Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ "Nghiên cứu sử dụng ấu trùng ruồi lính đen (Hermetia illucens) làm thức ăn cho cá chẽm (Lates calcarifer Bloch, 1790) tại Thừa Thiên Huế" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Phạm Thị Phương Lan, chuyên ngành Nuôi trồng thủy sản (mã số: 9620301) tại Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Duy Quỳnh Trâm và GS. Lê Đức Ngoan (bảo vệ năm 2024).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cá chẽm (Lates calcarifer) là đối tượng cá kinh tế có tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng thích nghi rộng với độ mặn (từ 0 đến 32‰, thậm chí 45‰) và có giá trị thương mại cao ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương. Tuy nhiên, nghề nuôi cá chẽm đang chịu áp lực lớn do chi phí thức ăn chiếm tới 60 - 70% tổng chi phí sản xuất, trong đó nguồn protein chủ yếu phụ thuộc vào bột cá và cá tạp. Nguồn cung bột cá tự nhiên ngày càng cạn kiệt, khai thác chạm ngưỡng giới hạn và giá thành được dự báo tăng 30% vào năm 2030 theo báo cáo của FAO (2020).

Để giảm sự phụ thuộc vào bột cá, côn trùng – đặc biệt là ruồi lính đen (Hermetia illucens) – được quan tâm nghiên cứu như nguồn protein thay thế tiềm năng. Ruồi lính đen đã được bổ sung vào danh mục động vật nuôi tại Việt Nam theo Nghị định số 46/2022/NĐ-CP ngày 13 tháng 7 năm 2022. Mặc dù ấu trùng ruồi lính đen (ATRLĐ) chứa hàm lượng đạm thô (45 - 60%) và lipid (15 - 30%) cao, thành phần dinh dưỡng của chúng thay đổi đáng kể tùy theo chất nền nuôi dưỡng và tuổi đời thu hoạch. Tại Thừa Thiên Huế và khu vực miền Trung, nguồn phụ phẩm nông công nghiệp như bã sắn, bã bia và bã đậu phụ rất dồi dào nhưng chưa được nghiên cứu hệ thống để làm chất nền nuôi ATRLĐ. Đồng thời, việc đánh giá tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến của bột ATRLĐ (nguyên mỡ và tách mỡ) cũng như hiệu quả sử dụng ấu trùng ở dạng tươi và dạng bột thay thế bột cá trong khẩu phần cá chẽm giống nuôi ở các độ mặn khác nhau (nước ngọt 0‰ và nước lợ 10‰) vẫn là khoảng trống nghiên cứu cần được giải quyết.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Mục tiêu chung: Xác định sinh khối và thành phần hóa học của ấu trùng ruồi lính đen khi nuôi bằng các chất nền khác nhau và sử dụng ấu trùng làm thức ăn nuôi cá chẽm; góp phần đa dạng hóa nguồn thức ăn giàu protein phục vụ người nuôi cá chẽm nói riêng và các đối tượng thủy sản khác nói chung.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Mục tiêu 1: Xác định sinh khối và thành phần hoá học của ấu trùng ruồi lính đen nuôi bằng các chất nền khác nhau;
    • Mục tiêu 2: Xác định tỷ lệ tiêu hoá các chất dinh dưỡng, axit amin của bột ấu trùng ruồi lính đen nguyên mỡ và tách mỡ trên cá chẽm giống;
    • Mục tiêu 3: Xác định ảnh hưởng của việc sử dụng ấu trùng ruồi lính đen trong khẩu phần đến sinh trưởng, tỷ lệ sống, thành phần hóa học, hoạt tính enzyme tiêu hóa và một số chỉ tiêu huyết học của cá chẽm giống.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu:
    • Ấu trùng ruồi lính đen (Hermetia illucens Linnaeus, 1758), nguồn trứng ban đầu thu nhận từ Hợp tác xã Nông nghiệp Công nghệ cao Hưng Điền, huyện Củ Chi, Thành phố Hồ Chí Minh. Ấu trùng sau khi nở được ủ bằng cám gà đẻ (CP524) ở 30°C và độ ẩm 70% đến 5 ngày tuổi trước khi bố trí vào các thí nghiệm chất nền.
    • Cá chẽm giống (Lates calcarifer Bloch, 1790) với 2 nhóm kích cỡ: cá giống cỡ nhỏ (4 - 5 g/con) dùng cho thí nghiệm nuôi bằng ấu trùng tươi và cá giống cỡ lớn dùng cho thí nghiệm đánh giá tiêu hóa và thay thế protein bột cá.
  • Phạm vi không gian: Các thí nghiệm nuôi ấu trùng và nuôi cá được triển khai tại Bộ môn Nuôi trồng thủy sản (Khoa Thủy sản) và Trung tâm Thực hành và Đào tạo nghề Chăn nuôi Thú y (Khoa Chăn nuôi Thú y), Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế. Các phân tích thành phần hóa học, axit amin, axit béo, enzyme tiêu hóa và huyết học được thực hiện tại Viện Chăn nuôi (Hà Nội), Viện Công nghệ sinh học (Đại học Huế) và Trung tâm Xét nghiệm Y khoa Phong Châu (Thành phố Huế).
  • Phạm vi thời gian: Nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn từ tháng 5/2020 đến tháng 5/2023.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước trong nước và quốc tế

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu trên các nhóm nội dung chính:

  1. Sản xuất giống và nuôi cá chẽm: Quá trình sinh sản nhân tạo cá chẽm được Schipp và cs. (2007) ghi nhận khởi đầu từ năm 1971 tại Thái Lan và khép kín quy trình vào năm 1973. Tại Việt Nam, nghiên cứu sinh sản nhân tạo cá chẽm được thực hiện tại Đại học Cần Thơ, Đại học Thủy sản Nha Trang (Nguyễn Duy Hoan và Võ Thị Ngọc Thắm, 2000), Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II (2000), và Trại Thực nghiệm Nuôi trồng Thủy sản Yên Hưng - Quảng Ninh (Ngô Thế Anh và cs., 2005 - 2006). Về nuôi thương phẩm, các nghiên cứu và mô hình được ghi nhận bởi Lý Văn Khánh và cs. (2010), Tôn Thất Chất và cs. (2010), và Trần Thị Cẩm Tú và cs. (2017) tại Thừa Thiên Huế.
  2. Nhu cầu dinh dưỡng của cá chẽm:
    • Protein và axit amin: Sakaras và cs. (1988) xác định nhu cầu đạm thô của cá chẽm giống là 50%, trong khi cá thương phẩm cần 40 - 45% (Wong và Chou, 1989). Nhu cầu tryptophan được Coloso và cs. (1993) xác định là 0,5% CP; nhu cầu methionine, lysine và arginine lần lượt là 2,24%, 4,5 - 5,2% và 3,8% CP (Rimmer và Russell, 1998).
    • Lipid và axit béo: Nhu cầu lipid cho cá chẽm giống dao động từ 15 đến 18% (Sakaras và cs., 1989; Tucker và cs., 1988; Borlongan và Parazo, 1991). Mức n-3 HUFA tối ưu trong khẩu phần ăn của cá chẽm giống là 1% với tỷ lệ n-3:n-6 từ 1,5 - 1,7:1 (Wanakowat và cs., 1993).
    • Carbohydrate, khoáng và vitamin: Mức carbohydrate tối ưu khoảng 20% khi khẩu phần chứa 42,5% CP (Catacutan và Coloso, 1997); nhu cầu phospho khoảng 0,55 - 0,65% (Boonyaratpalin và Phongmaneerat, 1990); nhu cầu canxi D-pantothenate là 15 mg/kg thức ăn (Boonyaratpalin và cs., 1994).
  3. Nghiên cứu sử dụng ấu trùng ruồi lính đen làm thức ăn thủy sản:
    • Chất nền và giá trị dinh dưỡng của ATRLĐ: Các công bố của Newton và cs. (2005), St-Hilaire và cs. (2007), Li và cs. (2011), Kroeckel và cs. (2012), Makkar và cs. (2014), Mutafela (2015), Oonincx và cs. (2015), Nguyen và cs. (2015), Spranghers và cs. (2017) cho thấy hàm lượng CP của ATRLĐ dao động từ 37,8 - 62,7% DM và lipid từ 12,9 - 41,7% DM tùy thuộc vào chất nền.
    • Thử nghiệm trên các loài thủy sản: Sealey và cs. (2011) trên cá hồi vân (Oncorhynchus mykiss); Bruni và cs. (2018), Renna và cs. (2017), Belghit và cs. (2018) trên cá hồi Đại Tây Dương (Salmo salar); Katya và cs. (2017), Magalhães và cs. (2015, 2017), Campos và cs. (2017) trên cá vược châu Âu (Dicentrarchus labrax); Rana và cs. (2015) trên cá rô phi (Oreochromis niloticus); Aniebo và cs. (2008) trên cá trê phi (Clarias gariepinus); Lu và cs. (2020) trên cá trắm cỏ (Ctenopharyngodon idellus).
    • Tại Việt Nam: Nguyễn Phú Hòa và Nguyễn Văn Dũng (2016), Huỳnh Thị Diễm Khanh và Trịnh Thị Lan (2019) đã thử nghiệm bột ATRLĐ trên cá rô phi đỏ (Oreochromis sp.).
  4. Phương pháp xác định tỷ lệ tiêu hóa bằng chất chỉ thị: Nghiên cứu in vivo sử dụng chất chỉ thị như $Cr_2O_3$, Celite, $Y_2O_3$ hoặc $TiO_2$ (Guillaume và cs., 2004; Dumas và cs., 2018; Nguyễn Duy Quỳnh Trâm và Lê Đức Ngoan, 2013).

Khoảng trống luận án giải quyết

Luận án giải quyết khoảng trống thực nghiệm về việc tận dụng các nguồn phụ phẩm sẵn có tại Thừa Thiên Huế (bã đậu phụ, bã sắn, bã bia) để nuôi sinh khối ATRLĐ; xác định biến động thành phần axit amin và axit béo của ATRLĐ theo thời gian thu hoạch; so sánh tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến giữa bột ATRLĐ nguyên mỡ và tách mỡ trên cá chẽm giống; đồng thời xác định tỷ lệ thay thế tối ưu của bột ATRLĐ cho protein bột cá trong môi trường nước ngọt và nước lợ mà không gây ảnh hưởng tiêu cực đến sinh trưởng, enzyme tiêu hóa và sinh lý huyết học của cá.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu dựa trên các nguyên lý dinh dưỡng học động vật thủy sản:

  • Cân bằng năng lượng và protein: Động vật thủy sản sử dụng protein để tái tạo mô và tăng trưởng sinh khối. Nhu cầu protein tối ưu của cá chẽm giai đoạn giống là 45 - 55%, năng lượng tiêu hóa cần được cung cấp hài hòa thông qua tỷ lệ CP/GE hoặc DP/DE nhằm hạn chế quá trình dị hóa protein thành năng lượng (Catacutan và Coloso, 1995).
  • Khả năng tiêu hóa biểu kiến (Apparent Digestibility - AD): Đánh giá mức độ hấp thu chất dinh dưỡng và axit amin thiết yếu từ nguyên liệu thức ăn thông qua chất chỉ thị ngoại sinh không tiêu hóa ($TiO_2$), đo lường bằng phương pháp thu phân in vivo tự lắng.
  • Sinh học thích ứng môi trường của cá rộng muối: Khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của cá chẽm cho phép cá sinh trưởng ở cả độ mặn 0‰ và 10‰, từ đó khảo sát sự tương tác giữa độ mặn môi trường và hiệu quả sử dụng các dạng thức ăn từ ATRLĐ.

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài gồm 3 nội dung nghiên cứu với 6 thí nghiệm cụ thể:

Nội dung 1: Xác định chất nền và thời điểm thu hoạch ATRLĐ (TN 1, TN 2, TN 3)
Nội dung 2: Đánh giá tỷ lệ tiêu hóa của bột ATRLĐ nguyên mỡ và tách mỡ trên cá chẽm (TN 4)
Nội dung 3: Sử dụng ATRLĐ tươi và bột khô thay thế bột cá trong khẩu phần cá chẽm (TN 5, TN 6)
  1. Nội dung 1 (Thí nghiệm 1, 2, 3) - Nuôi sinh khối ATRLĐ:
    • Thí nghiệm 1: Thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD), 4 nghiệm thức (NT), 4 lần lặp lại. Đánh giá hỗn hợp bã sắn (BS) và bã bia (BB) theo tỷ lệ phối trộn 1:1, 2:1, 3:1 so với đối chứng (cám gà đẻ CP524).
    • Thí nghiệm 2: Thiết kế CRD, 4 NT, 4 lần lặp lại. Đánh giá hỗn hợp bã sắn (BS) và bã đậu phụ (BĐ) theo tỷ lệ phối trộn 1:1, 1:3, 0:1 so với đối chứng cám gà đẻ.
    • Thí nghiệm 3: Thiết kế CRD, 4 NT, 5 lần lặp lại. Thu hoạch ấu trùng nuôi bằng 100% bã đậu phụ ở các thời điểm 3, 5, 7 và 9 ngày sau khi nuôi ở nhiệt độ 26 - 33°C.
  2. Nội dung 2 (Thí nghiệm 4) - Đánh giá tỷ lệ tiêu hóa:
    • Thiết kế 2 nhân tố ($2 \times 3$), 4 lần lặp lại.
    • Nhân tố 1: Độ mặn nước (0‰ và 10‰).
    • Nhân tố 2: Loại thức ăn (Khẩu phần đối chứng bột cá FM, khẩu phần bột ATRLĐ nguyên mỡ, khẩu phần bột ATRLĐ tách mỡ).
    • Phương pháp: Thử nghiệm in vivo trong bể nuôi, bổ sung chất chỉ thị $TiO_2$ (tỷ lệ 0,5 - 1%), thu phân bằng phương pháp tự lắng siphon sau khi cho ăn.
  3. Nội dung 3 (Thí nghiệm 5, 6) - Ứng dụng ATRLĐ nuôi cá chẽm giống:
    • Thí nghiệm 5: Thiết kế 2 nhân tố ($2 \times 2$), 3 lần lặp lại. Đánh giá việc thay thế hoàn toàn cá tạp bằng ATRLĐ tươi ở hai môi trường độ mặn 0‰ và 10‰ trên cá chẽm cỡ 4 - 5 g/con.
    • Thí nghiệm 6: Thiết kế CRD, 5 NT, 3 lần lặp lại. Thay thế protein bột cá bằng protein bột ATRLĐ nguyên mỡ ở các mức: 0% (ĐC), 25%, 50%, 75% và 100% trong môi trường nước ngọt (0‰).

Nguồn tư liệu và kỹ thuật phân tích

  • Phân tích thành phần hóa học (Vật chất khô DM, Đạm thô CP, Chất béo thô EE, Xơ thô CF, Khoáng tổng số Ash) theo tiêu chuẩn AOAC.
  • Phân tích axit amin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC); phân tích axit béo bằng sắc ký khí (GC).
  • Phân tích chỉ thị $TiO_2$ trong thức ăn và phân bằng phương pháp đo quang phổ sau khi vô cơ hóa mẫu.
  • Phân tích hoạt tính enzyme tiêu hóa (protease, amylase, lipase) và các chỉ số huyết học (hồng cầu, bạch cầu, hemoglobin, hematocrit).
  • Xử lý số liệu: Số liệu được thu thập, phân tích phương sai (ANOVA) và so sánh giá trị trung bình giữa các nghiệm thức bằng phần mềm thống kê chuyên dụng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 1 tổng thuật chi tiết cơ sở dữ liệu khoa học về phân loại học, vòng đời sinh học của ruồi lính đen (Hermetia illucens), đặc điểm sinh lý dinh dưỡng của cá chẽm (Lates calcarifer), và các phương pháp nghiên cứu độ tiêu hóa trên động vật thủy sản. Chương này xác lập các yêu cầu kỹ thuật về môi trường sống của cá chẽm: nhiệt độ tối ưu 28 - 31°C, pH từ 7,5 - 8,5, oxy hòa tan (DO) từ 4 - 8 mg/L, nồng độ $NH_3 < 0,1$ mg/L, độ mặn dao động từ 0 - 32‰. Về phía ruồi lính đen, chu kỳ sống kéo dài 40 - 45 ngày ở 28°C qua các giai đoạn Trứng $\rightarrow$ Ấu trùng (6 tuổi) $\rightarrow$ Tiền nhộng $\rightarrow$ Nhộng $\rightarrow$ Ruồi trưởng thành. Thành phần dinh dưỡng của ấu trùng biến thiên phụ thuộc vào chất nền và điều kiện nhiệt độ (25 - 30°C), độ ẩm (50 - 80%) và mật độ nuôi (1 - 1,2 con/$cm^2$).

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình chế biến chất nền, quy trình nuôi sinh khối ATRLĐ, công thức phối chế thức ăn viên cho cá chẽm, bố trí hệ thống bể thí nghiệm và các quy trình phân tích trong phòng thí nghiệm. Quy trình sản xuất thức ăn viên ép đùn đảm bảo đường kính hạt phù hợp kích cỡ miệng cá (1,5 - 2 mm cho cá 5 - 10 g). Hệ thống bể composite và bể kính được trang bị sục khí liên tục, kiểm soát các yếu tố lý hóa của nước hàng ngày nhằm duy trì môi trường nuôi ổn định cho các thí nghiệm in vivo.

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       SƠ ĐỒ 6 THÍ NGHIỆM TRONG LUẬN ÁN                         |
|                                                                               |
| [Nội dung 1]                                                                  |
|   TN 1: Bã sắn + Bã bia (1:1, 2:1, 3:1 vs Đối chứng cám gà)                   |
|   TN 2: Bã sắn + Bã đậu phụ (1:1, 1:3, 0:1 vs Đối chứng cám gà)               |
|   TN 3: Thời điểm thu hoạch ATRLĐ bã đậu phụ (ngày 3, 5, 7, 9)                |
|                                                                               |
| [Nội dung 2]                                                                  |
|   TN 4: Tiêu hóa in vivo (Bột cá vs Bột ấu trùng nguyên mỡ vs Tách mỡ,       |
|          ở 0‰ và 10‰, dùng TiO2)                                              |
|                                                                               |
| [Nội dung 3]                                                                  |
|   TN 5: Đánh giá ATRLĐ tươi vs Cá tạp (ở 0‰ và 10‰)                           |
|   TN 6: Thay thế protein bột cá bằng bột ATRLĐ (0%, 25%, 50%, 75%, 100% ở 0‰)  |
+-------------------------------------------------------------------------------+

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được từ 6 thí nghiệm:

1. Lựa chọn chất nền và thời điểm thu hoạch ATRLĐ thích hợp

  • Thí nghiệm 1: Ấu trùng nuôi trên hỗn hợp bã sắn (BS) và bã bia (BB) có năng suất khô đạt 0,178 - 0,219 kg DM/$m^2$, hàm lượng protein thô đạt 46,7 - 51,0% DM, hệ số FCR theo vật chất khô ($FCR_{DM}$) đạt 4,22 - 4,76. Năng suất và $FCR_{DM}$ không có sai khác thống kê giữa các tỷ lệ phối trộn BS:BB, nhưng hàm lượng protein cao hơn có ý nghĩa so với cám gà đẻ.
  • Thí nghiệm 2: Ấu trùng nuôi trên hỗn hợp bã sắn và bã đậu phụ (BĐ) cho thấy khi tăng tỷ lệ bã đậu phụ, năng suất ấu trùng khô tăng từ 0,090 lên 0,133 kg DM/$m^2$, $FCR_{DM}$ giảm từ 5,23 xuống 4,29, hàm lượng protein thô đạt 54,2 - 57,1% DM (cao hơn nghiệm thức cám gà). Bã đậu phụ được xác định là chất nền phù hợp nhất về cả năng suất, hàm lượng đạm và chi phí tại địa phương.
  • Thí nghiệm 3: Nuôi bằng 100% bã đậu phụ ở nhiệt độ 26 - 33°C, thời điểm thu hoạch 7 ngày sau khi nuôi cho năng suất sinh khối khô đạt 0,300 kg DM/$m^2$; tiêu tốn 3,65 kg bã đậu phụ tươi để thu được 1 kg ATRLĐ tươi. Ấu trùng thu hoạch ngày thứ 7 có hàm lượng đạm thô 58,7% DM, lipid thô 18,8% DM, giàu lysine (3,63%) và methionine (2,08%). Về axit béo, ấu trùng chứa hàm lượng cao axit linoleic ($C18:2n-6$ đạt 26,1%) và axit $\alpha$-linolenic ($C18:3n-3$ đạt 1,67%), trong khi axit lauric ($C12:0$) chiếm 13,0% tổng axit béo.
Chỉ tiêu dinh dưỡng của ATRLĐ (Bã đậu phụ, ngày 7) Giá trị ghi nhận (% DM hoặc % tổng axit béo)
Vật chất khô (DM) Đạt tiêu chuẩn sinh khối
Protein thô (CP) 58,7% DM
Lipid thô (EE) 18,8% DM
Lysine 3,63% DM
Methionine 2,08% DM
Axit linoleic ($C18:2n-6$) 26,1% tổng axit béo
Axit $\alpha$-linolenic ($C18:3n-3$) 1,67% tổng axit béo
Axit lauric ($C12:0$) 13,0% tổng axit béo

2. Tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến của bột ATRLĐ trên cá chẽm giống (Thí nghiệm 4)

  • Tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến (AD) về năng lượng, vật chất khô, protein thô, lipid thô và các axit amin thiết yếu của bột ATRLĐ nguyên mỡ dao động từ 75,6% đến 98,0%, cao hơn so với bột ATRLĐ tách mỡ (dao động từ 56,5% đến 94,2%).
  • Độ mặn của nước (0‰ so với 10‰) không làm sai khác có ý nghĩa thống kê đối với tỷ lệ tiêu hóa protein, lipid và hầu hết các axit amin của bột ấu trùng trên cá chẽm giống.

3. Hiệu quả sử dụng ATRLĐ tươi và bột khô trong khẩu phần cá chẽm (Thí nghiệm 5 & 6)

  • Thí nghiệm 5: Sử dụng ấu trùng tươi thay thế cá tạp cho thấy năng suất cá chẽm giống nuôi bằng cá tạp (5,48 - 5,63 kg/$m^3$) cao hơn so với nuôi bằng ATRLĐ tươi (4,23 - 4,41 kg/$m^3$). Tỷ lệ sống của cá nuôi ở môi trường nước ngọt (0‰) đạt 95,6 - 97,8%, cao hơn so với môi trường nước lợ 10‰ (84,4 - 91,1%).
  • Thí nghiệm 6: Thay thế protein bột cá bằng protein bột ATRLĐ nguyên mỡ ở các tỷ lệ 0%, 25%, 50%, 75% và 100%. Kết quả chỉ ra rằng khi mức thay thế vượt quá 50% làm giảm tốc độ sinh trưởng và năng suất của cá giống. Mức thay thế dưới 50% protein bột cá (tương đương 21,4% tính theo DM khẩu phần) không làm ảnh hưởng tiêu cực đến tỷ lệ sống, năng suất, thành phần hóa học của thịt cá, hoạt tính các enzyme tiêu hóa (protease, amylase, lipase) và các chỉ tiêu sinh lý huyết học của cá chẽm.
Nghiệm thức thay thế protein bột cá Tốc độ sinh trưởng & Năng suất Tỷ lệ sống & Huyết học Enzyme tiêu hóa & Thành phần thịt cá Đánh giá khả năng ứng dụng
0% (Đối chứng) Chuẩn đối chứng Bình thường Bình thường Đối chứng
25% Tương đương đối chứng Không sai khác Không sai khác Phù hợp
50% (21,4% DM) Tương đương đối chứng Không sai khác Không sai khác Ngưỡng thay thế tối ưu
75% Bắt đầu suy giảm Không sai khác Không sai khác Không khuyến nghị
100% Giảm rõ rệt Không sai khác Không sai khác Không khuyến nghị

Chương 4: Kết luận và kiến nghị

Chương 4 đúc kết toàn bộ các kết luận khoa học rút ra từ 3 nội dung nghiên cứu và đưa ra các đề xuất, định hướng áp dụng vào thực tế sản xuất giống và nuôi thương phẩm cá chẽm tại địa phương.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt lý luận và khoa học

  1. Cung cấp bộ dữ liệu hoàn chỉnh về đặc tính sinh khối, thành phần hóa học, thành phần axit amin thiết yếu (đặc biệt là hàm lượng lysine 3,63% và methionine 2,08%) và hồ sơ axit béo (axit linoleic 26,1%, axit $\alpha$-linolenic 1,67%) của ấu trùng ruồi lính đen khi nuôi bằng chất nền bã đậu phụ thu hoạch tại thời điểm 7 ngày nuôi.
  2. Xác định giá trị sinh học và tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến của bột ATRLĐ nguyên mỡ và tách mỡ trên cá chẽm giống bằng phương pháp in vivo sử dụng chất chỉ thị $TiO_2$, chứng minh bột nguyên mỡ có tỷ lệ tiêu hóa dinh dưỡng và axit amin (75,6 - 98,0%) cao hơn bột tách mỡ (56,5 - 94,2%).
  3. Xác lập luận cứ khoa học về sự tương tác giữa độ mặn môi trường (0‰ và 10‰) với khả năng tiêu hóa và tỷ lệ sống của cá chẽm giống khi sử dụng thức ăn chế biến từ ruồi lính đen.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Xác định bã đậu phụ – phụ phẩm công nghiệp chế biến sẵn có tại Thừa Thiên Huế – là nguồn chất nền thích hợp để nuôi sinh khối ATRLĐ, giúp hạ giá thành sản xuất sinh khối (3,65 kg bã đậu phụ tươi cho 1 kg ấu trùng tươi) và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
  2. Xác định ngưỡng thay thế an toàn của bột ATRLĐ nguyên mỡ cho protein bột cá trong sản xuất thức ăn cho cá chẽm giống là dưới 50% (hoặc 21,4% tính theo DM khẩu phần), giúp giảm lượng bột cá sử dụng mà vẫn đảm bảo tốc độ sinh trưởng, tỷ lệ sống, hoạt tính enzyme tiêu hóa và sức khỏe cá.
  3. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để Sở Khoa học, Công nghệ và Môi trường tỉnh Thừa Thiên Huế phê duyệt dự án ứng dụng thực tiễn cho nhóm nghiên cứu Khoa Thủy sản thực hiện trong giai đoạn 2022 - 2024.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Nghiên cứu nuôi sinh khối ấu trùng ruồi lính đen thực hiện trong điều kiện nhiệt độ tự nhiên (mùa hè từ 26 - 33°C), chưa đánh giá toàn diện ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ thấp trong mùa đông tại khu vực miền Trung đến sinh trưởng của ấu trùng.
  • Quy trình khử chất béo của ấu trùng ruồi lính đen còn đòi hỏi công nghệ và thiết bị chuyên dụng, làm tăng chi phí chế biến so với dạng nguyên mỡ.
  • Các thí nghiệm nuôi dưỡng cá chẽm mới chỉ dừng lại ở giai đoạn cá giống trong hệ thống bể thí nghiệm có kiểm soát, chưa thực hiện ở quy mô nuôi thương phẩm trong ao đất hoặc lồng bè đầm phá.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiếp tục hoàn thiện công nghệ ép cơ học (máy ép trục vít chi phí thấp) để khử một phần chất béo của ấu trùng có hàm lượng mỡ thô trên 25% phù hợp với điều kiện nông hộ.
  • Mở rộng thử nghiệm sử dụng thức ăn viên chứa bột ATRLĐ nuôi thương phẩm cá chẽm trong lồng bè tại đầm phá Tam Giang - Cầu Hai và ao đất nước lợ.
  • Nghiên cứu các giải pháp ổn định chất lượng chất nền phụ phẩm hữu cơ theo mùa để đảm bảo năng suất sinh khối ấu trùng quanh năm.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo giá trị cho các đối tượng và lĩnh vực:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Nuôi trồng thủy sản, Dinh dưỡng và Thức ăn chăn nuôi, Công nghệ sinh học. Phần đáng tham khảo nhất là phương pháp bố trí thí nghiệm tiêu hóa in vivo sử dụng chất chỉ thị $TiO_2$, kỹ thuật thu phân tự lắng bằng siphon, và phương pháp đánh giá hoạt tính enzyme tiêu hóa kết hợp chỉ số huyết học.
  • Doanh nghiệp và cơ sở sản xuất thức ăn thủy sản: Tham khảo công thức phối chế khẩu phần thức ăn viên thay thế bột cá bằng bột ATRLĐ nguyên mỡ (mức thay thế 21,4% DM khẩu phần), hồ sơ axit amin và axit béo của nguyên liệu côn trùng.
  • Trang trại và cán bộ quản lý nông nghiệp: Tham khảo quy trình tận dụng bã đậu phụ, bã sắn, bã bia để nuôi sinh khối ruồi lính đen theo mô hình kinh tế tuần hoàn và xử lý phụ phẩm nông nghiệp tại chỗ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao bã đậu phụ được lựa chọn là chất nền thích hợp nhất để nuôi ấu trùng ruồi lính đen trong nghiên cứu này?

Qua Thí nghiệm 1 và 2 so sánh các chất nền bã sắn, bã bia, bã đậu phụ và cám gà, bã đậu phụ cho năng suất ấu trùng khô cao nhất ($0,133\text{ kg DM}/m^2$), hệ số tiêu tốn thức ăn thấp nhất ($FCR_{DM} = 4,29$), hàm lượng protein thô trong ấu trùng đạt mức cao ($54,2 - 57,1%\text{ DM}$) và có giá thành nguyên liệu rẻ, sẵn có tại địa phương Thừa Thiên Huế.

2. Thời điểm thu hoạch ấu trùng ruồi lính đen nuôi bằng bã đậu phụ cho giá trị dinh dưỡng tối ưu là khi nào?

Thời điểm thu hoạch tối ưu được xác định ở Thí nghiệm 3 là 7 ngày sau khi nuôi (ở nhiệt độ 26 - 33°C). Tại thời điểm này, năng suất khô đạt $0,300\text{ kg DM}/m^2$, tỷ lệ chuyển đổi là 3,65 kg bã đậu phụ tươi/kg ấu trùng tươi; ấu trùng đạt hàm lượng protein thô 58,7% DM, lipid thô 18,8% DM, giàu lysine (3,63%) và methionine (2,08%).

3. Tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến của bột ấu trùng nguyên mỡ và tách mỡ trên cá chẽm giống khác nhau như thế nào?

Kết quả Thí nghiệm 4 cho thấy bột ATRLĐ nguyên mỡ có tỷ lệ tiêu hóa biểu kiến về năng lượng, vật chất khô, protein, lipid và các axit amin thiết yếu đạt từ 75,6% đến 98,0%, cao hơn đáng kể so với bột ATRLĐ tách mỡ (đạt 56,5% đến 94,2%).

4. Tỷ lệ thay thế protein bột cá bằng bột ấu trùng ruồi lính đen tối đa được khuyến nghị trong khẩu phần cá chẽm giống là bao nhiêu?

Mức thay thế an toàn tối đa là dưới 50% tính theo protein bột cá (tương đương 21,4% tính theo vật chất khô khẩu phần). Ở mức này, cá chẽm giống duy trì tốc độ sinh trưởng, tỷ lệ sống, hệ số gan, hoạt tính enzyme tiêu hóa và các chỉ số huyết học tương đương với khẩu phần đối chứng dùng 100% bột cá.

5. Độ mặn môi trường nước (0‰ và 10‰) có ảnh hưởng như thế nào đến khả năng tiêu hóa và tỷ lệ sống của cá chẽm giống?

Độ mặn không làm ảnh hưởng đến tỷ lệ tiêu hóa protein, lipid và hầu hết các axit amin của bột ấu trùng. Tuy nhiên, trong thí nghiệm nuôi bằng ấu trùng tươi, cá nuôi ở môi trường nước ngọt (0‰) đạt tỷ lệ sống cao hơn (95,6 - 97,8%) so với cá nuôi ở độ mặn 10‰ (84,4 - 91,1%).

Kết luận

Luận án của NCS. Phạm Thị Phương Lan đã giải quyết một cách toàn diện từ khâu sản xuất sinh khối ấu trùng ruồi lính đen bằng phụ phẩm nông nghiệp địa phương (bã đậu phụ) đến việc ứng dụng làm thức ăn cho cá chẽm giống tại Thừa Thiên Huế. Công trình khẳng định bột ấu trùng ruồi lính đen nguyên mỡ có giá trị dinh dưỡng và tỷ lệ tiêu hóa cao, có khả năng thay thế an toàn đến 50% protein bột cá (21,4% DM khẩu phần) mà không làm suy giảm sinh trưởng hay ảnh hưởng xấu đến sinh lý tiêu hóa và huyết học của cá chẽm giống. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc cho việc phát triển thức ăn thủy sản từ côn trùng và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn trong nông nghiệp.