Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến sản xuất tôm sú giống sạch bệnh

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 06/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN SẢN XUẤT TÔM SÚ GIỐNG SẠCH BỆNH” Mã số KC.06.06/06-10 Cơ quan chủ trì : Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản 1 Chủ nhiệm đề tài: TS. Lê Thanh Lựu Bắc Ninh, tháng 12 năm 2010 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... iii DANH MỤC BẢNG................................................................................................ iv DANH MỤC HÌNH................................................................................................ vii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NGOÀI NƯỚC.........................................................................................................................6 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới...................................................................6 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước...................................................................18 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................21 2.1 Cách tiếp cận và các khái niệm........................................................................21 2.2 Phương pháp nghiên cứu, thí nghiệm ............................................................26 2.2.1 Địa điểm nghiên cứu thí nghiệm ..............................................................26 2.2.2 Vật liệu thí nghiệm ...................................................................................30 2.2.3 Các phương án thí nghiệm........................................................................31 2.3. Phân tích số liệu và thống kê...........................................................................42 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................42 3.1. Quy hoạch mặt bằng trại giống đáp ứng tiêu chuẩn an toàn sinh học và hệ thống thiết bị để sản xuất tôm giống sạch bệnh ..................................................42 3.1.1. Các giải pháp quy hoạch mặt bằng đảm bảo an toàn sinh học cho một trại giống ..................................................................................................................42 3.1.2. Quy hoạch mặt bằng trại sản xuất tôm giống ..........................................46 3.1.3. Thiết kế hệ thống tuần hoàn đáp ứng tiêu chí an toàn sinh học cho trại giống ..................................................................................................................55 3.1.4. Các dụng cụ trang thiết bị khác của trại tôm giống đảm bảo an toàn sinh học......................................................................................................................61 3.2. So sánh chất lượng tôm bố mẹ nuôi vỗ trong các hệ thống khác nhau.......65 3.2.1. Quy cỡ tôm bố mẹ ...................................................................................66 3.2.2. Các chỉ tiêu thời gian liên quan tới các thời điểm đẻ trứng.....................69 3.2.3. Các chỉ tiêu sinh học................................................................................81 i 3.2.4. Các chỉ tiêu môi trường của bể nuôi vỗ và hiện trạng bệnh của tôm bố mẹ ...........................................................................................................................94 3.3. Chất lượng ấu trùng tôm được sản xuất theo hai phương thức truyền thống và án toàn sinh học .......................................................................................97 3.3.1. Các chỉ số sinh học của giai đoạn ương thí nghiệm từ ấu trùng thành hậu ấu trùng PL12.....................................................................................................99 3.3.2 Ương ấu trùng qui mô vừa......................................................................109 3.3.3. Các chỉ tiêu môi trường của bể ương và hiện trạng bệnh của ấu trùng và hậu ấu trùng .....................................................................................................120 3.4. Kết quả nuôi thương phẩm từ tôm giống thu bằng hai phương thức sản xuất .........................................................................................................................135 3.4.1. Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường.................................................136 3.4.2. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu sinh học ..................................................143 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................155 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................159 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DNA Deoxyribonucleic acid (Axit nhân tế bào trong nhiễm sắc thể) HPV Hepatopancreatic Parvovirus (Parvovirus gây bệnh ở gan tụy) HT Hệ thống IHHNV Infectious Hypodermal and Hematopoietic Necrosis Virus (Virus gây bệnh hoại tử cơ dưới vỏ và cơ quan tạo máu) LSNV Monodon slow growth syndrome and Laem-Singh virus (Hội chứng chậm lớn ở tôm sú và virus Laem-Singh) MBV Penaeus monodon-type Baculovirus (Virus gây bệnh còi) N2 Naupli 2 (Ấu trùng giai đoạn 2) neg Negative (Âm tính) NT Nghiệm thức PCR Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi trùng hợp hoặc phản ứng khuếch đại gen) PL Post larvae (Hậu ấu trùng) pos Positive (Dương tính) RNA Ribonucleic acid (Axit nhân tế bào trong ty thể) SMP-DNA Slow Migrating Peak - DNA SMP-RNA Slow Migrating Peak - RNA TSV Taura Syndrome Virus (Virus gây bệnh như triệu chứng Taura) WSSV White Spot Syndrome Virus (Virus gây bệnh đốm trắng) YHV/GAV Yellow Head Virus / Gill Associated Virus (Virus gây bệnh đầu vàng) iii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Chiều dài và trọng lượng tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ .................... 67 Bảng 3.2. Chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ.......................................................................................................... 68 Bảng 3.3. Sơ đồ tóm tắt các kiểu quá trình kích thích tôm mẹ sinh sản trong trại sản xuất giống.................................................................................................................. 70 Bảng 3.4. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản lần cuối xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ....................................................................................................................... 71 Bảng 3.5. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản lần cuối................................. 72 xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ..................................................... 72 Bảng 3.6. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ ................................................................................... 74 Bảng 3.7. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ..................................................... 75 Bảng 3.8. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên xếp theo kiểu kích thích sinh sản tôm mẹ ................................................................. 75 Bảng 3.9. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên................................. 76 xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ ................................................................................... 76 Bảng 3.10. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên............................... 77 xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ..................................................... 77 Bảng 3.11. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên............................... 77 xếp theo kiểu kích thích sinh sản .............................................................................. 77 Bảng 3.12. Thời gian từ lúc nhập cắt mắt đến lần sinh sản ...................................... 78 đầu tiên xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ ..................................................................... 78 Bảng 3.13. Thời gian từ lúc cắt mắt đến lần sinh sản đầu tiên ................................. 79 xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ..................................................... 79 Bảng 3.14. Thời gian từ lúc cắt mắt đến lần sinh sản đầu tiên xếp theo kiểu kích thích sinh sản .............................................................................. 79 Bảng 3.15. Thời gian trung bình giữa hai lần đẻ ...................................................... 80 xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ (ngày) ................................................................. 80 Bảng 3.16. Thời gian trung bình giữa hai lần đẻ ...................................................... 81 xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ..................................................... 81 Bảng 3.17. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo...................................................... 82 iv các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ .............................................................................. 82 Bảng 3.18. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo...................................................... 82 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ ................................................................... 82 Bảng 3.19. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo kiểu kích thích sinh sản............... 83 Bảng 3.20. Sức sinh sản tương đối tối đa của một lần đẻ trứng ............................... 85 (trứng g-1) xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ .................................................... 85 Bảng 3.21. Sức sinh sản tương đối tối đa của một lần đẻ trứng ............................... 85 (trứng g-1) xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ ................................... 85 Bảng 3.22. Tỉ lệ thụ tinh (%) xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ ................ 87 Bảng 3.23. Tỉ lệ thụ tinh (%) xếp theo 3 yếu tố trong thí nghiệm nuôi vỗ ............... 88 Bảng 3.24. Tỉ lệ nở của trứng (%) xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ ........ 89 Bảng 3.25. Tỉ lệ nở của trứng (%) xếp theo 3........................................................... 89 yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ ................................................................................ 89 Bảng 3.26. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong dung dịch formalin 150 mL m-3 xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ............................. 91 Bảng 3.27. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong dung dịch formalin 150 mL m-3 xếp theo 3 yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ .............................................................. 92 Bảng 3.28. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong nước biển .............................. 93 pha loãng 10 g L-1 xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ ................................. 93 Bảng 3.29. Thời gian (phút) sống trung bình của ấu trùng trong nước biển ............ 93 pha loãng 10 g L-1 xếp theo 3 yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ ............................... 93 Bảng 3.30. Môi trường của thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ trong hai hệ thống nuôi ... 94 Bảng 3.31. Số lượng ấu trùng (N) và hậu ấu trùng (PL12) thu được trong quá trình sản xuất qui mô vừa (đơn vị: vạn con).................................................................... 110 Bảng 3.32. Tỉ lệ sống xếp theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng ................................ 111 Bảng 3.33. Chiều dài (mm) của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng ............ 116 Bảng 3.34.Trọng lượng (mg) của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng........... 117 Bảng 3.35. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng................... 118 Bảng 3.36. Kết quả sản xuất giống ứng dụng hệ thống an toàn sinh học ............... 119 Bảng 3.37. Các yếu tố môi trường của thí nghiệm ương ấu trùng trong hai hệ thống ương......................................................................................................................... 120 Bảng 3.38. Các yếu tố môi trường của thử nghiệm ương ấu trùng trong hai hệ thống ương......................................................................................................................... 123 v Bảng 3.39. Kết quả kiểm định PCR các bệnh virus trong hậu ấu trùng PL12........ 129 Bảng 3.40. Kết quả kiểm định PCR về bệnh gây ra do IHHNV với các đoạn mồi khác ......................................................................................................................... 132 Bảng 3.41. Kết quả quan sát mô học của hậu ấu trùng (PL12)............................. 134 Bảng 3.42. Các kết quả chỉ tiêu sinh học ao nuôi. .................................................. 143 Bảng 3.43. Tăng trưởng về khối lượng trung bình của hai nghiệm thức (gam) .... 145 Bảng 3.44. Tăng trưởng tuyệt đối ngày về trọng lượng (g/ngày) ........................... 147 Bảng 3.45. Tăng trưởng chiều dài thân toàn phần ở hai nghiệm thức (cm). .......... 147 Bảng 3.46. Tăng trưởng tuyệt đối ngày về chiều dài thân toàn phần(mm/ngày).... 149 Bảng 3.47. Kết quả phân tích sinh hóa tôm sú thịt của nhóm thí nghiệm và đối chứng....................................................................................................................... 150 Bảng 3.48. Các chỉ tiêu kinh tế của hai nhóm ao nuôi thí nghiệm và đối chứng .. 153 vi DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Sơ đồ hệ tuần hoàn do nhóm tác giả đề xuất............................................ 56 Hình 3.2. Biểu đồ phân bố chiều dài tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ................... 67 Hình 3.3. Biểu đồ phân bố trọng lượng tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ .............. 68 Hình 3.4. Tương quan giữa chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ. ............. 68 Hình 3.5. Chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ.......................................................................................................... 69 Hình 3.6. Tương quan giữa thời gian Nhập trại – Đẻ cuối và số lần đẻ. .................. 73 Hình 3.7. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và Thức ăn ................................... 73 đối với chỉ tiêu thời gian Nhập trại – Đẻ cuối........................................................... 73 Hình 3.8. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và thức ăn đối với chỉ tiêu Số lần sinh sản của tôm mẹ. ................................................................................................. 84 Hình 3.9. Tưong quan giữa trọng lượng tôm mẹ và sức sinh sản tương đối. ........... 86 Hình 3.10. Tưong quan giữa chiều dài tôm mẹ và sức sinh sản tương đối............... 86 Hình 3.11. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và Thức ăn đối ........................... 88 với chỉ tiêu Tỉ lệ thụ tinh của trứng mới đẻ............................................................... 88 Hình 3.12. Tương quan giữa tỉ lệ thụ tinh và tỉ lệ nở................................................ 90 Hình 3.13. Biến động mức độ TAN qua các ngày thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ ....... 95 Hình 3.14. Biến động mức độ nitrat qua các ngày thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ ....... 96 Hình 3.15. Tỉ lệ sống (%) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng...... 100 Hình 3.16. Tỉ lệ sống (%) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu Trung ........... 101 Hình 3.17. Tương quan giữ chiều dài (mm) và trọng lượng (mg) của ấu trùng PL12 trong thí nghiệm ương ấu trùng ................................................ 102 Hình 3.18. Chiều dài (mm) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu Trung .. 103 Hình 3.19 Chiều dài (mm) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng. .......... 103 Hình 3.20 Trọng lượng (mg) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng. 104 Hình 3.21. Lượng (mg) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng................ 105 Hình 3.22. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng......... 106 Hình 3.23. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng ............... 107 Hình 3.24. Tương quan giữa tỉ lệ sống và chiều dài cơ/ruột của PL12 .................. 107 trong thí nghiệm ương ấu Trung ............................................................................. 107 Hình 3.25. Tương quan giữa tỉ lệ sống với chiều dài và trọng lượng của PL12.... 108 vii trong thí nghiệm ương ấu trùng............................................................................... 108 Hình 3.26. Tương quan giữa tỉ lệ cơ ruột với chiều dài trọng lượng ...................... 109 của PL12 trong thí nghiệm ương ấu trùng. ............................................................. 109 Hình 3.27. Tỉ lệ sống của PL12 theo 4 nhóm mật độ thả ban đầu.......................... 112 Hình 3.28. Tương quan giữa mật độ ấu trùng thả ban đầu (con L-1) và tỉ lệ sống (%) của PL12 trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa....................... 113 Hình 3.29. Tương quan giữa chiều dài (mm) và trọng lượng của PL12 trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa .......................................................... 114 Hình 3.30. Tương quan giữa tỉ lệ cơ ruột với chiều dài (mm) và trọng lượng của PL12 trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa................................................. 115 Hình 3.31. Biến động hàm lượng TAN qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu trùng121 Hình 3.32. Biến động hàm lượng nitrit qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu trùng122 Hình 3.33. Biến động hàm lượng nitrat qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu trùng ........................................................................................................................ 122 Hình 3.34. Biến động hàm lượng TAN qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu trùng ........................................................................................................................ 125 Hình 3.35. Biến động hàm lượng nitrit qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu trùng. ....................................................................................................................... 125 Hình 3.36. Biến động hàm lượng nitrat qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu trùng. ....................................................................................................................... 126 Hình 3.37. Kết quả đo nhiệt độ của mô hình nuôi thí nghiệm.............................. 137 Hình 3.38. Kết quả quản lý Oxy hòa tan của mô hình nuôi thí nghiệm ................. 138 Hình 3.39. Kết quả quản lý độ trong của mô hình nuôi thí nghiệm........................ 139 Hình 3.40. Kết quả quản lý pH của mô hình nuôi thí nghiệm ................................ 140 Hình 3.41. Kết quả quản lý NH3 của mô hình nuôi thí nghiệm .............................. 141 Hình 3.42. Kết quả quản lý độ mặn của mô hình nuôi thí nghiệm ........................ 142 Hình 3.43. Kết quả quản lý độ kiềm của mô hình nuôi thí nghiệm ........................ 143 Hình 3.44. Tỷ lệ sống của tôm nuôi qua các tháng................................................. 144 Hình 3.45. Tốc độ tăng khối lượng của tôm trong thời gian nuôi .......................... 146 Hình 3.46. Đồ thị biễu diễn tăng trưởng chiều dài thân toàn phần tôm nuôi......... 148 viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Nhìn tổng quan lịch sử phát triển của ngành nuôi tôm chúng ta luôn thấy có hai đối tượng quan trọng là: tôm sú bắt đầu từ các nước châu Á, ngay đầu những năm của thập niên 80, và tôm he Nam Mỹ, từ những năm giữa thập niên 80. Hiện nay là tôm he chân trắng Nam Mỹ chiếm tỷ trọng 80% và tôm sú 20%, mặc dầu trước đó chưa lâu (8-9 năm) tỷ lệ này là 60:40 và giữa những năm của thập niên 90 thì tỷ lệ đó là 25:75. Tôm he Nam Mỹ đã được du nhập vào các nước châu Á một cách ồ ạt để thay thế tôm sú, là đối tượng hay bị mắc phải một số dịch bệnh nguy hiểm. Sản lượng tôm he Nam Mỹ của Trung Quốc, Thái Lan, Indonexia đã vượt trên 1,5 triệu tấn… Các chuyên gia cho rằng sở dĩ tôm he chân trắng được giới thiệu rộng rãi ở các nước trên thế giới, một phần nhờ công nghệ gia hoá thành công cũng như một đàn lớn tôm bố mẹ được lọc sạch một số bệnh nguy hiểm (SPF). Cùng lúc, sản lượng tôm sú (có nguồn gốc chủ yếu từ châu Á) lại liên tục giảm, mặc dầu hơn 20 năm qua, kinh nghiệm, kết quả nuôi tôm sú của các nước châu Á đã thu được nhiều thành công đáng kể, giá cả luôn cao hơn và được nhiều thị trường yêu chuộng hơn . Sự giảm sút sản lượng cũng như việc các nước châu Á từ bỏ đối tượng bản địa quan trọng này, theo các chuyên gia, là do chưa gia hoá và kiểm soát được dịch bệnh, nên không đảm bảo chất lượng tốt của con giống và đạt mức độ an toàn cao cho người nuôi trồng. Trong lịch sử phát triển tôm sú, có ba quốc gia và vùng lãnh thổ như Đài loan, Trung Quốc, Thái Lan đã từng đạt đỉnh cao của công nghệ nuôi tôm sú, sản lượng cao nhất nhưng cuối cùng cũng bị đổ vỡ và chuyển sang nuôi tôm chân trắng. Ở Việt Nam trong những năm đầu của thập niên trước (khoảng 19911993) dịch bệnh cũng đã bùng phát và gây những mất mát nghiêm trọng cho ngành nuôi tôm. Kết quả là những vùng nuôi ở đồng bằng sông Mê Kông đã 1 bị tổn hại, mất mát đáng kể. Từ đó tới nay, tuy chưa có dịch bệnh nào mang tính rộng khắp, sức tàn phá của chúng chưa đến mức làm đổ vỡ cả ngành công nghiệp nuôi tôm, nhưng hàng năm khoảng 15-25% diện tích nuôi thả trong phạm vi cả nước thường bị lây nhiễm dịch bệnh và bị tổn thất. Khá nghiêm trọng là tình hình nuôi ở các tỉnh miền Trung, trong 4-5 năm trở lại đây, khoảng trên 50% diện tích ao đầm đã bị bỏ hoang hoá vì tình trạng dịch bệnh tràn lan. Nghề nuôi tôm ở Việt Nam tới nay vẫn tồn tại vì phần lớn diện tích nuôi tôm của Việt Nam vẫn đang ở dạng quảng canh, quảng canh cải tiến cho nên sự mất mát rủi ro đâu đó có thể xẩy ra, nhưng chưa gây thành đại dịch. Tuy nhiên, xu thế thâm canh, vẫn đang là một xu thế không thể cản nổi. Đồng hành với xu thế này là những rủi ro có thể xảy ra chủ yếu là vì dịch bệnh, chất lượng tôm giống kém, môi trường bị ô nhiễm. Trong trường hợp như vậy lịch sử ngành nuôi tôm sú của Việt Nam sẽ lặp lại giống như ba cường quốc trên. Vì vậy, việc tạo ra con giống có chất lượng tốt, tốc độ phát triển nhanh cung cấp cho sản xuất để có thể giảm đáng kể các rủi ro dịch bệnh là một việc vô cùng cấp bách. Hiện nay, với sự hợp tác chặt chẽ của Viện 1 và MOANA, đàn tôm bố mẹ hậu bị sạch bệnh đã sẵn sàng cho các thí nghiệm tiếp theo để tìm ra quy trình sản xuất tôm sú hậu ấu trùng PL sạch bệnh, khoẻ mạnh. Mục tiêu của đề tài Có được công nghệ sản xuất tôm sú giống sạch bệnh (SPF) đạt tiêu chuẩn quốc tế để phổ biến, áp dụng . Mục tiêu cụ thể: Làm chủ giải pháp công nghệ để tạo được tôm sú giống sạch bệnh. Phối hợp với các doanh nghiệp sản xuất được lượng lớn SPF PL cung cấp cho nuôi thương phẩm. 2 Nội dung chính của đề tài Nội dung 1. Đánh giá hiệu quả của giải pháp công nghệ “an toàn sinh học” trong quá trình sản xuất ấu trùng tôm (nauplii) và sản xuất hậu ấu trùng tôm (PL) sạch bệnh. Nội dung 2. Đánh giá chất lượng ấu trùng và hậu ấu trùng (PL) qua các chỉ số sinh học (tỷ lệ sống, tăng trưởng, năng suất) tần suất xuất hiện một số bệnh nguy hiểm (PCR để xác định sự hiện diện của một số bệnh virus, bệnh vi khuẩn, ký sinh trùng, nấm..) của ấu trùng, hậu ấu trùng và tôm nuôi thương phẩm. Nội dung 3. Lập quy trình sản xuất tôm sú giống sạch bệnh. Ý nghĩa kinh tế xã hội của đề tài Hiệu quả kinh tế-xã hội Dự án chắc chắn sẽ mang lại lợi ích lớn cho sản xuất trong đó có lợi ích kinh tế xã hội cho cộng đồng những người nuôi tôm thương phẩm bởi các bằng chứng và các chỉ số sau: • Hàng năm khoảng 15-25% diện tích nuôi tôm thương phẩm bị thiệt hại hoàn toàn do tôm bị bệnh, mà nguyên nhân chủ yếu là tôm sú giống chất lượng kém, bị nhiễm bệnh ngay từ đầu. Thiệt hại kinh tế của người nuôi thương phẩm là các chi phí cho cải tạo ao, cho mua giống, cho thức ăn trong vòng 30-60 ngày. Nếu tính giá thành sản xuất 1 kg tôm sú thịt giao động khoảng 60.000-75.000 đ/kg, năng suất trung bình 3 tấn/ha thì đầu tư tổng cộng sẽ là 180-225 triệu/vụ. Nếu tôm bị chết thì mức độ thiệt hại tính sơ bộ sẽ là 25-30% hoặc tương đương 60-70 triệu đồng. Nếu có được tôm sú sạch bệnh, mức độ rủi ro sẽ giảm xuống đáng kể, vì một tỷ lệ lớn diện tích mà trước đây bị nhiễm bệnh do tôm giống, khi sử dụng tôm sạch bệnh 3 thì sẽ được sử dụng có hiệu quả (không thể hoàn toàn loại bỏ vì có thể tôm vẫn bị bệnh do nhóm giáp xác tự nhiên gây ra). • Xã hội sẽ giảm bớt đầu tư cho sản xuất giống (khoảng 20-25%) từ đó sẽ giảm đầu tư hạ tầng, đầu tư chi phí hoạt động, đầu tư năng lượng, mà vẫn đảm bảo được sản lượng tôm cần thiết. • Hiệu quả đầu tư của người sản xuất giống cao hơn, ổn định hơn (do tôm sạch bệnh nên không bị kiểm dịch bắt tiêu huỷ, không mất chi phí mua tôm bố mẹ bị bệnh, các chi phí thức ăn, điện không bị lãng phí), và người nuôi cũng có thể tính toán hiệu quả. • Giảm bớt lãng phí trong sử dụng nguồn lợi như nước, thức ăn, mặt đất, năng lượng, hoá chất, tài chính… vì có giống tốt, sản xuất giống, nuôi có hiệu quả hơn, không bị lãng phí do mất mát vì dịch bệnh trong hai tháng đầu. • Cộng đồng sản xuất giống và nuôi thương phẩm tự tin hơn về công nghệ, tin tưởng lẫn nhau vì nhà sản xuất giống đảm bảo chất lượng cho người nuôi. • Sản phẩm tạo ra có nguồn gốc rõ ràng, giúp cho việc thương mại thuận tiện, đặc biệt là tôm thương phẩm khi có thương hiệu “tôm sú giống sạch bệnh”. • Các nhà sản xuất giống, nuôi thương phẩm dễ dàng nhận chứng chỉ vì nguồn gốc tôm giống đã có. • Kích thích nghiên cứu chọn giống, tạo ra giống có chất lượng cao hơn, hiệu quả kinh tế tốt hơn. • Hệ thống sản xuất và cung cấp giống hoạt động bài bản hơn, công nghiệp hơn, vì để đảm bảo sản xuất và tiêu thụ giống sạch bệnh, thì khâu tổ chức sản xuất và tiêu thụ sẽ phải được đổi mới theo hướng tiên tiến hơn, công nghiệp hơn. 4 Hiệu quả môi trường: • Sử dụng hiệu quả, ít gây lãng phí nguồn lợi, tài nguyên như nước, mặt nước, thức ăn, hoá chất, năng lượng do sản xuất giống và nuôi thương phẩm có hiệu quả, ít bị mất mát và tổn thất. • Do sử dụng công nghệ cao, nên cần ít nước, lại sử dụng công nghệ tuần hoàn, nên khả năng gây ô nhiễm cho môi trường do thải nước thải ra thiên nhiên giảm tối thiểu 85-90%. • Cũng do sử dụng hệ tuần hoàn và an toàn sinh học, tôm gia hoá nên giảm khả năng gây bệnh rất thấp (dường như không có, nên thực hiện nghiêm túc các quy định), khả năng lây lan bệnh cho các khu vực khác hầu như không có. • Nếu giả sử có sự thất thoát ra môi trường tự nhiên, thì nhóm tôm sạch bệnh sẽ không gây hại cho nhóm tôm tự nhiên vì bản thân nhóm tôm này là sạch bệnh. • Vì sử dụng tôm gia hoá, nên sẽ không còn nhu cầu sử dụng tôm tự nhiên, sẽ giảm bớt việc săn lùng, khai thác tôm bố mẹ tự nhiên, tạo điều kiện nguồn lợi được tái tạo, bảo tồn. 5 Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NGOÀI NƯỚC 1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Nghề nuôi tôm biển đã mang lại lợi ích kinh tế vô cùng quan trọng cho nhiều quốc gia trên thế giới đặc biệt là các nước vùng Đông Nam châu Á, Nam Mỹ. Giá trị thương phẩm của tôm cao, nên tuy sản lượng của tôm chiếm 3,7% sản lượng thuỷ hải sản nhưng giá trị thường đạt 16,5 % trong tổng giá trị thương mại thuỷ sản (Global shrimp aquaculture consortium, 1999) [21]. Do giá trị của tôm cao như vậy, nên nhiều quốc gia đã dành nhiều ưu tiên cho nghiên cứu để phát triển nuôi đối tượng này. Trong số các hướng nghiên cứu được thực hiện trong ba thập niên qua, có lẽ nghiên cứu công nghệ sản xuất tôm giống nhằm chủ động con giống cho nuôi thương phẩm, giảm thiểu sự phụ thuộc đối với nguồn lợi tôm thiên nhiên được triển khai sớm nhất và cũng đạt nhiều thành công. Tuy vậy, sau ba mươi năm, người nuôi tôm thương phẩm, một mặt có nhu cầu cao về số lượng tôm giống, mặt khác họ đã bắt đầu quan tâm về chất lượng và nguồn gốc xuất xứ của con giống được cung cấp. Trong hơn 30 năm qua, công nghệ sản xuất tôm giống đã đạt được nhiều kết quả khả quan, nhờ vậy nguồn tôm giống hầu như đã đáp ứng được nhu cầu của sản xuất. Theo Rosenberry (2007) [54], các công nghệ sản xuất tôm giống phụ thuộc vào quy mô của trại. Trại giống tôm có thể rất đơn giản quy mô nông hộ (trại mini), cũng có thể trại có quy mô trung bình với sự đầu tư thiết bị đáng kể và cuối cùng là trại quy mô lớn. Xu thế hiện nay nhìn chung của các quốc gia trên thế giới, nhà sản xuất tôm giống từng bước đã gia hóa đàn tôm, tiến hành các giải pháp công nghệ để khép kín vòng đời, chọn giống và tạo ra các dòng mới có sự tăng trưởng đáng kể, chất lượng cao đặc biệt áp dụng các giải pháp an toàn sinh học để tạo ra con giống sạch bệnh. 6 Các đặc điểm đặc thù của mỗi nhóm trại, được Rosenberry (2007)[54] mô tả trong bài tổng quan “về nuôi tôm“ được tóm tắt như sau: ƒ Trại quy mô nông hộ thường sử dụng nước không được xử lý hoặc xử lý đơn giản, mật độ ương thấp. Thông thường dịch bệnh, biến đổi thời tiết và chất lượng nước là nguyên nhân làm hư hỏng các đợt ương, nhưng ngay sau đó họ lại xử lý bể ương ấp để tiếp tục chu kỳ sản xuất mới. Tỷ lệ sống của ấu trùng từ nauplii tới PL12-14 của các trại mini thường không ổn định giao động từ 0% tới 90% phụ thuộc vào mật độ thả, nhiệt độ và chất lượng nước, kinh nghiệm quản lý của người chủ trang trại. Loại hình trang trại này rất phổ biến ở các nước Đông nam châu Á như Philippines, Thái lan, Indonesia, Việt Nam. ƒ Mô hình trang trại quy mô vừa được hình thành trên nền tảng thiết kế của người Nhật và được người Đài Loan ứng dụng rộng rãi cho nên người ta thường gọi là trại giống nước xanh, hoặc mô hình trại Nhật Bản, có các bể rộng, lớn, mật độ thả thưa, ít thay nước và tạo hệ sinh thái trong bể ương. Tảo được cấy và gây nuôi trong bể ương để cung cấp thức ăn cho tôm. Thỉnh thoảng người ta bổ sung thêm dinh dưỡng và vi khuẩn có lợi để nhóm vi khuẩn có lợi phát triển, cản trở sự phát triển của nhóm vi khuẩn có hại. Phương pháp sinh thái như vậy được xem là tạo ra những PL khoẻ mạnh nhờ có hệ sinh thái gần với điều kiện tự nhiên và không có các hoá chất. Tỷ lệ sống trong hệ ương như vậy thường đạt khoảng 40% hoặc thấp hơn. ƒ Hệ thống trại giống lớn có mức đầu tư hàng triệu đô la Mỹ, sử dụng công nghệ thiết bị cao để sản xuất một lượng PL rất lớn trong môi trường được kiểm soát nghiêm ngặt. Mô hình này lần đầu tiên được phòng thí nghiệm Galveston, của Vụ thuỷ sản Mỹ hình thành và được gọi là mô hình trại Galveston hoặc mô hình trại giống phương Tây 7 hoặc trại giống “nước trong”. Trại giống này có các bể ương rất lớn từ 15-30m3, nước được xử lý và lọc kỹ, mật độ thả cao, tỷ lệ thay nước cao, nên có ưu thế về kinh tế bởi lượng giống sản xuất nhiều, quanh năm. Họ cũng nuôi tảo, artemia và thậm chí cho tôm ăn bằng thức ăn công nghiệp, tỷ lệ sống thường đạt 50% hoặc trên 50% nhưng trong thực tế thì tỷ lệ sống cũng giao động từ 0- 80%. Thông thường cho tới nay, tôm bố mẹ P. monodon vẫn phải thu từ thiên nhiên nên chúng được nuôi trong các bể tôm bố mẹ với hệ thống nước tuần hoàn để kiểm soát các yếu tố môi trường và giảm tối đa các tác động ngoại cảnh. Như mô tả trên, kết quả ương tôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất lượng ban đầu của nauplii, chất lượng nước (từ không xử lý, tới mô hình nước xanh, mô hình hiện đại nước trong), tới thức ăn, tỷ lệ thả trong quá trình ương và kinh nghiệm quản lý của nhà sản xuất. Trong phần tổng quan tiếp theo, sẽ tìm hiểu những kết quả đã thu được và những vấn đề tồn tại cần giải quyết trong đề tài nghiên cứu này (đối với tôm sú). Ấu trùng (nauplii), được xem là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình tạo con giống có chất lượng cho sản xuất, nhưng lại phụ thuộc rất nhiều ở nguồn gốc và chất lượng tôm bố mẹ (Fegan, 1999)[16]. Để tạo được tôm giống không có mầm một số bệnh nguy hiểm trong sản xuất có hai phương pháp: a) thu tôm bố mẹ khai thác ngoài tự nhiên, sau đó tuyển chọn theo tiêu chuẩn về trọng lượng, ngoại hình và sàng lọc bằng phương pháp PCR để lấy những cá thể không nhiễm một số bệnh nguy hiểm làm tôm bố mẹ (SEAFDEC, 1996) [55]; và b) nuôi tôm bố mẹ ngay từ giai đoạn ấu trùng không mang các mầm bệnh nguy hiểm, trong các hệ thống được kiểm soát (là một giai đoạn của gia hoá), tới giai đoạn thành thục (tôm bố mẹ thành thục). 8 Thu nauplii không nhiễm một số bệnh bằng phương pháp đầu tiên hiện nay đang rất phổ biến và tỷ lệ chiếm tuyệt đại đa số đối với tôm sú (nhưng hầu như rất thấp đối với tôm he chân trắng- Panaeus vannamei). Tuy vậy phương pháp này có những nhược điểm như: tôm bố mẹ phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn khai thác tự nhiên. Phương pháp này cũng sẽ gây ra tác động tiêu cực tới nguồn lợi do khai thác quá mức, hoặc nếu không kiểm soát chất lượng tốt của tôm bố mẹ, có thể sẽ gây ra sự lây lan dịch bệnh cho các khu vực nuôi (vì không thể kiểm soát toàn bộ nguồn tôm bố mẹ được khai thác), cũng do phụ thuộc, nên quá trình gia hoá đàn tôm bố mẹ bị chậm trễ (Moss et al., 2001) [41]. Ngoài ra, do không hoàn toàn chủ động ở khâu khai thác, nên khó lòng có thể khẳng định được việc đáp ứng con giống cho sản xuất một cách chủ động, do vậy thị trường tôm bố mẹ, tôm giống luôn luôn trong tình trạng bất ổn. Mặt khác, khi truy xuất nguồn gốc xuất xứ đối với sản phẩm hàng hoá trên thị trường, thì việc sử dụng tôm bố mẹ khai thác ngoài tự nhiên cũng sẽ gặp các trở ngại lớn. Phương pháp thứ 2 là phương pháp nuôi trong điều kiện môi trường được kiểm tra nghiêm ngặt nhưng đồng thời cũng khép kín vòng đời để tạo ra các thế hệ tôm bố mẹ (lập được gia phả) và tiến tới nâng cao chất lượng di truyền, mặc dầu đây là phương pháp tiên tiến, nhu cầu đầu tư cao, tốn kém nhưng về lâu dài có thể đảm bảo chủ động quá trình sản xuất và cung cấp giống có chất lượng (Benzie, 1998) [3]. Đối với tôm he chân trắng, phương pháp thứ 2 này là phổ biến , nhưng đối với tôm sú, việc gia hóa thí nghiệm đã thành công, nhưng gia hóa mang tính thương mại thì vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Trong thực tế, đây là quá trình gia hoá để tôm thích nghi với cuộc sống trong môi trường nhân tạo. Quá trình gia hoá thành công sẽ nâng cao mức độ an toàn cho con giống sạch một số bệnh nguy hiểm cũng như sẽ thúc đẩy quá 9 trình chọn giống theo những đặc tính có lợi cho sản xuất (Argue and AlcivarWarren, 2000; Argue et al. 2002) [1, 2]. Những nỗ lực trong vấn đề gia hoá (tạo tôm bố mẹ) trong điều kiện giám sát môi trường chặt chẽ và tiếp theo là nâng cao chất lưọng di truyền, chủ yếu tăng trưởng và tạo ra con giống khoẻ mạnh (SPF) được nhiều quốc gia thực hiện với các đối tượng khác nhau và kết qủa của nó sẽ đảm bảo được nhiều ưu thế và đồng thời sẽ giúp ổn định cho nghề nuôi tôm, nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn môi trường (Pullin et al., 1998) [48]. Những nghiên cứu đầu tiên về sự phát dục của tôm bố mẹ để tìm các phương pháp sinh sản nhân tạo, đã được thực hiện hơn 60 năm trước đây, bởi nhà khoa học người Nhật, Tiến sỹ Motosaku Fujinaga đối với tôm he Nhật bản (trích theo Granvil, 1999) [22]. Công trình khoa học này được xem là sự đóng góp quan trọng mở đầu cho các nghiên cứu sinh sản nhân tạo đối với các loài giáp xác. Thành công đối với tôm he chân trắng (P. vannamei) trong quá trình gia hoá do tập thể cán bộ khoa học của các trường đại học, viện nghiên cứu của Mỹ trong hơn 20 năm qua đã tạo ra bước ngoặt quan trọng cho các nhà sản xuất trong việc sử dụng tôm giống do sinh sản nhân tạo (Granvil, 1999) [22]. Sau kết quả gia hoá tôm he nam Mỹ thành công và tạo được nauplii sạch bệnh cho quá trình sản xuất PL sạch bệnh, nhiều nhà khoa học đã học tập kinh nghiệm và cũng đang hình thành công nghệ tương tự cho tôm sú (Browdy,1998) [5]. Các nhà nghiên cứu của các nước: Úc, Thái lan, Malaysia và Việt Nam phối hợp với các đối tác nước ngoài khác ít nhiều đã có những thành công trong việc khép kín vòng đời và tạo ra tôm sú bố mẹ thành thục nhưng chỉ mới ở quy mô phòng thí nghiệm. Thí dụ, gần đây, nhóm cán bộ khoa học của Cơ quan Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp của Úc (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation - CSIRO), đã thông báo rằng họ đã gia hoá thành công 3 thế hệ tôm sú quy 10 mô thí nghiệm và đã thử nghiệm nuôi thương phẩm từ tôm PL của các thế hệ này. Những kết quả trên đã được Wayne et. al. (2006) [71] công bố trong thông báo mới đây cho thấy có tới 58% tôm sú hậu bị đã thành thục, mỗi một tôm cái cho trung bình 310.000 trứng và tỷ lệ nở của trứng là 38% (120.000 nauplii). Preston (2006) [47] đã thử nuôi thương phẩm tôm sú từ PL ở thế hệ thứ 3 tại các ao nuôi của trang trại “Gold Coast Marine Aquaculture” và cho thấy kết quả tăng trọng và tỷ lệ sống của nhóm tôm này tốt hơn đáng kể so với nhóm tôm đối chứng có nguồn gốc tự nhiên. Các nhà khoa học người Thái Lan cũng đã có những nghiên cứu tương tự và tạo ra được đàn tôm sú bố mẹ quy mô thí nghiệm. Người ta hy vọng trong tương lai không xa họ có thể mở rộng quy mô và phạm vi nghiên cứu để có đàn tôm sú bố mẹ nhiều hơn trên cơ sở đó có thể thương mại hoá đàn tôm bố mẹ (Withyachumnarnkul et. al. 1998; Klinbunga, et. al., 2006) [73, 29]. Cũng phải bổ sung thêm rằng cùng với những thành công trong nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất giống (tôm, cá) nhiều khái niệm liên quan đang được phát triển. Thí dụ gần đây khái niệm tôm sú giống sạch bệnh (specific pathogent free-SPF) đã được đề cập và từng bước thâm nhập vào quá trình sản xuất. Những tôm sạch bệnh là những tôm không có một số mầm bệnh nguy hiểm (được xác định tuỳ tại thời điểm đó hoặc tuỳ quốc gia). Tuy vậy chúng có thể mang những virus mà trước đó chưa được biết, hoặc PCR không thể xác định (nhưng có thể phát hiện bằng phương pháp tế bào học) hoặc có thể chứa một số loại virus mà không gây những bệnh nguy hiểm trong cả quá trình hình thành công nghệ gia hoá (Lotz et al, 1995; Lotz, 1997) [35,34]. Theo Moss (2005) [40], tiêu chí tôm sạch bệnh phải thoả mãn ba điều kiện sau: a) tác nhân gây bệnh phải có phương pháp xác định; b) tác nhân gây bệnh không có trong thiết bị; và c) các tác nhân gây bệnh đe dọa tổn thất đáng kể cho sản xuất. Tác giả trên cũng thừa nhận rằng hiện nay quốc tế 11