Luận văn Khả năng xử lý môi trường trong bể nuôi tôm sú (penaeus monodon) có bổ sung vi khuẩn hữu ích

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THANH TÂM KHẢ NĂNG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG BỂ NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) CÓ BỔ SUNG VI KHUẨN HỮU ÍCH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH BỆNH HỌC THỦY SẢN 2009 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN NGUYỄN THANH TÂM KHẢ NĂNG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG TRONG BỂ NUÔI TÔM SÚ (Penaeus monodon) CÓ BỔ SUNG VI KHUẨN HỮU ÍCH LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH BỆNH HỌC THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. PHẠM THỊ TUYẾT NGÂN 2009 3 LỜI CẢM TẠ Tôi vô cùng biết ơn cha mẹ, anh chị và những người thân của tôi đã chia sẽ, động viên và dành những gì tốt đẹp nhất cho tôi có được thành công như ngày hôm nay. Xin trân trọng gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Phạm Thị Tuyết Ngân đã dành thời gian tận tình hướng dẫn, động viên, cung cấp nhiều kiến thức quý báo và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn . Xin cám ơn thầy Trương Quốc Phú, thầy Vũ Ngọc Út, thầy Lê Minh Trường phòng thí nghiệm phân tích chất lượng nước, Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng – Khoa Thủy Sản – Trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện, tận tình chỉ bảo tôi trong việc phân tích các chỉ tiêu thuỷ lý, hóa trong luận văn này. Cảm ơn Thư viện khoa thủy sản, Trung tâm học liệu đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian viết luận văn nay. Xin chân thành cảm ơn! 4 TÓM TẮT Sự phát triển nghề nuôi tôm công nghiệp trong nhiều năm qua đã tạo áp lực lên môi trường nước và sự tự ô nhiễm, nó đã góp phần phá hủy hệ sinh thái ven biển, nghề nuôi tôm đang đương đầu với những vấn đề dịch bệnh do nước thải từ các ao nuôi thâm canh đổ ra với hàm lượng dinh dưỡng cao. Nuôi tôm cá theo hướng bảo vệ môi trường ngày càng được chú trọng, vi sinh đóng vai trò quan trọng trong xu thế này. Tuy nhiên hiện nay còn quá ích thông tin về hiệu quả của vi khuẩn hữu ích. Vì vậy mà đề tài: “Khả năng xử lý môi trường trong bể nuôi tôm sú (Penaeus monodon) có bổ sung vi khuẩn hữu ích” được thực hiện nhằm cung cấp thông tin và đưa ra giải pháp quản lý môi trường hiệu quả các vật chất dinh dưỡng hữu cơ tích lũy trong quá trình nuôi. Một thí nghiệm được bố trí trong 12 bể 500L nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước của vi khuẩn Bacillus đã dược thực hiện tại trại cua Khoa Thủy Sản, Đại Học Cần Thơ. Thí nghiệm bao gồm 4 nghiệm thức với 3 lần lặp lại. Trong đó 3 nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn hữu ích Bacillus được phân lập và chọn lọc từ ao nuôi tôm sú và một nghiệm thức đối chứng (DC) không bổ sung vi khuẩn. Các yếu tố theo dõi chủ yếu TAN, NO2, NO3, TSS, COD và một số yếu tố khác. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng quá trình tích lũy vật chất hữu cơ ở những bể có vi khuẩn giảm rõ rệt, TSS (363 – 174), TN bùn (1,44 – 0,05), COD (12,17 ± 4)…. Ngoài ra tỉ lệ sống (94,87 ± 2,1), tốc độ tăng trưởng (8,99 ± 1,5) của tôm trong các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn cũng cao hơn nhiều so với nghiệm thức đối chứng đặc biệt là nghiệm thức có bổ sung Bacillus 9 (B_9). Như vậy hiệu quả xử lý nước của vi khuẩn hữu ích đã đựơc khẳng định nhất là nghiệm thức Bacillus 9 trong thí nghiệm này. 5 MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ............................................................................................................... i TÓM TẮT ................................................................................................................... ii MỤC LỤC .................................................................................................................. iii DANH SÁCH BẢNG ..........................................................................................v DANH SÁCH HÌNH...........................................................................................vi Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 1 Mục tiêu ...........................................................................................................2 Nội dung...........................................................................................................2 Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................................ 3 2. 1 TÌNH HÌNH NUÔI TÔM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ..................3 2.1.1 Trên thế giới.........................................................................................3 2.1.2 Việt Nam..............................................................................................4 2.1.3 Đồng bằng sông Cửu Long ...................................................................4 2.2 Những giải pháp và vấn đề môi trường ......................................................5 2.2.2 Giải pháp hóa học.................................................................................5 2.2.3 Giải pháp sinh học................................................................................5 2. 3 BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG. ................................6 2.3 .1 Nhiệt độ...............................................................................................6 2.3.2 pH .......................................................................................................6 2.3.3 TSS ......................................................................................................7 2.4.6 Oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) ................................................7 2.3.5 Ammonia tổng cộng(TAN - Total Ammonia Nitrogen) ........................8 2.3.6 Nitrite (NO2-)........................................................................................8 2. 3.7 TN (Total Nitrogen) ............................................................................9 2.3.8 PO43- và TP (Total Phosphorus)..........................................................9 2.3.9 Chất độc từ đáy ao (H2S và NH3).........................................................9 2.4. BIẾN ĐỘNG CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG ĐẤT.................................10 2.4.1. Đặc tính môi trường đất trong ao nuôi tôm .......................................10 2.4.2. Đặc tính lớp bùn đáy trong ao tôm.....................................................10 Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................. 13 3. 1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU .........................................13 3.1.1 Thời gian nghiên cứu..........................................................................13 3.1.2 Địa điểm nghiên cứu ..........................................................................13 3. 2 Phương pháp nghiên cứu..........................................................................13 3.2.1 Vật liệu và phương pháp bố trí thí nghiệm..........................................13 3. 3 Phương pháp nuôi tăng sinh vi khuẩn.......................................................14 3. 4 Cách cho ăn và quản lý tôm nuôi thí nghiệm............................................14 3. 5 Nhịp thu mẫu ...........................................................................................14 3. 6 Phương pháp phân tích chất lựơng nước (Andrew, 2005).........................14 3.8 Xử lý số liệu .............................................................................................16 Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 17 5.1 CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG.................................................................17 5.1.1 Nhiệt độ: ............................................................................................17 6 4.1.2 pH ......................................................................................................17 4.1.3 DO .....................................................................................................18 4.1.4 COD...................................................................................................18 4.1.5 TSS ....................................................................................................19 4.1.6 H2S.....................................................................................................20 4.1.7 NO2 ....................................................................................................20 4.1.8 NO3 ....................................................................................................21 4.1.9 TAN...................................................................................................22 4.1.10 TN NƯỚC........................................................................................22 4.1.11 TP NƯỚC ........................................................................................23 4.1.12 TN BÙN...........................................................................................24 4.1.13 TP BÙN...............................................................................................24 4.2.1 Đánh giá tỉ lệ sống và tỉ lệ tăng trưởng của tôm .....................................25 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................................. 27 5.1 Kết luận ....................................................................................................27 5.2 Đề xuất .....................................................................................................27 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................28 PHỤ LỤC ..........................................................................................................31 Phụ lục 1: Nhiệt độ .........................................................................................31 Phụ lục 2: pH..................................................................................................31 Phụ lục 3: DO .................................................................................................31 Phụ lục 4: COD ..............................................................................................31 Phụ lục 5: TSS................................................................................................32 Phụ lục 6: H2S ................................................................................................32 Phụ lục 7: NO2................................................................................................33 Phụ lục 8: NO3................................................................................................33 Phụ lục 9: TAN...............................................................................................33 Phụ lục 10: TN NƯỚC ...................................................................................34 Phụ lục 11: TP nước .......................................................................................34 Phụ lục 12: TN bùn.........................................................................................34 Phụ lục 13: TP bùn .........................................................................................34 Phụ lục 14: Tỉ lệ sống .....................................................................................34 Phụ lục 15: Tỉ lệ tăng trưởng ..........................................................................35 7 DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1 Phương pháp thu và phân tích các chỉ tiêu .......................................16 Bảng 4.1 Tỉ lệ sống.........................................................................................25 Bảng 4.2 Tỉ lệ sinh trưởng ..............................................................................26 8 DANH SÁCH HÌNH Hình 4.1 Biến động nhiệt độ trong suốt quá trình thí nghiệm ..........................17 Hình 4.2 Biến động pH trong suốt quá trình thí nghiệm ..................................18 Hình 4.3 Biến động DO trong suốt quá trình thí nghiệm .................................18 Hình 4.4 Biến động COD trong suốt quá trình thí nghiệm...............................19 Hình 4.5 Biến động TSS trong suốt quá trình thí nghiệm ................................20 Hình 4.6 Biến động TSS trong suốt quá trình thí nghiệm ................................20 Hình 4.7 Biến động NO2 trong suốt quá trình thí nghiệm................................21 Hình 4.8 Biến động NO3 trong suốt quá trình thí nghiệm................................21 Hình 4.9 Biến động TAN trong suốt quá trình thí nghiệm...............................22 Hình 4.10 Biến động TN nước trong suốt quá trình thí nghiệm.......................23 Hình 4.11 Biến động TP nước trong suốt quá trình thí nghiệm .......................23 Hình 4.12 Biến động TN bùn trong suốt quá trình thí nghiệm.........................24 Hình 4.13 Biến động TP bùn trong suốt quá trình thí nghiệm .........................25 9 Chương 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, thủy sản đã trở thành ngành kinh tế mũi nhọn của nước ta. Sản lượng thủy sản không chỉ đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong nước mà còn xuất khẩu sang thị trường các nước như EU, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc,… Năm 2007, xuất khẩu thủy sản nước ta đạt 3,7 tỷ USD, vượt 2,78% so với kế hoạch, tăng 10,45% so với năm 2006 (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, 2007). Trong đó tôm sú (Penaeus monodon) là một trong những sản phẩm xuất khẩu chủ lực, chiếm 39,9% tổng sản phẩm thủy sản xuất khẩu. Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (NN&PTNT), kế hoạch năm 2009, cả nước sẽ giảm 35.000 ha diện tích nuôi trồng thuỷ sản, xuống còn 1.065.000 ha với sản lượng ước đạt là 2,3 triệu tấn; trong đó, cá tra: 1,2 triệu tấn; tôm sú: 280.000 tấn; tuy nhiên so với năm 2000 diện tích này vẫn tăng khỏang 10 lần và dự báo sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những năm sắp tới (www.fistenet.gov.vn). Để tăng năng xuất và lợi nhuận, người nuôi đã không ngừng tăng mật độ thả giống, sử dụng thuốc và hóa chất trong phòng và trị bệnh chưa hợp lý, thiếu sót trong quản lý môi trường…vấn đề trên không chỉ làm xáo trộn sự cân bằng sinh học của hệ sinh thái trong ao nuôi mà còn tạo điều kiện cho dịch bệnh bùng phát ảnh hưởng tới sức khỏe vật nuôi mà còn làm ô nhiễm môi trường. Do đó phát triển nuôi trồng thủy sản theo hướng bền vững với môi trường đang được nhiều nước quan tâm trong đó có Việt Nam, để giảm rủi ro về kinh tế cho người nuôi (www.vietlinh.com) Vi khuẩn hữu ích đóng vai trò quan trọng trong xu thế này: chúng phân hủy chất hữu cơ, cải thiện chất lượng nước, chuyển hóa các khí độc như NH3, NO2-… sang các dạng không độc hại khác. Trong nuôi trồng thủy sản hiện nay, những vi khuẩn hữu ích tiềm năng được phân lập trực tiếp từ môi trường nuôi có kết quả tốt (Burford et al., 1998).Tác giả này cũng chứng minh được hệ vi sinh vật đa dạng trên trứng cá sẽ bảo vệ vật chủ chống lại mầm bệnh tốt hơn. Phần lớn vi khuẩn đã được định danh bằng quan sát hình dạng, đặc điểm sinh hóa và sinh học phân tử. Hầu hết những loài Bacillus không độc hại đối với động vật, kể cả con người và nó có vai trò quan trọng trong thương mại vì khả năng sinh sản nhiều sản phẩm biến dưỡng thứ cấp như kháng sinh, thuốc trừ sâu sinh học, hóa chất và enzim (Ferarri et al., 1993). Ngày nay, sử dụng sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản công nghiệp đang tăng lên ở mức công nghiệp (Havennaar & Huys., 2003). 10 Chính vì những lợi ích của vi sinh vật hũu ích đó nên đề tài: “Khả năng xử lý môi trường trong bể nuôi tôm sú (Penaeus monodon) có bổ sung vi khuẩn hữu ích” được thực hiện với: Mục tiêu Đánh giá khả năng làm sạch môi trường của vi khuẩn hữu ích trong bể nuôi tôm sú (Penaeus monodon). Nội dung Xác định ảnh hưởng của ba dòng vi khuẩn Bacillus lên khả năng làm sạch môi trường dựa trên các chỉ tiêu chất lượng nước và đối chiếu với bể không bổ sung Bacillus. Đánh giá khả năng xử lý đạm của ba dòng vi khuẩn Bacillus chọn lọc. 11 Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2. 1 TÌNH HÌNH NUÔI TÔM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1 Trên thế giới Ở các quốc gia Đông Nam Á nghề nuôi tôm phát triển mạnh từ những năm cuối của thập niên 80, bắt đầu thâm canh hóa từ thập niên 90, không những nâng cao sản lượng tôm nuôi thế giới mà còn tạo việc làm và tăng thu nhập đáng kể cho nhiều địa phương ven biển (Yi, 2002). Theo FAO, (2003), giai đoạn 1984-1997 sản lượng tôm tăng bình quân 14% mỗi năm, sản lượng tôm nuôi gần 941.000 tấn năm 1997 và đạt giá trị 6.1 tỉ USD. Năm 2004 sản lượng tôm nuôi của Việt Nam đạt hơn 150.000 tấn và góp phần đưa kim nghạch xuất khẩu thủy sản của cả nước đạt khoảng 1.8 USD (Nhường & Hà, 2005). Sự thành công của người nuôi tôm ở các nước châu Á và Nam Mỹ, đã khẳng định sự tiến bộ của nghề nuôi thủy sản thế giới. Tôm sú là loại tôm được nuôi nhiều ở Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ, Việt Nam, Philippinse chiếm khoảng 52% sản lượng toàn cầu. Ở Trung Quốc nuôi tôm thẻ (Penaeus chinesis), tôm thẻ chân trắng (Litopeneaeus vanamei) là loài nuôi chủ yếu ở Ecuador và các nước Mỹ La Tinh chiếm khoảng 18% sản lượng tôm nuôi (FAO, 2003). Theo báo cáo của Tổ chức Nông Lương Liên hiệp quốc (FAO) công bố tại một cuộc họp liên chính phủ vào ngày 2/6, năm 2006, giá trị xuất khẩu thuỷ sản thế giới tăng 9,5% so với 2005, đạt 86 tỉ USD. Năm 2007, giá trị xuất khẩu thuỷ sản thế giới đạt 92 tỉ USD, tăng 7 % so với năm 2006. Tài liệu trên được phát cho 60 nước tham gia cuộc họp lần thứ 11 của Tiểu ban Thương mại thủy sản của FAO diễn ra từ ngày 2-6/6. Năm 2007, tổng sản lượng thuỷ sản toàn cầu ước đạt 145 triệu tấn, trong đó thủy sản xuất khẩu chiếm 38% tổng sản lượng. Các nước đang phát triển chiếm khoảng 50% tổng sản lượng xuất khẩu toàn cầu, còn các nước phát triển chiếm khoảng 80% tổng sản lượng nhập khẩu về mặt giá trị (www.việtlinh.com.vn) Tuy nhiên theo FAO, (2003) sản lượng tôm giảm mạnh do dịch bệnh và thời tiết không thuận lợi ở nhiều quốc gia như Ecuador, Peru, Mexico, Bangladesh và Ấn Độ. Sự sụp đổ của nghề nuôi tôm công nghiệp ở Đài Loan do sự ô nhiểm môi trường làm phát bệnh gây sản lượng giảm 90.000 tấn xuống 20.000 tấn trong năm 1997-1989, sản lượng tôm của Ecuador từ 70.000 tấn vào năm 1988 xuống 40.000 tấn vào năm 1989 mà nguyên nhân chủ yếu là vấn đề môi trương và bộc phát của bệnh (FAO, 2002). Sản lượng tôm ở Thái Lan giảm từ 60% vào năm 1988. Nguyên nhân gây ra sự giảm sục này là do môi trường bị suy thoái, nước có 12 chất lượng kém và do nạn phá rừng (Macitosh et al., 1992). Diện tích nuôi tôm ở Việt Nam tăng nhanh chóng trong thời gian qua nhưng năng suất giảm trên một đơn vị diện tích đất sử dụng (Johson et al., 2000). Trong thực tế nguồn nước thải trong các trang trại hay ao nuôi đều đổ trực tiếp ra kênh rạch không qua xử lý là rất phổ biến ở Việt Nam, Philippin, Indonesia,…. Ngoài ra các khu vực nuôi tôm đều tập trung ven biển do đó có sự hạn chế về công trình thủy lợi ảnh hưởng tới quá trình trao đổi nước dẫn tới ô nhiễm môi trường, dịch bệnh bộc phát (FAO, 1998). Sự thâm canh và tăng diện tích hiện nay trong nuôi tôm ở nước ta là vượt ngoài tầm kiểm soát của Nhà Nước, sự phát triển cơ sở hạ tầng không đáp ứng kịp, phần lớn hệ thống kênh rạch là hệ thống thủy lợi phục vụ cho nông nghiệp trước đây. Ngoài ra các trang trại tôm thường tập trung và dùng chung nguồn nước cấp từ sông, kênh, rạch là nơi hòa trộn giữa nước cấp và nước thải nên dịch bệnh thường xuyên xảy ra và tình hình ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng (Boyd et al., 2001). 2.1.2 Việt Nam Việt Nam với bờ biển trải dài 3.260 km từ Quảng Ninh đến Cà Mau vòng qua Kiên Giang nên rất có tiềm năng cho nuôi trồng thủy sản nước lợ phát triển. Diện tích nuôi tôm gia tăng nhanh chóng từ 50.000 ha (1985) lên đến 295.000 ha (1998) với 30 tỉnh nuôi tôm sú và tăng lên 449.275 ha (2001). Đến năm 2004 diện tích nuôi tôm nước lợ cả nước khoảng 600.000 ha, với mô hình nuôi quãng canh cải tiến là chủ yếu, ngoài ra còn có các mô hình bán thâm canh, thâm canh chiếm diện tích nhỏ trong đó nuôi thâm canh đạt được nă