Luận văn Thử nghiệm nuôi luân trùng nước ngọt (Brachionus calyciflorus) bằng tảo Chlorella

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA SINH HỌC ỨNG DỤNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ: 304 THỬ NGHIỆM NUÔI LUÂN TRÙNG NƯỚC NGỌT (Brachionus calyciflorus) BẰNG TẢO CHLORELLA Cần Thơ, 2011 Sinh viên thực hiện NGUYỄN NGỌC BÍCH MSSV: 0753040006 LỚP: NTTS K2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐÔ KHOA SINH HỌC ỨNG DỤNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ: 304 THỬ NGHIỆM NUÔI LUÂN TRÙNG NƯỚC NGỌT (Brachionus calyciflorus) BẰNG TẢO CHLORELLA Cán bộ hướng dẫn Sinh viên thực hiện ThS. NGUYỄN HỮU LỘC NGUYỄN NGỌC BÍCH MSSV: 0753040006 Lớp: NTTS K2 Cần Thơ, 2011 3 LỜI CẢM TẠ Qua quá trình học tập tại trường Đại học Tây Đô, tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường cùng quý Thầy Cô đã tạo điều kiện cho tôi được học tập, rèn luyện tại Trường trong suốt những năm qua. Tôi xin bài tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy Nguyễn Hữu Lộc đã tận tình hướng dẫn cho tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Tôi xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô - Khoa Sinh Học Ứng Dụng - Trường Đại Học Tây Đô đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báo trong những năm học vừa qua. Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Thầy cố vấn học tập Tạ Văn Phương và các bạn lớp Nuôi trồng thủy sản K2 đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, cũng như thực hiện đề tài. Chân thành cám ơn! Nguyễn Ngọc Bích 4 TÓM TẮT Nghiên cứu nhằm xác định tỉ lệ tảo Chlorella thích hợp cho sự phát triển của quần thể luân trùng nước ngọt, đồng thời tìm ra mối tương quan giữa mật độ tảo Chlorella và khối lượng cá rô phi. Đề tài dựa trên 2 thí nghiệm: Thí nghiệm 1 theo dõi mật độ tảo phát triển trong các bể, thực hiện thả cá rô phi (kích thước 35 – 50g) với các khối lượng cá rô phi khác nhau: 0,5 kg/m3; 1 kg/m3; 1,5 kg/m3; 2 kg/m3; 2,5 kg/m3; 3 kg/m3. Thí nghiệm 2 nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ tảo đến sự phát triển của quần thể luân trùng được thực hiện gồm 4 nghiệm thức: NT20; NT50; NT80 và NT110 tương ứng với các mật độ tảo 20.000; 50.000; 80.000; 110.000 tế bào tảo/luân trùng/ngày. Kết quả thí nghiệm 1 cho thấy giữa mật độ tảo Chlorella và khối lượng cá rô phi trong các bể cá – tảo có mối tương quan với nhau. Trong điều kiện nhiệt độ từ 27,7 – 31,2 oC và pH từ 7,5 – 7,9 thì trong các bể có khối lượng cá càng cao thì mật độ tảo càng cao nhưng khi khối lượng cá rô phi tăng cao ở một giới hạn nhất định (0,5 – 2 kg) thì mật độ tảo giảm. Thí nghiệm 2 ở nhiệt độ từ 26,9 – 31,2 oC và pH từ 8 – 8,2 thì nghiệm thức có mật độ tảo Chlorella 80.000 tế bào tảo/luân trùng/ngày thích hợp nhất cho sự phát triển của luân trùng. Sự phát triển của quần thể luân trùng kéo dài được 7 ngày và mật độ luân trùng đạt cực đại là 814 cá thể/ml. Từ khóa: Luân trùng nước ngọt, tảo Chlorella, cá rô phi 5 LỜI CAM KẾT Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Ký tên Nguyễn Ngọc Bích 6 MỤC LỤC Lời cảm tạ .............................................................................................................................i Tóm tắt .................................................................................................................................ii Lời cam kết ........................................................................................................................ iii Mục lục ...............................................................................................................................iv Danh sách bảng ....................................................................................................................v Danh sách hình....................................................................................................................vi CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................................1 1.1 Giới thiệu..................................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................1 1.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................................2 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU..........................................................................3 2.1 Sinh học luân trùng .................................................................................................3 2.1.1 Đặc điểm phân loại và hình thái ......................................................................3 2.1.2 Đặc điểm sinh sản và chu kỳ sống..................................................................5 2.2 Kỹ thuật nuôi luân trùng .........................................................................................6 2.2.1 Các yếu tố môi trường nuôi luân trùng ...........................................................6 2.2.2 Các hình thức nuôi luân trùng..........................................................................7 2.2.3 Các loại thức ăn nuôi luân trùng và cách cho ăn .............................................9 2.3 Tảo Chlorella .........................................................................................................12 2.3.1 Hệ thống phân loại và hình thái .....................................................................12 2.3.2 Đặc điểm dinh dưỡng.....................................................................................12 2.3.3 Đặc điểm sinh sản và vòng đời ......................................................................12 2.4 Cá rô phi................................................................................................................12 2.4.1 Hệ thống phân loại .........................................................................................12 2.4.2 Cơ sở sinh thái học của hệ thống cá rô phi – tảo chlorella............................13 2.5 Lịch sử phát triển và tình hình nghiên cứu luân trùng..........................................13 7 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................15 3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu .........................................................................15 3.2 Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................15 3.3 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................15 3.3.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của khối lượng cá rô phi đến sự phát triển của tảo Chlorella ......................................................................................................................15 3.3.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng mật độ tảo lên sự phát triển của quần thể luân trùng ...................................................................................................................................16 3.4 Các chỉ tiêu theo dõi ...............................................................................................17 3.5 Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................................18 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................19 4.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của khối lượng cá rô phi đến sự phát triển của tảo Chlorella ............................................................................................................................19 4.1.1 Các yếu tố môi trường nuôi tảo ......................................................................19 4.1.2 Sự phát triển của tảo........................................................................................20 4.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng mật độ tảo lên sự phát triển của quần thể luân trùng ..22 4.2.1 Các yếu tố môi trường nuôi luân trùng ...........................................................22 4.2.2 Sự phát triển của luân trùng ............................................................................25 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .....................................................................31 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................32 PHỤ LỤC...........................................................................................................................A 8 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 4.1: Biến động giá trị trung bình của pH, nhiệt độ ở thí nghiệm 1...........................19 Bảng 4.2: Biến động mật độ tảo qua các ngày nuôi (tế bào/mL) ......................................20 Bảng 4.3: Biến động giá trị trung bình của pH, nhiệt độ ở thí nghiệm 2...........................23 Bảng 4.4: Hàm lượng NO- 2 qua các đợt thu mẫu (ppm)...................................................24 Bảng 4.5: Hàm lượng TAN qua các đợt thu mẫu (ppm) ...................................................24 Bảng 4.6: Hàm lượng NH3 qua các đợt thu mẫu (ppm).....................................................25 Bảng 4.7: Biến động mật độ luân trùng ở các nghiệm thức (cá thể/mL)...........................26 Bảng 4.8: Tỉ lệ mang trứng của luân trùng (%) .................................................................28 Bảng 4.9: Tốc độ tăng trưởng đặc thù................................................................................30 9 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 2.1: Hình thái của luân trùng nước ngọt B.calyciflorus ..............................................3 Hình 2.2: Đặc điểm cấu tạo của Brachionus plicatilis (Dhert, 1996)..................................4 Hình 2.3: Vòng đời của luân trùng (Dhert, 1996)................................................................6 Hình 3.1: Bố trí thí nghiệm 1 .............................................................................................16 Hình 3.2: Bố trí thí nghiệm 2 ............................................................................................17 Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện biến động mật độ tảo ..............................................................21 Hình 4.2: Tương quan mật độ tảo và khối lượng cá rô phi................................................22 Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện biến động mật độ luân trùng...................................................27 Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ mang trứng của luân trùng...............................................29 Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện tốc độ tăng trưởng đặc thù......................................................30 10 CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước, ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển mạnh, nhu cầu con giống ngày càng gia tăng. Một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất giống để đạt tỷ lệ sống và chất lượng con giống cao là việc cung cấp thức ăn phù hợp trong giai đoạn này. Ở tất cả các loài cá nuôi, trong thời kỳ nhất định sau khi trứng nở ra đều ăn chung một loại thức ăn đó là động vật phù du – những sinh vật nhỏ nhưng có giá trị dinh dưỡng cao (Trần Văn Vỹ, 1982). Bên cạnh các giống loài động, thực vật phiêu sinh làm thức ăn tươi sống như tảo, giáp xác râu ngành, Artemia thì luân trùng (Rotifer) đặc biệt được xem là thức ăn tự nhiên quan trọng cho ấu trùng các loài tôm cá có giá trị kinh tế cao như ấu trùng cua (Quách Kha Ly, 2007), cá bống tượng (Trần Thị Hồng An, 1994)…Theo Trương Sĩ Kỳ (2004) thì luân trùng là sinh vật có kích thước nhỏ, bơi lội chậm nên chúng là thức ăn thích hợp của ấu trùng, đặc biệt là trong những ngày tuổi đầu tiên. Cho đến nay người ta đã thống kê được hơn 60 loài ấu trùng cá và khoảng 18 loài giáp xác được nuôi bằng loại thức ăn này. Hiện nay có khoảng 2000 loài luân trùng được biết đến và các loài được nuôi phổ biến ở môi trường nước lợ là Brachionus plicatilis, B.rotundiformis và môi trường nước ngọt là B.rubens, B.calyciflorus (Dhert, 1996). Trong đó, Brachionus calyciflorus như là nguồn thức ăn ban đầu cho hầu hết các loài cá nước ngọt. Loài luân trùng này có nhiều dòng với kích cỡ khác nhau, vì vậy chúng thích hợp với các ấu trùng có kích thước khác nhau (Francis O. Arimono, 2006). Kỹ thuật nuôi luân trùng đã được nghiên cứu trong hơn 40 năm qua với nhiều hình thức nuôi khác nhau từ nuôi nước tĩnh đến nước chảy, nước tuần hoàn bằng nhiều loại thức ăn phong phú như tảo, men bánh mì, bột đậu nành, Protein Selco ở dạng khô, ... (Fukusho, 1989). Tuy nhiên, tảo là thức ăn tốt nhất có giá trị dinh dưỡng cao đối với luân trùng, trong đó tảo Chlorella được sử dụng nhiều nhất trong các hệ thống nuôi nhờ tốc độ sinh trưởng nhanh (Hagiwata et al., 2001). Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng sinh sản và phát triển của luân trùng là mật độ tảo làm thức ăn và mật độ nuôi của quần thể luân trùng. Vì vậy, đề tài “ Thử nghiệm nuôi luân trùng nước ngọt (Brachionus calyciflorus) bằng tảo Chlorella” được thực hiện. 1.2 Mục tiêu đề tài 11 Xác định mật độ tảo thích hợp cho sự phát triển của quần thể luân trùng trong mô hình nuôi luân trùng nước ngọt, ứng dụng trong sản xuất giống các đối tượng thủy sản. 1.3 Nội dung đề tài 1) Theo dõi sự phát triển của mật độ tảo Chlorella với các khối lượng cá rô phi khác nhau. Xác định mối tương quan giữa mật độ tảo và khối lượng cá rô phi. 2) Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ tảo lên sự phát triển của quần thể luân trùng. 12 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Sinh học Luân Trùng 2.1.1 Đặc điểm phân loại và hình thái Theo Pechenik (2000), hệ thống phân loại của luân trùng như sau: Ngành: Rotifera Lớp: Monogononta Bộ: Ploima Họ: Brachionidae Loài : Brachionus calyciflorus Pallas Luân trùng còn gọi là trùng bánh xe (Rotifera) thuộc nhóm động vật đa bào có kích thước nhỏ. Chiều dài cơ thể của chúng nhỏ hơn 2 mm, thường có kích thước từ 100- 340µm (Dhert, 1996) có dạng hình trứng dài, hơi dẹp theo hướng lưng bụng. Bờ bụng trước có 4 gai dạng u lồi giữa có khe hình chữ V. Luân trùng có cấu tạo gồm 3 phần: đầu, thân và chân Hình 2.1 : Hình thái của luân trùng nước ngọt B.calyciflorus Ðầu mang vòng tiêm mao có chức năng bơi lội và thu gom thức ăn. Thân luân trùng chứa nhiều dịch cơ thể và các cơ quan sau: Hệ tiêu hoá: Luân trùng lấy thức ăn nhờ vòng tiêm mao sau đó vào trong miệng và đến hàm nghiền. Hàm nghiền này 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 (Nogrady, 1993). Hệ bài tiết: Luân trùng bài tiết chủ yếu là chất thải có nguồn gốc đạm (phần lớn là ammonia). Sự chuyển động của tiêm mao ở các tế bào ngọn lửa (flame cells) 13 tạo nên dòng chảy nhỏ các chất lỏng bài tiết vào trong các túi và chảy vào bàng quang sau đó được bài tiết ra ngoài thường xuyên và đều đặn (Nogrady, 1993). Hệ sinh dục: Cơ quan sinh dục của con cái bao gồm 3 phần: buồng trứng, chất noãn hoàng và lớp nang. Ngay từ khi mới sinh ra, số lượng trứng đã có sẵn trong buồng trứng. Chân: Chân luân trùng có cấu tạo hình nhẩn không có sự phân đốt, có thể co rút và cuối cùng là 1 hoặc 4 ngón chân (Dhert, 1996) Sự chuyển tiếp giữa chân và thân là hậu môn. Đây là điểm nằm ở vị trí bên ngoài mặt lưng là nơi thải ra của ruột, bàng quang và vòi trứng Hình 2.2: Đặc điểm cấu tạo của Brachionus plicatilis (Dhert, 1996) Theo James và Abu-Rezeq (1989), trọng lượng khô của luân trùng dòng S là 0,22 µg và luân trùng dòng L là 0,33 µg. Luân trùng dòng S và L sinh trưởng với tốc độ khác nhau, có khả năng chịu đựng nhiệt độ khác nhau và có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu khác nhau (Fushuko, 1989). Dòng S sinh trưởng tối ưu ở nhiệt độ từ 28-35oC. Dòng L đạt sinh trưởng tối ưu ở nhiệt độ từ 18-25oC. Ngoài ra sự biến đổi về hình thái giữa các loài có thể xảy ra phụ thuộc vào độ mặn hoặc chế độ cho ăn. Hiện tượng này có thể dẫn đến sự khác nhau tối đa là 15% 14 (Fukusho và Iwamoto, 1981). Những luân trùng cho ăn bằng men bánh mì thường lớn hơn những luân trùng được cho ăn bằng tảo tươi (Dhert, 1996). 2.1.2 Đặc điểm sinh sản và chu kì sống Tuổi đời luân trùng từ 3,4 - 4,4 ngày. Ở nhiệt độ 25oC sau 0,5 – 1,5 ngày ấu trùng bắt đầu trở thành cơ thể trưởng thành và sau đó con cái đẻ liên tục khoảng 4 giờ lại đẻ trứng 1 lần. Các con cái có thể sinh sản 10 thế hệ con con trước khi chết. Hoạt động sinh sản của luân trùng phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường (Dhert, 1996). Con đực có kích thước nhỏ hơn con cái và không có cơ quan tiêu hóa. Cơ quan giao cấu của con đực chứa đầy tinh dịch. Con cái cũng có 2 dạng là con cái đơn tính và con cái hữu tính (Dhert, 1996). Vòng đời của luân trùng có sự luân phiên giữa 2 hình thức sinh sản (hình 2.3) Sinh sản đơn tính: con cái vô tính sẽ sinh ra trứng lưỡng bội (2n) và sẽ phát triển thành con cái vô tính. Con cái này sinh sản với tốc độ nhanh, nhịp sinh sản khoảng 4 giờ dưới điều kiện thuận lợi. Tốc độ sinh sản phụ thuộc vào điều kiện nuôi và tuổi của luân trùng. Đây là hình thức sinh sản nhanh nhất để tăng quần thể luân trùng và là hình thức quan trọng trong hệ thống nuôi luân trùng. Sinh sản hữu tính: Trong vòng đời của luân trùng, khi có sự biến động đột ngột của điều kiện môi trường như nhiệt độ, nồng độ muối, … luân trùng sẽ chuyển sang hình thức sinh sản hữu tính. Trong quá trình này xuất hiện cả con cái vô tính và con cái hữu tính, chúng đều có hình thái giống nhau, khó phân biệt tuy nhiên con cái hữu tính sẽ sinh ra trứng đơn bội (1n). Con cái hữu tính có 3 kiểu sinh sản: Con non sinh ra từ những trứng đơn bội không thụ tinh sẽ phát triển thành con đực. Con đực có kích thước bằng 1/3 kích thước con cái. Chúng không có ống tiêu hoá và bàng quang nhưng có tinh hoàn đơn với nhiều tinh trùng thành thục. Trứng nghỉ: là trứng đơn bội đã thụ tinh. Trứng nghỉ có vách tế bào dày giúp nó chịu đựng qua điều kiện khắc nghiệt và khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ nở thành con cái vô tính. Con cái vô tính. 15 Hình 2.3: Vòng đời của luân trùng (Dhert, 1996) 2.2 Kỹ thuật nuôi luân trùng 2.2.1 Các yếu tố môi trường nuôi luân trùng Nhiệt độ Luân trùng khá rộng nhiệt, khoảng nhiệt độ thích hợp 15 – 35 oC. Nhiệt độ dưới 10 oC luân trùng sẽ hình thành trứng nghỉ và quần thể tàn lụi (Fushimi, 1989). Nhiệt độ nuôi luân trùng phụ thuộc vào kiểu hình thái của chúng. Kiểu L được nuôi ở nhiệt độ (18 – 25 oC) thấp hơn so với luân trùng kiểu S (28 – 35 oC). Nói chung khi tăng nhiệt độ trong pham vi tối ưu thường dẫn đến tăng hoạt động sinh sản. Tuy nhiên nuôi luân trùng ở nhiệt độ cao sẽ làm tăng chi phí thức ăn. Ở nhiệt độ cao luân trùng sẽ tiêu thụ rất nhanh nguồn carbonhydrate và chất béo dự trữ (Dhert, 1996). Trong môi trường nuôi nên duy trì nhiệt độ ở khoảng 20 - 30 oC là tốt nhất (Hoff và Snell, 2004). pH Trong tự nhiên luân trùng có thể sống ở pH từ 5 -10 (Fulks et al., 1991). Theo Mitchell (1992), luân trùng nước ngọt có pH thích hợp là 6 – 8. Nghiên cứu của Mitchell và Joubert (1986) cho thấy tại giá trị pH bằng 9,5 thì B.calyciflorus có thời 16 gian sống và sinh sản cao nhất và tại giá trị pH này không có trứng nghỉ. Ngoài ra, theo Schluter (1981) quan sát sự phát triển của quần thể B.rubens thì mật độ đạt cao nhất tại pH bằng 6 – 8, còn pH nhỏ hơn 4,5 hoặc lớn hơn 9,5 thì luân trùng không tồn tại. Ánh sáng Cường độ ánh sáng 2000 lux, chu kỳ chiếu sáng 18 giờ sáng: 6 giờ tối mỗi ngày (Hoff, 1989). Fukusho (1989) cho rằng, ảnh hưởng trực tiếp của ánh sáng lên luân trùng thì chưa rõ. Theo Fulks et al. (1991), ánh sáng kích thích sự phát triển của luân trùng nhờ vào sự gia tăng phát triển của vi khuẩn quang hợp và tảo trong bể nuôi Oxy Các luân trùng có thể sống sót trong nước chứa oxy hòa tan thấp tới 2mg /L. Đặc biệt, B.calyc