Bơm probiotic trước ở các trại nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương

Bổ sung probiotics lâu hơn sẽ cải thiện sự phát triển và sự sống của tôm giống

Nghiên cứu này cho thấy rằng việc bơm thêm probiotic vào thời gian dài sẽ cải thiện sự phát triển cũng như tồn tại của ấu trùng tôm và kỹ thuật mới được áp dụng nhằm ước tính chính xác trọng lượng ấu trùng có thể góp phần làm giảm đáng kể lượng thức ăn cần cung cấp.

Thuật ngữ probiotic, ban đầu được đặt ra năm 1974 để xác định "sinh vật và các chất góp phần vào sự cân bằng vi sinh vật đường ruột", sau đó được định nghĩa lại vào năm 1989 như một "thực phẩm bổ sung vi sinh vật sống có tác động tốt đến động vật chủ bằng cách cải thiện sự cân bằng vi sinh vật đường ruột".

Bằng cách phát triển trong đường ruột và gắn chặt vào niêm mạc, chúng ngăn chặn các vi sinh vật gây hại khỏi lắng xuống và thực hiện các chức năng tiêu cực, đóng vai trò như một rào cản ngăn ngừa sự xâm nhập của các mầm bệnh.

Probiotic được giới thiệu vào môi trường nuôi, đã chứng minh tính hiệu quả trong việc cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh và kiểm soát sự tăng sinh của chúng, cũng như thúc đẩy sự phát triển của các sinh vật nuôi. Ngoài việc cạnh tranh và loại trừ các vi sinh vật có hại, probiotic có tác động tích cực đến việc xử lý và chuyển đổi trầm tích trong bể nuôi, đó là lý do tại sao chúng trở thành một trong những công cụ tốt nhất để sản xuất ấu trùng tôm.

Kháng sinh - được sử dụng với số lượng lớn nhằm kiểm soát sự bùng phát vi khuẩn phẩy và các vi khuẩn gây bệnh khác - trong nhiều trường hợp, đã chứng tỏ không hiệu quả hoặc dẫn đến sự gia tăng độc lực của các mầm bệnh, cũng như liên quan đến sự thúc đẩy chuyển giao kháng mầm bệnh ở con người. Do đó, việc sử dụng probiotic như một phương pháp thay thế để kiểm soát mầm bệnh được coi là một lựa chọn ưu tiên cho kháng sinh.

Cơ chế hành động

Mặc dù chưa được làm sáng tỏ nhưng các cơ chế hoạt động của vi khuẩn được sử dụng như probiotic là:

• Cạnh tranh với các nơi liên kết: còn được gọi là "loại trừ cạnh tranh", tại đây vi khuẩn probiotic gắn với các vị trí liên kết trong niêm mạc ruột, tạo thành một rào cản vật lý ngăn ngừa sự kết nối của vi khuẩn gây bệnh.

• Sản sinh các chất kháng khuẩn: vi khuẩn probiotic tổng hợp các hợp chất như hydrogen peroxide và bacteriocins có tác dụng kháng khuẩn, chủ yếu liên quan đến vi khuẩn gây bệnh. Chúng cũng tạo ra axit hữu cơ làm giảm độ pH của môi trường trong đường tiêu hóa, ngăn ngừa sự phát triển của một số mầm bệnh và một số loài Lactobacillus.

• Sự cạnh tranh về chất dinh dưỡng: thiếu các chất dinh dưỡng sẵn có có thể được sử dụng bởi vi khuẩn gây bệnh là một yếu tố hạn chế cho việc duy trì của chúng.

• Kích thích hệ thống miễn dịch: Một số vi khuẩn probiotic liên quan trực tiếp đến kích thích phản ứng miễn dịch, tăng sản xuất kháng thể, kích hoạt các đại thực bào, gia tăng các tế bào T và sản xuất interferon.

Thử nghiệm đánh giá thời gian phản ứng của nước với probiotic

Việc sử dụng các vi khuẩn probiotic trong nuôi trồng thủy sản hiện nay đã được chấp nhận rộng rãi và có một số chế phẩm probiotic có sẵn như phụ gia thức ăn hoặc kết hợp vào nước ao nuôi cá, tôm và động vật thân mềm. Theo các tuyên bố của các nhà sản xuất, các sản phẩm này an toàn và hiệu quả để duy trì động vật thủy sinh khỏe mạnh, mặc dù cũng có những ý kiến trái chiều về khái niệm chung của probiotic và các tuyên bố của nhà sản xuất, do đó cần nghiên cứu kỹ hơn về vi sinh vật đường ruột và sự chuẩn bị cũng như đánh giá hiệu quả về an toàn probiotic.

Tại Êcuađo, một hoạt động phổ biến sau khi thả tôm giống (PL) trong bể tròn hoặc mương là bổ sung probiotic vào nước chỉ vài giờ trước khi thả (tối đa là 24 tiếng). Liệu điều này có đủ thời gian để tận dụng tối đa tiềm năng lợi ích của probiotic không?

Để trả lời câu hỏi này, một nghiên cứu mới đây như một dự án luận văn về Kỹ thuật Nuôi trồng Thuỷ sản được tiến hành tại Đại học Kỹ thuật Machala, đã xác định rằng bơm probiotic trong nước - với thời gian lâu hơn trước khi thả giống - có ảnh hưởng tích cực đến sức khoẻ của tôm, thúc đẩy phát triển tốt nhất trong giai đoạn nuôi, thời gian dài hơn so với thời gian trong các quy trình sản xuất là 3-4 lần. Bài viết sẽ tóm tắt nghiên cứu này và được điều chỉnh từ ấn bản tháng 6 năm 2017 của Aquacultura (Ecuador).

Thử nghiệm này sử dụng hỗn hợp hai probiotic thương mại với thành phần từ nhà sản xuất đầu tiên bao gồm Bacillus sp., Pediococcus sp., Enterococcus sp., Lactobacillus sp. và một phương tiện hữu cơ, với nồng độ đảm bảo không ít hơn 3 × 1012 CFU / kg. Đối với nhà sản xuất thứ hai, thành phần bao gồm Bacillus sp., Enterococcus sp., Pediococcus sp., Thiobacillussp., Paracoccus sp. và một phương tiện hữu cơ, với nồng độ đảm bảo không dưới 2x1012 UFC / kg. Tỷ lệ hỗn hợp là 5 ppm probiotic đầu tiên và 2 ppm của loại thứ hai.

Để xác định xem liệu thời gian bơm probiotic trong nước có ảnh hưởng đáng kể tới các thông số sản xuất hay không, một thiết kế thực nghiệm ngẫu nhiên đã được xây dựng (4 x 2 khối ngẫu nhiên) bao gồm tám thùng chứa 200 lít nước được lấy cùng nguồn. Ba phương pháp điều trị với một bản thử nghiệm được đánh giá cho thời điểm bơm 48, 72 và 96 tiếng trước khi thả giống.

Khi kiểm soát, hai thùng được bơm probiotic trước 24 giờ. Sau khi trải qua thời kỳ bơm khác nhau, ấu trùng (PL8) được thả cùng lúc ở mỗi bể với mật độ 50 ấu trùng / L (1.000 ấu trùng / bể). Để kích thích các điều kiện phát triển điển hình trong hoạt động thương mại, cứ 24 tiếng bổ sung cùng lượng probiotic vào mỗi bể.

Thử nghiệm nuôi kéo dài 12 ngày. Vào thời điểm thả và sau đó cứ bốn ngày một lần, từ 15 đến 30 tôm mẫu được chọn ngẫu nhiên từ mỗi bể, kích cỡ và trọng lượng của chúng được xác định riêng lẻ. Đếm tổng số ấu trùng tồn tại trong mỗi bể vào cuối quá trình nghiên cứu.

Ước lượng sinh khối ấu trùng với từng dữ liệu

Để xác định trọng lượng của ấu trùng trong mỗi mẫu, tôm bị giết bằng cách bơm một lượng formalin vào bể chứa nước ở mỗi mẫu cho đến khi đạt đến nồng độ 10%. Mỗi ấu trùng được lấy bằng một kẹp có đầu nhọn, đặt trên giấy lọc để hấp thụ nước vào cơ thể và ngay lập tức đem cân trên cân phân tích 0,01 mg.

Sau khi xác định trọng lượng, mỗi con tôm giống được đặt trên một băng keo dính vào một tờ giấy biểu đồ, với các ô đánh số để xác định thứ tự tương ứng của từng cá thể. Từng ấu trùng trên mỗi tờ giấy được chụp ảnh để có một hình ảnh kỹ thuật số với thang đo milimet.

Hình 1: Ví dụ về xác định độ dài của mỗi ấu trùng bằng công cụ đo của Adobe Photoshop.

Để biết được độ dài của mỗi ấu trùng, các hình ảnh được xử lý kỹ thuật số bằng phần mềm ADOBE Photoshop CS6, sử dụng công cụ đo lường và xác định một quy mô tùy ý, trong đó đã xác định được sự tương đương giữa số pixel và đơn vị đo lường logic ở nghiên cứu của chúng tôi là 10 mm. Do đó, có thể đo chiều dài của mỗi ấu trùng bằng cách di chuyển cơ thể của nó qua hình ảnh phóng to từ mắt đến đốt cuối bụng, và theo cách này xác định điểm rõ ràng cũng như giảm thiểu sự nhầm lẫn có thể xảy ra trong trường hợp hình ảnh không hoàn toàn hội tụ (Hình 1).

Dữ liệu được phân tích bằng hồi quy tuyến tính theo phương pháp bình phương nhỏ nhất nhằm thiết lập mối quan hệ chiều dài và trọng lượng. Để xem xét tác động của mỗi lần điều trị đối với tốc độ tăng trưởng của ấu trùng, các đường hồi quy được thiết lập so sánh giữa chiều dài và thời gian, tương phản với độ chênh lệch của các hồi quy tuyến tính bằng cách phân tích sai lệch. Thử nghiệm độc lập Chi vuông được sử dụng nhằm xác định sự tồn tại phụ thuộc giữa sự sống và phương pháp điều trị.

Các kết quả

Dữ liệu hóa lý trong báo cáo hằng ngày (cách 6 tiếng 1 lần) cho thấy giá trị trung bình ổn định ở tất cả các bể thử nghiệm: nhiệt độ nước: 26,20 ± 0,54 độ-C; độ mặn: 27 Up; pH: 8.82 ± 0.39; amoni: 0,61 ± 0,25 mg / L; và oxy hòa tan: 7,0 ± 0,07mg / L.

Phân tích đa biến đối với sự khác biệt về trọng lượng của tôm giống giữa phương pháp điều trị và thử nghiệm cho thấy không có sự khác biệt đáng kể ở thử nghiệm (P> 0,05) nhưng khác biệt ở phương pháp điều trị (P <0.00001). Tương tác cũng không có ý nghĩa giữa các tác động chính (P> 0,05).

Thử nghiệm Đa Loại cho phép xác định ba nhóm đồng nhất không có sự khác biệt về trọng lượng trung bình của tôm giống giữa phương pháp điều trị 1 và 2 (bơm 24 và 48 tiếng) nhưng đã cho thấy sự khác biệt giữa phương pháp điều trị 3 và 4 (bơm 72 và 96 tiếng tương ứng) ở mức trung bình cao hơn (Điều trị 4> Điều trị 3> Điều trị 2 = Điều trị 1). Hình 2 minh hoạ những khác biệt này bằng cách ghi khoảng giá trị trung bình chính xác ± khoảng giá trị trung bình chính xác ở mức 95 phần trăm, trong mỗi trường hợp.

Hình 2: Khoảng giá trị trung bình ± khoảng chính xác đối với trọng lượng trung bình của tôm giữa các phương pháp điều trị.

Phân tích đa biến đối với sự khác biệt về trọng lượng của tôm giống giữa phương pháp điều trị và thử nghiệm cho thấy không có sự khác biệt đáng kể ở thử nghiệm (P> 0,05) nhưng khác biệt ở phương pháp điều trị (P <0.00001). Tương tác cũng không có ý nghĩa giữa các tác động chính (P> 0,05).

Hình 3: Minh họa những khác biệt này bằng cách cho thấy: Gía trị trung bình ± 95 phần trăm giới hạn chính xác cho mỗi trường hợp.

Hình 3: Gía trị trung bình ± 95 phần trăm giới hạn chính xác cho chiều dài tôm giống giữa các phương pháp điều trị (1): 24 tiếng, (2): 48 tiếng; (3): 72 tiếng; và 4 (96 tiếng).

Giống như nhân tố trọng lượng, Thử nghiệm Đa Loại (Fisher's LSD) cho thấy không có sự khác biệt về chiều dài tôm giống giữa phương pháp điều trị 1 (bơm 24 tiếng) và 2 (bơm 48 tiếng); nhưng có sự khác biệt giữa hai phương pháp đầu tiên, hai và phương pháp điều trị 3 (bơm 72 tiếng) và 4 (bơm 96 tiếng). Kết quả theo thứ tự tốt hơn: Điều trị 4> Điều trị 3> Điều trị 2 = Điều trị 1).

Hình 4: Các đường hồi qui chiều dài (A) và trọng lượng (B) của tôm giống theo thời gian.

Đối với tốc độ tăng trưởng về kích thước và trọng lượng, việc so sánh bằng cách phân tích độ chênh lệch của độ dốc ở các hồi quy được điều chỉnh theo mô hình tuyến tính cho thấy với phương pháp điều trị 96 tiếng trước khi bơm, độ dốc cao nhất đạt được ở nhóm đối chứng ,biểu hiện tốc độ tăng trưởng cao hơn trong điều trị này (Hình 4). Hình 5 cho thấy tỷ lệ sống sót của tôm giống trong mỗi lần điều trị.

Hình 5: Sự sống sót của tôm giống trong mỗi lần điều trị.

Các triển vọng

Các kết quả thu được trong nghiên cứu này cho thấy rằng, trên quy mô thử nghiệm, bơm probiotic trong nước trước khi thả ấu trùng L.vannamei có tác động tích cực đến sự phát triển của chúng. Điều này thúc đẩy sự tăng trưởng nhanh của tôm giống cũng như tỷ lệ sống sót tốt hơn, được chứng minh thông qua các phân tích thống kê có sự chênh lệch đáng kể (P <0.001) của các thông số này giữa các phương pháp điều trị. Giữa thời gian phản ứng của nước với probiotic (24 tiếng đến 96 tiếng), tôm giống đạt độ dài và trọng lượng lớn hơn khi chúng được thả trong bể với thời gian bơm probiotic lâu hơn.

Điều quan trọng cần lưu ý là bơm probiotics vào nước, từ 72 tiếng đến 96 tiếng trước khi thả giống không tốn nhiều chi phí bổ sung, ngoại trừ năng lượng điện để duy trì sự tuần hoàn và lưu thông nước liên tục trong hệ thống.

Một khía cạnh thú vị trong nghiên cứu của chúng tôi là khả năng thiết lập mối quan hệ chiều dài và trọng lượng từ các dữ liệu riêng biệt của tôm giống để có được phương trình hồi quy được điều chỉnh cho mô hình tiềm năng. Với phương trình này, trọng lượng cá thể của mỗi ấu trùng có thể được ước lượng từ độ dài của chúng, và do đó mang lại một ước tính chính xác hơn về sinh khối tôm giống trong hệ thống. Nhờ ước tính sinh khối chính xác, chúng ta có thể điều chỉnh khẩu phần ăn cho nhiều tỷ lệ hơn.

Hình 6 cho thấy mối quan hệ giữa chiều dài và khối lượng thu được cho tôm chân trắng sau 12 ngày nuôi với điều chỉnh hồi quy tiềm năng. Phương trình mô tả chức năng này là: Trọng số = 0.0081L2.8986 với hệ số xác định R2 = 0.93 cho thấy mô hình điều chỉnh giải thích 93.27 phần trăm biến thiên của trọng lượng như một hàm của biến thể chiều dài tôm giống.

Hình 6: Mối liên quan giữa chiều dài và trọng lượng thu được cho tôm sú L. vannamei sau 12 ngày nuôi trong nghiên cứu này.

Khi thực hiện các tính toán sử dụng phương trình này để xác định sinh khối trung bình từ một mẫu đại diện của tôm giống, người ta thấy rằng khẩu phần ước tính khác biệt đáng kể so với lượng thức ăn được các nhà sản xuất khuyến cáo. Trên thực tế, dựa trên các ước tính này, tổng lượng thức ăn hàng ngày đã giảm ít nhất 40%.

Với sự điều chỉnh đơn giản này, ấu trùng không chỉ có lượng thức ăn đầy đủ mà còn có thể giữ cho bể nuôi được sạch hơn, ít trầm tích hơn, do đó làm tăng tiềm năng của các vi sinh vật chuyển gien hoạt động bằng cách chuyển các trầm tích này thành các hợp chất hiệu quả mà không gây ra vấn đề cho vật nuôi. Thêm vào đó, sự điều chỉnh này giúp duy trì nồng độ amoni thấp và pH gần trung tính trong bể nuôi.

Trong quá trình sản xuất tôm giống thông thường, chi phí thức ăn chiếm từ 12 đến 15% tổng chi phí và do đó điều chỉnh khẩu phần thực tế theo yêu cầu của tôm giống sẽ không chỉ dẫn đến tiết kiệm mà còn tránh được sự dư thừa trong hệ thống. Điều này sẽ mang lại chất lượng tốt hơn cho hệ thống nuôi, góp phần giảm căng thẳng và hậu quả liên quan của nó, tất cả sẽ dẫn đến sự tăng trưởng nhanh hơn và tồn tại lâu hơn của tôm giống, cho phép tiết kiệm được chi phí ăn uống.

Điều quan trọng cần lưu ý là các khuyến nghị được trình bày ở đây dựa trên các thử nghiệm đã được đưa vào thực hiện tại các hoạt động thương mại sản xuất tôm giống trong raceway của công ty Crisanticlub SA. Ở đó họ đã giảm tổng số lượng thức ăn cung cấp hàng ngày ít nhất 40 phần trăm. Họ cũng sản xuất được loại tôm giống có chất lượng tuyệt vời với tỷ lệ sống trung bình ít nhất là 90 phần trăm trong 18 đợt thực hiện vào năm 2017.

Do đó, có thể kết luận từ nghiên cứu của chúng tôi rằng bơm chế phẩm probiotic trước một thời gian dài sẽ cải thiện sự tăng trưởng và sự sống của tôm giống cũng như  phát triển một kỹ thuật mới để ước tính chính xác trọng lượng tôm giống nhằm góp phần làm giảm đáng kể lượng thức ăn cần được cung cấp.