Tỷ lệ bổ sung C/N tác động đến hệ thống biofloc nuôi tôm siêu thâm canh

Điều này là cơ sở để nghiên cứu sâu hơn cho việc cải thiện nền tảng vi sinh vật để chuyển đổi nitơ và dinh dưỡng tái chế nước của hệ thống biofloc, đồng thời sẽ giúp điều khiển chức năng biofloc trong sản xuất tôm siêu thâm canh.

Trong hệ thống biofloc (BFT) có thể không cần bổ sung carbon hữu cơ vào nước nuôi để vi khuẩn dị dưỡng phát triển và biofloc phát triển nhanh. Mặc khác nếu như gia tăng tỷ lệ C/N đầu vào thông qua việc bổ sung carbon hữu cơ để đẩy nhanh quá trình đồng hóa NH4⁺-N bởi vi khuẩn dị dưỡng và chuyển đổi nó thành protein vi khuẩn không sinh nitrit NO^-2-N và nitrat (NO^-3-N).

Tuy nhiên, trong trường hợp này việc bổ sung liên tục carbon hữu cơ có thể tạo ra một lượng lớn carbon dị dưỡng, làm tăng sinh khối biofloc trong hệ thống nuôi, điều này không chỉ làm tăng chi phí đầu vào mà còn làm tăng khó khăn trong quản lý về loại bỏ chất rắn và bổ sung oxy. Quan trọng hơn là, việc tăng tỷ lệ C/N có thể tạo ra sự thay đổi của cộng đồng vi khuẩn của biofloc, có thể có tác động rất đáng kể đến việc kiểm soát chất lượng nước và hiệu suất sản xuất tôm. 

Một thử nghiệm kéo dài 8 tuần được tiến hành để điều tra tác động của ba tỷ lệ C/N đầu vào khác nhau là 8:1, 12:1 và 16:1, đánh giá tác động của chúng đối với cộng đồng vi khuẩn của biofloc nước và đường ruột tôm trong hệ thống bể BFT nuôi tôm thẻ chân trắng. Mỗi nhóm tỷ lệ C/N có ba bể lặp lại được chỉ định ngẫu nhiên (nước nuôi cấy thể tích 30 m³), và mỗi bể được thả tôm giống với mật độ 300 con/m³.

Hệ thống bể được vận hành không thay nước, duy trì độ pH và kiểm soát biofloc. Trong quá trình thử nghiệm, sinh khối vi sinh vật và mật độ vi khuẩn của biofloc nước cho thấy sự thay đổi tương tự xu hướng, không có sự khác biệt đáng kể dưới các biện pháp kiểm soát biofloc tương ứng đối với ba tỷ lệ C/N các nhóm. 

Có những thay đổi đáng kể đã được tìm thấy trong sự đa dạng về thành phần và sự phong phú tương đối của các cộng đồng vi khuẩn trong các giai đoạn của thử nghiệm và chúng cho thấy sự khác biệt trong hệ thống biofloc trong nước và ruột tôm giữa ba nhóm tỷ lệ C/N. Trong khi đó, sự tương đồng cao có thể được tìm thấy trong thành phần của cộng đồng vi khuẩn giữa biofloc nước và ruột tôm. Ngoài ra, nitơ trong nước nuôi cho thấy một số khác biệt trong khi năng suất của tôm cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa ba nhóm tỷ lệ C/N.

Phân tích PCoA cho thấy cấu trúc của cộng đồng vi khuẩn rõ ràng có thể được phân tách theo các giai đoạn nuôi cấy chứ không phải theo tỷ lệ C/N trong cả biofloc nước và ruột tôm. Đối với chi vi khuẩn chính trong biofloc nước, sự phong phú tương đối của Vibrio, NS9 marine group_norank, Cryomorphaceae_uncultured, Marinomonas, Owenweeksia và Tenacibaculum giảm đáng kể (p< 0,05), trong khi Tropicibacter, Saprospiraceae_uncultured, Planctomyces, Rhodobacteraceae_uncultured, Pir4 lineage, Ardenticatenia_norank, Microbacterium và Candidatus Alysiosphaera tăng đáng kể (p < 0,05) trong giai đoạn đầu đến giai đoạn giữa và giai đoạn sau trong ba nhóm tỷ lệ C/N.

Sự khác biệt đáng kể đã được tìm thấy với số lượng tương đối nhiều Rhodobacteraceae_uncultured, Candidatus Alysiosphaera and NS9 marine group_norank ở cả giai đoạn giữa và giai đoạn sau trong ba tỷ lệ C/N nhóm.

Đối với chi vi khuẩn chính trong ruột tôm, sự phong phú tương đối của Vibrio, Spongiimonas và Pseudoalteromonas tăng đáng kể (p< 0,05) trong khi Planctomyces, Gammaproteobacteria Incertae Sedis_uncultured và JTB255 marine benthic group_norank giảm đáng kể (p< 0,05) trong giai đoạn đầu đến giai đoạn giữa và giai đoạn sau trong ba giai đoạn Nhóm tỷ lệ C/N.

Sự khác biệt đáng kể đã được tìm thấy trong sự phong phú tương đối của Vibrio và Planctomyces ở giai đoạn giữa và Candidatus Alysiosphaera ở giai đoạn sau giữa ba nhóm tỷ lệ C/N.

Tỷ lệ C/N đầu vào có thể ảnh hưởng đến cộng đồng vi khuẩn của cả biofloc nước và ruột tôm trong môi trường của hệ thống BFT nuôi tôm thẻ. ảNH: delosaqua.com

Ngoài ra, số lượng OTU được chia sẻ giữa biofloc nước và ruột tôm tăng đáng kể (p< 0,05) trong giai đoạn đầu đến giai đoạn giữa và giai đoạn sau trong ba C/N nhóm tỷ lệ. OTU dùng chung giữa biofloc nước và ruột tôm được tính toán cao hơn 83% và 89% tổng số OTU trong biofloc nước ở giai đoạn giữa và giai đoạn sau, tương ứng và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p> 0,05) giữa 3 tỷ lệ C/N nhóm.

Ở giai đoạn giữa và cuối của thử nghiệm, lượng Vibrio Unclassified tương đối cao hơn nhiều được phát hiện trong ruột tôm (26,4-60,2%) so với lượng trong biofloc nước (0,2-0,7%), trong khi sự phong phú tương đối của Tropicibacter naphthalenivorans được phát hiện trong cả biofloc nước (7,5-13,2%)

Như vậy, những kết quả này xác nhận rằng tỷ lệ C/N đầu vào có thể ảnh hưởng đến cộng đồng vi khuẩn của cả biofloc nước và ruột tôm trong môi trường của hệ thống BFT nuôi tôm thẻ chân trắng P. vannamei siêu thâm canh.