MỞ ĐẦU Nghề nuôi tôm biển nói chung và tôm thẻ chân trắng nói riêng hiện nay đang là ngành sản xuất phát triển nhanh ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Bên cạnh sự gia tăng cả về diện tích và mật độ nuôi trong những năm qua, nghề nuôi tôm cũng gặp rất nhiều trở ngại như dịch bệnh và nguồn nước cho sản xuất bị ô nhiễm mà nguyên nhân chính là thức ăn dư thừa, các vi sinh vật có hại, hóa chất xử lý nước, kháng sinh, chất thải của tôm. Theo Fung- Smith, 1998, thức ăn trong nuôi tôm chiếm hơn 50% tổng chi phí sản xuất, tuy nhiên chỉ có khoảng 25-30% chất dinh dưỡng của thức ăn được chuyển đổi thành các sản phẩm tôm, và khoảng 70-75% lượng dinh dưỡng còn lại sẽ được thải ra môi trường nuôi. Hợp chất chứa nitơ vô cơ dưới dạng ammonia hay nitrite do phân hủy chất thải trong ao nuôi nếu không được xử lý tốt sẽ gây hại trực tiếp đến động vật thủy sản nuôi và là cơ hội cho các tác nhân gây bệnh như vi rút, vi khuẩn phát triển.
Bên cạnh đó, hóa chất, kháng sinh để xử lý môi trường ao nuôi và phòng bệnh cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước và gây ra nguy cơ kháng thuốc cho động vật nuôi và con người. Một số mặt hàng thủy sản xuất khẩu sang các thị trường Châu Âu, Nhật Bản, …bị kiểm định nghiêm ngặt về dư lượng kháng sinh, thậm chí còn bị trả lại. Do đó, cần chọn một giải pháp thích hợp để giải quyết vấn đề này. Tại một số nước có ngành nuôi trồng thủy sản phát triển với quy mô công nghiệp như Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Thái Lan,…các biện pháp sinh học như sử dụng chế phẩm chứa vi sinh vật thay thế cho kháng sinh trong phòng, điều trị bệnh và hóa chất sử dụng trong suốt chu trình sản xuất đã khẳng định được tính an toàn và hiệu quả.
Các chế phẩm chứa các chủng vi khuẩn có ích dùng trong thủy sản an toàn với người và động vật, đặc hiệu đối với vật chủ, thích hợp với các phương pháp phòng trừ khác, thời gian bán hủy ngắn nên không tồn đọng lâu để gây ô nhiễm môi trường sống, có khả năng tự nhân lên và ức chế các vi sinh vật gây bệnh cho tôm, cá. Việc sử dụng biện pháp này cũng phù hợp với hệ thống nuôi trồng thủy sản khép kín có tỷ lệ trao đổi nước rất thấp, đầu vào được kiểm soát chặt chẽ và thường được chứa trong không gian nhỏ hơn so với các ao mở truyền thống n 2 nhằm giảm sử dụng nước cho sản xuất thuỷ sản ở những nơi cách xa vùng ven biển đang là một xu hướng cho ngành phát triển [1]. Hai loại hệ thống nuôi trồng thủy sản khép kín đó là hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn nước (Recirculation Aquaculture Systems-RAS) và công nghệ biofloc (BF). Trong đó, FAO và EUROFISH khuyến cáo áp dụng hệ thống RAS.
Bởi vì RAS là hệ thống nuôi mang lại nhiều lợi ích vượt trội như: tiết kiệm nước, tỷ lệ sống cao, năng suất cao gấp nhiều lần, chất lượng tôm cá được đảm bảo và không gây ô nhiễm môi trường. Mắt xích quan trọng của hệ thống tuần hoàn RAS chính là bộ lọc sinh học được tạo ra do vi sinh vật được tích hợp vào giá thể. Vai trò của chúng đã được chứng minh, việc dùng chế phẩm chứa vi sinh vật trong xử lý ao nuôi nhằm phân hủy các chất không tiêu hóa được, thức ăn thừa, đặc biệt là rất thân thiện với môi trường [2]. Ở Việt Nam, công nghệ RAS được ứng dụng vào nuôi thâm canh đang còn khiêm tốn.
Việc ứng dụng công nghệ RAS trong nuôi tôm thẻ chân trắng công nghiệp hiện nay mới dừng lại ở một số trang trại giống và một số trang trại có tiềm lực tài chính đầu tư. Tuy nhiên, việc sử dụng các quần thể vi sinh vật nhằm xử lý ổn định các chỉ số ô nhiễm và tạo môi trường để tôm phát triển tốt hiện nay chưa được nghiên cứu chuyên sâu dẫn đến năng suất tôm chưa tương xứng với tổng mức đầu tư, thời gian thu hồi vốn dài. Do vậy, việc nghiên cứu sàng lọc các chủng vi sinh vật hữu ích ứng dụng trong hệ thống tuần hoàn nuôi tôm thẻ chân trắng là rất cần thiết cho việc tăng hiệu quả của hệ thống tuần hoàn RAS tại Việt Nam hiện nay. Với mong muốn tìm ra những chủng vi sinh vật hữu ích có khả năng làm sạch môi trường nước nuôi tôm để tăng hiệu quả xử lý nước trong hệ thống nuôi tôm tuần hoàn, chúng tôi đã thực hiện đề tài: ‟Tuyển chọn các chủng vi sinh vật hữu ích ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) bằng công nghệ tuần hoàn RAS”.
Mục đích của đề tài Tuyển chọn được các chủng vi sinh xử lý ô nhiễm nitơ (NH4+, NO2-, NO3- ), phosphor, sinh biofilm, chịu pH cao, chịu mặn…để làm chế phẩm xử lý nước nuôi tôm trong hệ thống tuần hoàn RAS. n 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Các chủng Bacillus thuộc bộ chủng vi sinh vật của Công ty Cổ phần Công nghệ Thuỷ sản AVITECH được sàng lọc và thử nghiệm trên hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) bằng công nghệ tuần hoàn RAS. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu Hiện nay, ở Việt Nam, công nghệ RAS được ứng dụng vào nuôi thâm canh đang còn khiêm tốn, chỉ dừng ở đề tài, dự án nghiên cứu và mô hình thử nghiệm. Việc ứng dụng công nghệ RAS trong nuôi tôm thẻ chân trắng công nghiệp hiện nay mới dừng lại ở một số trang trại giống và một số trang trại có tiềm lực tài chính đầu tư.
Tuy nhiên, việc sử dụng các quần thể vi sinh vật nhằm xử lý ổn định các chỉ số ô nhiễm và tạo môi trường để tôm phát triển tốt hiện nay chưa được nghiên cứu chuyên sâu. Do vậy, việc nghiên cứu sàng lọc các chủng vi sinh vật hữu ích ứng dụng trong hệ thống tuần hoàn nuôi tôm thẻ chân trắng là rất cần thiết cho việc tăng hiệu quả của hệ thống tuần hoàn RAS tại Việt Nam hiện nay. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. TÌNH HÌNH NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei) TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.
Đặc điểm của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) Phân loại tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương hay còn gọi là tôm thẻ chân trắng, Litopenaeus vannamei [3]: Ngành Arthropoda, Lớp Giáp xác, Bộ Decapoda, Họ Penaeidae, Chi Litopenaeus và Loài vannamei [4]. Tôm thẻ chân trắng là loài tôm được nuôi phổ biến nhất (chiếm hơn 70% các loài tôm he Nam Mỹ) ở Tây bán cầu [5]. Sản lượng tôm thẻ chân trắng chỉ đứng sau tổng sản lượng tôm sú (Penaeus monodon) nuôi trên thế giới. Tôm thẻ chân trắng là tôm nhiệt đới, phân bố vùng ven bờ phía Đông Thái Bình Dương, từ biển Pêru đến Nam Mê-hi-cô, vùng biển Equađo.
Hiện nay, tôm thẻ chân trắng đã được di giống ở nhiều nước Đông Á và Đông Nam Á như Trung Quốc, Thái Lan, Philippin, Indonexia, Malaixia và Việt Nam. Thành công thương mại của việc đưa L. vannamei vào châu Á có thể là do các đặc điểm nuôi trồng thủy sản vượt trội của nó so với Penaeus monodon, loài tôm phổ biến nhất được nuôi trồng tại Châu Á trước kia, bao gồm: sự sẵn có cao hơn của các nguồn gen được chọn lọc, tôm bố mẹ thuần dưỡng không có mầm bệnh, tỷ lệ sống của ấu trùng cao, tốc độ tăng trưởng nhanh hơn, khả năng chống chịu tốt hơn với mật độ nuôi cao, nhu cầu protein trong khẩu phần thấp hơn, hơn thế nữa sử dụng hiệu quả protein thực vật trong chế độ ăn công thức, khả năng thích ứng mạnh hơn với độ mặn thấp, khả năng chống chịu tốt hơn với độc tính ammonia và nitrite và độ nhạy cảm thấp hơn đối với các mầm bệnh virus nghiêm trọng lây nhiễm P. Ở vùng biển tự nhiên, tôm thẻ chân trắng thích nghi sống nơi đáy bùn, độ sâu khoảng 72 m, có thể sống ở độ mặn trong phạm vi 5 – 50‰, thích hợp ở độ mặn nước biển 28 – 34‰, pH 7,7 – 8,3, nhiệt độ thích hợp 25 – 28°C, tuy nhiên chúng có thể sống được ở nhiệt độ 12 – 32°C.
Tôm thẻ chân trắng là loài ăn tạp giống như những loài tôm khác. Song không đòi hỏi thức ăn có hàm lượng đạm cao như tôm sú. Chúng có tốc độ sinh trưởng nhanh, lớn nhanh hơn n 5 tôm sú ở tuổi thành niên. Trong điều kiện tự nhiên từ tôm bột đến tôm cỡ 40 g/con mất khoảng thời gian 180 ngày hoặc từ 0,1 g có thể lớn tới 15 g trong giai đoạn 90 – 120 ngày.
Ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ trong nuôi tôm Tổng quan về nghề nuôi tôm trên thế giới hiện nay cho thấy có nhiều công nghệ nuôi tôm tiên tiến đang được áp dụng khá phổ biến. Các công nghệ nuôi tiên tiến nhất hiện nay bao gồm: Copefloc, công nghệ nuôi tôm mới sử dụng hoàn toàn bằng thức ăn tự nhiên; công nghệ nuôi tôm sử dụng thức ăn có nguồn gốc từ thực vật lên men; Nuôi tôm theo qui trình 3 pha (three-phase) trong ao; Nuôi tôm raceway siêu thâm canh nhiều tầng (super-intensive stacked raceway); Semi-biofloc trong nuôi tôm thâm canh; Biofloc trong nuôi tôm siêu thâm canh; Ương nuôi tôm siêu thâm canh trong hệ thống nước chảy (raceway); Nuôi tôm siêu thâm canh trong nhà kính. Xu hướng sắp tới, các nhà khoa học các nước có nghề nuôi tôm phát triển sẽ tiếp tục sử dụng kỹ thuật di truyền trong nuôi thủy sản, các quy trình nuôi tôm bằng công nghệ sinh học, nuôi tôm theo quy trình an toàn sinh học, quy trình nuôi tôm trong nhà kính, nghiên cứu các giải pháp phòng ngừa và xử lý dịch bệnh, phòng chống ô nhiễm môi trường. Nổi bật nhất là quy trình Biofloc, Copefloc, công nghệ nuôi tuần hoàn.
Ở Việt Nam, thành tựu khoa học công nghệ trong nuôi thủy sản đã có những tiến bộ vượt bậc, nhất là công nghệ sinh học trong xét nghiệm chẩn đoán bệnh. Tuy nhiên, Việt Nam còn thiếu mô hình nuôi tôm mang lại hiệu quả kinh tế cao và bền vững. Tỷ lệ nuôi tôm thành công của Việt Nam chỉ đạt 33%-35% do môi trường ô nhiễm, nhiều dịch bệnh; trong khi ở Indonesia, Ấn Độ… tỷ lệ nuôi thành công tới 70% (theo Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ, 2017). Hiện nay, đối với tôm chân trắng, có nhiều biện pháp kỹ thuật nuôi tiên tiến từ quãng canh, bán thâm canh, thâm canh và siêu thâm canh.