Tiêu đề: “Phát triển quy trình công nghệ Biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)”.

Tác giả:  Tạ Văn Phương, Khóa 2011 đợt 2.

 Chuyên ngành: Nuôi trồng thủy sản, Mã ngành: 62620301; Nhóm ngành: Nông - lâm nghiệp - thủy sản.

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Nguyễn Văn Hòa, Trường Đại học Cần Thơ.

 Người hướng dẫn phụ: PGS.TS. Nguyễn Văn Bá, Trường Đại học Tây Đô.

 Thời gian bảo vệ: 08 giờ 00, Thứ năm ngày 20 tháng 10 năm 2016.

 Địa điểm bảo vệ: Phòng Bảo vệ luận án tiến sĩ (Phòng họp 3, lầu 2, Nhà điều hành), Khu II - Trường Đại học Cần Thơ.

1.      Tóm tắt nội dung luận án

Nghiên cứu “Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)” được tiến hành tại Khoa Thủy sản – Đại học Cần Thơ, Khoa Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Tây Đô, tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu. Thời gian thực hiện từ năm 2012 – 2015. Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm ở Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung .

Trong nghiên cứu khảo sát mô hình nuôi tôm tôm thẻ chân trắng (TCT) theo quy trình nuôi truyền thống -TT (30 hộ) và mô hình ứng dụng biofloc-BFT (37 hộ) ở Ninh Thuận. Kết quả cho thấy, việc ứng dụng biofloc chỉ được áp dụng từ khoảng năm 2011, khi ứng dụng BFT thì mật độ thả cao (150 con/m2) và sử dụng công suất của quạt nước (48 HP/ha) lớn hơn so với nuôi TT (82,6 con/m2; 14,5 HP/ha). Ở mô hình nuôi BFT với 100% hộ sử dụng nguồn carbohydrate là rỉ đường và có 50% số hộ bổ sung thêm bột gạo, việc bổ sung thêm bột gạo cho hiệu quả kinh tế cao hơn (tăng thêm 4,2%) so với chỉ sử dụng rỉ đường. Năng suất tôm nuôi BFT đạt cao hơn (15,2 tấn/ha) so với mô hình nuôi TT (9,10 tấn/ha). Chi phí đầu tư mô hình nuôi BFT cao hơn khoảng 1,5 lần so với mô hình TT; lợi nhuận mang lại từ mô hình BFT cao hơn (862 triệu đồng/ha) so với nuôi TT (288 triệu đồng/ha) và số hộ nuôi có lợi nhuận và tỷ suất lợi nhuận lần lượt là 80%, 0,76 so với TT là 60% và 0,32.

Khi nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc: (thí nghiệm 1) độ mặn (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) kết hợp với các mức protein trong thức ăn (38%, 42%, 46%) và (thí nghiệm 2) nguồn gốc carbohydrate (Rỉ đường, Glycerol, Bột gạo và Bột mì) và tỷ lệ C:N khác nhau (10:1, 20:1 và 30:1). Kết quả đã xác định ở độ mặn 10-20‰, protein trong thức ăn là 42% và nguồn carbohydrate bổ sung là bột gạo với tỷ lệ C:N từ 10-20 là phù hợp để ứng dụng vào nuôi tôm. Nên phần tỷ lệ C:N sẽ được làm rõ thêm ở thí nghiệm 3 và thí nghiệm 4, còn độ mặn sẽ nghiên cứu thêm ở thí nghiệm 5.

Khi nghiên cứu ương vèo tôm post trong thời gian 4 tuần (thí nghiệm 3) với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (5:1; 10:1; 15:1 và 20:1) và phương thức bổ sung theo hàm lượng tổng ammonia (TAN) trong nước; Thí nghiệm 4: thí nghiệm với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (ĐC, BG10, BG15 và BG20) và phương thức bổ sung theo nitrogen của protein trong thức ăn (TA). Kết quả cho thấy dù phương thức bổ sung theo hàm lượng TAN trong nước hay theo nitrogen của protein trong thức ăn thì đều cho thấy tỷ lệ C:N=15:1 là tốt nhất. Nhưng đây là kết quả từ hai thí nghiệm, nên cần nghiên cứu so sánh phương thức bổ sung để khẳng định lại được tiến hành ở thí nghiệm 6.

Nghiên cứu và ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình công nghệ biofloc: (thí nghiệm 5) ảnh hưởng mật độ (100, 300 và 500 con/m3) kết hợp với độ mặn (5‰, 10‰, 15‰ và 20‰); (thí nghiệm 6) thời gian thủy phân bột gạo (12; 24 và 48 giờ) kết hợp với phương thức bổ sung khác nhau (bổ sung theo protein trong thức ăn và theo TAN trong môi trường nước); (thí nghiệm 7) đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn; (thí nghiệm 8) ảnh hưởng việc luân chuyển nước và (thí nghiệm 9) ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường lên sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm nuôi. Kết quả cho thấy, khi nuôi tôm với mật độ 100-300 con/m3 và độ mặn 15‰ đạt tỷ lệ sống (71,1 – 100%) cao hơn so với các nghiệm thức mật độ và độ mặn khác. Phương thức bổ sung bột gạo theo thức ăn và thời gian thủy phân 48 giờ thì tỷ lệ sống (97,3%) và sinh khối tôm nuôi (1.018 g/m3) đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức khác. Khi sử dụng nguồn carbohydrate là bột gạo để bổ sung trong nuôi tôm TCT có thể giảm đến 20% lượng thức ăn; nhưng tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối vẫn không có khác biệt so với sử dụng 100% lượng thức ăn. Bên cạnh đó, việc luân chuyển nước trong nuôi tôm theo công nghệ BFT cũng giúp tôm tăng trưởng nhanh (11,9 g/con), đạt tỷ lệ sống (67,3%) và sinh khối  (1.263 g/m3) cao hơn so với nghiệm thức không luân chuyển nước hay có luân chuyển kết hợp với rút cặn. Ngoài ra, việc sử dụng nguồn carbohydrate từ bột gạo kết hợp với rỉ đường theo tỷ lệ 70:30 thì sinh khối tôm nuôi đạt cao nhất (1.435 g/m3).

Dựa trên các kết nghiên cứu thí nghiệm, các thực nghiệm được ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình BFT ở quy mô sản xuất đã được triển khai ở Bến Tre và Bạc Liêu. Kết quả mô hình nuôi ở Bến Tre với mật độ 100 con/m2, sử dụng nguồn carbohydrate bổ sung từ bột gạo và rỉ đường, tỷ lệ C:N=15:1 cho lợi nhuận 583 triệu đồng/ha/vụ và tỷ suất lợi nhuận (0,94) cao hơn so với mô hình nuôi TT (lợi nhuận 198 triệu đồng/ha và tỷ suất lợi nhuận 0,45). Tương tự, khi ứng dụng BFT nuôi tôm TCT ở Công ty Việc Úc Bạc Liêu với mật độ với mật độ 150 con/m2 với năng suất khá cao 22,6 tấn/ha/vụ và lợi nhuận 824 triệu đồng/ha/vụ. Trong khi đó mô hình nuôi TT năng suất chỉ đạt 18,2 tấn/ha/vụ tương đương với năng suất có cùng mật độ tôm nuôi theo BFT ở Ninh Thuận (18,6 tấn/ha/vụ) và lợi nhuận chỉ đạt 453 triệu/ha/vụ.

Các kết quả của nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng, góp phần phát triển kỹ thuật tạo biofloc và ứng dụng quy trình công nghệ biofloc trong ương nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm nói chung. Đây có thể là hướng đi mới cho nghề nuôi tôm ở ĐBSCL trong thời gian tới.

2.      Những kết quả mới luận án

-     Luận án đã khẳng định rằng việc bổ sung thêm nguồn carbohydrate cho ao nuôi tôm thẻ chân trắng là cần thiết, đặc biệt nguồn carbohydrate là bột gạo. Việc bổ sung thêm carbohydrate có khả năng cải thiện môi trường đồng thời có thể tăng mật nuôi và tăng hiệu quả sản xuất.

-     Luận án xác định trong điều kiện có nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc ở độ mặn 15‰, thức ăn có hàm lượng đạm 40-42% với tỷ lệ là 70% bột gạo và 30% rỉ đường được bổ sung theo thức ăn với tỷ lệ C:N=15:1 trong điều kiện luân chuyển nước là phù hợp.

-     Luận án đã kiểm chứng trong điều kiện thực nghiệm nuôi tôm theo quy trình biofloc làm gia tăng lượng FVI (2,5 lần), tăng mật độ tổng vi khuẩn (21%), tăng động vật phiêu sinh (3,2 lần) và tăng mật độ vi khuẩn lactic (22,3%). Đồng thời làm giảm hàm lượng TAN (38,3%) và giảm mật độ vi khuẩn Vibrio (25,8%), đặc biệt là giảm tỷ lệ vi khuẩn Vibriomàu xanh (42,5%) trong tổng số vi khuẩn Vibrio so với nuôi tôm theo quy trình truyền thống.

-     Luận án đã đúc kết được, nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc tốc độ tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng nhanh hợn (12,2%), tăng tỷ lệ sống tôm nuôi (17,6%), góp phần nâng cao năng suất (33,4%), tăng giá bán (7,93%), giảm giá thành sản xuất (13,2%) và tiết kiệm chi phí thức ăn (5,05%) và lợi nhuận mang lại tăng gấp đôi (2 lần) trong khi chi phí đầu tư tăng thêm khoảng 26,2% so với quy trình nuôi tôm truyền thống.

-    Luận án đã xây dựng quy trình nuôi tôm thẻ chân trắng theo công nghệ biofloc phù hợp với thực tiển sản xuất ở Đồng Bằng Sông Cửu Long.

3.      Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu:

3.1. Khả năng ứng dụng của luận án

-          Luận án đã góp phần làm tăng sự hiểu biết về quy trình công nghệ biofloc, các hiểu biết này nhằm giúp cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm nói chung vùng ven biển phát triển bền vững.

-          Luận án đã góp thêm quy trình nuôi mới – quy trình công nghệ biofloc, có thể nuôi với mật độ cao, nâng cao năng suất, tăng hiệu quả sản xuất và đồng thời tăng lợi nhuận cho người nuôi tôm nói chung.

-          Luận án đã góp phần mở rộng cơ hội lựa chọn quy trình nuôi cho người dân sống ở vùng ven biển, đồng thời tạo ra sản phẩm sạch và giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực của nghề nuôi đến môi trường xung quanh.

-          Luận án đã phân tích, đánh giá, so sánh và kiểm chứng những ưu điểm và hạn chế của quy trình biofloc so với quy trình nuôi tôm truyền thống trong nuôi tôm thẻ chân trắng. Qua đó giúp người nuôi có thể ứng dụng và hiệu chỉnh cho phù hợp với theo điện kiện cụ thể, nhất là trong giai đoạn nghề nuôi chịu nhiều tác động tiêu cực của dịch bệnh và môi trường ao nuôi khó kiểm soát.

3.2. Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo

-          Nên phổ biến rộng rải kết quả nghiên cứu để người nuôi có cơ hội lựa chọn quy trình nuôi mới – quy trình công nghệ biofloc. Quy trình nuôi theo công nghệ biofloc giúp môi trường ao nuôi được cải thiện, tôm tăng trưởng nhanh, tăng hiệu quả sản xuất và tạo ra nguồn tôm nguyên liệu sạch và an toàn sinh học.

-          Cần mở rộng và ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau với tôm giống cỡ lớn sẽ rút ngắn thời gian nuôi đồng thời giảm rủi ro trong thực tế sản xuất.

-          Hạn chế của quy trình biofloc trong nghiên cứu này trong thực tế sản xuất là mật độ tảo cao và lượng biofloc còn thấp. Nên việc thiết kế lại hệ thống cung cấp oxy và luân chuyển nước để nhằm khống chế sự phát triển mật độ tảo là cần thiết.

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS 

PhD thesis title: Development of Biofloc technology and potential application for white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) farming.

-   Program:        Aquaculture

-   Code:              62 62 03 01

-   PhD student: Ta Van Phuong

-   Supervisor: Assoc. Prof. Nguyen Van Hoa, Can Tho University

-   Co-supervisor: Assoc. Prof. Nguyen Van Ba, Tay Do University

-   Institution: Can Tho University

1.      Research Abstract

The study on “Development of Biofloc technology and potential application for white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) farming” was carried out at College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University and College of Applied Biology, Tay Do University, Vietnam, Ninh Thuan,  Bac Lieu and Ben Tre provinces. Period of studying from 2012 to 2015. The aims of study is to analysis and evaluate potential application biofloc technology in both of white leg shrimp culture and costal shrimp culture in the  Mekong delta.

The study surveyed on households, who are culturing white leg shrimp in Ninh Thuan province, and compared on traditional culture households – (30 households) with applied biofloc technological households – BFT (37 households). Results showed that BFT was applied in this area since 2011, density stocking and air pumping system of BFT households and traditional culture households was 150 ind./m2; 48 horse power/ha and 82.6 ind/m2; 14.5 horse power/ha), respectively. In BFT households, 100% household used carbohydrate is molasses and 50% households supplemented rice flour, the supplementation of rice flour to help the farmers save the costs (profit increased 4.2%) compare with adding molasses only. Productivity of household applied BFT attained 15.2 tones/ha/crop, whereas household applied traditional type was 9.10 tones/ha/crop. Total cost of BFT households was higher 1.5 times than traditional culture households;  the net profits of BFT households and traditional culture households was 862 million VNDs/ha/crop and 288 million VNDs/ha/crop, respectively. Ratios of profit households and rate profit in BFT households and traditional culture households were 80%, 0.76 and 60%, 0.32, respectively.

Studying to identify the factors have effective to create biofloc: (Experiment 1) salinity is (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) combined with feeding has protein was (38%, 42%, 46%) and (Experiment 2) with carbohydrate from molasses, glycerol, rice flour and cassava flour)  and ratio lệ C:N was (10:1, 20:1 and 30:1). Results found that at the salinity 10-20‰, protein in feeding was 42% and carbohydrate supplemented from rice flour with ratio C:N from 10-20 is good for shrimp culture. So, ratio of C:N should be studied detail in experiment 3 and experiment 4, the salinity should be studied in experiment 5.

Study on nursing postlarvae in 4 weeks (experiment 3) with various ratios of C:N and carbohydrate source from rice flour (5:1; 10:1; 15:1 and 20:1), method to supplement based on total ammonia (TAN) in water; experiment 4: the experiment with various ratios of C:N, the carbohydrate source is from rice flour (with the treatments control, rice flour 10, rice flour 15 and rice flour 20) and supplement method based on itrogen of protein in feeding. Result showed that supplement based on TAN or protein in feeding have ratio of C: N=15:1 is the best. It found that from two experiments, it needed to be compared the supplementing method to confirm result; it was carried out the experiment 6.

Studied and applied to rear white leg shrimp in BFT: (experiment 5) about affecting  of density stocking (100, 300 and 500 ind./m3) combined with salinity (5‰, 10‰, 15‰ and  20‰); (experiment 6) to identify the time to decompose rice flour (12; 24 and 48 hours) combined with various suplemented methods (based on protein in feeding and based on TAN in the water environment); (experiment 7) to evaluate abilities to save food; (experiment 8) to evalutate  effective of creating the current in the tank and  (experiment 9) to identify effective suplementing ratio of rice flour and molasses to growth, survival rate and biomass of shrimp. Result showed shrimp has the best growth rate in desnsity stocking 100-300 ind./m3 and salinity was 15‰ (survival rate 71 – 100%). Suplementing method of rice flour based on feeding and decomposing time was 48 hourse (97,3%) and shrimp attained highest biomass (1,018g/m3), this results has sighnificant difference with other treatments (p<0.05). Feeding can be saved 20%, when rice flour was used as carbonhydrate source in white leg shrimp; but growth rate, survival rate and biomass  were not significant differences compare with suplementing 100% feeding. Furthermore, creating the current in the tank in BFT helped fast growth rate of shrimp (11.9 g/ind), surval rate  attained 67,3% and biomass (1.263 g/m3), it was higher the treatment without creating the current or creating the current has removed sediment in the bottom of the tank. Besides, using carbohydrate source from rice flour combined with molasses based on the ratio 70:30 shrimp attained highest biomass (1.435g/m3).

Based on results of the experiments in the laboratory, application of BFT used applied in the practice in large scale in Ben Tre and Bac Lieu provinces. Result showed that when density stocking was 100 ind /m2in Ben Tre, carbohydrate source from rice flour and molasses with ratio C:N=15:1, the profit attained 583 millions VNDs/ha/crop and profit ratio was 0,94, it was higher than tradtional culture type (profit was 198 million VNDs /ha and profit rate was 0.45). Similarly, BFT was carried out in Viet- Uc company in Bac Lieu province with density stocking 150 ind./m2 and yield was 22.6 tonnes/ha/crop and the profit was 824 milions VNDs /ha/crop. Whereas yield of tradtional culture type was 18.2 tonnes/ha/crop it equals yield of shrimp applied BFT in Ninh Thuan province (18.6 tones/ha/crop) and profit was 453 millions VNDs/ha/crop.

Results of this study has significant to contribute for development BFT in white leg shrimp culture and coastal shrimp culture. This is the new procedure for coastal srhimp culture in the Mekong Delta in the future.

2.      New finding of the result

-   Result confirmed that supplement carbohydrate to pond of white leg shrimp are necessary, specially rice flour. This supplement has ability to improve environment, it can be increased density stocking and effective of shrimp culture

-   Result identified optimal white leg shrimp culture in BFT with  salinity was 15‰, protein in feeding was 40-42% and supplement 70% rice flour and 30% molasses and culture with creating current condition.

-   Result identified culture shrimp in BFT on farming increased FVI (2.5 times), total density bacteria increased 21%, phytoplankton increased 3.2 times and density lactic bacteria increased 22.3%. TAN decreased 38.3% and density ofVibrio bacteria decreased 25.8%, Especially, density of green Vibrio bacteria decreased (42.5%) in total Vibriobacteria compare with traditional culture type.

-   Research found that white leg shrimp culture in BFT has increased growth rate (12.2%), survival rate increased (17.6%), yield increased (33.4%), price of shrimp at selling increased (7.93%), cost production decreased (13.2%) feeding fee decreased (5.05%) and profit increased twice compare with traditional system, although total cost in BFT was increased about 26.2%

-   Research created a new procedure to culture white leg shrimp on reasonable BFT for coastal shrimp culture in the Mekong Data.

3.      Applications/potential application in practice and the problems need to furthermore study:

3.1. Ability application of the research

-   The research contributed to understand about BFT,  it helps white leg shrimp culture and development for coastal shrimp culture in the Mekong Delta.

-   Research contributed to cretate new procedure- BFT,  shrimp can be cultured with higher density, enhance yield and effective in shrimp culture  and increaing profit for shrimp farmers.

-   The research contributed to expand chances for coastal shrimp farmers to select the procedure, it helps to create organic product and limit to impact to the environment.

-   Research analyzed, evaluated, compared posstive and negative aspects of the BFT procedure with tratitional culture type in white leg shrimp culture. It helps shrimp farmers can be flexible to apply in their own conditions.

3.2. The problem need to furthermore study

-   It needs to inform the results of the research to shrimp farmers, help them to have multiple choices, new procedure, BFT, this procedure helped shrimp farmers to improve environment in the shrimp pond, fast growth rate of shrimp, increased profit and create organic product and save the costs for the farmers.

-   Need to apply BFT procedure in white leg shrimp in many different regions with larger postlarvae size to reduce duration of croping and reduce risks  in shrimp culture.

-   Limits of this procedure in farming is hard to limit phyoplankton and biofloc amount created are smaller than demand. So, this procedure needs to improve for increasing oxygen dissolve and increase the current in the farm to limit develoment of phytoplanktgon are really neccseary.

>> Xem chi tiết nội dung luận án.

>> Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo.