Khóa luận: Phân lập một số chủng vi khuẩn lam gây nở hoa ở ao nuôi thủy sản miền Bắc

Hiện tượng nở hoa tảo (HAB - Harmful Algal Blooming) đang là một thách thức lớn đối với ao hồ nuôi cá tại… 62 trang · Học viện Nông nghiệp Việt Nam · 2022.

• Tác giả: Phan Ngọc Tú
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Dung
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Hiện Tượng Nở Hoa Tảo Ở Ao Hồ Nuôi Cá Tại Miền Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• 1. PẦN I: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích và yêu cầu đề tài
• 2. TỔNG QUAN CÁC TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.1. Giới thiệu về vi khuẩn lam
• 2.2. Khái niệm và phân loại vi khuẩn lam
• 2.3. Cấu tạo tế bào vi khuẩn lam
• 2.4. Một số đặc điểm khác của vi khuẩn lam
• 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi khuẩn lam
• 2.6. Hiện tượng nước nở hoa trong tự nhiên
• 2.7. Một số loài tảo phổ biến trong môi trường nước
• 2.8. Hiện tượng nước nở hoa
• 2.9. Nguyên nhân gây hiện tượng nước nở hoa
• 2.10. Một số loài tảo độc gây hiện tượng nước nở hoa
• 2.11. Tình hình nghiên cứu về nước nở hoa trên thế giới và tại Việt Nam
• 2.11.1. Các nghiên cứu về nước nở hoa trên thế giới
• 2.11.2. Các nghiên cứu về nước nở hoa tại Việt Nam
• 2.12. Biện pháp phòng trừ nước nở hoa
• 2.12.1. Biện pháp sinh học
• 2.12.2. Biện pháp hóa học
• 2.12.3. Biện pháp quản lý tổng hợp
• 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.3. Các chủng vi khuẩn lam gây hiện tượng nước nở hoa
• 3.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.5. Nội dung nghiên cứu
• 3.6. Dụng cụ và thiết bị
• 3.7. Phương pháp nghiên cứu
• 3.7.1. Khảo sát hiện tượng tảo nở hoa ở một số ao nuôi thủy sản tại một số tỉnh miền Bắc
• 3.7.2. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu
• 3.7.3. Phương pháp phân lập vi khuẩn lam gây hiện tượng nở hoa
• 3.8. Đề xuất một số biện pháp quản lý hiện tượng nở hoa tại các ao nuôi tôm/cá tại miền Bắc Việt Nam
• 3.9. Xử lý số liệu nghiên cứu
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả khảo sát các ao hồ nuôi thủy sản ở miền Bắc gồm Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương
• 4.2. Kết quả thu thập mẫu tại các ao hồ ở Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương
• 4.3. Kết quả phân lập vi khuẩn lam gây hiện tượng nở hoa
• 4.3.1. Thời gian bảo quản mẫu nước trước khi phân lập ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lam
• 4.3.2. Điều kiện chiếu sáng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển vi khuẩn lam
• 4.3.3. Trạng thái môi trường ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn lam
• 4.4. Vi khuẩn lam trong các mẫu nước ao nuôi cá tại Hà Nội
• 4.5. Đề xuất một số giải pháp/biện pháp để hạn chế/khắc phục hiện tượng nở hoa ở các ao nuôi thủy sản tại miền Bắc Việt Nam
• 4.5.1. Quản lý nguồn nước
• 4.5.2. Biện pháp hóa học
• 4.5.3. Biện pháp sinh học
• 4.5.4. Công tác tuyên truyền và giáo dục
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Hiện Tượng Nở Hoa Tảo Tại Ao Hồ Miền Bắc

Hiện tượng nở hoa tảo (HAB - Harmful Algal Blooming) đang là một thách thức lớn đối với ao hồ nuôi cá tại miền Bắc Việt Nam. Đây là hiện tượng tảo, đặc biệt là tảo lam, phát triển quá mức trong môi trường nước, gây ra nhiều tác động tiêu cực. Tảo lam (Cyanobacteria) là một nhóm vi sinh vật có khả năng quang hợp, thường xuất hiện trong môi trường nước ngọt và nước lợ. Khi điều kiện môi trường thuận lợi, chúng phát triển nhanh chóng, tạo thành những lớp váng dày đặc trên mặt nước, làm thay đổi màu sắc nước và gây ra tình trạng ô nhiễm nguồn nước. Tình trạng này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước, gây thiếu oxy cho cá và các sinh vật thủy sinh khác, dẫn đến cá chết hàng loạt và thiệt hại kinh tế lớn cho người nuôi trồng. Theo tài liệu nghiên cứu, mật độ tảo độc có thể đạt tới hàng triệu tế bào/ml trong điều kiện nở hoa nghiêm trọng.

1.1. Định Nghĩa và Phân Loại Hiện Tượng Nở Hoa Tảo

Hiện tượng nở hoa tảo, hay còn gọi là tảo nở hoa có hại (HAB), xảy ra khi một hoặc nhiều loài tảo, đặc biệt là tảo lam (vi khuẩn lam), phát triển vượt mức kiểm soát trong môi trường nước. Hiện tượng này có thể xảy ra ở cả nước ngọt và nước mặn. Màu sắc của nước có thể thay đổi do sự tăng sinh của mật độ tảo, thường là màu xanh lục, xanh lam, đỏ hoặc nâu. Vi khuẩn lam là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn, có khả năng sinh sống trong nước và tự quang hợp. Tuy nhiên, khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng phát triển nhanh, gây hại cho các loài sinh vật khác. Theo kết quả khảo sát 09 ao hồ nuôi cá tại 03 tỉnh phía Bắc (Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên), 100% các hồ đều có hiện tượng nước nở hoa với màu sắc khác nhau.

1.2. Tác Động Của Nở Hoa Tảo Đến Kinh Tế Nuôi Cá Miền Bắc

Hiện tượng nở hoa tảo gây ra những thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế cho ngành nuôi trồng thủy sản tại miền Bắc Việt Nam. Sự phát triển quá mức của tảo độc làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, gây ngạt thở và chết cá. Ngoài ra, một số loài tảo còn tiết ra độc tố, gây bệnh cho cá và làm giảm chất lượng sản phẩm. Chi phí xử lý tảo nở hoa cũng là một gánh nặng lớn cho người nuôi. Bên cạnh đó, người tiêu dùng cũng e ngại sử dụng các sản phẩm thủy sản từ các vùng bị ảnh hưởng bởi nở hoa tảo, làm giảm giá trị thương phẩm và ảnh hưởng đến kinh tế nuôi cá của địa phương. Do đó việc quản lý chất lượng nước là vô cùng quan trọng.

II. Nguyên Nhân Gây Ra Nở Hoa Tảo Phân Tích Chi Tiết

Có nhiều yếu tố góp phần vào sự bùng phát của nở hoa tảo trong ao hồ nuôi cá ở miền Bắc. Một trong những nguyên nhân chính là sự gia tăng hàm lượng dinh dưỡng (đặc biệt là nitơ và photpho) trong nước, thường do chất thải từ hoạt động nông nghiệp, chăn nuôi và sinh hoạt đổ vào. Thời tiết ấm áp, ánh sáng mặt trời dồi dào và sự ổn định của nước cũng tạo điều kiện thuận lợi cho tảo phát triển. Ngoài ra, sự thay đổi hệ sinh thái ao hồ, như việc mất cân bằng giữa các loài sinh vật, cũng có thể dẫn đến sự bùng phát của tảo độc. Việc sử dụng quá nhiều thức ăn cho cá cũng góp phần làm tăng lượng chất thải hữu cơ và dinh dưỡng trong ao.

2.1. Ảnh Hưởng Của Dinh Dưỡng Đến Sự Phát Triển Của Tảo

Dinh dưỡng đóng vai trò then chốt trong sự phát triển của tảo. Nitơ và photpho là hai nguyên tố dinh dưỡng quan trọng nhất, thường được tìm thấy trong phân bón, chất thải chăn nuôi và nước thải sinh hoạt. Khi nồng độ của chúng tăng cao trong ao hồ nuôi cá, tảo sẽ phát triển mạnh mẽ, dẫn đến hiện tượng nở hoa. Việc kiểm soát và quản lý dinh dưỡng là một trong những biện pháp quan trọng để phòng ngừa và giảm thiểu tình trạng này. Cần có các biện pháp xử lý nước thải và sử dụng phân bón hợp lý để giảm lượng dinh dưỡng đổ vào môi trường nuôi cá.

2.2. Vai Trò Của Thời Tiết và Khí Hậu Miền Bắc

Khí hậu miền Bắc với sự thay đổi theo mùa vụ nuôi cá có tác động lớn đến sự phát triển của tảo. Nhiệt độ ấm áp và ánh sáng mặt trời dồi dào trong mùa hè tạo điều kiện thuận lợi cho tảo quang hợp và sinh trưởng. Sự ổn định của nước, đặc biệt là khi không có gió lớn hoặc mưa lớn, cũng giúp tảo tập trung và phát triển thành nở hoa. Các nghiên cứu chỉ ra rằng sự thay đổi đột ngột của thời tiết có thể làm xáo trộn hệ sinh thái, tạo cơ hội cho một số loài tảo phát triển nhanh chóng, gây ra tình trạng tảo độc nở hoa.

2.3. Mất Cân Bằng Hệ Sinh Thái và Sự Xuất Hiện Tảo Độc

Sự mất cân bằng trong hệ sinh thái ao hồ có thể tạo điều kiện cho tảo độc phát triển mạnh mẽ. Điều này có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân, như việc sử dụng quá nhiều hóa chất, thuốc trừ sâu hoặc sự xâm nhập của các loài ngoại lai. Khi các loài sinh vật bản địa bị suy giảm, tảo sẽ không còn bị kiểm soát bởi các yếu tố tự nhiên, dẫn đến sự bùng phát. Việc duy trì sự đa dạng sinh học và cân bằng sinh thái là rất quan trọng để kiểm soát sự phát triển của tảo nở hoa.

III. Cách Phòng Ngừa Nở Hoa Tảo Hiệu Quả Cho Ao Nuôi

Để phòng ngừa nở hoa tảo một cách hiệu quả, cần áp dụng một loạt các biện pháp tổng hợp. Quản lý chất lượng nước là yếu tố then chốt, bao gồm việc kiểm soát lượng dinh dưỡng đổ vào ao, duy trì độ pH và oxy hòa tan phù hợp. Sử dụng các biện pháp sinh học, như thả các loài cá ăn tảo hoặc sử dụng vi sinh vật có lợi, cũng có thể giúp kiểm soát sự phát triển của tảo. Ngoài ra, việc vệ sinh ao hồ định kỳ và sử dụng các biện pháp cơ học, như sục khí, cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phòng ngừa ô nhiễm nguồn nước và tảo lam

3.1. Quản Lý Nguồn Nước Biện Pháp Kiểm Soát Dinh Dưỡng

Quản lý nguồn nước là biện pháp quan trọng nhất để phòng ngừa nở hoa tảo. Cần kiểm soát chặt chẽ lượng dinh dưỡng đổ vào ao, bằng cách xử lý nước thải từ các nguồn khác nhau, sử dụng phân bón hợp lý và hạn chế sử dụng hóa chất. Các biện pháp như xây dựng ao lắng, sử dụng cây thủy sinh để hấp thụ dinh dưỡng hoặc sử dụng các vật liệu lọc sinh học có thể giúp giảm lượng dinh dưỡng trong nước. Việc phân tích nước ao hồ thường xuyên giúp đánh giá chính xác tình trạng dinh dưỡng và có biện pháp xử lý kịp thời.

3.2. Biện Pháp Sinh Học Sử Dụng Vi Sinh Vật và Cá Ăn Tảo

Sử dụng các biện pháp sinh học là một giải pháp thân thiện với môi trường để kiểm soát nở hoa tảo. Việc thả các loài cá ăn tảo, như cá trắm cỏ hoặc cá rô phi, có thể giúp giảm mật độ tảo trong ao. Ngoài ra, sử dụng các vi sinh vật có lợi, như vi khuẩn Bacillus hoặc vi khuẩn quang hợp, có thể cạnh tranh dinh dưỡng với tảo hoặc tiết ra các chất ức chế sự phát triển của tảo. Cần lựa chọn các loài cá và vi sinh vật phù hợp với điều kiện sinh thái ao hồ để đạt hiệu quả tốt nhất.

3.3. Vệ Sinh Ao Hồ và Các Biện Pháp Cơ Học Khác

Việc vệ sinh ao hồ định kỳ, bao gồm việc loại bỏ bùn đáy, xác tảo và các chất thải hữu cơ, là rất quan trọng để phòng ngừa nở hoa tảo. Các biện pháp cơ học, như sục khí, tạo dòng chảy hoặc sử dụng hệ thống lọc, có thể giúp cải thiện chất lượng nước và giảm sự tích tụ của tảo. Nên thực hiện vệ sinh ao hồ sau mỗi mùa vụ nuôi cá để đảm bảo môi trường nuôi luôn sạch sẽ và khỏe mạnh.

IV. Cách Xử Lý Nở Hoa Tảo Cấp Tốc Giải Pháp Khẩn Cấp

Khi hiện tượng nở hoa tảo xảy ra, cần có các biện pháp xử lý tảo nở hoa cấp tốc để giảm thiểu thiệt hại. Việc sử dụng hóa chất diệt tảo có thể là một giải pháp nhanh chóng, nhưng cần cân nhắc kỹ lưỡng về tác động đến môi trường và sức khỏe con người. Các biện pháp sinh học, như sử dụng vi sinh vật có lợi hoặc thả cá ăn tảo, cũng có thể được áp dụng để kiểm soát sự phát triển của tảo. Quan trọng nhất là cần xác định nguyên nhân gây ra nở hoa tảo để có biện pháp xử lý phù hợp và ngăn ngừa tái phát.

4.1. Sử Dụng Hóa Chất Diệt Tảo Ưu Điểm và Rủi Ro

Việc sử dụng hóa chất diệt tảo có thể giúp kiểm soát nở hoa tảo một cách nhanh chóng, nhưng cũng đi kèm với nhiều rủi ro. Hóa chất có thể gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và tiêu diệt các loài sinh vật có lợi. Cần lựa chọn các loại hóa chất an toàn, sử dụng đúng liều lượng và tuân thủ các quy định về an toàn lao động. Việc sử dụng hóa chất chỉ nên là giải pháp tạm thời, và cần kết hợp với các biện pháp phòng ngừa lâu dài.

4.2. Biện Pháp Sinh Học Ứng Dụng Cấp Tốc Khi Tảo Nở Hoa

Khi tảo nở hoa, có thể sử dụng biện pháp sinh học để kiểm soát sự phát triển của chúng. Thả cá ăn tảo với mật độ cao hoặc bổ sung vi sinh vật có lợi vào ao có thể giúp giảm mật độ tảo trong thời gian ngắn. Cần theo dõi sát sao tình trạng ao hồ và điều chỉnh mật độ cá và vi sinh vật phù hợp để đạt hiệu quả tốt nhất. Biện pháp này thường an toàn hơn so với việc sử dụng hóa chất và có thể giúp duy trì cân bằng sinh thái trong ao.

4.3. Thay Nước Ao Giải Pháp Tức Thời Giảm Tải Tảo

Thay nước ao là một giải pháp tức thời có thể giúp giảm tải lượng tảo độc và cải thiện chất lượng nước. Tuy nhiên, cần đảm bảo nguồn nước thay thế phải sạch và không bị ô nhiễm. Việc thay nước quá nhiều có thể làm xáo trộn hệ sinh thái ao hồ và gây sốc cho cá. Cần thay nước một cách từ từ và theo dõi sát sao các chỉ số chất lượng nước để đảm bảo an toàn cho cá và các sinh vật khác.

V. Nghiên Cứu Thực Tiễn Phân Lập Tảo Lam Tại Ao Hồ Miền Bắc

Nghiên cứu thực tiễn về việc phân lập và xác định các chủng tảo lam gây hiện tượng nở hoa tại ao hồ nuôi cá ở miền Bắc là rất quan trọng. Điều này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các loài tảo độc phổ biến và tìm ra các biện pháp kiểm soát hiệu quả. Kết quả phân tích mẫu nước từ các ao hồ khác nhau có thể cho thấy sự đa dạng về loài tảo và các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của chúng. Thông tin này sẽ giúp người nuôi trồng thủy sản đưa ra các quyết định quản lý phù hợp và phòng ngừa tảo độc nở hoa.

5.1. Phương Pháp Phân Lập và Nhận Diện Tảo Lam Hiệu Quả

Để phân lập và nhận diện tảo lam một cách hiệu quả, cần sử dụng các phương pháp quan trắc tảo tiên tiến. Điều này bao gồm việc lấy mẫu nước đúng cách, sử dụng kính hiển vi để quan sát hình thái tế bào và áp dụng các kỹ thuật phân tích DNA để xác định loài. Cần có một phòng thí nghiệm chuyên dụng với các thiết bị hiện đại và đội ngũ chuyên gia có kinh nghiệm để thực hiện các phân tích này một cách chính xác và tin cậy. Kết quả phân tích sẽ cung cấp thông tin quan trọng về thành phần loài tảo và độc tính của chúng.

5.2. Kết Quả Nghiên Cứu Chủng Tảo Lam Phổ Biến Tại Miền Bắc

Các nghiên cứu gần đây đã xác định được một số chủng tảo lam phổ biến gây hiện tượng nở hoa tại miền Bắc. Chúng bao gồm các loài như Microcystis aeruginosa, Anabaena spp. và Oscillatoria spp. Các loài này thường sản sinh ra các độc tố như microcystin và cylindrospermopsin, gây hại cho cá và các sinh vật khác. Cần theo dõi sát sao sự xuất hiện của các loài tảo này và áp dụng các biện pháp kiểm soát kịp thời để giảm thiểu tác động tiêu cực.

5.3. Ảnh Hưởng Của Môi Trường Đến Sự Phát Triển Của Tảo Lam

Các yếu tố môi trường nuôi cá, như nhiệt độ, ánh sáng, dinh dưỡng và độ pH, có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của tảo lam. Các nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ ấm áp và ánh sáng mặt trời dồi dào tạo điều kiện thuận lợi cho tảo quang hợp và sinh trưởng. Nồng độ dinh dưỡng cao cũng thúc đẩy sự phát triển của tảo. Việc hiểu rõ các yếu tố môi trường này sẽ giúp chúng ta dự đoán và kiểm soát tảo lam nở hoa một cách hiệu quả.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Về Nở Hoa Tảo Tương Lai

Hiện tượng nở hoa tảo vẫn là một thách thức lớn đối với ngành nuôi trồng thủy sản tại miền Bắc Việt Nam. Để giải quyết vấn đề này một cách hiệu quả, cần có sự kết hợp giữa các biện pháp phòng ngừa, xử lý và nghiên cứu. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp kiểm soát tảo an toàn và thân thiện với môi trường, cũng như dự đoán và ngăn chặn các đợt nở hoa một cách hiệu quả.

6.1. Tóm Tắt Các Biện Pháp Phòng Ngừa Hiệu Quả Nhất

Các biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhất bao gồm quản lý chất lượng nước, kiểm soát lượng dinh dưỡng, sử dụng các biện pháp sinh học và vệ sinh ao hồ định kỳ. Cần áp dụng một cách tổng hợp và linh hoạt các biện pháp này để đạt hiệu quả tốt nhất. Việc quản lý chất lượng nước tốt là yếu tố quan trọng nhất và cần được ưu tiên hàng đầu.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Về Tảo Lam và Phương Pháp Kiểm Soát Mới

Các hướng nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp kiểm soát tảo lam an toàn và thân thiện với môi trường. Điều này bao gồm việc tìm kiếm các loài vi sinh vật có lợi có khả năng ức chế sự phát triển của tảo, phát triển các vật liệu lọc sinh học hiệu quả và nghiên cứu các phương pháp xử lý nước thải tiên tiến. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học, người nuôi trồng thủy sản và các cơ quan quản lý để đạt được những tiến bộ trong lĩnh vực này.

6.3. Giải Pháp Kinh Tế và Bền Vững Cho Nuôi Trồng Thủy Sản

Để đảm bảo kinh tế nuôi cá bền vững, cần áp dụng các giải pháp kiểm soát nở hoa tảo một cách hiệu quả và chi phí thấp. Điều này bao gồm việc sử dụng các nguồn tài nguyên địa phương, áp dụng các kỹ thuật canh tác tiết kiệm và phát triển các sản phẩm thủy sản có giá trị gia tăng cao. Cần có sự hỗ trợ từ các cơ quan chính phủ và các tổ chức phi chính phủ để giúp người nuôi trồng thủy sản tiếp cận với các nguồn lực và kiến thức cần thiết.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là các mô hình thâm canh cá và tôm nước ngọt, hiện tượng nở hoa của tảo có hại (Harmful Algal Blooms - HABs hoặc CyanoHABs) do vi khuẩn lam (Cyanobacteria) gây ra là một trong những thách thức nghiêm trọng đối với môi trường sinh thái và hiệu quả kinh tế. Vi khuẩn lam là nhóm vi sinh vật nhân sơ quang tự dưỡng nguyên thủy, phân bố rộng trong các thủy vực. Khi gặp điều kiện môi trường thuận lợi, vi khuẩn lam phát triển bùng phát tạo thành các lớp váng nổi màu xanh lục, xanh vàng nhạt đến xanh đậm đen trên mặt nước, gây cản trở sự khuếch tán ánh sáng và làm suy giảm nghiêm trọng hàm lượng oxy hòa tan khi quần thể tảo tàn lụi, phân hủy.

Sự bùng phát của vi khuẩn lam và các loài tảo độc khác (như tảo mắt, tảo giáp) còn sản sinh ra các chất chuyển hóa độc hại (cyanotoxins) bao gồm độc tố hủy hoại tế bào gan (Microcystins, Nodularin), độc tố thần kinh (Anatoxin-a, Saxitoxin) và độc tố gây kích ứng da (Lyngbyatoxin-a). Các hợp chất này gây độc trực tiếp làm chết cá, gây hoại tử gan tụy và bệnh phân trắng ở tôm, làm tắc nghẽn mang của các loài động vật thủy sản ăn lọc (như cá mè trắng, mè hoa), đồng thời tiềm ẩn nguy cơ đe dọa sức khỏe con người thông qua chuỗi thức ăn hoặc nguồn nước sinh hoạt.

Nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng nước nở hoa tại các ao nuôi bắt nguồn từ việc quản lý nguồn thức ăn công nghiệp giàu đạm chưa hợp lý dẫn đến dư thừa; chất thải phân cá/tôm tích tụ lâu ngày; công tác nạo vét, cải tạo đáy ao chưa triệt để; cùng với sự biến động thời tiết giao mùa (nhiệt độ tăng cao trên 20–25°C, nắng gắt hoặc mưa lớn đột ngột) thúc đẩy quá trình phú dưỡng hóa nguồn nước (tích tụ hàm lượng lớn nitơ, photpho, amonia $NH_4^+/NH_3$ và nitrite $NO_2^-$).

Để có cơ sở khoa học cho việc kiểm soát và quản lý chất lượng nước ao nuôi, đề tài khóa luận "Phân lập một số chủng vi khuẩn lam gây hiện tượng nở hoa thu thập ở một số ao hồ nuôi thủy sản tại một số tỉnh miền Bắc" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ cụ thể:

1. Khảo sát thực trạng hiện tượng tảo nở hoa tại một số ao hồ nuôi thủy sản nước ngọt thuộc khu vực miền Bắc.
2. Thu thập và bảo quản các mẫu nước có hiện tượng nở hoa váng xanh ngoài thực địa.
3. Phân lập các chủng vi khuẩn lam gây hiện tượng nở hoa trên môi trường chuyên dụng trong điều kiện phòng thí nghiệm.
4. Đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố nuôi cấy (thời gian bảo quản mẫu, chế độ chiếu sáng, trạng thái môi trường) đến khả năng sinh trưởng của vi khuẩn lam phân lập.
5. Đề xuất một số giải pháp tổng hợp nhằm hạn chế và khắc phục hiện tượng nước nở hoa tại các ao nuôi cá/tôm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các chủng vi khuẩn lam gây hiện tượng nước nở hoa thu thập từ môi trường nước ao nuôi thủy sản.
• Phạm vi không gian: 09 ao hồ nuôi cá nước ngọt tại 3 tỉnh, thành phố phía Bắc gồm Hà Nội (huyện Ứng Hòa, huyện Phú Xuyên), Hưng Yên (huyện Ân Thi, huyện Tiên Lữ, TP. Hưng Yên) và Hải Dương (huyện Tứ Kỳ).
• Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai từ tháng 10/2021 đến tháng 07/2022 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh học phân tử và Công nghệ sinh học ứng dụng, Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm chuyên ngành

Khóa luận dựa trên hệ thống phân loại học và sinh học phát triển của vi khuẩn lam (Cyanobacteria/Cyanophyta):

• Phân loại học: Theo Bergey và Stanier & Rippka (1979), vi khuẩn lam được chia thành 5 bộ chính dựa trên đặc điểm hình thái và cấu trúc: Chroococcales (bộ I - đơn bào phân cắt nhị phân), Pleurocapsales (bộ II - đơn bào sinh tế bào nhỏ baeocyte), Oscillatoriales (bộ III - dạng sợi đa bào chỉ gồm tế bào sinh dưỡng), Nostocales (bộ IV - dạng sợi đa bào có tế bào dị hình cố định đạm) và Stigonematales (bộ V - dạng sợi có phân nhánh thực sự). "Danh lục loài thực vật Việt Nam" (2001) ghi nhận 2.191 loài tảo thuộc 9 ngành và 368 loài vi khuẩn lam.
• Cấu trúc tế bào: Tế bào vi khuẩn lam có vách dày 4 lớp cấu tạo từ murein (glucosaminoprotein, bắt màu Gram âm); chất nguyên sinh phân chia thành vùng trung bào chất (centroplasme chứa DNA) và vùng sắc bào chất (chromatoplasme chứa các phiến thylakoid, thể hạt cyanophycin, glycogen). Hệ sắc tố quang hợp gồm diệp lục a (chlorophyll a), carotenoids và phycobiliprotein (c-phycocyanin hấp thụ cực đại ở bước sóng 620 nm và c-phycoerythrin ở 560 nm). Một số loài dạng sợi sở hữu dị bào nang (heterocysts) có enzyme nitrogenase giúp cố định nitơ khí quyển trong điều kiện kỵ khí, và bào tử nghỉ (akinetes) giúp chống chịu điều kiện môi trường bất lợi.
• Hiện tượng nở hoa và độc tố: Vi khuẩn lam sinh sôi bùng nổ khi gặp điều kiện phú dưỡng, nhiệt độ ấm (tối ưu khoảng 25°C), nước tù đọng ít lưu thông. Nhiều chủng thuộc các chi Microcystis, Anabaena, Planktothrix, Cylindrospermopsis có khả năng sinh độc tố cyanotoxins, đặc biệt là Microcystin (chất gây tổn thương gan, được Tổ chức Y tế Thế giới - WHO đưa ra khuyến cáo giới hạn tạm thời là 1,0 $\mu$g/L trong nước uống). Cụm gen tổng hợp microcystin (mcy) dài 55 kb gồm 10 khung đọc mở (ORF) được tổ chức thành 2 operon (mcyA-C và mcyD-J).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Khóa luận sử dụng kết hợp giữa phương pháp điều tra thực địa và thực nghiệm nuôi cấy vi sinh vật:

1. Phương pháp khảo sát và thu mẫu thực địa:

   • Khảo sát trực tiếp tại 09 ao nuôi cá nước ngọt, phỏng vấn chủ hộ về quy trình xử lý nước, lịch sử nuôi, việc vận hành hệ thống sục khí.
   • Thu mẫu nước tầng bề mặt (nơi tập trung mật độ vi khuẩn lam cao do tính quang hướng động) vào khung giờ 7h00–11h00 hoặc 13h00–16h00 vào những ngày trời nắng. Mẫu nước (500 ml/chai) được bảo quản lạnh ở 4°C và đưa về phòng thí nghiệm xử lý trong vòng 24 giờ.

2. Phương pháp phân lập và nuôi cấy vi sinh vật:

   • Môi trường khoáng nuôi cấy: Sử dụng môi trường BG-11 (Stanier et al., 1971) với thành phần khoáng đa lượng và vi lượng chuyên biệt.

Thành phần dinh dưỡng	Hàm lượng (mg/L)	Thành phần dung dịch vi lượng A5 + Co	Hàm lượng (mg/L)
$\text{NaNO}_3$	150,0	$\text{H}_3\text{BO}_3$ / $\text{Citric acid}$	0,6
$\text{K}_2\text{HPO}_4\cdot7\text{H}_2\text{O}$	22,2	$\text{Na}_2\text{MoO}_4\cdot2\text{H}_2\text{O}$	3,9
$\text{MgSO}_4\cdot7\text{H}_2\text{O}$ / $\text{Na}_2\text{EDTA-Mg}$	0,1	$\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}$	7,9
$\text{Ferric ammonium citrate}$	0,6	$\text{Co(NO}_3)_2\cdot6\text{H}_2\text{O}$	4,9
$\text{Na}_2\text{CO}_3$	2,0	Dung dịch vi lượng A5 + Co	0,1 mL/L
Nước cất	Vừa đủ 1000 mL	Nước cất	Vừa đủ 100 mL

• Nuôi cấy lỏng: Bổ sung 10 ml mẫu nước ao vào bình tam giác chứa 80 ml môi trường BG-11 lỏng (pH 7,0), nuôi lắc ở tốc độ 90 vòng/phút, nhiệt độ phòng, chiếu sáng 12 giờ/ngày trong 3–5 ngày.
• Phân lập trên đĩa thạch: Pha 7,5 g agar trong 500 ml môi trường BG-11, hấp khử trùng ở 121°C, áp suất 1,5 atm trong 20 phút. Mẫu nước (sau khi nuôi làm giàu hoặc ly tâm 13.000 vòng/phút trong 5 phút) được cấy gạt bằng que cấy chang vô trùng trên mặt thạch đĩa petri. Các khuẩn lạc thuần được chuyển sang môi trường bán lỏng và lỏng để tăng sinh khối ở 25°C, cường độ sáng 2.500 lux.

3. Phương pháp quan sát hình thái và khảo nghiệm yếu tố ảnh hưởng:
   • Sử dụng kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 400 lần để quan sát cấu trúc tế bào, dạng sợi chuỗi của vi khuẩn lam.
   • Bố trí các thí nghiệm so sánh: (1) Ảnh hưởng của thời gian lưu mẫu ở 4°C (01 ngày so với 07 ngày); (2) Ảnh hưởng của ánh sáng (chiếu sáng chu kỳ 12 giờ so với điều kiện tối hoàn toàn); (3) Ảnh hưởng của trạng thái môi trường (môi trường BG-11 đặc tĩnh so với môi trường BG-11 lỏng lắc 90 vòng/phút).
   • Thí nghiệm được lặp lại 2–3 lần ngẫu nhiên để đối chiếu, phân tích số liệu.

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tổng quan về vai trò của vi khuẩn lam trong thủy vực, tính cấp thiết của việc nghiên cứu hiện tượng tảo nở hoa có hại tại các tỉnh miền Bắc, mục đích phân lập các chủng vi khuẩn lam và xác định 4 nội dung nghiên cứu trọng tâm của khóa luận.

Tổng quan các tài liệu nghiên cứu

• Đặc điểm sinh học vi khuẩn lam: Trình bày chi tiết hình thái tế bào dinh dưỡng, cấu trúc vách tế bào murein, thể vùi dự trữ (cyanophycin, glycogen), túi khí tạo sức nổi, cấu tạo dị bào và cơ chế sinh sản vô tính qua tảo đoạn (hormogonia), bào tử nghỉ (akinetes), nội bào tử và ngoại bào tử.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng: Phân tích vai trò của ánh sáng (hấp thụ qua phức hợp phycobilisome), nhiệt độ (tối ưu >20–25°C), hàm lượng dinh dưỡng khoáng (tổng photpho và nitơ trong điều kiện phú dưỡng).
• Hiện tượng nước nở hoa và các nhóm tảo độc: Mô tả cơ chế phân tầng nhiệt trong thủy vực, các đặc tính nhận biết váng tảo bằng mắt thường; phân biệt tác hại của tảo mắt (Euglena sp.), tảo giáp và vi khuẩn lam.
• Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế: Tổng hợp các công bố quốc tế về ứng dụng viễn thám MODIS theo dõi nở hoa ở hồ Erie (Mỹ), giải trình tự cụm gen sinh tổng hợp microcystin mcy, các đợt bùng phát tại Tanzania và Scotland; hệ thống hóa các nghiên cứu tại Việt Nam từ Sài Gòn, Đà Lạt (Cao Ngọc Phương, 1964), sông Mê Kông (Phùng Thị Nguyệt Hồng, 1992), hệ thống hồ Hà Nội (Đặng Thị Sy, Trần Kông Khánh), đất lúa miền Bắc (Dương Đức Tiến) đến các sự kiện nở hoa thực tế tại Bình Thuận, Gia Lai, Thừa Thiên Huế.
• Biện pháp phòng trừ nước nở hoa: Tổng quan các biện pháp sinh học (sử dụng nấm Trichaptum abietinum, vi khuẩn đối kháng Agrobacterium vitis, Pseudomonas putida, Bacillus sp., Rhizobium, các hợp chất alkaloid tự nhiên, chế phẩm vi sinh thương mại Biowaster, Biofloc liều 1 kg/8.000 $\text{m}^3$); biện pháp hóa học (sử dụng muối đồng $\text{CuSO}_4$, hóa chất gốc clo như supher clo, Vicato, BKC kèm bảng đánh giá độ độc của các phức đồng theo pH); và biện pháp quản lý tổng hợp (bón vôi Dolomite $\text{CaMg(CO}_3)_2$ liều 20–30 kg/1.000 $\text{m}^3$, lắp đặt quạt nước, xi phông bùn đáy).

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Trình bày địa điểm, thời gian nghiên cứu (10/2021 – 07/2022 tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam); danh mục dụng cụ, thiết bị thí nghiệm; công thức thành phần hóa chất môi trường BG-11; chi tiết quy trình lấy mẫu ngoài thực địa, kỹ thuật phân lập trên đĩa thạch và nuôi cấy lỏng lắc.

Kết quả và thảo luận

• Trình bày kết quả điều tra hiện trạng 09 ao hồ nuôi cá tại Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương; đánh giá mối liên hệ giữa phương thức nuôi thâm canh và mức độ nở hoa váng xanh.
• Phân tích ảnh hưởng của thời gian bảo quản mẫu ở 4°C: mẫu nước bảo quản kéo dài đến 7 ngày làm giảm sút rõ rệt khả năng hồi phục và sinh trưởng của vi khuẩn lam so với mẫu phân lập sau 1 ngày.
• Phân tích ảnh hưởng của chế độ chiếu sáng: vi khuẩn lam trong môi trường BG-11 lỏng lắc phát triển mạnh dưới chu kỳ chiếu sáng 12 giờ, trong khi bình nuôi cấy ở điều kiện tối hoàn toàn hầu như không có sự tăng sinh.
• So sánh trạng thái môi trường nuôi cấy: môi trường BG-11 lỏng kết hợp lắc 90 vòng/phút giúp tăng cường hòa tan khí và phân tán dinh dưỡng, cho sinh khối vi khuẩn lam cao hơn hẳn môi trường thạch đặc tĩnh sau 5 ngày nuôi cấy.
• Kết quả soi kính hiển vi mẫu phân lập từ các ao nuôi tại Hà Nội: ghi nhận các chuỗi tế bào dạng sợi dài, không phân nhánh, có hình thái tương đồng với chi Arthrospira sp.
• Hệ thống hóa 4 nhóm giải pháp kỹ thuật phòng ngừa và xử lý nở hoa tảo cho vùng nuôi thủy sản miền Bắc.

Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các kết quả đạt được về khảo sát thực địa, điều kiện nuôi cấy phân lập tối ưu và đưa ra kiến nghị về việc áp dụng các biện pháp sinh học, quản lý nước ao để giảm thiểu thiệt hại do vi khuẩn lam.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả khảo sát thực địa và thực nghiệm phân lập

Khảo sát thực tế tại 09 ao nuôi cá nước ngọt thuộc 3 địa phương phía Bắc cho thấy 100% các ao đều không thực hiện xử lý nước trước khi thả giống, và toàn bộ 09/09 ao đều ghi nhận hiện tượng nước nở hoa nổi váng xanh với mức độ từ xanh vàng nhạt đến xanh đậm đen.

TT	Địa điểm lấy mẫu	Số lượng ao	Ký hiệu mẫu	Đối tượng nuôi	Đặc điểm nở hoa quan sát	Biện pháp xử lý nước trước nuôi	Biện pháp kỹ thuật trong khi nuôi
1	Ân Thi, Hưng Yên	01	HY-01	Cá nước ngọt	Nổi váng màu xanh nhạt	Không	Sử dụng máy sục khí
2	Tiên Lữ, Hưng Yên	01	HY-02	Cá nước ngọt	Nổi váng xanh, hơi vàng	Không	Sử dụng máy sục khí
3	TP. Hưng Yên, Hưng Yên	01	HY-03	Cá nước ngọt	Nổi váng xanh, vàng	Không	Sử dụng máy sục khí
4	Tứ Kỳ, Hải Dương	01	HD-01	Cá nước ngọt	Nổi váng xanh vàng đậm	Không	Không sử dụng máy sục khí
5	Ứng Hòa, Hà Nội	02	HN-01, HN-02	Cá nước ngọt	Có váng xanh nhiều	Không	Sử dụng máy sục khí
6	Phú Xuyên, Hà Nội	03	HN-03, HN-04, HN-05	Cá nước ngọt	Nổi váng nhiều, xanh đậm đen	Không	Không sử dụng máy sục khí
Tổng	03 tỉnh thành	09	09 mẫu	Cá nước ngọt	100% ao bị nở hoa váng xanh	0% xử lý nước	4/9 ao có máy sục khí

• Mức độ bùng phát theo địa bàn: Mẫu nước tại Phú Xuyên (Hà Nội) có màu xanh đậm nhất, do đây là vùng nuôi thâm canh mật độ cao, ao nuôi hoạt động liên tục không có thời gian phơi đáy nghỉ vụ, đặc biệt bùng phát mạnh vào tháng 4 và tháng 5 khi nhiệt độ và độ ẩm không khí tăng cao.
• Điều kiện nuôi cấy tối ưu:
  • Vi khuẩn lam sinh trưởng tốt nhất trong môi trường BG-11 lỏng (pH 7,0), nuôi lắc ở tốc độ 90 vòng/phút, có chu kỳ chiếu sáng trắng 12 giờ/ngày.
  • Thời gian bảo quản mẫu: Mẫu nước cần được tiến hành phân lập ngay trong vòng 24 giờ sau khi thu thập; việc lưu trữ mẫu tại 4°C kéo dài đến 7 ngày làm suy giảm nghiêm trọng khả năng sinh trưởng của vi khuẩn lam.
• Nhận diện hình thái học: Quan sát dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 400 lần đối với các mẫu nước phân lập tại Hà Nội (HN-01, HN-02, HN-03) ghi nhận các cá thể vi khuẩn lam có cấu trúc dạng sợi chuỗi dài, hình thái đặc trưng tương đồng với chi Arthrospira sp.

Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất

Tác giả đề xuất quy trình quản lý tích hợp nhằm hạn chế hiện tượng nở hoa tảo độc trong ao nuôi thủy sản:

1. Quản lý nguồn nước và đáy ao: Cải tạo ao kỹ sau mỗi vụ nuôi (tháo cạn, nạo vét bùn đáy, phơi đáy ao, bón vôi); kiểm soát chặt chẽ lượng thức ăn công nghiệp, vớt bỏ thức ăn dư thừa và váng tảo tạt vào góc cuối gió; nghiêm cấm bón phân chuồng tươi trực tiếp xuống ao.
2. Kỹ thuật cơ học: Bón vôi Dolomite $\text{CaMg(CO}_3)_2$ định kỳ với liều lượng 20–30 $\text{kg}/1.000,\text{m}^3$ nước để ổn định hệ đệm pH; tăng cường vận hành quạt nước và máy sục khí nhằm phá vỡ sự phân tầng nhiệt, giải phóng khí độc ($\text{NH}_3, \text{H}_2\text{S}$) và gom tụ mùn bã hữu cơ để xi phông ra ngoài.
3. Biện pháp sinh học: Ứng dụng định kỳ các chế phẩm vi sinh hữu ích (như Biowaster, Biofloc liều lượng $1,\text{kg}/8.000,\text{m}^3$, định kỳ 15 ngày/lần ở giai đoạn đầu và 7 ngày/lần ở giai đoạn cuối vụ nuôi) kết hợp sục khí trước khi tạt nhằm thiết lập quần thể vi sinh vật cạnh tranh dinh dưỡng với vi khuẩn lam.
4. Biện pháp hóa học có kiểm soát: Khi mật độ tảo nở hoa quá cao, có thể sử dụng các chất diệt khuẩn gốc clo (supher clo $1,\text{kg}/6.000,\text{m}^3$, Vicato $1,\text{kg}/1.000\text{--}1.500,\text{m}^3$, BKC $1,\text{L}/5.000,\text{m}^3$) dùng lặp lại 2 lần/tuần đến khi chất lượng nước ổn định; cẩn trọng khi dùng $\text{CuSO}_4$ do nguy cơ tích lũy ion đồng độc hại cho động vật thủy sản.
5. Công tác tuyên truyền, tập huấn: Nâng cao nhận thức của người nuôi về tác hại của CyanoHABs và hướng dẫn quy trình nuôi an toàn sinh học.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Phạm vi khảo sát thực địa còn hẹp, mới thực hiện tại 09 ao nuôi cá nước ngọt thuộc 3 tỉnh miền Bắc trong khoảng thời gian từ tháng 10/2021 đến tháng 07/2022.
• Việc định danh vi khuẩn lam phân lập mới dừng lại ở bước phân tích đặc điểm hình thái học tế bào dưới kính hiển vi quang học thông thường (độ phóng đại 400x), chưa áp dụng các công cụ sinh học phân tử chuyên sâu.
• Đề tài chưa tiến hành phân tích định lượng hàm lượng độc tố cyanotoxins (như Microcystins-LR) tồn lưu trong các mẫu nước ao khảo sát bằng các phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) hay khối phổ (LC-MS/MS).

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Mở rộng quy mô điều tra, thu thập mẫu nước theo chu kỳ các mùa trong năm tại nhiều mô hình thủy canh khác nhau (nuôi cá chuyên canh, nuôi ghép, nuôi tôm nước lợ).
• Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử (tách chiết DNA, giải trình tự gen mã hóa 16S rRNA và khuếch đại cụm gen mcy) để định loại chính xác loài vi khuẩn lam và đánh giá độc lực di truyền.
• Thử nghiệm đánh giá hiệu lực ức chế vi khuẩn lam phân lập bằng các chủng vi khuẩn đối kháng bản địa hoặc các hoạt chất sinh học tự nhiên chiết xuất từ thực vật/rong biển ở quy mô thực nghiệm ao nuôi.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên và học viên chuyên ngành: Cung cấp tài liệu tham khảo thực nghiệm chuẩn xác cho ngành Công nghệ sinh học, Nuôi trồng thủy sản, Bệnh học thủy sản và Khoa học môi trường về quy trình thu mẫu nước nở hoa, pha chế môi trường BG-11, thao tác nuôi cấy vi khuẩn lam dạng lỏng lắc và phân lập khuẩn lạc đơn trên đĩa thạch.
• Cán bộ kỹ thuật và khuyến ngư: Tham khảo cơ sở dữ liệu thực địa về mức độ phú dưỡng hóa ao nuôi cá nước ngọt tại các địa bàn trọng điểm (Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương), làm căn cứ xây dựng sổ tay hướng dẫn quản lý môi trường ao nuôi.
• Chủ hộ nuôi trồng thủy sản: Tiếp cận các giải pháp kỹ thuật đồng bộ (chế độ sục khí, liều lượng sử dụng vôi Dolomite, chế phẩm vi sinh định kỳ và hóa chất khử trùng đúng nồng độ) để phòng ngừa và xử lý hiệu quả hiện tượng váng nước xanh.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hiện tượng nước nở hoa tại các ao nuôi cá ở Phú Xuyên (Hà Nội) lại nghiêm trọng hơn so với các khu vực khác?

Theo kết quả phỏng vấn và khảo sát thực địa của tác giả, huyện Phú Xuyên là vùng trọng điểm thâm canh cá của Hà Nội với mật độ thả nuôi rất cao. Các ao nuôi tại đây hoạt động liên tục, hầu như không có thời gian phơi đáy nghỉ vụ giữa các lứa nuôi, kết hợp với việc 100% ao không xử lý nước trước khi nuôi. Lượng thức ăn dư thừa và mùn bã hữu cơ tích tụ lớn dưới đáy ao trong điều kiện nhiệt độ cao (tháng 4–5) tạo môi trường phú dưỡng cực kỳ thuận lợi cho vi khuẩn lam bùng phát thành váng xanh đậm đen.

2. Điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm tối ưu cho các chủng vi khuẩn lam phân lập trong khóa luận là gì?

Các chủng vi khuẩn lam sinh trưởng và tăng sinh khối tốt nhất trong môi trường BG-11 dạng lỏng (pH 7,0), nuôi trong bình tam giác đặt trên máy lắc với tốc độ 90 vòng/phút, nuôi ở nhiệt độ phòng và duy trì chế độ chiếu sáng trắng nhân tạo 12 giờ/ngày. Môi trường lỏng kết hợp lắc giúp tăng cường phân tán chất dinh dưỡng và trao đổi khí so với nuôi cấy tĩnh trên môi trường thạch đặc.

3. Thời gian bảo quản mẫu nước ở nhiệt độ 4°C ảnh hưởng như thế nào đến khả năng sinh trưởng của vi khuẩn lam?

Kết quả thực nghiệm cho thấy thời gian lưu giữ mẫu nước ở 4°C tỷ lệ nghịch với khả năng sống sót và sinh trưởng của vi khuẩn lam. Mẫu nước phân lập sau 01 ngày bảo quản cho tốc độ phát triển mạnh; tuy nhiên, sau 07 ngày lưu trữ ở 4°C trong điều kiện thiếu sáng, sức sống và tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn lam bị suy giảm rõ rệt. Do đó, mẫu nước thu thập ngoài thực địa cần được xử lý và cấy phân lập trong vòng 24 giờ.

4. Vi khuẩn lam phân lập được từ các ao nuôi tại Hà Nội có đặc điểm hình thái như thế nào?

Dưới kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 400 lần, các mẫu vi khuẩn lam phân lập từ ao nuôi cá tại Hà Nội (mẫu HN-01, HN-02, HN-03) có cấu trúc dạng sợi chuỗi dài, đa bào, không phân nhánh, có hình thái tương đồng với chi Arthrospira sp.

5. Khóa luận khuyến cáo sử dụng chế phẩm sinh học như thế nào để khống chế vi khuẩn lam trong ao nuôi?

Tác giả khuyến cáo sử dụng các chế phẩm sinh học chứa vi sinh vật hữu ích (như Biowaster, Biofloc) với liều lượng $1,\text{kg}/8.000,\text{m}^3$ nước, định kỳ 15 ngày/lần trong các tháng nuôi đầu và tăng lên 7 ngày/lần vào những tháng cuối vụ. Trước khi tạt chế phẩm xuống ao, cần ủ sục khí trước từ 8–12 giờ để tăng sinh khối vi sinh vật, đồng thời vận hành quạt nước hoặc máy bơm sau khi tạt để phân tán đều chế phẩm trong toàn bộ cột nước.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phan Ngọc Tú đã phản ánh chân thực thực trạng 100% ao nuôi cá khảo sát tại Hà Nội, Hưng Yên và Hải Dương đều bị hiện tượng phú dưỡng và nở hoa vi khuẩn lam do nước không được xử lý trước khi nuôi và thiếu hụt khâu cải tạo đáy ao. Nghiên cứu đã xác lập thành công quy trình thu mẫu, bảo quản và phân lập vi khuẩn lam trên môi trường BG-11 lỏng (kết hợp lắc 90 vòng/phút và chiếu sáng 12 giờ/ngày), đồng thời bước đầu định loại hình thái chủng vi khuẩn lam dạng sợi chuỗi tương đồng chi Arthrospira sp. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo thực nghiệm hữu ích, cung cấp các luận cứ khoa học và gói giải pháp kỹ thuật tổng hợp (quản lý thức ăn, sục khí, sử dụng chế phẩm sinh học) phục vụ công tác kiểm soát nở hoa tảo độc, hướng tới phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Vi khuẩn lam (Cyanobacteria), hay còn gọi là tảo lục lam, hoặc tảo lam, là nhóm vi sinh vật nguyên thủy nhất có lịch sử phát triển trải qua 3,8 tỷ năm, tảo lam có mặt ở hầu hết các hệ sinh thái và là ngành có sự đa dạng về thành phần loài. Vi khuẩn lam đóng vai trò quan trọng trong đời sống thực vật, hệ sinh thái thủy vực. Trong tự nhiên, vi khuẩn lam là mắt xích quang trọng trong chuỗi thức ăn, do chúng có khả năng sinh sống trong nƣớc và tự quang hợp. Khi gặp điều kiện môi trƣờng thuận lợi, vi khuẩn lam phát triển nhanh dẫn đến phát sinh số lƣợng lớn cá thể, gây ra hiện tƣợng nở hoa HAB (Harmful Algal Blooming) hoặc CyanoHAB, gây hại cho các loài sinh vật khác.

Nƣớc nở hoa có thể xảy ra trong môi trƣờng nƣớc ngọt hoặc nƣớc mặn, đặc biệt chỉ liên quan đến một vài loài thực vật phiêu sinh, và một số trƣờng hợp nở hoa có thể đƣợc nhận biết thông qua sự đổi màu của nƣớc do mật độ các tế bào tạo màu tăng cao. Mặc dù chƣa có một giá trị ngƣỡng để đánh giá vấn đề này, tuy nhiên tảo lam có thể đƣợc xem là một trong các tác nhân gây ra hiện tƣợng này với nồng độ hàng trăm đến hàng ngàn tế bào và có thể đạt đến trên một triệu tế bào trên một ml, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng. Do đó, khi nƣớc nở hoa thƣờng có màu lục, nhƣng cũng có thể có các màu khác nhƣ nâu vàng hoặc đỏ tùy thuộc vào loại tảo. Nƣớc nở hoa làm chết cá và các sinh vật ăn phải.

Trong nuôi trồng thủy sản (ở nƣớc ngọt hoặc nƣớc mặn), thì các loại tảo độc (trong đó có vi khuẩn lam hay tảo lam) có thể gây ảnh hƣởng trực tiếp hoặc gián tiếp. Bên cạnh đó, một số loại tảo độc khác nhƣ tảo giáp hay tảo mắt cũng gây ra các hậu quả tiêu cực đến sự sinh trƣởng và phát triển của các loài thủy sản, đặc biệt là các loại tôm. Các loại tảo này thƣờng tiết ra độc tố gây hoại tử gan tôm, đồng thời ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc nuôi tôm, làm tôm mẫn cảm 1 với các tác nhân gây bệnh. Vi khuẩn lam (tảo lam) là dạng tảo có kích thƣớc lớn, chiều dài đến vài milimet; khi xuất hiện nhiều trong ao, quan sát bằng mắt thƣờng thấy ao có màu xanh đậm, xanh nƣớc sơn, nổi váng xanh trên mặt; khi trời nắng gắt thì nổi thành từng đám trên mặt nƣớc và phía cuối gió; lúc này có thể nhận diện đƣợc tảo lam dạng sợi hay dạng hạt d dàng.

Khi tảo lam xuất hiện nhiều trong ao, s làm cho tôm có mùi hôi, tắc ngh n mang do tảo thải ra chất nhờn ở màng tế bào; hay tôm bị phân trắng do tảo trong đƣờng ruột tôm chƣa đƣợc tiêu hóa. Tảo lam dạng hạt và sợi đều độc nhƣ nhau, nhƣng dạng sợi thƣờng độc hơn do vƣớng vào mang tôm và tôm cũng thƣờng ăn phải nhƣng không tiêu hóa đƣợc. Ngoài việc gây ra các tình trạng trên, tảo lam còn có thể gây bệnh cho cá, đặc biệt những loại cá ăn lọc nhƣ cá mè trắng, mè hoa, các loại nhuy n thể, giáp xác và cho cả con ngƣời nếu ăn phải. Ngoài ra, tảo mắt phát triển thì nƣớc ao có màu nâu đen, xanh rau má.

Tảo mắt di chuyển nhanh trong nƣớc nhờ có lông roi nằm ở đầu trƣớc cơ thể đơn bào có điểm mắt màu đỏ. Tảo mắt xuất hiện trong ao nuôi báo hiệu nƣớc ao bắt đầu nhi m bẩn, có thể do thức ăn dƣ thừa nhiều (trong nuôi thâm canh), hoặc do nguồn nƣớc bị ô nhi m hoặc nền đáy đã nhi m bẩn từ trƣớc (mô hình nuôi cho ít thức ăn). Tảo giáp phát triển với mật độ cao trong ao, nƣớc s có màu nâu đỏ hoặc mặt nƣớc xuất hiện nhiều váng nâu đỏ. Tôm không tiêu hóa đƣợc loại tảo này do chúng có vách tế bào cứng, một số trƣờng hợp tôm bị tắc ngh n đƣờng ruột hoặc bị đứt đoạn khi có quá nhiều tế bào tảo giáp trong ruột.

Khi bị tảo giáp tấn công, tôm bị nổi đầu về đêm và sáng sớm do thiếu ôxy trong nƣớc và nƣớc bị phát sáng ảnh hƣởng đến tập tính sống của tôm nuôi. Trong nuôi trồng thủy sản, nguyên nhân chính làm vi khuẩn lam (tảo lam) và các loại tảo độc khác phát triển mạnh, là do (1) quản lý thức ăn không tốt làm thức ăn dƣ tích lũy xuống nền đáy; (2) Phân tôm/ cá trong suốt vụ nuôi; (3) Nền đáy dơ bẩn do không cải tạo ao kỹ; (4) thời tiết thay đổi thất thƣờng nắng nóng hoặc mƣa kéo dài đột ngột làm các yếu tố môi trƣờng trong ao nuôi thay đổi, 2 quá trình phân hủy mùn bã hữu cơ tăng sinh ra nhiều chất dinh dƣỡng tạo điều kiện cho tảo có hại trong ao phát triển. Để phát triển nghề nuôi trồng thủy sản bền vững và hiệu quả, thì ngƣời nuôi cần có các giải pháp khắc phục và phòng ngừa vi khuẩn lam và các loại tảo độc trong ao nuôi. Để tìm đƣợc các giải pháp phù hợp nhất, an toàn với môi trƣờng và mang lại giá trị kinh tế cao, thì việc xác định rõ những loại vi khuẩn lam hoặc tảo độc trong ao nuôi thủy sản là vô cùng quan trọng và cần thiết.

Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Phân lập một số chủng vi khuẩn lam gây hiện tượng nở hoa thu thập ở một số ao hồ nuôi thủy sản tại một số tỉnh miền Bắc”. Mục đích và yêu cầu đề tài 1. Mục đích  Phân lập một số chủng vi khuẩn lam gây hiện tƣợng nở hoa ở một số ao nuôi thủy sản tại một số tỉnh miền Bắc.2 Yêu cầu  Khảo sát hiện tƣợng tảo nở hoa ở các ao hồ nuôi thủy sản tại khu vực miền Bắc.  Phân lập đƣợc một số vi khuẩn lam gây hiện tƣợng nở hoa tại các ao nuôi này.

TỔN QU N Á TÀ L UN ÊN ỨU 2. iới thiệu về vi khuẩn lam 2. Khái niệm và phân loại vi khuẩn lam Vi khuẩn lam (Cyanophyta) hoặc tảo lục lam hoặc tảo lam, là một vi khuẩn đặc biệt, có khả năng sinh sống trong môi trƣờng nƣớc và có khả năng tự quang hợp tƣơng tự nhƣ thực vật. “Cyano” có nguồn gốc từ tiếng Hi Lạp, có nghĩa là “màu xanh” và “phyta” có nghĩa là “thực vật”.

Vi khuẩn lam là nhóm sinh vật bao gồm các prokaryote đơn bào đến đa bào, có cholorophyll a và thực hiện giải phóng oxy có liên quan đến các hệ thống quang hợp PSI và PSII. Vi khuẩn lam có thể sống trong các môi trƣờng đa dạng, bao gồm cả nƣớc ngọt, nƣớc mặn, nƣớc lợ và kể cả môi trƣờng trên cạn. Ngoài ra, vi khuẩn lam cung cấp năng lƣợng sơ cấp cho sinh quyền đồng thời giải phóng một lƣợng lớn oxy vào trong không khí thông qua quá trình quang hợp và trao đổi chất. Một số vi khuẩn lam có thể đƣợc sử dụng là nguồn thức ăn giàu protein, vitamin, giàu các axit amin không thể thay thế, và đƣợc dùng làm dƣợc phẩm.

Mặt khác, một số loài vi khuẩn lam sản sinh ra độc tố gây nhi m độc cho các loài động, thực vật thủy sinh và con ngƣời. Đến cuối thế kỷ 20, hệ thống danh pháp của vi khuẩn lam tuân theo Quy tắc Danh pháp Thực vật Quốc tế. Vào cuối những năm 1970, Stanier và các đồng nghiệp đã công nhận bản chất nhân sơ của vi khuẩn lam và đề xuất tuân theo Bộ luật danh pháp quốc tế dành cho vi khuẩn. Theo Sổ tay Vi khuẩn có Hệ thống của Bergey, và theo cách tiếp cận Stanier và Rippka et al.

(1979) khái niệm, vi khuẩn lam đƣợc chia thành hai nhóm: vi khuẩn lam dạng sợi đơn bào và đa bào; và năm phần phụ dựa trên tiêu chí hình thái học, và tƣơng ứng với năm bộ vi khuẩn lam trƣớc đây: Chroococcales (phần I) và Pleurocapsales (phần II) chứa các tế bào đơn bào, chúng phân chia theo phân hạch nhị phân trong một hoặc nhiều kế hoạch và đơn độc hoặc sắp xếp thành các khuẩn lạc. Pleurocapsales cũng có thể tạo ra các tế bào nhỏ d phân tán (tế bào baeocytes) 4 sau khi phân chia bằng nhiều lần phân hạch. Trong vi khuẩn lam dạng sợi đa bào, Oscilla- toriales (phần III) chỉ có các tế bào sinh dƣỡng sắp xếp thành dạng sợi, trong khi Nostocales (phần IV) và Stigonematales (phần V) có khả năng tạo ra các tế bào chuyên biệt, các tế bào dị hình, cho phép cố định N ở một ngăn thiếu khí; hoặc có thể biểu hiện các tế bào chống chịu áp lực với môi trƣờng đƣợc gọi là akinetes. Bên cạnh đó, vi khuẩn lam từ phần V cũng đƣợc đặc trƣng bởi khả năng phân chia theo nhiều mặt phẳng và hình thành các trichome phân nhánh thực sự (Haselkorn, 2009) (Demoulin et al.

Ở Việt Nam, trong "Danh lục loài thực vật Việt Nam" (2001) ghi nhận 2.191 loài tảo thuộc 9 ngành và 368 loài vi khuẩn lam. Toàn thế giới đã phát hiện đƣợc khoảng 20. Cấu tạo tế bào vi khuẩn lam Vi khuẩn lam thƣờng có dạng đơn bào, tập đoàn, dạng sợi chuỗi (Hình 2. Một vài tế bào trong chuỗi có hình dạng khác đƣợc gọi là dị bào nang (heterocysts) có khả năng cố định nitơ và một dạng khác đƣợc gọi là tế bào nghỉ (ankinetes).

ự đa dạng về hình thái của các loài vi khuẩn lam (Esteves- Ferreira et al. Mũi tên 5 (ak) akinetes (fb) phân nhánh sai (tb) phân nhánh đúng Theo Vũ Thành Lâm và cộng sự (2007), sƣu tầm và tổng hợp thông tin về vi khuẩn lam đăng trên website của Viện nghiên cứu hải sản, trực thuộc Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, ngày 20/11/2007 nhƣ sau: a) Tế bào dinh dƣỡng của vi khuẩn lam Hình dạng: Tế bào dinh dƣỡng của vi khuẩn lam rất đa dạng, có thể có hình cầu, hình thoi, hình trứng, hình ống, hình quả lê, hình êlíp rộng, hình êlíp kéo dài, hình kéo dài về một phía. Đƣờng kính tế bào có thể dao động từ 1 micromet (Synechococcus) đến 100 micromet (Oscillatoria) (Allaf & Peerhossaini, 2022). Vách tế bào: Vách tế bào vi khuẩn lam khá dầy, gồm 4 lớp, bên ngoài thƣờng hóa nhầy, có khi tạo thành bao chuyên hóa, bao xung quanh tế bào hoặc nhóm tế bào hay toàn bộ sợi.

Vách tế bào của vi khuẩn lam chủ yếu do hợp chất murein - là một glucosaminoprotein, ngoài ra có thể còn có cellulose, bắt màu gram-âm (Allaf & Peerhossaini, 2022). Chất nguyên sinh: Chất nguyên sinh ở vi khuẩn lam đƣợc phân biệt thành 2 vùng: Vùng trong (vùng trung bào chất, centroplasme) chứa DNA.