Tảo silíc ( bacillariophyceae ) và tảo hai rãnh (dinophyta ) ở ven biển thuộc xã kỳ nam huyện kỳ anh tỉnh hà tĩnh

Cùng với việc điều tra, phân loại, bổ sung những dẫn liệu mới về khu hệ tảo,những nghiên cứu về sinh thái, sinh lý và ứng dụng vi tảo trong nhiều lĩnh vựckhác nhau thủy sản, nông nghiệp,

bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh

bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh

luận văn thạc sĩ sinh học

Cán bộ hớng dẫn khoa học

PGS TS Võ Hành

vinh - năm 2007

Mở đầu

Thực vật nổi (Phytoplankton) là những cơ thể quang tự dỡng có kích thớchiển vi và sống trôi nổi trong tầng nớc Chúng là một trong những sinh vật sản xuấtquan trọng nhất trong các hệ sinh thái nớc Trong thủy vực chúng góp phần khôngnhỏ trong quá trình tuần hoàn vật chất, ngoài ra, còn có tác dụng làm sạch môi tr-ờng nớc do chúng vừa cung cấp ôxi cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động để phân giảicác chất xâm nhập vào thủy vực, đồng thời là sinh vật chỉ thị cho môi trờng sốngbởi sự hiện diện và phát triển của nhiều loài trong chúng, là sự trả lời nhanh chóngvới hiện tợng d thừa chất dinh dỡng

Cùng với việc điều tra, phân loại, bổ sung những dẫn liệu mới về khu hệ tảo,những nghiên cứu về sinh thái, sinh lý và ứng dụng vi tảo trong nhiều lĩnh vựckhác nhau (thủy sản, nông nghiệp, thực phẩm, y học, chống ô nhiễm môi trờng)cũng ngày càng nhiều ứng dụng vi tảo trong thực tiễn có ý nghĩa to lớn đối với đờisống con ngời, nhất là trong giai đoạn hiện nay - khi mà an toàn lơng thực, thựcphẩm, thuốc men để phòng chống bệnh tật, giảm thiểu ô nhiễm môi trờng,… lànhững vấn đề cấp bách của nhân loại

Trong nuôi trồng thủy sản nhiều loài động vật phù du, ấu trùng, động vậtthân mềm ăn lọc, các loài cá bột, cá trởng thành đã sử dụng các loài thực vật nổimột cách trực tiếp hoặc gián tiếp, nó là một nguồn thức ăn quan trọng, cần thiết

Trong môi trờng nớc biển tảo Silíc và tảo Hai Rãnh chiếm u thế Đặc biệt làtảo Silíc thờng chiếm khoảng 60 - 70% về số lợng cũng nh sinh vật lợng, nhất là ởnhững vùng biển ven bờ chúng luôn luôn chiếm u thế tuyệt đối, có nơi tới trên 84%

về số loài và tới 99% về sinh vật lợng Muốn đánh giá tiềm năng của một vùngbiển cần phải hiểu biết đầy đủ về thực vật nổi nói chung và tảo Silíc nói riêng, là cơ

sở cho sức sản xuất sơ cấp [1]

Nh vậy, sự hiểu biết về tảo Silíc và tảo Hai Rãnh là cần thiết cho việc đánhgiá tiềm năng của một hệ sinh thái nớc, để từ đó đề ra đợc những giải pháp hợp lý

để khai thác các nguồn lợi thuỷ vực và phát triển nghề nuôi trồng thuỷ sản

Hiện nay, cha có công trình nào nghiên cứu về tảo Silíc và tảo Hai Rãnh vùng ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh - tỉnh Hà Tĩnh, Đặc biệt ở đây có

Xí nghiệp nuôi tôm thơng phẩm Việt - Anh Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên

cứu đề tài: “tảo silíc (bacillariophyceae) và tảo hai rãnh

(dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh

(tỉnh Hà Tĩnh)”

Mục tiêu của đề tài:

- Xác định thành phần loài và số lợng tảo Silic (Bacillariophyceae) và tảoHai rãnh (Dinophyta) ở ven biển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh)

- Cung cấp các dẫn liệu cơ bản về hai đối tợng trên ở ven biển thuộc xã KỳNam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) làm cơ sở cho việc đánh giá nguồn thức ăn

tự nhiên phục vụ nuôi trồng thuỷ sản ở vùng này

Các vấn đề thuộc nội dung nghiên cứu:

- Xác định một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa của nớc ven biển: nhiệt độ nớc,

độ pH, độ trong, độ mặn, hàm lợng ôxi hòa tan, hàm lợng NH4+ và hàm lợng PO43-

- Xác định thành phần loài và số lợng của tảo Silic (Bacillariophyceae) vàtảo Hai rãnh (Dinophyta)

- Tảo Silíc và tảo Hai rãnh trong mối quan hệ với một số yếu tố môi trờng ởthời điểm nghiên cứu (nhiệt độ nớc, độ pH, độ trong, độ mặn, hàm lợng ôxi hòatan, hàm lợng NH4+ và hàm lợng PO43-)

Đề tài đợc tiến hành từ tháng 11 năm 2006 đến tháng 10 năm 2007 tại vùngbiển thuộc xã Kỳ Nam - huyện Kỳ Anh (tỉnh Hà Tĩnh) và phòng thí nghiệm Bộmôn Thực vật - khoa Sinh học - Trờng Đại học Vinh.

Chơng I Tổng quan tài liệu

1.1 Sơ lợc về tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh ở vùng ven biển trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh trên thế giới

Trên thế giới, tảo đợc biết đến cách đây trên 350 năm trong hệ thống phânloại của Carl Von Linne (1754) [theo 7] Xác định đợc chúng là nhờ sự phát minh

ra kính hiển vi của Robert Hooke (1665) Đến nay nhiều loài đã đợc mô tả về hìnhdạng, thể tích và kích thớc tế bào

Trên thế giới, việc phân loại tảo có nhiều quan điểm với nhiều hệ thống khácnhau

Sớm nhất là hệ thống của Round F.E (1973) chia tảo thành 12 ngành(Cyanophyta, Euglenophyta, Chlorophyta, Charophyta, Prasinophyta, Xanthophyta,Dinophyta, Bacillariophyta, Chrysophyta, Phaeophyta, Rhodophyta, Cryptophyta)

và một lớp riêng Eustigmatophyceae

Các tác giả Liên Xô cũ mà tiêu biểu là Gollerbakh M.M (1977) xếp tảothành 10 ngành dựa vào cấu trúc hình thái và các nhóm chất màu khác nhau Baogồm : Cyanophyta, Pyrrophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Phaeophyta,Rhodophyta, Xanthophyta, Euglenophyta, Chlorophyta và Charophyta

Năm 1978, Bold H C và Wynne M J đa ra hệ thống gồm 9 ngành tảo:Cyanochlorophyta, Chlorophycophyta, Charophyta, Euglenophycophyta,Phaeophycophyta, Chrysophycophyta, Pyrrhophycophyta, Cryptophycophyta vàRhodophycophyta

Lee R E (1980) chia tảo thành 6 ngành dựa vào các cơ quan tử: lục lạp, lớinội chất, roi, điểm mắt, nhân Bao gồm: Cyanophyta, Glaucophyta, Chromophyta,Rhodophyta, Chlorophyta và Charophyta

Còn Roswski J R và Parker B C (1982) lại không phân tảo thành cácngành tảo mà chia chúng thành 16 lớp: Cyanophyceae, Prochlorophyceae,Rhodophyceae, Cryptophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae, Chrysophyceaee,Prymnesiophyceae, Bacillariophyceae, Rhaphydophyceae, Tribophyceae,

Eustigmatophyceaee, Phaeophyceae, Prasinophyceae, Chlorophyceae vàCharophyceae.

Năm 1995 hệ thống của Van Den Hoek và cộng sự chia tảo thành 11 ngành

đã và đang đợc sử dụng nhiều hơn cả do ngoài việc dựa vào các đặc điểm cấu trúchình thái thì ông còn dựa trên một số đặc điểm nh quá trình nguyên phân và phânbào, cấu trúc của tế bào mang roi để phân loại tảo Bao gồm: Cyanophyta,Prochlorophyta, Glaucophyta, Rhodophyta, Heterokontophyta, Haptophyta,Cryptophyta, Dinophyta, Euglenophyta, Chlorarachniophyta và Chlorophyta

Hiện nay, phân loại học nói chung và phân loại vi tảo nói riêng không chỉdừng lại ở mức độ dựa vào dấu hiệu hình thái mà còn áp dụng những thành tựukhoa học kỹ thuật hiện đại (hoá sinh học, sinh học phân tử, công nghệ gen) đểphân biệt các loài (Species) trong cùng một chi (genus) [theo 19]

Còn với việc mô tả đặc điểm của các loài vi tảo, các nhà khoa học còn quantâm đến đặc tính sinh thái học, mối quan hệ giữa sự phát triển của chúng với cácyếu tố môi trờng cũng nh tính chất gây hại, sự nở hoa hay hiện tợng “Thủy triều

đỏ” ở các vùng biển ven bờ Đã có nhiều hội thảo khoa học về hiện tợng này Năm

1979, có hai cuộc hội thảo về sự nở hoa của các loài tảo roi có độc tố ở Miama vàFlorida vào năm 1978 (Taylor và Seliger, 1979) Tiếp sau đó là các cuộc hội thảo

đợc tổ chức tại Canađa (1985); ở Nhật (1977); ở Thụy Điển (1989); ở Mỹ (1991); ởPháp (1993); Sendai, Nhật (1995); ở Tây Ban Nha (1997) Nhiều tài liệu đã dẫnchứng “Thủy triều đỏ” ở các vùng ôn đới (Bắc Mỹ, Châu Âu, Nhật Bản và namChâu úc) đã đe dọa đến ngành khai thác và nuôi trồng ở biển Tổng kết các côngtrình nghiên cứu về “Thủy triều đỏ”, các tác giả đã đa ra danh lục với trên 45 loàithuộc các ngành tảo Hai Roi, tảo Lam, tảo Silíc và tảo Lục ở các vùng biển cậnnhiệt đới, trong đó phần lớn thuộc về tảo Hai Roi (Dinoflagellata). Còn theoCarpenter và Carmichal (1995) có ít nhất 19 loài thuộc 9 chi tảo Lam có thể sinh

độc tố ở vùng nớc lợ và nớc mặn Nhiều nhà khoa học cho rằng “Thủy triều đỏ”

th-ờng xảy ra sau cơn ma lớn (Kutner và Sassi, 1979; Hermes, 1983; Piyakaruchana

và cộng tác viên, 1984; Gonzales, 1989), đặc biệt liên quan đến nguồn dinh dỡng

do phù sa rừng (làm tăng lợng chất mùn theo dòng nớc chảy ra biển) hay do điềukiện khí hậu không bình thờng đã kích thích sự nở hoa của tảo Tuy nhiên mật độbùng nổ của các loài tảo thờng khác nhau Ví dụ nh tảo Protogonyaux đạt 105 tb/ltrong thời gian bùng nổ, tảo Aureococcus đạt 109 tb/l [theo 13]

Cùng với những nghiên cứu điều tra TVN trong các thủy vực, vi tảo còn đợcnuôi trồng để phục vụ trực tiếp cho đời sống con ngời Các nhà khoa học đã lựachọn và nghiên cứu đặc điểm sinh học của hơn 50 loài tảo, trong đó có những loài

đợc sử dụng nhiều trong nuôi trồng thủy sản: Skeletonema costatum, Chaetoceros

sp, C gracilis, C simplex, C ceratosporum, Thalassiosira pseudonema, Chlorella sp, Tetraselmis chui, Nanochloropsis oculata

1.1.2 Tình hình nghiên cứu tảo Silíc và tảo Hai Rãnh ở Việt Nam

ở nớc ta, Maurice Rose là ngời đầu tiên nghiên cứu về TVN ở các vùng biểnViệt Nam Năm 1926, ông đã xác định đợc ở vịnh Nha Trang có 42 loài TVNtrong đó có 20 loài tảo Silíc và 15 loài tảo Dinoflagelles Sau đó, Dawidoff C.(1936), Serene R (1948), yamashita M (1958) [theo 1]

Những nghiên cứu sâu về TVN biển đợc bắt đầu từ 1960, các công trình này

đợc thực hiện một cách liên tục và do các nhà khoa học Việt Nam thực hiện Côngtrình nghiên cứu về tảo Silíc và tảo Hai Roi của Hoàng Quốc Trơng (1962, 1963)

đợc xem là tài liệu định loại đầu tiên do ngời Việt Nam thực hiện [28],[29] Năm

1966 A Shirota đã xuất bản cuốn “Sinh vật phù du ở miền Nam Việt Nam”, trêncơ sở phân tích mẫu đã thu thập từ năm 1963 đến 1965 ở 15 điểm ven biển từThuận An đến Phú Quốc đã xác định đợc 213 loài tảo Silíc Trong danh lục loàithực vật phù du ở vùng biển Thuận Hải - Minh Hải công bố năm 1982 do viện

nghiên cứu biển Nha Trang tổ chức điều tra năm 1977 - 1980 có ghi tên 170 loàitảo Silíc [theo 1].

ở miền Bắc Việt Nam, những công trình nghiên cứu về TVN ở biển đợc tiếnhành muộn hơn so với vùng biển phía Nam Cụ thể là các chơng trình điều tra tổnghợp vịnh Bắc bộ, Việt-Trung và Việt-Nga (từ 1959-1985) Năm 1978, báo cáo

“Thực vật phù du vùng biển ven bờ Quảng Ninh - Hải Phòng” Trơng Ngọc An đãcung cấp một bảng tên loài, trong đó có 156 loài tảo Silíc Trơng Ngọc An (1993)

đã phân loại và mô tả chi tiết 225 loài tảo Silic trong 2 bộ, 7 bộ phụ, 18 họ và 60chi [1]

Tại vùng biển Khánh Hòa - Minh Hải có 400 loài TVN đợc ghi nhận bởiNguyễn Ngọc Lâm và Đoàn Nh Hải, khi khảo sát vùng biển này từ tháng 4/1993 -5/1995, trong đó tảo Silíc chiếm u thế [theo 30] Bên cạnh đó, khi nghiên cứu khu

hệ TVN vùng ven biển Khánh Hòa, tác giả cũng đã ghi nhận 203 loài thuộc 4ngành: tảo Silíc, tảo Hai Roi, tảo Kim và tảo Mắt trong đó có 23 loài có khả nănggây hại cho cá cũng nh sức khỏe con ngời Cũng các tác giả trên, khi nghiên cứu vềsinh thái phát triển tảo gây hại và hiện tợng “Thủy triều đỏ” liên quan đến các yếu

tố môi trờng ở các thủy vực ven bờ biển Khánh Hòa (1997), đã xác định đợc 244loài TVN, trong đó tảo Silíc chiếm u thế (155 loài) và tiếp theo là tảo Hai Roi (82loài) [theo 11]

Dơng Đức Tiến (1982) nghiên cứu về khu hệ tảo các thủy vực nội địa ở ViệtNam đã công bố 1.402 loài và dới loài vi tảo, trong đó có 388 loài tảo Silíc, 30 loàitảo Hai roi Ông là ngời có nhiều đóng góp trong lĩnh vực tảo học ở Việt nam, vớinhiều cuốn sách có ý nghĩa quan trọng đối với việc nghiên cứu tảo ở nớc ta [25],[26],[27]

Năm 1993, trong luận án Phó Tiến sĩ khoa học Sinh học, Tôn Thất Pháp đãcông bố 238 taxon bậc loài và dới loài TVN ở Phá Tam Giang, tỉnh Thừa Thiên -Huế, trong đó có 19 taxon mới đối với Việt Nam Trong khu hệ có loài chỉ xuất

hiện vào mùa ngọt hóa hay mặn hóa của Phá, song cũng có loài xuất hiện quanhnăm (tảo Silíc Lông chim Pennales) [17].

ở vịnh Quy Nhơn, có 185 loài TVN đợc xác định và tảo Silíc chiếm 83,7%

về số loài, Thực vật nổi có mật độ cao trùng vào thời kỳ độ muối của nớc trongvùng tơng đối cao và giảm thấp vào các tháng mùa ma, liên quan đến sự thiếu hụtcủa những loài nớc mặn Mật độ TVN dao động từ 2,7 - 321,82 x 106tb/m3 [theo14]

Vào những năm 2000 - 2004, Viện Hải dơng học Nha Trang đã công bố một

số kết quả mới nhất về khu hệ thực vật phù du vùng ven bờ Nam Trung Bộ (nơicung cấp nớc cho các ao nuôi tôm công nghiệp) Trớc hết là kết quả nghiên cứucủa Nguyễn Thị Mai Anh và Hồ Văn Thệ (2001), các tác giả cho biết TVN ở đầm

Cù Mông và vịnh Xuân Đài khá đa dạng gồm 135 loài Sự phân bố và thành phầncủa chúng có những biến đổi theo mùa Đầm Cù Mông TVN có tính đa dạng thấphơn vịnh Xuân Đài, nhng mật độ tế bào lại cao hơn do có những loài u thế, rõ rệtnhất là vào mùa ma Năm 2002 các tác giả Đoàn Nh Hải, Nguyễn Ngọc Lâm,Nguyễn Thị Mai Anh và Hồ Văn Thệ đã công bố kết quả nghiên cứu về TVN trongthủy vực nớc nông vùng cửa sông Cửa Bé (vịnh Nha Trang) gồm 37 loài tảo HaiRoi và 60 loài tảo Silíc Tiếp đó năm 2004, cũng các tác giả trên đã công bố có 144loài TVN ở đầm Lăng Cô (Huế), tảo Silíc có số lợng loài cao nhất, sau đó là tảoHai Roi [theo 9]

Từ những năm 1980 trở lại đây do yêu cầu của thực tiễn đã có một số nghiêncứu cơ sở thức ăn, chất lợng nguồn nớc cung cấp cho các đầm hay ao nuôi tôm đợctiến hành Sự phân bố thành phần loài TVN trong các ao nuôi tôm còn đợc đề cậptrong công trình nghiên cứu của Đỗ Thị Bích Lộc (2002) khi đánh giá sự ô nhiễm

ao nuôi tôm Sú qua chỉ số TVN (phytoplankton) trong các ao nuôi tôm tại Cần Giờ

(TP HCM), TVN có số loài thấp (14 - 18 loài, tảo Silíc chiếm u thế), trong khi mật

độ tế bào lại khá cao dao động từ 8 x 103 - 7.720 x 109 tế bào/l Các ao nuôi tôm

trên ruộng lúa có mật độ tảo cao hơn (3,2 - 7,7 x 106 tế bào/l, u thế thuộc về cácloài thuộc chi tảo lam Phormidium, Oscillatoria và tảo Silíc Nitzschia, Pleurosigma Trong một số ao nuôi tôm thuộc Cần Giuộc (Long An) tảo phát triển

mạnh, gây ô nhiễm môi trờng với mật độ tế bào dao động 4 436 x 106 - 17.266 x

106 tb/m3 cùng với chỉ số đa dạng loài rất thấp Từ kết quả nghiên cứu của mình,tác giả kết luận rằng thành phần loài TVN trong các ao nuôi tôm thấp, trong khimật độ tế bào lại cao hơn so với kênh rạch (nơi cấp nớc cho ao) Sự phát triển quámạnh của một số loài đã lấn át sự phát triển của các loài khác, vì thế độ đa dạngloài của TVN trong ao nuôi tôm thấp hơn so với vực nớc tự nhiên [theo 12]

Bên cạnh công bố kết quả về thành phần loài, số lợng tế bào TVN, các báocáo còn đề cập đến mối quan hệ giữa mật độ tế bào với một số yếu tố môi trờng.Theo Nguyễn Trọng Nho (2002), nhiệt độ thích hợp cho vi tảo phát triển trongkhoảng 25 - 300C, nhiệt độ cao hơn 350C hay thấp hơn 160C vi tảo phát triền rấtkém Khả năng chịu đựng sự thay đổi của vi tảo biển rất lớn, song trong những ao

có độ mặn thấp thờng gặp nhiều tảo Lục và tảo Mắt, còn các ao có độ mặn cao hơn(25 - 300/00) lại thờng gặp tảo Silíc [theo 15]

Tại Việt Nam các công trình nghiên cứu nuôi vi tảo làm thức ăn cho độngvật hay cho mục đích khác đợc tiến hành gần đây cùng với sự phát triển của nghềcá, đặc biệt là nghề nuôi cá biển Nhằm mục đích cung cấp thức ăn tơi sống cóchất lợng cao cho giai đoạn giống của các đối tợng NTTS: tôm sú, tôm Bạc, Bào

Ng, Trai ngọc, cá Ngựa, ốc Hơng

Bắt đầu từ 1974, Trờng Đại học Thủy Sản đã nghiên cứu đặc điểm sinh tháihọc, môi trờng dinh dỡng và nuôi sinh khối ngoài trời một số loài tảo Silíc

Chaetoceros sp, Skeletonema costatum, Naviculla sp, tảo Lục Chlorella sp làm

thức ăn cho giai đoạn ấu trùng của các đối tợng NTTS [13]

Một báo cáo của Nguyễn Thị Xuân Thu và cộng sự (2004) đã đa ra kỹ thuậtphân lập, lu giữ giống tảo thuần chủng Ngoài ra báo cáo còn đa ra các môi trờng