- ẢNH HƯỞNG CỦA MÀU SẮC ÁNH SÁNG KHÁC NHAU LÊN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TẢO Chaetoceros CALCITRANS Trần Đình Huy 1* và Trần Sương Ngọc 2. - Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục đích đánh giá sự phát triển của vi tảo Chaetoceros calcitrans dưới các màu sắc ánh sáng khác nhau. - Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức màu sắc ánh sáng (trắng, đỏ, xanh và ánh sáng tổng hợp giữa đỏ và xanh theo tỉ lệ 1:1) ở cường độ ánh sáng 3000 Lux và lặp lại 3 lần mỗi nghiệm thức. - Các nghiệm thức được bố trí trong bình thủy tinh thể tích 8 L, độ mặn 25 ‰ với mật độ tảo ban đầu là 2×10 6 tb/mL. - Kết quả cho thấy rằng mật độ tảo đạt cao nhất khi được nuôi cấy dưới ánh sáng kết hợp tb/mL) và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức sử dụng ánh sáng trắng, xanh và đỏ. - Kích thước tế bào và trọng lượng khô của tảo không có sự khác biệt (p>0,05) giữa các nghiệm thức. - Nghiệm thức sử dụng ánh sáng tổng hợp cũng cho kết quả hàm lượng Carotenoid cao hơn (p<0,05) so với nghiệm thức ánh sáng đỏ. - Từ kết quả thí nghiệm, có thể thấy rằng tảo Chaetoceros calcitrans nuôi dưới ánh sáng tổng hợp phát triển tốt hơn so với ánh sáng trắng, xanh và đỏ.. - Ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng khác nhau lên sự phát triển của tảo Chaetoceros calcitrans. - calcitrans với thể tích lớn thường được bố trí ngoài trời nhằm tận dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời, tuy nhiên do phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết nên việc đảm bảo đủ sinh khối tảo cho ấu trùng tôm gặp nhiều khó khăn. - Việc sử dụng nguồn ánh sáng nhân tạo đòi hỏi nguồn ánh sáng phải có hiệu quả sử dụng cao, năng lượng tiêu thụ thấp và thời gian sử dụng lâu dài (Koc et al., 2013). - Hệ thống phản ứng quang sinh học (photobioreactor) là hệ thống nuôi đạt năng suất cao, ánh sáng là một trong những yếu tố có tính chất quyết định đến sự thành công của hệ thống. - Nguồn ánh sáng thường đặt bên ngoài hệ thống vì vậy nguyên liệu để chế tạo nên hệ thống ống hoặc hệ thống tấm được sử dụng là thủy tinh hoặc chất liệu trong suốt và thường được nhập từ nước ngoài. - Hơn nữa, khi tảo đạt mật độ cao sẽ ngăn cản khả năng dẫn truyền của ánh sáng dẫn đến hiện tượng cường độ ánh sáng yếu đi làm cho sản xuất sinh khối tảo giảm, ngược lại nếu tăng cường độ ánh sáng lên quá cao có thể làm tăng nhiệt độ đưa đến việc phá hủy tế bào và ức chế sự phát triển của tảo. - Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu số lượng và chất lượng tảo với giá thành rẻ cho các trại sản xuất giống tôm, cá biển đòi hỏi phải có nguồn ánh sáng hợp lý với các điều kiện sử dụng hiệu quả, có khả năng lắp đặt trong hệ thống nuôi mà không làm tăng năng lượng là một nhu cầu thiết thực trong tình hình hiện nay.. - Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức được bố trí khối ngẫu nhiên với ánh sáng trắng, đỏ (bước sóng. - mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần.. - Ánh sáng được cung cấp từ đèn huỳnh quang (ánh sáng trắng) và đèn LED với cường độ ánh sáng điều chỉnh ở 3000 Lux. - Các nghiệm thức được thực hiện trên kệ có 4 ngăn, mỗi ngăn bố trí một nghiệm thức. - Hàm lượng NO 3. - Mật độ (tb/mL. - Hàm lượng Carotenoid = (4 x E 480. - Nhiệt độ: Do thí nghiệm được bố trí trong phòng có máy điều hòa nhiệt độ, các nghiệm thức được bố trí theo các ngăn kệ riêng và được che chắn nên nhiệt độ ở từng nghiệm thức không có sự dao động lớn giữa các ngày thí nghiệm (Hình 2).. - Hình 2: Biến động nhiệt độ (trên) và pH (dưới) ở các nghiệm thức trong thí nghiệm Nhiệt độ trung bình các ngày của nghiệm thức. - sử dụng ánh sáng trắng là 26,8±0,5°C, thấp hơn có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức còn lại (Bảng 1). - Nhiệt độ ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng xanh (30,4±1,4°C) và ánh sáng tổng hợp (29,5±1,1°C) là cao nhất và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) với các nghiệm thức còn lại.. - Nguyên nhân có sự khác biệt về nhiệt độ giữa các nghiệm thức có thể do sự khác nhau về nhiệt độ của nguồn ánh sáng sử dụng (ánh sáng xanh có bước sóng ngắn hơn và năng lượng lớn hơn ánh sáng đỏ). - độ của tất cả các nghiệm thức trong thí nghiệm vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho tảo phát triển.. - Bảng 1: Nhiệt độ và pH trung bình ở các nghiệm thức trong thí nghiệm. - Nghiệm thức Nhiệt độ (°C) pH. - pH: Giá trị pH trung bình của nghiệm thức sử dụng ánh sáng trắng (8,9±0,2) thấp hơn có ý nghĩa thống kê so với các nghiệm thức còn lại (p<0,05).. - Giá trị pH trung bình của các nghiệm thức đỏ, xanh và tổng hợp lần lượt là 9,5±0,4. - Giá trị pH của các nghiệm thức sử dụng ánh sáng đơn sắc có giá trị cao hơn 9,0 trong hầu. - Do đó, nhìn chung pH ở các nghiệm thức vẫn thích hợp cho sự phát triển của tảo.. - TAN: Hàm lượng TAN ở các nghiệm thức dao động trong khoảng mg/L và không có sự khác biệt giữa các nghiệm thức (p>0,05. - Hàm lượng TAN thấp ở tất cả các nghiệm thức là do thí nghiệm sử dụng môi trường dinh dưỡng Walne với nguồn đạm chủ yếu là nitrate.. - Bảng 2: Trung bình hàm lượng TAN (mg/L) trong thời gian thí nghiệm. - Nghiệm thức Ngày 1 Ngày 4 Ngày 7 Ngày 10. - Tổng hợp a a a a. - PO 4 3- ở các nghiệm thức có xu hướng giảm từ ngày đầu đến ngày thứ 7, đặc biệt giảm mạnh trong giai đoạn đầu (từ ngày 1 đến ngày 4) và tăng trở lại vào cuối thí nghiệm. - Vào ngày thứ 7 của thời gian nuôi, hàm lượng PO 4 3- ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng xanh đạt giá trị thấp nhất mg/L) khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức ánh sáng đỏ mg/L) và ánh sáng. - Điều này có thể liên quan đến khả năng phát triển của tảo (Bảng 6), tảo ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng xanh và tổng hợp cao hơn so với hai nghiệm thức còn lại vào ngày thứ 7. - Sự tăng trở lại của hàm lượng lân trong các nghiệm thức có thể giải thích là do sự phân hủy xác tảo chết của các vi sinh vật đã trả lại PO 4 3- vào môi trường.. - Bảng 3: Trung bình hàm lượng PO 4 3- (mg/L) trong thời gian thí nghiệm. - Hàm lượng nitrate của các nghiệm thức. - Bảng 4: Trung bình hàm lượng NO 3 - (mg/L) trong thời gian thí nghiệm. - Hàm lượng NO 3 - giảm đi rất mạnh vào 7 ngày đầu ở tất cả các nghiệm thức là do mật độ tảo tăng nhanh đã hấp thu nitrate để sinh trưởng và phát triển. - Hàm lượng NO 3 - ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng đỏ ở ngày 4 và ngày 7 cao hơn có ý nghĩa thống kê các nghiệm thức còn lại (p<0,05). - Điều này liên quan đến khả năng phát triển của quần thể tảo ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng đỏ khi tảo ở nghiệm thức này tăng trưởng chậm hơn so với các nghiệm thức khác (Bảng 6) dẫn đến khả năng hấp thu NO 3 - giảm.. - 3.2 Các yếu tố sinh học Mật độ của tảo C. - Mật độ tảo ở các nghiệm thức gia tăng mạnh sau 24 giờ (tăng lên lần lượt là 6,02±0,18;. - tb/mL đối với nghiệm thức ánh sáng trắng, đỏ, xanh, và tổng hợp) (Bảng 6). - Mật độ tối đa đạt được sớm nhất ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng xanh với tb/mL sau 7 ngày nuôi trong khi các nghiệm thức khác đạt mật độ tối đa ở ngày thứ 8. - Nghiệm thức sử dụng ánh sáng tổng hợp có mật độ cực đại. - Bảng 5: Mật độ tảo C. - calcitrans tối đa ở các nghiệm thức sử dụng ánh sáng màu sắc khác nhau. - thức Mật độ tối đa (tb/mL). - Thời gian đạt mật độ tối đa. - Tổng hợp d 8. - (2010) cho thấy mật độ tảo Chaetoceros calcitrans đạt cao nhất là 21×10 5 tb/mL trong thời gian 6 ngày nuôi trong môi trường TT3 (Môi trường được sử dụng tại Trung tâm Nghiên cứu Thủy Sản III) với mật độ ban đầu là 6×10 5 tb/mL. - Mật độ này thấp hơn nhiều so với các nghiệm thức trong thí nghiệm là do được bố trí với mật độ đầu thấp hơn, theo Nguyễn Thị Hương (2001), khi nuôi trong phòng thí nghiệm nếu mật độ ban đầu quá thấp thì tốc độ sinh trưởng của tảo chậm sinh khối đạt cực đại thấp.. - Bảng 6: Ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng khác nhau lên mật độ (triệu tb/mL) của tảo C. - Các giá trị trong cùng một cột mang chữ cái khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Tảo nuôi ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng trắng. - Điều này có thể là do ánh sáng trắng là ánh sáng phức hợp của các ánh sáng đơn sắc (Newton, 1979). - Kích thước của tảo C. - Ở ngày thứ 7, kết quả đo đạc cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) về kích thước tảo giữa các nghiệm thức ánh sáng. - Kích thước (dài × rộng) của tảo C. - calcitrans ở các nghiệm thức ánh sáng trắng, đỏ, xanh, tổng hợp lần lượt là µm. - Kết quả trên cho thấy màu sắc ánh sáng không có ảnh hưởng đến kích thước của tảo C. - (1990), kích thước của tảo C.. - gracile không thay đổi khi sử dụng áng sáng trắng và ánh sáng xanh lam trong nuôi cấy.. - (1997), kích thước tế bào của tảo C. - Trọng lượng khô của tảo C. - Ở thời điểm mật độ đạt cực đại, trọng lượng khô của tảo C. - calcitrans ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng tổng hợp đạt cao nhất (1,17±0,1 g/L) và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với nghiệm thức sử dụng ánh sáng trắng g/L). - Tuy nhiên, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) giữa trọng lượng khô của nghiệm thức ánh sáng. - tổng hợp với ánh sáng xanh g/L) và đỏ g/L).. - Bảng 7: Ảnh hưởng của màu sắc ánh sáng khác nhau lên trọng lượng khô của tảo C.. - Do vậy, sự khác biệt về trọng lượng khô của tảo ở nghiệm thức ánh sáng trắng với ánh sáng tổng hợp có thể là do mật độ cực đại thấp hơn . - ×10 6 tb/mL so với tb/mL của ánh sáng tổng hợp) (Bảng 6).. - Hàm lượng sắc tố chlorophyll-a của tảo C.. - Hàm lượng chlorophyll-a ở tất cả các nghiệm thức ánh sáng có xu hướng tăng nhanh từ ngày 1 đến ngày 7 (Hình 3). - Tuy nhiên, ở ngày 7, các nghiệm thức sử dụng ánh sáng tổng hợp và xanh có hàm lượng chlorphyll-a (lần lượt là 1854±44 µg/L và 2023±89 µg/L) cao hơn nhiều và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức sử dụng ánh sáng đỏ (1454±167 µg/L) và trắng (1576±181 µg/L).. - Hình 3: Biến động hàm lượng chlorophyll-a trong dung dịch tảo ở các nghiệm thức màu sắc ánh sáng khác nhau. - Hàm lượng chlorophyll-a (µg/L). - (2004), tất cả các sinh vật quang dị dưỡng đều chứa các sắc tố hữu cơ cho quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng.. - Chỉ số chlorophyll-a của tảo tăng nhanh trong giai đoạn đầu là do sự gia tăng mạnh về mật độ tảo của các nghiệm thức. - có thể làm tăng đột ngột hàm lượng chlorophyll-a.. - calcitrans trong điều kiện giới hạn ni-tơ cũng cho thấy hàm lượng chlorophyll-a có tương quan dương với mật độ tảo trong các nghiệm thức.. - (2015), hàm lượng chlorophyll-a tính trên tế bào của tảo C. - (1989), hàm lượng chlorophyll-a của C. - Hàm lượng sắc tố carotenoid của tảo C.. - Hình 4: Hàm lượng carotenoid của tảo Chaetoceros calcitrans ở các nghiệm thức Hình 4 cho thấy hàm lượng carotenoid của tảo. - calcitrans ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng đỏ thấp nhất trong 4 nghiệm thức (193±37 µg/L) nhưng không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0,05) với ánh sáng xanh (231±31 µg/L) và ánh sáng trắng (231±37 µg/L). - Tảo ở nghiệm thức sử dụng ánh sáng tổng hợp cho hàm lượng carotenoid (275±6 µg/L) cao nhất. - (1992), hàm lượng carotenoid trên tế bào của tảo Haematococcus pluvialis nuôi trong ánh sáng xanh và tổng hợp cao và tăng nhanh hơn so với ánh sáng đỏ.. - Sử dụng đèn LED có ánh sáng tổng hợp xanh và đỏ theo tỉ lệ 1:1 để nuôi tảo C. - calcitrans cho kết quả mật độ cao hơn so với ánh sáng xanh, đỏ và trắng với cùng cường độ ánh sáng.. - Tiếp tục thử nghiệm sử dụng nguồn ánh sáng tổng hợp nuôi tảo C. - Hàm lượng carotenoid (µg/L)