Chương 1 - Những vấn đề cơ bản trong nghiên cứu nuôi trồng rong biển

Chương 1 - Những vấn đề cơ bản trong nghiên cứu nuôi trồng rong biển.

Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN TRONG

NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG RONG BIỂN

1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CHỦ YẾU CỦA RONG BIỂN.

2 MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC YẾU TỐ: RONG BIỂN, MÔI

TRƯỜNG VÀ KỸ THUẬT.

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA

CÁC ĐỐI TƯỢNG RONG BIỂN NUÔI TRỒNG.

4 CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN KỸ THUẬT TRỒNG LỚN

RONG BIỂN.

Các đối tượng rong biển được nuôi trồng trên thế giới

Ngành Thực phẩm cho con

người

Keo công nghiệp

Chlorophyta Rong tiểu cầu chlorella,

rong giấy Ulva, Enteromorpha,

Monotroma, R Cây đại Codium, Caulerpa …

Phaeophyta Laminaria, Undaria Laminaria, Undaria,

Sargassum, Ecklonia → cho keo Algilnate

Rhodophyta Eucheuma

Kappaphycus, Gelidium,Gracilaria, Hypnea, Porphyra

Nước uống

Thuốc chống lão hóa

Codiu

m

Enteromorpha compressa

Enteromorpha intertinalis

Enteromorpha compressa

Codium

Caulerpa racemosa

C taxifolia

Rong nho

C letilifera

Ecklonia

Laminaria

Sơ chế Undaria

Chăm sóc Undaria

Undaria

Sargassum

Ecklonia radiata

Keo Algil

Sản phẩm từ

rong nâu

Figure 1 Seaweed farmers tending a Kappaphycus line culture in the Philippines Kappaphycus and other Gigartinales species are grown commercially for the extraction

of carrageenan, a gel used in many food products

Image copyright © 2000, D F Kapraun.

Kappaphycus

Gracilaria asiatica

Gracilaria verucosa Gracilaria salicornia

Hypnea cervicornis

Porphyra

Rong biển được nuôi trồng ở Việt nam :

Tên Việt Nam Tên Khoa học Vùng nuôi trồng

Rong câu chỉ vàng Gracilaria asiatica Hải Phòng

Rong câu thô G blodgetti Hải Phòng

Rong câu mảnh G tenuistipitata Thừa thiên - Huế

Rong câu G heterocladata Bình Định – kiên

Giang

alvarezii

Đà nẵng – Kiên Giang

Nguyên tắc lựa chọn đối tượng rong biển nuôi trồng

-Rong có chất lượng sản phẩm tốt, thể hiện ở chỗ, nếu làm thực phẩm thì giàu dinh dưỡng, nếu chiết keo thì có sức đông lớn.

- Rong có sản lượng cao, nghĩa là sinh lượng lớn,

cơ thể lớn, sinh trưởng nhanh, thích ứng với môi trường nhanh, lai tạo dễ, chóng trở thành giống ổn định.

- Sản xuất tiêu thụ dễ

1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CHỦ YẾU CỦA

1.1 Đặc điểm sinh học của giống trong

nuôi trồng rong biển.

1.1.1 Giống trong nuôi trồng rong biển

 Khái niệm:

Giống rong biển là khâu đầu tiên , cơ bản trong dây chuyền nuôi trồng rong biển; là sản phẩm sinh sản của rong biển và được tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động sinh trưởng, phát triển hình thành nên sản phẩm rong thu hoạch

Giống trong nuôi trồng rong biển là sản phẩm sinh sản của rong biển (seed), cần được phân biệt với thuật ngữ giống (genus) trong phân loại học

Nguồn giống (1)

Dựa vào mức độ tác động của con người

trong quá trình hình thành giống rong biển, người ta phân giống rong biển thành hai loại:

• Giống thiên nhiên

• Giống nhân tạo (giống nhân công)

Giống thiên nhiên

Giống thu hoạch được do qua trình hình thành trong điều kiện tự nhiên không qua tác động của con người

Con người

Môi trường

Rong giống

Giống nhân công

Giống do sản xuất hoặc lai tạo mà hình thành.

Con người Môi trường

Rong giống

Nguồn giống (2)

Dựa vào hình thức sinh sản của rong biển hình thành giống mà người ta phân thành giống bào tử và giống cây mầm:

• Giống bào tử

• Giống cây mầm

Giống bào tử

Do quá trình sinh sản hữu tính hoặc vô tính hình thành.

Giống cây mầm

Do quá trình sinh sản dinh dưỡng tạo các nhánh mới hay mầm mới mà hình thành.

Các hình thức sinh sản và sản phẩm sinh sản dùng làm giống của rong biển (1)

Hình thức sinh sản dinh dưỡng:

 có thể diễn ra ở rong đơn bào hoặc rong đa bào;

 rong thường không phân tính đực cái;

 sinh sản theo kiểu phân chia tế bào, đứt đoạn hoặc đâm chồi hình thành nên các tế bào mới, tập đoàn nhỏ, mầm sinh sản hay nhánh sinh sản

chlorella

Các hình thức sinh sản và sản phẩm sinh sản dùng làm giống của rong biển (2)

Hình thức sinh sản vô tính:

 Thường diễn ra ở các loại rong đa bào, tuy không phân tính đực cái nhưng có cơ quan chuyên hóa về chức phận sinh sản gọi là túi bào tử

 Sản phẩm sinh sản có thể là bào tử động (có tiêm mao, vận động được như ở rong xanh, rong nâu) hoặc bào tử bất động (bào tử đơn, bào tử bốn);

 chúng có thể được hình thành theo kiểu tự giao, đơn tính hay tạo giao tử giả

 <>

Các hình thức sinh sản và sản phẩm sinh sản dùng làm giống của rong biển (3)

Hình thức sinh sản hữu tính:

 Chỉ xuất hiện ở rong đa bào phân tính đực cái riêng biệt, có cơ quan sinh sản chuyên hóa là túi giao tử hay túi bào tử quả

 Sản phẩm sinh sản có thể là giao tử hoặc bào tử quả hình thành theo kiểu đẳng giao, dị giao,

Hữu tính

Vô tính Dinh dưỡng

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của

Sự phát tán

Mùa sinh sản

Con nước phát tán:

- Trong ngày triều cường, nước rút xuống ở mức thấp nhất

- Thời gian cơ quan sinh sản của rong biển

lộ ra ngoài không khí dài và số lượng rong biển được kích thích khô tăng lên…

- Khi nước lên cao xuống mạnh càng làm

tăng nhân tố chấn động nên bào tử phóng ra

ngoài càng nhiều

Qui luật này đúng với rong phân bố ở

vùng triều.

-

Giờ phát tán:

Vào ngày con nước cường, giờ phát tán

trùng với giờ cao điểm của tổng hợp các yếu tố: Nhiệt độ, độ mặn, chấn động.

 Ứng dụng: Căn cứ vào mùa vụ sinh sản

và qui luật phát tán của từng loài mà người ta

đã dự báo lấy giống (vớt giống tự nhiên, kích thích cho phóng bào tử (Ứng dụng: dự báo lấy giống theo phương pháp thích hợp

vớt giống tự nhiên hay kích thích cho phóng bào tử)

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của

giống bào tử (2)

 Sự di động:

 Sau khi phát tán khỏi cơ thể mẹ, bào tử di động một thời gian trước khi bám vào vật bám

 Các loại bào tử khác nhau có sự di động khác nhau

 Bào tử động di động chủ động nhờ tiên mao.

 Bào tử bất động di động bị động nhờ tác động vận chuyển của nước hoặc khả năng biến hình

 Thời gian di động của bào tử phụ thuộc yếu tố ngoại cảnh, đặc biệt là nhiệt độ

Ngoài ra, thời gian di động của bào tử còn phụ thuộc vào

sự chín muồi của chúng, thời gian di động của bào tử được phóng thích nhân tạo thường ngắn hơn so với bào tử được phóng thích tự nhiên

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của

giống bào tử (3)

 Ứng dụng: Có thể xác định được thời điểm thả vật bám (chính là lúc bào tử ngừng di động) để giúp bào tử bám được nhiều và tránh bào tử rong tạp, sinh vật có hại tranh chiếm địa bàn

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của

giống bào tử (4)

Sau khi di động, bào tử cố định vào vật bám

để phân cắt, phát triển Các loại bào tử khác nhau có phương thức bám và hướng bám khác nhau.

Phương thức bám

Vật bám

Bào tử động Bào tử bất động

Hướng bám

Bào tử động: Lúc đầu bào tử và vật bám tạo góc 45o, sau đó là góc 90o

Bào tử bất động: có 2 kiểu hướng bám

Loại hướng bám 90o: Trục bám thẳng góc với mặt bám gọi là trục phân cắt, bào tử gọi là bào tử bám

có cực Quá trình phân cắt hình thành khối đa bào cân đối Cơ thể hình thành dạng đơn nhánh

Loại hướng bám khác 90o: Bào tử được gọi là bào bám không cực Quá trình phân cắt hình thành khối đa bào không cân đối Cơ thể hình thành có dạng không phân nhánh

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của

giống bào tử (5)

Để phân biệt bào tử đã bám và chưa bám

có thể dựa vào những đặc điểm:

Bào tử chưa bám: có dạng hình cầu, kích thước

bé, chuyển động khi lay động và có tiên mao (với bào tử động)

Bào tử đã bám: có dạng hình đĩa dẹp, kích thước lớn, không chuyển động khi lay động và không có tiên mao (với bào tử động)

– Ứng dụng: Có thể dựa vào đặc điểm này để xác định thời điểm thu giống phù hợp

1.1.3 Quá trình phân cắt và sự phát sinh của rong biển (1).

Hình thành khối đa bào:

 Với cả bào tử có cực lẫn không cực, lần phân cắt đầu tiên là phân cắt dọc (từ trên xuống) cho ra 2 tế bào.

 Lần phân cắt thứ 2 phụ thuộc từng loài mà

có thể là phân cắt dọc hoặc ngang, hình thành nên 4 tế bào.

 Những lần phân cắt tiếp theo không theo một qui tắc nhất định để hình thành khối đa bào

cân đối đối với loại bào tử có cực hoặc không cân đối đối với loại bào tử không cực.

1.1.3 Quá trình phân cắt và sự

phát sinh của rong biển (2).

Sự phát triển giai đoạn:

– Từ khối đa bào trở đi, các giai đoạn khác nhau của cơ thể tiếp tục phát triển gọi là “phát triển giai đoạn”

– Do khối lượng tế bào và sự hình thành khối đa bào khác nhau nên sự phát sinh cũng khác nhau, điều này làm cho hình thái cấu tạo của cơ thể trưởng thành cũng khác nhau Nếu cơ thể trưởng thành có cơ quan bám hình đĩa thì dạng bám của khối đa bào chính là cơ quan bám của

cơ thể trưởng thành (Đây là dạng phát sinh thấy trong

các giống Gracilaria, Hypnea,…)

Nếu cơ thể trưởng thành có cơ quan bám là rễ giả thì khi phát sinh, một số tế bào kéo dài, hợp lại thành các

rễ giả phân nhánh (Đây là dạng phát sinh thấy ở

Gelidium, Asparogopsis,…).

Hypnea

Sự phát triển giai đoạn

Sau khi hình thành cơ quan bám, ở trung

tâm khối đa bào xuất hiện tế bào phân sinh

(tế bào mầm) Tế bào mầm phát triển thành

mầm, cây mầm và cây trưởng thành

Đối với rong biển bậc cao: có 2 dạng hình thái ứng với hai dạng cấu tạo khác nhau do kết quả của 2 hình thức phân cắt khác nhau Đó là:

– Dạng phân nhánh có cấu tạo đa trụ; và

– Dạng đơn nhánh có cấu tạo đơn trụ.

Dạng đơn trụ

Tế bào mầm phân cắt lần 1 là phân cắt chéo, mặt phân cắt vát 45o so với trục

đỉnh, cho ra hai tế bào.

– Tế bào trên phân cắt lần 2, lần 3 là phân cắt dọc cho ra 4 tế bào, sau phát triển thành 4 hàng tế bào vây trụ.

– Tế bào dưới chỉ phân cắt ngang, hình thành một hàng tế bào trung trụ.

Dạng đa trụ

Phân cắt lần 1 cũng diễn ra như dạng đơn trụ cho ra 2 tế bào, trên và dưới.

Trong lần phân cắt thứ 2, thứ 3 thì cả tế

bào trên và tế bào dưới đều phân cắt dọc

– Tế bào trên hình thành những tế bào vây trụ,

tế bào vây trụ phân cắt dọc, ngang để hình

thành những những tế bào nội ngoại bì

– Tế bào dưới hình thành những hàng tế bào trung trụ.

Sự phát triển giai đoạn

Đối với rong hình bản, hình lá

Sau khi hình thành khối đa bào và cơ quan bám, tất cả các tế bào trong khối đa bào dạng đĩa đều phân cắt không quy tắc ra nhiều hướng khác nhau hình thành dạng hình bản, hình lá, hình ống,…

Phát sinh theo dạng này, dạng đĩa của khối

đa bào không hình thành tế bào mầm.

Padina

Đối với rong hình sợi

Là dạng rong có tế bào mầm nhưng tế

bào này chỉ phân cắt ngang Do đó, các tế bào con chỉ phát triển theo một hướng

nhất định, kéo thành sợi

Sợi thực chất do một hàng tế bào tạo nên Chỗ phân nhánh trên sợi là do một tế bào phát triển mạnh hơn tế bào khác rồi phân cắt mà thành.

Rong tóc

1.2 Đặc điểm phân chia giai

đoạn phát triển của rong biển.

1.2.1 Sự phân chia giai đoạn phát triển của rong biển trong sinh học.

1.2.2 Sự phân chia giai đoạn phát triển của rong biển trong sản xuất

1.2.1 Sự phân chia giai đoạn phát triển

của rong biển trong sinh học.

Toàn bộ chu kỳ sinh sản của một loài rong, về

mặt sinh học , được chia làm 5 giai đoạn : phát sinh, sinh trưởng, tích lũy, sinh sản và tàn lụi

Phát sinh

Bào tử Rong giống Thu hoạch/ chọn cho ss

Biểu đồ phát triển rong biển về khối lượng

Phát sinh

Quá trình hình thành khối đa bào dạng đĩa, rồi tiến tới cây mầm hoàn chỉnh từ sản phẩm sinh sản đơn bào của rong mà mắt thường không nhìn thấy được.

Giai đoạn này có thể kéo dài 2 – 4 tháng hoặc hơn tùy loài với sự tăng nhanh về số lượng tế bào

Có sự hình thành nhánh cấp 1 (đôi khi có cả nhánh cấp 2, cấp 3) với kích thước có thể đạt đến

Rong tích lũy vật chất chuẩn bị cho sinh sản

Sinh sản

Đầu tiên là sự xuất hiện các cơ quan sinh sản

với sản phẩm là tế bào sinh sản được hình thành từ tế bào dinh dưỡng đã tích lũy đạt đến cực đại.

Sau đó, kích thước, khối lượng rong và số lượng tế bào của cơ thể giảm dần theo hoạt động sinh sản, khi sản phẩm sinh sản được phóng ra

Màu sắc rong nhạt dần, rong chuẩn bị bước sang giai đoạn tàn lụi

Tàn lụi

Giai đoạn có thể diễn ra trong suốt vòng đời của rong Rong thường tàn lụi đồng loạt sau sinh sản theo quy luật tự nhiên.

Lúc này, dị hóa tăng nhanh làm cho tế bào rong mất chất, tự phân hủy nhiều; số lượng tế bào giảm mạnh

Sắc tố rong bị phân hủy , rong mất màu không thể đồng hóa và rữa nát dần, thường bắt đầu từ đỉnh các nhánh rồi lan dần ra khắp cơ thể.

1.2.1 Sự phân chia giai đoạn phát triển

của rong biển trong sinh học (2)

Tỷ lệ sống của rong ở giai đoạn phát sinh

rất thấp Trong tự nhiên, tỷ lệ nảy mầm

thường chỉ đạt 2 – 5%.

Nắm vững các giai đoạn phát triển của một loài rong biển nào

đó về mặt sinh học giúp chúng ta chủ động đề ra kế hoạch sản xuất phù hợp Cần lưu ý những đặc điểm đặc trưng cho từng giai đoạn như sau:

Giai đoạn sinh trưởng 1 trùng với giai đoạn ươm

giống, giai đoạn sinh trưởng 2 trùng với giai đoạn trồng thương phẩm trong sản xuất rong biển Dựa vào giai đoạn tích lũy mà người nuôi

có thể đề ra kế hoạch và tiến hành lựa chọn giống cho vụ sau

Giai đoạn sinh sản thể hiện rõ trong mùa vụ sinh sản Chọn cây bố mẹ và sản xuất giống bào tử, giống cây mầm được tiến hành trong giai đoạn này

Tàn lụi, về nguyên tắc, là giai đoạn không được để xuất hiện trong sản xuất Người nuôi cần có kế hoạch thu sản phẩm trước khi tàn lụi xảy ra và tránh hiện tượng tàn lụi sớm Tàn lụi sớm là hiện tượng tàn lụi xảy ra khi rong chưa đạt đến giai đoạn này Đây là hiện tượng thường xuất hiện ở nơi có mật độ nuôi trồng cao, các yếu tố môi trường không phù hợp chứ không phải do di truyền Khi tàn lụi sớm xảy ra, có thể sử dụng các biện pháp: cách ly, cắt ngọn, bón phân,… hay thu hoạch nhằm hạn chế tổn thất như là biện pháp cuối cùng

1.2.2 Sự phân chia giai đoạn phát triển

của rong biển trong sản xuất.

Sự phân chia các giai đoạn phát triển trong chu kỳ sống của rong tuy chưa được nghiên cứu nhiều về một ranh giới rõ ràng giữa các giai đoạn, song phần nào nó cũng phản ánh được những nét cơ bản và

sự liên quan giữa các giai đoạn

Giai đoạn cây mầm.

Giai đoạn cây giống.

Giai đoạn cây trưởng thành.

Giai đoạn cây mầm.

Là giai đoạn phát sinh từ bào tử, phân cắt phát triển thành mầm rồi cây mầm, là khâu đầu tiên trong chu trình sản xuất Tỷ lệ thành mầm của bào tử rất thấp nhưng khi đã thành mầm chúng

sẽ nhanh chóng tăng trưởng để chuyển sang giai đoạn cây giống.

Thời gian của giai đoạn này phụ thuộc thời kỳ phát sinh của mỗi loài rong biển Phần lớn các loài rong có mầm phát sinh từ bào tử có kích thước bé hơn cây mầm phát sinh từ sinh sản dinh dưỡng Thời gian phát sinh của mầm cũng dài hơn.

– Ví dụ: cây mầm của rong câu chỉ vàng G asiatica

kích thước 1cm phát sinh từ bào tử mất 40 – 45 ngày , từ mầm dinh dưỡng mất 18 – 20 ngày

Giai đoạn cây giống.

Là thời kỳ tiếp theo của giai đoạn cây mầm, ứng với giai đoạn sinh trưởng 1

Kích thước của cơ thể ở giai đoạn này thường căn cứ vào thời gian sinh trưởng, được gọi là các đơn vị thời gian sinh trưởng: ngày tuổi, tháng tuổi Kích thước lớn bé cũng

phụ thuộc vào kích thước cây rong ở giai đoạn trưởng thành

– Ví dụ: cây giống phát sinh từ bào tử của Laminaria japonica, kích

thước 10 – 20cm có thời gian sinh trưởng từ 2 – 2,5 tháng tuổi ; còn của Gracilaria asiatica, kích thước 5 – 10cm là từ 3 – 3,5 tháng tuổi

Ở giai đoạn này tuy rong có phân nhánh nhưng phần lớn

chưa xuất hiện nhánh cấp 2, cấp 3

Về chức năng sinh lý, rong ở giai đoạn này có khả năng

thích ứng cao với điều kiện môi trường Nếu ra giống đúng lúc, mật độ thích hợp, kỹ thuật chăm bón tốt, giống sẽ phát triển nhanh chóng sang giai đoạn cây trưởng thành.