Carbon Dioxide ảnh hưởng đến tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng

Trong những năm gần đây, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu cùng với tác động của hiệu ứng nhà kính đã làm hàm lượng khí CO₂ trong khí quyển ngày một tăng cao. Hàm lượng CO₂ trong khí quyển cao sẽ bị khuếch vào trong nước biển, dẫn đến pH bề mặt nước biển giảm từ 0,3-0,5 năm 2100 và giảm xuống từ 0,8-1,4 năm 2300 (Caldeira and Wickett, 2005). 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.  Kaniewska et al. (2012) cho rằng hàm lượng CO₂ gia tăng trong nước biển sẽ gây ra các tác động tiêu cực lâu dài đến tăng trưởng, sinh sản và tỉ lệ sống của một số loài thủy sản. Ngoài ra, hàm lượng CO₂ tăng cao trong nước có thể gây ảnh hưởng đến sự phát triển của các loài thủy sản bằng cách thay đổi hoạt động của enzyme hoặc ức chế tổng hợp protein dẫn đến tăng trưởng chậm và giảm hoạt động trao đổi chất (Kurihara et al., 2004).

Áp suất CO₂ trong nước lớn hơn áp suất CO₂ trong máu sẽ kiềm hãm quá trình đào thải CO₂ qua mang làm tăng hàm lượng CO₂ trong máu và dẫn đến giảm pH máu (Brauner et al., 2004 Theo Wyk and Scarpa (1999) thì hàm lượng CO₂ tối ưu cho tôm phát triển là dưới 5 mg/L; hàm lượng CO₂ vượt quá 20 mg/L dẫn đến sự bài tiết CO₂ ở mang tôm bị cản trở làm giảm pH máu, ảnh hưởng bất lợi đến vận chuyển oxy trong máu, giảm oxy ở mô và gia tăng quá trình hô hấp; hàm lượng trên 60 mg/L có thể gây chết tôm. 

Nghề nuôi tôm biển nói chung và tôm chân trắng nói riêng hiện nay đang phát triển nhanh và là ngành kiên tế mũi nhọn của cả nước. Tuy nhiên, trong những năm qua, nghề nuôi tôm biển gặp rất nhiều trở ngại về bệnh tật và ô nhiễm môi trường. Năm 2011, tổng diện tích nuôi tôm bị bệnh và thiệt hại ở ĐBSCL lên đến 80.000 ha, và thiệt hại trên 13 tỷ con giống (Bộ NNPTNT, 2011). Có nhiều nguyên nhân được xác định, trong đó đặc biệt là tôm giống chất lượng kém, ô nhiễm môi trường, dịch bệnh và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính dẫn đến phát thải CO₂ cũng là một trong những nguyên nhân gây ra khó khăn, dịch bệnh, thiệt hại trong quá trình nuôi. Do đó, nghiên cứu được tiến hành để tìm giải pháp hạn chế rủi ro trên là vấn đề rất cần thiết và cấp bách.

Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được thiết kế dựa theo kịch bản của sự acid hóa đại dương, hàm lượng CO₂ khuếch tán vào trong nước biển làm giảm pH của nước, dự đoán đến năm 2100 pH nước biển giảm tương đương pH=7,6 và giảm xuống pH=7,2 đến 6,8 vào năm 2300.

Nghiên cứu gồm 4 nghiệm thức hàm lượng CO₂ là 2,32; 7,81; 19,02 và 45,6 mg/L tương ứng với các mức pH là 8,1; 7,6; 7,2 và 6,8; và được lặp lại 3 lần. Tôm có kích cỡ ban đầu là 0,019 g/con và 1,20 cm/con được ương trong bể 200 L, mật độ 100 con/bể và độ mặn 15‰.

Tôm được cho ăn thức ăn viên công nghiệp hiệu Grobest với khẩu phần 10-15% khối lượng thân/ngày; cho tôm ăn 4 lần/ngày.   Sau 45 ngày thí nghiệm, tôm được phân tích các enzyme tiêu hóa (trypsin, chymotrypsin và amylase) và glucose trong máu.

Kết quả

Sau 45 ngày, tỉ lệ sống ở nghiệm thức đối chứng cao nhất là 70,0%, và thấp nhất ở nghiệm thức CO₂ là 45,6 mg/L (28,3%). Tỉ lệ sống của tôm thẻ chân trắng giảm khi sống trong môi trường nước có hàm lượng CO₂ cao (pH thấp).

Hàm lượng CO₂ càng cao dẫn đến tăng trưởng tôm càng chậm so với nước có hàm lượng CO₂ thấp. Tăng trưởng của tôm thấp nhất ở nghiệm thức CO₂ là 45,6 mg/L lần lượt là 1,09 g/con và 4,69 cm/con. 

Hàm lượng glucose trong máu tôm tăng khi tôm sống ở môi trường nước có hàm lượng CO₂ cao. Hàm lượng glucose cao nhất là 37,5±1,91 mg/100 mL ở nghiệm thức 45,6 mgCO₂/L (pH=6,8).

Hoạt tính enzyme tiêu hóa thấp nhất ở nghiệm thức CO₂ là 45,6 mg/L. Hoạt tính enzyme tiêu hóa (trypsin, chymotrypsin, amylase ở ruột và amylase ở dạ dày) càng giảm khi hàm lượng CO₂ trong nước càng cao. 

Kết quả từ nghiên cứu cho thấy cá sống trong môi trường có CO₂ sẻ thường xuyên bị stress, enzyme tiếu hóa giảm, từ đó ảnh hưởng đến tăng trưởng và tỉ lệ sống. Do đó, nên duy trì hàm lượng CO₂ ở mức phù hợp nhỏ hơn 7,8 mg/L đảm bảo cho việc ương tôm thẻ chân trắng.

Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ