Nghiên cứu khả năng sử dụng một số hóa chất để điều khiển sự phát triển của tảo trong môi trường nước lợ

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN HUỲNH THỊ CẨM VÂN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MỘT SỐ HÓA CHẤT ĐỂ ĐIỀU KHIỂN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LỢ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2006 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 4 TÓM TẮT Để hạn chế sự phát triển quá mức của tảo và duy trì số lượng của chúng ở mức độ cho phép, nhiều biện pháp kỹ thuật đã được đặt ra. Trong đó, việc kết tủa Phosphorus để hạn chế tảo là một trong các biện pháp hoá học được khảo sát trong thí nghiệm này nhằm đánh giá khả năng sử dụng các chất hoá học để điều khiển sự phát triển của tảo trong các bể nuôi tôm Sú. Đầu tiên thí nghiệm được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng của Phosphorus lên sự phát triển của tảo trong bể nước lợ 15%o với hàm lượng PO43- dao động từ 0,005 ppm - 0,2 ppm. Kế tiếp tiến hành đánh giá khả năng kết tủa Phosphorus của ba chất hoá học CaSO4, Ca(OH)2 và Al2(SO4)3 . Từ đó ứng dụng ba chất này để điều khiển sự phát triển của tảo trong các bể nuôi tôm và đánh giá mức độ ảnh hưởng của chúng lên tôm nuôi. Kết quả cho thấy PO43- có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của tảo. Khi hàm lượng lân hoà tan tăng dần thì mật độ tảo trung bình ở các nghiệm thức cũng tăng dần theo. Trong khi đó các chất CaSO4, Ca(OH)2 và Al2(SO4)3 lại có khả năng kết tủa Phosphrus với tốc độ phản ứng theo chiều Ca(OH)2 > CaSO4>Al2(SO4)3. Chính vì vậy khi sử dụng các chất trên trong bể nuôi tôm thì sự phát triển của tảo đã giảm hơn so với bể không có hoá chất. Ở nghiệm thức CaSO4, mật độ tảo trung bình qua các đợt thu là 736.986±378.701(cá thể/lít), nghiệm thức 2 là 6520654±335.024 (cá thể/lít) và nghiệm thức 3 là 793157± 346.607 (cá thể/lít). Trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng (không sử dụng hoá chất), tảo phát triển đạt mật độ trung bình là 9.23940±506.438 (cá thể/lít). Sự sai biệt này có ý nghĩa về mặt thống kê (P<0,05). Như vậy các chất trên có khả năng hạn chế sự phát của tảo thông qua việc làm giảm hàm lượng Phosphorus trong nước. Đồng thời mức độ tồn lưu của ba hoá chất này đã không ảnh hưởng đến sự phát triển cũng như tỷ lệ sống của tôm nuôi. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 5 MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................... i TÓM TẮT ........................................................................................................ ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH SÁCH BẢNG........................................................................................v DANH SÁCH HÌNH ........................................................................................ vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................1 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................4 2.1. Tầm quan trọng của thực vật nổi trong nuôi trồng thủy sản.................4 2.2. Mối quan hệ giữa tảo với các nhân tố dinh dưỡng ...............................5 2.3. Các chất kết tủa Phospho ......................................................................6 2.3.1. Muối Almunium sulfate-Al2(SO4)3................................................6 2.3.2. CaSO4 .......................................................................................................................................... 6 2.3.3. Ca(OH)2 hay CaHCO3 ...................................................................7 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................8 3.1. Vật liệu thí nghiệm................................................................................8 3.2. Hoá chất ...............................................................................................8 3.3. Tôm Sú và tảo giống .............................................................................8 3.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................9 3.4.1. Thời gian và địa điểm .......................................................................9 3.4.2. Thí nghiệm.....................................................................................9 3.4.2.1. Thí nghiệm 1 ..........................................................................9 3.4.2.2. Thí nghiệm 2 ........................................................................10 3.4.3. Phương pháp thu và phân tích mẫu .............................................11 3.4.3.1. Mẫu thuỷ sinh.......................................................................11 3.4.3.2. Mẫu thuỷ hoá........................................................................13 3.4.3.3. Khảo sát tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm Sú.....................14 3.4.3.4. Phương pháp xử lý số liệu....................................................14 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................15 4.1. Thí nghiệm 1 .......................................................................................15 4.1.1. Các yếu tố môi trường .................................................................15 4.1.1.1. Yếu tố thuỷ lý .......................................................................15 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 6 4.1.1.2. Yếu tố thuỷ hoá ....................................................................16 4.1.2. Thực vật nổi .................................................................................21 4.1.2.1. Thành phần giống loài tảo của thí nghiệm...........................21 4.1.2.2. Biến động về mật độ tảo của thí nghiệm..............................23 4.2. Thí nghiệm 2 .......................................................................................26 4.2.1. Thí nghiệm dẫn ............................................................................26 4.2.1.1 Các yếu tố môi truờng ...............................................................26 4.2.2. Thí nghiệm chính.........................................................................29 4.2.2.1. Các yếu tố môi trường..........................................................29 4.2.2.2. Thực vật nổi .........................................................................37 4.2.2.3. Ảnh hưởng của hoá chất đến sự phát triển của tôm .............40 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT.......................................................42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................43 PHỤ LỤC .........................................................................................................45 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 7 DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 4.1: Kết quả nhiệt độ của các nghiệm thức TN1.................................. 15 Bảng 4.2: Kết quả độ kiềm của các nghiệm thức TN1.................................. 19 Bảng 4.3: Kết quả độ cứng của các nghiệm thức TN1.................................. 19 Bảng 4.4: Thành phần loài tảo của TN1........................................................ 22 Bảng 4.5: Thành phần các loài tảo của các nghiệm thức TN1 ...................... 23 Bảng 4.6: Biến động số lượng trung bình của tảo TN1................................. 24 Bảng 4.7: Kết quả nhiệt độ thí nghiệm dẫn .................................................. 26 Bảng 4.8: Kết quả PO43- của thí nghiệm dẫn ................................................ 27 Bảng 4.9: Kết quả độ kiềm của thí nghiệm dẫn ........................................... 29 Bảng 4.10: Biến động nhiệt độ của các nghiệm thức TN2 ........................... 30 Bảng 4.11: Biến động pH của các nghiệm thức TN2 ................................... 30 Bảng 4.12: Biến động PO43- của các nghiệm thức TN2 ............................... 31 Bảng 4.13: Biến động TAN của các nghiệm thức TN2 ............................... 34 Bảng 4.14: Biến động độ kiềm của các nghiệm thức TN2 ........................... 36 Bảng 4.15: Thành phần loài tảo trong TN2................................................... 38 Bảng 4.16: Mật độ tảo sau khi xử lý hoá chất kết tủa Phospho .................... 38 Bảng 4.17: Chiều dài, trọng lượng và tỷ lệ sống của tôm Sú ....................... 40 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 8 DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 4.1: Đồ thị biến động pH theo ngày của các nghiệm thức TN1 ........….16 Hình 4.2: Đồ thị biến động NO2- giữa các nghiệm thức TN1 ..........................17 Hình 4.3: Đồ thị biến động NO3-giữa các các nghiệm thức TN1.....................18 Hình 4.4: Đồ thị biến động TAN giữa các nghiệm thức TN1 ..........................18 Hình 4.5: Đồ thị biến động TP giữa các nghiệm thức TN1..............................20 Hình 4.6: Đồ thị biến động TKN giữa các nghiệm thức TN1 ..........................21 Hình 4.7: Biến động mật độ tảo trung bình qua các đợt thu TN1 ....................25 Hình 4.8: Đồ thị biến động pH của các nghiệm thức TND..............................27 Hình 4.9: Đồ thị biến động PO43- trước va sau khi kết tủa hoá chất ................28 Hình 4.10: Đồ thị biến động độ cứng trước và sau khi kết tủa Phospho..........28 Hình 4.11: Đồ thị biến động pH của các nghiệm thức TN2.............................31 Hình 4.12: Đồ thị biến động PO43-giữa các nghiệm thức TN2.........................32 Hình 4.13: Đồ thị biến động NO2-giữa các nghiệm thức TN2 .........................32 Hình 4.14: Đồ thị biến động NO3-giữa các nghiệm thức TN2 .........................33 Hình 4.15: Đồ thị biến động TAN của các nghiệm thức TN2 .........................35 Hình 4.16: Đồ thị biến động độ cứng của các nghiệm thức TN2.....................35 Hình 4.17: Đồ thị biến động TKN của các nghiệm thức TN2 .........................36 Hình 4.18: Đồ thị biến động TP của các nghiệm thức TN2 .............................37 Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 9 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ĐBSCL: Đồng bằng Sông Cửu Long ĐHCT: Đại Học Cần Thơ KTS: Khoa Thuỷ Sản TN1: Thí nghiệm 1 TND: Thí nghiệm dẫn TN2: Thí nghiệm 2 NT1: Nghiệm thức 1 NT2: Nghiệm thức 2 NT3: Nghiệm thức 3 NT4: Nghiệm thức 4 NT5: Nghiệm thức 5 TB: Trung bình TC: Tổng cộng NXB: Nhà xuất bản NXBNN: Nhà xuất bản Nông Nghiệp KH và KT: Khoa học và kỹ thuật LVTN: Luận văn tốt nghiệp TLTN: Tiểu luận tốt nghiệp SX: Sản xuất Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 10 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU Vài năm gần đây nhiều tỉnh ven biển Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã chuyển sang nuôi nhiều đối tượng mới như cá Chẽm, cá Kèo… để cải thiện đời sống của bà con nông dân, nhưng nghề nuôi tôm đặc biệt là tôm Sú vẫn giữ vị trí cao trong ngành kinh tế quốc dân và đem lại thu nhập đáng kể cho bà con nông dân. Điển hình năm 2003, sản lượng tôm nuôi đạt 237.880 tấn. Qua đó, ta thấy tôm Sú vẫn là đối tượng nuôi chính của bà con nông dân nhất là vùng ven biển. Hiện nay tôm Sú được nuôi theo nhiều mô hình như quảng canh, bán thâm canh và thâm canh. Nhưng dù ở bất cứ mô hình nào thì việc gây màu nước thông qua sự phát triển của tảo là một kỹ thuật được thực hiện trước khi thả giống, bởi trong môi trường nước, tảo là sinh vật có khả năng sử dụng trực tiếp các chất vô cơ để tổng hợp nên chất hữu cơ cho cơ thể nhờ quá trình quang hợp. Chính vì vậy, tảo là mắc xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn, tham gia vào chu trình chuyển hoá vật chất và năng lượng từ bậc thấp đến bậc cao. Màu của các giống loài tảo tạo thành màu nước của ao nuôi từ đó giúp ta biết được tính chất của vực nuôi giàu hay nghèo dinh dưỡng. Đặc biệt trong ao nuôi tôm, màu nước sẽ có tác dụng tích cực đến đàn tôm nuôi. Khi tảo trong nước quang hợp, chúng sẽ cung cấp oxy cho ao, lượng oxy tăng góp phần làm giảm khí độc trong ao nuôi như H2S, NH3, CO2,…giúp tôm ăn khoẻ và lột xác nhanh. Tuy nhiên, khi tảo phát triển quá mức chúng cạnh tranh chất dinh dưỡng trong ao nuôi. Và khi chết đi hàng loạt thì quá trình phân huỷ xác tảo làm tiêu hao nhiều oxy hoà tan nhất là thời điểm cuối đêm, phóng thích CO2 và nhiều khí độc khác như NH3, H2S,… Hơn nữa sự nở hoa của tảo sẽ gây hại cho tôm nuôi bằng chính độc tố của nó tiết ra. Chính vì những giá trị hữu ích của tảo cũng như những tác hại của nó nên cần phải theo dõi quản lý tốt môi trường nước và cần có sự tận dụng hợp lý nguồn tảo trong ao để điều khiển theo hướng có lợi cho việc nuôi trồng thuỷ sản. Tuy nhiên để kiểm soát tảo, phần lớn người nuôi hiện nay thường sử dụng các chất có tính oxy hoá mạnh như CuSO4, Simazine,… dẫn đến làm chết tảo hàng loạt, gây nhiều biến động bất lợi cho môi trường nuôi. Mặt khác những hoá chất này khi sử dụng nồng Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 11 độ cao sẽ gây ngộ độc đối với tôm nuôi và ảnh hưởng tới sức khoẻ của người sử dụng. Nếu hạn chế sự phát triển của tảo bằng cách kiểm soát chất dinh dưỡng mà chủ yếu là kiểm soát Nitrogen (NH4+) hoặc Phospho (PO43-) trong ao nuôi là một giải pháp tránh được những biến động bất lợi này của môi trường nuôi. Tuy nhiên so với Nitrogen, Phospho dễ kiểm soát hơn bởi vì Phospho trong thuỷ vực tự nhiên có rất ít. Hơn nữa phương pháp hạn chế Phospho từ chất thải nội tại thì đơn giản và tốt hơn là kiểm soát Nitơ thông qua quá trình nitrate và khử nitrate. Thêm vào đó, việc hạn chế Nitơ có thể được đền bù bởi quá trình cố định Nitơ từ không khí bởi nhóm Cyanobacteria trong khi không có cơ chế đền bù Phosphrus. Trước đây một số luận văn tốt nghiệp đại học của Khoa Thuỷ Sản Trường Đại Học Cần Thơ cũng đã nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến tảo trong môi trường nước như: - " Tìm hiểu sự phát triển của phytoplankton trong điều kiện tự nhiên và bón phân tại ruộng muối Vĩnh Châu, Hậu Giang " của Nguyễn Ngọc Hỹ (1980). - " Tìm hiểu sự ảnh hưởng của nước thải đến sự phát triển của phiêu sinh vật " của Cao Thanh Vân (1988). - Nguyễn Thị Diễm Châu (1994) với đề tài: " Đặc điểm phytoplankton trong hệ thống ao ương cá tại Cần Thơ ". - Đinh Minh Trường (2003) với đề tài: " Khảo sát ảnh hưởng của chế phẩm sinh học AGOSTIM đối với sự phát triển của thực vật nổi và vi sinh vật trong môi trường nuôi thuỷ sản ở điều kiện thực nghiệm ". - Nguyễn Hữu Lộc (2003) với đề tài: "Nghiên cứu sự biến động của phiêu sinh vật trong ao nuôi tôm sú thâm canh thông qua ảnh hưởng của cải tạo môi trường nuôi"….. Nhìn chung các nghiên cứu đã nêu bật được vai trò của các yếu tố ảnh hưởng đến tảo. Tuy nhiên những nghiên cứu về hoá chất để điều khiển sự phát triển của tảo thông qua phú dưỡng thực vật mà chủ yếu là Phospho trong nuôi tôm sú còn hạn chế. Do đó từ quan điểm trên, đề tài " Nghiên cứu khả năng sử dụng một số hoá chất để điều khiển sự phát triển của tảo trong môi trường nước lợ" được thực hiện. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 12 Mục tiêu nghiên cứu § Tìm ra giải pháp tốt cho việc quản lý môi trường ao nuôi bằng cách kiểm soát sự phát triển của tảo thông qua sự điều khiển hàm lượng Phospho. Nội dung nghiên cứu § Tìm hiểu ảnh hưởng của Phospho lên sự phát triển của tảo trong bể nước lợ. § Khảo sát khả năng kết tủa Phospho của các chất hoá học khác nhau trong bể nước lợ mà cụ thể là CaSO4, Ca(OH)2 và Al2(SO4)3. § Khả năng ứng dụng các chất hoá học khác nhau để điều khiển sự phát triển của tảo thông qua sự kết tủa Phospho trong bể nuôi tôm Sú. Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 13 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Taàm quan troïng cuûa thöïc vaät noåi trong nuoâi troàng thuyû saûn Trong thuyû vöïc, taûo coù khaû naêng toång hôïp chaát voâ cô thaønh chaát höõu cô cho cô theå thoâng qua quaù trình quang hôïp. Coøn caù toâm vaø caùc ñoäng vaät thuyû sinh khaùc khoâng coù khaû naêng naøy neân tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp söû duïng chaát höõu cô do taûo toång hôïp. Naêm 1964, oâng Howard J.Dittmer khi nghieân cöùu veà Chlorella vaø moät soá taûo luïc khaùc, oâng ñaõ ñi ñeán keát luaän veà thaùp dinh döôõng nhö sau: Con ngöôøi Caù lôùn Caù nhoû Taûo Chlorella vaø taûo luïc khaùc Aùnh saùng, nöôùc vaø muoái voâ cô Qua ñoù cho thaáy taûo laø nguoàn chaát höõu cô ñaàu tieân trong chuoãi thöùc aên cuûa thuyû vöïc. Taûo coù kích thöôùc nhoû, thaønh phaàn dinh döôõng toát, phuø hôïp laøm thöùc aên cho caùc thuyû sinh vaät nhoû nhö aáu truøng toâm, caù, nhuyeãn theå, giaùp xaùc,…. Ngoaøi ra, taûo coøn laø nguoàn cung caáp oxy cho thuyû vöïc. Khi chuùng quang hôïp seõ cung caáp oxy cho ao vaø goùp phaàn laøm giaûm caùc khí ñoäc trong ao nuoâi nhö H2S, NH3, CO2…..giuùp laøm cho moâi tröôøng nöôùc saïch, töø ñoù giuùp toâm khoeû, aên nhieàu hôn vaø loät xaùc nhanh hôn. Beân caïnh nhöõng lôïi ích treân, khi taûo phaùt trieån quaù möùc (hay goïi laø hieän töôïng nôû hoa cuûa taûo) seõ gaây nhieàu baát lôïi cho moâi tröôøng nuoâi toâm caù. Chuùng caïnh Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 14 tranh chaát dinh döôõng vôùi vaät nuoâi, gaây thieáu oxy, ñaëc bieät laø vaøo ban ñeâm vaø khi chuùng cheát ñi haøng loaït thì quaù trình phaân huyû xaùc taûo gaây nhieàu khí ñoäc nhö H2S, NH3,… Hôn nöõa moät soá taûo coù ñoäc toá khi nôû hoa seõ gaây ñoäc vaø gieát cheát caùc sinh vaät khaùc, gaây ngoä ñoäc cho ngöôøi. 2.2. Moái quan heä giöõa taûo vaø caùc nhaân toá dinh döôõng Trong thuyû vöïc, söï phaùt trieån cuûa taûo phuï thuoäc vaøo 3 yeáu toá: nöôùc, aùnh saùng maët trôøi vaø muoái voâ cô maø chuû yeáu laø Phospho vaø Nitrogen. Do ñoù ôû moät thôøi ñieåm, chæ caàn haïn cheá 1 trong 3 nhaân toá treân laø coù theå giôùi haïn giôùi haïn sinh khoái cuûa taûo. Tuy nhieân, caùc nguoàn giôùi haïn naøy coù theå thay ñoåi vaø vieäc xaùc ñònh ñuùng nguoàn nhaân toá giôùi haïn töø 3 nguoàn treân trong ñieàu kieän thöïc teá cuûa ao nuoâi laø ñieàu caàn thieát cho vieäc quaûn lyù söï phaùt trieån cuûa taûo (Luuc vaø ctv.1990). Vaø theo Round (1975), khi baát kyø moät nhoùm taûo naøo phaùt trieån chieám öu theá, ñieàu naøy coù lieân quan ñeán khaû naêng döï tröõ Nitrogen vaø Phospho trong baûn thaân taûo. Treân theá giôùi ñaõ coù nhieàu coâng trình nghieân cöùu lieân quan nhö: ÔÛ Myõ, khi nghieân cöùu veà yeáu toá dinh döôõng haïn cheá söï phaùt trieån cuûa taûo treân 49 hoà thì thaáy raèng Nitrogen laø nhaân toá giôùi haïn taûo ôû 8 hoà trong khi ñoù Phospho laø nhaân toá giôùi haïn taûo ôû 35 hoà vaø caùc yeáu toá dinh döôõng khaùc thì haïn cheá 6 hoà coøn laïi. Cuõng trong nghieân cöùu treân cho thaáy trong nöôùc ngoït, Phospho thöôøng ñöôïc duøng chuû yeáu hôn Nitrogen, nhöng caû hai yeáu toá dinh döôõng Phospho vaø Nitrogen ñeàu ñöôïc xem laø nhaân toá giôùi haïn taûo ôû moâi tröôøng nöôùc maën (Miller vaø ctv.,1974). Theo Mc Vea, C. vaø Boyd, C.E (1975), Phospho raát quan troïng ñoái vôùi caùc ao nuoâi caù ôû nöôùc ngoït ñoàng thôøi coù moái töông quan chaët cheõ giöõa noàng ñoä Orthophosphate vaø Chlorophyll-a trong 12 ao nuoâi coù boùn phaân.Vaø theo Boyd (1996), ôû ao nöôùc meàm coù cho aên, vieäc boå sung Canxi seõ laøm giaûm Phosphate hoaø tan thoâng qua vieäc hình thaønh keát tuûa Calcium phosphate vaø ñieàu naøy seõ Trung tâm Học liệu ĐH Cần Thơ @ Tài liệu học tập và nghiên cứu 15 laøm haïn cheá söï phaùt trieån cuûa taûo. Coøn ion Aluminum coù taùc duïng toát trong vieäc keát tuûa Phospho ôû caû ao nöôùc cöùng vaø nöôùc meàm. Ngoaøi ra, theo Guilford vaø Hecky (2000) toång keát caùc döõ lieäu nghieân cöùu töø caû hai moâi tröôøng nöôùc ngoït vaø nöôùc maën nhaän t