Luận văn Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước chuyển biến rõ rệt, đặc biệt là từ khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO (2007). Cùng với sự phát triển đó, nuôi trồng thủy hản sản cũng có những bước vượt bậc, hiện được coi là ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế nước nhà. Theo thống kê sản lượng nuôi trồng thủy sản năm 2010 đạt trên 2,8 triệu tấn, tăng hơn 160 nghìn tấn so với năm 2009 (tăng 9%); tổng sản lượng thuỷ sản cả khai thác và nuôi trồng năm 2010 đạt hơn 5,1 triệu tấn, tăng gần 3% so với kế hoạch được giao. Kim ngạch xuất khẩu của toàn ngành đạt ước đạt 4,7 tỉ USD, tăng hơn 6%.( theo Bộ thủy sản Việt Nam) Để đạt được mục tiêu trên, quy hoạch phát triển ngành thủy sản đã có những bước thay đổi cơ bản trong cơ cấu chuyển từ đánh bắt thuần túy sang cơ cấu vừa nuôi trồng vừa đánh bắt. Đối với phương thức nuôi trồng thủy sản thực sự phát triển với quy mô lớn trên toàn quốc, chủ yếu tập trung vào nuôi cá basa, cua, tôm, Đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản nước lợ, nước mặn mà đối tượng chính là con tôm sú đang được quan tâm nhiều nhất. Nuôi tôm thương phẩm mang lại hiệu quả rất cao, tạo công ăn việc làm cho dân cư vùng duyên hải, tận dụng vùng diện tích ven biển bị nhiễm mặn, quan trọng và ý nghĩa hơn ở chỗ tôm sú là đối tượng xuất khẩu mang lại nhiều ngoại tệ. Nhiều năm trở lại đây, nghề nuôi tôm sú thương phẩm phát triển mạnh. Hiện nay cả nước có hơn 500.000 ha diện tích nuôi tôm, trải dài dọc theo ven biển từ Quảng Ninh đến Kiên Giang. Do việc phát triển diện tích nuôi quá nhanh, kinh nghiệm của người nuôi tôm còn hạn chế, sự tiếp nhận khoa học kĩ thuật vào nghề nuôi tôm còn chậm, người nuôi chưa theo kịp như kĩ thuật chọn con giống, chăm sóc, cho ăn, phòng ngừa bệnh, quản lý môi trường ao nuôi và lựa chọn các sản phẩm, sử dụng cho nghề nuôi còn nhiều hạn chế và thiếu sót. Mặt khác, ở hầu hết các tỉnh trong cả nước tôm sú được nuôi dưới hai hình thức nuôi bán thâm canh hoặc thâm canh. Việc nuôi thâm canh càng phát triển thì môi trường ao nuôi lẫn các khu vực lân cận càng bị ô nhiễm. Bởi vì tất cả các hệ thống dùng cho việc nuôi tôm đều có khả năng gây ô nhiễm môi trường như thức ăn, chất thải hữu cơ do quá trình bài tiết và lột xác định kì của tôm, Những chất cặn bã này tích tụ và lắng đọng lâu ngày gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ sinh thái, đặc biệt ảnh hưởng tới sự phát triển và tăng trưởng của vật nuôi. Đây cũng là nguyên nhân gây dịch bệnh cho tôm. Để ngăn ngừa nguy ngừa nguy cơ này thì biện pháp thường được sử dụng hiện nay là dùng vôi bột hoặc một số hóa chất vệ sinh ao nuôi trước khi thả giống. Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm thường phát sinh trong quá trình nuôi. Mặt khác, đối với các trại giống thì việc sử dụng hóa chất để đối phó với tình trạng ô nhiễm không được phép, do vậy khó mà đảm bảo con giống sạch bệnh. Chính vì vậy, cho dù diện tích ao nuôi tôm tăng nhanh trong nhiều năm trở lại đây nhưng sản lượng tăng không nhiều. Đây chính là những thách thức và vấn đề đáng quan tâm của lĩnh vực nuôi tôm thâm canh va nuôi tôm công nghiệp. Một vấn đề nữa đáng đề cập đến ở đây là: ngày nay, các chế phẩm từ các vi sinh vật có hoạt tính enzyme ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và chế biến thực phẩm. Mười năm trở lại đây, thị trường này gia tăng không ngừng và đang trở thành ngành công nghiệp phát triển ở các nước trên thế giới. Vì thế giải pháp hiệu quả và an toàn được lựa chọn hiện nay là sử dụng chế phẩm sinh học ở các dạng khác nhau( dạng bột, dịch) trong nuôi trồng thủy sản để làm giảm ô nhiễm ao nuôi, tăng khả năng phòng chống bệnh và kích thích vật nuôi sinh trưởng tốt. Trong đề tài này chủ yếu đề cập đến việc sử dụng các vi khuẩn Bacillus trong chế phẩm Probiotic cho tôm. Các vi khuẩn Bacillus đặc biệt là các chủng thuộc loài Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis là các chủng có khả năng tham gia vào hệ vi sinh vật đường ruột của tôm, cạnh tranh vị trí bám dính , cạnh tranh thức ăn, đặc biệt có thể sản sinh ra các hợp chất ức chế như bactabacteriocins, sideropheres, hydro peroxit ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật có hại giúp tôm tăng trưởng tốt và chống chịu với bệnh tật. Mặt khác các vi khuẩn này tăng cường chức năng miễn dịch cho tôm, giảm nguy cơ mắc bệnh ở tôm. Ngoài ra khi các vi khuẩn này tồn tại trong thức ăn thì chúng có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong thức ăn thừa, góp phần làm sạch môi trường nuôi tôm. Khi môi trường nước nuôi không bị ô nhiễm bởi thức ăn thừa thì cải thiện điều kiện sống của con tôm. Khi bổ sung các chế phẩm sinh học này vào thức ăn của tôm giúp tôm tăng khả năng sinh trưởng, tăng khả năng chống chịu bệnh tật, làm sạch môi trường nước nuôi tôm đồng thời làm giảm đáng kể lượng kháng sinh và hóa chất sử dụng trong nuôi tôm, góp phần làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Hiện nay ở Việt Nam có hàng trăm loại chế phẩm xử lý môi trường nuôi tôm cá với nhiều nhãn hiệu khác nhau được nhập khẩu cũng như sản xuất trong nước. Tuy nhiên các chế phẩm nước ngoài hiệu quả nhưng quá đắt, còn các chế phẩm trong nước lại hạn chế do chủng giống không giữ được hoạt tính ban đầu. Trước những khó khăn chung người nuôi đang gặp phải và với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc giải quyết những vướng mắc trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm ”. Mục đích của đề tài là : tìm điều kiện tối ưu nhất ( nhiệt độ, pH, dinh dưỡng ) để lượng sinh khối thu được là lớn nhất làm cơ sở cho việc phối trộn với chất mang tạo ra chế phẩm sinh học hiệu quả. Nội dung nghiên cứu gồm các vấn đề sau: 1. Kiểm tra hoạt tính enzyme các chủng Bacillus 2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng Bacillus tác động đến việc thu sinh khối

doc75 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 04/05/2013 | Lượt xem: 2103 | Lượt tải: 11download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
DANH MỤC CÁC BẢNG 3 MỞ ĐẦU : 6 PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 9 I- TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 9 1. Lịch sử phát triển nghề nuôi trồng thủy hải sản trên thế giới 9 1.1. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới 9 1.2. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam 10 2. Hiện trạng môi trường và dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản 10 3. Về tình hình ô nhiễm ao nuôi 11 4. Các bệnh thường xảy ra cho tôm khi ao nuôi bị nhiễm bẩn 12 5. Những chỉ số cơ bản đánh giá nước nuôi tôm 13 6. Các phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy sản. 18 6.1. Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật 18 6.2. Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm. 18 6.3. Các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường bằng các phương pháp sinh học 18 7. Chế phẩm sinh học( probiotics) 19 7.1. Lợi ích của chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản. 19 7.2. Nguyên tắc lựa chọn các chủng vi sinh vật được chọn làm chế phẩm sinh học 22 7.3. Nhóm vi sinh vật thường được sử dụng trong chế phẩm sinh học: 22 8. Bản chất của phương pháp sử dụng vi sinh vật trong công nghệ môi trường. 23 8.1. Mục tiêu đạt được khi làm giảm ô nhiễm môi trường bằng vi sinh vật 23 8.2. Cơ chế phân giải các hợp chất trong tự nhiên của VSV [1] 24 9. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vi sinh vật trong xử lý môi trường 27 II- ĐẶC ĐIỂM CỦA VI KHUẨN BACILLUS 27 1. Đặc điểm chung: 27 2. Các đặc tính của Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis 28 2.1. Đặc tính cơ bản của Bacillus subtilis 28 2.2. Đặc tính cơ bản của Bacillus licheniformis 29 2.3. Các ưu điểm nổi bật của Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis 29 3. Ứng dụng của vi khuẩn Bacillus 30 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn 31 III- QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM 32 1. Vai trò của quy hoạch thực nghiệm 32 2. Những khái niệm cơ bản của quy hoạch thực nghiệm 33 2.1. Định nghĩa quy hoạch thực nghiệm 33 2.2. Đối tượng của quy hoạch thực nghiệm trong các ngành công nghệ 33 2.3. Các phương pháp quy hoạch thực nghiệm 33 2.4. Ma trận kế hoạch thực nghiệm 34 2.5. Các nguyên tắc cơ bản của quy hoạch thực nghiệm 34 2.6. Các bước quy hoạch thực nghiệm cực trị 35 3. Phần mềm quy hoạch thực nghiệm Design Expert 36 PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 I. ĐỐI TƯỢNG VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 38 1. Đối tượng nghiên cứu: 38 2. Hóa chất và thiết bị: 38 3. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật 40 II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 1. Phương pháp tuyển chọn chủng có hoạt tính cao 42 2. Phương pháp nhân giống, lên men, thu sinh khối 43 3. Phương pháp đặt một bài toán tối ưu trong hóa học và thực phẩm 45 PHẦN III: KẾT QUẢ 47 1. Kết quả thử hoạt tính enzyme của các chủng 47 2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng & phát triển của các chủng Bacillus subtilis ATCC 6633 và Bacillus licheniformis ATCC14580 49 2.1. Thời gian: 49 2.3.pH 53 2.4. Peptone: 55 3. Giải bài toán tối ưu sinh khối 58 3.1.Tối ưu hóa mật độ sinh khối B. subtilis ATCC 6330 trên môi trường peptone- glucose 60 2.2. Tối ưu hóa mật độ sinh khối B. licheniformis ATCC 14580 trên môi trường peptone- glucose 65 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 I- KẾT LUẬN 70 II- KIẾN NGHỊ: 70 PHẦN IV: TÀI LIỆU THAM KHẢO: 71 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Độ mặn của các loại nước 15 Bảng 2. Nồng độ oxy hòa tan và sức khỏe của tôm 16 Bảng 3. Kết quả thử hoạt tính của các chủng Bacillus 50 Bảng 4. Khả năng sinh trưởng của các chủng B. subtillis ATCC 6633 và 51 Bảng 6: Khả năng sinh trưởng của theo nhiệt độ của 54 Bảng 7 : Khả năng sinh trưởng theo pH của B.subtilis ATCC 6330 56 Bảng 8: Khả năng sinh trưởng theo pH của B.licheniformis ATCC 14580 56 Bảng 9: Ảnh hưởng của peptpone đối tới khả năng sinh B.subtilis ATCC 6330 58 Bảng 10: Ảnh hưởng của peptpone đối với khả năng sinh trưởng của 59 Bảng 11. Bảng thiết kế ma trận thực nghiệm 61 Bảng 12. Mật độ sinh khối của B. subtilis ATCC 6330 tại các điểm thí nghiệm 62 Bảng 13: Mật độ sinh khối của B. licheniformis ATCC 14580 67 DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 1 : Khả năng sinh trưởng của các chủng B. subtillis ATCC 6633 theo thời gian 51 Đồ thị 2: Khả năng sinh trưởng của B.subtilis ATCC 6330 theo nhiệt độ 53 Đồ thị 3. Khảo sát sự sinh trưởng của B.licheniformis ATCC 14580 theo nhiệt độ 54 Đồ thị 4: Khả năng sinh trưởng theo pH của B.subtilis ATCC 6330 55 Đồ thị 5. Khả năng sinh trưởng theo pH của B.licheniformis ATCC 14580 56 Đồ thị 6: Ảnh hưởng của peptpone đối tới khả năng sinh trưởng của B. subtilis ATCC 6330………………………………………………………………………...56 Đồ thị 7: Ảnh hưởng của peptpone đối với khả năng sinh trưởng của B.licheniformis ATCC 14580 58 DANH MỤC ẢNH THÍ NGHIỆM Hình 1. Hình thái vi khuẩn B. subtilis Hình 2. Bào tử của B. subtilis 30 Hình 3.Hình thái tế bào B. licheniformis 30 Hình 4. Giao diện của phần mềm Design Expert 8.0.4 38 Hình 5: Khả năng sinh protease của Hình 6: Khả năng sinh protease của 48 Hình 7. Khả năng sinh amylase của Hình 8. Khả năng sinh amylase của 48 Hình 11: Phân tích phương sai ANOVA của mô hình tối ưu sinh khối 62 Hình 12: Phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng các yếu tố tới sinh khối 63 Hình 13a: Tương tác giữa nhiệt độ vàpH tới sinh khối B. subtilis ATCC 6330 64 Hình 13b: Tương tác giữa nhiệt độ và pH tới sinh khối B. subtilis ATCC 6330 64 Hình 14c: Tương tác giưa pH và peptone tới sinh khối của 64 Hình 15: Hàm kì vọng và điều kiện tối ưu mật độ sinh khối 65 Hình 16: Phân tích phương sai ANOVA của mô hình tối ưu sinh khối B. licheniformis ATCC 14580 67 Hình 17: Phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng các yếu tố tới sinh khối 68 Hình 18a: Tương tác giữa nhiệt độ và peptone tới sinh khối của 68 Hình 18b. Tương tác giữa nhiệt độ và pH tới sinh khối 69 Hình 18c. Tương tác giữa peptone và pH tới sinh khối 69 Hình 19: Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu mật độ tế bào 70 MỞ ĐẦU : Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có những bước chuyển biến rõ rệt, đặc biệt là từ khi nước ta gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO (2007). Cùng với sự phát triển đó, nuôi trồng thủy hản sản cũng có những bước vượt bậc, hiện được coi là ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế nước nhà. Theo thống kê sản lượng nuôi trồng thủy sản năm 2010 đạt trên 2,8 triệu tấn, tăng hơn 160 nghìn tấn so với năm 2009 (tăng 9%); tổng sản lượng thuỷ sản cả khai thác và nuôi trồng năm 2010 đạt hơn 5,1 triệu tấn, tăng gần 3% so với kế hoạch được giao. Kim ngạch xuất khẩu của toàn ngành đạt ước đạt 4,7 tỉ USD, tăng hơn 6%.( theo Bộ thủy sản Việt Nam) Để đạt được mục tiêu trên, quy hoạch phát triển ngành thủy sản đã có những bước thay đổi cơ bản trong cơ cấu chuyển từ đánh bắt thuần túy sang cơ cấu vừa nuôi trồng vừa đánh bắt. Đối với phương thức nuôi trồng thủy sản thực sự phát triển với quy mô lớn trên toàn quốc, chủ yếu tập trung vào nuôi cá basa, cua, tôm,… Đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản nước lợ, nước mặn mà đối tượng chính là con tôm sú đang được quan tâm nhiều nhất. Nuôi tôm thương phẩm mang lại hiệu quả rất cao, tạo công ăn việc làm cho dân cư vùng duyên hải, tận dụng vùng diện tích ven biển bị nhiễm mặn, quan trọng và ý nghĩa hơn ở chỗ tôm sú là đối tượng xuất khẩu mang lại nhiều ngoại tệ. Nhiều năm trở lại đây, nghề nuôi tôm sú thương phẩm phát triển mạnh. Hiện nay cả nước có hơn 500.000 ha diện tích nuôi tôm, trải dài dọc theo ven biển từ Quảng Ninh đến Kiên Giang. Do việc phát triển diện tích nuôi quá nhanh, kinh nghiệm của người nuôi tôm còn hạn chế, sự tiếp nhận khoa học kĩ thuật vào nghề nuôi tôm còn chậm, người nuôi chưa theo kịp như kĩ thuật chọn con giống, chăm sóc, cho ăn, phòng ngừa bệnh, quản lý môi trường ao nuôi và lựa chọn các sản phẩm, sử dụng cho nghề nuôi còn nhiều hạn chế và thiếu sót. Mặt khác, ở hầu hết các tỉnh trong cả nước tôm sú được nuôi dưới hai hình thức nuôi bán thâm canh hoặc thâm canh. Việc nuôi thâm canh càng phát triển thì môi trường ao nuôi lẫn các khu vực lân cận càng bị ô nhiễm. Bởi vì tất cả các hệ thống dùng cho việc nuôi tôm đều có khả năng gây ô nhiễm môi trường như thức ăn, chất thải hữu cơ do quá trình bài tiết và lột xác định kì của tôm,… Những chất cặn bã này tích tụ và lắng đọng lâu ngày gây ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sự bền vững của hệ sinh thái, đặc biệt ảnh hưởng tới sự phát triển và tăng trưởng của vật nuôi. Đây cũng là nguyên nhân gây dịch bệnh cho tôm. Để ngăn ngừa nguy ngừa nguy cơ này thì biện pháp thường được sử dụng hiện nay là dùng vôi bột hoặc một số hóa chất vệ sinh ao nuôi trước khi thả giống. Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm thường phát sinh trong quá trình nuôi. Mặt khác, đối với các trại giống thì việc sử dụng hóa chất để đối phó với tình trạng ô nhiễm không được phép, do vậy khó mà đảm bảo con giống sạch bệnh. Chính vì vậy, cho dù diện tích ao nuôi tôm tăng nhanh trong nhiều năm trở lại đây nhưng sản lượng tăng không nhiều. Đây chính là những thách thức và vấn đề đáng quan tâm của lĩnh vực nuôi tôm thâm canh va nuôi tôm công nghiệp. Một vấn đề nữa đáng đề cập đến ở đây là: ngày nay, các chế phẩm từ các vi sinh vật có hoạt tính enzyme ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và chế biến thực phẩm. Mười năm trở lại đây, thị trường này gia tăng không ngừng và đang trở thành ngành công nghiệp phát triển ở các nước trên thế giới. Vì thế giải pháp hiệu quả và an toàn được lựa chọn hiện nay là sử dụng chế phẩm sinh học ở các dạng khác nhau( dạng bột, dịch) trong nuôi trồng thủy sản để làm giảm ô nhiễm ao nuôi, tăng khả năng phòng chống bệnh và kích thích vật nuôi sinh trưởng tốt. Trong đề tài này chủ yếu đề cập đến việc sử dụng các vi khuẩn Bacillus trong chế phẩm Probiotic cho tôm. Các vi khuẩn Bacillus đặc biệt là các chủng thuộc loài Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis là các chủng có khả năng tham gia vào hệ vi sinh vật đường ruột của tôm, cạnh tranh vị trí bám dính , cạnh tranh thức ăn, đặc biệt có thể sản sinh ra các hợp chất ức chế như bactabacteriocins, sideropheres, hydro peroxit… ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật có hại giúp tôm tăng trưởng tốt và chống chịu với bệnh tật. Mặt khác các vi khuẩn này tăng cường chức năng miễn dịch cho tôm, giảm nguy cơ mắc bệnh ở tôm. Ngoài ra khi các vi khuẩn này tồn tại trong thức ăn thì chúng có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong thức ăn thừa, góp phần làm sạch môi trường nuôi tôm. Khi môi trường nước nuôi không bị ô nhiễm bởi thức ăn thừa thì cải thiện điều kiện sống của con tôm. Khi bổ sung các chế phẩm sinh học này vào thức ăn của tôm giúp tôm tăng khả năng sinh trưởng, tăng khả năng chống chịu bệnh tật, làm sạch môi trường nước nuôi tôm đồng thời làm giảm đáng kể lượng kháng sinh và hóa chất sử dụng trong nuôi tôm, góp phần làm giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Hiện nay ở Việt Nam có hàng trăm loại chế phẩm xử lý môi trường nuôi tôm cá với nhiều nhãn hiệu khác nhau được nhập khẩu cũng như sản xuất trong nước. Tuy nhiên các chế phẩm nước ngoài hiệu quả nhưng quá đắt, còn các chế phẩm trong nước lại hạn chế do chủng giống không giữ được hoạt tính ban đầu. Trước những khó khăn chung người nuôi đang gặp phải và với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc giải quyết những vướng mắc trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Tối ưu hóa một số điều kiện thu sinh khối của các chủng Baciillus ứng dụng tạo chế phẩm nuôi tôm ”. Mục đích của đề tài là : tìm điều kiện tối ưu nhất ( nhiệt độ, pH, dinh dưỡng…) để lượng sinh khối thu được là lớn nhất làm cơ sở cho việc phối trộn với chất mang tạo ra chế phẩm sinh học hiệu quả. Nội dung nghiên cứu gồm các vấn đề sau: Kiểm tra hoạt tính enzyme các chủng Bacillus Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các chủng Bacillus tác động đến việc thu sinh khối Sử dụng lý thuyết quy hoạch thực nghiệm và phần mềm tối ưu hóa Desgin Expert 8.0 lập ma trận thực nghiệm và tiến hành tối ưu hóa điều kiện thu sinh khối của các chủng Bacillus PHẦN I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU I- TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGHỀ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 1. Lịch sử phát triển nghề nuôi trồng thủy hải sản trên thế giới 1.1. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới Lịch sử của nghề nuôi trồng thủy sản trên thế giới đã được bắt đầu từ khoảng 500 năm trước công nguyên tại Trung Quốc với loài cá được nuôi đầu tiên là cá chép (Cyprinus carpio). Hình thức sơ khai là thu cá giống từ sông để ương nuôi trong ao vùng nước ngọt. Nghề nuôi cá chép sau đó được lan rộng ra nhiều nơi ở Châu Á, Trung Đông và Châu Âu do sự di dân của người Hoa. Tuy nhiên, vào thế kỷ thứ 6 sau công nguyên, do cá Chép không được phép nuôi ở Trung Quốc, vì thế các loài các loài cá chép Trung Quốc (cá trắm cỏ, cá mè hoa, mè trắng) bắt đầu được phát triển ương nuôi. Ở Ấn Độ, các loài cá trôi Ấn Độ được ương nuôi từ thế kỷ 11. Trong khi đó, loài cá nước lợ được nuôi đầu tiên là loài cá Măng (Chanos chanos) vào thế kỷ 15 tại Indonesia. [10] Ở Việt Nam, nghề nuôi thủy sản truyền thống được bắt đầu từ những năm 1960. Sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi thủy sản được bắt đầu từ những năm thập niên 1970. Đến nay, nghề nuôi thủy sản vẫn liên tục phát triển đa dạng lẫn thâm canh hóa. Nếu như năm 1970, tốc độ tăng trưởng hằng năm về sản lượng là 3,9%, thì năm 2006, tốc độ tăng trưởng là 36%. Sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi đã góp phần tăng tỷ lệ tiêu dùng sản phẩm thủy sản nuôi trồng từ 0,7 kg/người/năn vào năm 1970 lên 7,8 kg/người/năm vào năm 2006. Sản phẩm thủy sản nuôi trồng chiếm 46% tổng sản phẩm thủy sản tiêu dùng hàng năm. Ở Trung Quốc, tỷ lệ này là 90%. [10] Trên thế giới, Châu Á cho sản lượng thủy sản nuôi trồng lớn nhất, chiếm 89% tổng sản lượng và 77% tổng giá trị sản phẩm thủy sản nuôi trồng thế giới năm 2006. Năm 2010, theo dự báo của tổ chức FAO tổng sản lượng nuôi trồng thủy sản thế giới là 147 triệu tấn và sản lượng khai thác là 89,8 triệu tấn. [10] Mười nước đứng đầu thế giới về sản lượng nuôi trồng thủy sản theo thứ tự gồm: Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan, Indonesia, Bangladesh, Chile, Nhật Bản, Na Uy và Philippines. Năm 2010, sản lượng nuôi trồng thủy sản của Việt Nam là 5,3 triệu tấn, đứng thứ 3 thế giới.[10] 1.2. Tình hình phát triển nghề nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam Ở Việt Nam, nghề nuôi thủy sản cũng phát triển rất năng động. Nghề nuôi thủy sản truyền thống bắt đầu từ thập niên 1960, tuy nhiên trong vòng 10 năm nay, nghề nuôi thủy sản có tốc độ phát triển rất nhanh chóng. Theo thống kê của Bộ Thủy sản (2006) thì năm 1999 cả nước có tổng cộng trên 524.619 ha, đạt sản lượng 480.767 tấn. Năm 2005, cả nước có gần 1.000.000 ha nuôi thủy sản, đạt sản lượng 1.437.356 tấn, trong đó, sản lượng nuôi thủy sản nước lợ - măn là 546.716 tấn, sản lượng nuôi nước ngọt đạt 890.650 tấn. Hiện nay, đối tượng nuôi và mô hình nuôi thủy sản ở Việt Nam khá phong phú, tuy nhiên, chủ lực nhất vẫn là nuôi cá tra thâm canh ở vùng nước ngọt và nuôi tôm ở vùng nước lợ ven biển. Đặc biệt, năm 2007, sản lượng nuôi cá tra và basa đạt trên 1.200.00 tấn và sản lượng tôm nuôi đạt 307.000 tấn .[10] Năm 2010, diện tích nuôi trồng thủy sản cả nước là 1.096.722 ha , đạt sản lượng 2.828 ngàn tấn và kim ngạch xuất khẩu vượt ngưỡng 5 tỉ đô la ( Theo kế hoạch 5 năm phát triển ngành thủy sản 2011- 2015 của Tổng cục thủy sản Việt Nam) 2. Hiện trạng môi trường và dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản Sự phát triển nhanh chóng của hoạt động nuôi trồng thủy sản đã kéo theo tình trạng ô nhiễm nặng nề, làm lây lan và bùng phát dịch bệnh. Trong điều kiện nuôi trồng thủy sản hiện nay, môi trường ao nuôi rất phú dưỡng. Nguyên nhân là do chúng ta đưa vào ao nuôi lượng thức ăn tổng hợp rất lớn mà chỉ có một lượng thức ăn rất nhỏ được đồng hóa thành sinh khối tôm ( 17%), còn lại là không ăn được do bị hòa tan vào trong nước hoặc bài tiết ra ngoài môi trường. Lượng thức ăn thừa, uế thải hữu cơ và phế thải do lột xác để duy trì hoạt động sống của tôm cùng với xác động vật thủy sinh phù du là những yếu tố làm cho ao nuôi nhiễm bẩn. Sự nhiễm bẩn của ao đầm ngoài ô nhiễm hữu cơ còn nhiễm bẩn do dùng hóa chất, kháng sinh trong quá trình nuôi. Việc sử dụng hóa chất khử trùng ao nuôi bên cạnh tác dụng mong muốn, các loại hóa chất còn gây ra tác hại với môi trường như tồn lưu hóa chất trong môi trường thủy sinh, làm giảm số lượng thủy sinh, làm giảm số lượng vi sinh vật có lợi trong ao nuôi, làm cho quá trình phân hủy hữu cơ bị đình trệ và hậu quả là môi trường bị phú dưỡng, kích thích sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh, tăng cơ hội nhiễm bệnh. Ngoài ra việc sử dụng hóa chất, kháng sinh trong sản phẩm hải sản gây ra hiện tượng kháng thuốc, dư lượng chất kháng sinh trong sản phẩm hải sản gây hại cho ngoài tiêu dùng như : tăng mẫn cảm với dư lượng thuốc hoặc xuất hiện vi khuẩn đường ruột kháng lại các chất kháng khuẩn [13] 3. Về tình hình ô nhiễm ao nuôi Nuôi tôm đang có những bước chuyển biến nhanh từ hình thức nuôi quảng canh. Tuy nhiên trong nuôi tôm thâm canh ngoài vấn đề giống tôm sạch thì vấn đề làm sạch và duy trì ao nuôi sạch còn gặp nhiều khó khăn, đơn cử tỉnh Long An đầu năm 2002 đã có 1050 ha ao nuôi tôm bị chết trắng, trong đó có những huyện bị mất trắng 100% diện tích ao nuôi. Tình hình đó đặt ra cho các nhà khoa học và sản xuất nhiều vấn đề cần giải quyết, trong đó có việc xử lý bùn đáy ao, đặc biệt trong những ao, đầm nuôi thả tôm mật độ cao. Nền đáy có vai trò quan trọng là nơi các vật nuôi sinh sống, săn bắt mồi, đặc biệt đối với tôm thì nền đáy gắn liền với vòng đời của chúng. Nền đáy cũng là nơi chứa đựng các sản phẩm tồn dư do quá trình nuôi chúng ta đưa xuống như vôi, hóa chất, xác tôm. Các sản phẩm hữu cơ theo thời gian do sự rửa trôi, xói mòn, rò rỉ tích tụ dần xuống đáy ao. Cũng tại đây quá trình hấp thu, phân giải, phân hủy các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ, các loại khí độc như H2S, NO2 được sinh ra nhiều và liên tục với cường độ mạnh dần qua các tháng nuôi. Tình trạng nhiễm bẩn nặng của ao nuôi tôm mặc dù đã được khắc phục bằng việc thay nước sạch thường xuyên hay nước đã qua xử lý, song phần bùn ao nơi các chất thải tích tụ trong quá trình nuôi là môi trường lý tưởng cho các vi trùng và ký sinh trùng gây bệnh phát triển là nguyên nhân gây ô nhiễm thường xuyên và lâu dài ao nuôi vẫn chưa có biện pháp xử lý hữu hiệu, kể cả khi bùn được vớt lên khỏi ao, đầm nuôi Bùn ao nuôi tôm được hình thành do thức ăn tôm thừa, xác vi sinh vật và động thực vật phù du, chất thải của tôm lắng đọng. Mỗi năm lượng bùn tích tụ ở đáy ao nuôi tôm thâm canh hình thành một lớp bùn dày 10-15cm tương đương 30-50 tấn chất khô hữu cơ/ ha. Bùn có thành phần chủ yếu là chất hữu cơ, sinh khối vi sinh vật và động vật thủy sinh nên khi phân hủy tự nhiên ở đáy ao sẽ làm cạn kiệt nguồn oxy hòa tan và là nguồn sinh ra các chất độc hại đối với tôm như NH3, H2S, CH4 gây ra ô nhiễm nặng cho các ao nuôi tôm. Bên cạnh đó bùn còn chứa các thành phần vô cơ, trong đó đáng quan ngại nhất là NaCl khoảng 1%. Điều này đòi hỏi phải có các chủng vi sinh vật hữu hiệu chuyển hóa các chất hữu cơ trong điều kiện nhiễm mặn và có đủ các chất nền phối trộn nếu muốn xử lý bùn.[1] 4. Các bệnh thường xảy ra cho tôm khi ao nuôi bị nhiễm bẩn Khi ao bị nhiễm bẩn một số loại vi khuẩn từ bên ngoài xâm nhập vào trong vỏ tôm. Bệnh thường gặp nhất là bệnh hoại tử do vỏ tôm bị tổn thương vì nhiễm khuẩn hay không cứng được. Nhiều loại vi khuẩn ăn mòn lớp kitin của vỏ gây ra lở loát hay tạo ra các vết nhỏ làm cho vỏ bị nhăn nheo. Ngoài vi khuẩn thì một số sinh vật khác có thể xâm nhập qua vỏ như nấm hay động vật nguyên sinh. Nấm có thể xâm nhập mang và vỏ tạo nên những khối đen trên con tôm. Động vật nguyên sinh gây tổn thất cho mang tạo ra những đốm đen nhỏ, còn gọi là bệnh đen mang. Bệnh đen mang thường do nhiễm khuẩn vibrio, nhiễm nấm Fuarium, động vật nguyên sinh. Đôi khi cũng do nhiễm hóa chất như kim loại nặng, hàm lượng nitrat cao. [12] Nhóm vi khuẩn vibrio là nhóm vi khuẩn gây bệnh cơ hội chúng tồn tại trong môi trường nước nuôi tôm như một quần thể vi sinh vật trong ao nuôi. Khi điều kiện môi trường bất lợ
Luận văn liên quan