Nghiên cứu đánh giá tác động của chất xử lý nước Kali monopersulfate (KMPS) lên quá trình nitrat hóa, hiệu suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), và cấu trúc cộng đồng vi khuẩn trên giá thể vi sinh dạng xốp (SBBF). Kết quả cho thấy nồng độ KMPS cao (3–5 mg/L) làm giảm đáng kể tốc độ oxy hóa amoniac (AOR) và nitrit (NOR) của SBBF so với nhóm đối chứng (p < 0,05), nhưng tác động này giảm dần sau nhiều lần bổ sung. Trong thí nghiệm nuôi tôm, nồng độ KMPS cao (4–8 mg/L) làm tăng nồng độ amoni và nitrit, đồng thời giảm trọng lượng và tỷ lệ sống của tôm. Phân tích gen cho thấy độ phong phú của vi khuẩn liên quan đến chu trình nitơ và vi khuẩn có lợi giảm khi bổ sung KMPS (p < 0,05).
Giới thiệu
- Trong những năm gần đây, sản lượng tôm thẻ chân trắng đã tăng mạnh do nhu cầu tiêu thụ cao. Tuy nhiên, ngành nuôi trồng thủy sản truyền thống gặp phải nhiều vấn đề như ô nhiễm môi trường, dịch bệnh, và lãng phí nước. Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) được phát triển để giảm thiểu các vấn đề này, nhờ vào quá trình lọc sinh học và kiểm soát chất lượng nước. Màng vi sinh, đặc biệt là màng vi sinh nitrat hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định chất lượng nước và tăng cường quá trình nitrat hóa, giúp bảo vệ tôm khỏi các yếu tố gây hại.
- Tuy nhiên, RAS cũng có nguy cơ lây lan bệnh do mật độ nuôi cao, và việc sử dụng các chất khử trùng hiện tại như kháng sinh và hoá chất có nhiều hạn chế. Kali monopersulfate (KMPS) được xem là một chất khử trùng thay thế hiệu quả và thân thiện với môi trường. KMPS có thể phân hủy thành các sản phẩm phụ không độc hại và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khử trùng. Tuy nhiên, tác động của KMPS đối với chất lượng nước, quá trình nitrat hóa và quần thể vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
- Ngoài ra, giá thể xốp (SB) có đặc tính phù hợp để phát triển vi sinh vật và được ứng dụng trong xử lý nước thải cũng như trong nuôi trồng thủy sản. Nghiên cứu này nhằm mục đích xác định tác động của KMPS lên quá trình nitrat hóa, chất lượng nước và sự tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng trong hệ thống trong nuôi trồng thuỷ sản , đồng thời phân tích cấu trúc và đa dạng quần thể vi khuẩn màng vi sinh SBBF.
Vật liệu và phương pháp
- Vật liệu: Sử dụng giá thể xốp (SB) với các thông số kỹ thuật như độ xốp 98%, mật độ 0,011 g/cm³ và diện tích bề mặt 4000 m²/m³. Phương pháp nuôi cấy màng vi sinh trên giá thể xốp (SBBF) được áp dụng theo mô tả của Wang và cộng sự (2022).
- Thí nghiệm tác động của KMPS: KMPS được thêm vào sáu cốc thủy tinh với nồng độ từ 0 mg/L đến 5 mg/L, sau đó các mẫu SBBF được xử lý và kiểm tra hoạt động oxy hóa amoniac (AOR) và oxy hóa nitrit (NOR) trong môi trường nuôi tôm. Sự thay đổi nồng độ amoniac và nitrit được đo định kỳ sau mỗi 12 giờ, và tốc độ oxy hóa được tính toán bằng công thức dựa trên nồng độ và khối lượng khô của SBBF.
- Tác động của KMPS lên nuôi tôm: Thí nghiệm trong bể nuôi tôm thẻ chân trắng (L. vannamei) được tiến hành với các mức nồng độ KMPS khác nhau (0, 2, 4, 8 mg/L). SBBF được ngâm vào bể nuôi với tỷ lệ 5% và tôm được cho ăn thức ăn định lượng. Các chỉ số như chất lượng nước, tốc độ tăng trưởng, và tỷ lệ sống của tôm được đo và phân tích.
- Phân tích: Các chỉ số chất lượng nước (nhiệt độ, DO, pH, độ đục) và các yếu tố sinh học (NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻) được theo dõi bằng phương pháp quang phổ. Các chỉ số tăng trưởng của tôm như tỷ lệ sống và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) được tính toán. DNA của màng vi sinh từ các bể nuôi tôm được tách chiết và giải trình tự bằng công nghệ Illumina MiSeq.
- Phương pháp phân tích thống kê: Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Origin và SPSS, sử dụng phương pháp ANOVA để xác định sự khác biệt có ý nghĩa, với giá trị P < 0,05.
Kết quả nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của các nồng độ KMPS khác nhau đến hoạt động oxy hóa amoniac (AOR) và oxy hóa nitrit (NOR) trong hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng.
Ảnh hưởng của KMPS lên hoạt động oxy hóa
- Sau ba lần bổ sung amoni clorua, sự chuyển đổi amoniac (+NH₄⁻) ở các nhóm có nồng độ KMPS cao (D, E) thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng CK. Thời gian chuyển đổi cũng lâu hơn ở các nhóm này.
- Sau ba lần bổ sung natri nitrit, tốc độ chuyển đổi nitrit (−NO₂⁻) ở nhóm CK cao hơn các nhóm khác, nhưng không có sự khác biệt giữa các nhóm thí nghiệm ở lần bổ sung thứ hai và thứ ba.
Ảnh hưởng của KMPS lên chất lượng nước
- Không có sự khác biệt rõ rệt về nhiệt độ, pH hay DO giữa các nhóm.
- Độ đục tăng nhẹ trong các hệ thống, nhưng không có sự khác biệt đáng kể. Nồng độ amoniac và nitrit dao động theo nồng độ KMPS, và cao hơn ở các nhóm có nồng độ KMPS cao.
Bảng 1: Các thông số vật lý và hóa học của nước trong bốn thử nghiệm nuôi tôm thẻ chân trắng.
Thông số | T0 | T1 | T2 | T3 |
Nhiệt độ (℃) | 25,3 ± 0,7 | 25.2 ± 1.2 | 25.3 ± 0.8 | 25.1 ± 0.9 |
DO (mg/L) | 𝑎
7. 98 ± 0. 25 |
𝑎
7. 69 ± 0. 21 |
𝑎
7. 70 ± 0. 18 |
𝑎
7. 69 ± 0. 17 |
(7.82–8.23) | (7.49–7.90) | (7.50–7.88) | (7.56–7.86) | |
pH | 𝑎
8. 31 ± 0. 06 |
𝑎
8. 23 ± 0. 06 |
𝑎
8. 33 ± 0. 06 |
𝑎
8. 32 ± 0. 07 |
(8.23–8.37) | (8.16–8.29) | (8.23–8.39) | (8.23–8.39) | |
Độ đục (NTU) | 𝑎
1. 12 ± 0. 37 |
𝑎
1. 12 ± 0. 43 |
𝑎
1. 37 ± 0. 23 |
𝑎
1. 49 ± 0. 44 |
(0.53–2.01) | (0.57–2.10) | (0.67–2.02) | (0.65–1.98) | |
Tổng phốt pho | 𝑎
0. 23 ± 0. 04 |
𝑎
0. 18 ± 0. 04 |
𝑎
0. 17 ± 0. 04 |
𝑎
0. 17 ± 0. 04 |
(0.00-1.30) | (0.00-0.84) | (0.00-0.80) | (0.00-0.80) | |
Các ký hiệu khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) |
Ảnh hưởng của KMPS đến hiệu suất tăng trưởng của tôm
Tôm nuôi ở hệ thống T0 (không bổ sung KMPS) có trọng lượng cuối cùng cao nhất và tỷ lệ sống đạt 100%, trong khi các nhóm bổ sung KMPS (T1, T2, T3) có mức tăng trưởng thấp hơn và tỷ lệ sống giảm.
Bảng 2: Hiệu suất tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng được nuôi trong các phương pháp xử lý thử nghiệm khác nhau trong quá trình nuôi cấy (30 ngày)
Thông số | T0 | T1 | T2 | T3 |
Trọng lượng ban đầu (g) | 0.1 ± 0.004 | 0.1 ± 0.004 | 0.1 ± 0.004 | 0.1 ± 0.004 |
Trọng lượng cuối cùng (g) | 𝑎
3. 34 ± 0. 28 |
𝑏
2. 82 ± 0. 42 |
𝑐
2. 54 ± 0. 16 |
𝑑
2. 08 ± 0. 37 |
Tăng trọng trung bình (g/tuần) | 𝑎
0. 81 ± 0. 05 |
𝑏
0. 68 ± 0. 07 |
𝑐
0. 61 ± 0. 03 |
𝑑
0. 52 ± 0. 06 |
Hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) | 𝑏
1. 59 ± 0. 07 |
𝑏
1. 66 ± 0. 04 |
𝑏
1. 72 ± 0. 07 |
𝑎
1. 89 ± 0. 06 |
Tỷ lệ sống (%) | 𝑎
100 |
𝑎
100 |
𝑎
100 |
𝑏
91. 67 ± 1. 91 |
Các giá trị là trung bình của 3 lần lặp lại ± độ lệch chuẩn. Các ký hiệu khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05). |
Ảnh hưởng của KMPS đến cộng đồng vi khuẩn
- Sự đa dạng vi khuẩn trong màng vi sinh (biofilm) thay đổi đáng kể theo nồng độ KMPS (Kali Monopersulfate), với sự khác biệt lớn hơn ở các nhóm mà nồng độ KMPS cao. Các vi khuẩn liên quan đến quá trình nitrat hóa như Nitrococcus và Nitrosomonas có xu hướng tăng tỷ lệ, trong khi các nhóm vi khuẩn khác giảm đáng kể.
- Điều này cho thấy KMPS không chỉ ảnh hưởng đến cấu trúc cộng đồng vi khuẩn mà còn thay đổi sự cân bằng giữa các loài vi khuẩn có vai trò quan trọng trong quá trình xử lý chất thải và ổn định chất lượng nước. Việc kiểm soát nồng độ KMPS trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) là cần thiết để duy trì sự ổn định của hệ vi sinh vật và đảm bảo hiệu quả nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei).
Kết luận
- Nồng độ KMPS (Kali Monopersulfate) ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động oxy hóa, chất lượng nước, hiệu suất tăng trưởng tôm, và cấu trúc cộng đồng vi khuẩn trong hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Khi bổ sung KMPS ở mức độ cao, các chỉ số sinh trưởng như trọng lượng tôm, tỷ lệ sống, và khả năng thích nghi với môi trường bị giảm, gây tác động tiêu cực đến hiệu quả nuôi trồng.
- Ngoài ra, KMPS cũng làm thay đổi cấu trúc hệ vi sinh vật, bao gồm sự suy giảm các vi khuẩn có lợi như Proteobacteria và Firmicutes, từ đó ảnh hưởng đến quá trình nitrat hóa và ổn định chất lượng nước. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kiểm soát liều lượng KMPS trong hệ thống nuôi trồng thủy sản nhằm hạn chế tác động tiêu cực đến tôm thẻ chân trắng và môi trường nuôi.
Thảo luận
Giới thiệu sản phẩm cho Tôm Aquakon tại Shrimpharmaqua
Tại Shrimpharmaqua, chúng tôi cung cấp sản phẩm Aquakon – giải pháp khử trùng hiệu quả và thân thiện với môi trường nuôi tôm
Đặc điểm nổi bật của Aquakon:
- Tiêu diệt vi khuẩn gây hại: Sản phẩm chứa các hoạt chất diệt khuẩn đặc hiệu, giúp loại bỏ vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các loài Vibrio nguy hiểm.
- Kiểm soát mật độ vi khuẩn chủ động: Đảm bảo môi trường nước ổn định, giảm nguy cơ bùng phát dịch bệnh.
- Thân thiện với môi trường: Aquakon không gây ảnh hưởng đến chất lượng nước ao, không làm hại tảo và còn hỗ trợ giảm mùi hôi từ khí độc
Hướng dẫn sử dụng:
- Diệt khuẩn trước khi thả giống: Liều lượng: 1,5 – 2 kg cho mỗi 1.500 m³ nước.
- Trong quá trình nuôi: Liều lượng: 1 kg cho mỗi 1.500 m³ nước.
- Sát trùng dụng cụ nuôi: Pha 100g Aquakon vào 10 lít nước, ngâm dụng cụ trong 2 giờ để tiêu diệt vi khuẩn.
Nguồn: Shrimpharmaqua dịch và tổng hợp từ bài “ Tác động của kali monopersulfate lên hoạt động nitrat hóa và cấu trúc cộng đồng vi khuẩn của màng vi sinh trên giá thể dạng xốp trong hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)”
Mọi ý kiến đóng góp và thắc mắc xin vui lòng liên hệ:
Công ty TNHH SHRIMPHARMAQUA
- Địa chỉ: 79/22 Lê Thị Riêng, Thới An, Quận 12, TP.HCM
- Hotline: 0828.39.3456 – 085.990.3456 – 082.275.3456
- Website: nghenong.vn hoặc shrimpharmaqua.com