Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 5/2019 đến tháng 7/2020 Địa điểm nghiên cứu: Cơ sở thực nghiệm của Viện Tài nguyên và Môi trường biển (Đồ Sơn, Hải Phòng).
Bố trí thí nghiệm
3.2.1 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá rô phi nuôi thâm canh trong môi trường nước lợ bằng BFT
Các thí nghiệm nuôi cá rô phi theo Quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ biofloc (BFT) được Viện Tài nguyên và Môi trường biển thực hiện với ba nghiệm thức mật độ khác nhau Bên cạnh đó, có một nghiệm thức đối chứng không sử dụng BFT, nuôi theo công nghệ thay nước hiện tại Mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần để đảm bảo tính chính xác của kết quả.
Các nghiệm thức mật độ thí nghiệm là:
Nghiệm thức I sử dụng 6 con/m², nghiệm thức II 8 con/m², nghiệm thức III 10 con/m², và nghiệm thức IV (đối chứng) 3 con/m², với quy trình nuôi cá rô phi nước lợ thông thường không áp dụng BFT Mật độ nuôi cá rô phi hiện tại là 3 con/m², nước được thay thường xuyên, trung bình 1 lần mỗi tuần, với lượng nước thay bằng 1/3 lượng trong ao để đảm bảo chất lượng nước Sơ đồ bố trí các thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ cá rô phi được thể hiện tại hình 3.1.
Cá giống được sử dụng trong thí nghiệm là cá rô phi đơn tính đực, được lai giữa cá bố Oreochromis aureus và cá mẹ Oreochromis niloticus Những cá giống này đã được thuần hóa với độ mặn, có kích thước từ 4 đến 6 cm và khối lượng phù hợp.
Thí nghiệm được thực hiện trong bể có thể tích 4 m², sử dụng phương pháp ngẫu nhiên hoàn toàn, với nước có độ mặn ban đầu 7‰ và đã được tạo biofloc Các yếu tố phi thí nghiệm như nhiệt độ, độ mặn và DO được kiểm soát chặt chẽ Thức ăn công nghiệp dạng nổi, không tan trong nước của tập đoàn CP Group được sử dụng, đảm bảo khẩu phần ăn ở mỗi thí nghiệm là tương đương nhau.
Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ
Hệ thống bố trí thí nghiệm đã được thiết kế để nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ nuôi đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá rô phi trong môi trường nước lợ, như thể hiện trong hình 2.
Hình 3.2 Hệ thống bể bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của mật độ
Trong quá trình nuôi, cần điều chỉnh lượng nước trong bể để bù đắp cho sự bốc hơi và lượng biofloc lắng đọng, nhằm duy trì độ sâu nước ổn định ở mức 1 mét.
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn được quan trắc liên tục hàng ngày, để kịp thời điều chỉnh trong ao nuôi
Các yếu tố TAN, TSS , NO2-N, NO3 –N, NH3 –N quan trắc 1 tuần/lần
Kiểm tra tốc độ sinh trưởng của cá nuôi 15 ngày/ lần mỗi lần cân đo ngẫu nhiên 30 cá thể
Theo dõi đầy đủ lượng thức ăn cho cá ăn hàng ngày ở các bể thí nghiệm Đánh giá các thí nghiệm
Các chỉ tiêu đánh giá thí nghiệm gồm:
+ Tỷ lệ sống của cá (S - %)
+ Tăng trưởng khối lượng của cá (WG)
+ Tốc độ sinh trưởng tương đối của cá (SGR - %/ngày)
+ Tốc độ sinh trưởng tuyệt đối của cá (DGR - gr/ngày)
+ Thức ăn tiêu thụ theo trọng lượng khô (DFI) (g/con)
+ Hiệu quả sử dụng thức ăn: hệ số thức ăn (FCR)
+ Hiệu quả sử dụng protein ((PER = WG /protein tiêu thụ (g))
+ Hiệu quả làm sạch môi trường được đánh giá thông qua các chỉ số của các yếu môi trường nằm trong giới hạn cho phép
+ Biến động chỉ số thể tích FVI
3.2.2 Bố trí mô hình thử nghiệm nuôi cá rô phi trong môi trường nước lợ bằng BFT
Thực nghiệm nuôi cá rô phi theo quy trình công nghệ biofloc (BFT) đã được Viện Tài nguyên và Môi trường biển ban hành, nhằm thâm canh cá rô trong môi trường nước lợ Thí nghiệm được tiến hành trên 02 ao áp dụng công nghệ BFT và 01 ao đối chứng không sử dụng BFT, mỗi ao có diện tích 200 m².
Ao nuôi cá rô phi được lót bạt HDPE toàn bộ đáy và bờ, kết hợp với hệ thống sục khí đáy và quạt nước, tạo điều kiện thuận lợi cho mô hình nuôi trồng bằng BFT trong môi trường nước lợ, như thể hiện trong hình 3.3.
Hình 3.3 Ao nuôi thực nghiệm Độ mặn nước ao nuôi cấp ban đầu 8‰ đã được tạo biofloc
Mật độ nuôi cá rô phi trong các ao khác nhau được xác định như sau: Ao I có mật độ 6 con/m², Ao II là 8 con/m², và Ao III (ao đối chứng) là 3 con/m², áp dụng quy trình nuôi thông thường mà không sử dụng BFT Theo quy trình kỹ thuật hiện tại, cá rô phi nước lợ thường được nuôi với mật độ 3 con/m², và nước trong ao được thay thường xuyên từ tháng nuôi thứ 3, trung bình 1 lần mỗi tuần, với lượng nước thay là 1/3 tổng lượng nước trong ao nhằm đảm bảo chất lượng nước.
Cá thí nghiệm được sử dụng là giống cá rô phi đơn tính đực, được tạo ra từ sự lai xa giữa cá bố Oreochromis aureus và cá mẹ Oreochromis niloticus.
Cá giống đã được thuần hóa độ mặn, trọng lượng cá giống thả ban đầu 3,3 ± 0,41g
Trong quá trình nuôi, cần bổ sung lượng nước phù hợp với điều kiện thực tế để bù đắp cho sự bốc hơi và lượng biofloc lắng đọng Việc này giúp duy trì độ sâu nước trong ao ổn định ở mức 1,3 m.
Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, pH, DO, độ mặn, độ kiềm được quan trắc liên tục hàng ngày, để kịp thời điều chỉnh trong ao nuôi
Các yếu tố TAN, TSS , NO2- N, NO3- N, NH3 –N , BOD, COD quan trắc 1 tuần/lần
Kiểm tra tốc độ sinh trưởng của cá nuôi 15 ngày/ lần
Thu mẫu biofloc để xác định chỉ số thể tích (FVI) 1 tuần/lần
Theo dõi đầy đủ lượng thức ăn cho cá ăn hàng ngày ở các bể thí nghiệm Đánh giá các thí nghiệm
Các chỉ tiêu đánh giá thí nghiệm gồm:
+ Tỷ lệ sống của cá (S - %)
+ Tăng trưởng khối lượng của cá (WG)
+ Tốc độ sinh trưởng tương đối của cá (SGR - %/ngày)
+ Tốc độ sinh trưởng tuyệt đối của cá (DGR - gr/ngày)
+ Thức ăn tiêu thụ theo trọng lượng khô (DFI) (g/con)
+ Hiệu quả sử dụng thức ăn: hệ số thức ăn (FCR)
+ Hiệu quả sử dụng protein (PER = WG /protein tiêu thụ (g))
+ Hệ số tiêu tốn thức ăn FCR
3.2.3 Cách tạo, duy trì biofloc và cho cá ăn ở các thí nghiệm và mô hình thử nghiệm
Để tạo biofloc, bạn cần chuẩn bị một hỗn hợp gồm rỉ đường, thức ăn nuôi cá và bột đậu nành theo tỷ lệ 3:1:3 Hỗn hợp này cần được nấu chín và để ở nhiệt độ mát (khoảng 25 độ C) Cụ thể, 30 g rỉ đường cung cấp 50% carbohydrate, kết hợp với 10 g thức ăn có độ đạm 35% và 30 g bột đậu nành cho mỗi mét khối nước Sau đó, hỗn hợp này sẽ được ủ với chế phẩm sinh học chứa chủng vi khuẩn thích hợp.
Bacillus spp có mật độ vi khuẩn vượt quá 10^7 CFU/g, sử dụng sản phẩm CP-Bioflus với liều lượng 30 g/m^3 Quá trình ủ diễn ra trong điều kiện sục khí và khuấy đảo trong 48 giờ để lên men Sau đó, chế phẩm được đưa vào ao nuôi liên tục trong 3 ngày, mỗi ngày một lần vào khoảng 9 – 10 giờ sáng Khi nước ao đạt độ trong từ 30 - 40 cm, bổ sung chế phẩm chứa Bacillus spp với mật độ trên 10^7 CFU/g vào lúc 10 giờ, với liều lượng 0,15 g/m^3/ngày cho đến khi xuất hiện biofloc Việc kiểm tra chỉ số FVI (Floc Volume Index) bằng phễu lắng đạt 0,1 – 0,2 ml/L sẽ là tiêu chí để dừng việc tạo biofloc.
Để duy trì hệ thống biofloc trong bể nuôi và ao nuôi, cần bổ sung carbohydrate và chế phẩm sinh học chứa vi khuẩn Bacillus sp với mật độ vi khuẩn lớn hơn 10^7 CFU/g, thực hiện định kỳ mỗi tuần Sử dụng sản phẩm CP-Bioflus với liều lượng 0,15g/m³ mỗi lần, trong đó nguồn carbon là mật rỉ đường chứa 50% carbohydrate Lượng carbohydrate bổ sung được xác định theo phương pháp của Avnimelech (2007), với công thức tính lượng rỉ đường cần thiết trong ao nuôi.
X = [C/N (% protein x % Nprotein) - %C thức ăn]/%C rỉ đường
Trong đó: X là số lượng rỉ đường cần thêm vào để đạt tỷ lệ C/N mong muốn; C/N là tỷ lệ C/N cần đạt; % Nprotein là hàm lượng nitơ có trong 1g protein;
% C thức ăn là % các bon trong thành phần thức ăn; % C rỉ đường là % các bon trong thành phần rỉ đường
Theo hướng dẫn của Avnimelech (2012) và các kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ C/N trong hệ thống BFT nuôi cá rô phi nước lợ của Nguyễn Xuân Thành,
Kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ đến sinh trưởng và tỷ lệ sống của cá rô phi nuôi thâm canh trong môi trường nước lợ bằng BFT
4.1.1 Biến động các yếu tố môi trường trong quá trình thí nghiệm
4.1.1.1 Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường nền
Các yếu tố môi trường nền như nhiệt độ, pH, DO và độ mặn đã được quan trắc và điều chỉnh để đảm bảo sự tương đồng giữa các nghiệm thức thí nghiệm Tỷ lệ C:N cũng được theo dõi và phân tích để phù hợp với yêu cầu của thí nghiệm Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường nền được trình bày trong bảng 4.1.
Bảng 4.1 Biến động các yếu tố môi trường nền trong quá trình thí nghiệm
Yếu tố môi trường Nghiệm thức thí nghiệm mật độ cá nuôi
NT I NT II NT III NT IV (ĐC)
Các kết quả tại bảng 4.1 cho thấy, tại các nghiệm thức nhiệt độ dao động từ 27,8 – 31,8 0 C, pH từ 7,3 – 8,6, DO từ 3,8 – 6,9 mg/l, độ mặn duy trì 7‰
Nhiệt độ là yếu tố sinh thái quan trọng trong hệ sinh thái thủy vực, ảnh hưởng rõ rệt đến sinh vật thủy sinh, đặc biệt là trong nuôi cá rô phi và nuôi thủy sản nói chung Sinh vật dưới nước nhạy cảm hơn với biến động nhiệt độ so với sinh vật trên cạn, do đó việc duy trì nhiệt độ ổn định trong khoảng cho phép là rất cần thiết Nhiệt độ không chỉ ảnh hưởng đến sự trao đổi chất của vi khuẩn mà còn tác động trực tiếp đến hàm lượng ôxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng đến quá trình hình thành và phát triển biofloc Các nghiên cứu cho thấy nhiệt độ lý tưởng cho biofloc là từ 20 - 25 o C, trong khi nhiệt độ dưới 15 o C và trên 35 o C có thể gây hại Vào mùa nóng ở miền Bắc, biên độ nhiệt ngày đêm dao động từ 7 - 9 o C, và để giảm thiểu ảnh hưởng từ nhiệt độ không khí, cần tăng lượng nước trong ao Vào mùa đông, nhiệt độ trung bình thường dưới 20 o C, đặc biệt là trong các đợt gió mùa đông bắc, có thể giảm xuống 10-11 o C, gây khó khăn cho nghề nuôi cá Nhiệt độ cần thiết cho sự phát triển của cá rô phi là từ 20-32 o C, với mức tối ưu là 25-30 o C; cá có khả năng chịu đựng nhiệt độ từ 8 - 42 o C, nhưng bắt đầu chết ở 42 o C và dễ bị bệnh dưới 18 o C.
Giá trị pH thích hợp cho cá nằm trong khoảng từ 7,5 đến 8,5; ngoài khoảng này, cá nuôi và môi trường sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực Biến động pH lớn hơn 0,5 độ có thể gây sốc cho cá, làm tổn thương phần phụ và phần mang, đồng thời ảnh hưởng đến quá trình lột và làm cứng vỏ Khi pH thấp hơn 7 hoặc cao hơn 9, cá sẽ phát triển chậm, và môi trường có pH dưới 4 hoặc trên 11 sẽ dẫn đến cái chết của cá Ngoài ra, pH cũng ảnh hưởng gián tiếp đến cá; pH thấp làm tăng độc tính của kim loại nặng và H2S, trong khi pH cao lại làm tăng độc tính của NH3 Các yếu tố như tính chất đáy, độ pH của nguồn nước và sự phát triển của tảo trong ao nuôi đều ảnh hưởng đến pH môi trường.
Để đánh giá sự biến động của chỉ tiêu pH, chúng tôi đã tiến hành đo pH hàng ngày vào lúc 6h và 14h Kết quả cho thấy pH trong ngày của tất cả các bể thí nghiệm không có sự sai khác có ý nghĩa, với pH trung bình dao động từ 7,4 - 8,5 Sự ổn định của pH là rất quan trọng cho sự phát triển của vi sinh vật, giúp ngăn ngừa sự hình thành bào tử và tạo điều kiện cho biofloc phát triển Ngoài ra, pH ổn định còn giảm độ độc của các yếu tố môi trường như NH3 và H2S, từ đó góp phần vào quá trình hình thành biofloc.
Cá sống ở tầng nước dưới và đáy, có khả năng chịu đựng vùng nước với hàm lượng ôxy hòa tan thấp từ 1 mg/lít, trong khi ngưỡng gây chết cho cá là khoảng 0,3 - 0,1 mg/lít Trong các bể thí nghiệm, hàm lượng ôxy giữa sáng và chiều không có biến động lớn, với mức trung bình vượt 4 mg/l Oxy hòa tan ảnh hưởng đến kích thước, thể tích của bio-floc và thành phần vi khuẩn, trong đó vi khuẩn dị dưỡng là vi khuẩn hiếu khí Để đảm bảo sự hình thành bio-floc và phát triển của vi khuẩn, hàm lượng ôxy hòa tan cần duy trì từ 2 mg/L trở lên Các thí nghiệm cho thấy hàm lượng ôxy dao động trong khoảng giới hạn thích hợp cho sự hình thành và phát triển của bio-floc.
Hàm lượng oxy hòa tan (DO) không chỉ cần thiết cho sự tổng hợp tế bào của vi sinh vật hiếu khí trong Biofloc mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển cấu trúc của chúng (Avnimelech, 2012) Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ, pH và hàm lượng DO giữa các nghiệm thức là tương tự nhau và ít biến động do thí nghiệm được thực hiện trong phòng Độ mặn là yếu tố sinh thái quan trọng đối với sự sống của thủy sinh vật, với mỗi loài chỉ có thể thích ứng trong một giới hạn độ mặn nhất định Cá rô phi, với khả năng thích ứng rộng, có thể sống trong môi trường nước ngọt, nước lợ và nước mặn với độ mặn từ 0-40‰, nhưng phát triển tốt nhất ở vùng nước có độ mặn dưới 5‰.
10 - 25‰) sản phẩm cá đạt chất lượng cao, thịt thơm ngon, mình dày, cá sinh trưởng tốt Độ mặn ít có sự thay đổi giữa các nghiệm thức thí nghiệm
Các yếu tố môi trường quan tắc được đều nằm trong khoảng thích hợp cho biofloc phát triển và phù hợp cho nuôi cá rô phi (Hargreaves, 2013; De Schryver
4.1.1.2 Kết quả quan trắc các yếu tố môi trường dinh dưỡng
Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường dinh dưỡng trung bình qua các đợt quan trắc trong các lô thí nghiệm thể hiện tại bảng 4.2
Bảng 4.2 Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường dinh dưỡng trong các thí nghiệm
Yếu tố môi trường NT I NT II NT III NT IV (ĐC)
Lưu ý rằng các số liệu có chữ cái in thường khác nhau trong cùng một hàng cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa thống kê với P0,05.
Kết quả từ bảng 4.2 cho thấy các yếu tố môi trường dinh dưỡng như TAN, NO2-N, NO3-N và NH3-N trong các thí nghiệm ứng dụng BFT có giá trị thấp hơn so với nhóm đối chứng nuôi theo quy trình thay nước thông thường, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P
