Ảnh hưởng của hàm lượng protein lên chất lượng nước, tăng trưởng của lươn Monopterus albus (Zwiew, 1793) và cải thìa (Brassica chinensis) trong mô hình aquaponic
- ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG PROTEIN LÊN CHẤT LƯỢNG NƯỚC, TĂNG TRƯỞNG CỦA LƯƠN Monopterus albus (ZWIEW, 1793) VÀ CẢI THÌA (Brassica chinensis) TRONG MÔ HÌNH AQUAPONIC. - Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của thức ăn có hàm lượng protein khác nhau lên chất lượng nước, tăng trưởng của lươn đồng Monopterus albus (Zwiew, 1793) và năng suất của rau cải thìa (Brassica chinensis) trong mô hình aquaponic. - Lươn giống (47,4 g/con) được cho ăn thức ăn với bốn hàm lượng protein khác nhau là 25%. - Lươn được nuôi trong hệ thống tuần hoàn aquaponic kết hợp trồng rau cải thìa. - Kết quả cho thấy NT thức ăn có hàm lượng protein càng cao thì lượng nitrogen càng tăng, đặc biệt là TAN, NO 3 -N. - Tăng trọng tốt nhất của lươn là ở NT g/ngày) và khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại. - FCR thấp nhất ở NT3 và khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05) so với các nghiệm thức còn lại. - Kết quả nghiên cứu cho thấy thức ăn có hàm lượng protein 35% có thể được sử dùng để nuôi lươn thương phẩm kết hợp với cải thìa trong mô hình aquaponic.. - Ảnh hưởng của hàm lượng protein lên chất lượng nước, tăng trưởng của lươn Monopterus albus (Zwiew, 1793) và cải thìa (Brassica chinensis) trong mô hình aquaponic. - (2006), trong các hệ thống aquaponic, nhiều loài thực vật được thích nghi tốt như rau diếp, cải xà lách xoong, cải thìa, rau muống,…Tuy nhiên, quá trình vận hành và hoạt động hiệu quả của hệ thống aquaponic bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tốc độ dòng chảy qua bể trồng rau, tỷ lệ rau và cá trong hệ thống, và đặc biệt là hàm lượng protein trong thức ăn của cá nuôi trong hệ thống (FAO, 2014). - Hàm lượng protein khác nhau trong thức ăn khi cho cá ăn sẽ ảnh hưởng đến lượng nitơ thải ra trong môi trường nước của hệ thống aquaponic cũng như ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa nitơ trong hệ thống aquaponic (Ako and Baker, 2009. - Kết quả là ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, phát triển và năng suất của rau trồng trong hệ thống.. - Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn rất ít nghiên cứu về ảnh hưởng của thức ăn có hàm lượng protein khác nhau lên sự tăng trưởng của rau trong hệ thống aquaponic, cũng như lên sự tăng trưởng của lươn. - Trong thời gian này, lươn được tập cho ăn bằng các loại thức ăn khác nhau về hàm lượng protein trước khi bố trí thí nghiệm cũng như điều kiện môi trường nước.. - Thí nghiệm được thực hiện gồm 4 nghiệm thức thức ăn viên có các hàm lượng protein khác nhau:. - Nghiệm thức 1: 25% protein.. - Nghiệm thức 2: 30% protein.. - Nghiệm thức 3: 35% protein.. - Nghiệm thức 4: 40% protein.. - Thức ăn sử dụng trong thí nghiệm này là thức ăn viên nổi mm) được bán phổ biến trên thị trường với các thành phần dinh dưỡng của thức ăn được phân tích (AOAC, 2000) và trình bày trong Bảng 1.. - Bảng 1: Thành phần hóa học của thức ăn dùng cho thí nghiệm Thành phần dinh. - Nghiệm thức thức ăn với hàm lượng protein khác nhau. - Lươn được nuôi trong bể hệ thống tuần hoàn kết hợp trồng rau thủy canh theo mô hình aquaponic (Hình 1) được thiết kế theo phương pháp của Phan Quỳnh Như và Hứa Thái Nhân (2018). - Cho ăn và quản lý thức ăn: Lươn được cho ăn theo nhu cầu, 2 lần/ngày vào lúc 7-8 giờ và 16-18 giờ. - Khoảng 1 giờ sau khi cho ăn, lượng thức ăn thừa được vớt ra kiểm tra để điều chỉnh lượng thức ăn cho ngày kế tiếp.. - Hệ số thức ăn (FCR. - Tổng lượng thức ăn tiêu thụ / khối lượng tăng trọng.. - Chỉ tiêu thủy lý, hóa của các nghiệm thức trong nghiên cứu này được trình bày trong Bảng 2. - Nhiệt độ trong hệ thống nuôi dao động từ 27,9 o C đến 29,7 o C. - nghiệm thức 4 hàm lượng Oxy trung bình (4,15 mg/L) thấp hơn các nghiệm thức còn lại. - Kết quả ghi nhận còn cho thấy, trong quá trình thí nghiệm hàm lượng oxy có xu hướng giảm dần đến cuối mỗi chu kỳ rau, điều này có thể là do hàm lượng oxy tiêu hao cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong hệ thống thí nghiệm. - giúp quá trình nitrate hóa và hiệu quả hoạt động của vi khuẩn có lợi trong hệ thống để cung cấp dinh dưỡng cho hệ thống thủy canh. - (2006), hàm lượng oxy hòa tan trong hệ thống phải cao hơn >5,5 mg/L và pH phải được duy trì ở mức ổn định 6,0-7,5. - Do đó, kết quả đo đạt và ghi nhận hàm lượng oxy hòa tan và pH trong nghiên cứu này là tương đối phù hợp, mặc dù các chỉ tiêu này có biểu hiện giảm vào cuối mỗi chu kỳ rau do lượng thức ăn và vật chất lơ lửng tích lũy nhiều trong hệ thống.. - Bảng 2: Trung bình các yếu tố nhiệt độ, oxy và pH của các nghiệm thức. - Yếu tố Bể Buổi Nghiệm thức thức ăn với hàm lượng protein. - Bảng 3 mô tả hàm lượng trung bình các chỉ tiêu thủy hóa ở các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm. - Kết quả cho thấy hàm lượng trung bình các yếu tố thủy hóa tăng dần và có sự tương đồng tỷ lệ thuận giữa các nghiệm thức thức ăn. - Ở nghiệm thức thức ăn có hàm lượng protein cao thì hàm lượng các chỉ tiêu TAN, nitrite, nitrate điều tăng cao. - Điều này cho thấy khi cho lươn ăn thức ăn có hàm lượng protein càng cao thì lượng nitơ trong thức ăn thải ra môi trường càng cao. - Tuy nhiên, sau khi qua bể trồng rau thì hàm lượng các chỉ tiêu này điều giảm. - Đặc biệt, nếu thay nước thì hàm lượng nitơ sẽ bị đào thải ra môi trường bên ngoài dẫn đến vấn đề ô nhiễm môi trường. - Bảng 3: Hàm lượng trung bình các yếu tố thủy hóa của các nghiệm thức Yếu tố môi. - trường Bể Nghiệm thức thức ăn với hàm lượng protein. - Sự thay đổi hàm lượng TAN, NO 2 -N, NO 3 -N ở 2 chu kỳ rau được trình bày ở Hình 2. - Kết quả cho thấy, hàm lượng TAN tăng dần ở cả hai chu kỳ rau đến khi thu hoạch, dao động từ 0,1 mg/L đến 10. - Trong nghiên cứu này, ở nghiệm thức thức ăn có hàm lượng protein càng cao thì hàm lượng TAN tăng cao. - Trong đó, cao nhất là ở NT 40% protein, đặc biệt là ở chu kỳ 2 của rau do thời gian này lượng thức ăn của lươn tăng nhiều. - (2006), các nghiên cứu này cho thấy tần suất lượng TAN thải ra môi trường phụ thuộc vào hàm lượng protein trong thức ăn theo công thức: P TAN = F x PC x 0,092. - trong đó: P TAN là tần suất lượng TAN thải ra môi trường, F là tỷ lệ cho ăn hàng ngày (kg/day), PC là hàm lượng protein trong thức ăn, và 0,092 là tỷ lệ đào thải TAN trên. - hàm lượng TAN tối ưu cho hệ thống aquaponic là từ 0,95 mg/L đến 2,2 mg/L. - Điều này có thể do lượng NH 3 - được chuyển hóa bởi vi khuẩn có lợi trong hệ thống. - Trong đó, ở nghiệm thức 35%. - protein thì mức TAN tương đối thấp hơn các nghiệm thức còn lại, vì vậy việc chuyển hóa NH 3 - trong hệ thống ở nghiệm thức này có thể hiệu quả hơn so với các nghiệm thức còn lại.. - Hàm lượng NO 2 -N trung bình trong tất cả các nghiệm thức dao động từ 0,00 mg/L đến 1,35 mg/L và có khuynh hướng gia tăng đến cuối chu kỳ rau của mỗi nghiệm thức. - Đặc biệt là ở nghiệm thức 40% protein ở bể lươn và bể trồng rau luôn tăng cao hơn các nghiệm thức thức còn lại. - Điều này cho thấy lượng nitơ trong hệ thống có thể cao hơn khả năng hoạt động của vi khuẩn nitrobacter hay có thể mất cân bằng vi khuẩn trong hệ thống của nghiệm thức này.. - Kết quả ghi nhận cho thấy, hàm lượng nitrate ở cả 2 chu kỳ dao động từ 0,1 mg/L đến 23,5 mg/L và tăng lên đến cuối thí nghiệm. - Trong đó, hàm lượng protein trong thức ăn đóng vai trò rất quan trọng do protein là nguồn cung cấp dinh dưỡng chính hệ thống aquaponic. - Tư tượng TAN, trong nghiên cứu này hàm lượng nitrate tương quan tỷ lệ thuận với lượng protein in thức ăn, nitrate thấp ở các NT thức ăn có hàm lượng protein thấp (25% protein, 30%. - protein) và cao nhất ở nghiệm thức 40% protein.. - Hàm lượng NO 3 -N giảm sau khi qua bể trồng rau,. - một phần là do sự hấp thu của rau, mặt khác có thể là do quá trình khử nitrate xảy ra trong hệ thống do hàm lượng oxy thấp. - (2015), hàm lượng NO 3 -N trong hệ thống aquaponic dao động từ 10 – 200 mg/L, tuy nhiên hàm NO 3 -N tối ưu cho hệ thống aquaponic từ 26,3 mg/L đến 42 mg/L (Rakocy et al . - Mặc dù trong nghiên cứu này hàm lượng NO 3 -N cao nhất là 23,5 mg/L, tuy nhiên hàm lượng NO 3 -N cao hay thấp còn tùy thuộc vào mật độ rau trồng trong hệ thống cũng như sự phát triển rau trong thời gian nghiên cứu. - Kết quả tăng trưởng của rau cải thìa (Mục 3.3) cho thấy ở nghiệm thức 35 % protein hiệu quả hơn các nghiệm thức còn lại.. - Phosphate cũng là thành phần dinh dưỡng quan trọng cho sự phát triển của rau thủy canh trong hệ thống aquaponic. - Trong nghiên cứu này, hàm lượng phosphate trung bình trong các nghiệm thức dao động từ 0,20 mg/L đến 16,25 mg/L, cao nhất là ở nghiệm thức có hàm lượng protein cao (35% và 40%) và có xu hướng tăng lên đến cuối thí nghiệm (Hình 3). - Các nghiên cứu trước đây cho thấy tổng hàm lượng phosphate tối ưu trong hệ thống aquaponic là từ 8,20 mg/L đến 16,4 mg/L (Rakocy et al . - Như vậy, kết quả này cho thấy hàm lượng PO 4 -P trong nghiên cứu này phù hợp cho sự phát triển của rau.. - 3.2 Tăng trưởng của lươn ở các nghiệm thức Sự tăng trưởng của lươn ở các nghiệm thức thức ăn với các hàm lượng protein khác nhau được trình bày trong Bảng 4. - Kết quả sau 60 ngày nuôi cho thấy tăng trưởng về chiều dài (DLG) của lươn dao động từ 0,18 cm/ngày đến 0,31 cm/ngày, cao nhất là ở nghiệm thức 40% protein. - Tăng trưởng lươn trong thí nghiệm này cao hơn kết quả nghiên cứu của Nguyễn Tường Duy (2010), khi cho lươn ăn bằng thức ăn viên thì tăng trưởng về chiều dài của lươn chỉ đạt 0,026 cm/ngày.. - Kết quả phân tích thống kê cho thấy tăng trưởng (g/ngày) của lươn trong các nghiệm thức khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05), cao nhất là ở nghiệm thức 35% protein g/ngày) khác biệt có nghĩa thống kê so với các nghiệm thức 25% và 30%. - protein, nhưng không khác biệt với nghiệm thức 40% protein. - Kết quả này cho thấy thức ăn có hàm lượng protein thấp 25 - 30% protein có thể không cung cấp đủ dinh dưỡng như acid amin thiết yếu cho lươn phát triển và tăng trưởng tốt. - thức 25% protein và thấp nhất là ở nghiệm thức 35%. - Kết quả phân tích còn cho thấy hiệu quả sử dụng Protein của lươn ở nghiệm thức 35% protein hiệu quả hơn so với các nghiệm thức còn lại. - Điều này có thể là do lươn cần duy trì mức năng lượng cần thiết hàng ngày, nên phải ăn một lượng thức ăn nhiều hơn có hàm lượng protein thấp so với thức ăn có độ đạm cao hơn. - Tuy nhiên, trong nghiên cứu này dùng thức ăn viên có sẵn trên thị trường nên việc phối trộn công thức cũng như chọn lựa và cung cấp một số thành phần dinh dưỡng cần thiết cho lươn bị hạn chế.. - Tỷ lệ sống trung bình của lươn trong nghiên cứu này tương đối thấp thấp nhất là ở nghiệm thức 35% và 40% protein, vì trong quá trình quản lý và chăm sóc thí nghiệm, lươn bị thất thoát ra ngoài. - (2019) khi nuôi lươn trong hệ thống aquaponic đạt tỷ lệ sống hơn 80% sau 3 tháng nuôi.. - Bảng 4: Tăng trưởng của lươn ở các nghiệm thức sau 60 ngày nuôi. - Các chỉ tiêu Nghiệm thức. - thấy xu hướng tăng trưởng của lươn tăng theo lượng protein có trong thức ăn (từ 25% và đạt cao nhất ở thức ăn có hàm lượng protein 35-37. - Hình 4: Tăng trọng của lươn ở các nghiệm thức thức ăn có hàm lượng protein khác nhau 3.3 Tăng trưởng và sinh khối rau. - Kết quả cho thấy sinh trưởng và năng suất của rau đạt cao nhất ở nghiệm thức 35% protein, tương ứng 5,819 g/m 2 sau 60 ngày nuôi lươn. - Kết quả này cho thấy lượng thức ăn cung cấp cho lươn phù hợp với sự tăng trưởng của lươn cũng như quá trình chuyển hóa và hấp thu chất dinh dưỡng trong hệ thống ở nghiệm thức 35%. - và hiệu quả hơn so với các nghiệm thức khác. - Lượng thức ăn cung cấp cho lươn hàng ngày trong mô hình trung bình ở các nghiệm thức 25 % protein là (19,86. - (1993), lượng thức ăn cung cấp hàng ngày cho cá rô phi với các loại rau khác nhau dao động từ 60 - 100 g/m 2 /ngày, tuy nhiên tác giả không đề cập đến hàm lượng đạm trong thức ăn. - (2009), khi nuôi cá trê kết hợp với rau muống trong hệ thống aquaponic, thì lượng thức ăn tối ưu cung cấp cho hệ thống là từ 15g - 42g thức ăn/m 2 /ngày. - Có thể thấy rằng lượng thức ăn cung cấp cho hệ thống trong thí nghiệm này là tối ưu cho hệ thống aquaponic, đặc biệt là ở nghiệm thức thức ăn 35% protein.. - Hàm lượng protein thức ăn. - A: nghiệm thức 25% protein, B: nghiệm thức 30%. - protein, C: nghiệm thức 35% protein và D: nghiệm thức 40% protein 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT. - Thức ăn có hàm lượng protein càng cao thì lượng nitơ thải ra môi trường càng tăng, đặc biệt là TAN, NO 3 -N. - 0,68±0,36 g/ngày) tốt nhất khi cho ăn thức ăn có hàm lượng 35% protein. - Tăng trưởng và năng suất của rau cải thìa cao nhất (5,819 g/m 2 /60 ngày) ở nghiệm thức cho lươn ăn thức ăn, có hàm lượng protein là 35%. - Nên thực hiện các nghiên cứu sâu hơn về các nhu cầu dinh dưỡng (như lipid, carbohydrate) của lươn để xây dựng được công thức thức ăn tối ưu cho sự phát triển của lươn.. - Thử nghiệm nuôi lươn đồng Monopterus albus (Zuiew, 1973) bằng thức ăn viên