Sản xuất cá vây tròn trong RAS với các phương pháp xử lý nước khác nhau

Kết quả của nghiên cứu này để đánh giá hiệu quả của các thiết kế xử lý nước RAS khác nhau đối với sản xuất cá vây tròn cho thấy chăn nuôi trong các hệ thống này có thể làm tăng tỷ lệ sống, tăng trưởng và sức khỏe của cá.

Ảnh của Cephas / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Kết quả cho thấy cải thiện tỷ lệ sống, tăng trưởng và sức khỏe của cá

Việc sử dụng cá vây tròn ( Cyclopterus lumpus ) là một chiến lược có giá trị để kiểm soát sinh học trong nuôi trồng thủy sản do sự thèm ăn của nó đối với rận biển ( Lepeophtherius salmonis ). Việc kiểm soát hiệu quả đối với ngoại ký sinh trùng chính này vẫn là một trong những thách thức quan trọng nhất đối với ngành nuôi cá hồi hiện nay.

Số lượng cá vây tròn được ngành công nghiệp nuôi cá hồi sử dụng làm cá dọn rận biển đã tăng theo cấp số nhân kể từ năm 2008, và 31 triệu con cá vây tròn được sản xuất và đặt trong lồng biển ở Na Uy trong năm 2018. Số lượng trại sản xuất giống cá dọn hồ ở Na Uy, hầu hết họ sản xuất cá vây tròn, đã tăng từ năm lên 31 trong năm năm.

Mặc dù cá vây tròn có vẻ khá mạnh mẽ giữa việc nở và chuyển vào lồng biển, nhưng dấu hiệu nhiễm vi khuẩn hệ thống thường được quan sát thấy trong các trại sản xuất giống và các cộng đồng vi sinh vật trong nước nuôi rất không ổn định. Ngoài ra, các trại giống có tỷ lệ sống khác nhau, dao động từ 30 đến 90 phần trăm. Hiện tại, cá vây tròn được sản xuất trong các hệ thống dòng chảy (FTS). Kiến thức về chăn nuôi tối ưu và chất lượng nước vi sinh vật để nuôi cá vây tròn trong các hệ thống sản xuất trên đất liền vẫn còn ở giai đoạn sơ khai và cần nhiều nghiên cứu hơn.

Bài viết này - được điều chỉnh và tóm tắt từ bản gốc (SW Dahle et al. 2020. Sản xuất cá vây tròn ( Cyclopterus lumpus L.) trong RAS với các phương pháp xử lý nước khác biệt: Ảnh hưởng đến sự sống của cá, tăng trưởng, sức khỏe của cá và cộng đồng vi khuẩn trong nước nuôi và màng sinh học . Nuôi trồng thủy sản , Tập 522, 30 tháng 5 năm 2020) - báo cáo về một cuộc điều tra về tác động của tuần hoàn hệ thống nuôi trồng thủy sản (RAS) và cấu hình thiết kế xử lý nước khác nhau trên cộng đồng vi khuẩn trong nước và màng sinh học, môi trường vi sinh, sự sống còn, phát triển và sức khỏe mang của lumpfish . Kiến thức gia tăng về các cộng đồng vi sinh vật được tạo ra bởi các hệ thống này sẽ hữu ích cho việc cải thiện thiết kế vận hành và sản xuất cá vây tròn bền vững trong tương lai.

Nghiên cứu này được tài trợ từ RFF Nord (Dự án số 269204). Các đối tác trong dự án là SINTEF Ocean, Let Sea AS và Ecomarine Seafarm AS. Chúng tôi xin cảm ơn các nhân viên tại Let Sea AS và Ecomarine Seafarm AS vì đã làm việc thực tế trong các thí nghiệm, Roman Netzer và Deni Ribicic (SINTEF Ocean) để phối hợp giải trình tự.

Thiết lập nghiên cứu

Một thí nghiệm kéo dài 146 ngày với cá vây tròn được thực hiện tại Ecomarine Seafarm AS tại Donna, Na Uy, hợp tác với Let Sea AS. Bốn phương pháp xử lý khác nhau được đưa vào trực tiếp trước khi nước vào bể nuôi, tất cả được kết nối với cùng một vòng RAS: 1) RAS mà không khử trùng hoặc lọc để loại bỏ các hạt nhỏ (RAS); 2) RAS với lọc cơ học (20-m, lọc cơ học) (RAS-F); 3) RAS-F với bộ lọc cơ học và đơn vị UV (RAS-F-UV); và 4) RAS-F-UV với lọc cơ học, UV và đơn vị ozone (RAS-F-UV-O). Ngoài ra, một hệ thống dòng chảy truyền thống (FTS) đã được đưa vào thí nghiệm dưới dạng hệ thống tham chiếu. Mỗi lần xử lý bao gồm ba bể cá nhân rộng, mỗi bể 800 lít có đáy hình nón và cống đáy trung tâm.

Theo quy trình sản xuất thương mại trong hai tháng đầu, theo một quy trình sản xuất thương mại trong hai tháng đầu, Cá chẽm biển. Với 0,52 gram, 10.000 cá con cá mòi được chuyển đến từng bể (6,5 kg mỗi mét khối) trong các hệ thống đang phát triển được sử dụng trong thí nghiệm. Cá con được cho ăn liên tục với bộ nạp đai tự động trước tiên bằng một chế độ ăn thương mại (Clean Lumpfish, Skretting AS, Na Uy) trong hai tháng đầu (cỡ viên 0,5 đến 0,8 mm), sau đó các phương pháp điều trị RAS được cho ăn bằng chế độ ăn thương mại thứ hai (Lumpfish Người trồng, Biomar AS, Na Uy) với kích thước viên tăng dần (1,1 đến 2,0 mm) cho phần còn lại của thí nghiệm.

Cá từ phương pháp điều trị FTS được cho ăn chế độ ăn thương mại đầu tiên trong thời gian dài hơn 10 ngày so với phương pháp điều trị RAS, do trọng lượng cá nhỏ hơn, và sau đó là chế độ ăn thương mại thứ hai với kích thước viên. Từ ngày 69, xử lý nước cho RAS đã được chuyển đổi thành RAS-F, do những thách thức với việc duy trì RAS mà không cần lọc, do cần một bộ trao đổi nhiệt, tùy thuộc vào quá trình lọc, để giảm nhiệt độ. Các bể cá được làm sạch mỗi ngày một lần bằng cách hút cẩn thận các bức tường và đáy bể.

Cá được sắp xếp vào ngày 42 và 71 do sự khác biệt về kích thước và để duy trì sinh khối tối ưu trong các bể (15 đến 30 kg mỗi mét khối). Vào ngày 83, cá (8 đến 11 gram) đã được tiêm vắc-xin thương mại (vắc-xin ALPHA MARINE micro 3.1, Pharmaq AS, Na Uy) với các kháng nguyên chống lại kiểu gen VI của Aeromonas salmonicida , Vibrio anguillarum  serotype O1 và Vibrio anguillarum serotype. Thí nghiệm kết thúc vào ngày 146 với việc lấy mẫu và theo dõi hiệu suất của cá, và cá từ 59 đến 68 gram đã được vận chuyển đến lồng biển vào ngày 161, với tổng thời gian sản xuất là 221 ngày.

Để biết thông tin chi tiết về thiết lập thử nghiệm; chế độ nuôi; phân tích chất lượng nước; biểu diễn cá; phân tích cộng đồng vi sinh vật; và các thủ tục thống kê, tham khảo các ấn phẩm gốc.

Kết quả và thảo luận

Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, đây là nghiên cứu đầu tiên kiểm tra tác động của RAS đối với sự tăng trưởng, sức khỏe, sự sống còn và chất lượng nước của vi sinh vật trong nuôi cá vây tròn. Ngoài ra, đây là nghiên cứu đầu tiên để so sánh hiệu quả của việc xử lý nước khác nhau đối với các bể riêng lẻ trong cùng một RAS.

Cá trong các phương pháp điều trị RAS cho thấy tỷ lệ sống cao hơn đáng kể trong hai trong số các giai đoạn thí nghiệm, so với cá từ FTS (Hình 1). Những kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây với ấu trùng cá biển, trong đó RAS dẫn đến tỷ lệ sống cao hơn so với FTS, và ủng hộ giả thuyết rằng cá con được nuôi trong RAS sẽ có tỷ lệ sống cao hơn so với anh chị em được nuôi trong FTS. Trong hai giai đoạn có tỷ lệ sống cao hơn, các phương pháp điều trị RAS đã tăng tỷ lệ sống lên trung bình 19% so với FTS.

 

Hình 1: Sự sống sót của cá trong thí nghiệm sau mỗi bốn giai đoạn khác nhau trong mỗi lần điều trị. Tỷ lệ sống trung bình ± SE được đưa ra cho mỗi lần điều trị. Hồ thí nghiệm RAS đã được chuyển đổi thành RAS-F từ ngày 69.

Nhìn chung, tỷ lệ sống sót cao đối với tất cả các phương pháp điều trị trong thí nghiệm (trung bình 76,0 đến 99,9%), bao gồm FTS (76,0 đến 98,0%). So sánh, sản xuất thương mại của cá vây tròn ở Na Uy có tỷ lệ sống thấp hơn thông qua một chu kỳ sản xuất trong FTS. Tỷ lệ sống của cá trong FTS cao hơn trong thí nghiệm này có thể liên quan đến thời kỳ sản xuất. Thí nghiệm bắt đầu hai tháng sau khi nở, tại thời điểm đó, tỷ lệ tử vong ban đầu đã qua và cá có thể khỏe hơn so với giai đoạn đầu.

Cá từ các phương pháp điều trị RAS mà không khử trùng (RAS và RAS-F) có sức khỏe mang tốt hơn so với các phương pháp điều trị FTS và RAS bằng khử trùng (RAS-F-UV và RAS-F-UV-O). Cá từ RAS-F có sức khỏe mang tốt nhất trong thí nghiệm này (Hình 2). Điều này ngụ ý rằng việc lọc thêm cơ học nước bể của RAS đã ảnh hưởng tích cực đến động vật. Sức khỏe của mang là một chỉ số quan trọng về sức khỏe và tình trạng của cá liên quan đến điều kiện nuôi. Các mang cá mang các quá trình quan trọng như trao đổi khí, điều tiết axit-bazơ, bài tiết chất thải nitơ, chuyển hóa ion và thẩm thấu cũng như là một mô miễn dịch quan trọng, vì vậy chức năng tối ưu của chúng là vô cùng quan trọng đối với sức khỏe và hiệu suất của cá .

 

Hình 2: Điểm số của cá đối với các phương pháp điều trị khác nhau (trung bình ± SE). Điểm từ 1 đến 10 được coi là thay đổi nhẹ, 11 đến 20 thay đổi vừa phải và 21 trở lên được coi là thay đổi toàn diện. Hồ thí nghiệm RAS đã được chuyển đổi thành RAS-F từ ngày 69. Điểm số mang được tính dựa trên sự xuất hiện của các thay đổi mô bệnh học khác nhau, trong đó điểm từ 1 đến 10 được coi là thay đổi nhẹ, 11 đến 20 là thay đổi vừa phải, và 21 trở lên được coi là thay đổi toàn diện. Chuyển thể từ bản gốc.

Cá phát triển tốt hơn trong các phương pháp điều trị RAS so với FTS, do nhiệt độ cao hơn đáng kể. RAS là một phương pháp để duy trì nhiệt độ ổn định và tối ưu quanh năm, trong khi FTS phụ thuộc nhiều hơn vào nhiệt độ nước biển, sẽ thay đổi theo mùa. Trong mùa đông, với nhiệt độ nước biển giảm xuống dưới 8 độ C, vi khuẩn gây bệnh Moritella viscosa - nguyên nhân gây bệnh loét mùa đông - phát triển mạnh và là một vấn đề đáng kể. Bằng cách sử dụng các cơ sở RAS và duy trì nhiệt độ cao hơn, có thể ngăn ngừa nguy cơ vi khuẩn này.

Khử trùng có ảnh hưởng đáng kể đến thành phần cộng đồng vi khuẩn trong thí nghiệm này, vì cả UV và ozone đều làm thay đổi thành phần vi sinh vật trong nước nuôi và màng sinh học. Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng cả UV và xử lý UV và ozone kết hợp đã thay đổi cấu trúc cộng đồng vi sinh vật. Họ vi khuẩn phong phú nhất là Thiotrichaceae , với sự phong phú cao nhất trong các phương pháp điều trị RAS-F-UV và RAS-F-UV-O (21 đến 53 phần trăm).

Các phương pháp điều trị RAS và RAS-F có thành phần cộng đồng vi sinh vật đa dạng và ít biến đổi hơn đáng kể so với các phương pháp điều trị khác trong cả hai ngày lấy mẫu, điều này có thể cho thấy một sự trưởng thành và được lựa chọn K (chiến lược tiến hóa của những loài sinh ra nhiều con giống cái đắt giá và sống trong môi trường ổn định) cộng đồng trong các phương pháp điều trị RAS mà không cần khử trùng.

Đúng như dự đoán, các phương pháp điều trị RAS có tổng lượng vi khuẩn trong nước bể cao hơn đáng kể so với FTS ở cả hai điểm lấy mẫu, có lẽ là do sự tích tụ của các hạt trong nước nuôi dưỡng đóng vai trò là chất nền cho vi khuẩn trong hệ thống. Các phương pháp điều trị RAS không khử trùng có tỷ lệ vi khuẩn cơ hội thấp hơn so với các phương pháp điều trị RAS bằng khử trùng và FTS.

Cá vây tròn nuôi cấy tiếp xúc gần gũi với màng sinh học trên thành bể, vì chúng dành phần lớn thời gian gắn với đĩa hút bụng của chúng vào thành bể và các bề mặt khác. Màng sinh học có thể là nguồn dự trữ cho mầm bệnh vi khuẩn cơ hội, vì vậy thành phần của nó có thể quan trọng đối với sức khỏe của cá. Cả phương pháp điều trị RAS và FTS đều có lượng mầm bệnh tiềm ẩn trong nước tương đối cao hơn so với màng sinh học. Trong màng sinh học, các vi khuẩn gây bệnh và có vấn đề có thể được xác định ở mức độ phong phú cao nhất trong màng sinh học của các phương pháp điều trị RAS với khử trùng, với 19% Moritella từ RAS-F-UV và 33% Leucothrix trong RAS-F-UV -O.

Hệ vi khuẩn màng sinh học dường như ít bị ảnh hưởng bởi các phương pháp xử lý nước, so với hệ vi khuẩn nước, vì cộng đồng màng sinh học thay đổi ít hơn giữa các phương pháp điều trị RAS và đặc biệt là theo thời gian, so với hệ vi khuẩn nước. Điều này đã được mong đợi, vì thành phần của màng sinh học được bảo vệ chống lại sự xâm nhập, như khử trùng và màng sinh học được bảo vệ đặc biệt với sự tăng trưởng bề mặt theo thời gian. Trong màng sinh học, sự cạnh tranh cao và lựa chọn K thường có thể được dự kiến, nhưng việc dọn dẹp hoặc xáo trộn thường xuyên có thể mở ra cho việc lựa chọn nhiều hơn (chiến lược tiến hóa cho các loài sinh ra nhiều con cái thấp giá và sống trong môi trường không ổn định).

Quan điểm

Trong nghiên cứu của chúng tôi, cá vây tròn đã được tiếp xúc với các cộng đồng vi sinh vật khác nhau của cả nước và màng sinh học do các phương pháp xử lý khác nhau của nước hồ. Nhìn chung, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng cá vây tròn được nuôi trong các phương pháp điều trị RAS đã tiếp xúc với một cộng đồng vi khuẩn ổn định hơn, với tỷ lệ vi khuẩn cơ hội thấp hơn, đó là lý do có thể cho sự sống sót cao hơn và sức khỏe mang cá tốt hơn so với anh chị em nuôi FTS.

Kết quả của chúng tôi cũng chứng minh rằng RAS không khử trùng (RAS và RAS-F) có thành phần cộng đồng vi khuẩn đa dạng và ổn định hơn đáng kể so với các bể nhận nước RAS đã khử trùng và FTS. Ngoài ra, các phương pháp điều trị này có ít vi khuẩn gây hại cơ hội và tiềm năng, dẫn đến sức khỏe mang cá tốt hơn so với anh chị em được nuôi trong RAS với khử trùng và FTS. Và cá trong RAS-F có sức khỏe mang tốt hơn cá trong RAS (được vận hành mà không lọc trong 69 ngày đầu tiên), có lẽ là do tác động tích cực của việc giảm tải các phần nhỏ.

Nhìn chung, kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng có khả năng tăng tỷ lệ sống, tăng trưởng và sức khỏe mang cá bằng cách sản xuất cá trong RAS và RAS với việc giảm tải các phần nhỏ nhưng dường như không khử trùng sẽ mang lại hiệu quả và sức khỏe cá tốt nhất. Sản xuất cá vây tròn bằng cách sử dụng cài đặt RAS, ngành công nghiệp có thể cải thiện và tăng sản lượng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng từ ngành nuôi cá hồi. Khả năng các giai đoạn trước của cá vây tròn sẽ được hưởng lợi nhiều hơn từ việc được sản xuất trong RAS - từ khi nở và cho đến khi chuyển đến lồng biển - cần được nghiên cứu thêm.