Luận văn Khảo sát ảnh hưởng của một số chế phẩm vi sinh vật đến chất lượng nước ao nuôi tôm

ưa vào cơ thể của tôm còn 86% là chất thải. 25 Với một lượng lớn chất dinh dưỡng thải ra môi trường hàng ngày như vậy nên kích thích phytoplankton và vi khuẩn phát triển mạnh, tiếp theo đó là macrozooplankton phát triển theo. Hậu quả là quá nhiều chất hữu cơ tích tụ trong nước và trong bùn đáy[30]. 1.5.4. Chất hữu cơ từ phân bón: Trong quá trình nuôi tôm để gia tăng các phiêu sinh thực vật cũng như các động vật nhỏ dưới đáy ao phát triển tạo thêm nguồn thức ăn thiên nhiên người ta thường cho thêm phân hữu cơ. Bón phân cho ao cũng có mục đích thay cho chất dinh dưỡng đã bị đẩy ra khỏi ao khi ta thay nước trong ao. Các loại phân bón hữu cơ thường được dùng cho ao hồ là: Phân gà, phân trâu bò, phân heo, phân vịt, cám gạo, bột hạt bông, các phụ phẩm của công nghệ mía đường v.v Phân hữu cơ cung cấp thức ăn bằng cách nhả dần các chất dinh dưỡng qua hoạt động của các vi khuẩn, nhờ vậy các ấu trùng của tôm có thể sử dụng ngay được khi chúng vừa được chuyển vào ao. Tuy nhiên khi bón phân phải sử dụng đúng liều lượng, nếu bón quá nhiều sẽ gây ô nhiễm môi trường nước vì phân của động vật có chứa 15-25% chất khô và 93-95% chất hữu cơ [28]. 1.5.5. Chất hữu cơ hình thành trong quá trình nuôi tôm: Cường độ chất hữu cơ trong hồ nuôi tôm lớn hơn nhiều trong hồ nuôi cá. Chất hữu cơ trong hồ nuôi tôm chứa từ 10-40%, những loại chất này thường chứa axit, có nồng độ Nitơ thấp. Khi cải tạo hồ nuôi người ta cần bón cần bón vôi, thông khí nhằm tăng lượng Nitơ. Sự phân huỷ chất hữu cơ thay đổi theo thời gian và giảm dần về cuối vụ [28]. Chất hữu cơ lắng trong hồ nuôi tôm do từ thức ăn, phân và sản phẩm trao đổi chất của tôm, số lượng thức ăn lắng xuống có liên quan đến lượng thức ăn trong ngày và mật độ nuôi. Thức ăn cung cấp từ 400 kg/ha/ngày với mật độ 50con/m2 [28] và khoảng 607 kg/ha/ngày nuôi với mật độ cao hơn (Wyban et.al 1988) [31 ]. Mức độ chất dinh dưỡng cao và 26 tiếp tục cung cấp CO2 có thể là nguyên nhân kích thích sự phát triển của phytoplankton và hậu quả là làm tăng chất hữu cơ ở đáy ao. Các nhà nuôi tôm đã tăng mật độ nuôi cùng với việc cung cấp thức ăn cho chúng, khi mật độ tôm dày đặc thì thức ăn lắng xuống càng nhiều vì một số lượng lớn thức ăn không tiêu thụ cùng với phân của chúng và vỏ do tôm lột xác lắng xuống đáy ao. Các vi sinh vật có khả năng phân huỷ chất hữu cơ giải phóng ra chất hữu cơ hoà tan trong nước tiếp theo phytoplanktonphát triển và tạo sự nở hoa nước. Tế bào phytoplankton có quãng đời ngắn, chúng chết tạo ra nhiều chất lắng xuống đáy hồ. Kết quả của quá trình trên là môi trường hồ nuôi bị ô nhiễm, làm cho tôm tăng trưởng kém, bị bệnh. Sự tích luỹ chất hữu cơ quá mức được coi là sự nguy hiểm trong quá trình sản xuất tôm. Sự phân giải chất hữu cơ đòi hỏi phải sử dụng nhiều Oxygen và sản phẩm tạo ra là chất độc, sự tích luỹ chất độc như NH3 và CO2 gây hại cho tôm. Tỷ lệ sử dụng Oxygen cao trong suốt quá trình phân giải chất hữu cơ của vi khuẩn làm cho môi trường ao nuôi bị thiếu oxy, ở tình trạng này các vi khuẩn dị dưỡng có thể sử dụng Sulfate và hợp chất oxy Sunfur tạo ra chất nhận điện tử và Sulfide. Chất H2S là chất độc cao đối với nước. Nồng độ chất hữu cơ cao tạo ra nhiều phiêu sinh thực vật phát triển ở trong hồ. Sự nở hoa nước là nguyên nhân làm thay đổi lượng O2 và pH. Chất hữu cơ tích lũy gây hại cho tôm và có lợi cho vi sinh vật [31]. Dựa trên nghiên cứu động học chất hữu cơ trong hệ thống nuôi tôm thâm canh khép kín tại Thái Lan đã đưa ra một số kết luận sau : - Thức ăn không tiêu hóa được là nguồn chất hữu cơ quan trọng nhất gây ra các vấn đề về môi trường trong các ao nuôi thâm canh. Khoảng 61,7 – 68,1% thức ăn thừa bỏ lại trong ao như là chất bài tiết của tôm và xác vỏ tôm . - Chất dinh dưỡng giải phóng ra từ sự phân huỷ chất thải hữu cơ tạo ra sinh khối tảo gấp 1,4 – 1,6 lần chất thải hữu cơ. - Khoảng 18,4 đến 25% cacbon hữu cơ trong thức ăn tiêu hóa được đồng hoá và sử dụng trong quá trình hô hấp của tôm. 27 - Chỉ còn khoảng 11,7- 13% cacbon hữu cơ trong thức ăn tiêu hóa được đồng hoá và tạo năng suất tôm nuôi. - Nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến tỷ lệ hô hấp của tôm sú (Penaeus monodon). Tỷ lệ hô hấp khác nhau ở các cỡ tôm khác nhau ở nhiệt độ 200C; 250C và 300C có thể được miêu tả theo phương trình: R = 0,352 W0,4770 200C R = 0,3791W0,6810 250C R = 1,0060W0,5376 300C Với: R: Tỷ lệ hô hấp (mgO2/h) W: Trọng lượng tươi của cơ thể tôm (g) - Sự gia tăng tốc độ dòng nước chảy tạo ra sự gia tăng tỷ lệ hô hấp của tôm. - Tôm hô hấp mạnh hơn khi nuôi với nền đáy bằng cát so với nền đáy là đất hoặc chất dẻo plastic. - Có sự tương quan thuận giữa tỷ lệ quang hợp trung bình với mật độ tôm nuôi và tỷ lệ hô hấp trung bình với tỷ lệ tôm nuôi. - Không có sự liên quan giữa số lượng chất hữu cơ đưa vào đáy ao nền đất với mật độ tôm nuôi, giữa tỷ lệ hô hấp bùn đáy với mật độ tôm nuôi, giữa lượng chất hữu cơ tích luỹ ở bùn đáy với mật độ tôm nuôi. Có sự gia tăng quan trọng chất hữu cơ trong đáy ao khi nuôi với mật độ 60 con/m2. - Thức ăn và sự quang hợp của phytoplankton là 2 nguồn chất hữu cơ quan trọng nhất được đưa vào trong ao. - Sự hô hấp của nước là một quá trình quan trọng nhất để giảm chất hữu cơ trong ao tôm tiếp theo là sự hô hấp của bùn đáy và hô hấp của tôm. 28 - Chỉ có một phần trăm nhỏ của toàn bộ chất hữu cơ đưa vào ao (5,6 – 6,8%) được giữ lại trong hồ khi thu hoạch tôm và lượng nhỏ hơn (2,1 – 3,4%) được thoát ra ngoài qua nước thải. - Một lượng lớn chất hữu cơ cho vào (24,2 – 40%) tích lũy trong lớp bùn đáy ao và hầu hết các chất hữu cơ tích luỹ lại nằm ở lớp trên cách đáy ao 2 cm. - Sự gia tăng mật độ tôm nuôi lên 60 con/m2 đã làm tăng lượng chất hữu cơ đưa vào và phần lớn chất hữu cơ tích lũy trong ao. Điều này ảnh hưởng quan trọng đến tỉ lệ sống, phát triển và hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR). - Mật độ nuôi trong các hệ thống thâm canh khép kín. Dựa trên kết quả nghiên cứu của tác giả nếu nuôi 40-45 con/m2 là thích hợp[32][33]. 1.6. VAI TRÒ CỦA VI SINH VẬT TRONG CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI VẬT CHẤT TRONG AO NUÔI THỦY SẢN: 1.6.1. Phân huỷ các hợp chất carbon: Vi sinh vật có vai trò hết sức quan trọng trong hệ thống tuần hoàn vật chất trong thiên nhiên. Chúng phân hủy các chất thải, biến chúng thành những chất vô hại. Hệ vi sinh vật trong các ao nuôi tôm rất phong phú và chúng có khả năng rất lớn trong việc phân giải các chất hữu cơ. Tuy nhiên chúng có phát huy tác dụng hay không còn tùy thuộc vào môi trường xung quanh nơi chúng tồn tại: Nồng độ quá lớn các chất hữu cơ trong ao, sự có mặt của các chất độc như các kim loại nặng, các loại hóa chất độc hại ở nồng độ quá cao, độ pH, nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao, nhu cầu oxygen không thích hợp, là những yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của vi sinh vật. Phân giải cellulose: Cellulose là một trong những thành phần chủ yếu của tổ chức thực vật. Trong xác thực vật thì thành phần chất hữu cơ chiếm tỷ lệ cao nhất là cellulose. Hàm lượng cellulose trong xác hữu cơ thay đổi từ 30 - 80 %. Cellulose là một hợp chất rất bền vững. Đó là loại 29 polysacchrit cao phân tử. Chúng cấu tạo bởi nhiều gốc -D-Glucose, liên kết với nhau nhờ dây nối 1,4 glucozit. Mỗi phân tử cellulose thường chứa 1.400 đến 10.000 gốc glucose. Trọng lượng phân tử cellulose thay đổi khác nhau phụ thuộc vào từng loại thực vật, thí dụ trọng phân tử cellulose ở bông là 150.000 -500.000 dalton còn ở cây gai là 1.840.000. Trong tự nhiên có nhiều vi sinh vật có khả năng phân giải celllulose. Chúng có ý nghĩa rất lớn đối với vòng tuần hoàn cacbon trên trái đất và làm sạch môi trường, tăng độ phì nhiêu của đất. Trong điều kiện hiếu khí nhiều nhóm nấm mốc, nấm thượng đẳng, xạ khuẩn, vi khuẩn tham gia phân giải cellulose. Các nghiên cứu cho thấy có hai loại enzym chính để phân giải cellulose là cellulase C1 và cellulase Cx. Enzym cellulase C1 tác động sơ bộ và các phân tử cellulose thiên nhiên và biến chúng thành các các chuỗi cellulose mạch thẳng, sau đó dưới tác động của cellulase Cx cellulose bị phân hủy thành celobiose (hai phân tử glucose), loại đường này có thể tan trong nước, và dưới tác dụng của glucosidase biến thành glucose. Ngoài các vi sinh vật hiếu khí phân giải cellulose còn có các vi sinh vật yếm khí, chúng thuộc các loài Clostridium thermocellum, Clostridium omelianskii Phân giải tinh bột: Tinh bột (C6H10O5)n là những hợp chất hydrocacbon cao phân tử, chúng có trong các loại nước thải sinh hoạt và một số loại nước thải công nghiệp có dùng tới các nguyên liêu có tinh bột. Tinh bột cấu tạo bởi hai thành phần chính là amyloz và amylopectin, amyloz tan được trong nước nóng còn amilopectin tạo thành hồ keo trong nước nóng. Trong tinh bột tỷ lệ amylose thường vào khoảng 25% còn amylopectin chiếm khoảng 75 %. Nhiều vi sinh vật có khả năng phân hủy tinh bột do chúng có hệ enzym amylase như: - amylase: (-1,4 D-glucan-4 glucanohydrolase ) thủy phân liên kết 1,4 trong tinh bột, tạo ra dextrin phân tử thấp và một lượng maltose. 30 - amylase: (-1,4 D-glucan- maltohydrolase) thủy phân liên kết 1,4 trong tinh bột,tạo ra malto và một lượng nhỏ các dextrin cao phân tử. - amylase: (glucoamylase, -1,4 D-glucan gluchydrolase): thủy phân liên kết 1,4 trong tinh bột và tạo ra sản phẩm cuối cùng là glucose [34]. 1.6.2. Vai trò vi sinh vật trong việc chuyển hóa các hợp chất chứa nitrogen: Vi sinh vật là tác nhân hết sức quan trọng tham gia vào quá trình phân hủy các hợp chất nitrogen, làm giảm nguồn đạm trong ao nuôi. 1.6.2.1. Phân giải protein amon hóa: Protein: Protein là một trong những thành phần quan trọng của phiêu sinh vật bị chết. Protein thường chứa 15,0 - 17,5 % nitơ (tính theo chất khô). Muốn phân giải protein trước tiên vi sinh vật phải tiết ra các men ngoại bào và phân cắt protein thành các phân tử nhỏ hơn (polipeptit, oligopeptit, peptit). Các chất này tiếp tục được phân hủy thành các axit amin nhờ các enzym peptidase, hoặc có thể được các vi sinh vật hấp thu trực tiếp và phân hủy thành axit amin sau khi vào tế bào. Một phần các axit amin được các vi sinh vật sử dụng trong quá trình sinh tổng hợp protein của chúng, một phần khác được tiếp tục phân giải thành các sản phẩm khác nhau như NH3, CO2, Các vi sinh vật không có hệ enzym ngoại bào phân hủy protein đòi hỏi phải được cung cấp các peptit, oligopeptit, hoặc axit amin[37]. 1.6.2.2. Vi sinh vật tham gia vào quá trình nitrat hóa (Nitrification): Sau quá trình phân hủy protein amon được sinh ra, trong điều kiện hiếu khí nhờ các vi khuẩn tự dưỡng amon được oxy hoá thành nitrate để cung cấp cho tảo và thực vật bậc cao. Quá trình tự dưỡng của vi khuẩn nitríte hóa (Nitrosomonas, Nitrobacter ) tiến hành như sau : NH4+ + 1,5 O2 Nitrosomonas NO2 - + 2 H + + H2O + 273 kJ 31 NO2- + 0,5 O2 Nitrobacter NO3- + 75 kJ Và toàn bộ : NH4 + 2 O2 NO3 + 2H+ + H2O + 350 kJ Năng lượng sinh ra được sử dụng để thực hiện các qúa trình sinh tổng hợp, tạo tế bào mới, và một phần thoát nhiệt. Điều kiện chung cho sự phát triển các vi khuẩn nitrite hóa là pH: 5,5 - 9 nhưng tốt nhất là 7,5, khi pH dưới 7 vi khuẩn phát triển chậm lại, oxy hòa tan 0,5 mg/l, nhiệt độ từ 5 - 40oC. Nitrat là quá trình oxy hóa NH3 thành HNO3. Vi sinh vật nhận được năng lượng cho hoạt động sống của mình thông qua quá trình này. Việc oxy hóa đi kèm với việc đồng hóa CO2. Các vi sinh vật thực hiện quá trình này là các vi sinh vật tự dưỡng hóa năng vô cơ và thuộc loại hiếu khí bắt buộc. Nitrate hóa được thực hiện qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu oxy hóa NH3 thành nitrite và được thực hiện bởi một số giống vi khuẩn gọi chung là vi khuẩn nitrite hoá. Một số giống sau đây thường được nhắc tới:Nitrosomonas; Nitrosocystis; Nitrosococcus; Nitrosolobus; Nitrosospira. Tất cả các vi sinh vật này đều giống nhau về mặt sinh lý - sinh hóa, nhưng khác nhau về đặc điểm, hình thái và cấu trúc tế bào. Các đại diện của giống Nitrosomonas không sinh nội bào tử, tế bào nhỏ, hình bầu dục, kích thước 0,4-1,0x0,9-2,0m. Trên môi trường lỏng Nitrosomonas trải qua một số phase phát triển tùy thuộc vào một số điều kiện. Hai pha chủ yếu là: phase di động - khi đó tế bào có một tiên mao hay một chùm tiên mao và pha tập đoàn khuẩn nhầy (zooglea) - cấu tạo bởi các tế bào không di động. Giai đoạn thứ hai của quá trình nitrate hóa liên quan với việc oxy hóa HNO2, thành HNO3. Các vi khuẩn gây ra quá trình này gồm có: 32 Nitrobacter winogradskyi, Nitrobacter agilis, Nitrospina gracilis, Nitrococcus mobilis. Tế bào Nitrobater có đặc điểm đa hình thái (polymorphism): trong dịch nuôi cấy thường có dạng hình que tròn, hình hạt đậu, hình trứng, hình quả lê, di động bằng đơn mao hoặc không di động. Điều đó liên quan đến sự tồn tại ở chung một chu kỳ phát triển xác định đặc trưng đối với các vi khuẩn mọc chồi. Trong những điều kiện không thuận lợi Nitrobacter có thể tạo thành capsule. Việc tạo thành tập đoàn khuẩn nhầy được coi là đặc trưng đối với giống Nitrospina gracilis là những trực khuẩn thẳng, mảnh dẻ có kích thước 0,30,4 x 2,76,5m, thỉnh thoảng hình thành những dạng hình cầu, không di động. Nitrococcus mobilis là những tế bào tròn, đường kính 1,5m, có 12 tiêm mao. Vi khuẩn nitrate hóa không sử dụng các hợp chất hữu cơ và chuyển hóa một cách chặt chẽ đối với việc oxy hóa cơ chất thành NH3+ và Nitrate. Quá trình biến đổi từ amoniac thành nitrate liên quan tới một loạt các phản ứng phức tạp, chúng kiểm soát toàn bộ quá trình chuyển hóa tạo ra sự thiếu hụt của các hợp chất có khả năng sinh ra nitrite trong hệ thống. Vi khuẩn nitrate hóa là những cơ thể nhạy cảm đặc biệt đối với nhiều chất ức chế. Nhiều tác nhân vô cơ và hữu cơ có thể gây ức chế phát triển và hoạt động của chúng. Nồng độ cao của amoniac và axit nitrate cũng gây ức chế. Ảnh hưởng của pH rất quan trọng, khoảng pH thích hợp nhất cho việc nitrat hóa rất hẹp khoảng 7,5-8,6. Tuy nhiên các hệ thống đã được làm quen với điều kiện pH thấp cũng có thể nitrat hóa một cách hoàn hảo. Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng của vi khuẩn nitrate hóa. Tuy nhiên việc đánh giá các ảnh hưởng này là vấn đề khó khăn. Nồng độ oxy hòa tan trên 1mg/l là rất cần thiết cho quá trình nitrate hóa. Nếu hàm lượng oxy hòa tan thấp dưới 1mg/l thì khi đó oxy trở thành yếu tố giới hạn, và quá trình nitrite hóa sẽ xảy ra chậm chạp hoặc dừng hẳn. 33 Vi sinh vật tham gia vào quá trình phản nitrate (denitrification ): Phản nitrat là bước thứ ba của quá trình loại bỏ đạm sau giai đoạn amon hóa, giai đoạn nitrate hóa. Việc khử nitrogen bằng vi sinh vật thực hiện việc khử nitrate thành nitrogen phân tử gắn liền với việc oxy hóa các chất hữu cơ như đường, rượu, acid hữu cơ thành CO2 và H2O được thực hiện trong điều kiện thiếu oxygen “anoxic”, chất nhận hydrogen cuối cùng là NO3. Năng lượng sinh ra khi oxy hóa cơ chất được vi sinh vật sử dụng trong quá trình hoạt động sống của mình. Quá trình loại nitrat có thể xảy ra cả trong điều kiện hiếu khí lẫn trong điều kiện kỵ khí nhưng đặc biệt mạnh trong điều kiện thiếu khí . Vi sinh vật thực hiện quá trì loại bỏ nitrate phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Chúng phần lớn thuộc các giống: Achromobacter, Aerobacter, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Flavobacterium,Lactobacillus, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, và Spirillum. Vi khuẩn loại bỏ nitrate thuộc loại dị dưỡng hóa năng hữu cơ, kỵ khí không bắt buộc, có khả năng khử nitrate đồng hóa (dissimilatory nitrat reduction). Trong điều kiện hiếu khí, vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ, chúng sử dụng oxy không khí làm chất nhận hydrogen cuối cùng. Quá trình khử nitrate chia làm hai bước. Bước đầu tiên biến đổi nitrat thành nitrit, và bước thứ hai tạo ra oxit nitric, oxit nitrat, và khí nitrogen. Ba chất cuối cùng là các sản phẩm dạng khí có thể thải ra khí quyển. Trong hệ thống khử nitrat, hàm lượng oxy hòa tan là một thông số quyết định (critical parameter). Sự có mặt của DO (oxygen hòa tan) sẽ ức chế hệ thống enzym tham gia vào quá trình khử nitrate. Các chất kiềm tạo ra trong quá trình chuyển hóa nitrat thành nitơ dạng khí sẽ làm tăng pH. Độ pH thích hợp nhất nằm trong khoảng giữa 7 và 8 là những điểm tối ưu khác nhau cho các quần thể vi khuẩn khác nhau. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng tới tốc độ khử nitrat và sinh trưởng của vi sinh vật. Các vi sinh vật kể trên rất mẫn cảm đối với những thay đổi nhiệt độ. Quá trình khử nitrate sinh hóa là giai đoạn khử nitơ chính trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, và các hệ thống tự làm sạch trong tự 34 nhiên trên mặt đất và hệ thống nước ngầm. Để đạt được việc khử nitrat tối đa, các điều kiện cần thiết là: thiếu khí, tỷ lệ carbon/ nitơ tối thiểu là 2/1 (dựa vào TOC và tổng số N)[36]. 1.6.3. Biến đổi sulfur: Sự chuyển hóa sulfur trong các hệ thống ao nuôi thủy sinh được nghiên cứu nhiều, nhằm tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hình thành sulfide. Do sự dư thừa sulfide ở trạng thái tự do làm tăng mùi thối khó chịu và ức chế hoạt động của các vi sinh vật. Giống như nitrogen sự chuyển hóa sulfur khá phức tạp, có sự tham gia của nhiều quá trình, một số là sự oxy hóa hóa học và số khác là sinh học. Trong các lớp lắng phía trên của quá trình yếm khí hoặc yếm khí tùy nghi các vi sinh vật thường phân hủy protein và các axit amin thành amoniac và giải phóng H2S từ các axit amin chứa sulfur (Methinin, Cystin, Cystein). Lượng sulfur sinh ra ở con đường này phụ thuộc vào hàm lượng sulfur hữu cơ có trong ao. Hydrogen sulfide đồng thời cũng được sinh ra từ sulfat trong các lớp lắng yếm khí do hoạt động của các vi khuẩn khử sulfate ( Desulfovibrio ). Giới hạn hoạt động của nó phụ thuộc vào các chất hữu cơ, nhiệt độ, vì tỷ lệ khử sulfat giảm mạnh khi nhiệt độ xuống dưới 15oC. Sự giảm nồng độ sulfide trong những giờ chiếu sáng là do sự oxy hóa sulfide mạnh, khi có sự quang hợp sinh ra oxygen, cũng như sự quang hợp của các vi khuẩn yếm khí để khử nồng độ sulfide trong ao hồ. Các nhóm vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hóa sulfur có thể kể đến các nhóm : + Vi khuẩn lưu huỳnh : Đặc điểm của nhóm này thường có chứa các giọt lưu huỳnh trong tế bào. Những giống vi khuẩn lưu huỳnh có vai trò quan trọng là : - Loại hình sợi : Beggiatoa, Thiothrix, Thiospirilopsis và Thioploca 35 - Loại không phải hình sợi ( hình cầu, hình bầu dục, hình que hay hình xoắn) : Achromatium, Thiovorum, Macromonas, Thiospira, Thiophysa. Đặc điểm chung của nhóm này oxy hóa lưu huỳnh như sau : H2S + 1/2 O2 S + H2O + naêng löôïng. Löu huyønh ñöôïc sinh ra tích luõy trong teá baøo sau ñoù coù theå tieáp tuïc oxy hoùa thaønh sulfate: 2 S + 3 O2 + 2H2O 2H2SO4 + naêng löôïng Năng lượng sinh ra được vi khuẩn dùng để đồng hóa CO2. + Vi khuẩn Sulfate : Nhóm vi khuẩn này có khả năng oxy hóa H2S, S và các hợp chất khác chứa lưu huỳnh. Chúng khác với vi khuẩn lưu huỳnh ở chỗ không chứa S trong tế bào. Vi khuẩn lưu huỳnh chỉ gồm một giống Thiobacillus thuộc họ Nitrobacteriaceae. 1.7. CÁC YẾU TỐ HÓA LÝ TỚI MÔI TRƯỜNG NUÔI TÔM: 1.7.1. Yếu tố vật lý: - Nhiệt độ: Tôm cũng như tất cả các động vật sống dưới nước thuộc loại máu lạnh. Nhiệt độ ảnh hưởng tới nhiều phương diện trong đời sống của tôm: hô hấp tiêu thụ thức ăn, đồng hóa thức ăn, miễn nhiễm đối với bệnh tật, sự tăng trưởng, Nhiệt độ thay đổi theo khí hậu mỗi mùa, vì thế tại miền Nam nước ta nhiệt độ có thể nuôi tôm quanh năm, trong khi miền Bắc nước chỉ khai thác được vào mùa nóng. Nhiệt độ thích hợp tại các ao hồ vùng nhiệt đới khoảng 28-30oC, tôm lớn nhanh hơn nhưng dễ mắc bệnh. - Độ mặn: Tôm sú có thể chịu được độ mặn từ 3-45‰ nhưng độ mặn lý tưởng cho tôm sú là 18-20‰. Độ mặn thích hợp nuôi tôm thẻ chân trắng từ 5 – 15‰ , khi độ mặn tăng quá cao sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn, virus gây hại phát triển dẫn 36 đến các dịch bệnh như: các bệnh virus đốm trắng, đầu vàng, phát sáng và EMS đặc biệt là ảnh hưởng đến chu kỳ lột vỏ của tôm nuôi. Ở độ mặn thấp (5–15 ‰) tôm sẽ tăng trưởng nhanh hơn so với độ mặn cao. Đó là do ở độ mặn thấp thấp sẽ khiến sự trao đổi (protein) trong cơ thể tôm tốt hơn và khi độ mặn thấp thì tôm bắt buộc phải sử dụng tổng acid amin tự do để bù vào sự thay đổi thể tích tế bào vì thế mà thời gian nuôi tôm ngắn và có thể nuôi được ở mật độ cao. - Độ đục: Độ đục của nước được xác định bởi đĩa secchi, độ đục của nước ao thích hợp nếu đĩa secchi được đọc ở trong khoảng 25-40cm. Điều này có nghĩa là nếu độ đọc trên đĩa secchi mà ngắn hơn 25cm thì nước ao quá đục, ngược lại nếu độ đọc này ở mức xa hơn 40cm thì nước ao lại quá trong, đồng nghĩa với nước quá nghèo chất dinh dưỡng . Trong ao, độ đục thường do các phiêu sinh vật phát triển. Độ đục trong nước sẽ bất lợi nếu gây ra bởi đất sét hoặc các vật vô cơ, chúng cản trở sự xuyên qua của ánh sáng, làm giảm khả năng sản xuất của ao. Nếu độ đục gây ra bởi các chất vô cơ mà quá cao thì sẽ ảnh hưởng đến bộ phận hô hấp của tôm[27]. 1.7.2. Yếu tố hóa học: - Oxy hòa tan trong nước: là yếu tố quan trọng nhất trong kỹ thuật nuôi tôm. Lượng dưỡng khí thấp trong ao dễ gây chết cho tôm. Trong ao, hiện tượng quang tổng hợp của các phiêu sinh vật là yếu tố chính tạo nên oxygen hòa tan trong nước. Vì hiện tượng này chỉ xảy ra ban ngày, dưới ánh nắng mặt trời nên về ban đêm và ngay cả về ban ngày nhưng thời tiết âm u kéo dài làm ao không đủ oxygen cho tôm. Để giải quyết vấn đề này, người ta sử dụng máy tạo oxygen (quạt, máy sục khí). Các triệu chứng của tôm khi ao thiếu oxygen làm tôm tập trung gần mặt nước, gần vị trí dẫn nước vào ao hoặc dọc theo bờ ao, tôm giảm di chuyển nhưng gia tăng tốc độ hô hấp, có thể hôn mê và chết . - Độ pH: pH có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến tôm nuôi, pH thấp có thể làm tổn thương các phần phụ, mang, ảnh hưởng quá trình lột 37 xác và cứng vỏ tôm. Tôm sú có khả năng chịu được pH 6-9, nhưng pH thích hợp cho ao nuôi tôm khoảng 7,5-8,5. Một sự thay đổi nhỏ của pH cũng gây ảnh hưởng quan trọng cho ao nuôi tôm. Độ pH của ao thường tăng vào ban ngày và giảm vào ban đêm. - Cacbondioxyde (CO2): Cacbon dioxyde là thành phần tự nhiên trong nước, lớp đất đáy ao hồ và các lớp nước sâu thường có nhiều cacbondioxyde do sự oxy hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn hiếu khí cũng như kỵ khí. CO2 cần thiết cho sự quang tổng hợp để tạo ra phiêu sinh cũng như oxygen cần thiết cho tôm trong ao. CO2 không phải là độc tố khi ta cung cấp đủ oxygen. Nếu trong ao mà lượng CO2 quá nhiều người ta có thể thêm vôi vào, nhưng điều này không cần thiết lắm vì gia tăng máy sục khí ta có thể đẩy CO2 ra khỏi môi trường . - Hợp chất Nitrogen: gồm ba chất chính là Amonia, Nitrite và Nitrate. Amonia trong ao xuất hiện như một sản phẩm do sự biến dưỡng của động vật trong nước cũng như từ sự phân hủy các chất hữu cơ với tác dụng của vi khuẩn. Lượng amonia gây ra không đáng lo ngại lắm trong ao hồ vì phytoplankton sẽ sử dụng chúng. Dưới tác dụng của vi khuẩn NH3 sẽ trở thành Nitrite (NO2) tiếp theo là Nitrate (NO3). Ở dạng NO3 thì vô hại. Chất Hydro sulfide (H2S): H2S là chất khí được tạo thành dưới điều kiện kỵ khí. pH rất có ảnh hưởng tới độ độc của H2S. Với pH=5, nhiệt độ=24oC có 99,1% H2S ở dạng chất độc, pH=8 với nhiệt độ=24oC chỉ có 8% H2S ở dạng chất độc. Dù lượng độc sulfide rất nhỏ (0,001 ppm) mà hiện diện trong một thời gian liên tục vẫn làm giảm sự sinh sản của tôm [27]. 1.7.3. Yếu tố sinh học: Trong ao hồ nuôi tôm, ngoài các yếu tố vật lý và hóa học còn có những yếu tố sinh học như các loại cá tạp, giáp xác các loại, phiêu sinh thực vật (phytoplankton), phiêu sinh động vật (zooplankton), nấm, vi khuẩn và virus [27]. 38 CHƯƠNG 02: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 . VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU: 2.1.1. Các chủng vi sinh vật dùng trong nghiên cứu: Các chủng vi sinh vật dùng trong nghiên cứu được phân lập từ tôm sú phát triển tốt tại các ao nuôi tôm tại Cần Giờ, Nhà Bè Thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long, nước ao và bùn trong ao nuôi tôm có năng suất cao, các sản phẩm lên men có vi sinh vật hữu ích, các chủng vi sinh vật hiện có tại Viện Sinh học Nhiệt đới. - Nhóm chế phẩm quang tự dưỡng: + Thành phần vi sinh vật: Rhodopseudomonas sp., và Rhodospirillium sp., + Mật độ: 1x108-9cfu/ml. - Nhóm chế phẩm EM gốc thủy sản: + Thành phần vi sinh vật: Bacillus sp,. , Lactobacillus acidophilus và nấm men Saccharomyces boulardii. + Mật độ: 1x108-9cfu/ml. - Hoạt hoá EM gốc TS: Khuấy đều 1 lít EM gốc cộng 18 lít nước và cộng với 1 kg rỉ đường và 20 gram phân DAP cho vào can 20 lít đậy nắp, sau 1-2 ngày mở nắp cho thoát khí, để lên men tiếp tục sau 3-4 ngày đem sử dụng. + Trong các ao thực nghiệm: sử dụng khoảng 20 lít EM đã hoạt hoá cho 1.00