- The laboratory experiment was conducted with 3 treatments including control, 14 and 30 mmHg CO 2 . - Blood pH decreased during the first 24-h and completely recovered after 72-h with value of 7.4±0.04 at the treatment of 14 mmHg CO 2 . - in the blood and plasma HCO 3 - increased significantly at the treatments of 14 and 30 mmHg CO 2 during hypercapnic exposure compared to the control group (p<0.05).. - The number of red and white blood cells of the eel were 3.44±0.18x10 6 /mm 3 and 3.35±0.21x10 4 /mm 3 , respectively and significantly increase after 72-h exposed to 30 mmHg CO 2 . - Plasma glucose concentration reached to 10.9 and 12.63 mg/100 mL in both treatments of 14 and 30 mmHg CO 2 at the first 24-h. - Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát sự biến động của một số yếu tố môi trường nước ở các giai đoạn nuôi thương phẩm cũng như xác định sự ảnh hưởng của CO 2. - Kết quả khảo sát môi trường hiện trường của 9 bể nuôi lươn thương phẩm có giá trị P w CO 2 dao động 9,5 mmHg ở giai đoạn giữa và 28 mmHg ở giai đoạn cuối vụ nuôi. - Ảnh hưởng của hàm lượng CO 2. - lên lươn được tiến hành gồm 3 nghiệm thức là 0, 14 và 30 mmHg CO 2 (lặp lại 3 lần/nghiệm thức) với mật độ 50 lươn/bể. - P a CO 2 và HCO 3 - trong máu tăng cao ở nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO 2 . - Số lượng các tế bào máu (hồng cầu và bạch cầu) cũng tăng cao sau 72 giờ ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 . - Nồng độ glucose cũng tăng lên 10,9 và 12,63 mg/100 mL ở các nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO 2 sau 24 giờ. - Tuy nhiên, nồng độ ion thay đổi không đáng kể ở cả 3 nghiệm thức. - Hiệu ứng nhà kính kết hợp với biến đổi khí hậu đã làm hàm lượng khí CO 2 trong khí quyển ngày một tăng cao. - Nuôi trồng thủy sản là một trong các ngành bị ảnh hưởng trực tiếp bởi biến đổi khí hậu, đặc biệt là các loài cá tôm nuôi rất dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của môi trường. - Đặc biệt, khi hàm lượng CO 2 trong môi trường nuôi tăng cao ảnh hưởng đến sự phát triển của các loài thuỷ sản (Boyd and Tucker, 1998). - Áp suất CO 2. - trong nước lớn hơn áp suất CO 2 trong máu sẽ kiềm hãm quá trình đào thải CO 2 qua mang làm tăng hàm lượng CO 2 trong máu và dẫn đến giảm pH máu (Brauner et al., 2004). - Ở các loài cá hô hấp trong nước, khi CO 2 trong môi trường cao thì cá sẽ bị hô hấp acid (nhiễm toan hô hấp) và được điều hòa nhờ sự tăng cường trao đổi ion với môi trường qua mang, đặc biệt là thải ion H + và duy trì HCO 3 - trong máu, khi đó pH máu nhanh chóng được phục hồi trong khi áp suất CO 2 trong máu vẫn rất cao (Perry and Gilmour, 2006).. - Lươn sống trong điều kiện bùn lầy, hàm lượng oxy thấp, mang lươn gần như tiêu biến để phù hợp với môi trường sống khắc nghiệt. - Tuy nhiên, nghiên cứu các phản ứng sinh lý hô hấp của lươn ở các điều kiện môi trường thay đổi vẫn còn rất hạn chế, đặc biệt là trong điều kiện hàm lượng CO 2 cao. - Hiểu được cơ chế thích nghi của lươn trong điều kiện sống CO 2 cao rất có ý nghĩa trong quản lý tối ưu môi trường nuôi lươn.. - 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu gồm 2 nội dung là khảo sát các yếu tố môi trường ở các bể nuôi lươn thương phẩm và thí nghiệm ảnh hưởng của CO 2 cao lên một số chỉ tiêu sinh lý.. - Khảo sát các chỉ tiêu môi trường của bể nuôi lươn thương phẩm được thực hiện tại các trại nuôi ở quận Bình Thủy thuộc thành phố Cần Thơ. - 2.2 Khảo sát một số yếu tố môi trường trong các bể nuôi lươn. - Các yếu tố môi trường được đo dựa theo thời gian nuôi lần lượt là đầu vụ (1 tháng sau thả giống), giữa vụ (4-5 tháng sau thả giống) và cuối vụ (hay chuẩn bị thu hoạch - 9 tháng sau thả giống). - Các chỉ số môi trường và thu mẫu nước được thực hiện mỗi 3 giờ và liên tục trong 24 giờ. - Trong thời gian thí nghiệm, hàm lượng CO 2. - Lượng khí CO 2 được khống chế theo từng mức của nghiệm thức thí nghiệm nhờ vào hệ thống ngắt tự động của máy điều chỉnh CO 2. - Thí nghiệm gồm 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần với mật độ 50 con/bể. - Hàm lượng CO 2 chọn thí nghiệm được dựa trên hàm lượng CO 2 khảo sát trong bể nuôi thương phẩm gồm 3 nghiệm thức 0 mmHg CO 2 (đối chứng). - 14 mmHg CO 2 và 30 mmHg CO 2 trong nước.. - Mẫu máu được đo các chỉ tiêu như pH, pCO 2 và các chỉ tiêu huyết học được đo lần lượt là số lượng hồng cầu, tổng bạch cầu, hàm lượng hemoglobin và chỉ số hematocrit. - Sau đó, máu được ly tâm lạnh ở 4ºC với vận tốc 6.000 vòng/phút trong 6 phút để tách lấy huyết tương và trữ ở nhiệt độ -80ºC để đo các chỉ tiêu như hàm lượng HCO 3. - Hàm lượng HCO 3 - trong huyết tương được tính từ giá trị tổng CO 2 theo phương pháp Cameron (1971) và được tính dựa vào công thức của Henderson-Haselbach với giá trị α CO2. - hàm lượng haemoglobin được đo bằng thuốc thử Drabkin ở bước sóng 540 nm và tỷ lệ huyết sắc tố được đo theo Larsen and Snieszko (1961). - Hàm lượng ion Na + và K + trong huyết tường được đo bằng máy Flame Photometer 420 và Glucose được đo theo phương pháp Hugget and Nixon (1957).. - Phân tích sai khác giữa các nghiệm thức trong cùng một thời điểm thu mẫu và giữa các giờ thu mẫu trong cùng một nghiệm thức được sử dụng phần mềm SPSS.18 phân tích ANOVA 1 nhân tố với mức ý nghĩa 95%. - 3.1 Các chỉ tiêu môi trường trong bể nuôi lươn thương phẩm. - Hình 1: Áp suất riêng phần CO 2 (A), Oxy (B), giá trị pH nước (C) và nhiệt độ (D) trong các bể nuôi lươn ở 3 giai đoạn nuôi khác nhau. - Hàm lượng oxy trong các bể nuôi tương đối thấp, thấp nhất vào 7 giờ sáng với áp suất riêng phần O 2 trung bình là 3,1±0,94 mmHg mmHg và 10,24±6,4 mmHg tương ứng thời điểm đầu, giữa và cuối vụ nuôi. - Ngược với oxy, áp suất CO 2 trong nước cao nhất vào lúc 7 giờ sáng là mmHg CO 2 ở các bể lươn đầu và giữa vụ.. - Áp suất CO 2 trong nước giảm dần và đạt thấp nhất lúc 10 giờ trưa (2,1 và 3,4 mmHg CO 2 cho giai đoạn đầu và giữa vụ nuôi). - Tuy nhiên, ở giai đoạn lươn cuối vụ nuôi thì hàm lượng CO 2 biến động không đáng kể giữa các mốc thời gian trong ngày, khoảng 26-27 mmHg CO 2 . - Ngoài ra, hàm lượng H 2 S dao động trong khoảng 0,001 đến. - Hàm lượng NO 2 - cao nhất ở các bể nuôi cuối vụ, cao nhất lúc sáng sớm mg/L).. - Hình 2: Hàm lượng khí H 2 S và NO 2 trong bể nuôi lươn ở ba giai đoạn nuôi khác nhau 3.2 Ảnh hưởng của CO 2 lên sự điều hòa acid và base trong máu lươn. - Kết quả là lươn từ nhiễm toan hô hấp dẫn đến bị kiềm chuyển hóa khi hàm lượng HCO 3 - trong. - máu tăng cao. - Trong 6 giờ đầu tiếp xúc với CO 2 cao, pH máu lươn giảm từ 7,5 xuống 7,36±0,04 và 7,27±0,01 ở hai nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO 2 . - Sau 24 giờ tiếp xúc với CO 2 trong nước cao, pH bắt đầu tăng và cao nhất ở thời điểm 72 giờ;. - lúc này, pH ở nghiệm thức 14 mmHg CO 2 là 7,49±0,04 và không khác biệt so với đối chứng và thời điểm 0 giờ. - pH phục hồi hoàn toàn sau 72 giờ tiếp xúc với 14 mmHg CO 2 trong nước. - Tuy nhiên, ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 thì pH chỉ phục hồi đến mức 7,38±0,01 vẫn thấp hơn lúc đầu.. - cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa so với 0 giờ trong cùng nghiệm thức (p 0,05) và. - cho thấy có sự khác biệt có ý nghĩa so với các nghiệm thức trong một giờ nhất định (p 0,05). - Giá trị P a CO 2 tăng cao nhất ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 . - P a CO 2 đạt mmHg CO 2 ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 và mmHg CO 2 ở nghiệm thức 14 mmHg CO 2 sau 6 giờ. - Áp suất riêng phần CO 2 trong máu lươn ở 2 nghiệm thức 14 và 30 mmHg CO 2 tăng cao tương đương áp suất riêng phần CO 2 trong nước ở từng nghiệm thức,. - Nồng độ HCO 3 - trong huyết tương ở nghiệm thức 14 mmHg CO 2 cũng tăng nhanh, và đạt cao nhất lúc 72 giờ là 13,77 mM, khác biệt có ý nghĩa thống kê so với đối chứng và thời điểm 0 giờ (p<0,05). - Nghiệm thức đối chứng thì các giá trị pH, P a CO 2 cũng như HCO 3 - không có sự thay đổi đáng kể (p>0,05).. - Hình 4: Hàm lượng ion Na + (A), K + (B) và glucose (C) trong huyết tương lươn ở các nghiệm thức. - Nồng độ ion Na + của lươn giảm nhẹ ở các nghiệm thức có CO 2 trong nước và không khác biệt giữa các nghiệm thức cũng như so với đối chứng (p>0,05). - Bên cạnh, hàm lượng K + tăng cao nhất sau 72 giờ tiếp xúc và cao nhất là 3,35 mM ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 , khác biệt có ý nghĩa thống kê so với 2 nghiệm thức còn lại (p<0,05). - Hàm lượng glucose trong huyết tương tăng cao sau 6 giờ đầu tiếp xúc với CO 2 , cả hai nghiệm thức lươn tiếp xúc. - Tuy nhiên, khi thời gian tiếp xúc lâu, hàm lượng glucose không tiếp tục tăng cao mà giảm sau 72 giờ ở nghiệm thức 14 mmHg CO 2 là mg/100 mL.. - Số lượng hồng cầu trong máu tăng cao nhất ở nghiệm thức 30 mmHg CO 2 sau 72 giờ tiếp xúc (3,44±0,05x10 6 tế bào/mm 3 ) và nghiệm thức 14 mmHg (3,25±0,06x10 6 tế bào/mm 3. - Hàm lượng Hb tăng cao nhất sau 72 giờ thí nghiệm (trung bình là 11,5 mM) cho cả hai nghiệm thức có CO 2. - 4.1 Các chỉ tiêu môi trường trong bể nuôi lươn ở các giai đoạn khác nhau. - Áp suất riêng phần CO 2 trong nước tại các bể nuôi có sự biến động theo thời gian nuôi và tăng dần về cuối vụ. - Nhu cầu trao đổi chất của sinh vật gia tăng theo kích cỡ và giai đoạn nuôi, sinh vật càng lớn thì nhu cầu hô hấp cũng như trao đổi chất càng cao (Perry and Gilmour, 2006), chính vì thế áp suất riêng phần CO 2 trong nước bể nuôi rất cao so với giai đoạn đầu và giữa vụ nuôi. - Khác với áp suất CO 2 trong nước, áp suất O 2 trong nước có sự biến động theo ngày đêm rõ rệt. - Trong môi trường nước nuôi luôn có sự phát triển của loài tảo. - tảo cung cấp lượng O 2 vào môi trường qua quá trình quang hợp và cũng giúp hấp thu lượng CO 2 trong nước.. - Giá trị pH nước trong các bể chỉ dao động từ 6,0 đến 7,4, giá trị pH tương đối thấp so với môi trường nước ao nuôi thủy sản theo nghiên cứu của Boyd and Tucker (1988). - Hàm lượng H 2 S và NO 2 trong bể nuôi lươn không quá cao khi so sánh với nồng độ khí độc tối thiểu trong ao nuôi. - Tại thời điểm 4 giờ, hàm lượng H 2 S và NO 2 có cao hơn giá trị tối ưu nhưng không gây ảnh hưởng đến lươn do khả. - năng chịu đựng cao với môi trường sống. - Ngoài ra, nước được người nuôi thay nước vào mỗi sáng nên hàm lượng các chất độc cũng được giảm.. - 4.2 Ảnh hưởng của điều kiện CO 2 cao trong môi trường lên sự điều hòa acid base của lươn. - Lươn sống trong môi trường CO 2 cao trong thời gian dài, nồng độ HCO 3 - trong huyết tương tăng cao và nồng độ H + sẽ được đào thải giúp phục hồi pH máu về điểm bắt đầu (Hình 3B,C). - Sự chênh lệch giữa áp suất riêng phần của CO 2 trong nước và trong máu giảm dần trong điều kiện CO 2 cao cho thấy lươn tăng cường hô hấp khí trời để thích nghi với môi trường CO 2 cao tương tự như cá phổi Lepidosiren paradoxa (Sanchez et al., 2005). - Kết quả cho thấy lươn có khả năng điều hòa pH máu trong môi trường CO 2 cao khi so với các loài cá hô hấp khí trời khác đã được nghiên cứu trong điều kiện hô hấp acid.. - Tương tự, loài cá xương Amia calva thì pH máu chỉ phục hồi được 28% và 24% trong điều kiện có 11 và 45 mmHg CO 2 trong 24 giờ (Brauner and Baker, 2009) và cá Arapaima gigas thì pH chỉ tăng nhẹ sau 72 giờ tiếp xúc với 40 mmHg CO 2 (Gonzalez et al., 2010).. - Tuy nhiên, khả năng điều hòa pH máu trong suốt thời gian tiếp xúc với CO 2 của lươn lại cao hơn khi so sánh với nghiên cứu của Claiborne và Heisler (1984) trên cá chép (Cyprinus carpio) chỉ phục hồi được 50% pH sau 48 giờ sống trong điều kiện có 8 mmHg CO 2 . - Bên cạnh hàm lượng HCO 3 - trong huyết tương tăng cao, áp suất riêng phần P a CO 2. - trong máu cũng tăng cao đáng kể trong nghiên cứu này. - Áp suất riêng phần CO 2 trong máu tăng cao cũng phù hợp với các. - Lươn vẫn có khả năng điều hòa pH sau 72 giờ thí nghiệm mặc dù áp suất CO 2 trong thí nghiệm cao hơn ngoài thực tế. - 4.3 Ảnh hưởng của điều kiện CO 2 cao trong môi trường lên chỉ tiêu sinh lý máu của lươn. - Áp suất riêng phần CO 2 trong máu tăng cao đã thúc đẩy sự sản sinh tế bào hồng cầu nhằm cung cấp đủ oxy cho cơ thể hoạt động (Tun and Houston, 1986). - Trong nghiên cứu này, số lượng hồng cầu tăng cao sau 72 giờ tiếp xúc với CO 2 cao lần lượt là 3,46x10 6 tế bào/mm 3 (nghiệm thức 30 mmHg CO 2 ) và 3,25x10 6 tế bào/mm 3 (nghiệm thức 14 mmHg CO 2. - Sự thay đổi các chỉ tiêu huyết học phản ánh rõ sự ảnh hưởng của tình trạng thiếu oxy khi CO 2 tăng cao trong máu mà điển hình là sự thay đổi hàm lượng Hb cũng như số lượng hồng cầu (Bouwer et al., 1997). - Hàm lượng hemoglobin của lươn tăng cao khi sống trong điều kiện CO 2 cao là kết quả từ sự tăng số lượng hồng cầu. - Tuy nhiên, sự gia tăng số lượng hồng cầu cũng như tăng hàm lượng Hb và Hct cũng khác biệt không có ý nghĩa so với đối chứng. - Sự tăng cao hàm lượng glucose khi lươn bị stress cho kết quả tương tự với thí nghiệm của Nguyễn Hương Thùy (2010) khi lươn tiếp xúc với các độ mặn khác nhau (6, 9 và 125‰).. - (2009) đã khẳng định glucose là một trong những chỉ thị stress phổ biến nhất trên cá và hàm lượng glucose sẽ gia tăng trong suốt quá trình cá bị sốc.. - Tuy nhiên, áp suất riêng phần CO 2 trong nước tăng cao ở cuối vụ.. - Lươn đồng là loài hô hấp khi trời có khả năng điều hòa acid và base trong máu hoàn toàn dưới điều kiện CO 2 môi trường cao (14 mmHg CO 2 và 30 mmhg CO 2. - Từ đó, nhận thấy lươn đồng là loài có khả năng sống và thích nghi tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.