Luận văn Nghiên cứu sự phân bố của trùng bánh xe (rotifera) trong các hệ sinh thái khác nhau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THUỶ SẢN LÂM TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA TRÙNG BÁNH XE (ROTIFERA) TRONG CÁC HỆ SINH THÁI KHÁC NHAU LUẬN VẶN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THUỶ SẢN LÂM TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ CỦA TRÙNG BÁNH XE (ROTIFERA) TRONG CÁC HỆ SINH THÁI KHÁC NHAU LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. NGUYỄN THỊ KIM LIÊN 2009 LỜI CẢM TẠ Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Kim Liên, cô Trần Sương Ngọc và cô Dương Thị Hoàng Oanh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ để luận văn được hoàn thành tốt đẹp. Xin cám ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm tảo-trùng bánh xe, các bạn trong lớp Nuôi trồng thủy sản K31 đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Chân thành cảm ơn ! Lâm Trọng Nghĩa i TÓM TẮT Nhằm tìm hiểu về sự phân bố của ngành trùng bánh xe (Rotifera) trong các hệ sinh thái khác nhau làm cơ sở dữ liệu cho việc nghiên cứu và quản lý chất lượng nước thông qua sự phát triển của quần thể trùng bánh xe trong thủy vực. Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc khảo sát trùng bánh xe trong các thủy vực tự nhiên bao gồm: sông, kênh (rạch), ruộng lúa, ao tự nhiên và các ao nuôi: ao nuôi cá bố mẹ, ao ương cá rô đồng, ao ương cá sặc rằn, ao nuôi cá tra, ao ương cá tra, ao nuôi tôm càng xanh, ao nuôi cá chim trắng và ao nuôi tôm sú. Kết quả cho thấy rằng trong số các thủy vực tự nhiên thì ruộng lúa có mật độ động vật nổi cao nhất 208.486 ct/m3 (33 loài), trong đó Rotifera có mật độ 129.247 ct/m3 ( chiếm 62 %). Sông có số lượng động vật nổi thấp nhất 2.477 ct/m3 (18 loài). Đối với các ao nuôi thì ao ương cá sặc rằn có mật độ động vật nổi cao nhất 1.676.700 ct/m3 (25 loài), trong đó Rotifera có 690.000 ct/m3 (49 %). Ao tôm càng xanh có số lượng động vật nổi thấp nhất 112.500 ct/m3 (17 loài). Đối với mỗi thủy vực sẽ có những loài trùng bánh xe khác nhau chiếm ưu thế, tùy theo điều kiện cụ thể từng ao. ii MỤC LỤC Phần 1: Giới thiệu .... ............................. ......................... ...........................1 1.1 Giới thiệu ............. ............................. ......................... ...........................1 1.2 Mục tiêu của đề tài............................. ......................... ...........................2 1.3 Nội dung của đề tài ............................ ......................... ...........................2 Phần 2: Lược khảo tài liệu .................... ......................... ...........................3 2.1 Đặc điểm sinh học của trùng bánh xe ......................... ...........................3 2.1.1 Đặc điểm phân loại, hình thái ......... ......................... ...........................3 2.1.2 Thức ăn và phương thức bắt mồi .... ......................... ...........................5 2.1.3 Sinh sản và vòng đời....................... ......................... ...........................6 2.2 Môi trường sống .. ............................. ......................... ...........................7 2.2.1 Nhiệt độ............. ............................. ......................... ...........................7 2.2.2 pH...................... ............................. ......................... ...........................7 2.2.3 Hàm lượng oxy . ............................. ......................... ...........................8 2.2.4 NH3 ................... ............................. ......................... ...........................8 2.3 Sự phân bố của trùng bánh xe (Rotifera)..................... ...........................8 2.4 Đặc điểm các hê sinh thái .................. ......................... ...........................9 2.4.1 Hệ sinh thái sông............................. ......................... ...........................9 2.4.2 Hệ sinh thái kênh, rạch ................... ......................... ...........................9 2.4.3 Hệ sinh thái ao .. ............................. ......................... .........................10 2.4.4 Hệ sinh thái ruộng........................... ......................... .........................10 Phần 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu............... .........................11 3.1 Vật liệu................. ............................. ......................... .........................11 3.2 Phương pháp nghiên cứu ................... ......................... .........................11 3.2.2 Thời gian thu mẫu........................... ......................... .........................12 3.2.3 Phương pháp thu mẫu ..................... ......................... .........................12 3.2.4 Phương pháp phân tích mẫu ........... ......................... .........................12 3.2.5 Phương pháp phân tích số liệu........ ......................... .........................13 Phần 4: Kết quả, thảo luận ................... ......................... .........................14 4.1 Các yếu tố môi trường ở các thủy vực......................... .........................14 4.2 Phân bố của động vật nổi trong các hệ sinh thái ......... .........................16 4.2.1 Các thủy vực tự nhiên..................... ......................... .........................16 4.2.2 Các ao nuôi ....... ............................. ......................... .........................19 4.3 Phân bố của trùng bánh xe trong các hệ sinh thái........ .........................23 4.3.1 Kênh, rạch......... ............................. ......................... .........................24 4.3.2 Sông .................. ............................. ......................... .........................27 4.3.3 Ruộng lúa.......... ............................. ......................... .........................29 4.3.4 Ao tự nhiên ....... ............................. ......................... .........................31 4.3.5 Ao nuôi cá bố mẹ ............................ ......................... .........................33 4.3.6 Ao ương cá rô đồng ........................ ......................... .........................34 4.3.7 Ao ương cá sặc rằn ......................... ......................... .........................36 4.3.8 Ao nuôi cá tra.... ............................. ......................... .........................38 4.3.9 Ao ương cá tra .. ............................. ......................... .........................40 4.3.10 Ao tôm càng xanh......................... ......................... .........................42 4.3.11 Ao cá chim trắng........................... ......................... .........................45 iii 4.3.12 Ao tôm sú........ ............................. ......................... .........................47 4.4 So sánh sự phân bố của trùng bánh xe giữa các hệ sinh thái.................48 4.5 Sự phân bố của trùng bánh xe theo pH........................ .........................49 4.6 Sự phân bố của trùng bánh xe theo độ mặn................. .........................49 Phần 5: Kết luận, đề xuất...................... ......................... .........................50 5.1 Kết luận................ ............................. ......................... .........................50 5.2 Đề xuất ................. ............................. ......................... .........................50 Tài liệu tham khảo ... ............................. ......................... .........................51 iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Các điểm thu mẫu……………………………………………..12 Bảng 2: Phương pháp phân tích các yếu tố thủy lý hóa………………..14 Bảng 3: Kết quả các yếu tố thủy lý hóa………………………………..15 Bảng 4: Cấu trúc thành phần động vật nổi trong các hệ sinh thái……..17 Bảng 5: Cấu trúc thành phần động vật nổi ở các thủy vực tự nhiên…...17 Bảng 6: Mật độ động vật nổi ở các thủy vực tự nhiên…………………19 Bảng 7: Cấu trúc thành phần động vật nổi ở các ao nuôi……………...20 Bảng 8: Mật độ động vật nổi ở các ao nuôi………………………........22 Bảng 9: Cấu trúc thành phần loài trùng bánh xe trong các thủy vực…..24 Bảng 10: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở kênh (rạch)…………………………………………………………………...26 Bảng 11: Cấu trúc thành phần loài trùng bánh xe ở sông……………...27 Bảng 12: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ruộng lúa……………………………………………………………….30 Bảng 13: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao tự nhiên……………………………………………………………..32 Bảng 14: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao cá bố mẹ…………………………………………………………….34 Bảng 15: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao cá rô đồng…………………………………………………………..36 Bảng 16: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao ương cá sặc rằn……………………………………………………..38 Bảng 17: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao cá tra………………………………………………………………..40 Bảng 18: Cấu trúc thành phần loài và mật độ trùng bánh xe ở ao ương cá tra………………………………………………………….42 Bảng 19: Cấu trúc thành phần loài trùng bánh xe ở ao tôm càng xanh..44 Bảng 20: Cấu trúc thành phần loài trùng bánh xe ở ao cá chim trắng…46 v DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cơ thể trùng bánh xe………………………………………….4 Hình 2: Vòng đời trùng bánh xe………………………………………6 Hình 3: Kênh, rạch………………………………………………….. 25 Hình 4: Polyarthra sp………………………………………………. 27 Hình 5: Sông………………………………………………………… 28 Hình 6: Biểu đồ về mật độ trùng bánh xe ở sông……………………..29 Hình 7: Ruộng lúa…………………………………………………… 30 Hình 8: A.fissa……………………………………………………….. 31 Hình 9: Ao tự nhiên …………………………………………………. 33 Hình 10: Ao cá bố mẹ…………………………………………………34 Hình 11: Ao ương cá rô đồng…………………………………………35 Hình 12: Ao ương cá sặc rằn………………………………………… 37 Hình 13: Ao nuôi cá tra……………………………………………….39 Hình 14: Brachionus caudatus………………………………………. 41 Hình 15: Ao ương cá tra…………………………………………….. 41 Hình 16: Hexathra mira………………………………………………43 Hình 17: Ao tôm càng xanh………………………………………….. 43 Hình 18: Biểu đồ về mật độ trùng bánh xe ở ao tôm càng xanh………43 Hình 19: Epiphanes brachionus………………………………………45 Hình 20: Ao cá chim trắng …………………………………………. 46 Hình 21: Biểu đồ về mật độ trùng bánh xe ở ao cá chim trắng……….47 Hình 22: Diplois daviesiae …………………………………………..47 Hình 23:Ao tôm sú ………………………………………………… 48 Hình 24: Brachionus plicatilis………………………………………. 49 vi PHẦN 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu: Trong những năm gần đây, thủy sản Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể cả về số lượng lẫn chất lượng, kim ngạch xuất khẩu thủy sản luôn đứng đầu trong số các mặt hàng xuất khẩu của Việt Nam. Chính vì điều đó đã làm cho phong trào nuôi thủy sản của cả nước phát triển một cách rầm rộ với quy mô ngày càng được mở rộng. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó vẫn còn rất nhiều khó khăn, mà vấn đề lớn nhất là khâu ương nuôi cá giống. Nguyên nhân chính dẫn đến tỷ lệ hao hụt cao trong quá trình ương nuôi là do không tìm được loại thức ăn tự nhiên phù hợp trong giai đoạn đầu của cá bột, trong đó, động vật nổi được xem là mắc xích quan trong thứ hai sau tảo, bởi vì đây là nguồn thức ăn chủ yếu cho giai đoạn đầu của hầu hết các loài thủy sản. Trong số các loài động vật nổi thì trùng bánh xe (Rotifera) là loài có vai trò quan trọng hơn cả, trong tự nhiên, Rotifera phân bố ở rất nhiều hệ sinh thái khác nhau (kênh, rạch, sông, ruộng lúa, ao tự nhên…), tuy nhiên số lượng, thành phần và vai trò của chúng trong các hệ sinh thái thì khác nhau. Hơn thế nữa, với từng thủy vực cụ thể thì sẽ có những loài khác nhau chiếm ưu thế. Thông qua việc nghiên cứu môi trường sống của chúng có thể tìm được những điều kiện sống riêng biệt cho từng loài, từ đó phục vụ cho việc nuôi sinh khối các loài trùng bánh xe. Trong các ao ương nuôi cá thì việc quản lý ao nuôi như thế nào để tạo được quần thể động vật nổi phát triển, đặc biệt là ngành trùng bánh xe bởi vì chúng có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc thành công hay thất bại của quá trình ương nuôi. Mặt khác, cũng sẽ tìm hiểu được loài trùng bánh xe thích hợp nhất cho từng loài thủy sản riêng biệt, từ đó sẽ góp phần làm tăng tỷ lệ sống cho quá trình ương nuôi chúng. Với các ưu điểm như tốc độ sinh sản rất nhanh, bơi lội chậm chạp và đặc biệt là khả năng dể giàu hóa, trùng bánh xe được xem là loại thức ăn tự nhiên ưa thích nhất của hầu hết các loài thủy sản. Bên cạnh đó, ngoài vai trò là loại thức ăn tự nhiên quan trọng thì trùng bánh xe còn là loài chỉ thị môi trường. Chúng giúp con người có thể dự đoán được mức độ nhiễm bẩn của từng thủy vực. Chính vì những lí do đó, việc tìm hiểu khả năng sống của Rotifera trong những hệ sinh thái khác nhau là vô cùng cần thiết. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sự phân bố của trùng bánh xe (Rotifera) trong các hệ sinh thái khác nhau” đã được thực hiện. 1 1.2 Mục tiêu của đề tài: Tìm hiểu về sự phân bố của ngành trùng bánh xe (Rotifera) trong các hệ sinh thái khác nhau làm cơ sở đánh giá mức độ dinh dưỡng thông qua sự phát triển của quần thể trùng bánh xe trong thủy vực. 1.3 Nội dung của đề tài: - Tìm hiểu sự phân bố của quần thể động vật nổi ở các hệ sinh thái khác nhau. - Xác định cấu trúc thành phần loài và số lượng của ngành trùng bánh xe ở các hệ sinh thái khác nhau. - So sánh sự phân bố của quần thể trùng bánh xe ở các hệ sinh thái khác nhau. 2 PHẦN 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm sinh học của trùng bánh xe 2.1.1 Đặc điểm phân loại- hình thái: Hệ thống phân loại: Giới Animalia Ngành Rotiferaa (Cuvier, 1817) (www.itis.uda.gov) Ngành trùng bánh xe thuộc nhóm động vật đa bào nhỏ nhất trong số hơn 1000 loài đã được mô tả, 90% trong số đó sống ở sinh cảnh nước ngọt. Chiều dài cơ thể của chúng ít khi đạt tới 2mm. Các con đực có kích thước nhỏ và kém phát triển hơn các con cái, một số chỉ có kích thước 60 µm. Cơ thể của tất cả các loài gồm có một số lượng không đổi tế bào, loài Brachionus chứa khoảng 1000 tế bào và những tế bào này không thể coi là những thực thể đơn mà chỉ là một vùng sinh chất. Sự sinh trưởng của con vật được đảm bảo bởi sự tăng sinh chất chứ không phải bằng việc phân chia tế bào (Lavens and Sorgeloos, 1996 ). Biểu bì chứa một lớp dày đặc các protein giống kêratin được gọi là vỏ giáp. Hình của vỏ giáp và mặt bên của cột sống và các phần trang điểm cho phép xác định các loài và các kiểu hình thái khác nhau. Cơ thể trùng bánh xe được phân biệt thành ba phần khác nhau gồm đầu, thân và chân. Phần đầu chứa cơ quan quay hoặc vành rất dể được nhận biết bởi các lông tơ hình vành khăn và chính nó là nguồn gốc của tên trùng bánh xe. Vành có thể co rụt đảm bảo sự vận động và chuyển động xoáy của nước làm cho con vật hấp thụ dể dàng các hạt thức ăn nhỏ (chủ yếu là tảo và các mùn bã). Phần thân chứa ống tiêu hóa, hệ thống bài tiết và ống sinh dục. Cơ quan đặc trưng đối với Rotifera là mề nghiền (tức là bộ máy đã hóa vôi ở vùng miệng), nó rất có tác dụng trong việc nghiền các hạt thức ăn. Chân là một cấu trúc có thể co rụt được kiểu vòng không có phần đốt ở một hoặc bốn ngón (Lavens và Sorgeloos, 1996). 3 Hình 1: Cơ thể trùng bánh xe Phần thân chứa nhiều dịch cơ thể và có các cơ quan. Theo Nogady (1993) thì trùng bánh xe thu gom thức ăn nhờ vào vòng tiêm mao sau đó vào trong miệng và đến hàm nghiền. Hàm nghiền sẽ nghiền các hạt thức ăn bằng nhiều con đường khác nhau (cắt, nghiền…) rồi đi vào thực quản, dạ dày, ruột và hậu môn. Ngoài ra theo Dương Trí Dũng (2000), trùng bánh xe có miệng dạng một khe hẹp, hầu có tơ phủ đưa vào một khoang trống của hàm nghiền, quanh hàm có rất nhiều tuyến nước bọt nhỏ, nó đi vào phần trên hầu rồi đến phần lưng hay phía sau lưng của hàm nghiền. Phần trên hầu rộng, có vách dày như là dạ dày có tơ, hầu hết thức ăn đưa vào đây được tiêu hóa và hấp thụ. Thường có một đôi buồng trứng hay tuyến bụng hình dạng giống như trái đậu nằm phía trước dạ dày. Ruột phân biệt hay không phân biệt rõ với dạ dày, thường thì nhỏ, hẹp, vách mỏng có tơ. Hệ thống huyệt ngắn ít có tơ nó mở ra ở phần lưng phí sau, chổ gốc chân. Hệ bài tiết: Bài tiết chủ yếu là chất thải có nguồn gốc đạm (phần lớn là amonia). Sự chuyển động của vòng tiêm mao ở các tế bào ngọn lửa (flame cell) tạo nên dòng chảy đưa chất lỏng vào trong các túi và đưa vào trong bàng quang sau đó được tiết ra ngoài thường xuyên và đều đặn.(Nogady, 1993). 4 Cũng giống như sinh vật nước ngọt khác, trùng bánh xe bị nước thẩm thấu nhưng áp suất thẩm thấu bên trong cơ thể luôn được giữ ổn định nhờ hoạt động của hệ thống nguyên đơn thận. Có từ 40-50 cặp đối xứng sắp xếp dọc theo cơ thể, những nguyên đơn thận nối nhau thành mạch dài, các ống nhỏ xoắn lại theo mỗi cạnh, một phần của thận có vách mỏng, đầu kia có vách dày, có tuyến. Hai ống hấp thụ trống rỗng hình thành phần bài tiết có ống dẫn ngắn theo mặt lưng về lổ huyệt. Nước dư thừa hay chất thải của cơ thể được hấp thụ từ xoang giả bằng những ống hấp thụ và đổ vào khoang ống dẫn. Chất tiết được chứa tạm thời trong phần đầu của ống sau đó đưa đi vào huyệt, thường thì khoảng 6 lần trong một phút. Những loài không có phần hấp thụ riêng, chúng hấp thụ chất thải vào vách dạ dày của huyệt đã biến đổi thành ống hấp thu. Cá thể giả có tuyến bài tiết tích lũy lâu ngày nên có màu tối sẫm. (Dương Trí Dũng, 2000). Hệ sinh dục: Cơ quan sinh dục của con cái bao gồm ba phần: buồng trứng, chất noãn hoàng và lớp nang. Ngay từ khi mới sinh ra, số lượng trứng đã có sẵn trong buồng trứng (Nogady, 1993). 2.1.2 Thức ăn và phương thức bắt mồi. Theo Dương Trí Dũng (2000) thì trong nhóm trùng bánh xe ăn thực vật sống bám và sống tự do là những sinh vật ăn lọc, thụ động như Filinia, Keratella, Euchlanis, Brachionus…Vòng tiêm mao quanh đầu là bộ phận quan trọng của con vật hướng thức ăn trong nước như periphyton, sinh vật nổi cở nhỏ khác và mảnh vụn hữu cơ. Bọn bắt mồi chủ động như Asplanchna, Synchaeta, Trichocerca …sẽ phát hiện ra con mồi của nó nhờ vào râu cảm giác hay sự phát hiện hoạt chất sinh hóa nào đó. Thức ăn của chúng là sinh vật đa bào cở nhỏ, trùng bánh xe nhỏ khác và động vật nổi hay chất lơ lửng. Bọn bò trườn không có vòng tiêm mao hay vòng này kém phát triển như Cupelopagis, Acyclus, và Atrochus có miệng hình phểu lớn, khi con mồi đi vào cái phểu này thì chúng nhanh chóng khép miệng lại bắt lấy con mồi và tiêu hóa. Ngoài ra còn có một số loài sống tự do, có tập tính lấy thức ăn mạnh như Acylus inquietus sống trong tập đoàn của Siantherina và chúng ăn những con nhỏ vận động chậm. Dicranophorus isothes sống trong quần thể Cladocera chúng ăn xác chết của Copepoda, Cladocera, và cả giun ít tơ. 5 Hình 2 : Vòng đời của trùng bánh xe 2.1.3 Sinh sản và vòng đời: Trùng bánh xe có hai hình thức sinh sản luân phiên nhau: Sự sinh sản đơn tính thường chiếm ưu thế trong suốt chu kỳ sống của trùng bánh xe, khi đó sự sinh sản sẽ được diễn ra mà không cần có sự hiện diện của con đực (giai đoạn amictic). Tuy nhiên, khi một số điều kiện môi trường (nhiệt độ, chất lượng thức ăn hay chất lượng nước) thay đổi thì sự sinh sản hữu tính sẽ thay thế (giai đoạn mictic). Những con đực thường xuất hiện trong một thời gian ngắn, vì vậy nó ít được quan tâm chú ý. Trong việc nuôi sinh khối thì giai đoạn sinh sản hữu tính thường được chú ý, đặc biệt là với B.plicatilis. Tuy nhiên, một vài sự căng thẳng sẽ làm giảm khả năng sinh sản hữu tính của trùng bánh xe sau một vài thế hệ được nuôi trong phòng thí nghiệm.Về mặt hình thái học, con cái đơn tính và hữu tính là không thể phân biệt, và mặc dù giữa chúng có sự khác nhau về mặt sinh học nhưng cho đến nay vẫn chưa có ai nghiên cứu về vấn đề này. Tuy nhiên con cái hữu tính sẽ sinh ra trứng đơn bội và phát triển theo hai hình thức: Trứng đơn bội không thụ tinh sẽ phát triển thành con đực có kích thước bằng 1/3 con cái, chúng không có hệ tiê