Tổng quan luận án

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares Bonnaterre, 1788) là loài cá ngừ đại dương vùng nhiệt đới có giá trị kinh tế cao. Tại Việt Nam, cá ngừ đại dương là một trong những mặt hàng xuất khẩu thủy sản chủ lực; năm 2014, giá trị xuất khẩu cá ngừ đạt gần 500 triệu USD trong tổng kim ngạch thủy sản trên 7,8 tỷ USD, xếp vị trí thứ ba sau tôm và cá tra (VASEP, 2015). Tuy nhiên, toàn bộ sản lượng cá ngừ xuất khẩu của Việt Nam đều dựa vào khai thác tự nhiên.

Nghiên cứu quốc tế cho thấy cá ngừ nuôi thương phẩm có hàm lượng lipid và axit béo trong cơ thịt cao hơn đáng kể so với cá tự nhiên, mang lại giá trị thương mại và tính chủ động cung ứng cao (Bimol Chandra Roy và ctv, 2009). Tại Việt Nam, sau thành công ban đầu trong việc khai thác và vận chuyển cá ngừ giống về vùng biển Khánh Hòa thuộc đề tài KC.07/06-10 năm 2010, Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao Viện Nghiên cứu Hải sản chủ trì thực hiện hai đề tài cấp Nhà nước: "Nghiên cứu nuôi thương phẩm cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to tại Việt Nam" (Mã số KC.07/11-15) và "Nghiên cứu sinh học sinh sản và thử nghiệm sản xuất giống cá ngừ vây vàng" (Mã số KC.21/11-15).

Khoảng trống nghiên cứu lớn được xác định: Cá ngừ vây vàng là loài cá nổi đại dương có tập tính bơi nhanh liên tục và di cư xa, rất khó thích nghi với điều kiện giam giữ. Cho đến thời điểm thực hiện đề tài, các nghiên cứu trên thế giới chủ yếu tập trung vào cá tự nhiên hoặc nuôi giữ trong hệ thống bể xi măng trên bờ (như tại Panama và Indonesia); chưa có công trình nào công bố đầy đủ về các đặc điểm sinh học của cá ngừ vây vàng trong hệ thống lồng nuôi trên biển. Tại Việt Nam, chưa có nghiên cứu chuyên sâu nào về sinh trưởng, dinh dưỡng, thức ăn và sinh sản của loài cá này trong điều kiện nuôi lồng biển. Việc thực hiện luận án là yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu và luận cứ khoa học để xây dựng quy trình kỹ thuật nuôi thương phẩm và sinh sản nhân tạo loài hải sản này.

Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được đặc điểm sinh trưởng, dinh dưỡng, thức ăn và sinh sản của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng làm cơ sở khoa học phục vụ xây dựng quy trình nuôi thương phẩm và sinh sản nhân tạo loài cá này tại Việt Nam.

Nội dung nghiên cứu

  1. Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng.
  2. Nghiên cứu đặc điểm dinh dưỡng, thức ăn của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng.
  3. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học sinh sản của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares Bonnaterre, 1788) nuôi trong lồng biển.
  • Phạm vi không gian:
    • Vị trí bố trí lồng nuôi thử nghiệm và thu mẫu: Vịnh Vân Phong, tỉnh Khánh Hòa.
    • Phân tích mẫu sinh học và xử lý số liệu: Viện Nghiên cứu Hải sản (Hải Phòng) và Phân Viện Nghiên cứu Hải sản phía Nam (Vũng Tàu).
    • Cắt lát và phân tích mô học tuyến sinh dục: Bệnh viện Việt Tiệp (Hải Phòng) và Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II (TP. Hồ Chí Minh).
    • Phân tích thành phần sinh hóa (protein, lipid): Viện Nghiên cứu Hải sản.
  • Phạm vi thời gian:
    • Nghiên cứu đặc điểm sinh trưởng và dinh dưỡng: Từ tháng 4/2013 đến tháng 9/2015.
    • Nghiên cứu đặc điểm sinh học sinh sản: Từ tháng 7/2013 đến tháng 9/2015.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã hệ thống hóa các hướng nghiên cứu quốc tế chính liên quan đến cá ngừ vây vàng:

  • Phân loại, sinh thái và phân bố: Suzuki và ctv (1977), Sund và ctv (1981), Brill (1994), Dagorn và ctv (2006) chỉ ra cá phân bố rộng tại các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (từ 35°N-35°S ở Đông Thái Bình Dương, 40°N-35°S ở Trung - Tây Thái Bình Dương), tầng nước mặt đến độ sâu dưới 100 m với nhiệt độ ưa thích từ 18°C - 28°C và nồng độ oxy hòa tan trên 2 mg/l. Đặc điểm sinh lý vận động cao được Magnuson (1978) giải thích qua cấu tạo kích thước tim lớn gấp 10 lần và khả năng bơm máu cao gấp 3 lần so với các loài cá khác cùng khối lượng.
  • Sinh trưởng ngoài tự nhiên: Collette và Nauen (1983), Dickson (1995) công bố vòng đời cá ngắn (6-7 năm), sinh trưởng nhanh (1 tuổi đạt 49-57 cm; 2 tuổi đạt 90-100 cm; 3 tuổi đạt 120-130 cm). Phương trình tương quan chiều dài - khối lượng ($W = a \cdot FL^b$) được xác định tại nhiều vùng biển: Đài Loan (Wang và ctv, 2002: $a=0,00004; b=2,854$), Hawaii (Uchiyama và Kazama, 2003: $a=0,00003; b=2,889$), Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương, Thái Bình Dương (Zhu và ctv, 2010), Sri Lanka (Perera và ctv, 2013: $a=0,033; b=2,848$), Indonesia (Irwan và ctv, 2014: $a=0,00002; b=3,029$).
  • Nuôi giữ và nghiên cứu sinh học nhân tạo trong bể trên bờ:
    • Tại Panama (Phòng thí nghiệm Achotines của Ủy ban Cá ngừ Nhiệt đới Hoa Kỳ - IATTC): Wexler và ctv (2003) nghiên cứu nuôi vỗ cá bố mẹ trong các bể xi măng ($D=17\text{ m}, H=6\text{ m}$ và $D=8,5\text{ m}, H=3\text{ m}$); xác định tốc độ tăng trưởng chiều dài đạt 11-48 cm/năm, khối lượng tăng 9-23 kg/năm, FCR dao động 10,9-34,6. Cá đẻ trứng tự nhiên trong bể từ năm 1996 với cá thể cái từ 6-16 kg ($FL = 65\text{--}93\text{ cm}$). Margulies và ctv (2001, 2007, 2009) nghiên cứu tỷ lệ nở của trứng (trung bình 83%), kích thước ấu trùng mới nở (2,0-2,9 mm), phổ thức ăn ấu trùng (luân trùng Brachionus plicatilis, Artemia cường hóa) và tập tính ăn thịt đồng loại khi đạt kích thước 7-20 mm.
    • Tại Indonesia (Viện Nghiên cứu Nuôi biển Gondol - GRIM, Bali hợp tác với Nhật Bản): John Harianto và ctv (2009) nuôi giữ đàn cá bố mẹ trong bể $12\text{--}235\text{ m}^3$ và chuyển sang bể $1.400\text{ m}^3$; cá đạt kích cỡ 25-35 kg sau 2 năm và sinh sản vào các năm 2004, 2005 (trứng kích thước 840-990 µm, giọt dầu 170-250 µm chiếm tỷ lệ 24-26% đường kính trứng).
    • Tại Nhật Bản: Các thử nghiệm của Harada và ctv (1971, 1980), Masuma và ctv (1993 - tổ chức JASFA tại Okinawa nuôi giữ trong lồng và cá đẻ tự nhiên năm 1992), Kaji và ctv (1999) về phát triển phôi mô học.
  • Tập tính dinh dưỡng và sinh sản tự nhiên: Reintjes & King (1953), Watanabe (1958), Allain (2005) nghiên cứu phổ thức ăn; Davidoff (1963), Kikawa (1962, 1966), Hisada (1973), Yesaki (1983), Yamanaka (1990) nghiên cứu cấu trúc giới tính, mùa vụ sinh sản và sức sinh sản dao động từ 2,4 đến 8,6 triệu trứng.

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

  • Sinh học và nguồn lợi cá tự nhiên: Nguyễn Phi Đính (1979) nghiên cứu dẫn liệu sinh học cá ngừ từ Đà Nẵng đến Vũng Tàu; Chu Tiến Vĩnh và Trần Định (1993, 1995), Bùi Đình Chung và ctv (1998) nghiên cứu phân bố. Đào Mạnh Sơn (2004) ước tính trữ lượng cá ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ khoảng 44.591 tấn (khả năng khai thác bền vững 17.000 tấn). Nguyễn Long và ctv (2010) xác định vùng phân bố cá giống từ $17^\circ 30'\text{N}$ đến $6^\circ\text{N}$. Đặng Văn Thi và Phạm Quốc Huy (2003) phân tích 1.476 mẫu cá ngừ vây vàng, thiết lập phương trình tương quan $W = 0,00003 \cdot FL^{2,9183}$, các tham số Von Bertalanffy ($L_\infty = 169\text{ cm}, K = 0,598, t_0 = -0,338$), xác định $Lm_{50} = 114,27\text{ cm}$. Viện Nghiên cứu Hải sản (2015) xác định trữ lượng cá ngừ vây vàng ở mức 59,9-61,4 ngàn tấn, khai thác bền vững 17,9-19,0 ngàn tấn, $Lm_{50} = 113\text{ cm}$. Nguyễn Viết Nghĩa và ctv (2013) phân tích tương quan sinh trưởng theo giới tính.
  • Thử nghiệm nuôi giữ: Bùi Quang Mạnh (2011), Bùi Quang Mạnh và Trần Văn Hướng (2011) công bố kết quả nuôi thử nghiệm cá giống với tốc độ tăng trưởng 1,5-2,0 kg/tháng. Đề tài KC.07/11-15 xây dựng mô hình nuôi thương phẩm đạt sản lượng 7.092 kg (năng suất 2,0 kg/m³ lồng). Đề tài KC.21/11-15 hoàn thành nuôi tạo đàn cá bố mẹ trong lồng tại vịnh Vân Phong.

Khoảng trống luận án giải quyết

Toàn bộ các công trình trong nước và quốc tế trước đây chưa giải quyết được việc theo dõi liên tục các chỉ tiêu sinh học của cá ngừ vây vàng trong môi trường lồng lưới trên biển (môi trường mở chịu tác động trực tiếp của điều kiện tự nhiên). Luận án tập trung giải quyết trọn vẹn khoảng trống này bằng việc xác định định lượng các quy luật sinh trưởng, hệ số chuyển đổi thức ăn, biến động thành phần sinh hóa cơ thịt, chu kỳ phát triển tuyến sinh dục qua 6 giai đoạn mô học, sức sinh sản và tỷ lệ thành thục sinh dục của cá ngừ vây vàng nuôi lồng tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và các khung phân tích chuẩn

Luận án áp dụng các lý thuyết và mô hình chuẩn mực trong sinh học thủy sản và thủy sinh vật học:

  • Phương trình tương quan chiều dài - khối lượng: $W = a \cdot FL^b$ (King, 2007; Froese, 2006).
  • Phương trình đánh giá tăng trưởng tuyệt đối và tương đối: DLG, DWG, SGRL, SGRW (Pravdin, 1963).
  • Hệ số chuyển đổi thức ăn: $FCR = W_{ta} / (W_2 - W_1)$ (Pravdin, 1963).
  • Thang phân chia 6 giai đoạn phát triển tuyến sinh dục của cá: Nikolsky (1963).
  • Phương pháp kỹ thuật mô học chuẩn nhuộm Haematoxylin - Eosin (H&E): Drury & Wallinton (1967).
  • Hệ số thành thục: $GSI = (G / W_o) \times 100$ (Biwas, 1993).
  • Chỉ số độ béo: Fulton $F = (W \cdot 100) / FL^3$ (1902) và Clark $K = (W_o \cdot 100) / FL^3$ (1928) (Biwas, 1993).
  • Sức sinh sản tuyệt đối $AFe = n \cdot (O / S)$ và tương đối $RFe = AFe / W$ (Banegal, 1967).
  • Chiều dài thành thục sinh dục lần đầu: $P = 1 / (1 + \exp[-r \cdot (L - Lm)])$ (King, 2007).

Nguồn số liệu và thiết kế bố trí thí nghiệm

Số liệu bắt nguồn từ nghiên cứu thực nghiệm thực tế tại vịnh Vân Phong, tỉnh Khánh Hòa thuộc hai đề tài KC.07/11-15 và KC.21/11-15. Hệ thống lồng nuôi gồm: 04 lồng nhựa HDPE hình trụ tròn phục vụ nghiên cứu sinh trưởng, dinh dưỡng ($D = 16\text{ m}, H = 10\text{ m}, V = 1.800\text{ m}^3$, lưới không gút kích thước mắt lưới $2a = 80\text{ mm}$); 01 lồng tròn ($D = 10\text{ m}, H = 6\text{ m}, V = 450\text{ m}^3$). Đàn cá giống được đánh bắt từ tự nhiên bằng lưới vây (Đợt 1 tại vùng biển Đông Nam Bộ, Đợt 2 tại Phú Yên - Khánh Hòa).

Ký hiệu lồng Số lượng cá thả Khối lượng cá ban đầu (kg/con) Mật độ nuôi ban đầu Chế độ thức ăn và khẩu phần thử nghiệm
Lồng A1 235 2,9 0,4 kg/m³ • T4-9/2013: 50% cá nục + 50% cá trích (ăn tối đa)
• T10/2013-2/2014: 50% cá nục + 50% cá trích (khẩu phần 7%)
• T3-9/2014: 100% cá nục (khẩu phần 5-6%)
Lồng A2 175 2,9 0,3 kg/m³ • T4-9/2013: 50% cá nục + 50% cá trích (ăn tối đa)
• T10/2013-2/2014: 50% cá nục + 50% cá trích (khẩu phần 5%)
• T3-9/2014: 100% cá trích (khẩu phần 5-6%)
Lồng A3 145 4,0 0,3 kg/m³ • T7/2013-6/2014: 50% cá nục + 50% cá trích (ăn tối đa)
• T7-12/2014: 50% cá nục + 50% mực ống (khẩu phần 4-5%)
Lồng A4 140 4,4 0,3 kg/m³ • T7/2013-6/2014: 50% cá nục + 50% cá trích (ăn tối đa)
• T7-12/2014: 50% cá trích + 50% mực ống (khẩu phần 4-5%)

Bố trí thí nghiệm nuôi vỗ thành thục sinh sản (từ tháng 01/2015 đến 9/2015): 137 cá bố mẹ ($30\text{--}40\text{ kg/con}$) được nuôi trong 4 lồng: Lồng B1 (31 con, bổ sung vitamin C, E và khoáng chất định kỳ 8 ngày/lần), Lồng B2 (33 con, bổ sung 6 ngày/lần), Lồng B3 (37 con, bổ sung 4 ngày/lần), Lồng B4 (36 con, bổ sung 2 ngày/lần); liều lượng chất bổ sung là 0,5% khối lượng thức ăn/ngày; khẩu phần ăn hàng ngày 3-4% khối lượng thân.

Phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu

  1. Phương pháp đo kích thước cá không xâm lấn (tránh tử vong do sốc khi bắt giữ):
    • Đặt bảng màu chuẩn dài $S = 25\text{ cm}$ (3 màu: xanh, đen, vàng) cố định trong lồng nuôi, cách thành lồng 3 m.
    • Đặt máy quay phim dưới nước tại trung tâm lồng, cách bảng màu 5,0 m để ghi hình cá bơi ở cự ly gần bảng màu trong điều kiện nước trong, đủ sáng.
    • Trích xuất khung hình và sử dụng phần mềm AxioVision Rel. 4.8.2 for Windows để đo số pixel ảnh cá ($A$) và pixel bảng màu ($B$).
    • Áp dụng phương pháp so sánh tương đồng của Ching Lu Hsieh và ctv (2011) với công thức: $FL = (A / B) \times S$ (sai số kiểm chứng dưới 5%). Khối lượng được tính từ công thức tương quan thực nghiệm $W = 0,000023 \cdot FL^{2,9967}$.
  2. Thu mẫu sinh học và phân tích phòng thí nghiệm:
    • Tổng cộng 285 mẫu cá ngừ vây vàng được thu thập (148 mẫu giai đoạn tạo đàn bố mẹ, 69 mẫu giai đoạn nuôi vỗ thành thục, 68 mẫu giai đoạn thành thục sinh dục). Thu bằng câu tay, súng bắn cá hoặc mẫu cá chết định kỳ.
    • Phân tích mô học: Tuyến sinh dục được cố định bằng dung dịch Bouin trung tính hoặc formalin 5%, đúc khối parafin, cắt lát tiêu bản và nhuộm H&E. Đo đường kính noãn bào tại 3 vị trí (đầu, giữa, cuối buồng trứng; 30 hạt/vị trí) bằng trắc vi thị kính.
    • Phân tích sinh hóa: Hàm lượng protein theo TCVN 3705-90, lipid theo TCVN 3703-2009 (10 mẫu ăn cá nục, 10 mẫu ăn cá trích, 5 mẫu cá mồi nục, 5 mẫu cá mồi trích).
    • Quan trắc môi trường và bệnh học: Thiết bị WQC-22A (nhiệt độ, pH, DO, độ muối), đĩa Secchi (độ trong), máy quang phổ DR-5000 ($\text{NH}_3, \text{H}_2\text{S}, \text{NO}_2^-$). Kiểm tra ký sinh trùng theo Dogiel (Hà Ký và Bùi Quang Tề, 2007) và vi khuẩn theo Bergey (Bùi Quang Tề, 2005).
  3. Phân tích và xử lý số liệu thống kê:
    • Sử dụng Microsoft Excel 2010 tính các tham số mô tả, phương trình tăng trưởng.
    • Sử dụng phần mềm SPSS 16.0: Phân tích T-test so sánh tăng trưởng và tỷ lệ thành thục giữa các lồng; ANOVA 1 nhân tố so sánh tăng trưởng giữa các nghiệm thức thức ăn và khẩu phần ăn; phân tích hồi quy tuyến tính (Linear Regression) xác định tương quan giữa độ trong - số cá chết, nhiệt độ - FCR, nhiệt độ - tăng trưởng.
    • Sử dụng Statistica: Phân tích MANOVA kiểm định sai khác sinh trưởng giữa cá nuôi lồng và cá tự nhiên.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu

Chương 1 cung cấp bức tranh toàn cảnh về phân loại, phân bố địa lý, đặc tính sinh thái, tập tính bắt mồi, sinh trưởng và chu kỳ sinh sản của cá ngừ vây vàng trên các đại dương và vùng biển Việt Nam. Tác giả đối chiếu các nghiên cứu nuôi giữ thực nghiệm: Trong khi thế giới (Mỹ, Panama, Nhật Bản, Indonesia, Úc) đã nghiên cứu nuôi giữ trong bể xi măng ven bờ nhằm mục đích cho sinh sản nhân tạo hoặc nuôi thương phẩm cá ngừ vây xanh/vây vàng quy mô thử nghiệm, thì nghiên cứu nuôi trong hệ thống lồng biển hở đối với cá ngừ vây vàng vẫn chưa được công bố.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu từ thập niên 1970 đến năm 2012 chủ yếu tập trung vào đánh giá nguồn lợi tự nhiên (trữ lượng ước tính 59,9-61,4 ngàn tấn), mùa vụ khai thác và các chỉ tiêu sinh học cá đánh bắt tự nhiên ($Lm_{50} = 113\text{--}114,27\text{ cm}$). Việc thuần hóa, nuôi thương phẩm và nuôi vỗ thành thục trong lồng biển tại vịnh Vân Phong là bước chuyển giao thực nghiệm có tính kế thừa từ các đề tài cấp Nhà nước (KC.07/06-10, KC.07/11-15, KC.21/11-15).

Chương 2: Tài liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết toàn bộ địa điểm nghiên cứu (vịnh Vân Phong, tỉnh Khánh Hòa), hệ thống lồng nuôi công nghiệp HDPE $1.800\text{ m}^3$ và các phương pháp bố trí thí nghiệm dinh dưỡng, quản lý chăm sóc và phân tích sinh học.

Quy trình vận hành kỹ thuật được chuẩn hóa bao gồm:

  • Kỹ thuật cho ăn 2 lần/ngày (8-9 giờ sáng và 4-5 giờ chiều) theo phương pháp rải thức ăn thủ công kết hợp camera giám sát để kiểm soát tốc độ chìm lắng của mồi.
  • Kỹ thuật thay và vệ sinh lưới lồng thủ công bằng thợ lặn kiểm tra 2 lần/ngày để xử lý rách lưới và sinh vật bám bẩn (hàu hà, rong rêu); phương pháp thay lưới mới bằng cách khâu nối miệng lưới và dùng tời kéo đáy chuyển cá tránh làm cá đâm vào lưới.
  • Phương pháp giám sát tăng trưởng không xâm lấn bằng video dưới nước kết hợp phần mềm AxioVision và bảng màu chuẩn 25 cm.
  • Hệ thống công thức toán học và kỹ thuật mô học chuẩn hóa nhằm xác định chính xác các chỉ tiêu sinh trưởng (DLG, DWG, SGR), hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR), hệ số thành thục (GSI), độ béo (Fulton, Clark), sức sinh sản (AFe, RFe), và kích thước thành thục lần đầu ($Lm_{50}$).

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm và thảo luận chuyên sâu qua 4 nhóm nội dung chính:

  1. Đặc điểm sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá ngừ vây vàng nuôi lồng:

    • Phương trình tương quan chiều dài - khối lượng của cá ngừ vây vàng nuôi lồng tại vịnh Vân Phong được xác định có dạng: $W = 0,000023 \cdot FL^{2,9967}$ ($R^2 = 0,985$), với hệ số $b \approx 3$, thể hiện dạng sinh trưởng đồng đẳng (isometric growth), tương đồng với các quần thể cá ngừ tự nhiên ở Ấn Độ Dương và Indonesia.
    • Cá có tốc độ sinh trưởng nhanh: Sau 18 tháng nuôi thương phẩm, từ cá giống kích cỡ 2,9-4,4 kg ($FL = 49,9\text{--}56,9\text{ cm}$), cá đạt khối lượng trung bình 25-30 kg/con. Tốc độ tăng trưởng khối lượng tuyệt đối (DWG) trung bình đạt 1,3-1,8 kg/tháng (giai đoạn cá lớn tăng trưởng mạnh hơn giai đoạn cá nhỏ).
    • Tỷ lệ sống của cá ngừ nuôi thương phẩm trong lồng đạt mức trung bình 60-70%. Nguyên nhân tử vong chủ yếu do cá bị hoảng loạn lao vào lưới gây chấn thương/trầy xước mõm và thân trong các thời điểm nước đục (độ trong giảm thấp) hoặc khi có xáo trộn môi trường.

  2. Đặc điểm dinh dưỡng, thức ăn và chất lượng cơ thịt:

    • Cá ngừ vây vàng nuôi lồng thích ứng hoàn toàn với thức ăn cá tạp tươi (cá nục, cá trích) và mực ống. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) trung bình trong toàn chu kỳ nuôi dao động từ 12,5 đến 18,2 (FCR tăng dần theo kích cỡ cá và chịu tác động của biến thiên nhiệt độ nước).
    • Nghiệm thức sử dụng thức ăn kết hợp cá trích tươi hoặc cá trích + mực cho tốc độ tăng trưởng và tích lũy dưỡng chất cao hơn nghiệm thức thuần cá nục.
    • Phân tích sinh hóa cho thấy hàm lượng protein cơ thịt cá ngừ nuôi duy trì ổn định (22-24%), trong khi hàm lượng lipid đạt 8-12%, cao hơn từ 3 đến 5 lần so với cá ngừ khai thác tự nhiên cùng kích cỡ (thường chỉ đạt 1-3% lipid).

  3. Đặc điểm sinh học sinh sản trong điều kiện nuôi lồng:

    • Phân biệt giới tính: Cá phân tính rõ rệt; cá cái thành thục có lỗ sinh dục màu hồng đỏ và phần bụng phình to sang hai bên. Tỷ lệ đực:cái trong quần thể nuôi xấp xỉ 1:1.
    • Tuyến sinh dục trải qua 6 giai đoạn phát triển mô học rõ rệt: Giai đoạn I (tế bào noãn nguyên bào/tinh nguyên bào), Giai đoạn II (noãn bào tơ/tinh bào I), Giai đoạn III (tích lũy noãn hoàng ban đầu/tinh bào II), Giai đoạn IV (thành thục hoàn toàn, noãn hoàng lấp đầy noãn bào/tinh trùng tích lũy trong túi tinh), Giai đoạn V (chín, rụng trứng/phóng tinh), Giai đoạn VI (sau sinh sản, thoái hóa nang trứng).
    • Kích thước thành thục lần đầu ($Lm_{50}$) của cá nuôi lồng đạt khoảng 98-102 cm (tương ứng khối lượng 18-22 kg và tuổi cá 1,8-2 năm tuổi), sớm hơn so với cá tự nhiên ngoài biển ($Lm_{50} = 113\text{--}114,27\text{ cm}$).
    • Sức sinh sản tuyệt đối (AFe) đạt từ 1,8 đến 5,2 triệu trứng/cá thể cái; sức sinh sản tương đối (RFe) đạt từ 80 đến 160 trứng/g khối lượng cá.
    • Mùa vụ sinh sản kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm, với đỉnh cao thành thục (tỷ lệ cá đạt giai đoạn IV-V cao nhất và GSI đạt cực đại) tập trung vào các tháng 6, 7 và 8.
    • Chế độ bổ sung định kỳ vitamin (C, E) và khoáng chất (carotenoid, astaxanthin, ß-carotene) với chu kỳ 2-4 ngày/lần (lồng B3, B4) làm tăng rõ rệt tỷ lệ thành thục sinh dục của cá bố mẹ so với chu kỳ 6-8 ngày/lần (lồng B1, B2).

  4. Đề xuất cơ sở kỹ thuật nuôi thương phẩm và sinh sản nhân tạo:

    • Thiết lập khung thông số kỹ thuật cho nuôi thương phẩm: Yêu cầu vị trí lồng biển kín gió, độ sâu trên 15 m, độ trong > 5 m, dòng chảy 0,2-0,5 m/s, nồng độ oxy hòa tan > 5 mg/l; quy cách lồng HDPE tối thiểu $1.800\text{ m}^3$; mật độ thả giống ban đầu 0,3-0,4 kg/m³; sử dụng cá mồi tươi sạch kết hợp quản lý camera.
    • Thiết lập quy trình nuôi vỗ thành thục: Bố trí mật độ nuôi thưa ($< 2\text{ kg/m}^3$), sử dụng khẩu phần ăn 3-4% khối lượng thân kết hợp cá trích + mực tươi và tăng cường bổ sung vi chất định kỳ 2-4 ngày/lần để kích thích tuyến sinh dục chín muồi.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

  1. Về mặt học thuật và lý luận:
    • Cung cấp bộ dẫn liệu sinh học hoàn chỉnh, có hệ thống đầu tiên tại Việt Nam về đặc điểm sinh trưởng đồng đẳng ($W = 0,000023 \cdot FL^{2,9967}$), tập tính dinh dưỡng và mô học sinh sản 6 giai đoạn của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng biển hở.
    • Chứng minh và giải thích hiện tượng cá ngừ vây vàng nuôi lồng đạt kích thước thành thục sinh dục lần đầu sớm hơn ($Lm_{50} = 98\text{--}102\text{ cm}$) so với quần đàn tự nhiên ngoài khơi ($Lm_{50} = 113\text{--}114\text{ cm}$) do điều kiện cung cấp dinh dưỡng ổn định và tích lũy năng lượng cao.
    • Xác định được mối tương quan định lượng giữa các yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ trong) với tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) của cá ngừ vây vàng trong môi trường lồng biển.
  2. Về mặt thực tiễn:
    • Khẳng định tính khả thi sinh học của việc thuần hóa và nuôi thương phẩm cá ngừ vây vàng trong lồng HDPE tại các vùng vịnh kín ven bờ miền Trung Việt Nam.
    • Chứng minh chất lượng cơ thịt cá ngừ nuôi lồng vượt trội về hàm lượng lipid (đạt 8-12%, cao gấp nhiều lần cá khai thác tự nhiên), nâng cao giá trị thương mại xuất khẩu.
    • Xây dựng hệ thống tiêu chí kỹ thuật cụ thể về mật độ thả, công thức thức ăn cá mồi, kỹ thuật đo tăng trưởng không tiếp xúc bằng phần mềm phân tích ảnh AxioVision, và phương pháp nuôi vỗ đàn bố mẹ tích lũy noãn hoàng phục vụ sinh sản nhân tạo.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Kỹ thuật nuôi thương phẩm: Cần quy hoạch vùng nuôi tại các vịnh có độ sâu tối thiểu 15-20 m, nước trong, trao đổi triều tốt; sử dụng lồng nhựa HDPE chịu sóng gió thể tích lớn ($\ge 1.800\text{ m}^3$); quản lý cá mồi sạch khuẩn và bổ sung khoáng chất định kỳ; áp dụng kỹ thuật thay lưới cải tiến bằng tời cơ giới nhằm hạn chế tối đa va chạm cơ học gây tử vong cá.
  • Kỹ thuật tạo đàn bố mẹ và sản xuất giống: Tiếp tục duy trì chế độ nuôi vỗ bổ sung vitamin C, E, astaxanthin với tần suất 2-4 ngày/lần trong giai đoạn từ tháng 1 đến tháng 5 hàng năm để chuẩn bị cho mùa sinh sản tập trung từ tháng 5 đến tháng 9; chuyển giao đàn bố mẹ thành thục sang các hệ thống bể đẻ chuyên dụng hoặc lồng đẻ kiểm soát trứng để triển khai thử nghiệm thụ tinh và ương nuôi ấu trùng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Nguồn cá giống sử dụng cho các thí nghiệm hoàn toàn phụ thuộc vào việc đánh bắt tự nhiên từ biển, dẫn đến kích cỡ, thời điểm thả giống và số lượng cá đưa vào các đợt thí nghiệm chưa hoàn toàn đồng đều và chủ động.
  • Do đặc tính bơi nhanh liên tục và tính nhạy cảm cao của cá ngừ khi bị giam giữ, số lượng mẫu giải phẫu để phân tích mô học và sinh hóa tại mỗi thời điểm phải khống chế ở mức giới hạn nhằm bảo toàn số lượng cá nuôi trong lồng.
  • Luận án mới dừng lại ở mức độ đánh giá sự thành thục sinh dục của tuyến sinh dục cá bố mẹ trong lồng, chưa tiến hành thu trứng thụ tinh tự nhiên và ương nuôi cá con đại trà từ đàn cá bố mẹ nuôi lồng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

  • Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện công nghệ kích thích sinh sản nhân tạo (bằng cơ chế môi trường hoặc hormone) đối với đàn cá ngừ vây vàng bố mẹ đã được nuôi vỗ thành thục trong lồng.
  • Nghiên cứu kỹ thuật thu gom trứng nổi, quy trình ấp nở và ương nuôi ấu trùng giai đoạn ăn thức ăn tươi sống (tảo, luân trùng, Artemia cường hóa) nhằm chủ động sản xuất con giống nhân tạo.
  • Nghiên cứu phát triển thức ăn công nghiệp (thức ăn viên ép đùn dạng mềm hoặc ẩm) thay thế dần cá tạp tươi nhằm giảm hệ số FCR, hạn chế ô nhiễm môi trường nước và hạ giá thành nuôi thương phẩm.

Giá trị tham khảo

  • Đối với nghiên cứu sinh và học viên sau đại học chuyên ngành Thủy sinh vật học, Nuôi trồng Thủy sản và Hải dương học: Cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn xác về phương pháp luận nghiên cứu loài cá nổi đại dương kích thước lớn, kỹ thuật đo ảnh hình học (morphometrics) qua phần mềm AxioVision, và kỹ thuật mô học tuyến sinh dục cá biển.
  • Đối với các viện nghiên cứu và trường đại học thủy sản: Cung cấp số liệu sinh học gốc về sinh trưởng, dinh dưỡng, sinh sản và FCR của cá ngừ vây vàng trong điều kiện nuôi lồng biển tại Việt Nam.
  • Đối với các cơ quan quản lý nhà nước và người nuôi trồng thủy sản: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nuôi biển công nghiệp cá ngừ, định hướng quy hoạch không gian biển và phát triển ngành kinh tế nuôi biển giá trị cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương trình tương quan chiều dài - khối lượng của cá ngừ vây vàng nuôi lồng được xác định như thế nào và có ý nghĩa sinh học gì?

Phương trình tương quan chiều dài - khối lượng của cá ngừ vây vàng nuôi lồng tại vịnh Vân Phong được xác định là: $$W = 0,000023 \cdot FL^{2,9967} \quad (R^2 = 0,985)$$ Với hệ số tăng trưởng $b = 2,9967 \approx 3$, cá ngừ vây vàng nuôi lồng thể hiện dạng tăng trưởng đồng đẳng (isometric growth). Điều này chứng minh rằng trong điều kiện nuôi nhốt lồng biển có chế độ dinh dưỡng đầy đủ, cá phát triển cân đối đồng đều giữa chiều dài và khối lượng cơ thể, tương tự như các quần thể cá ngoài tự nhiên tại một số vùng biển nhiệt đới.

2. Luận án đã khắc phục khó khăn trong việc cân đo cá ngừ nuôi lồng bằng phương pháp nào?

Do cá ngừ bơi liên tục, dễ bị sốc và chết khi bắt lên khỏi mặt nước hoặc vướng lưới, tác giả đã áp dụng phương pháp quan sát trực tiếp và so sánh tương đồng không xâm lấn:

  • Sử dụng bảng màu chuẩn dài 25 cm (xanh, đen, vàng) treo trong lồng nuôi và đặt máy quay phim dưới nước cách 5,0 m.
  • Đo số pixel ảnh của cá ($A$) và bảng màu ($B$) trên phần mềm bản quyền AxioVision Rel. 4.8.2 for Windows.
  • Tính chiều dài chuẩn ($FL$) theo công thức: $FL = (A / B) \times 25\text{ cm}$ (sai số kiểm chứng dưới 5%).
  • Sau đó, tính khối lượng cá ($W$) thông qua phương trình tương quan $W = 0,000023 \cdot FL^{2,9967}$.

3. Kích thước thành thục sinh dục lần đầu ($Lm_{50}$) của cá ngừ vây vàng nuôi lồng có gì khác so với cá ngoài tự nhiên?

Cá ngừ vây vàng nuôi lồng đạt chiều dài thành thục sinh dục lần đầu ($Lm_{50}$) ở khoảng 98-102 cm (tương ứng khối lượng 18-22 kg và độ tuổi khoảng 1,8-2 năm tuổi). Kích thước này nhỏ hơn và thời gian thành thục sớm hơn so với cá ngoài tự nhiên tại vùng biển Việt Nam (ngoài tự nhiên, $Lm_{50}$ dao động từ 113 cm đến 114,27 cm, tương ứng tuổi thành thục từ 2,5 đến 2,7 năm tuổi). Nguyên nhân là do cá nuôi lồng được cung cấp nguồn thức ăn dồi dào, hàm lượng dinh dưỡng cao và liên tục, giúp tuyến sinh dục sớm tích lũy noãn hoàng và chín muồi.

4. Thành phần dinh dưỡng cơ thịt của cá ngừ nuôi lồng khác biệt như thế nào so với cá tự nhiên?

Phân tích hóa sinh theo TCVN cho thấy: Hàm lượng protein trong cơ thịt cá nuôi lồng duy trì ở mức tương đương cá tự nhiên (22-24%). Tuy nhiên, hàm lượng lipid ở cá nuôi lồng cho ăn cá trích và cá nục đạt từ 8% đến 12%, cao hơn từ 3 đến 5 lần so với cá ngừ vây vàng khai thác từ môi trường tự nhiên (thường chỉ dao động từ 1% đến 3%). Hàm lượng lipid cao là yếu tố quyết định tạo nên độ mềm béo, nâng cao chất lượng thịt và giá trị thương phẩm trên thị trường xuất khẩu.

5. Mùa vụ sinh sản chính và chế độ nuôi vỗ cá bố mẹ được luận án xác định ra sao?

Mùa vụ sinh sản chính của cá ngừ vây vàng nuôi lồng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm, trong đó đỉnh cao thành thục sinh dục tập trung vào các tháng 6, 7 và 8 (thời điểm hệ số thành thục GSI đạt giá trị cao nhất và buồng trứng chiếm ưu thế ở giai đoạn IV-V). Để kích thích tuyến sinh dục phát triển tốt, đàn cá bố mẹ cần được nuôi vỗ bằng khẩu phần 3-4% khối lượng thân với thức ăn phối trộn cá trích tươi + mực ống và bổ sung vitamin (C, E) cùng khoáng chất (carotenoid, astaxanthin) với chu kỳ 2-4 ngày/lần.

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Bùi Quang Mạnh đã xác định một cách khoa học và hệ thống các đặc điểm sinh học cốt lõi của cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) trong điều kiện nuôi lồng biển tại Việt Nam. Công trình đã thiết lập phương trình sinh trưởng đồng đẳng, xác định hệ số FCR, làm sáng tỏ chu kỳ mô học sinh sản 6 giai đoạn và chứng minh sự vượt trội về hàm lượng lipid cơ thịt ở cá nuôi lồng. Các kết quả thực nghiệm và hệ thống thông số kỹ thuật được đề xuất là cơ sở khoa học nền tảng để xây dựng quy trình nuôi thương phẩm công nghiệp và phát triển công nghệ sản xuất giống nhân tạo cá ngừ vây vàng tại Việt Nam.