Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

07/05/2024

TN&MTNghiên cứu này được tiến hành nhằm xác định mật độ tối ưu của Bacillus subtilis được phân lập từ ao nuôi tôm Cần Giờ lên chất lượng nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng. Nghiên cứu bao gồm các thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis ở các mật độ khác nhau 102, 103, 104 CFU/mL lên chất lượng nước và tăng trưởng của tôm.

Tóm tắt

Tôm được bố trí ngẫu nhiên vào bể composite 60L với mật độ 0,5con/L gồm 4 nghiệm thức (đối chứng và 3 nghiệm thức bổ sung với mật độ Bacillus subtilis 102, 103, 104 CFU/mL). Chất lượng môi trường nuôi ở các nghiệm thức khác nhau như nhiệt độ, pH, DO, TSS, COD, BOD5, TAN đã được thu thập và phân tích lúc chưa bổ sung vi khuẩn và sau đó theo chu kỳ 5 ngày một lần trong 60 ngày. Kết quả cho thấy nhiệt độ, pH, tổng độ kiềm duy trì ở mức thích hợp. Các thông số DO, TSS, COD, BOD5, TAN biến động giữa các nghiệm thức và có khuynh hướng tăng đến cuối thí nghiệm, nhưng nhìn chung phù hợp cho tôm thẻ chân trắng. Mật độ tổng Vibrio trong trong nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn luôn thấp hơn nghiệm thức đối chứng. Các thông số tăng trưởng như tốc độ tăng trưởng về chiều dài, trọng lượng của tôm tăng ở các nghiệm thức bổ sung Bacillus subtilis, đặc biệt là ở nghiệm thức 104 CFU/mL, tỉ lệ sống của tôm là 87,5 ± 2,9% luôn cao hơn có ý nghĩa (p< 0,05) khi so sánh với đối chứng (68,8 ± 2,9%).

Từ khóa: Chất lượng nước, ao nuôi tôm, Bacillus subtilis, huyện Cần Giờ.

Abstract

This study was conducted to determine the optimal density of Bacillus subtilis isolated from Can Gio shrimp ponds on water quality and growth of white-legged shrimp. The study included experiments evaluating the effects of Bacillus subtilis at different concentrations of 102, 103, 104 CFU/mL on water quality and shrimp growth. Shrimp were randomly arranged into a 60L composite tank with a density of 0,5 shrimp/L including 4 treatments (control and 3 additional treatments with Bacillus subtilis densities of 102, 103, 104 CFU/mL). The quality of the culture environment in different treatments such as temperature, pH, DO, TSS, COD, BOD5, TAN was collected and analyzed without adding bacteria and then every 5 days during the period 60 days. The results show that temperature, pH, and total alkalinity are maintained at appropriate levels. DO, TSS, COD, BOD5, TAN parameters fluctuated between treatments and tended to increase towards the end of the experiment, but were generally suitable for whiteleg shrimp. The density of total Vibrio in the treatment supplemented with bacteria was always lower than the control treatment. Growth parameters such as growth rate in length and weight of shrimp increased in treatments supplemented with Bacillus subtilis, especially in the 104 CFU/mL treatment, the survival rate of shrimp was 87,5 ± 2,9% is always significantly higher (p < 0,05) when compared with the control (68,8 ± 2,9%).

Keywords: water quality, shrimp pond, Bacillus subtilis, Can Gio district.

Mở đầu: Hiện nay, ngành nuôi tôm ở Việt Nam có một số thách thức lớn như ô nhiễm môi trường nước nói chung và nước ao nuôi nói riêng, hậu quả là dịch bệnh tôm tràn lan. Việc sử dụng sản phẩm xử lý, cải tạo môi trường và thuốc kháng sinh là điều không thể tránh khỏi. Các biện pháp truyền thống như dùng hóa chất không xử lý một cách triệt để mà còn tiêu diệt các vi khuẩn có ích, tạo điều kiện cho các vi khuẩn có hại phát triển. Do đó, để đảm bảo an toàn, hiện nay nhiều nước bao gồm cả Việt Nam đã và đang tiến đến ngưng sử dụng kháng sinh và chuyển sang các giải pháp thay thế hiệu quả hơn, an toàn hơn, trong đó, giải pháp bổ sung lợi khuẩn Bacillus subtilis, được áp dụng rộng rãi đặc biệt là trong ngành nghề thủy sản, vừa có tác dụng phòng trị bệnh cho tôm cá, vừa có vai trò quan trọng đối với quá trình làm sạch đáy ao, xử lý nước ao, giúp tăng cường hiệu quả nuôi trồng, giảm chi phí thuốc trị bệnh và đồng thời cải thiện được môi trường sống của cho tôm cá. Nghie#n cứu này được thực hiện nhằm để đánh giá hiệu quả cải thiện môi trường cũng như tác động lên chất lượng tôm thẻ vi khuẩn Bacillus subtilis được phân lập trong ao nuôi tôm thẻ thâm canh tại Cần Giờ.

Vật liệu và phương pháp

Vật liệu nghiên cứu: Chủng Bacillus subtilis đã được phân lập Cần Giờ, TPHCM, được bố trí vào bể tôm thẻ chân trắng với mật độ 102, 103, 104 CFU/mL. Tôm thẻ chân trắng là tôm giống cỡ PL15 khoẻ mạnh. Tôm được nuôi thuần riêng biệt trong bể composite (1m3) trong thời gian 2 tuần trước khi đưa vào nuôi thử nghiệm trên bể kiếng, mật độ thả 0,5 con/lít. Nguồn nước nuôi có nguồn gốc từ Cần Giờ, nước được xử lí bằng clo với nồng độ 30 mg/L, sau đó bằng Na2S2O3 (dùng để trung hòa clo dư), sục khí khoảng 12-24 giờ. Tôm được cho ăn bằng thức ăn công nghiệp Grobest, vào 4 lần/ngày tại các thời điểm 6 giờ, 11 giờ, 16 giờ và 21 giờ. Bể được xiphong 2 lần/ngày vào sáng và chiều và sục khí liên tục. Nước được thay định kì 30 ngày/lần với 1/3 lượng nước trong bể và bổ sung cho đạt 60 lít. Thời gian thí nghiệm 60 ngày.

Phương pháp nghiên cứu

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành với 4 nghiệm thức trong 4 bể kính 60 lít: Nghiệm thức đối chứng (ĐC): Không có vi khuẩn, nghiệm thức 1 đến nghiệm thức 3 (NT1, NT2, NT3) có vi khuẩn Bacillus subtilis với mật độ lần lượt là 102, 103, 104 CFU/mL. Đối với nhiệt độ, pH, DO được kiểm tra 2 lần/ngày (6 giờ và 15 giờ); TSS, COD, BOD5, TAN được kiểm tra định kì 5 ngày/lần. Mẫu vi khuẩn được thu trước khi bổ sung vi khuẩn (chu kỳ bổ sung vi khuẩn vào bể nuôi là 5 ngày/lần), định kì 5 ngày thu mẫu một lần cho đến kết thúc thí nghiệm.

Phương pháp nuôi cấy tăng sinh vi khuẩn: Vi khuẩn Bacillus subtilis được phục hồi và nuôi cấy trên môi trường TSB. Sau khi nuôi tăng sinh, mật độ vi khuẩn được xác định bằng phương pháp đo OD ở bước sóng 600 nm. Mật độ vi khuẩn Bacillus subtilis trong nghiên cứu đạt 109 CFU/mL.

Phương pháp thu và phân tích mẫu nước: Mẫu thu được trữ lạnh ngay ở 4oC và phân tích trong vòng 2 giờ. Tất cả các chỉ tiêu môi trường được phân tích theo các bộ test SERA, Đức và phương pháp chuẩn. Nhiệt độ, pH, DO đều được ghi nhận trước khi tiến hành thu mẫu. TSS, COD, BOD5, TAN được thu cùng thời điểm với thu mẫu vi sinh, trước khi bổ sung vi khuẩn. Mật độ vi khuẩn Vibrio xác định bằng phương pháp đếm khuẩn lạc (Huys, 2003).

Tốc độ tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm

15 con tôm được cân ngẫu nhiên trước khi bố trí thí nghiệm, tính được trọng lượng trung bình Wi. Khi kết thúc thí nghiệm trong 60 ngày sẽ cân Wf ngẫu nhiên 15 con tôm trong mỗi nghiệm thức. Tăng trưởng trọng lượng: Wf - Wi. Tỉ lệ sống của tôm: Tỉ lệ sống của tôm được xác định khi kết thúc thí nghiệm bằng công thức: Tỉ lệ sống (%) = số cá thể cuối/số cá thể đầu *100.

Xử lí số liệu: Số liệu được thu thập và trình bày dưới dạng giá trị trung bình và sai số chuẩn, được tính toán và thống kê mô tả bằng phần mềm Excel. Số liệu được so sánh thống kê ANOVA một nhân tố bằng chương trình SPSS version 20.0. Mức ý nghĩa thống kê (0,05).

Kết quả và thảo luận

Đánh giá sự biến động một số chỉ tiêu môi trường nước

Nhiệt độ, pH, DO: Nhiệt độ, pH, hàm lượng DO đều nằm trong ngưỡng thích hợp cho tôm và khác biệt không có ý nghĩa giữa các nghiệm thức (p>0,05). Nhiệt độ từ 28- 28,70C và phù hợp với nuôi tôm (Boyd et al. (2002). Độ pH trong khoảng 7,5 - 8,5 thích hợp cho nuôi tôm thẻ chân trắng (Briggs et al., 1994). Vào buổi sáng pH từ 7,82-7,85 và buổi chiều pH từ 7,90-7,93 và không quá 0,5 đơn vị trong ngày. Hàm lượng DO duy trì ổn định lớn hơn 4 mg/L, trung bình từ 4,50-6,60 mg/L. DO lí tưởng cho tôm là trên 5 mg/L và không vượt quá 15 mg/L (Whetstone et al., 2002).

Tổng vật chất lơ lửng (TSS)

Hình 1. Sự biến động của tổng vật chất lơ lửng (TSS) trong thời gian thu mẫu
Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

Hình 1 cho thấy, TSS có khuynh hướng tăng dần theo thời gian nuôi. Sự biến động TSS ở các nghiệm thức NT1, NT2, NT3 và ĐC lần lượt là 50-330, 50-300, 50-250 và 50-385 mg/L, có sự khác biệt có ý nghĩa (p<0,05) giữa các nghiệm thức. Đặc biệt NT3 có TSS thấp hơn có ý nghĩa so với ĐC (p <0,05). Hàm lượng TSS tại các nghiệm thức khi có Bacillus subtilis vẫn nằm trong ngưỡng lý tưởng (100-300 mg/L) (Gaona et al, 2017).

Tiêu hao oxy hóa học (COD)

Hình 2. Sự biến động của tiêu hao oxy hóa học (COD) trong thời gian thu mẫu
Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

COD ở ĐC cao hơn so với các nghiệm thức có bổ sung Bacillus subtilis. COD ở nghiệm thức có Bacillus suntilis 104 CFU thấp nhất (12,85±3,57 mg/L) và ở các nghiệm thức từ 4,33 – 19,35 mg/L, tăng dần vào cuối thí nghiệm. Điều này có thể do lượng thức ăn dư thừa và chất thải của tôm tích lũy theo thời gian, cần nhiều oxy cho phân hủy.

Hình 3. Sự biến động của BOD5 trong thời gian thu mẫu
Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5): Ở giai đoạn đầu thí nghiệm, hàm lượng BOD5 có xu hướng tăng nhanh cho đến ngày thứ 35 (17,70±2,70 mg/L) và duy trì tương đối ổn định (16,22-21,85 mg/L) ở giai đoạn cuối thí nghiệm. Nhìn chung hàm lượng BOD5 ở nghiệm thức đối chứng cuối thí nghiệm cao hơn nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05).

Tổng đạm amon (TAN)

Hình 4. Sự biến động của TAN trong thời gian thu mẫu
Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

Hình 4 cho thấy, hàm lượng TAN dao động từ 0,02-2,25 mg/L. TAN cao nhất ở lần thu mẫu thứ 2, từ lần thu mẫu thứ 3 thì hàm lượng đã giảm và nằm trong khoảng cho phép. Nguyên nhân có thể do vi khuẩn Bacillus subtilis chuyển hóa nhiều đạm hữu cơ tạo ra NH4+ và NH3. TAN ở nghiệm thức bổ sung vi khuẩn Bacillus subtilis 104 cao hơn so với nghiệm thức đối chứng. Theo Boyd et al., 2002 thì hàm lượng TAN trong ao nuôi # 3 mg/L. 

Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio

Hình 5. Sự biến động mật độ Vibiro trong thời gian thu mẫu
Đánh giá ảnh hưởng của Bacillus subtilis chất lượng môi trường nước và tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng

Vibrio trong nghiệm thức có bổ sung Bacillus subtilis tương đối ổn định, dao động từ 101 - 102 CFU/mL. Theo Moriaty (1999) mật độ Vibrio vượt quá 103 CFU/ml sẽ gây hại cho tôm. Từ biểu đồ cho thấy mật độ Vibrio vẫn nằm trong giới hạn cho phép nhưng ở nghiệm thức không bổ sung Bacillus subtilis, mật độ Vibrio cao. Tuy nhiên, Vibrio không phải hoàn toàn là nhóm gây bệnh nên tôm vẫn phát triển tốt đến cuối thí nghiệm.

Tốc độ tăng trưởng về chiều dài và trọng lượng của tôm; tỷ lệ sống của tôm

Việc bổ sung định kì Bacillus subtilis trong bể đã làm giảm các chất gây độc cho tôm, góp phần phân hủy các hợp chất hữu cơ dư thừa trong bể nuôi tôm làm duy trì môi trường nuôi ổn định, kích thích sử dụng thức ăn và sinh trưởng của tôm. Điều này phù hợp với các nghiên cứu khác khi có vi khuẩn Bacillus không chỉ làm tăng khả năng phân giải các chất hữu cơ, làm sạch môi trường nước mà còn làm tăng năng suất gần gấp hai lần so với ao nuôi không bổ sung vi khuẩn hữu ích.

Kết luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, hầu hết các chỉ tiêu chất lượng nước được cải thiện rất rõ ở tất cả các nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn so với không bổ sung vi khuẩn. Hiệu quả xử lý nước của Bacillus subtilis ở mật độ 104 CFU/mL tương đối ổn định và có hiểu quả cao nhất thể hiện qua chất lượng nước, sự tăng trọng và tỷ lệ sống của tôm. Mật độ tổng vi khuẩn và Vibrio trong nước ở nghiệm thức có bổ sung vi khuẩn Bacillus subtilis ở các nghiệm thức luôn thấp hơn nghiệm thức đối chứng.

Lời cảm ơn: Công trình này hoàn thành với sự hỗ trợ về kinh phí từ đề tài cấp Sở KH&CN TP. Hồ Chí Minh: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm Zeolite sinh học nhằm cải thiện môi trường nước, phòng bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm “CNĐT. ThS. Lê Thị Phụng.

Tài liệu tham khảo

1. Briggs, M.R.P. and S.J. Funge-Smith 1994 A nutrient budget of some intensive marine ponds in Thailand. Aquacult. Fish. Manage, 24: 189-811;

2. Boyd, C.E., J.A. Hargreave and J.W. Clay, 2002. Codes of Practice and Conduct of Marine Shrimp Aquaculture. Report prepared under the World Bank, NACA, WWF and FAO Consortium Programme on shrimp farming and the environment. Published by the Consortium.World Bank, Washington, DC USA, 31 pp;

3. Huys, G., 2003. Sampling and sample processing procedures for the isolation of Aquaculture Associated bacteria. Standard operating procedure. Laboratory of Microbiology K.L. Ledeganckstr. 35. B-9000 Gent (Belgium);

4. Whestone, J.M., G.D. Treece and A.D. Stokes, 2002. Opportunities and constrains in marine shrimp farming. Southern Regional Aquaculture Center (SRAC) publication No. 2600 USDA.

LÊ THỊ PHỤNG1*, NGUYỄN KỲ PHÙNG1, CHARLOTTE HUREL2
    NGUYỄN LỮ PHƯƠNG1, LÊ THỊ HIỂN VIÊN1, VÕ MINH SƠN3

    1Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh
    2Institut de Physique de Nice, Université Côte d’Azur
    3 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II, TP. Hồ Chí Minh
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 6 năm 2024

Tin tức

Thủ tướng: '5 đẩy mạnh' trong cải cách hành chính để huy động mọi nguồn lực cho phát triển

Đoàn ĐBQH tỉnh Hà Giang tiếp xúc cử tri sau Kỳ họp thứ 7, Quốc hội Khoá XV tại huyện Vị Xuyên

Kỳ họp thứ 7 của Quốc hội khẳng định tinh thần đoàn kết, dân chủ, kỷ cương và trách nhiệm rất cao

Thủ tướng Phạm Minh Chính: Quyết tâm hoàn thành khoảng 1.200 km cao tốc cho ĐBSCL

Tài nguyên

Đảm bảo an ninh nguồn nước

Lập Quy hoạch tổng hợp lưu vực sông Ba thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến 2050

Làm rõ giếng khoan giữa đồng sôi ùng ục, đốt là cháy

Thanh Trì: Ban hành Công văn số 3775/CNTT  về việc dừng giao dịch đối với Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất

Môi trường

Ứng phó với áp thấp nhiệt đới và mưa lớn

Đồng bộ các biện pháp ứng phó với lũ quét, sạt lở đất

Tiếng vọng hấp hối từ những cánh rừng già

Chủ động sử dụng sản phẩm thay thế túi ni-lông

Video

Diễn đàn môi trường lần thứ III - Năm 2024

Chuyển đổi xanh - động lực tăng trưởng mới để phát triển kinh tế

Xử lý chất thải rắn sinh hoạt: Thực trạng và giải pháp

Tạp chí Tài nguyên và Môi trường 20 năm xây dựng và phát triển

Khoa học

Điều chỉnh công nghệ khai thác cát sông tại Sóc Trăng

Khảo sát ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số tính chất đất, nước trên sông rạch và ương vườn tại huyện Gò Công Tây, tỉnh Tiền Giang

Một số kết quả tính toán độ cao bằng công nghệ định vị dẫn đường toàn cầu GPS/GNSS dựa trên mô hình EIGEN-6C4 và EGM2008

Đề xuất các giải pháp tiêu úng và phòng, chống lũ rừng ngang vùng hữu sông Bùi, huyện Chương Mỹ

Chính sách

Tín dụng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn: Mức cho vay tối đa 25 triệu đồng

Luật Đất đai quy định về cưỡng chế thực hiện quyết định kiểm đếm bắt buộc như thế nào?

Thanh Hóa: Cho phép Công ty Anh Phát được nhận chìm 500.000 m3 chất nạo vét xuống biển Nghi Sơn

Ngành TN&MT Lạng Sơn triển khai nhiệm vụ 6 tháng cuối năm 2024

Phát triển

Trường Đại học TN&MT TP. Hồ Chí Minh: Đa dạng ngành nghề để đào tạo những công dân tương lai có trách nhiệm với môi trường

Ninh Bình: Đến năm 2030 chấm dứt sử dụng hóa chất độc hại trong nuôi trồng thủy sản

Đại hội Chi hội Nhà báo Tạp chí Tài nguyên và Môi trường nhiệm kỳ 2024-2026 đã diễn ra thành công tốt đẹp

Khởi động dự án “Sự sống 2024”

Diễn đàn

"Rộng cửa" cho tín dụng xanh

Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hoá yêu cầu các địa phương chủ động ứng phó với áp thấp nhiệt đới và mưa lớn

Phát triển chuỗi cung ứng xanh: Cần điểm tựa chính sách

Thời tiết ngày 16/7: Bắc Bộ, Trung Bộ mưa to đến rất to