôi thủy sản

Điều kiện khí hậu ở Việt Nam rất đa dạng, đòi hỏi việc áp dụng kĩ thuật và cảithiện môi trường theo từng vùng phải được tuân thủ triệt để và nghiêm túc Do sựkhác biệt về kỹ thuật nuôi và khí hậu nên tác động thủy hóa và sự ô nhiễm môitrường nước bởi những tác nhân vi sinh vật cũng khác nhau Phần lớn các bệnh trênthủy sản có nguyên nhân chính là do thức ăn và do sự ô nhiễm môi trường sống củathủy sản

Từ lâu, người dân đã biết sử dụng các hóa chất tổng hợp để hạn chế sự ônhiễm nguồn nước ương nuôi hoặc sử dụng thuốc kháng sinh để khống chế sự hiệndiện của vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản Ngoài những lợi ích trên, việc sử dụngkháng sinh dễ tạo nên các chủng vi khuẩn bị kháng thuốc và chúng sẽ xuất hiện ngàycàng nhiều hơn nếu ta sử dụng hóa chất trị bệnh vào trong việc phòng bệnh trongnuôi thủy sản Nghiêm trọng hơn là sự tồn dư của những hóa chất, thuốc kháng sinhkhông được cấp phép sử dụng trong nuôi trồng thủy sản

Từ thực tế trên, một giải pháp có thể chấp nhận được là sử dụng các chế phẩmprobiotics để hạn chế sự phát triển của mầm bệnh và cải thiện chất lượng nước môitrương ương nuôi Nhiều nhóm vi sinh vật đã được ứng dụng trong nuôi trồng thủysản nhằm nâng cao tỷ lệ sống và cải thiện chất lượng môi trường do chúng có khảnăng chịu mặn, chịu kiềm, chịu acid, tổng hợp được các chất hữu cơ có khả năngphân hủy, tác dụng tiêu diệt vi khuẩn Nhờ đó, tôm cá có khả năng miễn dịch tốt,tăng trưởng nhanh và cho hiệu quả kinh tế cao

Việc ứng dụng probiotics đã được các nước trên thế giới tiến hành khá rộngrãi, tuy nhiên ở Việt Nam, ứng dụng probiotics trong nhiều lĩnh vực nói chung vàtrong lĩnh vực thủy sản nói riêng hiện vẫn chưa được quan tâm và đầu tư đúng mức

Từ tình hình thực tế nói trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng môi trường nước của một số chủng vi khuẩn probiotics” Đề tài được thực hiện tại Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam bộ -

Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II

1.2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu, đánh giá khả năng cải thiện chất lượng môi trường nước ươngnuôi của một số chủng vi sinh vật probiotics thông qua bổ sung vi khuẩn trực tiếpvào môi trường nuôi

1.3 Nội dung đề tài

Tiến hành bố trí hệ thống thí nghiệm

Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng môi trường nước của một số chủng vikhuẩn

1.4 Giới hạn đề tài

Chỉ tiến hành khảo sát các chỉ tiêu: nhiệt độ, pH, NH3-N, NO2-N, COD

Chỉ tiến hành thực hiện khảo sát khả năng cải thiện chất lượng nước của 3chủng vi khuẩn probiotics

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản

Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra những chỉ tiêu về chất lượngnước như sau:

- Các chỉ tiêu vật lý cơ bản (các yếu tố thủy lý) như: nhiệt độ nước, màu nước,

độ trong, mùi nước, vị nước

- Các chỉ tiêu hóa học của nước (các yếu tố thủy hóa) như: pH, độ mặn, độkiềm, độ cứng, sắt, ammonia, nitrite, nitrate…

- Các chỉ tiêu sinh học: vi khuẩn, virus, vi tảo

2.1.1 Các yếu tố thủy lý:

2.1.1.1 Nhiệt độ

- Nhiệt độ là đại lượng biểu thị trạng thái nhiệt của nước

- Nguồn cung cấp nhiệt cho ao nuôi bao gồm: năng lượng mặt trời, sự tỏa nhiệt

từ trái đất, các phản ứng hóa học và từ sự phân hủy các chất hữu cơ trong nước vànền đáy ao

- Rowland (1986) cho rằng khoảng nhiệt độ thích hợp cho sống sót và sinh sảncủa các loài tôm, cá nuôi là tương đối rộng, nhưng khoảng nhiệt độ cho tăng trưởngcực đại thì rất hẹp

- Ví dụ: dải nhiệt độ giới hạn cho tôm sú từ 12 - 37.50C, nhưng khoảng nhiệt độthích hợp cho tăng trưởng của nó chỉ từ 25 – 300C

- Nhiệt độ ảnh hưởng đến các quá trình sinh học và hóa học của sinh vật Tốc

độ các phản ứng hóa học và sinh học sẽ tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng lên 100C vàhoạt động trao đổi chất của động vật thủy sinh cũng tăng theo sự tăng nhiệt độ Đồngthời chúng cũng sử dụng oxygen tăng thêm 2 lần

- Nhiệt độ là một yếu tố điều chỉnh năng suất vật nuôi trong ao Khi nhiệt độtăng trong khoảng thích hợp thì tốc độ tiêu hóa thức ăn của tôm, cá tăng lên rất mạnh

và hệ số tác dụng hữu ích của thức ăn cũng tăng lên một cách tương ứng

- Ví dụ: đối với cá chép, thang nhiệt độ cá thích ăn là: 12-330C, tối ưu là:

23-290C (quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản, Nguyễn Đình Trung)

- Nhiệt độ còn ảnh hưởng tới khả năng gây bệnh của mầm bệnh

- Ví dụ: bệnh gây ra do nhóm vi khuẩn Aeromonas spp., khi nhiệt độ nước 40Cthì chỉ có 14% cá bị chết, nhưng khi nhiệt độ tăng lên 210C thì có 100% cá mắc bệnh

bị chết

2.1.1.2 Màu sắc nước

- Nước nguyên chất là chất lỏng không màu nhưng nước trong ao nuôi thườngmang các màu rất khác nhau Sự hình thành của màu nước do sự kết hợp của 3 yếutố: ánh sáng, các vật thể trong nước và hệ thống tiếp thu màu

- Sự cấu thành của màu nước là hiện tượng hội tụ của 3 yếu tố:

 Ánh sáng

 Các vật thể trong nước

 Hệ thống tiếp thu màu (mắt)

- Việc xác định màu nước được mô tả về sắc thái và cường độ màu bằng lờichứ không thể bằng con số định lượng

2.1.1.3 Độ trong

- Nước tinh khiết là chất lỏng trong suốt nhưng nước trong các ao nuôi thì luôn

có một giá trị nhất định của độ trong Khi độ trong của nước thấp gọi là nước bị đục

- Độ trong của nước ở các ao nuôi chủ yếu phụ thuộc vào số lượng và đặc tínhcủa khối chất cái (seston) trong nước, đó là tập hợp những sinh vật sống trong tầngnước và vật thể lơ lửng trong nước

- Còn nếu độ đục của nước do sinh vật phù du gây nên thì khi đó giá trị của độtrong sẽ trở thành chỉ số năng suất

- Tuy nhiên, nước đục không có nghĩa là nước ô nhiễm

2.1.1.4 Mùi nước

- Nước tinh khiết không có mùi, mùi của nước tự nhiên được tạo nên bởi cácchất có trong nước và có khả năng bay hơi được Và khi những chất bay hơi này tiếpxúc với mũi thì ta cảm nhận được mùi

- Các chất gây ra mùi trong nước có thể chia ra thành 3 nhóm:

 Các chất gây mùi có nguồn gốc vô cơ: mùi clo (do quá trình khử clo), mùitrứng thối (do nhiều khí H2S)

 Các chất gây mùi có nguồn gốc hữu cơ: trong chất thải công nghiệp, dầu mỡ,thuốc bảo vệ thực vật

 Các chất gây mùi từ các quá trình sinh hóa, các hoạt động của vi khuẩn, rongtảo: mùi tanh hôi (do có vi khuẩn phát triển), mùi bùn (do tảo lục phát triển),mùi tanh cá (do tảo lam phát triển)

- Mùi được xem là một tín hiệu, một chỉ tiêu cho biết mức độ nhiễm bẩn củanguồn nước Các thuật ngữ thường dùng là: không mùi, thoang thoảng, rõ rệt vànặng mùi

 Vị mặn: do muối NaCl hòa tan > 500mg/l

 Vị nhạt: do nhiều khí CO2 hòa tan

 Vị chua: do muối Al và Fe gây ra

 Vị chát: do Na3CO3, MgSO4 và MgCl2 gây ra

- Yếu tố pH có ảnh hưởng rất lớn đối với môi trường, tác động đến đời sốngthủy sinh vật, liên quan trực tiếp đến quá trình trao đổi chất, sự trao đổi nước vàmuối giữa cơ thể và môi trường Vì thế, pH là một yếu tố quyết định giới hạn sựphân bố thủy sinh vật đối với môi trường sống, ảnh hưởng đến quá trình phát triểnphôi, các quá trình dinh dưỡng, sinh trưởng và sinh sản

- Nước biển thường có độ pH = 8.2, pH của hầu hết các ao nuôi nước ngọt là từ6-9 và biến động trong ngày, pH ao nuôi nước lợ, nước mặn từ 8-9 và ít biến độngtrong ngày Thông thường pH trong khoảng từ 6-9 là an toàn cho động vật thủy sản,nếu pH<6 gây chậm lớn, pH<4 hoặc pH>11 có thể gây chết một số loài động vậtthủy sản

- Trong môi trường nước, khi động thực vật thủy sinh hô hấp nhiều, khí CO2

thải ra làm cho pH giảm xuống Còn khi quá trình quang hợp của tảo xảy ra mạnh,tiêu thụ nhiều khí CO2 thì giá trị pH lại tăng lên

- Ngoài ra, các chất thải hữu cơ tích tụ lại trong ao cũng là một yếu tố gián tiếpảnh hưởng đến giá trị pH của nước Khi các hợp chất hữu cơ đó bị phân hủy, hàmlượng CO2 tăng lên làm cho pH giảm xuống

- Ảnh hưởng trực tiếp mang tính chất sinh lý của pH đối với cá, tôm nuôi làduy trì sự cân bằng pH trong máu Khi pH giảm xuống thấp (pH < 5) sẽ làm giảmkhả năng vận chuyển oxy của hemoglobin, làm cho mang tiết ra nhiều chất nhày, da

và phần ngoài cơ thể tiết ra nhiều nhớt, một số vùng da trở nên đỏ, đồng thời làmgiảm khả năng đề kháng của cá, tôm đối với mầm bệnh, nhất là bệnh do vi khuẩn.Còn khi pH tăng quá cao (pH > 9) sẽ làm cho tế bào ở mang và các mô của tôm bịphá hủy

- Tuy nhiên, trong ao nuôi thủy sản, rất ít khi pH < 5 và pH > 9 Do đó, nhữngảnh hưởng trực tiếp do pH quá cao hay quá thấp như trên rất ít xảy ra và không đáng

kể bằng ảnh hưởng gián tiếp của pH:

 Trong những ao nuôi có độ kiềm thấp, pH không đủ thấp để gây hại đến tôm,

cá nhưng nó đủ thấp để thiếu oxy cho tảo quang hợp

 Những ao nuôi mà hàm lượng ammonia cao, pH cao sẽ làm tăng độc tính của

NH3 đối với cá, tôm nuôi

- Nếu cá, tôm được chuyển từ vùng nước này đến vùng nước khác có sự saikhác lớn về pH thì chúng sẽ bị sốc pH và chết.

2.1.2.2 Độ mặn

- Theo R.A.Cox thì độ mặn là hàm lượng tổng cộng của các chất rắn vô cơ hòatan (tính theo gam, trong điều kiện chân không) có trong 1kg nước biển (cũng trongđiều kiện chân không) ở điều kiện tấc cả cacbonat CO3-2 chuyển sang oxit, số đươnglượng của Br- và I- được thay thế bằng số đương lượng ion Cl-, tấc cả các chất hữu cơ

bị oxy hóa, phần bã được sấy khô ở 4800C đến trọng lượng không đổi gọi là độ mặn

- Vì độ mặn tính theo gam các chất hòa tan trong 1kg nước biển nên độ mặnđược kí hiệu là S0/00

- Việc đo độ mặn trực tiếp bằng những phương pháp hóa học rất khó khăn nênngười ta chọn ion Cl- làm thành phần định tính cơ bản để tính toán độ mặn của nướcbiển Bởi vì trong nước biển ion Cl- có tính điển hình nhất và là cấu tử có tính bảothủ nhất

 Nó có tính điển hình nhất vì nước biển có độ mặn 35%0, nghĩa là trong 1kgnước biển có 35g chất tan thì ion Cl- đã chiếm tới 18.98g

 Tính bảo thủ thể hiện ở chỗ: dù trong những vùng biển có độ mặn khác nhau,ion Cl- bao giờ cũng chiếm tỷ lệ 55.04% trong tổng số các ion tạo muối trongnước biển, không bao giờ thay đổi

- Căn cứ vào độ mặn, năm 1934, Zernop đã phân chia giới hạn các loại nước tựnhiên như sau:

2.1.2.3 Độ kiềm

- Độ kiềm của nước tự nhiên được quy ước bởi sự có mặt của các ion kiềm vàkiềm thổ Na+, K+, Ca+2, Mg+2 có ở trong nước, kết hợp với các acid yếu, trước hết là

acid carbonic H2CO3 Do đó, độ kiềm là chỉ số các dạng chủ yếu của các ion HCO 3

-và CO 3 -2 trong nước

- Độ kiềm giữ vai trò rất quan trọng trong việc duy trì hệ đệm của môi trườngnước, đây được xem là một trong những chỉ tiêu rất quan trọng để duy trì sự biếnđộng thấp nhất của pH nước ao nuôi, hạn chế tác hại của những chất độc sẵn cótrong môi trường nước, nhằm ngăn chặn những sốc bất lợi cho tôm, cá nuôi

- Đối với nước ngọt độ kiềm thường dưới 40mg CaCO3/l và đối với vùng nước

lợ, nước mặn thì độ kiềm ở những giá trị lớn hơn 80mg CaCO3 được xem là thíchhợp (Nguyễn Đình Trung, 2004)

- Những nguyên nhân làm giảm độ kiềm trong các ao nuôi là:

 Đất ao bị phèn

 Lượng nước mưa trong ao nhiều vào mùa mưa

 Trong ao nuôi có nhiều ốc

- Khi độ kiềm giảm, bón vôi CaCO3 và CaMg(CO3)2 được xem là biện pháphữu hiệu để duy trì và làm tăng độ kiềm trong nước ương nuôi

- Bartchi (1954) đã xác định rằng độc tính của CuSO4 lên tảo giảm với sự giatăng của pH và độ kiềm Khi nước có độ kiềm nhỏ hơn 50mg CaCO3/l thì nồng độCuSO4 dùng để diệt tảo là 0.5-1.0mg/l; khi nước có độ kiềm lớn hơn 50mg CaCO3/lthì CuSO4 được dùng ở nồng độ 2.0mg/l (Quản lý chất lượng nước trong nuôi trồngthủy sản, Nguyễn Đình Trung, 2004)

- Kleinholz (1990) đề nghị xác định lượng CuSO4 cần sử dụng theo công thức:

Lượng CuSO 4 (mg/l) = độ kiềm (mg CaCO 3 /l)/100

(quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản, Nguyễn Đình Trung)

2.1.2.4 Độ cứng

- Độ cứng của nước được quy ước bởi hàm lượng của các ion Ca+2 và Mg+2 liênkết với tất cả các acid mạnh cũng như acid yếu ở trong nước

- Người ta chia độ cứng ra làm 2 loại:

 Độ cứng do các ion Ca+2 và Mg+2 trong các muối cacbonnat gây ra là độ cứng

tạm thời, vì chúng dễ bị loại ra khỏi nước bằng cách đun nóng:

Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO t 0 3 + CO 2 + H 2 O

Mg(HCO 3 ) = MgCO 3 + CO 2 + H 2 O

 Độ cứng do những ion Ca+2 và Mg+2 trong các muối clorua và sunphat gây ra

là độ cứng vĩnh cửu, vì chúng rất khó loại bỏ khỏi nước.

- Dựa vào độ cứng người ta chia nước ra làm 4 loại:

2.1.2.5 Sắt

- Trong nước tự nhiên, sắt tồn tại dưới 2 dạng: Fe2+ (ferrous) và Fe3+ (ferric).Sắt Fe2+ gây độc cho cá, tôm nuôi vì quá trình oxy hóa chúng thành Fe3+ tiêu tốn rấtnhiều oxy môi trường và tạo thành Fe(OH)3 bám trên mang cá làm cản trở hô hấpcủa cá Sắt Fe3+ thường không gây độc nhưng nếu hàm lượng của chúng quá caocũng ảnh hưởng đến tôm, cá nuôi

- Hàm lượng sắt trong nước biển rất thấp, chỉ khoảng vài phần trăm đến vàiphần mười ppm Trong nước ngọt thì hàm lượng của chúng cao hơn, có khi lên đếnhàng chục ppm

t 0

- Tỉ lệ NH3/NH4+ phụ thuộc vào độ pH của nước, pH thấp thì hàm lượng NH4+

cao hơn NH3 Khi đồng thời nhiệt độ tăng và pH cao thì độc tính của NH3 tăng theogây rối loạn hô hấp, phá vỡ sự cân bằng của tế bào làm cho thủy sinh vật hoạt độngmất thăng bằng và khả năng miễn dịch giảm Tuy nhiên, nếu hàm lượng ammoniaquá thấp thì thủy sinh vật cũng chậm phát triển, nồng độ ammonia nhỏ hơn 0.02ppmthì thủy sinh vật có thể phát triển dị hình Ngưỡng cho phép trong nuôi trồng thủysản đối với ammonia tổng cộng (NH3 + NH4 ) nhỏ hơn 0.5 mg/l (Vũ Thế Trụ, 1995)

- Biện pháp hạn chế ammonia trong nước ương nuôi:

 Kiểm soát lượng thức ăn vừa đủ cho cá, tôm Có biện pháp không để thức ănthừa bị phân hủy ở đáy ao

 Nếu hàm lượng NH3 quá cao cần phải tăng cường oxy hòa tan bằng quạt haysục khí liên tục, nếu không cải thiện được thì nên thay nước nếu có đủ điềukiện

 Nên duy trì sự phát triển của tảo trong ao nuôi, vì ao có tảo phát triển tốt sẽlàm cho hàm lượng NH3 thấp

- Schwedler (1985) đã xác định được rằng các yếu tố sau ảnh hưởng đến độctính của nitrite: pH, nồng độ ion Cl-, kích cỡ vật nuôi, tình trạng nuôi dưỡng, mức độnhiễm bẩn và nồng độ oxy hòa tan Do đó rất khó để có thể đưa ra lời khuyến cáo vềnồng độ gây chết hoặc nồng độ an toàn của NO2- trong ao nuôi thủy sản

2.1.2.8 Nitrate (NO 3 - )

- Một nhóm vi khuẩn tự dưỡng khác là nitrobacter chuyển nitrite thành nitrate

với sự có mặt của oxy

- Nitrate không gây hại đối với thủy sinh vật

- Khi hàm lượng NO3- < 1mg/l thì tảo lam sẽ phát triển nhanh, NO3- > 2mg/l thìtảo lục và tảo khuê sẽ phát triển mạnh.

- Hàm lượng thích hợp của NO3- trong các ao nuôi tôm, cá là từ 2-3mg/l

2.1.2.9 Hàm lượng oxygen hòa tan (DO)

- Oxy hòa tan là sản phẩm của quá trình quang hợp, sự khuyếch tán oxy từkhông khí vào trong nước là nguồn cung cấp oxygen chủ yếu cho hoạt động sốngcủa sinh vật Lượng oxygen bị tiêu thụ là do thủy sinh vật hô hấp, các quá trình traođổi chất và sự phân hủy hợp chất hữu cơ dư thừa trong thức ăn

- Trong hệ thống nuôi tuần hoàn, lượng oxy hòa tan bị suy giảm nhanh chóng

là do sự tiêu thụ của thủy sản và quần đàn vi khuẩn Trong hệ thống nuôi tuần hòannày, lượng DO thấp luôn là vấn đề khá quan trọng, nếu lượng oxy hòa tan thấp hơn3.8 mg/l thì hoạt động sống của sinh vật sẽ giảm, tôm cá sẽ giảm cường độ bắt mồi

và tăng cường độ hô hấp, nếu từ 2.5 đến 2.8 mg/l thì tôm cá sẽ nổi đầu, bơi chậm vàrất dễ bị nhiễm bệnh Do đó nên kiểm soát lượng oxy hòa tan trong nước từ 5 – 8mg/l là tốt nhất, tuy nhiên nếu hàm lượng này cao quá cũng không tốt vì sẽ gây ratình trạng bọt khí trong máu và xuất huyết vảy, cá di chuyển mất thăng bằng Chỉ cónước không bị ô nhiễm mới đầy đủ lượng oxy bão hòa đáp ứng cho nhu cầu của thủysản (Phạm Văn Tình, 2004)

2.1.2.10 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

Nhu cầu oxy hóa học là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hết các hợp chất hữu

cơ trong nước thành CO2 và H2O

Trong thực tế COD được dùng rộng rãi để đặc trưng cho mức độ các chất hữu

cơ trong nước ô nhiễm (kể cả những chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học và khó bịphân hủy sinh học)

2.1.2.11 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)

- Nhu cầu oxy sinh hóa là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong quátrình phân hủy các chất hữu cơ trong nước trong điều kiện hiếu khí

Chất hữu cơ + O 2 CO 2 + H 2 O (vi sinh vật).

- Oxy sử dụng trong quá trình này là oxy hòa tan trong nước

- Chỉ số BOD chỉ ra lượng oxy mà vi sinh vật tiêu thụ trong phản ứng oxy hóacác chất hữu cơ trong nước, chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khảnăng phân hủy sinh học trong nước càng lớn.

- Quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước có thể xảy ra theo 2 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: chủ yếu oxy hóa các hợp chất cacbuahydro, quá trình này kéodài khoảng 20 ngày ở 200C

 Giai đoạn 2: oxy hóa các hợp chất nitơ, bắt đầu sau ngày thứ 10 nhưng cũng

có trường hợp bắt đầu vào ngày thứ năm

- Để xác định gần đúng nhu cầu oxy sinh hóa, cần phải đo sau 20 ngày, vì trênthực tế tại thời điểm đó khoảng 98 – 99% lượng chất hữu cơ trong nước sẽ bị oxyhóa Nhưng đo như vậy tốn quá nhiều thời gian nên ta có thể đo gần đúng bằng cáchxác định BOD sau 5 ngày, vì tại thời điểm này có khoảng 70 – 80% các chất hữu cơ

bị oxy hóa, chỉ tiêu này được kí hiệu là BOD5

2.1.3 Các chỉ tiêu sinh học

Để đánh giá chất lượng nước, sự có mặt của sinh vật trong nước được quan tâmchủ yếu về 3 mặt: sinh vật làm sạch nước, sinh vật làm ô nhiễm nước và sinh vật làmchỉ thị cho tình trạng nước Bao gồm:

2.1.3.1 Vi khuẩn (Bacteria)

- Là các loài thực vật đơn bào, kích thước khoảng 0.5-5 m, vi khuẩn có dạnghình cầu, hình que hay hình xoắn, chúng có thể tồn tại ở dạng đơn lẻ, dạng cặp hoặcliên kết thành mạch dài

- Phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng, vi khuẩn được chia thành 2 nhóm chính:

 Vi khuẩn dị dưỡng (heterotrophic): là vi khuẩn sử dụng các chất hữu cơ làm

nguồn năng lượng và nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh tổng hợp

 Vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic): là những vi khuẩn có khả năng oxy hóa

chất vô cơ để thu năng lượng và sử dụng khí CO2 làm nguồn cacbon cho quátrình sinh tổng hợp

- Nhóm vi khuẩn tự dưỡng bao gồm vi khuẩn nitrit hóa, vi khuẩn lưu huỳnh và

vi khuẩn sắt

- Các vi khuẩn nitrit hóa (Nitrosomonas và Nitrobacter) có mặt trong các hệthống xử lý sinh học bật hai (bể lọc sinh học) trong điều kiện tải lượng hữu cơ thấp

và nhiệt độ ấm

 Các vi khuẩn sắt có khả năng oxy hóa sắt hòa tan trong nước thành sắt khôngtan:

Fe +2 (tan) + O 2 Fe(OH) 3 + năng lượng

 Các vi khuẩn lưu huỳnh có khả năng chịu được pH thấp và có thể ôxy hóa

H2S hòa tan trong nước thành H2SO4 gây ăn mòn vật liệu xây dựng công trìnhnuôi trồng thủy sản

- Các vi khuẩn này chỉ được phát hiện bằng kính hiển vi quang học

- Những virus có khả năng phá vỡ tế bào là virus độc, những virus có khả năngtạo nên trạng thái tiềm tan gọi là virus không độc

- Trong điều kiện có môi trường nước thì virus mới hoạt động được và hiệnchưa có thuốc đặc hiệu để diệt virus

2.1.3.3 Vi tảo (microalgae)

- Vi tảo có cấu tạo đơn bào hay đa bào, sống lơ lửng, trôi nổi trong nước Toàn

bộ cơ thể vi tảo đều chung chức năng quang hợp

- Trong các hệ thống nuôi nước ngọt thường gặp các ngành: tảo khuê, tảo lục,tảo lam, tảo mắt, tảo giáp, tảo vàng và tảo vàng ánh

- Trong các hệ thống nuôi nước mặn thường gặp các ngành: tảo khuê, tảo giáp,tảo lam, tảo lục, tảo mắt và tảo vàng ánh

- Trong hệ thống nuôi thủy sản thành phần vi tảo càng phong phú càng tốt chotôm, cá nuôi

- Sự hiện diện của các vi tảo và các sắc tố trong các loài vi tảo quyết định màunước ao nuôi Vi tảo còn làm giảm cường độ ánh sáng đi sâu vào nước ao, ngăn cản

sự phát triển của tảo đáy

- Vi tảo góp phần làm ổn định nhiệt độ nước và tham gia điều chỉnh giá trị pHcủa ao nuôi

- Một quần xã vi tảo ổn định đảm bảo lượng oxy hòa tan thông qua quá trìnhquang hợp và làm giảm các độc tố trong nước nhờ khả năng hấp thụ ammonia NH4

và giữ các ion kim loại nặng

2.2 Tổng quan về probiotics

2.2.1 Khái niệm probiotics

- Thuật ngữ “probiotics” được Lilly và Stilwell đề xuất năm 1965 để tả nhữngchất sản sinh bởi vi sinh vật làm tăng trưởng một vi sinh vật (hoặc sinh vật) khác.Năm 1989 Parker lại định nghĩa thêm cho rõ: Probiotic là những sinh vật (chủ yếu là

vi khuẩn) có khả năng cộng sinh (hoặc hợp sinh) trong đường ruột có tác dụng cânbằng hệ vi sinh vật trong đó có một số tác dụng hữu ích cho vật chủ Do vậy,probiotic có nghĩa là phòng ngừa hay dự phòng (có lẽ là cho phép hai chữ tiếng Anh:Prophylxia – phòng bệnh, dự phòng và biotic - sự sống)

- Trong nuôi trồng thủy sản, probiotics là sự bổ sung các chất chứa vi sinh vậtsống có lợi đối với vật nuôi bằng cách biến đổi hệ vi sinh vật xung quanh hoặc liênquan đến vật chủ, bằng cách nâng cao khả năng sử dụng thức ăn hay nâng cao giá trịdinh dưỡng của thức ăn, nâng cao đáp ứng của vật nuôi đối với mầm bệnh hoặc cảithiện chất lượng môi trường xung quanh thông qua quá trình phân hủy chất hữu cơtrong nước nhanh hơn

- Nghiên cứu ứng dụng probiotic mới chú ý trong 20 năm trở lại đây, nhưng tácdụng của nó nhận thấy từ lâu Elie Metnhicoff là người đầu tiên đặt nền móng choviệc sử dụng probiotic Năm 1908, ông đề nghị sử dụng vi khuẩn lactic

(Lactobacterium delbruekii spp bulgaricus) để kéo dài tuổi thọ cho con người Ngày

nay chế phẩm probiotic được sử dụng khá hiệu quả trong chăn nuôi đặc biệt là trongnuôi tôm, trồng trọt, bảo vệ sức khoẻ, bảo vệ môi truờng Tuy nhiên việc dung chếphẩm này vào nuôi trồng thuỷ sản (tôm, cua, cá nhuyễn thể…) mới bắt đầu tronghơn thập kỷ gần đây

- Tại Nhật Bản, với chế phẩm probiotic có tên là E.M (chế phẩm các vi sinhvật hữu hiệu – Effective Microoganims) do giáo sư , tiến sĩ TeRuo Higa, Trường Đạihọc Ryukyus, Okinawa, Nhật Bản đề xuất năm 1980 và được sử dụng nhiều trongchăn nuôi, trồng trọt cung như bảo vệ môi trường đều cho kết quả khả quan Đến naychế phẩm này được hơn 80 nước và vùng lãnh thổ sử dụng, đặc biệt là khu vực Châu

Á và Thái Bình Dương trong đó có Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan và Việt Nam.(Lương Đức phẩm, 2007)

2.2.2 Thành phần probiotics

Các chủng loại vi sinh vật sử dụng trong probiotics được xác định có sự hiệndiện của cả vi khuẩn gram âm, vi khuẩn gram dương, bacteriophages, nấm men và cảnấm đơn bào (Irianto and Austin, 2002)

2.2.2.1 Vi khuẩn gram dương

- Các vi sinh vật gram dương, hiếu khí và sinh bào tử như chủng Bacillus spp

được sử dụng như probiotics nhằm mục đích nâng cao chất lượng nước ao nuôi do

ức chế hệ vi sinh vật gây hại trong nước và làm giảm số lượng mầm bệnh Một lợiích trực tiếp trong việc sử dụng trực khuẩn này là làm giảm việc sử dụng kháng sinh,hóa chất trong việc nuôi trồng thủy sản và nâng cao tỷ lệ sống của các loài nuôi trồngthủy sản (Irianto and Austin, 2002)

- Ngoài các chủng Bacillus, vi khuẩn lactic trong các chế phẩm probiotics được

ứng dụng khá nhiều trong nuôi trồng thủy sản như sử dụng chế phẩm chứa

Lactobacillus bulgaricus, L acidophillus, L sporogenes, L casei, L plantarum, Streptococcus thermophillus (Venkat et al., 2004) Lợi ích của việc sử dụng vi khuẩn

lactic trong chế phẩm probiotics là làm giảm tỷ lệ chết của ấu trùng cá (Irianto and

Austin, 2002) đồng thời làm tăng hiệu quả hấp thu thức ăn (Venkat et al, 2004)

2.2.2.2 Vi khuẩn gram âm

- Pseudomonas fluorescens được chứng minh là có khả năng ức chế Saprolenia

và A salmocinida trên các loài cá có vây và ngăn chặn các mầm bệnh trên tôm từ

Vibrio spp, đồng thời có tác dụng làm giảm tỷ lệ chết trên cá hồi (Irianto and Austin,

2002)

- Một vi khuẩn gram (-) khác cũng có tác dụng cải thiện chất lượng của ấu

trùng cua, hàu và cá bơn, đó là V proteolyticus Chủng này cải thiện quá trình tiêu

hóa protein ở cá bơn khi được cung cấp qua con đường cho ăn, Alteromonas làm

tăng tỷ lệ sống của ấu trùng pacific oyster (Irianto and Austin, 2002)

2.2.2.3 Bacteriophages

Hiện nay có rất nhiều tranh cãi về vai trò của bacteriophages trong chế phẩmprobiotics Tuy nhiên, trong một số nghiên cứu, các nhà khoa học đã nuôi cấy được

bacteriophages từ cá thơm, Plecoglossus altivelis và thông qua con đường cho ăn,

người ta đã nhận thấy rằng bacteriophages chống lại sự nhiễm P plecoglossicida

trên cá thơm và từ đó họ đi đến kết luận rằng bacteriophages làm giảm nhanh chóng

số lượng tế bào vi khuẩn P plecoglossicida trong thận của cá thơm và trong môi

trường nước(Irianto and Austin, 2002)

2.2.2.4 Nấm men

Nấm men được ứng dụng trong probiotic phổ biến nhất là chủng

Saccharomyces cerevisiae Với sự hiện diện của nấm men, nó sẽ bám dính vào ruột,

làm nâng cao sự tiết enzyme amylase và kích thích các enzyme màng ở ấu trùng sau

27 ngày tuổi (Irianto and Austin, 2002)

2.2.2.5 Vi nấm

Nấm đa bào Tetraselmis suecica, được sử dụng làm thức ăn cho các loài tôm

thuộc họ tôm he và các loài cá thuộc họ cá hồi đã phát hiện ra rằng loài nấm này làmgiảm mật độ bệnh do vi khuẩn Trên cơ sở đó, một số tác giả cũng đã đưa ra phươngthức hoạt động của vi nấm này chống lại các tác nhân gây bệnh dựa vào sự hiện diệncủa các hợp chất kháng khuẩn không chuyên biệt trên tế bào vi nấm (Irianto andAustin, 2002)

2.2.3 Tác dụng của probiotics

Như chúng ta đã biết, chế phẩm probiotic được sử dụng trong các lĩnh vực:chăn nuôi, trồng trọt, bảo vệ môi trường và sức khoẻ Hiệu quả của chế phẩm này cónhiều tác dụng dương tính khá bất ngờ như làm cây trồng, vật nuôi tăng sản lượng,tăng trọng, các chỉ tiêu cảm quan đều tốt hơn…, thậm chí còn làm tăng sức khoẻ vàkéo dài tuổi thọ Cơ chế tác dụng còn nhiều điều bàn cãi, song hiệu quả thực tế lànhững minh chứng mà nhiều người không thể phủ nhận.Tác dụng cơ bản của chếphẩm probiotics như sau:

2.2.3.1 Trong bảo vệ môi trường

- Nhóm vi khuẩn Bacillus là các vi khuẩn sống hiếu khí tuỳ tiện có khả năng

sinh ra các enzyme thuỷ phân ngoại bào Vì vậy, khi vào môi trường nuôi chúng cóthể sinh sản rất mạnh, ngoài khả năng ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh phát triển,chúng còn phân huỷ các chất hữu cơ do thức ăn dư thừa và phân của vật nuôi bàitiết…để làm giảm thiểu ô nhiễm

- Trong quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ ta thấy xuất hiện khí H2S vàcác khí thối khác là dẫn xuất của khí này Các loài vi khuẩn tía không lưu huỳnh

Rhodobacter sp, Rhodospirillum, Rhodopseudomonas viridis, Rhodopseudomonas palutris, Rhodomicrobium vanniell có khả năng sử dụng khí H2S làm thức ăn, mùihôi thối giảm đi rõ rệt (kể tên loài vi khuẩn làm phân huỷ NH3,NO2 )

- Đồng thời các nấm men có khả năng lên men rượu từ đường có trong môitrường, tạo mùi thơm, cải thiện mùi cho môi trường và nâng cao hệ số tiêu hoá củathức ăn cho vật nuôi

2.2.3.2 Trong chăn nuôi

Probiotics có tác dụng đối với tất cả vật nuôi, gồm các loại gia súc, gia cầm,thủy cầm, thủy sản Đối với vật nuôi giúp cho:

- Phát triển hệ vi sinh vật đường ruột bình thường, tăng cường khả năng tiêuhoá và hấp thu dinh dưỡng từ các loại thức ăn Đối với gia súc dạ cỏ chế phẩm nàycòn giúp cho hệ vi sinh vật dạ cỏ phát triển và hoạt động tốt hơn Khi probiotic đượcđưa vào đường ruột, các vi sinh vật hữu ích trong chế phẩm làm sạch đường ruột,cân bằng hệ sinh thái, điều chỉnh môi trường, ức chế vi sinh vật gây hại hoặc gâybệnh, loại bỏ các quá trình lên men bất lợi do các vi sinh vật có hại này gây nên, làmcho chức năng của đường ruột được hoạt động tốt hơn

- Liên quan đến việc làm sạch đường ruột có tác dụng thúc đẩy quá trình lọcmáu và lọc các chất độc cần bài tiết

- Một số vi sinh vật của chế phẩm, đặc biệt là nhóm vi khuẩn acidlactic và nhóm vi khuẩn Bacillus có tác dụng ức chế các vi sinh vật gây bệnh đường ruột, đó

là Samonella, Vibrio, Shigella rất rõ Ngoài ra, acid lactic tạo thành có tác dụng làm

sạch ruột, làm cơ chất dinh dưỡng rất tốt cho động vật tiêu hoá Các hoạt chất kháng

sinh do vi khuẩn này sinh ra đều có khả năng ức chế (cùng với vi khuẩn lactic) các vi

sinh vật gây hại.

- Tăng cường hiệu quả tiêu hoá của thức ăn: tăng hệ số hấp thu và sử dụng cácchất dinh dưỡng trong thức ăn

- Kích thích chức năng miễn dịch của cơ thể

- Làm lành mạnh và hoạt hoá khả năng tự nhiên của tế bào

Hai tác dụng cuối liên quan đến dịch chiết từ các chế phẩm probiotic có hoạt tínhsinh học, như acid amin, các enzyme, các nucleotit, các acid nucleic, các vitamin,đặc biệt là biotin Các hoạt chất này có lien quan đến khả năng đổi mới của tế bàocủa cơ thể, làm tăng kháng thể và khả năng miễn dịch… cũng có thể làm chậm quátrình não hoá, làm tăng sức khoẻ chống sự xâm nhập của vi sinh vật gây bệnh

Các tác dụng trên đây thường thấy khi sử dụng trộn chế phẩm với thức ăn của vậtnuôi, hoặc cho người hay động vật uống các dịch chiết từ chế phẩm Các chế phẩmnày có thể dùng ở dạng dịch hoặc bột (phun hoặc rắc vào môi trường nước haychuồng trại) để xử lý môi trường

- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu vớicác điều kiện bất lợi cho vật nuôi, phòng chống các dịch bệnh thường gặp, nhất làbệnh ỉa phân trắng

- Làm cho gia súc, gia cầm mắn đẻ hơn

- Tăng chất lượng thịt, tăng năng suất chăn nuôi

- Ức chế và có thể tiêu diệt được các vi sinh vật có hại Làm giảm hoặc làm mấtmùi hôi thối ô nhiễm chuồng trại chăn nuôi

Vì vậy, dung chế phẩm probiotic hoà vào thức ăn hay nước uống cho vật nuôiđều có tác dụng dương tính Dùng dạng dịch pha loang phun trực tiếp lên cơ thể convật như chó, lợn… sẽ mất mùi thối, phun trực tiếp vào đầu vú con cái thì khgi chocon bú se tránh bị nhiễm khuẩn có hại

Với môi trường nước nuôi tôm, cá khi đưa probiotics vào sử dụng thì nước aođầm có pH thay đổi từ từ hoặc thay đổi không quá đột ngột Các chỉ số BOD, CODcũng vậy, hàm lượng NH3 và H2S thường không quá giới hạn cho phép nên thời giancủa một chu kì thay nước sẽ kéo dài hơn Điều quan trọng hơn cả là vật nuôi khoẻhơn, tăng trọng nhanh hơn và chi phí thức ăn cho một đơn vị tăng trọng giảm

2.2.3.3 Trồng trọt

Chế phẩm probiotic có tác dụng với nhiều loại cây trông (bao gồm cây lươngthực, cây ăn quả, cây rau màu…) và ở mọi giai đoạn sinh trưởng phát triển khácnhau Tác dụng với cây trồng ta thấy:

- Kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả, và quá trình chin của quả

- Cải thiện hệ vi sinh vật đất, ngăn chặn các mầm bệnh

- Tăng cường khả năng hấp thụ dinh dưỡng của cây trồng

- Kéo dài được thời gian bảo quản, tăng chất lượng các sản phẩm tươi sống,làm cho hoa trái tươi lâu

- Dùng chế phẩm probiotic khi được đưa vào đất có thể tái lập quần thể hệ visinh vật mới có lợi cho cây trồng, đặc biệt là hệ vi sinh vật vùng dễ Cây trồng sẽphát triển tốt ở đất, nơi mà các vi sinh vật có ích chiếm vai trò chủ yếu, giúp cho câytrồng nâng cao được hiệu suất quang hợp và sử dụng phân bón, đặc biệt là phân bónhữu cơ

2.2.3.4 Cơ chế hoạt động của probiotics trong nuôi trồng thủy sản

- Cạnh tranh vị trí gắn kết: một trong những cơ chế ngăn ngừa sự hình thànhcủa tập đoàn vi khuẩn gây bệnh là cạnh tranh vị trí gắn kết trên ruột hay trên hay trên

bề mặt các mô, đây là hàng rào phòng bệnh đầu tiên chống lại vi khuẩn gây bệnh

- Sản xuất các chất ức chế: tạo ra các chất ức chế trong thành ruột của vật chủtạo nên hàng rào bảo vệ chống lại các bệnh cơ hội

- Cạnh tranh nguồn năng lượng: các vi sinh vật probiotics và các vi khuẩn gâybệnh cạnh tranh ion sắt với nhau, siderophore là tác nhân giữ ion sắt chuyên biệt, cótrọng lượng phân tử thấp, có khả năng phân hủy sắt kết tủa và biến nó thành sắt mà

vi sinh vật có thể sử dụng được

- Tăng cường sự hấp thu dinh dưỡng: sử dụng nấm men để nâng cao sự ổn địnhcủa hệ vi sinh vật đường ruột, tăng tỉ lệ sống của ấu trùng do kích thích enzyme tiêuhóa

- Tác dụng lên hệ thống nước xanh: probiotics bổ sung các vi nấm có lợi nhằmlàm tăng tỉ lệ tăng trưởng và sống sót của ấu trùng cá, khởi động quá trình tiêu hóa

và hình thành vi sinh vật

- Probiotics nâng cao đáp ứng miễn dịch: sử dụng các chất kích thích miễn dịch

như bêta-glucan, peptidoglycan… để tăng cường hệ thống phòng vệ đối với vi khuẩngây bệnh.

- Can thiệp vào hệ thống quorum sensing: tạo ra một số chất có khả năng phânhủy quorum sensing làm ức chế khả năng gây bệnh của vi khuẩn

2.2.5 Tình hình sử dụng chế phẩm probiotics ở Việt Nam

- Hiện nay, Việt Nam đang đẩy mạnh việc nghiên cứu để sản xuất probioticsdùng trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản Tuy nhiên sản phẩm tinh chế thì giáthành còn cao nên ở nước ta hiện nay vẫn sử dụng nguồn nguyên liệu chủ yếu là cácloại phụ phẩm của ngành nông nghiệp Do đó, giá thành của probiotic giảm xuốngnhiều và cũng giúp cho vật nuôi tiêu hóa tốt hơn, giảm tỉ lệ bệnh và góp phần cảithiện môi trường

- Từ bã khoai mì mà ngay cả động vật cũng chê, các chuyên gia thuộc ViệnSinh Học Nhiệt Đới đã tạo ra thức ăn kích thích tăng trưởng cho mọi vật nuôi, kể cảthủy sản

- Võ Thị Hạnh với chế phẩm Probiotic Bio I và Bio II gồm hỗn hợp các vi sinhvật sống và enzyme tiêu hóa dùng trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản đã nhậnđược giải thưởng WIPO dành cho nhà khoa học nữ xuất sắc nhất

- Trong nuôi trồng thủy sản, công ty công nghệ hóa sinh Việt Nam đã sản xuấtnhững sản phẩm phục vụ công tác cải thiện chất lượng môi trường nước nuôi tôm, cáđạt hiệu quả như sau:

 BIO - DW - làm sạch nước, nền đáy ao nuôi; ngăn chặn dịch bệnh; tăng sản lượng tôm, cá

 BIO - PROBIOTIC - Thức ăn bổ sung cho tôm, cá

 EMC - Phức hợp vi sinh vật có lợi, vitamin và các enzyme hữu hiệu dùng nuôi tôm, cá

- Probiotics là một thành quả khoa học, một thành quả của công nghệ sinh học

Nó đang được ứng dụng rộng rãi vào đời sống con người bởi ví tính hợp lý và hiệuquả mà nó thể hiện Trên quan điểm về an toàn sinh học, an toàn thiết thực thìprobiotics đang chiếm thế thượng phong so với một số phương cách khác Như vậy,nghiên cứu phát triển và ứng dụng probiotics vào cuộc sống là một công việc cầnđược quan tâm và đầu tư nhiều hơn nữa Có như vậy mới tiếp tục hoàn thiện

probiotics, đem lại hiệu quả cao hơn, chất luợng cuộc sống ngày được cao hơn, antoàn hơn đáp ứng nhu càu ngày càng cao và khắt khe của chúng ta Có thể nói, đây làbản chất tự nhiên trung hòa bản chất tự nhiên, là sự tác động thân hữu của con ngườivào tự nhiên nên đã mở ra một chiến lược phát triển bền vững và an toàn.

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

- Thời gian thực hiện: từ tháng 04 đến tháng 06 năm 2009

- Địa điểm thực hiện: Trung tâm Quốc gia Giống hải sản Nam bộ, Viện Nghiêncứu Nuôi Trồng Thủy sản II

- Địa chỉ: số 167 Thùy Vân, Thành phố Vũng Tàu

3.2 Nội dung thực hiện

- Giữ giống vi khuẩn trong phòng thí nghiệm và bổ sung vào các nghiệm thức

- Tiến hành đo các yếu tố thủy hóa (nhiệt độ, pH, NH3, NO2, COD) ở cả 2 lô thínghiệm (bể ương và môi trường)

- Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng môi trường nước của một số chủng vikhuẩn

- Bể ương ấu trùng: 15 bể composite 0.5 m3

- Hệ thống thoát nước và hệ thống dẫn khí được lắp đặt bằng ống nhựa

- Hệ thống sục khí: van khí, dây khí, đá…

- Hệ thống cấp nước: 2 bể composite 3 và 4 khối, 2 máy bơm nước,

- Nguồn ấu trùng cá chẽm: được cung cấp trực tiếp tại Trung tâm quốc giagiống hải sản Nam bộ

- Nguồn vi khuẩn: được phân lập từ Viện nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản II,bao gồm các chủng sau:

Bảng 3.1: Các chủng vi khuẩn sử dụng trong thí nghiệm

3.3.1.2 Mô tả