Điều tra thành phần loài của lớp tảo silic (bacillariophyceae) ở sông hộ độ, huyện lộc hà, tỉnh hà tĩnh

Mục tiêu của đề tài là xác định thành phần loài tảo silic ở sông Hộ Độ, đồng thời tìm hiểu sự phân bố của chúng trong mối liên quan với một số yếu tố sinh thái của môi trường... Với danh

NGUYỄN THỊ THIẾT

ĐIỀU TRA THÀNH PHẦN LOÀI CỦA LỚP TẢO SILIC (BACILLARIOPHYCEAE)

Ở SÔNG HỘ ĐỘ, HUYỆN LỘC HÀ,

TỈNH HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

NGHỆ AN - 2015

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS NGUYỄN ĐÌNH SAN

NGHỆ AN - 2015

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Đài khí tượng thủy văn Hà Tĩnh, Phòng thống kê huyện Lộc Hà, các bạn học viên lớp cao học 21, chuyên ngành Thực vật và những người thân trong gia đình đã động viên, tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn này

Nghệ An, tháng 10 năm 2015

Tác giả

Nguyễn Thị Thiết

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG, BIỂU ĐỒ iv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Vài nét về tình hình nghiên cứu tảo Silic trên thế giới và ở Việt Nam 3

1.1.1 Trên thế giới 3

1.1.2 Ở Việt Nam 4

1.2 Đặc điểm hình thái của tảo Silic 10

1.2.1 Hình thái vỏ (vách tế bào) 10

1.2.2 Cấu trúc vỏ tảo 12

1.3 Vai trò và ứng dụng của tảo trong nuôi trồng thủy sản 13

1.4 Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Lộc Hà - Hà Tĩnh 14

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 16

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu 16

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 16

2.3 Nội dung nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

2.4.1 Phương pháp thu mẫu nước 17

2.4.2 Phương pháp thu mẫu tảo silic 17

2.4.3 Phương pháp phân tích mẫu nước 17

2.4.4 Phương pháp định loại tảo silic 18

2.4.5 Phương pháp định lượng tảo silic 18

2.4.6 Chỉ số tương đồng loài tảo Silic ở 3 mặt cắt và các đợt thu mẫu 19

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20

3.1 Một số chỉ tiêu về chất lượng nước ở sông Hộ Độ, Lộc Hà - Hà Tĩnh 20

3.1.1 Một số chỉ tiêu thủy lý 20

3.1.2 Một số chỉ tiêu thủy hóa 24

3.1.3 Đánh giá chung 34

3.2 Thành phần tảo silic ở sông Hộ Độ - huyện Lộc Hà - tỉnh Hà Tĩnh 35

3.2.1 Đa dạng về taxon tảo Silic (Bacillariophyceae) 35

3.2.2 Mối quan hệ giữa sự phân bố tảo Silic với môi trường nước ở sông Hộ Độ 41

3.2.3 Sự biến động số lượng tảo silic ở sông Hộ Độ - Lộc Hà - Hà Tĩnh 43

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45

1 Kết luận 45

2 Đề nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 49

DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG, BIỂU ĐỒ

Trang

Hình:

Hình 1.1 Đa dạng tảo Silic nhìn từ mặt vỏ 11

Hình 1.2 Cấu tạo vỏ tảo Silic 12

Hình 2.1 Sơ đồ các điểm thu mẫu 16

Bảng: Bảng 3.1 Nhiệt độ môi trường ở các địa điểm nghiên cứu, đợt I 20

Bảng 3.2 Nhiệt độ môi trường ở các địa điểm nghiên cứu, đợt II 20

Bảng 3.3 Nhiệt độ môi trường ở các địa điểm nghiên cứu, đợt III 21

Bảng 3.4 Độ trong trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 22

Bảng 3.5 Độ mặn trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 23

Bảng 3.6 Độ pH trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 25

Bảng 3.7 Hàm lượng Oxy hòa tan trung bình trong nước sông Hộ Độ 26

Bảng 3.8 Nhu cầu Oxy hóa học tại các điểm nghiên cứu 28

Bảng 3.9 Hàm lượng NO3- trung bình qua các đợt nghiên cứu 29

Bảng 3.10 Hàm lượng NH4+ trung bình qua 3 đợt nghiên cứu 31

Bảng 3.11 Hàm lượng PO4 trung bình qua các đợt nghiên cứu 32

Bảng 3.12 Hàm lượng SiO2 trung bình qua các đợt nghiên cứu 33

Bảng 3.13 Danh lục thành phần loài tảo Silic tại sông Hộ Độ ở huyện Lộc Hà - Hà Tĩnh qua 3 đợt nghiên cứu 35

Bảng 3.14 Sự phân bố taxon loài/dưới loài tảo Silic qua 3 đợt nghiên cứu tại sông Hộ Độ - Lộc Hà- Hà Tĩnh 38

Bảng 3.15 Sự biến động thành phần loài theo mặt cắt nghiên cứu 39

Bảng 3.16 Sự biến động thành phần loài qua các đợt thu mẫu ở sông Hộ Độ 40

Bảng 3.17 Quan hệ thành phần tảo Silic ở 3 mặt cắt 41

Bảng 3.18 Quan hệ thành phần tảo Silic ở 3 đợt thu mẫu 41

Bảng 3.19 Kết quả phân tích mẫu định lượng tảo silic ở sông Hộ Độ (TB/lít) 43

Biểu đồ: Biểu đồ 3.1 Độ trong trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 22

Biểu đồ 3.2 Độ mặn trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 24

Biểu đồ 3.3 Độ pH trung bình ở các địa điểm nghiên cứu 25

Biểu đồ 3.4 Hàm lượng Oxy hòa tan trung bình trong nước 27

Biểu đồ 3.5 Nhu cầu Oxy hóa học tại các điểm nghiên cứu qua 3 đợt thu mẫu 28

Biểu đồ 3.6 Hàm lượng NO3 trung bình qua các đợt nghiên cứu 30

Biểu đồ 3.7 Hàm lượng NH4+ trung bình qua 3 đợt nghiên cứu 31

Biểu đồ 3.8 Hàm lượng PO4 trung bình qua các đợt nghiên cứu 32

Biểu đồ 3.9 Hàm lượng SiO2 trung bình qua các đợt nghiên cứu 34

MỞ ĐẦU

Tảo silic (Bacillariophyceae) là những cơ thể ở dạng đơn bào hoặc tập đoàn, có kích thước hiển vi, sống chủ yếu trong nước mặn và lợ Chúng có khả năng quang hợp để tạo ra chất hữu cơ - nguồn dinh dưỡng cần thiết, quan trọng trong hệ sinh thái nước

Nhiều loài sinh vật phù du, ấu trùng, động vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột và nhiều loài cá trưởng thành đã sử dụng trực tiếp hay gián tiếp tảo silic như là một nguồn thức ăn cần thiết, không thể thay thế, bởi giá trị dinh dưỡng của tảo silic không thua kém các loài thực vật khác dùng làm thức ăn cho chăn nuôi, thậm chí cá biệt, hàm lượng prôtein và lipit còn cao hơn khoai tây và lúa mì

Do hợp chất silic (SiO2 hoặc SiO4) không bị phân huỷ bởi nhiều loại hoá chất, nên sau khi tảo chết, lớp vỏ silic tích tụ qua nhiều năm, hình thành nên những trầm tích lớn (quặng diatomit) với cấu trúc nhẹ, xốp, bền và nhiều đặc tính tốt khác, diatomit được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất chất lọc, vật liệu cách nhiệt, cách âm, thủy tinh và vật liệu xây dựng

Như vậy, những hiểu biết về tảo silic là rất cần thiết cho việc đánh giá tiềm năng của các hệ sinh thái nước, để từ đó có thể đưa ra những giải pháp hợp lí phục vụ cho việc phát triển và khai thác các nguồn lợi trong thủy vực

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về tảo nói chung và tảo silic nói riêng chủ yếu tập trung ở các thủy vực dạng ao, hồ, hồ chứa, các đầm, phá ven biển và vùng biển ven bờ, riêng dạng sông, suối, đặc biệt đối với các hệ thống sông lớn, tuy những năm gần đây đã có một vài công trình đề cập nhưng nhìn chung hãy còn ít ỏi và tản mạn

Sông Hộ Độ, huyện Lộc Hà, Tỉnh Hà Tĩnh, chảy từ thượng nguồn (Huyện Hương Khê) chảy qua huyện Can Lộc đổ ra sông Già và ra biển Hệ

thống sông này chịu tác động của chế độ thủy triều nên dễ bị nhiễm mặn Hiện nay chưa có đề tài nào nghiên cứu về vi tảo nói chung và tảo silic

nói riêng ở thủy vực này Vì vậy, tôi chọn đề tài “Điều tra thành phần loài

của lớp tảo silic (Bacillariophyceae) ở sông Hộ Độ, huyện Lộc Hà, tỉnh Hà Tĩnh”

Mục tiêu của đề tài là xác định thành phần loài tảo silic ở sông Hộ Độ, đồng thời tìm hiểu sự phân bố của chúng trong mối liên quan với một số yếu

tố sinh thái của môi trường

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vài nét về tình hình nghiên cứu tảo Silic trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Trên thế giới

Nghiên cứu phân loại tảo Silic được tiến hành rất sớm, từ những thập

niên đầu thế kỷ XIX, với công trình đầu tiên là “Systema Algarum” của

Agardh C.A năm 1824 Sau đó, Ehrenberg C.G., Kuetzing F.T., Smith W., Ralfs J đã đề xuất các hệ thống phân loại tảo Silic Tuy nhiên, cơ sở phân loại của các tác giả còn đơn giản, chủ yếu dựa vào số lượng thể sắc tố và các rãnh

có hay không để phân loại Sau đó, hệ thống phân loại tảo Silic đã được Kastern G (1928), Kokubo A (1955), Kim Đức Tường (1965) bổ sung [1]

Do sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, những tri thức về tảo Silic ngày một phong phú Chúng đã được nghiên cứu theo nhiều hướng: phân loại, hình thái, sinh lí, sinh hóa, sinh thái và ứng dụng Mặt khác chúng cũng được nghiên cứu theo các hướng sinh thái khác nhau: tảo nước ngọt, tảo biển, tảo đất, tảo bì sinh, tảo sống trên băng tuyết

Theo hướng nghiên cứu về tảo phù du biển, Cupp E.E (1943) đã điều tra, nghiên cứu thành phần loài tảo Silic biển ven bờ ở khu vực Bắc Mỹ; Crossby và Cassie (1959) nghiên cứu tảo Silic ở Ôxtrâylia và Niudilân hay Sournia A (1968) khảo sát tảo Silic phù du ở vùng biển ven bờ Môzămbic Đáng chú ý hơn cả là những công trình điều tra, khảo sát tảo Silic trên vùng biển Ấn Độ Dương mà Kastern G là người đầu tiên thực hiện vào năm 1907

Về sau, vào những năm 1964 - 1965 một số nhà khoa học đã nghiên cứu đối tượng này tại 103 điểm, trong đó có một số khu vực mà Kastern G đã quan tâm 60 năm trước đó Kết quả được Reimer Simonsen (1974) tổng hợp trong

cuốn “The Diatoms Plankton of The India Ocean”, mô tả 247 taxon loài và

dưới loài thuộc 80 chi, trong đó có 15 loài, 1 thứ và 3 chi được coi là mới đối với khoa học [dẫn theo 4]

Kokubo A (1955) đã công bố cuốn “Tảo Silic phù du” bằng tiếng Nhật,

trong đó đã mô tả chi tiết 370 loài tảo Silic ở biển và ao, hồ của Nhật Bản

Năm 1965, Kim Đức Tường và cộng sự đã xuất bản cuốn “Trung Quốc hải

dương phù du khuê tảo loại” trình bày 228 loài tảo Silic phù du ở các vùng

biển Trung Quốc, là nơi có mối quan hệ mật thiết với biển và sông ngòi của nước ta [1]

Nghiên cứu tảo Silíc trên thế giới phải kể đến các công trình của Foged N Tác giả đã dành trọn cuộc đời mình để nghiên cứu tảo Silic ở rất nhiều nơi trên thế giới, từ châu Âu, châu Á, châu Mỹ đến châu Úc với hình

vẽ chi tiết các taxon tảo Silíc đã phát hiện được Năm 1976, ông đã tiến hành nghiên cứu tảo Silic nước ngọt ở Srilanka trên 22 vùng khác nhau, công bố được 310 loài, thuộc 34 chi, trong đó có 1 loài mới [21] Tiếp đó năm 1978,tác giả tiến hành nghiên cứu ở phía đông nước Úc đã phát hiện và công

bố được 860 loài thuộc 70 chi, trong đó có 10 loài mới [22] Năm 1984, trong công trình “Tảo Silic ven biển Cuba” ông đã phát hiện và công bố 203 loài, trong đó có 16 loài mới [23]

Ngoài việc điều tra và phân loại tảo thì hướng sử dụng vi tảo trong đó

có tảo Silic để chỉ thị cho chất lượng nước cũng được một số tác giả đề cập đến [ dẫn theo 4]

1.1.2 Ở Việt Nam

Ở miền Nam, dẫn liệu về tảo Silic phù du ở nước ta đã được đề cập khá

sớm Năm 1926, Rose M đã công bố 13 chi với 20 loài tảo Silic khi nghiên cứu vùng biển vịnh Nha Trang [1] Hoàng Quốc Trương (1962 - 1963) đã phát hiện 154 loài tảo Silic ở vịnh Nha Trang [19]

Năm 1966, trong cuốn “The plankton of South Vietnam”, cùng với các

loài tảo nước ngọt, Shirota A đã giới thiệu 213 loài tảo Silic trong 15 vùng nước lợ, nước mặn ven biển từ Thừa Thiên Huế đến Kiên Giang [24] Tuy chỉ mới trình bày bảng tên loài cùng với những hình vẽ còn đơn giản, không có phần mô tả hình thái mà chỉ nêu các kích thước nhưng đây là công trình nghiên cứu quan trọng về thực vật phù du biển Với danh mục loài phong phú, công trình đã giới thiệu bao quát về thực vật nổi vùng ven biển miền Nam Việt Nam - điều mà trước đó chưa có tác giả nào thực hiện được

Trong danh mục loài thực 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 loài tảo Silic [1]

Ở miền Bắc, trong những năm từ 1959 - 1962 và 1965 - 1966, chương trình hợp tác điều tra cơ bản tổng hợp vịnh Bắc Bộ đã được Trung Quốc và Việt Nam tiến hành ở vịnh Bắc Bộ, kết quả có trên 140 loài tảo Silic đã được công bố [1]

Trần Trường Lưu (1970) [12], trong báo cáo “Tổng kết thực vật phù du

các vực nước điều tra”, đã thống kê được 74 chi thực vật nổi, trong đó tảo Silic

có 29 chi

Sau đó, năm 1972, Trương Ngọc An và một số đồng nghiệp đã tiến hành khảo sát vùng cửa sông Hồng, sông Đáy, sông Ninh Cơ và vùng biển ven bờ tỉnh Nam Hà, kết quả sơ bộ cho thấy sự ưu thế vượt trội của tảo Silic phù du (110 loài, chiếm 88%) trong những thủy vực nước lợ đó [2]

Năm 1972, Cudormina A.l có một báo cáo về thực vật phù du trong mùa hè ở vịnh Bắc bộ, do tàu Peelamida vớt mẫu vào tháng 7 năm 1961 đã đưa ra danh lục trong đó có 61 loài tảo Silic [1]

Cũng Trần Trường Lưu (1975) [13] đã tiến hành nghiên cứu trên sông Hồng, sông Đà, sông Mã và một số sông đào khác và đã thống kê được 98 chi

tảo sông thuộc các ngành: tảo Silic, tảo lục, tảo lam, tảo mắt, tảo giáp, tảo vàng và tảo vàng ánh

Năm 1978, trong báo cáo “Thực vật phù du vùng ven biển Quảng

Ninh - Hải Phòng”, Trương Ngọc An đã giới thiệu một bảng tên loài ghi

danh 156 loài tảo Silic Dựa vào các nguồn tài liệu trước đó ông đã biên

soạn cuốn “Phân loại tảo Silic phù du biển Việt Nam” mô tả 225 loài tảo

thuộc 2 bộ, 18 họ, 60 chi tảo Silic [1] Với danh mục loài phong phú, phần

mô tả chi tiết, dễ hiểu, các hình vẽ rõ ràng, cuốn sách thực sự là một tài liệu chuyên sâu về phân loại có giá trị, rất cần thiết và thuận lợi trong nghiên cứu tảo Silic

Dương Đức Tiến (1981), nghiên cứu thực vật nổi trên một số sông, suối tiêu biểu thuộc các miền khác nhau ở Việt Nam, đã phát hiện được 286 loài/dưới loài, trong đó tảo Silic chiếm ưu thế với 180 loài Ở một số con sông lớn như sông Hồng, trong số 55 loài vi tảo đã phát hiện có 33 loài tảo Silic, ở sông Hương có 64 loài tảo Silic (trong số 95 loài được tìm thấy), còn ở sông Cửu Long tác giả đã phát hiện 136 loài vi tảo, trong đó tảo Silic có 83 loài/dưới loài [27]

Ở miền Trung, những nghiên cứu về thực vật nổi trong các vũng, vịnh, đầm phá ven biển phía Nam có các công trình tiêu biểu sau: Tôn Thất Pháp (1993) khi nghiên cứu khu hệ thực ở nước trong Phá Tam Giang (Thừa Thiên Huế), đã công bố 238 taxon bậc loài và dưới loài thực vật nổi, trong

đó có 19 taxon mới đối với Việt Nam Trong khu hệ có loài chỉ xuất hiện vào mùa ngọt hoá hay mặn hoá của Phá, song cũng có loài xuất hiện quanh

năm (tảo Silíc Lông chim Pennales) [15] Ở vịnh Quy Nhơn, có 185 loài

thực vật nổi được 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 nước trong vùng tương đối cao và giảm thấp vào các tháng mùa mưa, liên quan đến sự thiếu hụt của

những loài nước mặn Mật độ thực vật nổi dao động từ (2,27 - 321,82)

106tb/m3 [dẫn theo 18]

Nguyễn Ngọc Lâm, Đoàn Như Hải, Nguyền Thị Mai Anh và Hồ Văn Thệ (2002) đã công bố kết quả về TVN trong thủy vực nước nông vùng cửa sông Cửa bé (Vịnh Nha Trang) gồm 37 loài tảo Hai Roi và 60 loài tảo Silíc Các loài chủ đạo quyết định sinh khối cũng như tần số xuất hiện là các loài

tảo Hai Roi Gonyaulax spp, Properidinium spp và tảo Silíc Trung Tâm

Coscinodiscus spp, Skeletonema costatum và Rhizosolenia spp Thành phần

loài thay đổi rõ rệt theo hai mùa khô và mùa mưa Nhiệt độ và độ mặn là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến những thay đổi về mùa vụ Đỉnh cao của tảo Silíc cũng là đỉnh cao của tảo Hai Roi Hàm lượng muối dinh dưỡng (silic, photpho, nitơ) có liên quan chặt chẽ với độ mặn, nhưng các mối quan hệ giữa các thành phần sinh học và các muối dinh dưỡng lại không rõ ràng [dẫn theo 18]

Lê Thị Thúy Hà, Võ Hành (1999), trong công trình “Chất lượng nước

và thành phần loài vi tảo (Microalgae) ở sông La - Hà Tĩnh” đã xác định

được 136 loài và dưới loài trong đó có 60 loài tảo Silic (chiếm 44,12%) [9]

Nguyễn Đình San (2001), giới thiệu trong Luận án Tiến sĩ Sinh học của mình một danh mục gồm 196 loài thuộc 5 ngành tảo trong một số thủy vực bị ô nhiễm ở 3 tỉnh Bắc miền Trung, trong đó có 59 loài tảo Silic phù

du [16]

Ở sông Lam (Nghệ An), Lê Thị Thuý Hà (2004) với đề tài“Khu hệ

thực vật nổi ở vùng Tây Nam hệ thống sông Lam (Nghệ An - Hà Tĩnh)”, Luận

án Tiến sĩ Sinh học, đã phát hiện được 165 loài tảo Silic, trong đó bộ Discales

và bộ Diraphinales có nhiều loài nhất Tác giả cũng nghiên cứu yếu tố phân

bố địa lý theo Murapharov (1981) và đã kết luận yếu tố địa lý của tảo Silic ở vùng Tây Nam hệ thống sông Lam mang đầy đủ các yếu tố: Yếu tố phân bố

rộng (134 loài), yếu tố ôn đới Bắc (17 loài), yếu tố nhiệt đới và á nhiệt đới (7 loài), yếu tố châu Úc đại dương (1 loài) [8]

Võ Hành cùng Phan Tấn Lượm (2010) đã thống kê được 110 loài tảo Silic ở cửa Cung Hầu (sông Tiền Giang), trong đó các chi chủ đạo thuộc về

Coscinodiscus, Chaetoceros, Pleurosigma, Cyclotella, Nitzschia, Rhizosolenium, Gyrosigma và Biddulphia [7]

Lương Quang Đốc (2007) đã phát hiện 113 loài/dưới loài tảo Silic sống trên nền đáy mềm ở đầm, phá tỉnh Thừa Thiên - Huế [5]

Ở Miền Nam, các công trình nghiên cứu về sự phân bố thành phần loài tảo trong các ao nuôi tôm còn được đề cập trong công trình nghiên cứu của Đỗ Thị Bích Lộc (2002) khi đánh giá sự ô nhiễm ao nuôi tôm Sú qua chỉ

số tảo (phytoplankton) trong các ao tôm tại Cần Giờ (TP HCM), TVN có số loài thấp (14 - 48 loài, tảo Silíc chiếm ưu thế), trong khi mật độ tế bào lại khá cao từ 8103 - 7.720109tb/L Các ao nuôi trên ruộng lúa có mật độ thấp hơn (3,2 - 7,7106tb/L), ưu thế thuộc về các loài 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 trường với mật độ dao động 4.436106 - 17.266106tb/m3 cùng với chỉ

số đa dạng loài rất thấp (< 2) Từ kết quả nghiên cứu của mình, tác giả kết luận rằng thành phần loài TVN trong các ao nuôi thấp, trong khi mật độ tế bào lại cao hơn so với kênh rạch (nơi cấp nước cho ao) Sự phát triển quá mạnh của một số loài đã lấn át sự phát triển của các loài khác, vì thế độ đa dạng loài của TVN trong ao nuôi tôm thấp hơn so với mực nước tự nhiên Với môi trường nước tĩnh và giàu dinh dưỡng là điều kiện tốt cho các loài tảo Lam phát triển mạnh, tạo đỉnh cao về mật độ tế bào trong ao nuôi [24] Nguyễn Văn Hảo (2002) cũng đưa ra một số dữ liệu về TVN trong các ao nuôi tôm ở Tiền Giang, Bến Tre, Cà Mau với thành phần loài dao động 16 -

44 loài (tảo Silíc chiếm ưu thế) và mật độ tế bào đạt từ 0,2 - 6,6 103tb/L Theo ông, thành phần loài và mật độ tảo trong ao qua các đợt khảo sát nghèo nàn, trong các loài đã định danh không có tảo độc Bên cạnh sự nghèo nàn

về thành phần loài và mật độ tảo là sự hiện diện khá phong phú của nhóm

động vật không xương sống Copepoda (ưu thế là Oithona spp) [20] Trong luận án tiến sĩ của Hoàng Thị Bích Mai, với đề tài “ Biến động thành phần

loài và số lượng thực vật nổi trong ao nuôi tôm Sú tại Khánh Hoà”, tác giả

cho biết có 122 thuộc 5 ngành TVN được xác định: ngành Heterokontophyta

có 88 loài (là các loài thuộc lớp Bacillariophyceae), chiếm 72%; ngành Dinophyta có 11 loài, chiếm 9%; ngành Cyanobacteria có 14 loài, chiếm

11,5%; ngành Chlorophyta có 6 loài (5%) và ngành Euglenophyta với 3 loài, chiếm 2,5% Từ kết quả này, tác giả cho rằng thành phần loài thực vật nổi trong ao nuôi tôm ở Khánh Hoà khá phong phú, song diễn biến về sự phát triển của chúng trong các ao còn phụ thuộc vào hình thức nuôi, mức độ tác động của con người [dẫn theo 18]

Hiện nay, các nghiên cứu về tảo được gắn liền với nhiều thiết bị và phương pháp hiện đại, trong đó việc sử dụng kính hiển vi điện tử trong những nghiên cứu sâu về từng nhóm tảo giúp cho việc phân loại chính xác hơn Các phương pháp phân tích ADN được áp dụng với một số nhóm tảo, nhất là với các nhóm có tính độc tố giúp cho việc xây dựng cây phát sinh chủng loại và phát hiện các loài và dưới loài mới cũng như thẩm định lại các loài đã biết Có thể kể đến các công trình của Nguyễn Thị Thu Liên, Lê Như Hậu và Nguyễn Hữu Đại, Đặng Diễm Hồng và cộng sự, Đặng Đình Kim và cộng sự Các ứng dụng về toán học và tin học trong sinh học cũng được sử dụng để đánh giá tác động của các yếu tố môi trường lên tảo [dẫn theo 11]

Bên cạnh những thành tựu nói trên, chắc chắn còn có nhiều cuộc điều tra, khảo sát đã được tiến hành trên quy mô nhỏ hay mang tính địa phương

nhưng chưa được công bố đầy đủ, dù vậy chúng đều có những đóng góp đáng

kể trong việc nghiên cứu về tảo Silic ở nước ta

1.2 Đặc điểm hình thái của tảo Silic

Tảo Silic là đơn bào dạng hạt sống đơn độc hay sống thành tập đoàn dạng palmella, dạng sợi, dạng chuỗi, dạng zíc zắc, dạng băng, dạng sao, dạng các ống nhầy không phân nhánh hay phân nhánh đơn giản hoặc phức tạp dạng cây Kích thước của tế bào từ vài µm đến vài trăm µm Tế bào Tảo silíc có nhân là lưỡng bội Tảo silíc khác biệt với tất cả các ngành tảo khác bởi cấu trúc độc đáo của vách tế bào là gồm hai mảnh cấu thành bởi lớp trong là pectin và lớp ngoài là chất silíc (SiO2 7H2O) Hai mảnh vỏ có cấu trúc như hai nắp của một cái hộp lắp vào với nhau, bên trong chứa tế bào chất Như vậy có một mảnh vỏ lớn và một mảnh vỏ nhỏ hơn Bề mặt của mỗi mảnh vỏ

là mặt vỏ của tế bào Như vậy mỗi tế bào có hai mặt vỏ Mặt bên của mảnh vỏ khi lắp vào với mặt bên của mảnh vỏ thứ hai tạo thành mặt đai của tế bào Nếu mặt vỏ có hình tròn, hình elíp hay hình có hai góc thì mỗi tế bào chỉ có hai mặt đai, còn mặt vỏ có hình nhiều góc thì tương ứng với mỗi cạnh của hình đa giác của mặt vỏ là một mặt đai Những Tảo silíc trên mặt vỏ có các cấu trúc hoa văn là các vách hay sườn ngang hoặc xiên hoặc các chấm xếp thành hang và đối xứng qua trục dọc tế bào theo kiểu lông chim thì thuộc lớp Tảo silíc lông chim Thường các hoa văn nằm hai bên mặt vỏ để lại một dăi ở chính phần trục dọc không có hoa văn gọi là vùng trục Những Tảo silíc có hoa văn là các đường vạch, là các chấm, các vân dạng vảy hay dạng mắt sàng xếp lộn xộn hay xếp theo quy luật nhất định trên bề mặt vỏ thì thuộc lớp Tảo silíc trung tâm

1.2.1 Hình thái vỏ (vách tế bào)

Tảo Silic rất đa dạng về mặt hình thái, có ít nhất 16 kiểu khác nhau: hình que, hình thuyền, hình đĩa, hình chuỗi, sợi, dải, sao [6]

Hình 1.1 Đa dạng tảo Silic nhìn từ mặt vỏ

1,2 - elip nhỏ, 3 - elip to, 4 - đàn ghi ta, 5 - thước kẻ, 6 - kim găm, 7 - hình trứng, 8,9 - dao chích, 10 - hình thoi, 11,13 - nửa dao chích, 12 - nửa vòng cung, 14 - hình chữ S, 15 - hình chữ nhật, 16 - hình u lồi (theo Gollerback, 1977) [6]

- Tập đoàn có thể tách rời: các tế bào được liên kết lại với nhau nhờ cơ chất và trong những điều kiện thích hợp, chúng có thể tách ra những tập đoàn nhỏ hơn

- Tập đoàn không thể tách rời: Các tế bào được liên kết lại với nhau nhờ vách có tẩm Silic hoặc nhờ các gai, sừng để móc với nhau

- Tập đoàn vỏ phân cách: giữa các tế bào liền kề nhau, do có cấu trúc khác nhau nên chúng có thể nối với nhau thông qua mặt vỏ

- Chuỗi: các tế bào nối với nhau liên tiếp tạo thành chuỗi dài nhờ vỏ phân cách, các gai, các lông gai

- Dạng dải: các tế bào nối lại với nhau liên tiếp nhờ các mặt vỏ tiếp xúc hoặc các gai ở viền mép mặt vỏ

- Dạng chuỗi bậc chồng nhau: các tế bào liền nhau nối với nhau bằng cách một phần của tế bào này gối lên một phần của tế bào kia

- Dạng chữ chi (zigzag) hay hình sao: đầu mút của mỗi tế bào dính lại với nhau theo kiểu zigzag hay hình sao nhờ các tấm chất nhầy

1.2.2 Cấu trúc vỏ tảo

Tảo Silic có cấu tạo gồm hai mảnh vỏ lồng vào nhau tương tự như hộp đĩa petri, nên khi quan sát tảo có thể thấy mặt đai (nhìn ngang) hoặc một vỏ (nhìn từ trên xuống)

Hình 1.2 Cấu tạo vỏ tảo Silic

a Nhìn thẳng, b Nhìn nghiêng: 1 Mảnh vỏ ngoài;

2 Mảnh vỏ trong; 3 Đường rãnh; 4 U lồi

(Nguồn: Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam - www.botanyvn.com)

Ngoài các đặc điểm về hình dạng, kích thước (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) của tế bào tảo thì các cấu trúc và vi cấu trúc lỗ trên bề mặt của vỏ tảo như hình dạng, số lượng, cách sắp xếp của chúng cũng phải được quan sát

để căn cứ vào đó mà định danh

- Tảo Silic trung tâm: hình dạng, số lượng, cách sắp xếp dải lỗ vân (đơn

lẻ hay thành nhóm) từ trung tâm đến viền mép của mặt vỏ; bề mặt vỏ (lồi, lõm, phẳng, hình nón hay gợn sóng); số lượng, hình dạng các u lồi, lông gai, gai, mấu, chúng sắp xếp ở trung tâm hay viền mép mặt vỏ

- Tảo Silic lông chim không rãnh: thường có dạng hình que, kích thước rất nhỏ, đa số sống bám Những đặc điểm cần chú ý: hình dạng, cách liên kết các tế bào, có hay không có rãnh giả, số lượng các dải vân, sự sắp xếp các dải vân, các dải trơn chạy dọc theo mặt vỏ, đặc điểm phân bố các dải vân ở trung tâm với vùng đầu của mặt vỏ

- Tảo Silic lông chim có rãnh: rãnh hay khe có phía ngoài rộng và hẹp ở giữa, chia mặt vỏ thành hai phần bằng nhau hoặc có thể lệch sang bên, rãnh

có một u lồi ở trung tâm và kết thúc bởi 2 u lồi ở cực tế bào

Ngoài ra, trong thực tế khi định danh còn phải sử dụng một số các đặc điểm khác như: gần phía đầu mặt vỏ và hai bên mép mặt vỏ thắt lại rồi mở rộng ra tạo thành hình đầu; đoạn kết thúc của rãnh ở trung tâm hoặc đầu mặt

vỏ có hình dạng như thế nào; quanh vùng trục có hay không có cấu trúc dạng hạt; cấu trúc trơn dạng chữ H trên bề mặt vỏ; rãnh lệch tâm hay không lệch tâm Ở nhiều loài tảo Silic trung tâm chỉ có thể định danh qua hình dạng và cấu trúc của mặt đai; một số loài tảo Silic lông chim có cấu trúc vỏ khác nhau: một vỏ có rãnh (thường là nắp dưới) và một vỏ không có rãnh

1.3 Vai trò và ứng dụng của tảo trong nuôi trồng thủy sản

Vi tảo là sinh vật sản xuất của mọi hệ sinh thái thủy vực, cung cấp chất hữu cơ và dưỡng khí cho các sinh vật khác sống trong nước Đại dương và biển chiếm 71% diện tích trái đất, nhiều tác giả cho rằng hàng năm tảo sống trong đó đã tạo nên 19 - 53 tỉ tấn chất hữu cơ thậm chí một số tác giả người Mỹ còn đưa ra con số 70 - 280 tỉ tấn/năm Trong nghề nuôi cá thực vật nổi đóng vai trò then chốt, đúng như Gollerbakh M.M nhà nghiên cứu về tảo lớn của thế giới đã từng nói “không có thực vật nổi thì không có nghề cá” [dẫn theo 18].

Thực vật phù du tạo nên cơ sở cho chuỗi thức ăn trong môi trường biển Do đó có lẽ không lấy gì làm ngạc nhiên khi thấy rằng các vi tảo là

nguồn thức ăn không thể thiếu trong nuôi thương phẩm nhiều đối tượng, bao gồm tất cả các giai đoạn sinh trưởng của nhuyễn thể hai mảnh vỏ, các giai đoạn ấu trùng của một số loài giáp xác và giai đoạn sinh trưởng rất sớm của một số loài cá Ngoài ra tảo còn được dùng để sản xuất khối lượng lớn các động vật phù du (luân trùng, động vật chân chèo, Artemia) và các động vật này sẽ được dùng làm thức ăn cho các giai đoạn ấu trùng và ấu thể ban đầu của các loài giáp xác và cá [3].

Trên thế giới, năm 1910 Allen G.O và Nelson E.M đã sử dụng tảo Silic làm nguồn thức ăn cho một số động vật không xương sống Năm 1939

Bruce D đã phân lập và nuôi 2 loài tảo đơn bào (Isochrysis galbana và

Pyramimonas grosii) để nuôi ấu trùng hàu Ở Nhật Bản việc nuôi tảo silíc Skeletonema costatum và Chaetoceros sp làm thức ăn cho ấu trùng tôm là

điều kiện tiên quyết sự thành bại của nghề nuôi tôm Hiện nay, việc nuôi tảo theo quy mô công nghiệp để phục vụ cho nuôi trồng thủy sản đã rất phổ biến và đang phát triển thành công nghệ ở nhiều nước như: Ostrâylia, Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Singapo, Malaysia, Philippin… [18].

Ở Việt Nam, các nhà khoa học Việt Nam đã thử nghiệm đưa Spirulina

vào thức ăn của cá mè trắng, mè hoa, trắm cỏ, rô phi với tỉ lệ 5% đã làm tăng tỉ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của cá [14] Từ năm 1980 đến nay nhiều địa phương đã tiến hành nuôi trồng vi tảo để làm thức ăn cho các cơ

sở nuôi trồng thủy sản, đặc biệt ở Quảng Ninh, Đà nẵng, Bình Định, Khánh Hòa… [18].

1.4 Vài nét về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Lộc Hà - Hà Tĩnh

Huyện Lộc Hà nằm về phía Bắc của tỉnh Hà Tĩnh Phía Bắc giáp huyện Nghi Xuân, phía Nam giáp huyện Thạch Hà và thành phố Hà Tĩnh, phía Đông giáp biển Đông, phía Tây giáp huyện Can Lộc

Huyện Lộc Hà có tổng diện tích tự nhiên 11.830,85 km2, dân số có 86.213 người, (năm 2007, khi mới thành lập huyện)

Địa hình địa mạo: Địa hình huyện Lộc Hà tương đối bằng phẳng, thấp dần về phía biển

Về khí hậu: Thời tiết chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa khô từ tháng 11 -

4 và mùa mưa từ tháng 5 - 10

Nhiệt độ trung bình hàng năm 23,8oC, tháng nóng nhất là tháng 8, nhiệt độ trung bình có thể lên tới 37 - 39,7oC Các tháng mùa đông nhiệt độ trung bình 21,3oC, tháng lạnh nhất là tháng 12, tháng 1 với nhiệt độ có thể xuống đến 8 - 10o

C

Độ ẩm tương đối trung bình hàng năm là 84,5%, trong đó mùa mưa thường dao động trong khoảng: 80 - 90%, còn mùa khô: 50 - 70%

Hà Tĩnh là vùng có lượng mưa trung bình hàng năm 2.363mm, cao nhất

là 2.725mm, khoảng 90% lượng mưa tập trung vào các tháng 7, 8, 9, 10 Tổng lượng mưa trong ngày là 169 ngày Vì thế mà Lộc Hà là huyện có lượng mưa nằm trong phạm vi đó

Tổng thời gian chiếu sáng trung bình tại Lộc Hà là 1.657 - 1.858giờ/năm Độ bức xạ cực đại: 1.838 - 1.851kcal/năm Do độ dài ngày và

độ cao mặt trời lớn nên tổng lượng bức xạ của khu vực cao tạo điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là một số chỉ tiêu thủy lý, thủy hóa và thành phần loài tảo Silic ở sông Hộ Độ, huyện Lộc Hà - Hà Tĩnh

2.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Chúng tôi chọn một số điểm trên sông Hộ Độ huyện Lộc Hà

Mẫu được thu tại 3 mặt cắt, mỗi mặt cắt thu 3 điểm: bờ trái (1), giữa dòng (2) và bờ phải (3) Mặt cắt I: tại cầu Hộ Độ; mặt cắt II: tại Cói Ghè; mặt cắt III: Thạch Đỉnh

Hình 2.1 Sơ đồ các điểm thu mẫu

2.2.2 Thời gian nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu tài liệu:

Từ tháng 12 năm 2014 đến tháng 10 năm 2015

Thời gian thu mẫu: Chia làm 3 đợt

Đợt 1: Tháng 12 năm 2014: thời gian mùa Đông

Đợt 2: Tháng 4 năm 2015: thời gian cuối mùa Xuân đầu mùa Hè

Đợt 3: Tháng 8 năm 2015: thời gian mùa Thu

2.3 Nội dung nghiên cứu

Phân tích một số chỉ tiêu thủy lý - thủy hóa tại địa bàn nghiên cứu Điều tra thành phần loài tảo silic cũng như số lượng của chúng ở sông Hộ Độ

Đề tài được tiến hành từ tháng 12 năm 2014 đến tháng 9 năm 2015 tại phòng thí nghiệm Bộ môn Thực vật, TTTNTH - Trường Đại học Vinh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu mẫu nước

Mẫu nước được thu vào chai Thạch Bích 1,25 lít, bảo quản ở 40

C và phân tích trong vòng 24 giờ Mẫu nước dùng để phân tích chỉ tiêu oxy hòa tan (DO) được thu riêng và cố định ngay trong lọ thủy tinh nút mài 125 ml

2.4.2 Phương pháp thu mẫu tảo silic

Mẫu tảo được thu bằng lưới vớt thực vật nổi N075, vợt qua vợt lại trên tầng mặt nhiều lần để thu mẫu định tính Lấy 10 lít nước lọc qua lưới nêu trên để lấy 50 ml làm mẫu định lượng Các mẫu tảo được cố định bằng formol 4% (gồm 27 mẫu định tính và 27 mẫu định lượng, tất cả đều được ghi nhãn đầy đủ)

2.4.3 Phương pháp phân tích mẫu nước

- Nhiệt độ, pH được đo tại chỗ bằng máy đo Watertest

- Độ trong đo bằng đĩa Secchi

- Độ mặn được đo tại chỗ bằng máy đo độ mặn ATAGO

- Xác định hàm lượng Oxi hòa tan (DO) bằng phương pháp Winkler

- Xác định độ Oxi hóa học (COD) bằng phương pháp Kalipemanganat

- Phương pháp so màu được thực hiện trên máy quang phổ tử ngoại

2.4.4 Phương pháp định loại tảo silic

Mẫu định tính được xử lý bằng phương pháp đốt trên bếp điện 6 -7 giờ, sau đó cố định bằng Baume Canada và quan sát dưới kính hiển vi quang học

có độ phóng đại 400 - 1000 lần, đo kích thước, vẽ hình chi tiết, lập bản mô tả

và chụp ảnh hiển vi

Để định loại các loài tảo silic, chúng tôi đã sử dụng các tài liệu:

+ Khóa định loại tảo silic của Zabelina M.M và cộng sự (1951)

+ “Phân loại tảo Silic phù du biển Việt Nam” của Trương Ngọc An

(1993) [1]

+ “Tảo và Địa y” của Gollerbakh M.M (chủ biên) (1977) [25]

Danh mục loài được sắp xếp theo hệ thống phân loại Gollerbakh M.M (1977) [25]

2.4.5 Phương pháp định lượng tảo silic

- Xác định mức độ gặp theo quy ước (10 tiêu bản đối với mỗi mẫu thu) Nếu một loài xuất hiện:

+ ở 7 - 10 tiêu bản tức là từ 70 - 100%, gặp nhiều: +++

+ ở 4 - 6 tiêu bản tức là từ 40 - 60%, gặp trung bình: ++

+ ở 1 - 3 tiêu bản tức là dưới 40%, gặp ít: +

- Xác định số lượng tế bào tảo silic: bằng cách đếm trên buồng đếm Goriaev Gọi m là số tế bào có trong 25 ô lớn của buồng đếm Do thể tích buồng đếm là 10-4

cm3 (ml) nên số lượng tế bào có trong 1 ml là (m.104), tức

là trong 1 lít nước có m.104

.103 = m.107 (tế bào/ lít) Khi thu mẫu ta lọc 10 lít nước lấy 50 ml, nghĩa là đã cô đặc thể tích 200 lần (2.102) Vậy số lượng tế bào tảo silic có trong 1 lít nước mẫu thực tế là:

x = 2

7

10 2

10

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Bảng 3.1 Nhiệt độ môi trường ở các địa điểm nghiên cứu, đợt I

Bảng 3.3 Nhiệt độ môi trường ở các địa điểm nghiên cứu, đợt III

3.1.1.2 Độ trong

Độ trong của nước thể hiện khả năng xâm thực của ánh sáng trong nước, nước càng trong, ánh sáng truyền xuống càng sâu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quang hợp của thủy sinh vật nói chung, vi tảo nói riêng và ngược lại Độ trong của nước chịu ảnh hưởng của các chất cặn lơ lửng trong nước, thủy sinh vật… Do đó, độ trong là một yếu tố rất quan trọng đối với sự phân bố theo chiều thẳng đứng và biến đổi theo mùa

Độ trong trung bình ở các điểm nghiên cứu qua 3 đợt thu mẫu được trình bày ở bảng 3.4 và biểu đồ 3.1

Bảng 3.4 Độ trong trung bình ở các địa điểm nghiên cứu

Bờ trái (1) Giữa dòng (2) Bờ phải (3)

(Ghi chú này dùng cho tất cả các biểu đồ trong luận văn)

Kết quả ghi nhận ở bảng 3.4 và biểu đồ 3.1 cho thấy, độ trong ở các điểm thu mẫu nước khá tốt cho sự phát triển của các loài vi tảo, dao động từ

44 cm đến 73 cm, ở đợt 1 giảm nhiều ở lần thu mẫu ở đợt 2 trong các điểm thu mẫu Nguyên nhân là do đợt 1, mùa mưa nên làm cho nước có nhiều chất

lơ lững dấn đến độ trong giảm Còn đợt 2, đây là giai đoạn cuối mùa Xuân đầu mùa Hè, ít mưa cho nên các chất lơ lững ít dẫn đến độ trong tăng Độ trong trung bình giữa hai đợt là lần thứ ba thu mẫu, dao dộng từ 50 - 54 cm

3.1.1.3 Độ mặn

Độ mặn là một trong yếu tố quan trọng quyết định sự phân bố và phát triển của vi tảo, đặc biệt là các loài tảo silic Tại từng mặt cắt độ mặn thay đổi không đáng kể giữa 3 đợt thu mẫu, nhưng độ mặn tăng dần từ mặt cắt 1 đến mặt cắt 3( từ 2,3‰ đến 14‰)

Độ mặn trung bình ở các địa điểm nghiên cứu qua 3 đợt thu mẫu được trình bày ở bảng 3.5 và biểu đồ 3.2

Bảng 3.5 Độ mặn trung bình ở các địa điểm nghiên cứu