Nghiên cứu ứng dụng rong biển Ulva prolifera như là nhân tố lọc sinh học để giảm thiểu chất thải nitrogen trong hệ thống nuôi cá cam Nhật Bản (Seriolla quinqueradiata)

, C
o
 là hàm lượng ammonia, nitrite 
hoặc nitrate đầu vào, C
t
 là hàm lượng ammonia, 
nitrite hoặc nitrate ở thơi điểm t (h), V là thể 
tích bể nuôi, W là tổng trọng lượng ướt của rong 
biển được bổ sung (g).
Tất cả các dữ liệu chỉ tiêu môi trường sau 
khi thu thập được xử lý bằng phần mềm SPSS 
phiên bản 22.0 để đánh giá sự khác biệt có nghĩa 
thống kê (p <0,05) về khả năng hấp thụ của rong 
biển đối với ammonia, nitrite hoặc nitrate.
III. KẾT QUẢ
3.1. Sự biến động của hàm lượng oxy và 
nhiệt độ trong hệ thống nuôi
Hình 2. Sự biến động của hàm lượng oxy 
hòa tan và nhiệt độ trong hệ thống nuôi 
trong suốt 24 giờ.
Kết quả thu thập được cho thấy rằng nhiệt 
độ dao động trong ngày-đêm là từ 21,9±1,2oC 
và không có sự khác biệt giữa nghiệm thức và 
đối chứng trong suốt 24 giờ thí nghiệm. Tuy 
nhiên, với sự hiện diện của rong biển Ulva 
trong hệ thống, hàm lượng oxy dao động khác 
biệt một cách rõ rệt trong suốt chu kỳ ngày 
đêm. Cụ thể, hàm lượng oxy giảm nhanh và 
liên tục sau khi cá được cho ăn trong hệ thống 
đối chứng từ 7,3 mg/L xuống còn 6,5 mg/L 
trong suốt 7 giờ đầu, sau đó tăng dần trở lại. 
Đối với nghiệm thức có bổ sung rong biển 
Ulva, hàm lượng oxy trong hệ thống có giảm 
nhẹ sau khi cho ăn do nhu cầu sử dụng cao của 
cá trong 1 giờ đầu sau đó tăng nhanh trở lại do 
quá trình quang hợp của rong biển đã cung cấp 
đủ lượng oxy cần thiết cho cá. Tuy nhiên, hàm 
lượng oxy trong hệ thống với sự hiện diện của 
rong biển Ulva luôn duy trì ở mức cao hơn so 
với hệ thống đối chứng. 
3.2. Hàm lượng ammonia, nitrite và 
nitrate trong hệ thống
Hình 3. Sự tích lũy ammonia (a) nitrite (b) và 
nitrate (c) trong hệ thống sau 72 giờ 
thí nghiệm. Nghiệm thức Rong được biểu thị 
bằng (▲) và đối chứng (■).
40 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
Sau 72 giờ thí nghiệm, hàm lượng ammonia 
tăng liên tục và không có dấu hiệu giảm trong 
suốt thời gian thí nghiệm khi không có sự hiện 
diện của rong biển Ulva trong hệ thống. Ngược 
lại, với sự bổ sung rong biển Ulva, hàm lượng 
ammonia tăng nhẹ và duy trì ở mức dưới 1 
mg/L. Bên cạnh đó, kết quả đo đạt hàm lượng 
nitrite và nitrate cho thấy đã có sự tích lũy 
nhanh chóng của hai thành phần này trong hệ 
thống. Kết quả bước đầu cho thấy, hàm lượng 
nitrite và nitrate luôn thấp hơn so với nghiệm 
thức đối chứng. 
3.3. Khả năng hấp thụ ammonia
Trong điều kiện giới hạn của hệ thống thí 
nghiệm, mỗi thí nghiệm được lặp lại 2 lần riêng 
biệt để đánh giá tính khách quan của kết quả. Để 
so sánh sự khác biệt ý nghĩa của các mật độ rong 
biển, các yếu tố môi trường như oxy, pH và nhiệt 
độ được đo đạt. Trong suốt quá trình thí nghiệm, 
nhiệt độ trong các nghiệm thức được duy trì ở 
26,4oC±2,4. Kết quả cho thấy, hàm lượng oxy 
và pH tăng cao hơn hẳn (p<0,05) trong bể nuôi 
khi mật độ rong biển đạt 6-12 g/L so với mật độ 
thấp hơn và đối chứng. 
Bảng 1. Hàm lượng oxy, và nhiệt độ trung bình trong bể thí nghiệm
Mật độ 
Rong
12 g/L 6 g/L 3 g/L 1 g/L 0,5 g/L 0 g/L
DO
(mgl-1)
Lần 1 8,2±1,0ab 7,8±0,7b 7,4±0,3bc 7,2±0,2bc 7,0±0,2c 6,8±0,3c
Lần 2 8,5±0,9ab 8,0±0,5b 7,6±0,4bc 7,4±0,3bc 7,2±0,4c 7,0±0,5c
pH
Lần 1 7,9±0,5 ab 7,8±0,4 bc 7,4±0,3 c 7,2±0,2 cd 7,2±0,1 cd 7,2±0,1 cd
Lần 2 7,7±0,4 ab 7,6±0,4 bc 7,4±0,3 c 7,3±0,2 cd 7,2±0,2 cd 7,2±0,2 cd
* (n=6). Ký tự chữ cái khác nhau thể hiện sự khác biệt ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Với sự hiện diện của rong biển Ulva trong 
bể nuôi, hàm lượng ammonia bị hấp thụ nhanh 
chóng tùy thuộc vào mật độ rong biển nuôi. Cụ 
thể, hàm lượng ammonia giảm sau 1 đến 2 giờ 
làm thí nghiệm ở mật độ 6-12 g/L nhanh hơn 
so với các mật độ thấp và đối chứng. Sau 6 giờ 
thí nghiệm, kết quả cho thấy hơn 60% ammonia 
đã được hấp thụ khi mật độ rong biển đạt trên 6 
g/L, trong khi đó, chỉ có khoảng 20% ammonia 
được hấp thụ ở các mật độ rong biển dưới 2 g/L.
Hình 4. Kết quả đo đạt hàm lượng ammonia trong suốt 6 giờ thí nghiệm ở các mật độ tảo 
khác nhau.
41TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
3.4. Khả năng hấp thụ nitrite và nitrate
Ở thí nghiệm này, môi trường dinh dưỡng 
được thay thế lần lượt là nitrite và nitrate ở 
các lần thí nghiệm riêng biệt để đánh giá khả 
năng hấp thụ nitrite và nitrate của rong biển 
Ulva. Khác với môi trường làm giàu ammonia, 
sự hoạt động của Ulva trong môi trường giàu 
nitrite hoặc nitrate dường như thấp hơn. Kết 
quả cho thấy không có sự khác biệt về sự gia 
tăng hàm lượng oxy và sự thay đổi pH ở cái 
hai thí nghiệm. Tuy nhiên, sự hấp thụ nitrite và 
nitrate được ghi nhận một cách rõ ràng sau 6 
giờ thí nghiệm. 
`
Hình 5. Hàm lượng nitrite (a) và nitrate (b) 
trong các lô thí nghiệm với các mật độ rong 
khác nhau trong suốt 6 giờ làm thí nghiệm.
Kết quả đo đạt hàm lượng nitrite hoặc 
nitrate trong bể nuôi cho thấy, nitrite và nitrate 
bị hấp thụ nhanh chóng sau khi bổ sung rong 
biển. Hiệu quả hấp thụ phụ thuộc vào mật độ 
rong biển nuôi. Sau 6 giờ thí nghiệm, hơn 80% 
nitrite đã được hấp thụ ở mật độ rong biển từ 
6 g-12 g/L sau 3 giờ thí nghiệm, cao hơn hẳn 
những mật độ thấp hơn và đối chứng. Kết quả 
này thu được cũng tương tự với thử nghiệm với 
môi trường giàu nitrate.
IV. THẢO LUẬN
Trong nuôi trồng thủy sản, những yếu tố 
môi trường quan trọng như hàm lượng oxy hòa 
tan, nhiệt độ, ammonia, nitrite và nitrate có 
khả năng ảnh hưởng trực tiếp lên sức khỏe đối 
tượng nuôi đã được chứng minh từ lâu. Bằng 
việc kết hợp rong biển đóng vài trò như lọc sinh 
học trong hệ thống nuôi khép kín đã góp phần 
giải quyết các vấn đề khó khăn hiện nay cho 
nuôi trồng thủy sản nói riêng và bảo vệ môi 
trường nói chung (Amir Neori, 2000; Brinkhuis 
Boudewijn, 1989). Thí nghiệm này chỉ ra rằng, 
cá tiêu thụ một lượng lớn oxy cao hơn bình 
thường sau khi cho ăn và được biết như là hoạt 
động chức năng đặc biệt (SDA) đã được ghi 
nhận trong báo cáo của Chatbot và ctv., 2016. 
Hàm lượng oxy trong hệ thống đối chứng đã 
giảm liên tục trong suốt 6 giờ sau khi cho ăn. 
Xu hướng giảm oxy trong hệ thống cũng được 
ghi nhận ở nghiệm thức bổ sung rong biển Ulva, 
tuy nhiên, hàm lượng oxy chỉ giảm trong vòng 
1 giờ đầu sau khi cho ăn và sau đó tăng trở lại. 
Điều này có thể được giải thích rằng lượng oxy 
trong hệ thống đã bù đắp thông qua quá trình 
quang hợp của rong biển trong khi hệ thống đối 
chứng không được cung cấp đủ. Trong nghiên 
cứu thử nghiệm ứng dụng rong biển Ulva trong 
hệ thống nuôi khép kín cá cam Nhật Bản bước 
đầu cho thấy hiệu quả trong việc giảm thiểu 
hàm lượng ammonia thải ra từ cá. Cụ thể, sau 
72 giờ thử nghiệm liên tục, hàm lượng ammonia 
trong hệ thống đối chứng tăng liên tục và vượt 
quá ngưỡng an toàn cho cá (4 mg/L) trong khi 
đó với sự bổ sung rong biển trong hệ thống, 
hàm lượng ammonia luôn duy trì ở mức dưới 
1 mg/L được xem là an toàn cho cá. Tuy nhiên, 
việc đo đạt kết quả hàm lượng nitrite và nitrate 
ở cả hai hệ thống cho thấy có sự gia tăng hai 
yếu tố này. Điều này đặt ra vấn đề là hoạt động 
42 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
hấp thụ của rong biển và khả năng chuyển hóa 
ammonia của vi khuẩn chưa được rõ ràng. Do 
đó, theo kết quả nghiên cứu này cho thấy, cần 
tiến hành một nghiên cứu cụ thể về khả năng 
hấp thụ của loại rong đối với các nguồn dinh 
dưỡng nitrogen khác nhau tồn tại trong hệ thống 
nuôi thủy sản. Ở thí nghiệm tiếp theo, nguồn 
nước đã được khử trùng và lọc để loại bỏ sự 
hoạt động của vi khuẩn lên kết quả đo đạt. Bên 
cạnh đó, từng môi trường nitrogen riêng biệt đã 
được làm giàu để đánh giá một cách khách quan 
khả năng hấp thụ của rong biển Ulva. Ngoài ra, 
thí nghiệm được thiết lập ở những mật độ rong 
biển khác nhau nhằm đánh giá hiệu quả tối ưu 
trong việc ứng dụng rong biển trong hệ thống 
tuần hoàn. Kết quả thu được cho thấy, rong biển 
Ulva có thể hấp thụ tốt các nguồn nitrogen khác 
nhau từ ammonia, nitrite và nitrate. Tính toán 
hiệu quả hấp thụ cho thấy rong biển Ulva có thể 
hấp thụ từ 0,72 đến 0,83 mg NH3-N/g/giờ đối 
với ammonia, 0,33 đến 0,42 mg NO2-N/g/giờ 
và 3,90 đến 4,17 mg NO3-N/g/giờ ở những mật 
độ rong biển đạt 6-12 g/L cao hơn hẳn các mật 
độ thấp hơn và đối chứng. Một điều thú vị nữa 
được phát hiện trong nghiên cứu này cho thấy, 
trong môi trường giàu ammonia, rong biển Ulva 
hoạt động quang hợp tỏ ra mạnh mẽ hơn hẳn các 
môi trường khác và khi đạt mật độ tối ưu (6-12 
g/L) đem hiệu quả cao trong việc gia tăng hàm 
lượng oxy và nâng cao pH cho hệ thống nuôi. 
V. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy khả 
năng hấp thụ trực tiếp các nguồn thải nitrogen 
như ammonia, nitrite và nitrate một cách hiệu 
quả của rong biển Ulva prolifera giúp đảm bảo 
chất lượng nước an toàn trong hệ thống nuôi 
khép kín cá cam Nhật bản. Ngoài ra, các yếu tố 
như hàm lượng oxy và pH cũng được cải thiện 
ổn định. Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu còn 
cho thấy tiềm năng ứng dụng rong biển Ulva 
như là nhân tố lọc sinh học trong các hệ thống 
nuôi thủy sản khép kín, đặc biệt là kết hợp trong 
hệ thống tuần hoàn. Mật độ rong biển tối ưu để 
sử dụng là từ 6-12 g/L. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Amir Neori, David B., 2000. A sustainable integrated 
system for culture of fish, seaweed and abalone. 
Aquaculture, 186, 279–291. 
Brinkhuis B., Chaoyuan W., Xun-sen J., 1989. 
Nitrite uptake transients and consequences 
for in vivo algal nitrate reductase assays. 
Journal of Phycology, 25(3), 539-545. 
doi:10.1111/j.1529-8817.1989.tb00260.x
Cohen Risa, F. P., 2006. Using opportunistic 
green macroalgae as indicators of 
nitrogen supply and sources to estuaries. 
ecological applications,16(4),1405-1420. 
doi:10.1890/1051-0761(2006)016[1405:uogmai
]2.0.co;2
FAO. 1992. Food and Agriculture Organization 
(FAO) of the united nations 56, 47. 
Feng Liu, Z. L. X., 2012. Growth and nutrient uptake 
capacity of two co-occurring species, Ulva 
prolifera and Ulva linza. Aquatic Botany(100), 
18-24. 
Olsen, M. H., Yngvar Olsen. 2008. Perspectives of 
nutrient emission from fish aquaculture in coastal 
waters. Retrieved from 
Srithongouthai, K. T., 2017. Impacts of organic waste 
froma yellowtail cage farm on surface sediment 
and bottom water in Shido Bay (the Seto Inland 
Sea, Japan). Aquaculture, 471, 140-145. 
Steven Craig, E. S., Virginia-Maryland College of 
Veterinary Medicine, Virginia Tech Louis A. 
Helfrich, Extension, Department of Fisheries 
and Wildlife Sciences, Virginia Tech. 2009. 
Understanding Fish Nutrition, Feeds, and 
Feeding. 420-426. 
Van Rijn, J., 1996. The potential for integrated 
biological treatment systems in recirculating 
fish culture A review. Aquaculture, 139(3), 
181-201. doi: https: //doi.org/10.1016/0044-
8486(95)01151-X
Watanabe, F. T., S. Katsura, H., Masumder, S. A., 
Abe, K.Tamura, Y.Nakano. 1999. Dried green and 
purple lavers (Nori) contain substantial amounts 
of biologically active vitamin B(12) but less of 
dietary iodine relative to other edible seaweeds. J 
Agric Food Chem, 47(6), 2341-2343. 
43TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 12 - THÁNG 12/2018
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II
STUDY ON APPLICATION OF SEAWEED Ulva prolifera AS A 
BIOLOGICAL FILTER FACTOR TO REDUCE THE NITROGEN WASTE 
IN CULTURING YELLOW TAIL FISH (Seriolla quinqueradiata) 
IN THE CLOSED SYSTEM 
Le Ngọc Hanh1*, Toshiro Masumoto2
ABSTRACT
The aquacultural industry has been developing rapidly in over the world, leading to the impact 
of wastewater in the environment. Considering this problem, many new aquaculture methods are 
being widely used to reuse water and reduce wastewater before discharge into the environment 
and thereby to solve the problem of nitrogen accumulation in the water environment. One of the 
evaluated solutions that can create a lot of potential in aquaculture is the polyculture with seaweed 
or algae species. Ulva prolifera (O.F. Muller, 1778) is reported to be able to grow aggressively 
in a eutrophic environment and is capable of effectively absorbing the nutrients accumulated in 
the water. In this study, Ulva prolifera were used as a biological filter material combined with the 
closed quaculture systems to reduce ammonia. To achieve this goal, two continuous experiments 
were carried out. In the first study, two closed aquaculture systems (CAS) in a pilot-scale were 
established for comparison. Each system includes a fish tank (800L), a sedimentation tank (900L) 
and an seaweed tank (200L). The total volume of each system is 1900L. The results showed that 
the addition of seaweed as a biofilter in RAS effectively reduced the amount of ammonia released 
from the fish. However, the optimum application of seaweed in CAS as well as the combined 
economic effect, have not been specifically investigated. In the second experiment, algal densities 
were altered to find the optimum density when applying this seaweed species in CAS. As a result, 
six seaweed densities were tested including 12g/L, 6g/L, 2g/L, 1g/L, 0.5g/L and control 0g/L. The 
primary results showed that the density of 6g/L gave high efficiency and the significant difference 
comparing with other densities. The results of this study indicate that Ulva prolifera can be applied 
in the aquaculture system as an effective biological filter material, and 6g/L is the optimal density 
to apply for the nutrient uptake. 
Keywords: intergrated system, recirculating aquaculture system, Ulva prolifera. 
Người phản biện: TS. Nguyễn Nhứt
Ngày nhận bài: 18/12/2018
Ngày thông qua phản biện: 27/12/2018
Ngày duyệt đăng: 31/12/2018
1 Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No.2
2 Fish nutrient Lab, Kochi university, Japan.
* Email: ngochanhts@gmail.com