Sinh vật phù du trong hệ thống nuôi tôm độc canh, hệ thống tích hợp Biofloc

Các tác giả đã thực hiện một nghiên cứu để đánh giá cộng đồng thực vật phù du trong một hệ thống tích hợp biofloc nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei, và loài tảo đỏ, Gracilaria birdiae.

Mỗi tuần một lần trong 7 tuần, thực vật phù du đã được lấy mẫu ở 3 bể nuôi tôm độc canh và 9 bể của hệ thống tích hợp biofloc nuôi tôm và tảo. Tỉ lệ sống của tôm trên 89% trong thời gian thử nghiệm. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) và trọng lượng tôm cuối cùng ở hệ thống biofloc tốt hơn hệ thống độc canh.

Trong các hệ thống nuôi tôm thâm canh, cộng đồng vi khuẩn gồm vi khuẩn, tảo, động vật phù du và các vi sinh vật khác đóng các vai trò quan trọng trong chu kỳ dinh dưỡng, cung cấp các hợp chất dinh dưỡng như các axit béo cần thiết cho sự sống và tốc độ tăng trưởng của tôm.

Các hệ thống truyền thống kết hợp nuôi tôm và rong biển đã được đề xuất để thúc đẩy quá trình giảm chất thải cũng như vi khuẩn lam (cyanobacteria) và các loài gây hại khác do cạnh tranh các chất dinh dưỡng trong suốt các quá trình quang hợp của rong biển. Các tác giả đã thực hiện một nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nuôi trồng Hải sản Bền vững của Khoa Thủy sản và Nuôi trồng Thủy sản thuộc Đại học Nông thôn Liên bang tại Pernambuco ở Recife, Brazil để đánh giá cộng đồng thực vật phù du trong một hệ thống tích hợp biofloc cho nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei, và tảo đỏ, Gracilaria birdiae.

Xác nhận sự đa dạng các loài vi tảo, bao gồm Bacillaria (A), Chaetoceros (B), Nitzschia (C, Heterokontophyta), Aphanothece (D), Oscillatoria (E, Cyanobacteria) và Gymnodinium (F, Dinophyta).

Thiết lập

Mỗi tuần một lần trong 7 tuần, thực vật phù du đã được lấy mẫu ở 3 bể nuôi tôm độc canh và 9 bể với hệ thống tích hợp biofloc nuôi tôm thẻ L. vannamei và tảo Gracilaria có trọng lượng ướt lần lượt là 2,5, 5,0 và 7,5 kg/m3.

Năm ngày trước khi thả tôm và rong biển, nước từ 1 bể ma trận (tổng nitơ amoniac ở mức 0,2 mg/L, nitơ nitrit ở mức 0,3 mg/L, nitơ nitrat 2,2 mg/L, độ kiềm 133,9 mg calcium carbonate/L và tổng chất rắn lơ lửng 133,6 mg/L) được pha trộn và chia đều vào 12 bể nhựa màu đen 40-L cho tới khoảng 25% thể tích bể, 75% thể tích bể còn lại cho thêm nước biển.

Không thay nước trong suốt thời gian thử nghiệm, ngoại trừ việc bổ sung nước ngọt đã được tẩy trùng bằng chlorin để bù nước thất thoát do bay hơi. Cường độ ánh sáng được duy trì ở mức khoảng 1.000 lux sử dụng đèn huỳnh quang với một thời gian có ánh sáng tự nhiên. Mật đường (40% cacbon hữu cơ) được sử dụng làm nguồn cacbon cho thêm một lần một ngày để duy trì tỷ lệ cacbon:nitơ là 12:1. Vôi tôi được sử dụng để duy trì độ kiềm và pH tương ứng trên 100 mg/L và 7,5.

Thả giống, lấy mẫu

Các đơn vị/bể thử nghiệm được thả tôm có trọng lượng ban đầu 0,34 ± 0,01 g ở mật độ 500 con/m3. Tôm được cho ăn hàng ngày thức ăn nuôi tôm thương phẩm có độ đạm 40% vào lúc 8 giờ sáng, giữa trưa và 4 giờ chiều, điều chỉnh lượng cho ăn hàng ngày tùy theo mức ước tính tôm tiêu thụ, tỷ lệ chết và thức ăn thừa.

Các mẫu sinh khối G. birdiae được thu tại bãi biển Pau Amarelo ở Pernambuco, Brazil, và được bảo quản trong các túi nhựa để phân tích trong phòng thí nghiệm. Nước được rút cạn từ tất cả các mẫu, và cân lại sau khi vật liệu đã được kiểm tra cẩn thận để loại bỏ các sinh vật bám bên ngoài. Rong biển có cấu trúc sinh sản, có dấu hiệu của sự mất sắc tố và hoại tử đã được bỏ đi.

Rong biển được nuôi trồng trong các mô-đun hình chữ nhật (20,0 x 6,5 x 2,2 cm) bằng nhựa polyvinyl chloride đặt thành hàng ngang trong các bể. Các mô-đun hình chữ nhật cũng được sử dụng trong các bể đối chứng không có rong biển.

Quá trình hô hấp và quang hợp của cột nước được ghi nhận vào cuối tuần trong suốt thử nghiệm. Đo cường độ gộp và thực quang hợp và hô hấp của cột nước bằng phương pháp chai sáng và tối cổ điển. Nồng độ oxy ban đầu và cuối cùng được đo bằng máy đo oxy.

Mỗi tuần một lần, thực hiện lấy mẫu dọc bằng cách sử dụng các chai nhựa 600-mL để thu thực vật phù du. Nước lọc qua một lưới hình nón-trụ mắt lỗ 15 μ để chắt được 15 mL, cho mẫu cô đặc hơn 40 lần. Thực vật phù du được cố định bằng formalin, đệm với borax (hàn the) và được bảo quản trong hộp nhựa 10 mL.

Kết quả

Tỷ lệ tôm sống đều trên 89% trong suốt thời gian thử nghiệm là 42 ngày. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) 1,29 và trọng lượng tôm cuối cùng là 4.0 g trong hệ thống tích hợp biofloc cao hơn đáng kể (P <0,05) so với FCR 1,74 và trọng lượng 3,12-g ở nhóm đối chứng.

Cường độ quang hợp trung bình gộp (0,362- 0,437 mg oxy L/giờ), quang hợp thực (-0,223-0,281 mg oxy L/giờ) và hô hấp (0,416-0,544 mg oxy L/giờ) trong hệ thống nuôi độc canh và tích hợp biofloc được thể hiện ở hình 1. Các giá trị của quang hợp và hô hấp gộp dương, và quang hợp thực âm được quan sát thấy tương tự như các kết quả trong các hệ thống biofloc có ưu thế liên quan đến các vi sinh vật dị dưỡng.

Hình 1. Các mức quang hợp và hô hấp trong cột nước của các hệ thống nuôi độc canh và tích hợp biofloc trong suốt một thử nghiệm 42 ngày.

Khoảng 61 giống thực vật phù du thuộc ngành Heterokontophyta đã được xác định. Mật độ của chúng khoảng 30.000 tế bào/mL trong cả hai nghiệm thức.

Vi khuẩn lam là những sinh vật phong phú nhất, tiếp theo là Chlorophyta, Heterokontophyta, Euglenophyta và Dinophyta (Hình 2). Tuy nhiên, ưu thế của vi khuẩn lam trong hệ thống tích hợp biofloc ít hơn hệ thống độc canh. Điều này có thể là do sự gia tăng chất hữu cơ và phosphát trong nước, và những lợi thế cạnh tranh của các vi khuẩn lam hơn các nhóm sinh vật phù du khác. Vì vậy, việc kiểm soát vi khuẩn lam đã được đánh giá trong một hệ thống biofloc có thêm tảo cát.

Hình 2. Sự phong phú tương đối của thực vật phù du trong các hệ thống nuôi độc canh và tích hợp biofloc trong suốt thử nghiệm 42 ngày.

Khoảng 13 giống động vật phù du thuộc ngành Rotifer (luân trùng) và Copepod (giáp xác chân chèo, các nhóm Protozoa (động vật nguyên sinh) và Cladocera (giáp xác râu ngành) đã được xác định. Mật độ của chúng khoảng 1.700/L trong cả hai nghiệm thức.

Luân trùng là động vật phù du phong phú nhất trong các bể biofloc, tiếp theo là giáp xác chân chèo, động vật nguyên sinh và giáp xác râu ngành (Hình 3). Việc bổ sung cacbon hữu cơ trong các bể nuôi tôm đã tạo thuận lợi cho sự tăng trưởng của cộng đồng động vật phù du, có thể là do sự gia tăng sẵn có chất hữu cơ.

Hình 3. Sự phong phú tương đối của động vật phù du trong các hệ thống nuôi độc canh và hợp biofloc tích trong suốt thử nghiệm 42 ngày.

Mật độ luân trùng là 700-790/L, cao hơn so với ở các nhóm động vật phù du khác, có thể liên quan đến sự thích nghi của các sinh vật này đối với các mức dinh dưỡng và chất rắn cao hơn. Các kết quả tương tự đã được báo cáo đối với các hệ thống biofloc hoặc không thay nước/thay nước tối thiểu.

Các triển vọng

Trong hệ thống tích hợp biofloc, có vẻ như các cộng đồng sinh vật phù du đã chuyển đổi, giảm lượng vi khuẩn lam, và tăng Heterokontophyta (tảo dị roi) và Chlorophyta (tảo lục). Mặt khác, động vật nguyên sinh ít hơn, luân trùng và râu ngành tăng lên. Sự thay đổi này có thể đã cải thiện các mức đạm và axit béo không bão hòa đa trong biofloc góp phần làm tốc độ tăng trưởng của tôm tốt hơn trong hệ thống tích hợp.

Những kết quả này gợi ý nên thực hiện nghiên cứu thêm để đánh giá các thuộc tính sinh hóa và khả năng tiêu hóa của biofloc.