Tài liệu Nghiên cứu nuôi sinh khối tảo thalassiosira sp làm thức ăn cho ấu trùng tu hài (lutraria rhynchaena jonas, 1844) từ giai đoạn ấu trùng chân bò đến giai đoạn giống cấp i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ---------- TRẦN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU NUÔI SINH KHỐI TẢO THALASSIOSIRA SP LÀM THỨC ĂN CHO ẤU TRÙNG TU HÀI (Lutrariarhynchaena Jonas, 1884) TỪ GIAI ĐOẠN ẤU TRÙNG CHÂN BÒ ĐẾN GIAI ĐOẠN GIỐNG CẤP I Chuyên ngành: Nuôi trồng Thủy sản Mã ngành: 60.62.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. NGÔ ANH TUẤN NHA TRANG - NĂM 2012 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ Nhiệm Khoa Nuôi Trồng Thủy Sản, Phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học và đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa học. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hướng dẫn Khoa học: TS. Ngô Anh Tuấn Đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi giải quyết những khó khăn trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo đã tận tình giảng dạy và các bạn học viên lớp Cao học Nuôi trồng thủy sản 2010 đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa học. Xin cảm ơn các anh em công nhân, các bạn đồng nghiệp ở trại sản xuất giống tu hài Cam Ranh và phòng lưu giữ & nhân giống vi tảo Bãi Tiên đã tạo điều kiện vật chất và thời gian giúp tôi bố trí và thực hiện các thí nghiệm. Qua đây xin được bày tỏ lòng biết ơn vô hạn của tôi đối với gia đình: ba mẹ, anh chị và các em, những người đã nâng đỡ tôi về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu. ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của chính bản thân. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố ở bất kỳ tài liệu nào. Tác giả Trần Anh Tuấn iii MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU......................................................................................................................i CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ......................................................................................3 1.1. Đặc điểm sinh học của tảo Thalassiosira sp .....................................................3 1.1.1. Vị trí phân loại [1][17] ...............................................................................3 1.1.2. Hình thái cấu tạo........................................................................................3 1.1.3. Đặc điểm sinh sản[1];[10] ..........................................................................4 1.1.4. Phân bố......................................................................................................4 1.2. Sự sinh trưởng của vi tảo và ảnh hưởng của điều kiện môi trường ...................5 1.2.1. Sự sinh trưởng của vi tảo ...........................................................................5 1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và chất lượng dinh dưỡng của vi tảo. ...............................................................................................................6 1.2.2.1. Nhiệt độ. .................................................................................................6 1.2.2.2. Ánh sáng.................................................................................................7 1.2.2.3. Độ mặn (S‰)..........................................................................................7 1.2.2.4. pH ........................................................................................................8 1.2.2.5. Môi trường dinh dưỡng ...........................................................................8 1.2.2.6. Chế độ sục khí.......................................................................................10 1.3. Vai trò của vi tảo đối với nghề nuôi trồng thủy sản........................................10 1.3.1. Vai trò của vi tảo trong sản xuất giống hải sản .........................................10 1.3.1.1. Nuôi động vật thân mềm (ĐVTM). ......................................................11 1.3.1.2. Sản xuất giống và nuôi tôm he thương phẩm ........................................12 1.3.1.3. Sản xuất giống cá biển..........................................................................12 1.4. Nghiên cứu và ứng dụng vi tảo phục vụ nuôi hải sản. ....................................13 1.4.1. Thế giới. .....................................................................................................13 1.4.2. Việt Nam. ...................................................................................................16 1.4.3. Các hình thức nuôi tảo. ...............................................................................17 1.5. Tình hình nghiên cứu sản xuất giống tu hài....................................................19 1.5.1. Đặc điểm sinh học của tu hài....................................................................19 1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng tốc độ sinh trưởng của ấu trùng tu hài. ..................20 1.5.3. Nghiên cứu về sản xuất giống tu hài ở Việt Nam. ....................................21 iv CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................23 2.1. Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu. ................................................23 2.1.1. Thời gian nghiên cứu. ..............................................................................23 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu. ...............................................................................23 2.1.3. Đối tượng nghiên cứu. .............................................................................23 2.2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu. ...................................................................24 2.3. Môi trường thí nghiệm...................................................................................24 2.4. Bố trí thí nghiệm............................................................................................25 2.5. Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu...............................................30 2.5.1. Phương pháp xác định các thông số môi trường. ......................................30 2.5.2. Phương pháp xác định mật độ tế bào và tốc độ sinh trưởng của quần thể....30 2.5.3. Phương pháp xác định số lượng, tỷ lệ sống và sự tăng trưởng của ấu trùng. ....32 2.6. Phân tích và xử lý số liệu...............................................................................33 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..............................34 3.1. Ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng của quần thể tảo Thalassiosira sp. ...................................................................................................34 3.2. Nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp theo hình thức nuôi bán liên tục..............37 3.2.1. Tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo Thalassiosira sp...............................37 3.2.2. Sản lượng tảo Thalassiosira sp trong nuôi sinh khối theo hình thức bán liên tục ở các tỷ lệ thu hoạch khác nhau....................................................................41 3.3. Ảnh hưởng của tảo Thalassiosira sp đến tốc độ tăng trưởng, thời gian biến thái và tỷ lệ sống của ấu trùng tu hài từ giai đoạn ấu trùng Spat đến giai đoạn giống cấp I............................................................................................................................43 3.3.1. Ảnh hưởng của tảo Thalassiosira sp đến tốc độ tăng trưởng ấu trùng tu hài từ giai đoạn ấu trùng Spat đến giai đoạn giống cấp I. .........................................43 3.3.2. Ảnh hưởng tảo Thalassiosira sp đến tỷ lệ sống và thời gian biến thái của ấu trùng tu hài từ giai đoạn ấu trùng Spat đến giống cấp I. .....................................46 CHƯƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN..............................................49 4.1. KẾT LUẬN. ..................................................................................................49 4.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN. ......................................................................................50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................51 v DANH MUÏC BAÛNG Bảng 1.1: Thành phần sinh hóa của các loài vi tảo (tính theo khối lượng khô tế bào).10 Bảng 1.2. Các loài tảo được phân lập và sử dụng nuôi. ..............................................13 Bảng 1.3. Một số loài tảo được sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản...............15 Bảng 1.4. Một số loài Động Vật Thân Mềm hai vỏ được sản xuất tại Việt Nam........22 Bảng 2.1. Môi trường F/2. .........................................................................................25 Bảng 2.2. Môi trường TT3. ........................................................................................25 Bảng 2.3. Môi trường HBM-95..................................................................................25 Bảng 3.1. Tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo Thalassiosira sp ở ba môi trường dinh đưỡng F/2 ; TT3 và HBM-95. ...................................................................................34 Bảng 3.2. Biến động của pH trong ba môi trường dinh dưỡng khác nhau...................35 Bảng 3.3. Tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo Thalassiosira sp ở các hình thức thu hoạch khác nhau. .......................................................................................................38 Bảng 3.4. Biến động pH trong nuôi thu sinh khối quần thể tảo Thalassiosira sp. ...............41 Bảng 3.5. Sản lượng tảo Thalassiosira sp ở các hình thức thu hoạch khác nhau. ................42 Bảng 3.6. Tăng trưởng về kích thước của ấu trùng tu hài từ giai đoạn ấu trùng Spat đến giống cấp I. ................................................................................................................44 Bảng 3.7. Tỷ lệ sống của ấu trùng tu hài ở 3 nghiệm thức. ........................................46 vi DANH MUÏC HÌNH Hình 1.1. Tế bào tảo Thalassiosira sp ..........................................................................3 Hình 1.2. Mô tả về động thái sinh trưởng của một quần thể tảo...................................5 Hình 2.1. Tảo giống ...................................................................................................23 Hình 2.2. Ấu trùng Spat .............................................................................................23 Hình 2.3. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu .................................................................24 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp.....................................................................................26 Hình 2.5. Khu vực bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. ............................................................................27 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp theo hình thức nuôi bán liên tục. .......................................................................................................28 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm về dùng tảo Thalassiosira sp làm thức ăn cho ấu trùng tu hài (Lutraria rhynchaena Jonas, 1884) giai đoạn ấu trùng xuống đáy (ấu trùng spat) đến giai đoạn giống cấp I...................................................................................29 Hình 2.8. Bể thí nghiệm về ương nuôi ấu trùng tu hài (Lutraria rhynchaena Jonas, 1884) giai đoạn ấu trùng xuống đáy (ấu trùng spat) đến giai đoạn giống cấp I. ..........30 Hình 2.9. Thiết bị đếm mẩu .......................................................................................31 Hình 3.1. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên phát triển của tảo Thalassiosira sp..... 36 Hình 3.2. Tốc độ sinh trưởng của quần thể tảo Thalassiosira sp trong nuôi bán liên tục. ..................................................................................................................................39 Hình 3.3. Tăng trưởng của ấu trùng tu hài..................................................................45 Hình 3.4. Giai đoạn con non (Juvenile)......................................................................48 Hình 3.5. Giống cấp I.................................................................................................48 1 MỞ ĐẦU Trong lĩnh vực sản xuất giống các đối tượng hải sản, vi tảo đóng một vai trò quan trọng quyết định kết quả của cả đợt sản xuất. Với hàm lượng dinh dưỡng cao, kích thước nhỏ (1-15µm) và tốc độ phát triển nhanh nên vi tảo được chọn nuôi cấy để làm thức ăn trực tiếp hay gián tiếp cho nhiều loài ấu trùng hải sản như thân mềm, giáp xác và cá biển. Việc sản xuất giống và nuôi thương phẩm các đối tượng thân mềm hai mảnh vỏ như: hầu, vẹm, ngao, sò, tu hài…thì vi tảo là nguồn thức ăn trực tiếp, quan trọng và được sử dụng xuyên suốt quy trình nuôi. Ngoài việc sử dụng làm thức ăn cho đối tượng nuôi thì vi tảo còn được biết đến với vai trò là giúp ổn định và tạo môi trường nuôi tự nhiên. Tuy nhiên, trong suốt quá trình sản xuất việc duy trì được sản lượng ổn định và chất lượng tảo tốt là việc rất khó khăn. Tảo sinh trưởng nhanh hay chậm và chất lượng đảm bảo hay không phụ thuộc nhiều vào các yếu tố của môi trường nuôi cấy, đặc biệt là môi trường dinh dưỡng. Đã có hàng trăm loài tảo được nuôi thử nghiệm làm thức ăn cho động vật thủy sản, nhưng cho tới nay chỉ khoảng hai mươi loài được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản. Hiện nay, các trại sản xuất giống tu hài ở Việt Nam chỉ nuôi cấy một số loài tảo quen thuộc như Nannochloropsis oculata, Isochrysis galbana, Chaetoceros calcitrans với sản lượng và chất lượng luôn biến động đặc biệt là vào mùa mưa đã ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sống của ấu trùng tu hài và gián tiếp làm giảm hiệu quả sản xuất. Để đa dạng giống loài vi tảo làm thức ăn góp phần cải thiện chất lượng và làm tăng tỷ lệ sống cho ấu trùng các đối tượng hải sản, bên cạnh việc phân lập những loài vi tảo bản địa và di nhập những loài vi tảo mới ở nước ngoài về. Chúng ta cần phải có những thử nghiệm để tìm ra: - Loài tảo có nhiều ưu điểm nhất: sinh trưởng nhanh, kích thước nhỏ, giàu dinh dưỡng, dễ nuôi cấy. - Điều kiện, hình thức nuôi tảo phù hợp và thời điểm thu hoạch cho sản lượng cao nhất. - Loài tảo đáp ứng được nhu cầu về mặt dinh dưỡng và thích hợp cho các loài ấu trùng hải sản có kích thước nhỏ như động vật thân mềm, giáp xác và cá biển. 2 Xuất phát từ thực tế đó và được sự cho phép của Khoa nuôi trồng thủy sản trường Đại học Nha Trang, tôi tiến hành thực hiện đề tài : “Nghiên cứu nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp làm thức ăn cho ấu trùng tu hài (Lutrariarhynchaena Jonas, 1884) từ giai đoạn ấu trùng chân bò đến giai đoạn giống cấp I”. Thalassiosira sp là một loài tảo giàu dinh dưỡng mới được nhập nội vào nước ta nên quy trình nuôi sinh khối chưa hoàn thiện, chưa có nhiều thử nghiệm về ứng dụng loài tảo này làm thức ăn cho ấu trùng các loài động vật thân mềm. Mục tiêu nghiên cứu:  Xác định môi trường và tỷ lệ thu hoạch thích hợp để nuôi thu sinh khối tảo Thalassiosira sp cho sản lượng cao nhất.  Đánh giá hiệu quả việc sử dụng Thalassiosira sp làm thức ăn cho ấu trùng tu hài giai đoạn ấu trùng chân bò đến giai đoạn giống cấp I. Nội dung nghiên cứu:  Nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp với các môi trường dinh dưỡng khác nhau.  Nuôi sinh khối tảo Thalassiosira sp theo hình thức nuôi bán liên tục.  Thử nghiệm làm thức ăn cho ấu trùng tu hài từ giai đoạn ấu trùng chân bò đến giai đoạn giống cấp I. Ý nghĩa của đề tài:  Kiểm chứng khả năng nuôi thu sinh khối và sử dụng làm thức ăn cho ấu trùng tu hài.  Ứng dụng vào việc nuôi sinh khối ngoài trời và làm thức ăn để phục vụ cho các trại sản xuất giống nhân tạo các loài động vật thân mềm. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm sinh học của tảo Thalassiosira sp 1.1.1. Vị trí phân loại [1][17] Ngành Bacillariophyta Lớp Bacillariophyceae Bộ Centrales Bộ phụ Họ Discineae Thalassiosiraceae Giống Thalassiosira Loài Thalassiosira sp. 1.1.2. Hình thái cấu tạo Hình 1.1. Tế bào tảo Thalassiosira sp Về đặc điểm hình dạng: Tế bào có dạng hình hộp, kích thước từ 6 - 20µm x 8 - 15µm. Mặt vỏ hình chữ nhật và có đường kính dài hơn trục vỏ tế bào. Đai vỏ không đều, mép đai có 2 – 28 mấu nhỏ. Một mấu có dạng hình môi để liên kết với tế bào bên cạnh. Bề mặt của màng tế bào tỏa tròn nhiều vằn, sọc. Các vằn, sọc này có thể thẳng hoặc ngoằn nghèo, mật độ vằn sọc khoản 10- 20 vằn sọc/10 µm. Tảo Thalassiosira sp đơn bào, chủ yếu sống đơn độc, đôi khi các tế bào liên kết với nhau thành tập đoàn (dạng bản). Màu của tảo Thalassiosira sp thay đổi từ màu nâu đến màu xanh hoặc màu vàng tùy thuộc vào số lượng của diệp lục Về đặc điểm cấu tạo:  Vỏ tế bào được cấu tạo bởi hai lớp: lớp trong là pectin và lớp ngoài là chất silic. 4  Thể sắc tố: nhiều, nhỏ, hình hạt. Màu của tảo Thalassiosira sp thay đổi từ màu nâu đến màu xanh hoặc màu vàng tùy thuộc vào số lượng của diệp lục.  Nhân tế bào: mỗi tế bào có một nhân dạng hình cầu  Tế bào chất trong suốt, tạo thành lớp mỏng nằm bên dưới thành tế bào hay tạo thành khối nhỏ ở trung tâm với nhiều sợi sinh chất nối với thành tế bào. 1.1.3. Đặc điểm sinh sản[1];[10] Thalassiosira sp sinh sản theo 2 kiểu phân chia tế bào và sinh sản bằng bào tử: Phân chia tế bào: Hai mảnh vỏ tách rời nhau ra, mỗi mảnh vỏ đều chứa tế bào chất với nhân và thể màu. Các mảnh vỏ của tế bào mới được hình thành về sau chúng tạo thành mảnh vỏ dưới. Do đó sau một số lần phân chia sẽ dẫn đến sự suy giảm kích thước tế bào từ 1/3 đến 1/2 kích thước ban đầu. Sinh sản bằng bào tử: Trong điều kiện bất lợi tảo Thalassiosira sp sinh sản theo hình thức bào tử nghỉ, bào tử sinh trưởng (phục hồi độ lớn):  Sự hình thành bào tử nghỉ: Gặp điều kiện bất lợi tảo silic hình thành bào tử nghỉ bằng cách chất tế bào mất nước, co lại và tạo ra lớp vỏ tạm thời khá dày, nhiều khi có gai nhưng vẫn nằm trong nắp cũ. Khi gặp điều kiện thận lợi trở lại thì nắp vỏ ngoài tan đi và phát triển thành tế bào mới và sinh trưởng bình thường. Các loài tảo trong bộ silic trung tâm thường có hình thức sinh sản này như chi : Chaetoceros, Melosira, Thalassiosira,…  Sự hình thành bào tử sinh trưởng: Khi kích thước tế bào giảm, tảo silic tiến hành phục hồi lại kích thước ban đầu bằng cách phân chia đặc biệt hình thành bào tử sinh trưởng.  Sinh sản hữu tính theo kiểu tiếp hợp: Hai cá thể ở gần nhau tách nắp ra, chất nguyên sinh kết hợp với nhau tạo hợp tử. Sau đó phân chia giảm nhiễm tạo vỏ mới bao bọc bên ngoài và thành cơ thể mới. 1.1.4. Phân bố Tảo Silic là ngành lớn thứ hai sau tảo Lục, có khu vực phân bố rộng trong mọi thủy vực như nước ngọt, nước lợ, nước mặn, cũng như trên thân cây ở đỉnh núi cao, trên đất, đá ẩm. Có thể gặp tảo silic ở cả đáy biển sâu tới hàng nghìn mét. Số lượng loài ở đáy nhiều hơn nhưng số lượng cá thể và sinh khối lại ít hơn so với các loài sống 5 trôi nổi. Ở các biển lạnh tảo silic phân bố nhiều hơn các biển ấm. Trong những hồ nước ngọt trong suốt chúng có thể phân bố ở độ sâu 50-60 m còn trong nước biển khoảng 100-350 m. Riêng tảo Thalassiosira sp thường sống trong môi trường nước mặn, hiện nay loài tảo này được nuôi để làm thức ăn cho nhiều loại ấu trùng động vật hải sản như tôm, ốc hương. 1.2. Sự sinh trưởng của vi tảo và ảnh hưởng của điều kiện môi trường 1.2.1. Sự sinh trưởng của vi tảo Sinh trưởng của một quần thể vi tảo là sự tăng lên về kích thước của tế bào cũng như sự phân chia tế bào trong quần thể. Theo các tác giả như Đặng Ngọc Thanh (1974) [11]; Fulks và Main (1991) [27]; Cái Ngọc Bảo Anh (2010)[2] chia sự phát triển của tảo thành 5 pha nhưng tên gọi khác bao gồm: Pha ban đầu; pha gia tốc dương (pha logarit); pha gia tốc âm; pha cân bằng; pha tàn lụi. Mật độ tế bào 4 3 5 2 1 Thời gian nuôi Hình 1.2. Mô tả về động thái sinh trưởng của một quần thể tảo. 1. Pha ban đầu. 2. Pha gia tốc dương: tế bào phân chia liên tục nhờ mật độ tế bào còn thấp và môi trường giàu dinh dưỡng. 3. Pha gia tốc âm (hay pha giới hạn): tốc độ sinh trưởng chậm lại do môi trường dinh dưỡng và ánh sáng bị hạn chế. 4. Pha cân bằng: số lượng tế bào ngừng tăng lên. 6 5. Pha tàn lụi: tế bào bị chết và phân hủy do chất lượng nước xấu đi và các chất dinh dưỡng cạn kiệt tới mức không thể duy trì được sự sinh trưởng. Trong thực tế, công việc nuôi tảo phải dừng lại do một số nguyên nhân khác nhau gây ra, bao gồm sự cạn kiệt các chất dinh dưỡng, thiếu oxy, nhiệt độ quá cao, pH thay đổi hoặc nhiễm tạp. Mấu chốt của thành công trong nuôi tảo là duy trì tảo ở pha gia tốc dương. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo có thể bị thay đổi rất lớn ở các pha phát triển và dưới các điều kiện nuôi khác nhau. Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thing & Pary (1999) chỉ ra rằng tảo phát triển đến cuối pha logarit thường chứa 30-40% protein, 10-20% lipid và 5-15% carbonhydrate. Khi thời gian nuôi vượt quá pha 3 (pha gia tốc âm) thì giá trị dinh dưỡng của của tảo sản xuất sẽ thấp do tính tiêu hóa giảm, thiếu các thành phần dinh dưỡng và có thể sản sinh ra các chất chuyển hóa độc hại. Như vậy, sự phát triển của tảo chia thành nhiều pha khác nhau như phân tích ở trên. Trong các pha phát triển khác nhau đó, tốc độ sinh trưởng của tảo cũng khác nhau. 1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và chất lượng dinh dưỡng của vi tảo. Sự sinh trưởng nhanh hay chậm của vi tảo phụ thuộc vào loài tảo nuôi và sự biến động của các yếu tố môi trường như: cường độ và chế độ chiếu sáng, nhiệt độ, độ mặn, pH, mùa vụ, các yếu tố dinh dưỡng, kích thước và hình dạng của thiết bị nuôi, các hình thức nuôi, mức độ xáo trộn hoặc sục khí môi trường nuôi. 1.2.2.1. Nhiệt độ. Nhiệt độ có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp và thường có tác động đồng thời với chế độ chiếu sáng nhất là khi nuôi tảo ngoài trời, nhiệt độ trở thành yếu tố khống chế, có thể cho phép một vài loài chiếm ưu thế. Nhiệt độ có vai trò quan trong đối với sự sinh trưởng của tảo nó ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào, tốc độ phản ứng trao đổi chất, sinh trưởng, quá trình quang hợp, mật độ phân bố, cường độ hô hấp, kích thước tế bào và sự thích nghi của loài. Nhìn chung, các loài vi tảo có thể sống trong khoảng nhiệt độ từ 16 -30oC. Nếu nhiệt độ cao hơn 35oC, tảo có thể chết (kể cả những loài tảo nhiệt đới) và nếu thấp hơn 16oC, tảo phát triển rất chậm. Nhiệt độ thích hợp cho hầu hết các loài tảo phát triển tốt là 20 – 25oC.(Coutteau, 1996) [21] (Lê Viễn Chí, 1996) [3]. 7 Khi nuôi tảo ở nhiệt độ thích hợp thì tốc độ tăng trưởng của tảo tỷ lệ thuận với nhiệt độ, nhiệt độ cao sinh trưởng càng lớn nhưng khi đó tảo sẽ đạt đến pha cân bằng nhanh và tàn lụi cũng rất nhanh. Vì thế nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự phát triển của tảo là rất cần thiết, xác định được khoảng nhiệt độ tối ưu, để từ đó lựa chọn được các loài tảo nuôi phù hợp với từng điều kiện cụ thể. 1.2.2.2. Ánh sáng Ánh sáng là nguồn năng lượng chính cho quá trình quang hợp của thực vật nói chung và vi tảo nói riêng. Cường độ ánh sáng, chất lượng quang phổ và chu kỳ quang có ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng của tảo (Lê viễn Chí, 1996) [3]. Theo Kowallik (1987), (trích theo Nguyễn Thị Hương, 2001 ) [8] thì ánh sáng màu xanh làm tăng hàm lượng protein, còn ánh sáng màu đỏ làm tăng hàm lượng hydratcarbon. Theo Brand và Guillard (1981) khi nghiên cứu trên 22 loài tảo cho thấy có một số loài tảo không tăng trưởng trong điều kiện ánh sáng liên tục nhưng một số lại tăng trưởng rất tốt. Một số loài tăng trưởng tốt nhất ở chế độ 14giờ chiều và 8giờ tối trong ngày. Ngoài ra cường độ ánh sáng mạnh có thể làm tăng nhiệt độ trong bể nuôi, ảnh hưởng đến sự phát triển của vi tảo, vì thế trong quá trình nuôi cần chú ý đến mối quan hệ giữa hai yếu tố ánh sáng và nhiệt độ. Ánh sáng đóng một vai trò quan trọng và yều cầu về điều kiện chiếu sáng thay đổi theo độ sâu của khối nước và mật độ tảo: độ sâu càng lớn mật độ tảo càng cao thì yêu cầu cường độ ánh sáng càng lớn để xuyên sâu vào nước. Thông thường trong phòng thí nghiệm cần cường độ 1.000 lux cho nuôi bình tam giác, 5.000 – 10.000 lux cho nuôi thể tích lớn. Trong nuôi sinh khối do độ sâu lớn nên ánh sáng thường bị che khuất vì vậy làm giảm tốc độ sinh trưởng khi mật độ tế bào tăng lên, đây là một nhược điểm hạn chế khả năng nuôi thu sinh khối trong các bể ngoài trời cần khắc phục. 1.2.2.3. Độ mặn (S‰) Độ mặn có ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của vi tảo. Điều này có thể thấy rõ trong thực tế sản xuất. Khi độ mặn biến đổi đột ngột (do mưa nhiều hay nắng hạn kéo dài) thì dẫn đến sự thay đổi thành phần cũng như số lương các loài vi tảo trong thủy vực. Theo Jeffrey và ctv (1994) [30], các loài thích ứng độ mặn rộng (từ 7 – 35‰) như Ch. Calcitrans, Pavlova lutheri…Một số loài vi tảo không thích độ mặn thấp như Sketolema costatum (khoảng chịu đựng từ 14‰ đến 35‰). Độ mặn thay đổi làm thay 8 đổi áp suất thẩm thấu của tế bào, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, hô hấp, tốc độ tăng trưởng và sự tích lũy glucose (Lê Viễn Chí, 1994). Ngoài ra, độ mặn còn ảnh hưởng đến thành phần sinh hóa và thành phần acid béo của tảo (Renaud và ctv, 1991) [32]. Sự biến đổi của độ mặn chỉ ảnh hưởng nhẹ đến hàm lượng protein tổng số, hydratecarbon, chlorophyll a. Khi độ mặn tăng, hàm lượng lipid tổng số tăng rõ rệt trong khoảng độ mặn từ 10 – 15‰. Độ mặn thay đổi dẫn đến thành phần acid béo thay đổi. Trong nuôi sinh khối các loài tảo hiện nay ở Việt Nam thường sử dụng độ mặn từ 25 – 32‰, cho sản lượng sinh khối cao và hiệu quả kinh tế nhất. Thalassiosira sp là loài rộng muối nhưng ưa thích độ mặn cao khoảng 25 – 35‰ với mật độ tế bào đạt khoảng 141vạn tb/ml vào ngày thứ 9. Ở độ mặn 10‰, tảo tăng trưởng kém và đòi hỏi sự thích nghi dài ngày. Độ mặn tối ưu cho sự tăng trưởng của tảo là 30‰[17]. 1.2.2.4. pH Qua các nghiên cứu cho thấy, pH quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của tảo và được xem là yếu tố biến đổi nội tại. Theo Fulks và Main (1991) [27], khoảng pH thích hợp cho sự phát triển của vi tảo là 7-9, trong đó khoảng pH tối ưu là 8,2 - 8,7. Tuy nhiên, cũng có những loài chịu được khoảng giao động pH khá cao như: Isochrysis galbara có thể phát triển tốt trong khoảng pH từ 5-9. Sự biến đổi pH trong môi trường nuôi tảo phụ thuộc vào sự cân bằng sau: HCO3- CO2 + OH- Trong quá trình quang hợp, tảo hấp thụ CO2 mạnh nên thường làm pH tăng lên rất cao. Khắc phục phương pháp này bằng cách sục khí có bổ sung khí CO2 hoặc bổ sung NaHCO3 vào môi trường nuôi[17]. 1.2.2.5. Môi trường dinh dưỡng Mật độ của tế bào tảo trong nuôi sinh khối thường cao hơn nhiều so với mật độ tảo trong tự nhiên. Do đó, việc bổ sung nguồn dinh dưỡng vào môi trường nuôi là vấn đề thiết yếu giúp cho tảo sinh trưởng và phát triển. Thành phần dinh dưỡng được bổ sung cho nước nuôi tảo được chia thành hai loại đó là đa lượng và vi lượng. Thành phần của đa lượng gồm các muối nitơ, muối phốt pho (xấp xỉ tỷ lệ 6 : 1), silicát (đối với tảo khuê). Thành phần dinh dưỡng vi lượng gồm những yếu tố vi lượng như Cu, Fe, Mo, Mn, Zn…, các Vitamin như B1, B6, B12. Hiện nay có rất nhiều loại môi trường dinh dưỡng khác nhau đang được sử dụng. Môi trường bổ sung dinh dưỡng đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và phù hợp 9 cho hầu hết các loài vi tảo nuôi hiện nay là môi trường Guillard F/2 (Guillard, 1975) và môi trường Walne (Guillard, 1975) [23]; (Contteau, 1996) [21]. Tuy nhiên đây là những môi trường sử dụng nhiều thành phần hóa phức tạp và giá thành cao nên khi nuôi sinh khối lớn ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả kinh tế. Ở Việt Nam môi trường bổ sung dinh dưỡng của Hoàng Thị Bích Mai rất phù hợp cho ngành tảo trần, đang được sử dụng phổ biến tại các cơ quan nghiên cứu và các trại nuôi tôm sú. Môi trường TT3 (Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III Nha Trang, 2001) là môi trường đang được các cơ sở sản xuất giống thủy sản ứng dụng trong nuôi sinh khối thể tích lớn, do thành phần công thức đơn giản, tiết kiệm được chi phí sản xuất. Tuy nhiên, mỗi loài tảo có nhu cầu khác nhau về thành phần và hàm lượng các muối dinh dưỡng. Nhu cầu Nitơ của tảo lục là cao nhất, sau đó đến tảo lam. Tảo khuê không phù hợp với hàm lương ni tơ cao (De Pauw và cộng sự, 1983) [22]. Nitơ thiếu sẽ kích thích quá trình tổng hợp của Triglycerides gồm số lượng lớn acid béo không no đa nối đôi và Glycolipids giảm với lipid phân cực (Suen và cộng sự 1987; trích theo Harrison và cộng sự 1990) [28]. Đối với tảo khuê, Silíc đóng vai trò rất quan trọng vì nó tham gia vào cấu trúc màng tế bào. Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy khi thiếu Silíc thì sự phát triển tế bào không ngừng trệ nhưng màng tế bào bị thay đổi cấu trúc nên khó xác định được loài. Theo Gusep (1952) (trích Hoàng Thị Bích Mai, 1995) [9], tảo Silíc phát triển tốt nhất ở hàm lượng 1 – 3mg/l. Sự phức tạp và giá thành cao của các công thức pha môi trường thường làm giảm khả năng áp dụng để nuôi cấy tảo sinh khối quy mô lớn. Một trong những giải pháp áp dụng cho môi trường nuôi tảo quy mô lớn nhằm giảm chi phí sản xuất là xây dựng những công thức chỉ bao gồm những thành phần dinh dưỡng thiết yếu và độ tinh khiết của các hóa chất chỉ ở mức dùng trong nông nghiệp thay vì dùng trong phong thí nghiệm hiện nay. [2] Nên việc thử nghiệm ứng dụng các loại môi trường trong nuôi cấy tảo sinh khối là rất cần thiết, nhằm tìm ra một môi trường thích hợp nhất cho sự phát triển của các loài vi tảo cũng như đơn giản và rẻ tiền về thành phần hóa chất. Thử nghiệm nuôi tảo Thalassiosira sp với các loại môi trường dinh dưỡng khác nhau cũng nhằm mục đích đó. Vì vậy, trong phạm vi đề tài này yếu tố môi trường được quan tâm nghiên cứu ảnh 10 hưởng của chúng lên sự phát triển của tảo Thalassiosira sp. Qua đó để xác định môi trường phù hợp cho nuôi tảo sinh khôi và giảm chi phí sản xuất. 1.2.2.6. Chế độ sục khí Để giúp cho tảo tiếp xúc được với các thành phần môi trường và tránh bị lắng đáy thì cần thiết phải có sục khí. Ngoài ra, sục khí làm giảm sự phân tầng nhiệt trong hệ thống nuôi, giúp cho các tế bào tảo luôn tiếp xúc với mức ánh sáng như nhau. Việc sục khí còn giúp trao đổi khí giữa môi trường nuôi và không khí bên ngoài, nhờ đó mà khí CO2 được đưa vào môi trường nuôi tham gia vào quá trình quang hợp của tảo và tạo hệ đệm CO2/HCO3- để ổn định pH. Tùy thuộc vào quy mô, hệ thống nuôi mà sử dụng nhiều cách sục khí khác nhau nhằm đảo bảo cho tảo phát triển tốt và tiết kiệm chi phí sản xuất[2]. 1.3. Vai trò của vi tảo đối với nghề nuôi trồng thủy sản 1.3.1. Vai trò của vi tảo trong sản xuất giống hải sản Thành phần hóa sinh thô của tảo gồm: Protein, hydratecarbon, lipid và khoáng chất chiếm 90 – 95% khối lượng khô của tế bào tảo. Phần còn lại chủ yếu là acid nucleic (chiếm từ 5 – 10%) (Brow. M, 1991) [19]. Thành phần này thay đổi khác nhau tùy thuộc vào từng loài nuôi và điều kiện nuôi như chu kỳ chiếu sáng, bước sóng, nhiệt độ, chế độ dinh dưỡng trong từng môi trường nuôi và thời gian thu hoạch ở các giai đoạn tăng trưởng khác nhau[17]. Bảng 1.1: Thành phần sinh hóa của các loài vi tảo (tính theo khối lượng khô tế bào) (Theo Brown và ctv (1991) Protein 30-55% (thành phần amino acid) tương tự protein trứng gà (albumen) Cacbohydrate 10-30% Chủ yếu là polysaccharide Lipid 10-25% Các acid béo 20-40%/Lipid tổng số, phosphorlipid 10%/Lipid tổng số Khoáng 10-40% Phospho, silic (tảo khuê), canxi, natri Acid nucleic 4-6% (RNA :DNA=3:1) Ngoài những thành phần chính trên vi tảo còn chứa một lượng nhỏ các loại Vitamin thường gặp như: Thiamin (Vitamin B1), Riboflavin (B2), Pyridoxin (B6), Cyanocobalamin (B12), Biotin, Ascorbic acid (C), Nicotinic acid, Patothenic acid, 11 Choline, Inositol, Tocopherol (E) và Caroten (Provitamin A) (Brown và cộng sự 1989) [18]. Hàm lượng Vitamin có trong mỗi loài vi tảo là khác nhau. Ngoài ra, hàm lượng Vitamin còn phụ thuộc vào các pha phát triển của vi tảo. Việc lựa chọn loài tảo nuôi theo 2 tiêu chuẩn kích thước tế bào và khả năng nuôi sinh khối là chưa đủ, cần phải xem xét thành phần sinh hóa của loài đó có đáp ứng được nhu cầu của đối tượng nuôi hay không và đáp ứng ở mức nào. Trong nuôi tu hài, việc kết hợp các loài tảo như Nannochloropsis sp, các loài tảo silic như Chaetoceros sp, tảo roi Tetraselmis chui hay Isochry galbana làm thức ăn thường cho tỷ lệ sống cao và tốc độ sinh trưởng nhanh. Mổi loài tảo có thành phần sinh hóa khác nhau, để đảm bảo cung cấp đầy đủ dinh dưỡng cho đối tượng nuôi đòi hỏi người nuôi phải biết kết hợp nhiều loài với nhau trong khẩu phần ăn để đáp ứng nhu cầu trong từng giai đoạn cụ thể của đối tượng nuôi. Thalassiosira sp là loại tảo giàu dinh dưỡng, đặc biệt là các axit béo không no, cacbohydrat, protei, khoáng. Với kích thước 4- 6 µm rất phù hợp với các trại sản xuất giống động vật thân mềm (trong giai đoạn ĐVTM có kích thước 200 µm trở lên) có nhu cầu cao về thành phần silic để hình thành vỏ và các trại sản xuất tôm giống từ giai đoạn Mysis đến giai đoạn Post larvae. Nó làm tăng tỷ lệ sống và khả năng tăng trưởng của các đối tượng trên. 1.3.1.1. Nuôi động vật thân mềm (ĐVTM). Trong sản xuất giống và nuôi thương phẩm các loài ĐVTM nguồn thức ăn quan trọng không thể thiếu đó là vi tảo, từ rất lâu người ta đã tìm cách thay thế tảo bằng một số loại thức ăn khác như men bánh mì, vi khuẩn, thức ăn dạng vi hạt, tảo khô…tuy nhiên tảo tươi vẫn là thức ăn quan trọng nhất và không thể thay thế. Nhu cầu sử dụng vi tảo làm thức ăn cho ĐVTM thay đổi theo từng giai đoạn sinh trưởng, chẳng hạn như giai đoạn ấu trùng đòi hỏi nguồn tảo tươi phải đảm bảo thành phần dinh dưỡng đầy đủ cũng như phải sạch khuẩn. Giai đoạn hậu ấu trùng nhu cầu về nguồn tảo có thể thấp hơn giai đoạn ấu trùng, tuy nhiên về mặt dinh dưỡng cũng phải đảm bảo thành phần đầy đủ.[2] Giai đoạn bố mẹ, đòi hỏi nguồn tảo phải đảm bảo về số lượng cũng như chất lượng. Như vậy, khi nuôi động vật thân mềm cần một số lượng rất lớn vi tảo. Việc lựa chọn loài tảo để nuôi một đối tượng thân mềm cần phải xem xét thành phần dinh dưỡng, kích thước của loài tảo và khả năng lọc của các giai đoạn ấu trùng có 12 phù hợp hay không. Nếu trong quá trình nuôi mà không đáp ứng đủ số lượng cũng như chất lượng nguồn tảo làm thức ăn cho các giai đoạn ấu trùng thì sẽ ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sống của ấu trùng. Việc kết hợp sử dụng hỗn hợp nhiều loài tảo làm thức ăn cho ấu trùng thay thế cho việc sử dụng đơn loài mang lại hiệu quả cao trong sản xuất, giúp cho ấu trùng biến thái nhanh, tốc độ sinh trưởng tốt. 1.3.1.2. Sản xuất giống và nuôi tôm he thương phẩm Trong chuỗi thức ăn của tôm he, vi tảo là mắt xích đầu tiên cho giai đoạn ấu trùng chính vì thế ngay từ cuối giai đoạn Nauplius vi tảo đã được thêm vào bể nuôi. Các loài vi tảo có kích thước từ 4-20 µm thường được dùng trong nuôi tôm he đó là Chaetoceros calcitrans, Chaetoceros gracilis, Thalassiosira sp, Skeletonema costatum, Tetraselmis chui. Do thức ăn của ấu trùng tôm chuyển từ thực vật sang động vật ở giai đoạn Mysis nên lượng tảo cho ăn giảm dần, tuy nhiên một lượng tảo cần thiết vẫn được thêm vào bể nuôi ấu trùng để nhằm mục đích ổn định môi trường nuôi. Trong hệ thống sản xuất của các trại giống tôm he luôn có một khu lưu giữ và nuôi sinh khối tảo, hệ thống này chiếm 20% diện tích các trại sản xuất. Trong nuôi tôm thương phẩm, tảo củng là thành phần quan trọng, ảnh hưởng trục tiếp đến môi trường sinh thái ao nuôi. Việc điều chỉnh và duy trì mật độ tảo thích hợp trong suốt vụ nuôi là rất cần thiết. Trước khi thả tôm ao nuôi được bón vôi và các chất dinh dưỡng thiết yếu để gây màu nước. Sự hiện diện của các vi tảo và các sắc tố trong các loài vi tảo quyết định màu nước ao nuôi. Vi tảo còn làm giảm cường độ ánh sáng đi sâu vào nước ao, ngăn cản sự phát triển của tảo đáy. Vi tảo góp phần làm ổn định nhiệt độ nước ao và tham gia điều chỉnh giá trị pH trong ao. Ngoài ra, vi tảo còn đóng góp ổn định hệ sinh thái ao nuôi và hạn chế tối thiểu các biến động của chất lượng nước. 1.3.1.3. Sản xuất giống cá biển. Trong sản xuất giống cá biển hiện nay, vi tảo được sử dụng hầu như để làm thức ăn cho luân trùng, artemia và một phần được cấp vào bể ương để ổn định môi trường nuôi, làm tăng khả năng bắt mồi và làm thức ăn cho ấu trùng cá. Tảo tươi không phải là thức ăn trực tiếp cho ấu trùng cá biển, nhưng là mắt xích đầu tiên trong chuổi thức ăn. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo đối với đối tượng sử dụng nó làm thức ăn phụ thuộc vào kích thước tế bào, khả năng tiêu hóa và đặc biệt là thành phần sinh hóa của 13 tế bào. Chất lượng của đối tượng dùng làm thức ăn cho ấu trùng cá biển phụ thuộc vào chất lượng tảo cung cấp cho nó.[2] Hiện nay, luân trùng là một đối tượng đang được nuôi để là thức ăn trực tiếp cho ấu trùng cá biển, thức ăn chính cho luân trùng là các loài vi tảo như N.oculata, Tetraselmis. Nhờ kỹ thuật làm giàu luân trùng mà chúng ta có thể cung cấp trực tiếp các acid amin tự do, peptit hoặc protein thông qua thức ăn cho ấu trùng cá khi đang ở giai đoạn noãn hoàng. 1.4. Nghiên cứu và ứng dụng vi tảo phục vụ nuôi hải sản. 1.4.1. Thế giới. Việc nghiên cứu nuôi vi tảo làm thức ăn tươi sống cho động vật thủy sản nói chung được bắt đầu hai thập kỷ trước nhưng thành công còn rất hạn chế (Watanabe và ctv,1994). Bảng 1.2. Các loài tảo được phân lập và sử dụng nuôi. (Theo Huei Meei Su, Mao Sen Su and I Chiu Liao, 1994). Cyanophyceae Prasinophyceae Haptophyceae Eustigmatophyceae Centrophyceae Dinophyceae Synechococcus sp Ankistrodesmus convolutus Carteria golobosa Chlorella ellipoidea Oocystis borgei Tetraselmis sp Tetraselmis chui Tetraselmis subcordiformis Tetraselmis suecica Tetraselmis tetrathele Dicrateria zhanjiangensis Isochrysis galbana tml Isochrysis galbana Isochrysis galbana 3011 Isochrysis aff.galbana Pavlova viridis Pavlova salina Ellipsoidion sp Nannochloropsis oculata Chaetoceros gracilis Cyclotella sp Skeletonema costatum Alaxandrium minutum Prorocentrum lima