Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến sản xuất tôm sú giống sạch bệnh

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT



CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 06/06-10



BÁO CÁO TỔNG HỢP


ĐỀ TÀI
“NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN SẢN XUẤT
TÔM SÚ GIỐNG SẠCH BỆNH”
Mã số KC.06.06/06-10



Cơ quan chủ trì : Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản 1
Chủ nhiệm đề tài: TS. Lê Thanh Lựu







Bắc Ninh, tháng 12 năm 2010

i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NGOÀI
NƯỚC 6

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 6
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 18
Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1 Cách tiếp cận và các khái niệm 21
2.2 Phương pháp nghiên cứu, thí nghiệm 26
2.2.1 Địa điểm nghiên cứu thí nghiệm 26
2.2.2 Vật liệu thí nghiệm 30
2.2.3 Các phương án thí nghiệm 31
2.3. Phân tích số liệu và thống kê 42
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42
3.1. Quy hoạch mặt bằng trại giống đáp ứng tiêu chuẩn an toàn sinh học và hệ
thống thiết bị để sản xuất tôm giống sạch bệnh 42

3.1.1. Các giải pháp quy hoạch mặt bằng đảm bảo an toàn sinh học cho một trại
giống 42

3.1.2. Quy hoạch mặt bằng trại sản xuất tôm giống 46
3.1.3. Thiết kế hệ thống tuần hoàn đáp ứng tiêu chí an toàn sinh học cho trại
giống 55

3.1.4. Các dụng cụ trang thiết bị khác của trại tôm giống đảm bảo an toàn sinh
học 61

3.2. So sánh chất lượng tôm bố mẹ nuôi vỗ trong các hệ thống khác nhau 65

3.2.1. Quy cỡ tôm bố mẹ 66
3.2.2. Các chỉ tiêu thời gian liên quan tới các thời điểm đẻ trứng 69
3.2.3. Các chỉ tiêu sinh học 81

ii
3.2.4. Các chỉ tiêu môi trường của bể nuôi vỗ và hiện trạng bệnh của tôm bố mẹ
94

3.3. Chất lượng ấu trùng tôm được sản xuất theo hai phương thức truyền
thống và án toàn sinh học 97

3.3.1. Các chỉ số sinh học của giai đoạn ương thí nghiệm từ ấu trùng thành hậu
ấu trùng PL12 99

3.3.2 Ương ấu trùng qui mô vừa 109
3.3.3. Các chỉ tiêu môi trường của bể ương và hiện trạng bệnh của ấu trùng và
hậu ấu trùng 120

3.4. Kết quả nuôi thương phẩm từ tôm giống thu bằng hai phương thức sản
xuất 135

3.4.1. Kết quả theo dõi các yếu tố môi trường 136
3.4.2. Kết quả đánh giá các chỉ tiêu sinh học 143
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 155
TÀI LIỆU THAM KHẢO 159


iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DNA
Deoxyribonucleic acid (Axit nhân tế bào trong nhiễm sắc thể)
HPV
Hepatopancreatic Parvovirus (Parvovirus gây bệnh ở gan tụy)
HT
Hệ thống
IHHNV
Infectious Hypodermal and Hematopoietic Necrosis Virus
(Virus gây bệnh hoại tử cơ dưới vỏ và cơ quan tạo máu)
LSNV
Monodon slow growth syndrome and Laem-Singh virus (Hội
chứng chậm lớn ở tôm sú và virus Laem-Singh)
MBV
Penaeus monodon-type Baculovirus (Virus gây bệnh còi)
N2
Naupli 2 (Ấu trùng giai đoạn 2)
neg
Negative (Âm tính)
NT
Nghiệm thức
PCR
Polymerase Chain Reaction (Phản ứ
ng chuỗi trùng hợp hoặc
phản ứng khuếch đại gen)
PL
Post larvae (Hậu ấu trùng)
pos
Positive (Dương tính)
RNA
Ribonucleic acid (Axit nhân tế bào trong ty thể)

SMP-DNA
Slow Migrating Peak - DNA
SMP-RNA
Slow Migrating Peak - RNA
TSV
Taura Syndrome Virus (Virus gây bệnh như triệu chứng
Taura)
WSSV
White Spot Syndrome Virus (Virus gây bệnh đốm trắng)
YHV/GAV
Yellow Head Virus / Gill Associated Virus (Virus gây bệnh
đầu vàng)


iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Chiều dài và trọng lượng tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ 67
Bảng 3.2. Chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ xếp theo các nghiệm thức
nuôi vỗ tôm mẹ 68

Bảng 3.3. Sơ đồ tóm tắt các kiểu quá trình kích thích tôm mẹ sinh sản trong trại sản
xuất giống 70

Bảng 3.4. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản lần cuối xếp theo nghiệm thức
nuôi vỗ 71

Bảng 3.5. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản lần cuối 72
xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 72
Bảng 3.6. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên
xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ 74

Bảng 3.7. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên
xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 75

Bảng 3.8. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần lột xác đầu tiên
xếp theo kiểu kích thích sinh sản tôm mẹ 75

Bảng 3.9. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên 76
xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ 76
Bảng 3.10. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên 77
xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 77
Bảng 3.11. Thời gian từ lúc nhập trại đến lần sinh sản đầu tiên 77
xếp theo kiểu kích thích sinh sản 77
Bảng 3.12. Thời gian từ lúc nhập cắt mắt đến lần sinh sản 78
đầu tiên xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ 78
Bảng 3.13. Thời gian từ lúc cắt mắt đến lần sinh sản đầu tiên 79
xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 79
Bảng 3.14. Thời gian từ lúc cắt mắt đến lần sinh sản đầu tiên
xếp theo kiểu kích thích sinh sản 79

Bảng 3.15. Thời gian trung bình giữa hai lần đẻ 80
xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ (ngày) 80
Bảng 3.16. Thời gian trung bình giữa hai lần đẻ 81
xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 81
Bảng 3.17. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo 82

v
các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 82
Bảng 3.18. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo 82
3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 82

Bảng 3.19. Số lần sinh sản của tôm mẹ xếp theo kiểu kích thích sinh sản 83
Bảng 3.20. Sức sinh sản tương đối tối đa của một lần đẻ trứng 85
(trứng g
-1
) xếp theo nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 85
Bảng 3.21. Sức sinh sản tương đối tối đa của một lần đẻ trứng 85
(trứng g
-1
) xếp theo 3 yếu tố trong bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 85
Bảng 3.22. Tỉ lệ thụ tinh (%) xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 87
Bảng 3.23. Tỉ lệ thụ tinh (%) xếp theo 3 yếu tố trong thí nghiệm nuôi vỗ 88
Bảng 3.24. Tỉ lệ nở của trứng (%) xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 89
Bảng 3.25. Tỉ lệ nở của trứng (%) xếp theo 3 89
yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 89
Bảng 3.26. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong dung dịch
formalin 150 mL m
-3
xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 91
Bảng 3.27. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong dung dịch formalin 150 mL m
-3

xếp theo 3 yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 92

Bảng 3.28. Thời gian (phút) sống của ấu trùng trong nước biển 93
pha loãng 10 g L
-1
xếp theo các nghiệm thức nuôi vỗ tôm mẹ 93
Bảng 3.29. Thời gian (phút) sống trung bình của ấu trùng trong nước biển 93
pha loãng 10 g L
-1

xếp theo 3 yếu tố bố trí thí nghiệm nuôi vỗ 93
Bảng 3.30. Môi trường của thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ trong hai hệ thống nuôi 94
Bảng 3.31. Số lượng ấu trùng (N) và hậu ấu trùng (PL12) thu được trong quá trình
sản xuất qui mô vừa (đơn vị: vạn con) 110

Bảng 3.32. Tỉ lệ sống xếp theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng 111
Bảng 3.33. Chiều dài (mm) của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng 116
Bảng 3.34.Trọng lượng (mg) của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng 117
Bảng 3.35. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 theo 5 yếu tổ có thể có ảnh hưởng 118
Bảng 3.36. Kết quả sản xuất giống ứng dụng hệ thống an toàn sinh học 119
Bảng 3.37. Các yếu tố môi trường của thí nghiệm ương ấu trùng trong hai hệ thống
ương 120

Bảng 3.38. Các yếu tố môi trường của thử nghiệm ương ấu trùng trong hai hệ thống
ương 123


vi
Bảng 3.39. Kết quả kiểm định PCR các bệnh virus trong hậu ấu trùng PL12 129
Bảng 3.40. Kết quả kiểm định PCR về bệnh gây ra do IHHNV với các đoạn mồi
khác 132

Bảng 3.41. Kết quả quan sát mô học của hậu ấu trùng (PL12) 134
Bảng 3.42. Các kết quả chỉ tiêu sinh học ao nuôi. 143
Bảng 3.43. Tăng trưởng về khối lượng trung bình của hai nghiệm thức (gam) 145
Bảng 3.44. Tăng trưởng tuyệt đối ngày về trọng lượng (g/ngày) 147
Bảng 3.45. Tăng trưởng chiều dài thân toàn phần ở hai nghiệm thức (cm). 147
Bảng 3.46. Tăng trưởng tuyệt đối ngày về chiều dài thân toàn phần(mm/ngày) 149
Bảng 3.47. Kết quả phân tích sinh hóa tôm sú thịt của nhóm thí nghiệm và đối
chứng 150

Bảng 3.48. Các chỉ tiêu kinh tế của hai nhóm ao nuôi thí nghiệm và đối chứng 153


















vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Sơ đồ hệ tuần hoàn do nhóm tác giả đề xuất 56
Hình 3.2. Biểu đồ phân bố chiều dài tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ 67
Hình 3.3. Biểu đồ phân bố trọng lượng tôm mẹ trong thí nghiệm nuôi vỗ 68
Hình 3.4. Tương quan giữa chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ 68
Hình 3.5. Chiều dài và trọng lượng của tôm mẹ nuôi vỗ xếp theo các nghiệm thức
nuôi vỗ tôm mẹ 69

Hình 3.6. Tương quan giữa thời gian Nhập trại – Đẻ cuối và số lần đẻ. 73

Hình 3.7. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và Thức ăn 73
đối với chỉ tiêu thời gian Nhập trại – Đẻ cuối 73
Hình 3.8. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và thức ăn đối với chỉ tiêu Số lần
sinh sản của tôm mẹ. 84

Hình 3.9. Tưong quan giữa trọng lượng tôm mẹ và sức sinh sản tương đối. 86
Hình 3.10. Tưong quan giữa chiều dài tôm mẹ và sức sinh sản tương đối 86
Hình 3.11. Tương tác giữa hai yếu tố Nguồn tôm và Thức ăn đối 88
với chỉ tiêu Tỉ lệ thụ tinh của trứng mới đẻ 88
Hình 3.12. Tương quan giữa tỉ lệ thụ tinh và tỉ lệ nở 90
Hình 3.13. Biến động mức độ TAN qua các ngày thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ 95
Hình 3.14. Biến động mức độ nitrat qua các ngày thí nghiệm nuôi vỗ tôm mẹ 96
Hình 3.15. Tỉ lệ sống (%) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng 100
Hình 3.16. Tỉ lệ sống (%) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu Trung 101
Hình 3.17. Tương quan giữ chiều dài (mm) và trọng lượng (mg)
của ấu trùng PL12 trong thí nghiệm ương ấu trùng 102

Hình 3.18. Chiều dài (mm) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu Trung 103
Hình 3.19 Chiều dài (mm) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng 103
Hình 3.20 Trọng lượng (mg) của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng. 104
Hình 3.21. Lượng (mg) của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng 105
Hình 3.22. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 xếp theo các nghiệm thức ương ấu trùng 106
Hình 3.23. Tỉ lệ cơ/ruột của PL12 xếp theo hai hệ thống ương ấu trùng 107
Hình 3.24. Tương quan giữa tỉ lệ sống và chiều dài cơ/ruột của PL12 107
trong thí nghiệm ương ấu Trung 107
Hình 3.25. Tương quan giữa tỉ lệ sống với chiều dài và trọng lượng của PL12 108

viii
trong thí nghiệm ương ấu trùng 108
Hình 3.26. Tương quan giữa tỉ lệ cơ ruột với chiều dài trọng lượng 109

của PL12 trong thí nghiệm ương ấu trùng. 109
Hình 3.27. Tỉ lệ sống của PL12 theo 4 nhóm mật độ thả ban đầu 112
Hình 3.28. Tương quan giữa mật độ ấu trùng thả ban đầu (con L
-1
) và tỉ
lệ sống (%) của PL12 trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa 113

Hình 3.29. Tương quan giữa chiều dài (mm) và trọng lượng của PL12
trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa 114

Hình 3.30. Tương quan giữa tỉ lệ cơ ruột với chiều dài (mm) và trọng lượng của
PL12 trong thử nghiệm ương ấu trùng qui mô vừa 115

Hình 3.31. Biến động hàm lượng TAN qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu trùng121
Hình 3.32. Biến động hàm lượng nitrit qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu trùng122
Hình 3.33. Biến động hàm lượng nitrat qua các ngày trong thí nghiệm ương ấu
trùng 122

Hình 3.34. Biến động hàm lượng TAN qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu
trùng 125

Hình 3.35. Biến động hàm lượng nitrit qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu
trùng. 125

Hình 3.36. Biến động hàm lượng nitrat qua các ngày trong thử nghiệm ương ấu
trùng. 126

Hình 3.37. Kết quả đo nhiệt độ của mô hình nuôi thí nghiệm 137
Hình 3.38. Kết quả quản lý Oxy hòa tan của mô hình nuôi thí nghiệm 138
Hình 3.39. Kết quả quản lý độ trong của mô hình nuôi thí nghiệm 139

Hình 3.40. Kết quả quản lý pH của mô hình nuôi thí nghiệm 140
Hình 3.41. Kết quả quản lý NH
3
của mô hình nuôi thí nghiệm 141
Hình 3.42. Kết quả quản lý độ mặn của mô hình nuôi thí nghiệm 142
Hình 3.43. Kết quả quản lý độ kiềm của mô hình nuôi thí nghiệm 143
Hình 3.44. Tỷ lệ sống của tôm nuôi qua các tháng 144
Hình 3.45. Tốc độ tăng khối lượng của tôm trong thời gian nuôi 146
Hình 3.46. Đồ thị biễu diễn tăng trưởng chiều dài thân toàn phần tôm nuôi 148

1

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Nhìn tổng quan lịch sử phát triển của ngành nuôi tôm chúng ta luôn
thấy có hai đối tượng quan trọng là: tôm sú bắt đầu từ các nước châu Á, ngay
đầu những năm của thập niên 80, và tôm he Nam Mỹ, từ những năm giữa thập
niên 80. Hiện nay là tôm he chân trắng Nam Mỹ chiếm tỷ trọng 80% và tôm
sú 20%, mặc dầu trước đó chưa lâu (8-9 năm) tỷ lệ này là 60:40 và giữa
những năm c
ủa thập niên 90 thì tỷ lệ đó là 25:75. Tôm he Nam Mỹ đã được
du nhập vào các nước châu Á một cách ồ ạt để thay thế tôm sú, là đối tượng
hay bị mắc phải một số dịch bệnh nguy hiểm. Sản lượng tôm he Nam Mỹ của
Trung Quốc, Thái Lan, Indonexia đã vượt trên 1,5 triệu tấn… Các chuyên gia
cho rằng sở dĩ tôm he chân trắng được giới thiệu rộng rãi ở các nước trên thế
giới, một phần nh
ờ công nghệ gia hoá thành công cũng như một đàn lớn tôm
bố mẹ được lọc sạch một số bệnh nguy hiểm (SPF). Cùng lúc, sản lượng tôm
sú (có nguồn gốc chủ yếu từ châu Á) lại liên tục giảm, mặc dầu hơn 20 năm
qua, kinh nghiệm, kết quả nuôi tôm sú của các nước châu Á đã thu được

nhiều thành công đáng kể, giá cả luôn cao hơn và được nhiều thị trường yêu
chuộng hơn . S
ự giảm sút sản lượng cũng như việc các nước châu Á từ bỏ đối
tượng bản địa quan trọng này, theo các chuyên gia, là do chưa gia hoá và
kiểm soát được dịch bệnh, nên không đảm bảo chất lượng tốt của con giống
và đạt mức độ an toàn cao cho người nuôi trồng. Trong lịch sử phát triển tôm
sú, có ba quốc gia và vùng lãnh thổ như Đài loan, Trung Quốc, Thái Lan đã
từng đạt đỉnh cao của công nghệ nuôi tôm sú, sản lượ
ng cao nhất nhưng cuối
cùng cũng bị đổ vỡ và chuyển sang nuôi tôm chân trắng.
Ở Việt Nam trong những năm đầu của thập niên trước (khoảng 1991-
1993) dịch bệnh cũng đã bùng phát và gây những mất mát nghiêm trọng cho
ngành nuôi tôm. Kết quả là những vùng nuôi ở đồng bằng sông Mê Kông đã
2

bị tổn hại, mất mát đáng kể. Từ đó tới nay, tuy chưa có dịch bệnh nào mang
tính rộng khắp, sức tàn phá của chúng chưa đến mức làm đổ vỡ cả ngành
công nghiệp nuôi tôm, nhưng hàng năm khoảng 15-25% diện tích nuôi thả
trong phạm vi cả nước thường bị lây nhiễm dịch bệnh và bị tổn thất. Khá
nghiêm trọng là tình hình nuôi ở các tỉnh miền Trung, trong 4-5 năm trở lại
đây, khoảng trên 50% di
ện tích ao đầm đã bị bỏ hoang hoá vì tình trạng dịch
bệnh tràn lan. Nghề nuôi tôm ở Việt Nam tới nay vẫn tồn tại vì phần lớn diện
tích nuôi tôm của Việt Nam vẫn đang ở dạng quảng canh, quảng canh cải tiến
cho nên sự mất mát rủi ro đâu đó có thể xẩy ra, nhưng chưa gây thành đại
dịch. Tuy nhiên, xu thế thâm canh, vẫn đang là một xu thế không thể cản nổi.
Đồng hành vớ
i xu thế này là những rủi ro có thể xảy ra chủ yếu là vì dịch
bệnh, chất lượng tôm giống kém, môi trường bị ô nhiễm. Trong trường hợp
như vậy lịch sử ngành nuôi tôm sú của Việt Nam sẽ lặp lại giống như ba

cường quốc trên.
Vì vậy, việc tạo ra con giống có chất lượng tốt, tốc độ phát triển nhanh
cung cấp cho sản xuất để có thể giảm đáng kể
các rủi ro dịch bệnh là một việc
vô cùng cấp bách. Hiện nay, với sự hợp tác chặt chẽ của Viện 1 và MOANA,
đàn tôm bố mẹ hậu bị sạch bệnh đã sẵn sàng cho các thí nghiệm tiếp theo để
tìm ra quy trình sản xuất tôm sú hậu ấu trùng PL sạch bệnh, khoẻ mạnh.
Mục tiêu của đề tài
Có được công nghệ sản xuất tôm sú giống sạch bệnh (SPF) đạt tiêu
chuẩn quốc tế
để phổ biến, áp dụng .
Mục tiêu cụ thể:
Làm chủ giải pháp công nghệ để tạo được tôm sú giống sạch bệnh.
Phối hợp với các doanh nghiệp sản xuất được lượng lớn SPF PL cung
cấp cho nuôi thương phẩm.
3

Nội dung chính của đề tài
Nội dung 1. Đánh giá hiệu quả của giải pháp công nghệ “an toàn sinh
học” trong quá trình sản xuất ấu trùng tôm (nauplii) và sản xuất hậu ấu trùng
tôm (PL) sạch bệnh.
Nội dung 2. Đánh giá chất lượng ấu trùng và hậu ấu trùng (PL) qua các
chỉ số sinh học (tỷ lệ sống, tăng trưởng, năng suất) tần suất xuất hiện một số
bệnh nguy hiểm (PCR để xác đị
nh sự hiện diện của một số bệnh virus, bệnh vi
khuẩn, ký sinh trùng, nấm ) của ấu trùng, hậu ấu trùng và tôm nuôi thương
phẩm.
Nội dung 3. Lập quy trình sản xuất tôm sú giống sạch bệnh.
Ý nghĩa kinh tế xã hội của đề tài
Hiệu quả kinh tế-xã hội

Dự án chắc chắn sẽ mang lại lợi ích lớn cho sản xuất trong đó có lợi ích kinh
tế xã hội cho cộ
ng đồng những người nuôi tôm thương phẩm bởi các bằng
chứng và các chỉ số sau:
• Hàng năm khoảng 15-25% diện tích nuôi tôm thương phẩm bị thiệt hại
hoàn toàn do tôm bị bệnh, mà nguyên nhân chủ yếu là tôm sú giống chất
lượng kém, bị nhiễm bệnh ngay từ đầu. Thiệt hại kinh tế của người nuôi
thương phẩm là các chi phí cho cải tạo ao, cho mua giống, cho thức ăn
trong vòng 30-60 ngày. Nếu tính giá thành sản xuất 1 kg tôm sú thịt giao
động khoảng 60.000-75.000 đ/kg, năng suất trung bình 3 tấn/ha thì đầu tư
tổng cộng sẽ là 180-225 triệu/vụ. Nếu tôm bị chết thì mức độ thiệt hại tính
sơ bộ sẽ là 25-30% hoặc tương đương 60-70 triệu đồng. Nếu có được tôm
sú sạch bệnh, mức độ rủi ro sẽ giảm xuống đáng kể, vì một tỷ lệ lớn diện
tích mà trước đây bị nhiễ
m bệnh do tôm giống, khi sử dụng tôm sạch bệnh
4

thì sẽ được sử dụng có hiệu quả (không thể hoàn toàn loại bỏ vì có thể tôm
vẫn bị bệnh do nhóm giáp xác tự nhiên gây ra).
• Xã hội sẽ giảm bớt đầu tư cho sản xuất giống (khoảng 20-25%) từ đó sẽ
giảm đầu tư hạ tầng, đầu tư chi phí hoạt động, đầu tư năng lượng, mà vẫn
đảm bảo được sản lượng tôm cần thiế
t.
• Hiệu quả đầu tư của người sản xuất giống cao hơn, ổn định hơn (do tôm
sạch bệnh nên không bị kiểm dịch bắt tiêu huỷ, không mất chi phí mua
tôm bố mẹ bị bệnh, các chi phí thức ăn, điện không bị lãng phí), và người
nuôi cũng có thể tính toán hiệu quả.
• Giảm bớt lãng phí trong sử dụng nguồn lợi như nước, thức ăn, mặ
t đất,
năng lượng, hoá chất, tài chính… vì có giống tốt, sản xuất giống, nuôi có

hiệu quả hơn, không bị lãng phí do mất mát vì dịch bệnh trong hai tháng
đầu.
• Cộng đồng sản xuất giống và nuôi thương phẩm tự tin hơn về công nghệ,
tin tưởng lẫn nhau vì nhà sản xuất giống đảm bảo chất lượng cho người
nuôi.
• Sản phẩm tạo ra có nguồn gốc rõ ràng, giúp cho việc thương m
ại thuận
tiện, đặc biệt là tôm thương phẩm khi có thương hiệu “tôm sú giống sạch
bệnh”.
• Các nhà sản xuất giống, nuôi thương phẩm dễ dàng nhận chứng chỉ vì
nguồn gốc tôm giống đã có.
• Kích thích nghiên cứu chọn giống, tạo ra giống có chất lượng cao hơn,
hiệu quả kinh tế tốt hơn.
• Hệ thống sản xuất và cung cấp giống ho
ạt động bài bản hơn, công nghiệp
hơn, vì để đảm bảo sản xuất và tiêu thụ giống sạch bệnh, thì khâu tổ chức
sản xuất và tiêu thụ sẽ phải được đổi mới theo hướng tiên tiến hơn, công
nghiệp hơn.
5

Hiệu quả môi trường:
• Sử dụng hiệu quả, ít gây lãng phí nguồn lợi, tài nguyên như nước, mặt
nước, thức ăn, hoá chất, năng lượng do sản xuất giống và nuôi thương
phẩm có hiệu quả, ít bị mất mát và tổn thất.
• Do sử dụng công nghệ cao, nên cần ít nước, lại sử dụng công nghệ tuần
hoàn, nên khả năng gây ô nhiễm cho môi trường do thải nước thả
i ra thiên
nhiên giảm tối thiểu 85-90%.
• Cũng do sử dụng hệ tuần hoàn và an toàn sinh học, tôm gia hoá nên giảm
khả năng gây bệnh rất thấp (dường như không có, nên thực hiện nghiêm

túc các quy định), khả năng lây lan bệnh cho các khu vực khác hầu như
không có.
• Nếu giả sử có sự thất thoát ra môi trường tự nhiên, thì nhóm tôm sạch
bệnh sẽ không gây hại cho nhóm tôm tự nhiên vì bản thân nhóm tôm này
là sạch bệnh.
• Vì sử dụ
ng tôm gia hoá, nên sẽ không còn nhu cầu sử dụng tôm tự nhiên,
sẽ giảm bớt việc săn lùng, khai thác tôm bố mẹ tự nhiên, tạo điều kiện
nguồn lợi được tái tạo, bảo tồn.







6

Chương 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NGOÀI
NƯỚC
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Nghề nuôi tôm biển đã mang lại lợi ích kinh tế vô cùng quan trọng cho
nhiều quốc gia trên thế giới đặc biệt là các nước vùng Đông Nam châu Á,
Nam Mỹ. Giá trị thương phẩm của tôm cao, nên tuy sản lượng của tôm chiếm
3,7% sản lượng thuỷ hải sản nhưng giá trị thường đạt 16,5 % trong tổng giá
trị thương mại thuỷ sản (Global shrimp aquaculture consortium, 1999) [21].
Do giá trị của tôm cao như vậy, nên nhiều quốc gia đã dành nhiều ưu tiên cho
nghiên cứu để phát triển nuôi đối tượng này. Trong số các hướng nghiên cứu
được thực hiện trong ba thập niên qua, có lẽ nghiên cứu công nghệ sản xuất
tôm giống nhằm chủ động con giống cho nuôi thương phẩm, giảm thiểu sự

phụ thuộc đối với nguồn lợi tôm thiên nhiên được triển khai sớm nhất và cũng
đạt nhiề
u thành công. Tuy vậy, sau ba mươi năm, người nuôi tôm thương
phẩm, một mặt có nhu cầu cao về số lượng tôm giống, mặt khác họ đã bắt đầu
quan tâm về chất lượng và nguồn gốc xuất xứ của con giống được cung cấp.
Trong hơn 30 năm qua, công nghệ sản xuất tôm giống đã đạt được
nhiều kết quả khả quan, nhờ vậy nguồn tôm giống hầu như
đã đáp ứng được
nhu cầu của sản xuất. Theo Rosenberry (2007) [54], các công nghệ sản xuất
tôm giống phụ thuộc vào quy mô của trại. Trại giống tôm có thể rất đơn giản
quy mô nông hộ (trại mini), cũng có thể trại có quy mô trung bình với sự đầu
tư thiết bị đáng kể và cuối cùng là trại quy mô lớn. Xu thế hiện nay nhìn
chung của các quốc gia trên thế giới, nhà sản xuất tôm giống từ
ng bước đã gia
hóa đàn tôm, tiến hành các giải pháp công nghệ để khép kín vòng đời, chọn
giống và tạo ra các dòng mới có sự tăng trưởng đáng kể, chất lượng cao đặc
biệt áp dụng các giải pháp an toàn sinh học để tạo ra con giống sạch bệnh.
7

Các đặc điểm đặc thù của mỗi nhóm trại, được Rosenberry (2007)[54]
mô tả trong bài tổng quan “về nuôi tôm“ được tóm tắt như sau:
 Trại quy mô nông hộ thường sử dụng nước không được xử lý hoặc xử
lý đơn giản, mật độ ương thấp. Thông thường dịch bệnh, biến đổi thời
tiết và chất lượng nước là nguyên nhân làm hư hỏng các đợt ương,
nhưng ngay sau đó họ
lại xử lý bể ương ấp để tiếp tục chu kỳ sản xuất
mới. Tỷ lệ sống của ấu trùng từ nauplii tới PL12-14 của các trại mini
thường không ổn định giao động từ 0% tới 90% phụ thuộc vào mật độ
thả, nhiệt độ và chất lượng nước, kinh nghiệm quản lý của người chủ
trang trại. Loại hình trang trại này rất phổ biến

ở các nước Đông nam
châu Á như Philippines, Thái lan, Indonesia, Việt Nam.
 Mô hình trang trại quy mô vừa được hình thành trên nền tảng thiết kế
của người Nhật và được người Đài Loan ứng dụng rộng rãi cho nên
người ta thường gọi là trại giống nước xanh, hoặc mô hình trại Nhật
Bản, có các bể rộng, lớn, mật độ thả thưa, ít thay nước và tạo hệ sinh
thái trong bể ương. Tảo được cấy và gây nuôi trong bể
ương để cung
cấp thức ăn cho tôm. Thỉnh thoảng người ta bổ sung thêm dinh dưỡng
và vi khuẩn có lợi để nhóm vi khuẩn có lợi phát triển, cản trở sự phát
triển của nhóm vi khuẩn có hại. Phương pháp sinh thái như vậy được
xem là tạo ra những PL khoẻ mạnh nhờ có hệ sinh thái gần với điều
kiện tự nhiên và không có các hoá chất. Tỷ lệ sống trong hệ ương như
vậy th
ường đạt khoảng 40% hoặc thấp hơn.
 Hệ thống trại giống lớn có mức đầu tư hàng triệu đô la Mỹ, sử dụng
công nghệ thiết bị cao để sản xuất một lượng PL rất lớn trong môi
trường được kiểm soát nghiêm ngặt. Mô hình này lần đầu tiên được
phòng thí nghiệm Galveston, của Vụ thuỷ sản Mỹ hình thành và được
gọi là mô hình trại Galveston hoặc mô hình trại gi
ống phương Tây
8

hoặc trại giống “nước trong”. Trại giống này có các bể ương rất lớn từ
15-30m
3
, nước được xử lý và lọc kỹ, mật độ thả cao, tỷ lệ thay nước
cao, nên có ưu thế về kinh tế bởi lượng giống sản xuất nhiều, quanh
năm. Họ cũng nuôi tảo, artemia và thậm chí cho tôm ăn bằng thức ăn
công nghiệp, tỷ lệ sống thường đạt 50% hoặc trên 50% nhưng trong

thực tế thì tỷ lệ sống cũng giao động từ 0- 80%. Thông thường cho tới
nay, tôm bố mẹ P. monodon vẫn phải thu từ thiên nhiên nên chúng
được nuôi trong các bể tôm bố mẹ với hệ thống nước tuần hoàn để
kiểm soát các yếu tố môi trường và giảm tối đa các tác động ngoại
cảnh.
Như mô tả trên, kết quả ương tôm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: chất
lượng ban đầu của nauplii, chất lượng nước (từ không xử lý, tới mô hình nước
xanh, mô hình hiệ
n đại nước trong), tới thức ăn, tỷ lệ thả trong quá trình ương
và kinh nghiệm quản lý của nhà sản xuất. Trong phần tổng quan tiếp theo, sẽ
tìm hiểu những kết quả đã thu được và những vấn đề tồn tại cần giải quyết
trong đề tài nghiên cứu này (đối với tôm sú).
Ấu trùng (nauplii), được xem là yếu tố quan trọng nhất trong quá trình
tạo con giống có chất lượng cho sản xuất, nh
ưng lại phụ thuộc rất nhiều ở
nguồn gốc và chất lượng tôm bố mẹ (Fegan, 1999)[16]. Để tạo được tôm
giống không có mầm một số bệnh nguy hiểm trong sản xuất có hai phương
pháp: a) thu tôm bố mẹ khai thác ngoài tự nhiên, sau đó tuyển chọn theo tiêu
chuẩn về trọng lượng, ngoại hình và sàng lọc bằng phương pháp PCR để lấy
những cá thể không nhiễm một số bệnh nguy hiểm làm tôm b
ố mẹ
(SEAFDEC, 1996) [55]; và b) nuôi tôm bố mẹ ngay từ giai đoạn ấu trùng
không mang các mầm bệnh nguy hiểm, trong các hệ thống được kiểm soát (là
một giai đoạn của gia hoá), tới giai đoạn thành thục (tôm bố mẹ thành thục).
9

Thu nauplii không nhiễm một số bệnh bằng phương pháp đầu tiên hiện
nay đang rất phổ biến và tỷ lệ chiếm tuyệt đại đa số đối với tôm sú (nhưng
hầu như rất thấp đối với tôm he chân trắng- Panaeus vannamei). Tuy vậy
phương pháp này có những nhược điểm như: tôm bố mẹ phụ thuộc hoàn toàn

vào nguồn khai thác tự nhiên. Phương pháp này cũng sẽ gây ra tác động tiêu
cự
c tới nguồn lợi do khai thác quá mức, hoặc nếu không kiểm soát chất lượng
tốt của tôm bố mẹ, có thể sẽ gây ra sự lây lan dịch bệnh cho các khu vực nuôi
(vì không thể kiểm soát toàn bộ nguồn tôm bố mẹ được khai thác), cũng do
phụ thuộc, nên quá trình gia hoá đàn tôm bố mẹ bị chậm trễ (Moss et al.,
2001) [41]. Ngoài ra, do không hoàn toàn chủ động ở khâu khai thác, nên khó
lòng có thể khẳng định được việc đáp ứng con giống cho sản xu
ất một cách
chủ động, do vậy thị trường tôm bố mẹ, tôm giống luôn luôn trong tình trạng
bất ổn. Mặt khác, khi truy xuất nguồn gốc xuất xứ đối với sản phẩm hàng hoá
trên thị trường, thì việc sử dụng tôm bố mẹ khai thác ngoài tự nhiên cũng sẽ
gặp các trở ngại lớn.
Phương pháp thứ 2 là phương pháp nuôi trong điều kiện môi trường
được kiểm tra nghiêm ngặt nhưng
đồng thời cũng khép kín vòng đời để tạo ra
các thế hệ tôm bố mẹ (lập được gia phả) và tiến tới nâng cao chất lượng di
truyền, mặc dầu đây là phương pháp tiên tiến, nhu cầu đầu tư cao, tốn kém
nhưng về lâu dài có thể đảm bảo chủ động quá trình sản xuất và cung cấp
giống có chất lượng (Benzie, 1998) [3]. Đối với tôm he chân trắng, phương
pháp thứ 2 này là phổ biến , nhưng
đối với tôm sú, việc gia hóa thí nghiệm đã
thành công, nhưng gia hóa mang tính thương mại thì vẫn đang trong giai đoạn
thử nghiệm.
Trong thực tế, đây là quá trình gia hoá để tôm thích nghi với cuộc sống
trong môi trường nhân tạo. Quá trình gia hoá thành công sẽ nâng cao mức độ
an toàn cho con giống sạch một số bệnh nguy hiểm cũng như sẽ thúc đẩy quá
10

trình chọn giống theo những đặc tính có lợi cho sản xuất (Argue and Alcivar-

Warren, 2000; Argue et al. 2002) [1, 2].
Những nỗ lực trong vấn đề gia hoá (tạo tôm bố mẹ) trong điều kiện
giám sát môi trường chặt chẽ và tiếp theo là nâng cao chất lưọng di truyền,
chủ yếu tăng trưởng và tạo ra con giống khoẻ mạnh (SPF) được nhiều quốc
gia thực hiện với các đối tượng khác nhau và kết qủa của nó sẽ đảm bảo đượ
c
nhiều ưu thế và đồng thời sẽ giúp ổn định cho nghề nuôi tôm, nâng cao hiệu
quả và đảm bảo an toàn môi trường (Pullin et al., 1998) [48]. Những nghiên
cứu đầu tiên về sự phát dục của tôm bố mẹ để tìm các phương pháp sinh sản
nhân tạo, đã được thực hiện hơn 60 năm trước đây, bởi nhà khoa học người
Nhật, Tiến sỹ Motosaku Fujinaga đối với tôm he Nhật bản (trích theo Granvil,
1999) [22]. Công trình khoa học này được xem là s
ự đóng góp quan trọng mở
đầu cho các nghiên cứu sinh sản nhân tạo đối với các loài giáp xác. Thành
công đối với tôm he chân trắng (P. vannamei) trong quá trình gia hoá do tập
thể cán bộ khoa học của các trường đại học, viện nghiên cứu của Mỹ trong
hơn 20 năm qua đã tạo ra bước ngoặt quan trọng cho các nhà sản xuất trong
việc sử dụng tôm giống do sinh sản nhân tạo (Granvil, 1999) [22].
Sau kết quả gia hoá tôm he nam Mỹ thành công và tạo được nauplii
sạch bệ
nh cho quá trình sản xuất PL sạch bệnh, nhiều nhà khoa học đã học tập
kinh nghiệm và cũng đang hình thành công nghệ tương tự cho tôm sú
(Browdy,1998) [5]. Các nhà nghiên cứu của các nước: Úc, Thái lan, Malaysia
và Việt Nam phối hợp với các đối tác nước ngoài khác ít nhiều đã có những
thành công trong việc khép kín vòng đời và tạo ra tôm sú bố mẹ thành thục
nhưng chỉ mới ở quy mô phòng thí nghiệm. Thí dụ, gần đây, nhóm cán bộ
khoa học của Cơ quan Nghiên cứu Khoa học và Công nghi
ệp của Úc
(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation
- CSIRO), đã thông báo rằng họ đã gia hoá thành công 3 thế hệ tôm sú quy

11

mô thí nghiệm và đã thử nghiệm nuôi thương phẩm từ tôm PL của các thế hệ
này. Những kết quả trên đã được Wayne et. al. (2006) [71] công bố trong
thông báo mới đây cho thấy có tới 58% tôm sú hậu bị đã thành thục, mỗi một
tôm cái cho trung bình 310.000 trứng và tỷ lệ nở của trứng là 38% (120.000
nauplii). Preston (2006) [47] đã thử nuôi thương phẩm tôm sú từ PL ở thế
hệ thứ 3 tại các ao nuôi của trang trại “Gold Coast Marine Aquaculture” và
cho thấy kết quả t
ăng trọng và tỷ lệ sống của nhóm tôm này tốt hơn đáng kể
so với nhóm tôm đối chứng có nguồn gốc tự nhiên.
Các nhà khoa học người Thái Lan cũng đã có những nghiên cứu tương
tự và tạo ra được đàn tôm sú bố mẹ quy mô thí nghiệm. Người ta hy vọng
trong tương lai không xa họ có thể mở rộng quy mô và phạm vi nghiên cứu để
có đàn tôm sú bố mẹ nhiều hơn trên cơ sở đó có th
ể thương mại hoá đàn tôm
bố mẹ (Withyachumnarnkul et. al. 1998; Klinbunga, et. al., 2006) [73, 29].
Cũng phải bổ sung thêm rằng cùng với những thành công trong nghiên
cứu xây dựng công nghệ sản xuất giống (tôm, cá) nhiều khái niệm liên quan
đang được phát triển. Thí dụ gần đây khái niệm tôm sú giống sạch bệnh
(specific pathogent free-SPF) đã được đề cập và từng bước thâm nhập vào
quá trình sản xuất. Những tôm sạch bệnh là những tôm không có một số m
ầm
bệnh nguy hiểm (được xác định tuỳ tại thời điểm đó hoặc tuỳ quốc gia). Tuy
vậy chúng có thể mang những virus mà trước đó chưa được biết, hoặc PCR
không thể xác định (nhưng có thể phát hiện bằng phương pháp tế bào học)
hoặc có thể chứa một số loại virus mà không gây những bệnh nguy hiểm
trong cả quá trình hình thành công nghệ gia hoá (Lotz et al, 1995; Lotz, 1997)
[35,34]. Theo Moss (2005) [40], tiêu chí tôm sạch bệnh phải thoả
mãn ba

điều kiện sau: a) tác nhân gây bệnh phải có phương pháp xác định; b) tác
nhân gây bệnh không có trong thiết bị; và c) các tác nhân gây bệnh đe dọa tổn
thất đáng kể cho sản xuất. Tác giả trên cũng thừa nhận rằng hiện nay quốc tế
12

chưa có danh sách chính thức về các loại mầm bệnh không được phép hiện
diện trên tôm bố mẹ hoặc hậu ấu trùng để những tôm bố mẹ và hậu ấu trùng
đó được gọi là sạch bệnh, nhưng Mỹ đã lập danh sách loại các mầm bệnh đó
đối với các đối tượng tôm penaeid. Những tôm không mang các mầm bệnh
theo danh sách này thì được xem là sạch bệnh (danh sách xem ở phần phương
pháp). Ngược lại, tôm không sạ
ch bệnh (non-SPF) được xem là những tôm
được sinh ra từ nguồn tôm bố mẹ thu ngoài tự nhiên nhưng không được ương
nuôi trong hệ thống an toàn sinh học và không thực hiện các nội quy an toàn
sinh học (FAO, 2003) [15]. Tôm sú giống sạch (SPF) được xem như một giải
pháp quan trọng nhằm đảm bảo quần đàn bao gồm những cá thể hoặc các gia
đình tôm “khoẻ mạnh” trong quá trình gia hoá (Wyban et al., 1992) [74] .
Cũng phải nói thêm rằng cụm từ tôm sạch bệnh không có nghĩ
a là tôm kháng
bệnh (Dee Montgomery-Brock, 2005) [10]. Ở đây thuần tuý chỉ nói tới một
giai đoạn nhất định trong vòng đời của tôm không mang mầm một số bệnh
nguy hiểm bởi lẽ trong quãng thời gian đó, tôm hoàn toàn được kiểm tra,
giám sát và loại bỏ những cá thể không đạt tiêu chuẩn.
Để gia hoá và tạo được đàn tôm bố mẹ, tôm giống SPF và khoẻ mạnh,
một trong số những yêu cầu bắt buộc là phải xây dựng đượ
c hệ thống “an toàn
sinh học”. An toàn sinh học là một khái niệm khá mới có cụm từ tiếng Anh là
“Biological security”. Thuật ngữ này được phổ biến với các ngành khác đặc
biệt là công nghệ nuôi gà , nhưng lần đầu tiên nó được áp dụng vào thực tiễn
của ngành thuỷ sản có lẽ là khi “Chương trình nuôi tôm của Mỹ” được đề

xuất năm 1985 (Gary, 1998) [19]. Ngày nay, mỗi quốc gia trên cơ sở văn hoá,
trình độ khoa học công nghệ của mình quy đị
nh các biện pháp, các giải pháp
“an toàn sinh học” cho phù hợp với điều kiện thực tế của nước mình. Trên
thực tế, nhiều quốc gia có các cách diễn đạt khác nhau, nhưng khái niệm của
13

cơ quan quản lý chăn nuôi của Vương quốc Anh cho lời giải thích đơn giản
hơn, cụ thể là:
An toàn sinh học là các giải pháp ngăn chặn các loại dịch bệnh do các
tác nhân gây bệnh thâm nhập hoặc có sẵn ở các cơ sở nuôi . An toàn sinh học
bao gồm các biện pháp và thủ tục được thiết kế để ngăn ngừa dịch bệnh do sự
thâm nhập hoặc hiện hữu của các tác nhân gây bệnh hoặ
c lan truyền của dịch
bệnh(www.defra.gov.uk/animalh/diseases/control/biosecurity/index.htm
) 76]
(www.affa.gov.au/biosecurityaustralia
) [75].
Như vậy các phương tiện thiết bị và các nguyên tắc vận hành hệ thống
an toàn sinh học trong trại giống là một giải pháp công nghệ cao để đảm bảo
sản xuất tôm sú giống sạch bệnh. Các phương tiện thiết bị được thiết kế nhằm
đảm bảo tính ổn định của các yếu tố môi trường, đồng thời loại bỏ các tác
nhân gây bệnh thâm nhập vào hệ thống
để tôm bố mẹ, ấu trùng có môi trường
phát triển an toàn nhất. Hệ thống thiết bị như nêu trên là hệ thống tuần hoàn
nước được tính toán cẩn thận với các phương tiện máy móc tách các phế thải,
giảm bớt lượng protein hoà tan trong nước, giảm tối đa các hợp chất nitơ và
có khả năng làm vô trùng nguồn nước của hệ thống.
Một trong những phương tiện quan trọng nhất để
đảm bảo an toàn sinh

học trong nuôi thuỷ sản thâm canh và siêu thâm canh trong nhà là hệ thống
tuần hoàn nước. Trong gần 50 năm qua, bắt đầu bởi người Nhật phát hiện và
thử nghiệm mô hình tuần hoàn nước dùng để nuôi thuỷ sản do Saeki (dẫn theo
Haruo Honda,1998) [24] cho tới nay hệ thống tuần hoàn đã được nghiên cứu
và ứng dụng khá rộng rãi để nuôi nhiều đối tượng thị trường có nhu cầu.
Then chốt của mô hình công nghệ này là hệ th
ống tuần hoàn nước, các
phương án đảm bảo an toàn sinh học (ngăn ngừa sự thâm nhập của một số
loại bệnh) và hành vi thao tác của người thực hiện công việc. Những nghiên
cứu có tính chất đánh giá tác động hoặc liên quan giữa các yếu tố nuôi trồng
14

thuỷ sản với nguồn nước, loại hình nuôi và mục đích của thao tác (purpose of
the operation) được công bố trong một số công trình (Wayne & Others; 2004)
[70].
Như được biết, trong quá trình nuôi thuỷ hải sản, việc cho ăn tạo ra
thức ăn dư thừa và hoạt động sống của các đối tượng nuôi sẽ đào thải vào
nước một lượng khá lớn các chất phế thải, đặc biệt là các chất thải rắn như

phân, thức ăn dư thừa, và một số chất thải ở dạng hoà tan, dạng khí như khí
cacbonnic, ammoniac, ammonia, nitrite, nitrate, muối phot pho (Thomas et
al., 1998) [59]. Lượng nitơ trong bể nuôi phụ thuộc nhiều tới loại thức ăn cho
cá ăn. Thí dụ Thomas và các cộng sự (1999) [60] cho rằng nếu cho cá ăn loại
thức ăn 32% protein, với lượng thức ăn là 17,0 kg thức ăn thì sẽ tạo ra 0,5 kg
nitơ trong 1 ngày đêm. Còn Michael (1988) [38] lại đưa ra một thông số khác,
nếu cho 44,5 kg thức ăn thì sẽ tạo ra 1,0kg nitơ (có lẽ đây là thức ăn của nhóm
cá nước lạnh, nên có hàm lượng protein cao hơn). Jens (1998) [28] nghiên
cứu với 2 loài cá hồi vân và cá chình châu Âu ghi nhận rằng: protein trong
thức ăn của cá hồi chứa 43% và của cá chình có 47%. Trong thực tế chỉ có
35% chất đạm được cá hồi vân sử dụng cho tăng trưởng và cho hô hấp, còn cá

chình thì chỉ có 21%. Số còn lại được đào thải qua hệ thống bài tiết và tiêu
hoá trong quá trình hoạt động sống. Malcolm (2004)[36] phân tích hiệu quả
sử dụng protein từ thức ăn của cá rô phi cũng thấy rằng chỉ khoảng 23,4%
protein trong thức ăn được sử dụng để phát triển cơ thể, số còn lại bị mất mát
do thức ăn thừa, cho quá trình bài tiết và tiêu hoá. Còn theo Leung et al.,
(1999- dẫn theo Pearson & Kenneth 2001)[45] thì lượng protein còn lại để
tăng trưởng của cá song nếu thức ăn là cá tạp chỉ là 12,3%.
Đối với việ
c nuôi trong môi trường bể nơi cơ bản không có các nhóm
thuỷ sinh khác ngoại trừ đối tượng nuôi và một số quần thể vi sinh thì một
phần thức ăn dư thừa, những phế thải trong quá trình trao đổi chất như khí
15

cácbonnic, amoniac và các gốc ni tơ (ammonia-nitrogen) nếu không bị loại bỏ
thì chính bản thân chúng sẽ lại tạo thêm khí cácbonnic (CO2), và amoniac,
các gốc muối ni tơ khác, làm giảm đáng kể lượng ôxy hoà tan trong nước và
sẽ đe doạ nguy hiểm, trực tiếp tới sức khoẻ của các đối tượng nuôi (Thomas
& others 1998, Ronald & others 1999) [59,53]. Trong số các hợp chất có gốc
nitơ gồm có NH4+ (ion ammoniac) thường giao động từ 60-90% và NH3
(ammoniac chưa được ion hoá) chiếm 10-40%. Lượng ammoniac (chưa được
ion hoá) tăng lên vớ
i sự tăng của pH, nhiệt độ nước (Emerson & Others 1975
dần theo Robert, 2000) [52]. Ngoài ra, nitơ còn trong hai dạng NO3- (nitrate)
và NO2- (nitrite). Ammoniac (NH3) và nitrite (NO2-) mang độc tính cao, mặc
dầu NO3- là hợp chất tiếp theo sau của NO2- trong quá trình nitơ hoá
ammoniac (NH3). Nói cách khác, nhóm vi khuẩn Nitrosomonas biến
ammoniac (NH3) thành nitrite (NO2-), sau đó nhóm vi khuẩn Nitrobacter lại
biến tiếp nitrite (NO2-) thành nitrate (NO3-). Tiếp theo một số nhóm vi khuẩn
như Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus và
Corynebacterium lại biến nitrate (NO3-) thành khí nitơ (N2) và thoát ra không

khí (Robert,2000) [52].
Hệ thống tuần hoàn nước có mục tiêu là giảm tối đa lượng chất thải rắ
n,
các vật thể lơ lửng, các hợp chất nitơ (đặc biệt là ammoniac NH3 và nitơrite
NO2-) hoà tan trong nước, thông qua một số phương tiện thiết bị như tách cặn
bã thô, lọc các vật chất lơ lửng, khử hợp chất nitơ…đồng thời cũng là thiết bị
ngăn chặn sự thâm nhập của các mầm bệnh vào hệ thống nuôi.
Nguyên tắc thiết kế và lắp đặt hệ
tuần hoàn được một số tác giả nêu
trong một số công trình công bố trước đây và thấy có sự thay đổi rõ rệt. Thí
dụ, Michael &Charles (1988) [37] mô tả hệ thống có 4 hợp phần bao gồm:
sục khí, tách các phế thải, lọc sinh học để loại bỏ ammoniac và nitrite và cuối
cùng là bộ phận cân đối pH. Phần mô tả nguyên tắc của hệ lọc sinh học của
16

bộ Công nghiệp Cơ sở và Nguồn lợi của bang Nam Úc (www.pir.sa.gov.au)
[78] cũng như Thomas & Others (1999) [60] đã chi tiết hơn và các thiết bị
cũng đa dạng hơn và phức tạp hơn. Càng về sau hệ thống này càng được cải
tiến về thiết kế các hạng mục công trình và hoạt động có hiệu quả hơn. Có thể
nói đại học bách khoa Virginia luôn tổ chức các hội thảo về công nghệ xử lý
nướ
c trong hệ tuần hoàn. Đã có tới 7 hội nghị quốc tế liên tục cho tới 2006.
Các nghiên cứu về hệ thống tuần hoàn tập trung trên các hướng cụ thể : a)
nghiên cứu cải tiến thiết bị (tổng quan của Thomas & Others 1999) [60]; b)
các nghiên cứu liên quan tới quản lý hệ thống, an toàn sinh học mà cụ thể
quản lý chất lượng nước, bệnh các đối tượng nuôi (Stephen 1998; Hiroyuki
& Others, 2000) [57,25]; c) và nghiên cứu khả thi kinh tế của hệ thống (Peter
and Anthony,2000; Rebecca & Others, 1998) [46,51].
Trong nghiên cứu cải tiến thiết bị, các nhóm chuyên gia của SINTEF đã
thiết kế đáy tách cặn bã và đáy thay nước gọi là ECO-TRAPTM (bằng phát

minh đăng ký tại Mỹ số 5.636.595), tạo điều kiện để chất cặn bã thường
xuyên được loại khỏi bể (theo Thomas 1999) [60]. Người ta cũng đã có những
cải tiến cho các bể nuôi dài (raceway) bằng cách cấu tạo thêm bể lắng cặn bã,
sao cho dòng nước tự chảy trong bể
nuôi có thể gom các chất cặn bã có tỷ
trọng 1,005-1,20 vào bể lắng để thải loại sau một số thời gian.
Việc tách các vật thể lơ lửng vẫn thường được xem là khó khăn và
người ta đã thiết kế màng lọc phẳng (bằng lưới inox hoặc lưới sợi polyester)
hoặc lọc trống với mắt lưới của màng lọc tuỳ thuộc vào đối tượng nuôi. Đã có
một số
loại máy lọc như máy lọc màng trống hoặc máy lọc “propeller washed
bead filter” đã được thiết kế và chế tạo và được thương mại hoá trên thị
trường.
Đối với hệ lọc sinh học ngoài việc tạo ra các giá thể có thể có diện tích
bề mặt để lọc từ 200m
2
/m
3
giá thể lên tới 900m
2
/m
3
và có khả năng tự làm