Mối liên hệ giữa sức khỏe tôm và biến động quần thể phytoplankton trong các ao nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh - Phần 1

Hình thức nuôi chủ yếu là thâm canh và siêu thâm canh, do đó cùng với việc tăng nhanh về diện tích và sản lượng thì môi trường ngày càng bị ô nhiễm dẫn đến tình hình dịch bệnh xảy ra nhiều hơn.

Năm 2008, diện tích bị thiệt hại là 658 ha chủ yếu là do bệnh đôm trắng.

Tuy nhiên, dịch bệnh thật sự bùng phát từ năm 2010 đến năm 2012 với diện tích thiệt hại lên đến 7.068 ha, chủ yếu là do mắc hội chứng hoại tử cấp tính (bệnh tôm chết sớm) (Bộ NN&PTNT 2013).

Diện tích nuôi tôm bị bệnh tập trung chủ yếu ở vùng ĐBSCL và một số tỉnh khu vực Trung Trung Bộ.

Trong đó, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau là những vùng nuôi bị thiệt hại nặng nề nhất.

Vì vậy, ngành thủy sản nước ta đang tìm mọi cách để kiềm chế bệnh này bộc phát (Tng cục thủy sản 2013).

Mối liên hệ giữa sức khỏe tôm và biến động quần thể phytoplankton trong các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh

Việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước liên quan đến phát triển nuôi tôm là một trong những vấn đề cần quan tâm hàng đầu trong công tác này.

Nâng cao chất lượng nước sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển và năng suất tôm nuôi đồng thời cũng giải quyết tác động tiêu cực lên môi trường của nghề nuôi (Landesman, 1994; Lacerda et al., 2006).

Việc khảo sát chất lượng nước trước đây chỉ bao gồm theo dõi các biến động chỉ tiêu thủy lý hóa (Jones et al., 2001).

Tuy nhiên, chất lượng nước nuôi tôm thường liên quan chặt chẽ đến liều lượng thức ăn, phân bón và hóa chất để ổn định đáy ao.

Do đó, chỉ sử dụng các chỉ số thủy lý hóa không thể phản ánh chính xác tình trạng môi trường một cách liên tục và đầy đủ, thiếu thông tin về quần thể sinh vật phù du nhằm chỉ thị sinh học cho chất lượng nước của hệ thống nuôi.

Phytoplankton (tảo) là một trong các chỉ số sinh học rất tốt cho thấy điều kiện môi trường và sức khỏe động vật thủy sản nuôi trong ao, vì chúng rất nhạy cảm với những thay đổi chất lượng nước.

Chúng phản ứng rõ rệt với nồng độ khác nhau của các chất hòa tan, mức độ dinh dưỡng của ao nuôi, các chất gây ô nhiễm độc hại, chất lượng thức ăn kém hoặc tốt… Điều kiện môi trường hiện tại của ao nuôi có thể được biết từ các chỉ số sinh khối, sự phong phú và mức độ đa dạng của chúng (Burford, 1997; Primavera , 1998).

Do đó, nghiên cứu được thực hiện nhằm cung cấp thông tin về mối liên quan của tảo và tình trạng sức khỏe tôm nuôi, kết quả này là dữ liệu cơ sở để đánh giá chất lượng nước trong nuôi tôm.

Phương pháp nghiên cứu

Tảo được thu từ 20 ao tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei).

Tôm nuôi 1 tháng tuổi với mật độ biến động từ 25 đến 140 con/m2 ở 2 vùng nuôi Sóc Trăng và Cà Mau thuộc ĐBSCL, bao gồm 2 nhóm ao bao gồm 10 ao tôm khỏe và 10 ao tôm bệnh (phần lớn tôm mắc bệnh teo gan tụy gây chết sớm).

Thời gian thu mẫu từ ngày 11/09/2012 đến 19/10/2012 chia thành 3 đợt thu với nhịp thu mẫu 15 ngày/lần.

Mẫu thu gồm hai chỉ tiêu: định tính và định lượng.

Mẫu định tính được lấy bằng lưới thu tảo, kích thước mắt lưới 30 μm.

Lưới được kéo hai bên bờ ao để thể tích nước qua lưới lọc càng nhiều càng tốt, sau đó cho mẫu thu được vào chai nhựa 110 mL và cố định bằng formol với nồng độ từ 2-4%.

Mẫu định lượng được thu bằng phương pháp lắng bằng cách thu mẫu nước ở nhiều điểm khác nhau trong thủy vực rồi cho vào xô nhựa 30 L, sau đó khuấy đảo đều nước trong xô rồi thu vào chai nhựa 1L, cố định mẫu bằng formol với nồng độ từ 2-4%.

Mẫu định tính được phân tích bằng cách định danh giống loài tảo dưới kính hiển vi dựa vào các tài liệu phân loại đã được công bố như Shirota (1966), Dương Đức Tiến (1978), Carmelo et al.

(1996), Dương Đức Tiến và Võ Hành (1997), Trương Ngọc An (1993)...

Trong quá trình định danh, tần suất xuất hiện của các giống loài tảo cũng được ghi nhận với các mức độ khác nhau dựa vào thang tần suất của Scheffer và Robinson (1939), trong đó: >60%: +++ (nhiều), 30-60%: ++ (vừa); <30%: + (ít).

Mẫu định lượng được xác định bằng buồng đếm Sedgewick-Rafter theo phương pháp của Boyd và Tucker (1992); Đồng thời nghiên cứu cũng sử dụng chỉ số Sorencen (1948) để đánh giá độ tương đồng về thành phần loài giữa các ao nuôi, và thương số tảo khuê (Diatom quotient) (Nygaard et al., 1949) xác định tình trạng dinh dưỡng của ao nuôi. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Cấu trúc thành phần giống loài tảo trong các ao tôm ở cả 2 vùng nuôi 

Tổng số 119 loài tảo thu được tại 2 vùng nuôi tôm Sóc Trăng, Cà Mau thuộc 5 ngành là tảo Khuê (Bacillariophyta), tảo lam (Cyanobacteria), tảo Mắt (Euglenophyta), tảo Lục (Chlorophyta) và tảo Giáp (Dinophyta).

Trong đó, tảo khuê là ngành chiếm số lượng nhiều nhất (73%) với 87 loài.

Tiếp theo là tảo giáp chiếm tỉ lệ thấp hơn với 10 loài (8%), các ngành còn lại là tảo mắt, tảo lục và tảo lam có số lượng giảm dần từ 9-8-4% (11-10-5 loài).

Tùy theo loại ao nuôi và vùng nuôi mà số loài và thành phần loài tảo khác nhau.

Tảo khuê đều chiếm ưu thế ở cả hai vùng nuôi tôm TCT (61,2-62,8%).

Trong các ao tôm TCT, các giống loài tảo lam có nguồn gốc nước ngọt xuất hiện nhiều, trong đó Phormidium sp.xuất hiện với tần suất khá cao.

Theo Alonso Rodriguez and Paez-Osuna (2003), thành phần tảo thay đổi trong các ao tôm phụ thuộc vào vùng địa lý, khí hậu, nồng độ muối và điều kiện nuôi.

Sự ưu thế của tảo khuê trong khảo sát này cũng tương tự như một số nghiên cứu của các tác giả khác, trong các nông trại nuôi tôm ở vịnh Gulf-California cho thấy tảo khuê có số loài phong phú nhất chiếm 415 loài tiếp theo là tảo giáp (Dinoflagellate) chiếm 270 loài (Licea et al., 1995; Monero et al., 1996).

Mặt khác, theo nhận định của Boyd and Daniel (1993) thì hầu hết người nuôi thích tỉ lệ tảo khuê cao trong quần thể tảo ở ao tôm, đó là nhóm tảo phát triển có lợi cho ao tôm.

Kết quả của khảo sát cũng cho thấy có khoảng hơn 52% các giống loài tảo khuê (45 loài) thuộc bộ phụ Pennales phát triển chủ yếu ở nước ngọt và vùng biển ven bờ với các giống như Gyrosigma, Navicula, Nitzschia, Surirella, Synedra,…

Tiếp theo đó tảo giáp, ngành tảo phát triển chủ yếu ở môi trường nước mặn xuất hiện chiếm vị trí thứ 2.

Mặt khác, các ngành tảo có nguồn gốc nước ngọt như tảo lam, tảo mắt và tảo lục cũng xuất hiện chiếm số lượng thấp là do sự biến động lớn của độ mặn từ 0-16‰ trong toàn đợt khảo sát.

Kết quả này cũng phù hợp với các nhận định, nhóm tảo khuê là nhóm tảo ưu thế trong ao nước lợ trong khi đó tảo lam là nhóm tảo phát triển mạnh ở các ao có độ muối thấp với nhiệt độ ôn hòa (Boyd, 1989).

Tuy nhiên, trong các ao tôm ở vùng nhiệt đới Mexico và một số vùng cận nhiệt đới khác trên thế giới, tảo lam là nhóm tảo phát triển ưu thế, tiếp theo là tảo hai rãnh và tảo khuê (Corte´s-Altamirano et al., 1994; Rungsupa et al., 1999).

Một số giống thường xuất hiện qua toàn đợt khảo sát như: Navicula, Gyrosigma, Nitzschia, Surirella, Synedra, Pleurosigma, Coscinodiscus, Cyclotella, Cymbella (tảo khuê), Gymnodinium, Peridinium (tảo giáp), Oscillatoria, Phormidium (tảo lam), Euglena(tảo mắt), Closterium và Scenedesmus (tảo lục). Biến động thành phần tảo giữa hai nhóm ao tôm khỏe và bệnh thuộc 2 vùng nuôi Sóc Trăng và Cà Mau

Ở vùng nuôi Sóc Trăng, kết quả nghiên cứu cho thấy có 113 loài tảo thuộc 5 ngành: tảo khuê, tảo giáp, tảo lam, tảo mắt và tảo lục.

Trong đó, tảo khuê ưu thế với 71 loài (62,83%).

Các ngành tảo mắt với 12,4% (14 loài), tảo lam chiếm 7,08% (8 loài), tảo giáp và tảo lục chiếm 8,85 % (10 loài).

Ở các ao tôm này nồng độ muối biến động khá lớn (0-16‰) do ảnh hưởng của vùng cửa sông Trần Đề và nguồn nước ngọt nội đồng, do vậy thành phần loài tảo khá đa dạng với nhiều giống loài tảo ở nước lợ mặn và cả nước ngọt.

Mặt khác, ở các ao tôm TCT thuộc vùng nuôi Cà Mau, thành phần tảo khuê cũng chiếm ưu thế với tỉ lệ cao 60-100% trên tổng số 80 loài; 4 ngành tảo còn lại đều có xuất hiện nhưng số loài thấp với tỉ lệ biến động từ 6,2-12,5%.

Nồng độ muối của nhóm ao này thuộc các thủy vực nước lợ dao động trong khoảng 2-11% nên thành phần tảo cũng đa dạng bao gồm nhiều ngành tảo xuất hiện đại diện cho cả 2 môi trường ngọt và lợ mặn. 

Các kết quả này khẳng định tính đa dạng cao của tảo khuê ở các vùng nuôi lợ mặn gần cửa sông.

Mặt khác, có nhiều giống loài tảo đại diện cho các ngành tảo nước ngọt là tảo mắt, tảo lục và tảo lam có mặt trong mẫu thu cũng phù hợp với nhận định của Rodriguez and Paez-Osuna (2003),

Trong các hệ thống nuôi tôm khi nồng độ muối giảm thấp do sự trộn lẫn với nguồn nước ngọt từ sông thì các ngành tảo khác nhau bao gồm tảo khuê, tảo lam, tảo lục và tảo mắt cùng phát triển, sự phong phú của các ngành tảo này thay đổi phụ thuộc vào một số điều kiện như: ánh sáng, nồng độ muối, nhiệt độ và hàm lượng chất dinh dưỡng của ao nuôi.

Tổng số loài giữa ao tôm TCT khoẻ và ao tôm TCT bệnh vùng nuôi tôm Sóc Trăng và Cà Mau không khác biệt nhiều, số loài của 2 nhóm ao khỏe và bệnh lần lượt là 22±5 loài và 19±11 loài (Sóc Trăng); 12±3 loài và 15±3 loài (Cà Mau).

Trong đó, tảo khuê vẫn là ngành chiếm tỉ lệ lớn nhất ở cả 2 nhóm ao, 16±5 loài (chiếm tỉ lệ 76%) ở ao tôm khoẻ và 14±8 loài (67%) ở ao tôm bệnh.

Các ngành tảo còn lại chỉ có số loài rất ít (1-3 loài) ở cả 2 nhóm ao của 2 vùng nuôi. 

Như vậy, cấu trúc thành phần PSTV trong ao tôm TCT khoẻ và ao tôm TCT bệnh không có sự khác biệt lớn về số lượng loài của từng ngành.

Một số giống loài thường gặp trong các mẫu thu là Tảo khuê trung tâm (Centriales) bao gồm: Actinocyclus, Coscinodiscus, Cyclotella, Thallasiosira… là nhóm tảo quan trọng trong các thủy vực ven biển (Ryther et al., 1981) bởi vì chúng là thức ăn cho nhóm sinh vật tiêu thụ cao hơn (Boyd, 1990). 

Ứng dụng chỉ số tương tự của Sorencen (1948) để so sánh thành phần loài tảo giữa 2 nhóm ao tôm bệnh và tôm khỏe ở vùng nuôi Sóc Trăng, kết quả cho thấy thành phần loài tảo giữa 2 nhóm ao tương đồng là 63% và khác biệt là 37%.

Trong đó, sự khác biệt theo từng ngành: đối với tảo khuê là 29%, tảo lam 33%, tảo mắt 63%, tảo lục 66% và tảo giáp 66%.

Ở vùng nuôi Cà Mau, chỉ số này cho thấy sự tương đồng thành phần loài tảo giữa 2 nhóm ao là 57% và sự khác biệt là 42%.

Trong đó đối với ngành tảo khuê sự khác biệt là 29%, tảo lục 42%, tảo mắt 60%, tảo giáp 75% và tảo lam 100%.

Như vậy, sự khác biệt về thành phần loài tảo giữa 2 nhóm ao tôm bệnh và tôm khỏe ở cả 2 vùng nuôi tương đối cao biến động từ 37-42% và có sự khác biệt nhiều đối với nhóm tảo mắt, tảo lục, tảo lam và tảo giáp giữa 2 nhóm ao này.

Mặt khác, theo Healy (1973) tảo là nhóm sinh vật nhạy cảm, có những biến đổi sinh lý và thành phần loài đáng kể phụ thuộc vào hàm lượng chất dinh dưỡng của môi trường nên chúng là những chỉ số hữu ích cho biết về tình trạng dinh dưỡng của ao nuôi.

Trong nghiên cứu hiện tại khi sử dụng thương số tảo khuê (Diatom quotient) (Nygaard et al., 1949) giữa số loài tảo khuê trung tâm (Centrales) và số loài tảo khuê lông chim (Pennales) để đánh giá tình trạng dinh dưỡng ở các ao tôm khảo sát cho thấy ở cả 2 vùng nuôi Sóc Trăng và Cà Mau các ao tôm đều giàu dinh dưỡng với giá trị của ao tôm khỏe và bệnh lần lượt là: 0,28 và 0,36 (Sóc Trăng); 0,54 và 0,57 (Cà Mau).

Nhiều tác giả cho rằng nếu chỉ dựa vào tính toán sinh khối tảo để đánh giá tình trạng dinh dưỡng của ao nuôi thì phương pháp này có một số hạn chế nhất định bởi vì hàm lượng chlorophyll-a có thể bị thấp hơn giá trị thực do nhóm thực vật lớn phát triển mạnh.

Hơn nữa, sự hấp thu chất dinh dưỡng của chúng có thể làm sinh khối tảo thấp và do đó kết luận không chính xác về đặc điểm chất lượng nước.

Ngoài ra, sự hiện diện nhiều của các tập đoàn tảo có thể dẫn đến tính toán sai khi đếm mẫu nên kết quả định lượng tảo cũng không chính xác.

Do vậy, để đánh giá đúng tình trạng dinh dưỡng của thủy vực nên khảo sát chi tiết về thành phần loài tảo hiện diện, đặc biệt khi tảo thay đổi các giống loài phát triển ưu thế tiếp nối trong các giai đoạn khác nhau bởi sự thay đổi ánh sáng, nhiệt độ và nồng độ các chất dinh dưỡng của ao nuôi (Goldman and Mann, 1980; Yusoff and McNabb, 1997; Yusoff et al., 2002).

Kết quả phân tích thành phần giống loài tảo ở 2 nhóm ao tôm khỏe và bệnh của 2 vùng nuôi Sóc Trăng và Cà Mau cho thấy có nhiều giống loài chỉ thị giàu dinh dưỡng.

Palmer (1980) có đưa ra danh sách 60 loài tảo được gọi là tảo chỉ thị ô nhiễm “Pollution algae”, bao gồm các loài tảo thường xuyên có mặt trong các khu vực giàu chất hữu cơ.

Có 20 giống tảo trong danh sách này có mặt trong nghiên cứu hiện tại.

Mặt khác, Palmer’s (1969) đã liệt kê các giống tảo bao gồm: Oscillatoria, Euglena, Scenedesmus, Chlamydomonas, Navicula, Chlorella, Nitzschia và Ankistrodesmus chỉ thị các nguồn nước bị ô nhiễm hữu cơ và được nhiều tác giả đồng tình: Ratnasabapathy, (1975) Gunale and Balakrishnan, (1981); Goel et al.,(1986); Jafari and Gunale, (2006); Sanap, (2007).

Trong nghiên cứu này, tất cả các giống nêu trên đều có mặt ở hầu hết các ao tôm nằm trong danh sách nói trên.

Hơn nữa, các giống tảo Navicula, Nitzschia, Oscillatoria, Phormidium, Euglena là các giống thường xuyên có mặt lặp lại trong các ao tôm khảo sát.

Đối với giống tảo mắt Euglena, theo Palmer đây là giống tảo đứng đầu trong danh sách 60 loài chỉ thị ô nhiễm.

Mặt khác, theo Patrick, (1965) 2 giống tảoOscillatoria, Euglena là các giống chịu đựng ô nhiễm cao nên là sinh vật chỉ thị chắc chắn cho tình trạng phú dưỡng hóa.

Các kết quả nói trên cho thấy tình trạng phú dưỡng hóa của hầu hết các ao tôm khảo sát trong nghiên cứu, nhưng chưa thấy được sự khác biệt rõ ràng về mức độ giàu dinh dưỡng giữa 2 nhóm ao tôm khỏe và ao bệnh. 

Tuy nhiên, theo Stumm et al.(1972), vấn đề rắc rối lớn cho các thủy vực nội địa là môi trường nước giàu dinh dưỡng xảy ra đồng thời với sự phát triển mạnh mẽ của tảo, năng suất sinh học gia tăng sẽ kéo theo những thay đổi sinh học không tốt khác.

Do vậy, tình trạng phú dưỡng hóa ở các ao tôm này là một trong các nguyên nhân gây bệnh cho tôm.