Công nghệ vi sinh vật ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản

Việc nghiên cứu, sản xuất các sản phẩm vi sinh từ những 'vi khuẩn thân thiện' hay vi khuẩn có lợi được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, nhất là nuôi trồng thủy sản.

Một số vi sinh vật có khả năng chuyển hoá hợp chất NH3 và H2S được ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản. Đồ hoạ: Nguyễn Tấn Sỹ.

Những vi sinh vật đa lợi ích

Thuật ngữ “probiotic” đã được định nghĩa là “đơn hoặc đa hỗn hợp nuôi cấy các vi sinh vật sống có tác dụng hữu ích cho vật chủ bằng cách cải thiện các đặc tính của hệ vi sinh vật bản địa”.

Sau này, các nhà khoa học đã mở rộng định nghĩa này cho nuôi trồng thuỷ sản, bao gồm việc đưa các loài vi khuẩn tự nhiên vào bể/ao nuôi trồng thuỷ sản.

Theo TS Nguyễn Tấn Sỹ, Phó Viện trưởng Viện Nuôi trồng Thuỷ sản (Đại học Nha Trang), Probiotic là một loại lợi khuẩn thuộc nhóm các vi khuẩn sống và là những vi sinh vật sống, chủ yếu đây là vi khuẩn, tương tự các vi sinh vật có lợi tự nhiên được tìm thấy trong ruột. Chúng còn được gọi là "vi khuẩn thân thiện" hay "vi khuẩn có lợi". Những vi khuẩn này được bổ sung vào chế độ ăn nhằm cân bằng hệ vi khuẩn đường ruột để cải thiện sức khỏe.

Probiotic (men vi sinh) là những vi sinh vật còn sống, khi đưa vào cơ thể một lượng đầy đủ sẽ có lợi cho sức khỏe của ký chủ. Vi khuẩn có lợi (probiotic) cải thiện sức khỏe của tôm hoặc cá bằng cách kiểm soát các loài vi khuẩn gây bệnh và cải thiện chất lượng nước bằng cách thay đổi thành phần nhóm vi khuẩn trong nước và đáy ao.

Chế phẩm sinh học (probiotic) đi vào đường ruột hoặc bám vào bề mặt ngoài của động vật hoặc trực tiếp từ nước; qua việc bám dính đầu tiên vào thức ăn hoặc các mảnh vụn thức ăn khác đã ăn vào. Do đó, chúng được sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản để làm chất xử lý chất lượng nước và đáy ao cũng như làm thức ăn bổ sung.

Tác dụng của probiotic chậm hơn nhiều so với hóa chất và kháng sinh. Bởi vậy, sự thay đổi của một nhóm vi sinh vật cần có thời gian. Đó là một quá trình liên tục cần phải bổ sung các chủng vi khuẩn có lợi trong suốt vụ nuôi.

Công nghệ vi sinh vật - sản xuất sản phẩm quy mô công nghiệp

Hiện nay, nhiều cơ sở, doanh nghiệp đã ứng dụng công nghệ vi sinh vật để sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào vi sinh vật. Mỗi tế bào sống cơ thể vi sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ.

Công nghệ vi sinh vật là một ngành kỹ thuật trong công nghệ sinh học, là một quá trình sản xuất các sản phẩm sinh học bằng kỹ thuật lên men nhờ hoạt động của các vi sinh vật trong quá trình phản ứng sinh học.

Toàn bộ quá trình của công nghệ vi sinh vật được bắt đầu từ kỹ thuật tạo giống, nhân giống, lên men, thu nhận và tinh chế sản phẩm. Các giai đoạn đó phải tuân theo một trật tự nhất định và có ảnh hưởng quyết định lẫn nhau trong toàn bộ hệ thống.

Việc tách rời từng giai đoạn hoặc thực hiện thiếu đồng bộ trong cả hệ thống dẫn đến năng suất của toàn bộ quá trình thấp.

Theo các nhà khoa học, về tính an toàn, vi sinh vật phải có nguồn gốc rõ ràng và được định danh đến loài, chủng. Các vi sinh vật được chọn lọc kỹ càng và được bảo quản ở điều kiện nghiêm ngặt. Hàng năm, các vi sinh vật được đánh giá về độ ổn định, các đặc tính sinh hóa và đặc tính di truyền.

Để ứng dụng trong nuôi trồng thuỷ sản, vi sinh vật phải có khả năng thích nghi tốt với điều kiện môi trường gồm độ mặn, nhiệt độ môi trường, độ pH nước ao nuôi, điều kiện hiếu khí, điều kiện ánh sáng. Đặc biệt, hoạt lực vi sinh vật phải cao, nhất là khả năng phân giải các chất hữu cơ cao (protein, tinh bột, chất xơ…), khả năng chuyển hoá các hợp chất nitơ, H2S tốt, khả năng đồng hoá các nhóm cacbon hydrate đa dạng.

Theo đó, nhóm có khả năng chuyển hoá hợp chất NH3 và H2S là Rhodobacter. Việc sử dụng các vi khuẩn có lợi này để quản lý hệ vi sinh trong ao nuôi có tác dụng làm sạch nền đáy ao, phân hủy chất hữu cơ hấp thu xác tảo, làm giảm sự gia tăng lớp bùn ao; ức chế sự hoạt động và phát triển của các vi khuẩn có hại; chuyển hóa các khí độc gây hại cho tôm như NH3, NO2, H2S…

Qua đó, giúp ổn định tảo và màu nước ao nuôi. Một số chủng vi khuẩn khi sử dụng sẽ làm tăng hàm lượng ôxy, ổn định pH và các chỉ số môi trường trong ao nuôi. Hoặc sử dụng hệ thống nuôi Biofloc cũng có khả năng quản lý thành công hệ vi sinh trong ao.

Sơ đồ chung quá trình lên men vi sinh vật trong sản xuất sản phẩm vi sinh. Đồ họa. Nguyễn Tấn Sỹ. 

Bên cạnh đó, một số loài vi sinh vật có khả năng ức chế các vi khuẩn gây bệnh thông qua việc tiết ra các loại kháng sinh (kháng Escherichia, kháng micrococcus, kháng Salmonella enterica, kháng S. aureus, kháng Vibrio sp…) hoặc cạnh tranh về dinh dưỡng, làm giảm pH...

Cũng theo TS. Nguyễn Tấn Sỹ, hiện nay, có nhiều ứng dụng công nghệ vi sinh vật như: Sản xuất các tế bào vi sinh vật, còn gọi là sinh khối sinh vật; sản xuất các chất trao đổi của vi sinh vật; sản xuất các enzyme của vi sinh vật và sản xuất các sản phẩm tái tổ hợp.

Trong sản xuất chế phẩm vi sinh xử lý đáy ao, thành phần chính là chủng vi sinh vật Bacillus subtilis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Saccharomyces boulardi. Chế phẩm vi sinh này có công dụng phân huỷ nhanh các hợp chất hữu cơ từ thức ăn thừa, phân tôm, cá, rong tảo chết. Thúc đẩy nhanh quá trình tự làm sạch trong ao nuôi. Phòng ngừa một số bệnh ở tôm cá do Vibrio, Aeromnas, Fusarium… Đồng thời, chuyển hoá nhanh các chất có hại cho tôm, cá như NH3, H2S.

Công dụng tuyệt vời của chế phẩm EM

Hiện nay, chế phẩm EM (Effective Microorganisms) là vi sinh vật hữu hiệu (sản phẩm của GS.TS Teruo Higa, Đại học Tổng hợp Ryukyus, Nhật Bản) gồm 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí, lựa chọn từ 2.000 loài được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp lên men gồm: Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn, nấm sợi.

Trong nuôi trồng thuỷ sản, chế phẩm vi sinh EM giúp tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu với các điều kiện ngoại cảnh, tăng cường khả năng tiêu hóa và hấp thụ các loại thức ăn, tăng kích thích sinh sản, tăng sản lượng và chất lượng vật nuôi, tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế ô nhiễm môi trường. Điều kỳ diệu là EM có tác dụng tốt đối với mọi loài vật nuôi, mọi loài động vật thủy sản.

Để sản xuất chế phẩm EM2 từ EM gốc (với thùng chứa 50 l), chúng ta vô trùng các thùng chứa, cho vào 46 lít nước ngọt, sạch khuẩn, 1 kg mật đường (khấy đều), sau đó cho vào 2 kg cám gạo hoặc bột ngô (khuấy đều), cho vào 50g muối (khuấy đều), cho vào 1 lít EM gốc (khuấy đều), sau đó đậy nắp ủ yếm khí trong thời gian 7 ngày. Với thể tích lớn hơn (100l, 200l, 500l…) thì tăng các loại nguyên liệu tỷ lệ thuận với thể tích.

Nếu xử lý nước, chúng ta dùng 50 lít EM2 cho 1.000 m3 nước. Nếu xử lý đáy ao, dùng 10 lít EM2 cho 1.000 m2 đáy ao. Nếu sử dụng định kỳ trong các ao nuôi, 50 lít EM2 dùng cho 1.000m3 nước, trong tháng nuôi đầu 7 ngày/lần, tháng thứ 2 sử dụng 5 ngày/lần, tháng thứ 3 trở đi 3 ngày/lần. Trường hợp sử dụng xử lý mùi hôi thối, dùng bình xịt phun EM2 trực tiếp lên bề mặt các nơi sinh ra mùi hôi thối.

TS Nguyễn Tấn Sỹ cũng cho biết cách phòng trị một số bệnh tôm cá bằng chế phẩm vi sinh. Cụ thể, đối với tôm, cá nổi đầu do khí độc, bà con hòa tan 2 - 3 lít EM gốc vào 20 lít nước lấy từ ao nuôi rồi tạt đều vào ao nuôi ngay lúc tôm nổi đầu, mở các dàn quạt chạy hết công suất.

Nếu tôm bị mòn đuôi, cụt râu, sử dụng 2 lít EM tỏi + 10 kg thức ăn, trộn đều và ủ kín 4 giờ, cho tôm ăn với tỷ lệ 1kg/100.000 tôm giống/ngày, hoặc sử dụng 50 lít EM2 cho 1000m2 mỗi ngày, dùng liên tiếp 3 lần với khoảng cách 2 ngày/lần.

Nếu tôm bị đóng rong, dùng 4 lít EM5 cho 1.000m2, dùng liên tiếp trong 5 ngày vào buổi sáng. Khi tảo chết nhiều dẫn đến pH thấp, dùng vôi để nâng pH.

Trường hợp tôm bị bệnh đốm trắng, sử dụng 5 lít EM5 cho 1000 m2 mỗi ngày, dùng liên tiếp trong 5 ngày vào buổi sáng. Khi tôm lột xác nhiều, ngừng sử dụng EM5 và sử dụng 50 lít EM2 cho 1.000 m2/ngày, dùng liên tiếp đến khi bệnh đốm trắng giảm dần (Thái Lan đã sử dụng có hiệu quả trên 10 năm).