Đồ Án Cố định NITROSOMONAS VÀ NITROBACTER trên giá thể BC để nâng cao năng suất thu hoạch tôm giống

Trước tình hình biến đổi khí hậu diễn ra ngày một gay gắt như hiện nay, việc hướng đến những quy trình chăn nuôi, trồng trọt theo hướng sinh thái, thân thiện với môi trường là một đòi hỏi nóng bỏng của xã hội, đặc biệt là ở Việt Nam, khi mà nông nghiệp vừa là truyền thống lâu đời vừa là đòn bẩy kinh tế đưa cả nước thoát nghèo và thoát khủng hoảng như lịch sử đã minh chứng. Thời điểm tháng 4/2010, các tỉnh khu vực ven biển và đồng bằng sông Cửu Long đang gánh chịu sự hạn hán, nhiễm mặn nghiêm trọng gây nguy hại đến an ninh lương thực của cả nước và trên thế giới. Bài toán cho một nền nông nghiệp bền vững hiện đang đặt ra cho các nhà khoa học, nhà quản lý ở Việt Nam phải giải quyết nhanh, mạnh và kịp thời, nếu không những hệ luỵ tiếp theo từ sự suy giảm nông nghiệp sẽ rất khó lường.
“Con tôm ôm cây lúa” hiện là mô hình nông nghiệp sinh thái được đánh giá cao về hiệu quả kinh tế lẫn tác động tích cực lên môi trường, khi luân canh giữa vụ tôm và vụ lúa thì các chất dinh dưỡng trong vụ tôm sẽ được lúa hấp thụ và do đó giảm bớt nhiều chi phí hoá chất bón phân. Ngoài ra, nuôi tôm thịt trong điều kiện quảng canh như vậy sẽ hạn chế dịch bệnh, đảm bảo tôm phát triển bình thường và tận dụng tốt nguồn nước đang bị xâm mặn như hiện nay.
Bên cạnh mô hình nông nghiệp sinh thái nuôi trồng quảng canh, thì mô hình nuôi tôm công nghiệp với mật độ cao ở nước ta vẫn là nguồn cung cấp chính cho xuất khẩu. Thái Lan là nước có lượng tôm xuất khẩu lớn nhất thế giới, sản lượng lên đến 250.000 tấn/năm, theo sau đó là các nước trong khu vực Đông Nam Á với hệ thống nuôi tôm công nghiệp quy mô lớn, dẫn đến 80% lượng tôm trên thế giới được sản xuất từ khu vực này. Để đáp ứng nhu cầu về con giống, các trang trại nhân giống tôm đã áp dụng hình thức nuôi với mật độ rất dày đặc cả tôm giống lẫn lượng thức ăn, vì nuôi trong những bể cô lập (trung bình thể tích 4 m3) nên thức ăn thừa tồn đọng trong bể là rất lớn, khi đó lượng thức ăn này bị phân huỷ ra các hợp chất thứ cấp và cuối cùng về ammonia do các nhóm vi khuẩn amon hoá thực hiện, chính lượng ammonia này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng tôm giống về sau [13].
Để tôm phát triển tốt, cần kiểm soát lượng ammonia (NH3) phải nhỏ hơn 0,1 ppm (1,33-1,53 mg/L ở pH 8,0 và nhiệt độ 28-300C), nếu lượng ammonia tăng cao sẽ làm tôm bắt mồi kém, sinh trưởng chậm và dễ nhiễm bệnh. Thông thường người ta sẽ thường xuyên luân chuyển đến 40% lượng nước trong bể để giảm nồng độ các chất thải độc hại, việc làm này đã gây tình trạng phú dưỡng cho các nguồn nước lân cận, dẫn đến tăng nguy cơ xuất hiện tảo độc và vi sinh vật gây bệnh. Do vậy, việc quản lý nguồn nước trong các trang trại nuôi tôm (tôm giống và tôm thương phẩm) là một yêu cầu tiên quyết trong việc nâng cao sản lượng và hạn chế thiệt hại đến môi trường xung quanh [10, 13].
Hiện có nhiều giải pháp kĩ thuật để kiểm soát nồng độ ammonia (TAN – total ammonia nitrogen) trong nước, phương pháp phổ biến là cho nước nuôi tôm chạy qua một lớp vật liệu đệm, vi khuẩn nitrate hoá sẽ được giữ trên lớp vật liệu đệm này sẽ tiến hành oxy hoá ammonia trong nước thải, có thể tiến hành sục khí để tăng hiệu quả, các nghiên cứu liên quan đã được áp dụng như phương pháp dòng chảy chìm (submerged flow biofilter) (Abeysinghe et al. 1996), nitrate hoá hiệu suất cao qua lớp đệm (high-rate linear-path trickling nitrification filter) (Twarowska et al. 1997) [17], bench-scale fluidized bed bioreactor (Ng et al. 1996), hệ thống xử lý liên tục với vật liệu đệm là gel alginate cố định vi khuẩn nitrate hoá (Kim et al. 2000) các nghiêu cứu này đã tiến hành ở qui mô pilot và đạt được những thành công nhất định. Cụ thể, hệ thống xử lý nước thải dùng phương pháp này đã làm giảm đến 25% lượng ammonia theo nghiên cứu tiến hành bởi Chin và Ong (1997) ở trang trại nuôi tôm thương phẩm. Tuy vậy, nhược điểm lớn của các phương pháp trên chính là chi phí đầu tư ban đầu lớn, tốn kém trong quá trình bảo trì-vận hành, hơn nữa, công nghệ sử dụng khá phức tạp nên khó ứng dụng đối với những hộ nuôi tôm có quy vừa và nhỏ vốn là thành phần chủ lực trong sản xuất tôm giống ở những nước Đông Nam Á .
---------------------------------------------------------------------
MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu về Nitrosomonas sp.
2.1.1 Phân lập, duy trì và nuôi cấy
2.1.2 Đặc điểm về giống
2.1.3 Nitrosomonas europaea
2.1.4 Nitrosomonas eutropha
2.1.5 Nitrosomonas marina
2.1.6 Nitrosomonas mobilis
2.2 Giới thiệu về Nitrobacter sp.
2.2.1 Nitrobacter winogradsky
2.2.2 Nitrobacter alkalicus
2.2.3 Nitrobacter hamburgensis
2.2.4 Nitrobacter vulgaris
2.3 Quá trình nitrate hoá
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nitrate hoá
2.3.3 Khả năng bám dính
2.4 Thu sinh khối Nitrosomonas europaea theo mẻ (batch) và liên tục
2.4.1 Bố trí thí nghiệm
2.4.2 Kết quả thí nghiệm
2.5 Giới thiệu về Acetobacter xylinum và màng bacterial cellulose
2.5.1 Sơ lược vi khuẩn Acetobacter xylinum
2.5.2 Các đặc điểm cấu trúc của BC
2.5.3 Vai trò của bacterial cellulose đối với Acetobacter xylinum
2.5.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men tạo BC
2.5.5 Các ứng dụng của bacterial cellulose
2.6 Nghiên cứu về hệ vi khuẩn nitrate hoá và ứng dụng
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU TÌNH HUỐNG
3.1 Qui trình thực hiện
3.2 Tạo chất mang BC
3.3 Lên men thu sinh khối hệ vi khuẩn nitrate hoá
3.4 Phương pháp xác định ammonia, nitrite và nitrate
3.4.1 Xác định hàm lượng ammonia NH3 theo TCVN 2662-78 và 4563-88
3.4.2 Xác định hàm lượng nitrite NO2- theo TCVN 2658-78 và 4561-88
3.4.3 Xác định hàm lượng nitrite NO3- theo TCVN 4562-88
3.5 Kết quả bước đầu
3.5.1 Cố định vi khuẩn lên BC
3.5.2 Thử nghiệm chế phẩm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
-----------------------------------------------------------------
GVHD: TS. Nguyễn Thúy Hương - Trường ĐH Bách Khoa TPHCM