Đánh giá ảnh hưởng của hợp chất ly trích từ cây neem đến chất lượng nước ao nuôi thủy sản

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊNTHAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015 - 2016 TÊN ĐỀ TÀI ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA HỢP CHẤT LY TRÍCH TỪ LÁ CÂY NEEM ĐẾN CHẤT L

KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NUÔI THỦY SẢN

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Bình Dương, tháng 3 năm 2016TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘTKHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊNTHAM GIA

CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015 - 2016

TÊN ĐỀ TÀI

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA HỢP CHẤT

LY TRÍCH TỪ LÁ CÂY NEEM ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NUÔI THỦY SẢN

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Sinh viên thực hiện: LÝ THẾ HÙNG Nam

Dân tộc:

Lớp: D12MT01 Khoa: Tài nguyên Môi Trường

Năm thứ: Tư Số năm đào tạo: 4 năm

Ngành học: Khoa học Môi trường

Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ KHÁNH TUYỀN

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của hợp chất ly trích từ lá cây neem đến chất

lượng nước ao nuôi thủy sản”

- Nhóm sinh viên thực hiện:

1 Lý Thế Hùng 1220510062 D12MT01 Tài nguyên Môi Trường

2 Hồ Thị Thu Anh 1220510196 D12MT01 Tài nguyên Môi Trường

3 Nguyễn Xuân Anh 1220510197 D12MT01 Tài nguyên Môi Trường

- Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ KHÁNH TUYỀN

có rất ít các nghiên cứu Do đó, việc thực hiện nghiên cứu này sẽ góp phần đưa ra đánhgiá về khả năng ảnh hưởng của việc sử dụng hoạt chất đến chất lượng nước ao nuôi, gópphần khẳng định hiệu quả của phương pháp này trong nuôi trồng thủy sản

4 Kết quả nghiên cứu:

- Việc sử dụng hoạt chất ly trích từ neem có khả năng ảnh hưởng đến chất lượngnước ao nuôi

- Ở nồng độ 90 mg/L, hoạt chất ly trích từ neem có tác động tích cực đến chấtlượng nước ao, giúp làm giảm nồng độ các thông số: COD, N-NO3-, P-PO43-, SD, SS

– 5,85

+ Độ sâu đĩa Secchi trung bình các lần trước và sau sử dụng hoạt chất chiết xuất từneem giảm từ 0,39 m xuống 0,28 m (28%)

+ Hàm lượng SS giảm 23%

+ Hàm lượng COD giảm từ 34,21 mg/L xuống 30,1 mg/L (12%)

+ Hàm lượng P-PO43- giảm từ 0,56 mg/L xuống 0,4 mg/L ở lần lấy mẫu thứ 4 (sau

sử dụng hoạt chất chiết xuất từ neem)

+ Hàm lượng N-NO3- giảm từ 2,04 mg/L xuống 1,03 mg/L (49,5%)

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội,giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng

và khả năng áp dụng của đề tài:

6.Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ

tên tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở

đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):

Ngày tháng năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)

thực hiện đề tài:

Ngày tháng năm

Xác nhận của lãnh đạo khoa

(ký, họ và tên)

Xác nhận của UVPB 1

(ký, họ và tên)

Người hướng dẫn

(ký, họ và tên)

Xác nhận của UVPB 2

(ký, họ và tên)

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Lý Thế Hùng

Sinh ngày: 25 tháng 8 năm 1994

Nơi sinh: Sông Bé

Lớp: D12MT01 Khóa: 2012- 2016

Khoa: Tài Nguyên Môi Trường

Địa chỉ liên hệ: Lớp D12MT01, Khoa Tài Nguyên Môi Trường, ĐH Thủ Dầu Một

Điện thoại: 0974514750

Email: lythehung2508@gmail.com

II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP

* Năm thứ 1:

Ngành học: Khoa Học Môi Trường Khoa: Tài Nguyên Môi Trường

Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá

* Năm thứ 2:

Ngành học: Khoa Học Môi Trường Khoa: Tài Nguyên Môi Trường

Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá

* Năm thứ 3:

Ngành học: Khoa Học Môi Trường Khoa: Tài Nguyên Môi Trường

Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá

* Năm thứ 4:

Ngành học: Khoa Học Môi Trường Khoa: Tài Nguyên Môi Trường

Kết quả xếp loại học tập: Trung Bình Khá

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC HÌNH iv

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài: 1

2 Mục tiêu đề tài: 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

4.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4.2 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa đề tài 3

5.1 Ý nghĩa khoa học 3

5.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu về cây neem 4

1.1.1 Giới thiệu sơ lược về cây neem 4

1.1.2 Sự phân bố của cây neem 4

1.1.3 Các chất có hoạt tính sinh học từ cây neem 5

1.2 Ứng dụng của cây neem 12

1.2.1 Nông nghiệp 12

1.2.2 Lâm nghiệp 13

1.2.3 Y học 13

1.2.4 Ứng dụng của dịch chiết từ cây Neem trong nuôi trồng thủy sản 14

1.3 Hiện trạng chất lượng nước ao nuôi cá tra 15

1.3.1 Hiện trạng nuôi cá tra 15

1.3.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường trong nuôi cá tra 15

1.4 Các thông số chất lượng nước ao nuôi thủy sản 16

1.4.1 Nhiệt độ 17

1.4.2 pH 17

1.4.3 Chất rắn lơ lửng 17

1.4.4 Độ dẫn điện 17

1.4.5 Độ trong 18

1.4.6 Nhu cầu oxy hóa học 18

1.4.7 Các chất dinh dưỡng ( NO3-, PO43-) 18

1.5 Giải pháp để hạn chế tác động của nghề nuôi đến môi trường 18

1.5.1 Giải pháp quy hoạch 18

1.5.2 Giải pháp về khoa học kỹ thuật 18

1.6 Tổng quan nghiên cứu trong và ngoài nước 21

1.6.1 Nghiên cứu chiết xuất, ứng dụng dịch chiết, hoạt chất ly trích từ neem 21

1.6.2 Đánh giá nguy cơ ảnh hưởng của hợp chất ly trích từ lá cây Neem đến chất lượng nước và hệ sinh thái ao nuôi 22

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.1.1 Đối tượng 24

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 24

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp điều tra, khảo sát và thu thập dữ liệu 24

2.2.2 Phương pháp … 24

2.2.3 Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm 25

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Đánh giá sự ảnh hưởng của hoạt chất Neem đến chất lượng nước ao nuôi cá tra 27

3.1.1 Các thông số hóa lý 27

3.1.2 Các thông số hóa học 31

3.2 Xử lý thống kê 36

3.2.1 Kiểm định t-test 36

3.2.2 ANOVA 37

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

4.1 Kết luận 40

4.2 Kiến nghị 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

Trong nước 43

Ngoài nước 43

PHỤ LỤC 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Các hợp chất nhóm phenolic diterpenoid 5

Hình 1.2 Nhóm azadirachtin 9

Hình 1.3 Diễn biến diện tích và sản lượng cá tra ở vùng ĐBSCL giai đoạn 1997-7T/2008 và quy hoạch đến năm 2020 15

Hình 1.4 Mô hình sử dụng nước thải từ nuôi cá để nuôi tảo tại đại học Clemson 19

Hình 1.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xử lý nước thải từ ao nuôi cá tra 20

Hình 1.6 Khả năng loại bỏ sắt và amoni của hoạt chất chiết xuất từ neem 23

Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu 25

Hình 3.1 Biến động pH tại ao nuôi qua các đợt mẫu 28

Hình 3.2 Biến động SD tại ao nuôi qua các đợt mẫu 29

Hình 3.3 Biến động SS tại ao nuôi qua các đợt mẫu 31

Hình 3.4 Biến động COD tại ao nuôi qua các đợt mẫu 32

Hình 3.5 Biến động N-NO3- tại ao nuôi qua các đợt mẫu 34

Hình 3.6 Biến động P-PO43- tại ao nuôi qua các đợt mẫu 36

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các hợp chất phenolic diterpenoid trong Neem 6

Bảng 1.2 Phân loại các triterpenoid ở cây neem 8

Bảng 1.3 Azadirachtin và các đồng phân 10

Bảng 1.4 Ước lượng chất thải phát sinh từ 1ha nuôi cá tra 16

Bảng 2.1 Các phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước 26

Bảng 3.1 Kết quả pH tại 8 lần lấy mẫu 27

Bảng 3.2 Kết quả SD tại 8 lần lấy mẫu 29

Bảng 3.3 Kết quả SS tại 8 lần lấy mẫu 30

Bảng 3.4 Kết quả COD tại 8 lần lấy mẫu 32

Bảng 3.5 Kết quả N-NO3- tại 8 lần lấy mẫu 33

Bảng 3.6 Kết quả P-PO43- tại 8 lần lấy mẫu 35

Bảng 3.7 Kết quả kiểm định t-test của các thông số pH, COD, N-NO3-, P-PO43- 36

Bảng 3.8 Kết quả phân tích phương sai 2 nhân tố không lặp của các thông số pH, COD, N-NO3-, P-PO43- theo mặt cắt và các lần lấy mẫu 37

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Cá tra là một trong những mặt hàng thủy sản chủ lực, sản phẩm có lợi thế xuất khẩu của Việt Nam Theo Tổng cục Thủy sản, chỉ trong 10 năm lại đây, diện tích nuôi cá tra cả nước đã tăng 5 lần (đạt 6.000 ha), sản lượng tăng 36 lần (đạt 1,35 triệu tấn), giá trị xuất khẩu tăng gần 45 lần (từ 40 triệu USD năm 2000 lên trên 1,8

tỷ USD năm 2011 và năm 2012 là 1,74 tỷ USD), chiếm 34,4% tổng giá trị xuất khẩu ngành thủy sản và đóng góp khoảng 2,2% GDP của cả nước

Tuy nhiên, việc phát triển diện tích ao nuôi đã gây nên một áp lực khá lớn cho môi trường Các nghiên cứu của Boyd, 1985, Gross và cộng sự, 1998 cho thấy

cá da trơn chỉ hấp thu được 27 – 30% nitrogen, 16 – 30% photpho và khoảng 25% chất hữu cơ đưa vào từ thức ăn, phần còn lại được giữ lại trong môi trường nước Lượng thức ăn dư thừa này làm gia tăng ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước ao nuôi cũng như khả năng sinh trưởng, phát triển bình thường của các loài thủy sinh, đặc biệt là khả năng nhiễm bệnh của cá

Cây Neem có tên khoa học là Azadirachta Indica A.Juss, là loài thực vật thường xanh thuộc chi Azadirachta, phân bố ở châu Á, châu Phi và các vùng có khí hậu nhiệt đới Ở Việt Nam, cây Neem thường được gọi là neem để phân biệt với xoan ta và thường được trồng phổ biến ở các vùng ven biển miền Trung, đặc biệt nhiều nhất ở huyện Ninh Phước, tỉnh Ninh Thuận

Neem có rất nhiều công dụng trong nông nghiệp, công nghiệp và cả y tế nhờ vào các hoạt chất được chiết xuất từ các bộ phận của cây Hiện nay, người ta đã tách chiết được trên 200 hoạt chất từ các bộ phận của neem Những hoạt chất sinh học này có khả năng diệt và ức chế sự kháng thuốc của nhiều loại sâu hại, có hiệu quả chống lại một loạt các dịch bệnh ở động vật bao gồm vi khuẩn, đơn bào, ký sinh trùng và các điều kiện khác như nhiễm trùng tuyến trùng tiêu hóa và côn trùng

Đồng thời, những hoạt chất này có khả năng tự phân hủy sinh học rất tốt, không có tác dung phụ, không gây độc cho người cũng như động vật và thân thiện với môi trường Do đó, trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã có rất nhiều những nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm dịch được trích ly từ các thành phần của cây

Neem vào nhiều mục đích khác nhau như: sản xuất thuốc trừ sâu, hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc diệt côn trùng, làm phân bón… và đặc biệt, các hợp chất ly trích từ cây neem được ứng dụng rất phố biển trong trị bệnh cho một số loài thủy sản như tôm, cá… Tuy nhiên, ngoài khả năng tác động đến các loài gây hại, các hoạt chất này cũng có nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng nước ao nuôi, tiêu diệt các loài sinh vật không gây hại, làm giảm tính đa dạng sinh học của hệ sinh thái Cho đến nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, vẫn chưa có nhiều đề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của những hợp chất ly trích này tới mặt sinh thái cũng như chất lượng môi trường nước

Do đó, đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của hợp chất ly trích từ lá cây Neem

đến chất lượng nước ao nuôi thủy sản” là cần thiết nhằm cung cấp thêm cơ sở khoa

học để kiểm chứng cho tính thân thiện với môi trường của các sản phẩm chiết xuất

từ cây Neem

2 Mục tiêu đề tài:

Nhằm xác định sự biến động của các thông số chất lượng nước trước và sau khi sử dụng hợp chất ly trích từ lá cây neem Từ đó, đánh giá ảnh hưởng của các

hợp chất này tới môi trường nước trong ao nuôi cá tra (Pangasius hypophthalmus)

3 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát lựa chọn vị trí lấy mẫu

- Tiến hành lấy mẫu, phân tích các thông số chất lượng nước

- Thực hiện ANOVA trên phần mềm Microsoft Excel

- Đánh giá sự biến động của các thông số chất lượng môi trường nước trước

và sau khi sử dụng hợp chất ly trích từ cây Neem để trị bệnh trên cá tra (Pangasius

hypophthalmus)

- Kết luận về khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước ao nuôi cá tra của hợp chất ly trích từ cây Neem

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu, cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

4.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Các thông số chất lượng môi trường nước trong ao nuôi cá tra (Pangasius

hypophthalmus)

4.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu thực hiện tại ao nuôi cá tra (Pangasius hypophthalmus) có sử

dụng hợp chất ly trích từ cây Neem tại phường Tương Bình Hiệp, thành phố Thủ

- Nghiên cứu là cơ sở để đánh giá ảnh hưởng của hoạt chất ly trích từ neem đến môi trường sinh thái của ao nuôi khi ứng dụng trong chữa bệnh cho thủy sản

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Góp phần giải quyết được các vấn đề môi trường trong ao nuôi

- Khuyến khích việc sử dụng các hoạt chất được ly trích từ thực vật, có nguồn gốc tự nhiên nhằm trị bệnh cho thủy sản

- Việc thay thế các loại thuốc hóa học bằng các hoạt chất sinh học có ý nghĩa bảo vệ môi trường và duy trì tính đa dạng của hệ sinh thái

CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về cây neem

1.1.1 Giới thiệu sơ lược về cây neem

- Tên khoa học: Azadirachta Indica A.Juss

- Tên khác: sầu đâu, cây nim, xoan sầu đâu, xoan ăn gỏi, xoan trắng

- Tên nước ngoài: Neem tree, margosa, Indian lilac (Anh), arbre sant, latier blanc (Pháp)

Năm 1830, cây neem được nhà khoa học Andriew Henri Laurent de Jussieu

mô tả và định danh là Azadirachta indica, thuộc hệ thống phân loại như sau:

cây Neem thường được gọi là xoan chịu hạn để phân biệt với cây xoan ta (Melia

azedarach L.) (Lê Thị Diệp Phụng, 2006)

1.1.2 Sự phân bố của cây neem

Neem là loại cây đặc trưng tại vùng biển lục địa Indo – Pakistan Ngày nay

nó được tìm thấy ở Nam Á như Ấn Độ, Bangladesh, thượng Burma và tại các vùng hoang mạc ở Sri Lanka, Thái Lan, Nam Malaysia

Ngoài ra nó còn được tìm thấy ở Phillipines : ở đảo Fiji, đảo Mauritius và trải rộng tới các đảo khác ở nam Thái Bình Dương Ở Trung Đông nó được tìm thấy ở YeMen và Saudi Arabia Tại Châu Phi cây Neem tồn tại ở Ghana, Nigieria, Sudan

và các nước Đông Phi Ở Châu Mỹ nó được tìm thấy ở các đảo vùng Caribe và vùng Trung Mỹ

1.1.3 Các chất có hoạt tính sinh học từ cây neem

Sản phẩm ly trích từ hạt neem gọi là dầu neem Dầu neem có vị đắng, cay nồng và mùi khó ngưởi Thành phần chính dầu neem là triterpenoid, trong đó chiếm nhiều nhất và cũng là đặc biệt nhất chính là limonoid

Ngoài ra trong các bộ phận khác của cây neem như : rễ, hạt, thân, lá… cũng chứa nhiều những limonoid, trong các limonoid, nhiều nhất là azadirachtin, meliantriol, salanin (bao gồm 3-deacetylsalannin và salannol), nimbin (là sulfur tự

do trung tính, tinh thể không màu, không tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy 205˚C)

và nimbidine (màu vàng kem dạng hạt ,vô định hình)

Ngoài ra còn có antihormones, paralyze và mới phát hiện thêm deacetylazadirachtinol và nhiều limonoids khác

Bảng 1.1 Các hợp chất phenolic diterpenoid trong Neem

lƣợng

Điểm nóng chảy ( o

C)

Vị trí chiết xuất

12 Nimbionone OMe OH O C18H24O4 302 79 vỏ

13 Dimethyl nimbionol OH OH -OH,H C17H22O4 290 135 Vỏ thân

14 Methyl nimbionone OMe OMe O C19H22O4 316 119 Vỏ thân

15 Nimbione OH Me O C18H22O3 286 103 Vỏ thân

16 Nimbonone OMe Et H,H C20H28O2 300 69 Vỏ thân

17 Nimbosodione Ac OH H,H C19H24O3 300 135 Vỏ thân

18 Nimbosone Ac OMe H,H C20H28O2 300 139 Vỏ thân

19 Nimbonolone OMe Et O C20H28O2 300 77 Vỏ thân

1.1.3.2 Các hợp chất triterpenoid

Ở cây neem, tất cả những hợp chất có hoạt tính sinh học quý giá phần lớn thuộc nhóm triterpenoid Trong đó có ít nhất 56 hợp chất triterpenoid được nghiên cứu khá kỹ Khả năng sinh tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học thuộc nhóm triterpenoid cũng là điểm đặc trưng của họ Meliaceae và nhiều họ khác thuộc bộ Rutales

Triterpenoid là các hydratcarbon và các chất oxy hóa tương ứng có khung carbon được tạo thành từ 6 đơn vị isoprene (C5H8) Hầu hết các hợp chất triterpenoid có cấu tạo 4 vòng (tetracyclic) hoặc 5 vòng (pentacyclic)

Dựa vào đặc điểm cấu trúc, các hợp chất triterpenoid ở cây neem được chia thành 3 nhóm chính theo bảng sau:

Bảng 1.2 Phân loại các triterpenoid ở cây neem

A.1 Các triterpenoid nguyên vẹn

A.2.Các limonoid (Tetranotriterpenoid)

A.2.1 Các limonoid có hệ thống vòng nguyên

4α,6α-dihydroxy-A Nimbin, deacetyl nimbin

- Ohchinolide

- Nimbolide, nimbidic acid,

- Salanin, salanol, nimbidinin

- Gedunin, nimolicinol

A.3 Các hợp chất không có vòng furan

A.3.1 Nhóm azadirachtin và các chất tương tự

A.3.2 Nhóm azadirachtol

A.3.3 Nhóm meliacarpin

- Azadirachtin „A‟ và „K‟

- Azadirachtin' „B‟ và „G‟, limbonin

A.3.4 Nhóm meliacarpinin - Azadirachtin „D‟ và „I‟

- 1-tigloy-3-acetyl-11-hydroxy- meliacarpinin

Nguồn: (Lê Thị Diệp Phụng, 2006)

1.1.3.3 Azadirachtin

Là một trong những hoạt chất đầu tiên được tách chiết từ neem, có công thức phân tử C35H44O16, được công nhận là có hoạt tính ngán ăn mạnh đối với nhiều loại côn trùng

Azadirachtin được sử dụng để sản xuất thuốc trừ sâu thay thế cho thuốc hoá học, có hiệu quả cao, ít độc đối với người, gia súc và không ảnh hưởng xấu đến môi trường

1.2 Ứng dụng của cây neem

1.2.1 Nông nghiệp

1.2.1.1 Thuốc bảo vệ thực vật

Với những hoạt chất sinh học hiệu quả, có khả năng tự phân hủy sinh học tốt, không có tác dung phụ, cũng như tồn dư trong sản phẩm thu hoạch, không độc cho người và động vật, thân thiện với môi trường, an toàn hiệu quả cho nông nghiệp, Neem có hoạt chất có thể sử dụng như loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc sinh học phân huỷ tốt không tồn dư trong môi trường

1.2.1.2 Chất diệt côn trùng

Hạt neem và lá neem chứa nhiều hoạt chất diệt côn trùng Những hoạt chất này tác động lên hormone của côn trùng chứ không ảnh hưởng trực tiếp lên hệ thần kinh, hệ tiêu hoá, cơ quan sinh sản như các loại thuốc hoá học do đó khó phát triển tính kháng thuốc ở thế hệ sau (Dennis,1992)

Neem là một loại thuốc diệt côn trùng phổ rộng, tác động lên 400 - 500 loại côn trùng từ bộ cánh thẳng (châu chấu), bộ cánh giống (rệp rừng, bướm trắng, rệp cây); bộ Thysanoptera (bọ trĩ); bộ cánh cứng (bọ ruồi); bộ cánh vảy: ngài

1.2.1.3 Phòng trừ các loại vi khuẩn, virus, tuyến trùng và nấm

Theo Vũ Đăng Khánh (2004), dịch chiết thô từ lá và hạt neem trong methanol

được chứng minh là có tính kháng nấm Fusarium oxysporum, Alternaria

passiflorae

Trong điều kiện invitro, dầu chiết xuất từ nhân hạt neem làm giảm sự sinh

trưởng và phát triển của nấm Pyricularia oryzae (gây bệnh tàn lụi ở lúa) và làm

giảm sự lây lan của bệnh này trong điều kiện nhà kính (Amadioha, A.C, 2000)

Dịch chiết từ lá neem có thể ngăn cản hai loài nấm A flavus và A

parasiticus sản sinh ra độc tố aflatoxin trong kho lương thực (Hampden và

ctv,1993)

1.2.1.4 Phân bón

Bánh dầu neem còn có thể dùng làm phân bón do nó có chứa hàm lượng nitrogen cao, cùng với một số khoáng chất quan trọng như potassium, canxi, mage, phospho

Ngoài việc cung cấp chất dinh dưỡng cho đất neem còn bảo vệ cây trồng trước những tác nhân gây hại đồng thời làm giảm lượng alkaline trong đất, cản trở các con đường gây thất thoát nitrate Đặc biệt khi sử dụng kết hợp bánh dầu neem với ure sẽ giúp tăng năng suất cây trồng, ví dụ lúa tăng 9.6%, mía tăng 7% (Dennis,1992)

1.2.2 Lâm nghiệp

Theo Dennis (1992), neem là một loại cây hiệu quả cho việc tái tạo rừng phòng hộ cân bằng oxygen, hay trồng ở trong làng để lấy gỗ, chắn gió, đường phố tạo bóng che mát làm hạ thấp nhiệt độ ở những vùng có tháng hè nắng nóng Trong mùa hè nắng nóng ở Ấn Độ, nhiệt độ dưới vườn neem thấp hơn nhiệt độ bên ngoài khoảng 100C

Dầu neem kết hợp với chất lỏng từ vỏ hạt điều dùng để bảo vệ cây gỗ khỏi sự tấn công của các sinh vật phá hoại ảnh hưởng đến sản lượng và chất lượng gỗ (Venmalar D and Nagaveni H.C, 2005)

1.2.3 Y học

Ngoài nguồn nguyên liệu quý đối với nông nghiệp, neem còn là một dược phẩm hiệu quả cho sức khoẻ con người Tất cả các phần của cây đều được sử dụng

từ lá, vỏ, thân, trái, dịch chiết, dầu cho đến rễ (Dennis, 1992)

Sau đây là một số bệnh có thể chữa trị bằng neem ở Ấn Độ và trên thế giới:

- Bệnh sốt rét: đây là một căn bệnh nguy hiểm ở vùng nhiệt đới, nhờ hoạt

chất gedunin là một limonoid hiệu quả như quinine Thường dịch chiết từ lá và hạt

hiệu quả nhất đối với Plasmodium falciparum – ký sinh trùng sốt rét

- Bệnh về dạ dày: neem là một loại thảo dược giúp cho hệ thống tiêu hoá

khoẻ mạnh, bảo vệ dạ dày, loại bỏ độc tố và vi khuẩn, giảm rối loạn tiêu hoá

- Bệnh về da: những hợp chất gedunin, nimbinol có tính kháng khuẩn, hạn

chế được các loại nấm Cadida, Trchophyton Do không gây tác dụng phụ nên rất an

toàn khi sử dụng trên da

- Viêm khớp: hoạt chất từ lá neem làm giảm đau bằng cách tác động lên

prostaglandin, đồng thời các polysaccharide làm giảm viêm và sưng của bệnh viêm khớp

- Ung thư: neem bước đầu được thử trên nhiều dạng ung thư khác nhau thu

được kết quả rất khả quan Các nhà khoa học ở Ấn Độ, Châu Âu, Nhật Bản thấy rằng polysaccharide và liminoid ở vỏ lá, dầu từ hạt làm giảm bướu và tế bào ung thư

Neem còn được báo cáo có tác dụng lên một số bệnh mãn tính như: Bệnh AISD, bệnh đái tháo đường, bệnh tim, hiệu quả trong việc chống viêm nhiễm

Ngoài ra neem còn có tác dụng điều khiển tỷ lệ sinh, chăm sóc răng miệng, giảm stress Theo Eppler, (1996), sản phẩm của neem hiện đang được nghiên cứu trên một số bệnh liên quan đến lây nhiễm virus truyền bệnh cho người và động vật chứng tỏ tiềm năng của neem trong lĩnh vực dược phẩm là rất lớn

1.2.4 Ứng dụng của dịch chiết từ cây Neem trong nuôi trồng thủy sản

Để ngăn ngừa bệnh do vi khuẩn và nấm gây ra ở trong các trại sản xuất giống, người ta thường sử dụng một số chất kháng sinh để xử lý nước, hoặc trộn vào thức ăn Dư lượng kháng sinh tồn đọng trong cơ thể vật nuôi được cho là không

có lợi cho sức khỏe của con người Hơn nữa, nó còn là nguyên nhân làm tăng khả năng kháng thuốc của một số chủng vi khuẩn Việc tìm các hợp chất có nguồn gốc

tự nhiên để thay thế các chất kháng sinh đang được sử dụng trong sản xuất giống và nuôi thủy sản, vì vậy, được xem là giải pháp tối ưu

Chiết xuất từ lá cây Neem (Neem leave extraction_NLE) là sản phẩm dạng dung dịch có nguồn gốc từ lá cây Neem, chứa nhiều hợp chất có tác dụng phòng trị bệnh giun sán cho người, gia súc và thủy sản

Một số hợp chất hóa học đã được phân chiết từ các bộ phận khác nhau của cây như meliantriol, salanin, triterpenoids, nimocinolide và azadirachtin Qua nhiều nghiên cứu, Azadirachtin đã được chứng minh là hiệu quả trong việc kiểm soát nhiễm ký sinh trùng Ngoài ra, theo EPA, một số xét nghiệm về độc tính thực hiện trên cá, thú nuôi bao gồm cả động vật nhai lại nhỏ và gia súc chỉ ra rằng ngay cả với những liều lượng cao nhất có thể , Azadirachtin cũng không có tác dụng phụ hoặc những triệu chứng bất thường nào ở động vật thí nghiệm Dược chất chiết xuất từ Neem như NLE, NSE với nồng độ chủ yếu của Azadirachtin trong thành phần chất thì dường như có hiệu quả chống lại một loạt các dịch bệnh động vật bao gồm vi khuẩn, đơn bào, ký sinh trùng và các điều kiện khác như nhiễm trùng tuyến trùng tiêu hóa và côn trùng

Chiết suất neem được ứng dụng sản xuất thành các chế phẩm thương mại dùng trong chữa bệnh cho thủy sản cũng được nghiên cứu khá rộng rãi Tiêu biểu như sản phẩm Neem Plus Do Neem Plus có dược tính mạnh, phổ tác dụng rộng, các nhà khoa học Úc đã sử dụng Neem Plus kết hợp với Cell Salts ứng dụng trên tôm sú (Mustafa and Luong-van, 2004) Mục tiêu nghiên cứu nhằm đảm bảo sự an toàn sinh học trong giai đoạn lột vỏ của tôm

Các nhà khoa học Úc đã hợp tác với Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 xây dựng dự án có mã số VIE/IF03 với tiêu đề “Tác động của dịch chiết từ cây Nemm (Azdirachta indica) và Cell Salts lên sự lột vỏ và tăng trưởng của cua biển (Scylla paramamosain)” Dự án được thực hiện trong năm 2006 và 2007 tại Trại Nghiên cứu Thực nghiệm Nuôi Thủy sản Bạc Liêu (Viện NCNTTS2) Mục tiêu của

dự án là: Đánh giá các tác động của Neem Plus (do hãng Tattava's Herbs, sản xuất)

và Cell Salts (do Úc sản xuất) đến tỷ lệ sống, sự lột vỏ và tăng trưởng của ấu trùng cua, giai đoạn Zoea 1 đến Megalop (Nguyễn Mạnh Hùng, 2014)

1.3 Hiện trạng chất lượng nước ao nuôi cá tra

1.3.1 Hiện trạng nuôi cá tra

Theo báo cáo các Sở NN&PTNT, tính đến ngày 10/12/2014, diện tích thả nuôi cá tra thương phẩm toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đạt 5.434

ha, bằng 101,6% so với cùng kỳ năm 2013

Hình 1.3 Diễn biến diện tích và sản lượng cá tra ở vùng ĐBSCL giai đoạn

1997-7T/2008 và quy hoạch đến năm 2020

1.3.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường trong nuôi cá tra

Các công nghệ về sản xuất con giống, thức ăn, quy trình nuôi thủy sản thâm canh ngày càng hoàn thiện, quy mô nuôi ngày càng tăng Hoạt động này sẽ gây ra

áp lực tác động tiêu cực đến môi trường Thức ăn công nghiệp có thành phần dinh dưỡng cao đặc biệt là giàu protein, phốt pho sẽ là nguồn tác động mạnh mẽ đến môi trường

Theo tính toán chỉ khoảng 20% lượng thức ăn khô được chuyển vào thành trọng lượng cá còn lại là do dư thừa, bài tiết và đặc biệt được thải ra theo con đường tiêu hóa

Các nghiên cứu của Boyd, 1985, Gross và cộng sự, 1998 cho thấy cá da trơn chỉ hấp thu được 27 -30% Nitrogen, 16 – 30% photpho và khoảng 25% chất hữu cơ đưa vào từ thức ăn Các nghiên cứu của Yang, 2004 khi thử nghiệm nuôi cá da trơn trong 90 ngày cho thấy cá chỉ hấp thu được khoảng 37% hàm lượng N và 45% hàm lượng P trong thức ăn cho vào ao nuôi như vậy, để đạt được sản lượng trung bình khoảng 150 tấn cá/ha với hệ số chuyển đổi thức ăn FRC là 1,6 cần sử dụng lượng thức ăn tối thiểu là 240 tấn và lượng chất hữu cơ thải ra môi trường là 192 tấn

Bảng 1.4 Ước lượng chất thải phát sinh từ 1ha nuôi cá tra

Cách tính Khối lượng (tấn)

Thức ăn sử dụng Thức ăn chứa 5%N, 1,2%P,

FCR=1,6 240 Chất thải phát sinh Bằng 80% thức ăn khô 192

Chất thải dạng N 37% N được cá hấp thu 7,6

Chất thải dạng P 45% P được cá hấp thu 2,88

Chất thải dạng BOD5

0,22 kg BOD5/kg thức ăn (Wimberly, 1990) 52 Khả năng phú dưỡng

của tảo Bằng 2- 3 lần lượng thức ăn sử dụng 480-7420

Như vậy với thải lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm khá cao như trên chất thải từ các ao nuôi cá tra đã và đang tác động rất lớn đến môi trường nước ảnh hưởng tiêu cực không chỉ đến nghề nuôi mà còn tác động đến các hoạt động sinh hoạt của người dân trong vùng

1.4 Các thông số chất lượng nước ao nuôi thủy sản

Dựa vào bản chất của các thông số chất lượng nước (CLN), người ta chia chúng thành các nhóm:

- Các thông số vật lý: màu, mùi, nhiệt độ, tổng chất rắn lơ lửng_ TSS, tổng

chất rắn hoà tan_TDS, độ đục _TUR, độ dẫn điện_EC,

- Các thông số hoá học: oxy hoà tan_DO, nhu cầu oxy sinh hoá_BOD, nhu cầu oxy hoá học_COD, tổng cacbon hữu cơ_TOC, độ mặn, độ cứng, pH, N-NO3, N-NO2, N-NH4/NH3, P-PO4, F-, SO42-, hoá chất bảo vệ thực vật (nhóm DDT, nhóm HCH, lindan…), kim loại độc (HgII, CdII, PbII )

- Các thông số vi sinh: tổng coliform_TC, Fecal Coliform , …

Tùy vào mục đích đánh giá, một số thông số nhất định được lựa chọn Những

thông số được sử dụng để đánh giá CLN các sông trong đề tài này bao gồm:

1.4.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ cao có thể tác động đến chất lượng nước do làm tăng cường sự phát triển của vi sinh vật, và có thể làm tăng màu, mùi, vị của nước Các thủy sinh vật chỉ thích hợp với một biên độ nhiệt độ nhất định Để bảo vệ đời sống thủy sinh, các giá trị giới hạn về nhiệt độ được đưa ra dựa trên tác động của nhiệt độ đến chúng

1.4.2 pH

pH là hàm của nồng độ ion H+ trong nước Một nguồn nước không ô nhiễm thường có nồng độ H+ và các ion khác thấp, pH của chúng dao động trong khoảng trung tính và kiềm nhẹ Các loài cá thường thích hợp với pH từ 6,5 – 8,5; pH nằm ngoài khoảng giá trị trên đều gây hại cho động vật thủy sinh

1.4.3 Chất rắn lơ lửng

Mỗi nguồn nước tự nhiên đều chứa một vài loại chất rắn lơ lửng, kích thước các hạt rất nhỏ nên khó để nhận biết bằng mắt thường Mặc dù trơ về mặt hóa học, nhưng tính chất vật lý của chúng có thể gây ra một số vấn đề: Giảm lượng ánh sáng truyền qua nước, dẫn đến giảm tốc độ quá trình quang hợp của thực vật Điều này sẽ làm suy giảm lượng oxy hòa tan trong nước và ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật Ở một số vùng nước ít xáo trộn, chất rắn lơ lửng có thể bị lắng đọng, ảnh hưởng đến hô hấp của sinh vật đáy

1.4.4 Độ dẫn điện

Độ dẫn cho biết tổng hàm lượng các muối vô cơ trong mẫu nước Một nguồn nước mềm (không nhiễm mặn) có độ dẫn khoảng 200 mS/cm

1.4.6 Nhu cầu oxy hóa học

Thông số này thể hiện tình trạng ô nhiễm hữu cơ của thủy vực, COD cao chứng tỏ nguồn nước bị ô nhiễm hữu cơ cao COD thường được khuyến khích áp dụng để đánh giá các nguồn nước bị ô nhiễm nặng như nước thải công nghiệp

1.4.7 Các chất dinh dưỡng ( NO 3 - , PO 4 3- )

Mọi sinh vật sống đều sử dụng ni tơ, phốt pho làm chất dinh dưỡng để tạo protein Ở nhiệt độ và pH của nước sông, hàm lượng amoni thường thấp; khi pH và nhiệt độ cao, amoni chuyển hóa thành khí NH3 có hại đối với cá và động vật thủy sinh Phốt pho được xem là thông số giới hạn của sự phú dưỡng ở nhiều thủy vực

1.5 Giải pháp để hạn chế tác động của nghề nuôi đến môi trường

1.5.1 Giải pháp quy hoạch

Trên cơ sở của quy hoạch tổng thể của Bộ NN&PTNT, các địa phương xây dựng quy hoạch chi tiết cho các vùng nuôi của địa phương mình dựa trên trên cơ sở điều kiện tự nhiên, cơ sở hạ tầng của các khu vực

Các khu vực nuôi cần phải được quy hoạch đồng bộ với hệ thống cấp nước

và thoát nước riêng biệt

1.5.2 Giải pháp về khoa học kỹ thuật

Như đã phân tích ở trên, ô nhiễm môi trường do chất thải từ nuôi cá tra ở mức rất cao Với đặc tính lượng nước thải nhiều chủ yếu dạng dễ phân hủy sinh học trong điều kiện các khu vực nuôi cá đều nằm trong các vùng nông thôn, gần các khu sản xất nông nghiệp nên các giải pháp áp dụng để xử lý nước thải từ nuôi cá đều thiên về hướng sử dụng công nghệ sinh học tự nhiên và đơn giản