Ảnh hưởng của mật độ ban đầu lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana nuôi trong hệ thống tấm
TÓM TẮT
Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ ban đầu lên sinh trưởng của quần thể vi tảo Nannochloropsis oculata và Isochrysis galbana nuôi trong hệ thống tấm được thực hiện tại Trung tâm Quốc gia Giống
hải sản Nam bộ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2. Mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến sinh
trưởng của quần thể N. oculata ở tốc độ tăng trưởng và thời gian đạt cực đại. Khả năng đạt cực đại
của quần thể có mật độ ban đầu 20 và 30 triệu tb.ml-1 không khác biệt nhau, đạt 310 triệu tb.ml-1 sau
15 ngày (thí nghiệm I. 1) hay đạt 305 triệu tb.ml-1 sau 13 ngày (thí nghiệm I.2). Trong khi đó quần
thể 5 triệu tb.ml-1 đạt cùng mật độ cực đại, nhưng chậm hơn 3 ngày. Tương tự, mật độ ban đầu cũng
ảnh hưởng đến tăng trưởng của quần thể I. galbana ở tốc độ tăng trưởng và mật độ cực đại. Quần
thể với mật độ ban đầu 0,5, 1 và 2 triệu tb.ml-1 cho mật độ cực đại theo thứ tự là 26, 28 hay 31 triệu
tb.ml-1 (thí nghiệm II.1) hay 21, 27 và 34 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2). Mật độ cực đại của quần thể
2 triệu tb.ml-1 cao khác biệt so với hai quần thể còn lại. Tốc độ tăng trưởng trung bình của cả hai loài
đều theo xu hướng chung quần thể có mật độ ban đầu càng cao thì tốc độ tăng trưởng càng thấp. Cụ
thể, đối với N. oculata, 0,22 hay 0,26.ngày-1; 0,17 hay 0,21.ngày-1 và 0,15 hay 0,18.ngày-1 ở quần
thể có mật độ ban đầu lần lượt là 5; 20 và 30 triệu tb.ml-1; trong thí nghiệm I.1 hay I.2. Đối với I.
galbana, 0,40 hay 0,38.ngày-1; 0,33.ngày-1 và 0,28.ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là
0,5; 1 và 2 triệu tb.ml-1; trong thí nghiệm II.1 hay II.2. Kết quả nghiên cứu cho thấy mật độ ban đầu
20 triệu tb.ml-1 đối với N. oculata và 2 triệu tb.ml-1 đối với I. galbana là phù hợp nhất cho việc nuôi
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Tóm tắt nội dung tài liệu: Ảnh hưởng của mật độ ban đầu lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana nuôi trong hệ thống tấm
- THAÙNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Thí nghiệm I.2 một lần nữa khẳng định các kết quả ở thí nghiệm I.1 là chính xác. Không có sự khác biệt về mật độ cực đại, chỉ có sự khác biệt về thời gian đạt cực đại. Cụ thể là cả ba quần thể tảo đều có thể đạt cùng mật độ cực đại là 305 triệu tb.ml-1, tuy nhiên hai quần thể ở mật độ ban đầu 20 và 30 triệu tb.ml-1 đạt cực đại ở ngày nuôi thứ 13, trong khi đó quần thể 5 triệu tb.ml-1 đạt ở ngày nuôi thứ 16. Tốc độ tăng trưởng của quần thể 5 triệu tb.ml-1 đạt 0,87.ngày-1 ở ngày 3, nhưng giảm xuống 0,31.ngày-1 ở ngày 6 và giảm dần xuống chỉ còn 0,04.ngày-1 cho đến ngày 15. Ở hai quần thể 20 và 30 triệu tb.ml-1 cũng có xu hướng tương tự, đạt theo thứ tự 0,54 và 0,53.ngày-1 ở ngày 3, giảm xuống 0,19 và 0,10.ngày-1 ở ngày 6 và chỉ còn 0,03 và 0,02.ngày-1 ở ngày 15 (đồ thị I.2 phải). Tốc độ tăng trưởng trung bình theo xu hướng quần thể có mật độ ban đầu càng cao thì tốc độ tăng trưởng càng thấp, cụ thể 0,26. ngày-1; 0,21.ngày-1 và 0,18.ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là 5; 20 và 30 triệu tb.ml-1 (p<0,05). Kết quả của hai lần lập lại đều cho thấy mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến tăng trưởng của quần thể N. oculata nuôi trong hệ thống tấm ở tốc độ tăng trưởng và thời gian đạt cực đại. So sánh giữa ba quần thể có mật độ ban đầu đã nghiên cứu 5, 20 và 30 triệu tb.ml-1, tăng trưởng của hai quần thể có mật độ ban đầu 20 và 30 triệu tb.ml-1 không khác biệt nhau, đạt cực đại 310 triệu tb.ml-1 sau 15 ngày (thí nghiệm I. 1) hay 305 triệu tb.ml-1 sau 13 ngày (thí nghiệm I.2). Quần thể 5 triệu tb.ml-1 đạt cùng mật độ cực đại, nhưng sau 18 ngày (thí nghiệm I.1) hay 16 ngày (thí nghiệm I.2). 3.2. Vi tảo Isochrysis galbana Trong cả hai lần thực hiện thí nghiệm, sự gia tăng mật độ và tốc độ tăng trưởng của I. galbana bắt đầu giảm đáng kể sau ngày 6 ở cả ba quần thể và bắt đầu đi vào pha ổn định sau ngày 10. Ở lần thực hiện thứ 1, không có sự khác biệt (p>0,05) giữa hai quần thể có mật độ ban đầu 1 và 2 triệu tb.ml-1, đạt 15 và 16 triệu tb.ml-1, cả hai cùng cao hơn khác biệt với quần thể 0,5 triệu tb.ml-1, chỉ đạt 11 triệu tb.ml-1, vào ngày nuôi thứ 4. Từ sau ngày nuôi thứ 4, cụ thể ngày 6, 8 và 10, mật độ tảo của quần thể có mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1 (22, 27 và 31 triệu tb.ml-1) luôn cao hơn quần thể có mật độ ban đầu 1 (20, 23 và 28 triệu tb.ml-1) và 0,5 triệu tb.ml-1 (18, 22 và 26 triệu tb.ml-1), tuy nhiên sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) chỉ tìm thấy giữa hai quần thể 2 và 0,5 triệu tb.ml-1. Đồ thị II.1. Sinh trưởng của I. galbana ở 3 mật độ ban đầu 0.5, 1 và 2 triệu tế bào.ml-1, biểu thị bằng mật độ (trái) và tốc độ tăng trưởng (phải), lần lập lại thứ 1. 44 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Tốc độ tăng trưởng của quần thể 0,5 triệu tb.ml-1 đạt 1,03.ngày-1 ở ngày 2, nhưng giảm xuống 0,55.ngày-1 ở ngày 4 và giảm dần xuống chỉ còn 0,07.ngày-1 cho đến ngày 10. Ở hai quần thể 1 và 2 triệu tb.ml-1 cũng có xu hướng tương tự, đạt theo thứ tự 0,98 và 0,69.ngày-1 ở ngày 2, giảm xuống 0,39 và 0,38.ngày-1 ở ngày 4 và chỉ còn 0,09 và 0,07.ngày-1 ở ngày 10 (đồ thị II.1 phải). Tốc độ tăng trưởng trung bình theo xu hướng quần thể có mật độ ban đầu càng cao thì tốc độ tăng trưởng càng thấp, cụ thể 0,40.ngày- 1; 0,33.ngày-1 và 0,28.ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là 0,5; 1 và 2 triệu tb.ml-1 (p<0,05). Ở lần lặp lại thứ 2 (đồ thị II.2), quần thể có mật độ ban đầu 0,5 triệu tb.ml-1 không những có mật độ luôn luôn thấp hơn hai quần thể còn lại như lần thực hiện thứ 1, mà còn sớm đi vào pha dừng kể từ sau ngày 8, đạt mật độ cực đại chỉ 20 triệu tb.ml-1 vào ngày 10. Quần thể có mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1 luôn đạt mật độ cao hơn quần thể 1 triệu tb.ml-1, cụ thể vào các ngày 6, 8, 10 mật độ của quần thể có mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1 là 20, 28 và 34 triệu tb.ml-1 cao hơn quần thể có mật độ ban đầu 1 triệu tb.ml-1 là 15, 22 và 27 triệu tb.ml-1. Đồ thị II.2. Sinh trưởng của I. galbana ở 3 mật độ ban đầu 0,5; 1 và 2 triệu tế bào.ml-1, biểu thị bằng mật độ (trái) và tốc độ tăng trưởng (phải), lần lập lại thứ 2. Tốc độ tăng trưởng của quần thể 0,5 triệu tb.ml-1 đạt 0,96.ngày-1 ở ngày 2, nhưng giảm xuống 0,51.ngày-1 ở ngày 4 và giảm dần xuống chỉ còn 0,09.ngày-1 cho đến ngày 10. Ở hai quần thể 1 và 2 triệu tb.ml-1 cũng có xu hướng tương tự, đạt theo thứ tự 0,85 và 0,59.ngày-1 ở ngày 2, cùng giảm xuống 0,36.ngày-1 ở ngày 4 và chỉ còn 0,11 và 0,10.ngày-1 ở ngày 10 (đồ thị II.2 phải). Cũng giống như lần thực hiện thứ 1 đối với I. galbana, tốc độ tăng trưởng trung bình theo xu hướng quần thể có mật độ ban đầu càng cao thì tốc độ tăng trưởng càng thấp, cụ thể 0,38.ngày-1; 0,33.ngày-1 và 0,28.ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là 0,5; 1 và 2 triệu tb.ml-1 (p<0,05). Kết quả của hai lần lập lại đều cho thấy mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến tăng trưởng của quần thể tảo I. galbana nuôi trong hệ thống tấm ở tốc độ tăng trưởng và mật độ cực đại. Quần thể với mật độ ban đầu 0,5 triệu tb.ml-1 không có khả năng đạt cực đại cao, chỉ đạt 21 (thí nghiệm II.1) hay 26 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2). Quần thể với mật độ ban đầu 1 triệu tb.ml-1 cho mật độ cực đại 28 triệu tb.ml-1 45TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 (thí nghiệm II.1) hay 27 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2) sau 10 ngày nuôi. Trong khi đó quần thể với mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1, đạt mật độ cực đại 31 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.1) hay 34 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2) sau 10 ngày nuôi. Quần thể 2 triệu tb.ml-1 đạt cực đại cao hơn quần thể 1 triệu tb.ml-1, khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) chỉ tìm thấy ở thí nghiệm II.2. Trong tất cả thí nghiệm trên N. oculata và I. galbana, không có sự khác biệt về pH và DO giữa tất cả các nghiệm thức. pH ở các ngày nuôi đầu dao động trong khoảng 8,0-8,2 và tăng dần đến các ngày nuôi cuối dao động trong khoảng 8,8-9,0. Sự tăng nhẹ pH vào cuối chu kỳ nuôi cũng nằm trong giá trị pH cho nuôi sinh khối tảo theo Coutteau (1996) là 7-9. Không có sự thay đổi về DO trong suốt chu kỳ nuôi, giá trị dao động trong khoảng 6-7mg.l-1, nhiệt độ ổn định trong khoảng 28±0.5ºC. IV. THẢO LUẬN Trong tất cả các thí nghiệm, đường cong tăng trưởng biểu thị mật độ của cả hai loài vi tảo đều biểu diễn ở cùng dạng: pha bắt đầu (lag phase) gần như không thể hiện rõ, chủ yếu là pha tăng theo hàm số mũ (exponential phase) kéo dài sau một khoảng thời gian nhất định, khi quần thể đạt mật độ cực đại, pha tàn diễn ra nhanh chóng sau đó. Tốc độ tăng trưởng giảm dần theo thời gian nuôi, càng gần đạt cực đại, tốc độ tăng trưởng càng chậm lại. Loài N. oculata nuôi trong hệ thống tấm đều có thể đạt mật độ cực đại ở 305-310 triệu tb.ml-1 không tùy thuộc vào mật độ ban đầu 5, 20 hay 30 triệu tb.ml-1, chỉ khác nhau ở thời gian đạt cực đại. Bùi Bá Trung và ctv. (2009) là tác giả trong nước đầu tiên ứng dụng nguyên lý của hệ thống nuôi kín quang phản ứng sinh học để thiết kế hệ thống ống dẫn, nuôi ngoài trời, đã thí nghiệm về các mật độ ban đầu khác nhau ảnh hưởng lên sinh khối của quần thể N. oculata. Trong số 4 mật độ ban đầu 4, 6, 8 và 10 triệu tb.ml-1 đã khảo sát, chỉ có mật độ ban đầu 8 và 10 triệu tb.ml-1 có khả năng đạt cực đại ở 61,07 và 62,37 triệu tb.ml-1 sau 7 và 6 ngày nuôi, theo thứ tự. Ở Israel, Gitelson và ctv. (2000) nuôi N. oculata trong hệ thống tấm (cao 70 cm x dài 90 cm x rộng 20 cm) ngoài trời, mật độ tảo giống ban đầu phù hợp nhất là 10% thể tích. Fabregas và ctv. (2002) nuôi N. gaditana trong hệ thống bảng (vertical flat panel photobioreactor) từ mật độ ban đầu 8 triệu tb.ml-1 đạt 290 triệu tb.ml-1 sau 15 ngày. Hệ thống tấm đạt mật độ cao nhất là của tác giả Zou và ctv. (2000), với đường dẫn ánh sáng rất hẹp 1-2cm, cường độ ánh sáng cao 1000-3000µmol photonsm-2.giây-1, dùng để nuôi N. oculata ly trích EPA, đạt 12.000-14.000 triệu tb.ml-1. Riêng đối với loài I. galbana nuôi trong hệ thống tấm, hai mật độ ban đầu 0,5 và 1 triệu tb.ml-1 khả năng đạt cực đại thấp hơn mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1. Nếu so sánh với Bougaran và ctv. (2003), loài I. galbana với mật độ ban đầu 0,5 triệu tb.ml-1 sau 6-8 ngày nuôi đạt 9 triệu tb.ml-1; trong nghiên cứu này từ mật độ ban đầu 0,5 triệu tb.ml-1, sau 10 ngày nuôi đạt 21-26 triệu tb.ml-1, là cao hơn. V. KẾT LUẬN 1. Mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến tăng trưởng của quần thể N. oculata nuôi trong hệ thống tấm ở tốc độ tăng trưởng và thời gian đạt cực đại. So sánh giữa ba quần thể có mật độ ban đầu đã nghiên cứu 5, 20 và 30 triệu tb.ml-1, tăng trưởng của hai quần thể có mật độ ban đầu 20 và 30 triệu tb.ml-1 không khác biệt nhau, đạt cực đại 310 triệu tb.ml-1 sau 15 ngày (thí nghiệm I. 1) hay 305 triệu tb.ml-1 sau 13 ngày (thí nghiệm 46 TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 I.2). Quần thể 5 triệu tb.ml-1 đạt cùng mật độ cực đại, nhưng sau 18 (thí nghiệm I.1) hay 16 ngày (thí nghiệm I.2). 2. Mật độ ban đầu có ảnh hưởng đến tăng trưởng của quần thể I. galbana nuôi trong hệ thống tấm ở tốc độ tăng trưởng và mật độ cực đại. Quần thể với mật độ ban đầu 0,5 triệu tb.ml-1 không có khả năng đạt cực đại cao, chỉ đạt 21 (thí nghiệm II.1) hay 26 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2). Quần thể với mật độ ban đầu 1 triệu tb.ml-1 cho mật độ cực đại 28 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.1) hay 27 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2) sau 10 ngày nuôi. Trong khi đó quần thể với mật độ ban đầu 2 triệu tb.ml-1, đạt mật độ cực đại 31 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.1) hay 34 triệu tb.ml-1 (thí nghiệm II.2) sau 10 ngày nuôi. Quần thể 2 triệu tb.ml-1 đạt cực đại cao hơn quần thể 1 triệu tb.ml-1. Tuy nhiên, sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) chỉ tìm thấy 1 trong 2 lần lập lại. 3. Tốc độ tăng trưởng trung bình của cả hai loài đều theo xu hướng chung quần thể có mật độ ban đầu càng cao thì tốc độ tăng trưởng càng thấp. Cụ thể, đối với N. oculata, 0,22 hay 0,26. ngày-1; 0,17 hay 0,21.ngày-1 và 0,15 hay 0,18. ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là 5; 20 và 30 triệu tb.ml-1; trong thí nghiệm I.1 hay I.2. Đối với I. galbana, 0,40 hay 0,38.ngày- 1; 0,33.ngày-1 và 0,28.ngày-1 ở quần thể có mật độ ban đầu lần lượt là 0,5; 1 và 2 triệu tb.ml-1; trong thí nghiệm II.1 hay II.2. 4. Kết quả nghiên cứu cho thấy trong 3 mật độ đã nghiên cứu, đối với loài N. oculata mật độ 20 triệu tb.ml-1, đối với loài I. galbana mật độ 2 triệu tb.ml-1 là phù hợp nhất cho việc nuôi sinh khối từng loài vi tảo trong hệ thống tấm. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu được thực hiện từ kinh phí đề tài “Nghiên cứu công nghệ nuôi, thu sinh khối vi tảo I. galbana, N. oculata phục vụ sản xuất giống hải sản”, thuộc chương trình Công nghệ sinh học Nông nghiệp, Thủy sản. Tác giả chân thành cảm ơn các bạn cộng tác viên của đề tài, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu thành công. TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Lam Hồng, 1999. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mặn, ánh sáng và tỷ lệ thu hoạch lên một số đặc điểm sinh học và thành phần sinh hoá của hai loài vi tảo Nanochloropsis oculata (Droop) Hibber, 1881 và Chaetoceros muelleri Lemmerman, 1898 trong điều kiện phòng thí nghiệm. Luận văn thạc sĩ. Đại học Thuỷ sản. Bùi Bá Trung, Hoàng Thị Bích Mai, Nguyễn Hữu Dũng, Cái Ngọc Bảo Anh, 2009. Ảnh hưởng của mật độ ban đầu và tỷ lệ thu hoạch lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi trong hệ thống ống dẫn trong suốt nước chảy liên tục. Tạp chí Khoa học-Công nghệ Thủy sản, số 1/2009, 37 - 44. Abu-Rezq, T.S., Al-Musallam, L., Al-Shimmari, J., Dias, P., 1999. Optimum production conditions for different high-quality marine algae. Hydrobiologia 403, 97-107. Bougaran, G., Déan, L.L., Lukomska, E., Kaas, R., Baron, R., 2003. Transient initial phase in continuous culture of Isochrysis galbana affinis Tahiti. Aquatic Living Resources 16, 389-394. Brown, M.R., Jeffrey, S.W., Volkman, J.K., Dunstan, G.A., 1997. Nutritional properties of microalgae for mariculture. Aquaculture 151, 315-331. Coutteau, P.,1996. In Lavens, P and Sorgeloos, P., 1996. Manual on the production and use of live food for aquaculture. Published by the Food and Agriculture Organization of the United Nations. Dominic, A.N., 1997. Nutritional Value of Marine Harpacticoid Copepods as Live Food for Marine 47TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2 Fish Larvae. Dalhousie University Halifax, Nova Scotia, Canada. Fabregas, J., Maseda, A., Dominguez, D., Ferreira, M., Otero, A., 2002. Changes in the cell composition of the marine microalga, Nannochloropsis gaditana, during a light:dark cycle. Biotechnology letters 24, 1699-1703. Guillard, R.R.L., Ryther, J.H., 1962. Studies on marine planktonic diatoms. Gran. Can. J. Microbiol. 8: 229-239. Gitelson, A.A., Grits, Y.A., Etzion, D., Ning, Z., Richmond, A., 2000. Optical properties of Nannochloropsis sp and their application to remote estimation of cell mass. Biotechnology and Bioengineering 69(5), 516-525. Hu, Q., Guterman, H., Richmond, A., 1996. A flat inclined modular photobioreactor of outdoor mass cultivation of photoautotrophs. Biotechnology and Bioengineering 51, 51-60. Hu, Q., Zarmi, Y., Richmond, A., 1998. Combined effects of light intensity, light-path and culture density on output rate of Spirulina platensis (cyanobacteria). European Journal of Phycology 33, 165-171. Okauchi. M., 2004. An assessment of the beneficial roles of Nannochloropsis oculata in larval rearing of marine finfish. Bulletin Fisheries Research Agency 1, 83-90. Reitan, K.I, Rainuzzu, J.R., Olsen, Y., 1997. The significance of lipids at early stages of marine fish: a review. Aquaculture 155, 103-115. Volkman, J.K., Jeffrey, S.W., Nichols, P.D., Rogers, G.I., Garland, C.D., 1989. Fatty acid and lipid composition of 10 species of microalgae used in mariculture. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 128, 219-240. Wikfors, G.H., Patterson, G.W., 1994. Differences in strains of Isochrysis of importance to Mariculture. Aquaculture 123, 127-135. Zittelli, G.C., Rodolfi, L., Tredici, M.R., 2003. Mass cultivation of Nannochloropsis sp. in annular reactors. Journal of Applied Phycology 15, 107- 114. Zou, N., Zhang, C.W., Cohen, Z., Richmond, A., 2000. Production of cell mass and eicosapentaenoic acid (EPA) in ultrahigh cell density cultures of Nannochloropsis sp. (Eustigmatophyceae). European Journal of Phycology 35, 127.
File đính kèm:
- anh_huong_cua_mat_do_ban_dau_len_sinh_truong_vi_tao_nannochl.pdf