CHƯƠNG 1 VI SINH VẬT TRONG NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MH22-01 Giới thiệu: Chương này cung cấp kiến thức đại cương về vi sinh vật hữu ích. Vai trò của chúng trong nuôi trồng thuỷ sản: phân giải chất hữu cơ trong hệ thống nuôi, ức chế mầm bệnh, cải thiện tiêu hoá thức ăn. Mục đích: - Kiến thức: Nắm vững các khái niệm, phương pháp nghiên cứu về vai trò của vi sinh vật hữu ích - Kỹ năng: + Giải thích, vận dụng được kiến thức về đặc điểm sinh học, vai trò và ứng dụng vi khuẩn hữu ích trong quản lý chất lượng nước và phòng bệnh. + Thuyết trình, trao đổi, làm việc nhóm và kỹ năng học tập suốt đời - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Có thái độ và ý thức học tập với tinh thần cầu tiến; hoàn thành đúng tiến độ bài tập được giao.
Giới thiệu về vi sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản Hiện nay, nuôi trồng thủy sản là một trong những ngành kinh tế quan trọng của đất nước ta. Tuy nhiên, việc nuôi trồng thủy sản cũng gặp không ít khó khăn. Nguyên nhân chính là do các loài thủy hải sản rất nhạy cảm với môi trường, nếu môi trường không đảm bảo thì chúng rất dễ mắc bệnh và chết gây thiệt hại lớn cho người nuôi. Điều đó cũng ảnh hưởng không nhỏ tới lợi ích quốc gia.
Tình trạng ô nhiễm môi trường đang xảy ra nghiêm trọng trong nuôi trồng thủy sản do phần lớn các chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn, phân và các rác thải khác đọng lại dưới đáy ao nuôi. Ngoài ra, còn các hóa chất, kháng sinh được sử dụng trong quá trình nuôi trồng cũng dư đọng lại mà không được xử lý. Việc hình thành lớp bùn đáy do tích tụ lâu ngày của các chất hữu cơ, cặn bã là nơi sinh sống của các vi sinh vật gây thối, các vi sinh vật sinh các khí độc như amonia, nitrit, hydrogen, sunphua. Các vi sinh vật gây bệnh như: Vibrio, Aeromonas, E.
coli, Pseudomonas, Proteus, Staphylococcus. nhiều loại nấm và nguyên sinh động vật. 4 Ngày nay, sử dụng các vi sinh vật có ích hay chế phẩm sinh học (Probiotics) được coi là một công cụ hữu hiệu để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong ao nuôi, tạo nền tảng vững chắc cho phần lớn hoạt động nuôi trồng thủy sản trên thế giới. Chế phẩm sinh học đã được chấp nhận rộng rãi để khống chế dịch bệnh, tăng sức đề kháng.
Khác với biện pháp hóa học và kháng sinh, chế phẩm sinh học cung cấp một phương thức an toàn bền vững đối với người nuôi và tiêu dùng. Thành phần của chế phẩm probiotics thường là một tập hợp các chủng vi sinh vật sống, được tuyển chọn, tối ưu hóa, làm khô bằng phun sấy, đóng khô hoặc bọc trong alginat. Mỗi nhà sản xuất có thể chọn các loài khác nhau, tuy nhiên phổ biến nhất vẫn là các loài vi khuẩn lactic Lactobacillus, Bifidobacterium sp, Bacillus sp, nấm men Saccharomyces cerevisiae…. Một thành phần khác cũng được thấy trong chế phẩm probiotics đó là tập hợp các enzym có nguồn gốc vi sinh vật như amylase, proteose, lipase, cellulase, chitinase, một số vitamin thiết yếu hoặc axit amin và chất khoáng.
nhằm kích thích hoạt tính ban đầu của vi sinh vật của chế phẩm và xúc tác cho sự hoạt động của enzym trong môi trường. Các vi sinh vật được lựa chọn làm probiotics phải có đặc điểm sau đây: - Không sinh độc tố, không gây bệnh cho vật chủ và không ảnh hưởng xấu tới hệ sinh thái môi trường. - Có khả năng bám dính niêm mạc đường tiêu hóa và các mô khác của vật chủ, cạnh tranh vị trí bám với các vi sinh vật gây bệnh, không cho chúng tiếp xúc trực tiếp với các cơ quan của cơ thể. - Có khả năng sinh các chất ức chế, ngăn cản sự sinh trưởng mạnh mẽ của các vi sinh vật gây bệnh.
Các chất này gồm nhiều loại có thể tác động đơn lẻ phối hợp với nhau, bao gồm các chất kháng sinh, bacteriocin, siderophore, lysozym, protease, hydroperoxit. - Có khả năng sinh trưởng nhanh, cạnh tranh thức ăn, hóa chất, năng lượng với các vi sinh vật có hại. Ví dụ vi khuẩn probiotic có khả năng sinh siderphore, liên kết với ion sắt, làm cho vi sinh vật gây hại không sinh trưởng được vì thiếu sắt. - Tăng cường khả năng miễn dịch, tăng cường đáp ứng miễn dịch tự nhiên ở tôm và khả năng tạo thành kháng thể ở cá.
- Có khả năng cải thiện chất lượng nước ao nuôi do sự hình thành hàng loạt enzym phân giải các chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD, giảm các khí độc như: amoniac, H2S,. Không những thế, sản phẩm trao đổi chất của vi sinh 5 vật probiotics còn cung cấp enzyem, các nguyên tố đa, vi lượng cho vật chủ, giúp chúng sử dụng thức ăn hiệu quả hơn và do đó tăng trưởng tốt hơn. Rõ ràng mối lo lắng về sự xuất hiện các vi khuẩn kháng thuốc từ ao nuôi trồng thủy sản do sử dụng hóa chất, kháng sinh, có thể truyền gen kháng thuốc cho các vi khuẩn gây hại cho người (tồn tại ngay trong ao nuôi), làm cho kháng sinh không còn hiệu nghiệm để điều trị bệnh cho người, sẽ được giải tỏa nếu thay thế bằng biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học. Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm sinh học là giải pháp ưu việt nhất để có được năng suất, chất lượng, hiệu quả và sự phát triển bền vững của thủy sản nuôi.
Vai trò của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản 2. Tăng cường sức khỏe và ngăn chặn mầm bệnh Trong một thời gian dài, các chất kháng sinh đã được sử dụng để ngăn ngặn bệnh dịch trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh gây ra nhiều vấn đề như dư thừa chất kháng sinh trong các sản phẩm thủy sản, tạo ra các cơ chế kháng khuẩn cũng như làm mất cân bằng các men tiêu hóa trong đường ruột, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi. Hơn nữa, nhu cầu của con người đối với các sản phẩm thủy sản sạch và an toàn trên thế giới ngày càng cao.
Do vậy, việc sử dụng chế phẩm sinh học là một phương pháp hữu hiệu trong việc ngăn chặn mầm bệnh và kiểm soát dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản. Chế phẩm sinh học có khả năng sản sinh ra các chất hóa học có tác dụng diệt các vi khuẩn gây bệnh bám trên thành ruột của vật chủ, do vậy có thể coi chế phẩm sinh học là một rào cản hữu hiệu ngăn chặn sự phát triển của mầm bệnh. Ngoài ra, những vi khuẩn có lợi này còn có khả năng cạnh tranh vị trí bám và thức ăn trong thành ruột với các vi sinh vật gây bệnh, không cho phép các vi sinh vật này bám vào cơ thể vật nuôi, nhờ vậy giúp ngăn ngừa dịch bệnh, đảm bảo sức khỏe cho vật nuôi. Cải thiện hệ tiêu hóa Chế phẩm sinh học là nguồn dinh dưỡng và enzyme cho bộ máy tiêu hóa của vật nuôi.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chế phẩm sinh học có ảnh hưởng tích cực đến quá trình tiêu hóa của các vật nuôi bởi vì các dòng chế phẩm sinh học sản xuất ra các enzyme ngoại bào như: protease, amilaza, lipaza và cung cấp các dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin,… Trong nuôi cá, các vi khuẩn vi sinh như Bacteroides và Clostridium sp đã cung 6 cấp dinh dưỡng cho cá, đặc biệt là cung cấp các axit béo và vitamin. Ngoài ra, một số vi khuẩn có thể tham gia vào quá trình tiêu hóa của động vật hai mảnh vỏ bằng cách sản xuất ra các enzyme ngoại bào như protease, amilaza, lipaza và cung cấp dưỡng chất phát triển cần thiết như vitamin, axit béo, axit amin. Cải thiện chất lượng nước Trong ao hệ thống nuôi thuỷ sản, môi trường nuôi ngày một xấu đi theo cuối vụ nuôi chủ yếu là do lượng thức ăn cung ứng trong quá trình nuôi bị dư thừa, sản phẩm thải từ quá trình trao đổi chất đã làm cho môi trường ao nuôi càng ngày càng ô nhiễm nếu chúng ta không xử lý, vì vậy chế phẩm sinh học giúp ngăn ngừa và giảm thiểu ô nhiễm trong ao nuôi. Các vi sinh vật có lợi giúp phân hủy các chất hữu cơ, góp phần làm giảm thiểu việc hình thành các lớp bùn và chất cặn bã, nhờ vậy chất lượng nước trong ao nuôi được cải thiện, làm tăng số lượng của động vật phù du, giảm mùi hôi, từ đó tăng sản lượng nuôi trồng thủy sản.
Hơn nữa, sử dụng chế phẩm sinh học sẽ góp phần làm giảm việc sử dụng các hóa chất, kháng sinh trong phòng và trị bệnh trong nuôi trồng thủy sản, đảm bảo sản xuất sản phẩm an toàn cho sức khỏe con người và góp phần phát triển ngành nuôi trồng thủy sản bền vững. Cung cấp thức ăn Trong tất các các thủy vực, vi sinh vật có những chức năng quan trọng trong chuỗi dinh dưỡng. Chúng hấp thu các chất hữu cơ hòa tan trong nước. Các chất này được vi sinh vật chuyển hoá rất nhanh thành dạng hạt và phần lớn được các động vật khác tiêu hoá.
Bản thân vi sinh vật sau đó được nhiều động vật khác sử dụng trực tiếp hay gián tiếp làm thức ăn. Một số loài ăn lọc sử dụng trực tiếp vi sinh vật sống trong nước. Tảo là nhóm vi sinh vật làm thức ăn trực tiếp quan trọng cho các loài tôm cá mới nở. Ngoài ra các loài cá ăn vật chất hữu cơ lơ lững trong nước trong đó chứa rất nhiều vi khuẩn như tôm thẻ chân trắng sử dụng biofloc hay cá măng sử dụng laplap làm thức ăn.
Tham gia vào chuổi dinh dưỡng trong thuỷ vực, vi sinh vật làm thức ăn quan trọng của các loài động vật phù du và các loài này lại làm thức ăn cho cá loài cá khác. Ngoài ra, một số loài vi khuẩn sống cộng sinh trong ruột cá có khả năng tiết ra vitamin B12 bổ sung nhu cầu của cá. Vi sinh vật là các tác nhân gây bệnh trong nước Các vi sinh vật gây bệnh cho người và động vật cũng có khả năng xâm nhập vào các thủy vực bằng nước thải. Đa số vi sinh vật gây bệnh không tồn tại lâu trong nước do đặc tính sống ký sinh bắt buộc của chúng, hoặc do điều kiện môi trường nước không thích hợp cho sự phát triển của chúng.
Tuy nhiên cũng 7 có những tác nhân gây bệnh tồn tại được lâu trong nước hoặc trong các thủy sinh vật. Một số tác nhân gây bệnh thường gặp trong nước bao gồm: - Các vi khuẩn gây bệnh đường ruột ở người như E. coli, Salmonella typhi và S.