Xây dựng quy trình nuôi tôm sạch sử dụng chế phẩm vi sinh thay thế hóa chất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
=======* & *======

XÂY DỰNG QUY TRÌNH NUÔI TÔM SẠCH SỬ DỤNG
CHẾ PHẨM VI SINH THAY THẾ HÓA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HƢƠNG DẪN KHOA HỌC: NGƯT. PGS.TS. KHUẤT HỮU THANH
HỌC VIÊN

: LÊ THẾ XUÂN

Hà Nội - 2012


LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Lê Thế Xuân xin cam đoan nội dung trong quyển luận văn này với đề tài
“XÂY DỰNG QUY TRÌNH NUÔI TÔM SẠCH SỬ DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH
THAY THẾ HÓA CHẤT” là công trình nghiên cứu và sáng tạo do chính tôi thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Khuất Hữu Thanh. Các số liệu, kết quả trình bày trong
luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa công bố trong bất cứ công trình khoa học nào
khác.


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn này, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã
nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo, gia đình, các cơ quan, đồng

nghiệp và bạn bè.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Khuất Hữu Thanh - Viện Công
nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình
chỉ bảo tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo thuộc Viện Công nghệ sinh học
& Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giảng dạy và giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện,
quan tâm, động viên và góp ý cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 6 tháng 11 năm 2012
Học viên

Lê Thế Xuân


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................... 1
PHẦN I. TỔNG QUAN................................................................................................................ 3
1.1. Tình hình nuôi tôm trên thế giới .......................................................................................... 3
1.2. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam ........................................................................................... 4
1.2.1. Tình hình nghề nuôi tôm ở Việt Nam .............................................................. 4
1.2.2. Các mô hình và công nghệ nuôi tôm chủ yếu ở Việt Nam ............................... 6
1.2.3. Đặc điểm môi trường nước nuôi tôm ............................................................... 7
1.2.4. Các chỉ số đánh giá nước nuôi tôm .................................................................. 7
1.2.5. Tình trạng dịch bệnh và ô nhiễm nước nuôi tôm............................................ 11
1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản. . 14
1.3.1. Vai trò của vi khuẩn trong chuỗi thức ăn thủy sinh ........................................ 15

1.3.2. Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản trên thế giới ....... 15
1.3.3. Tình hình sử dụng chế phẩm sinh học trong nuôi tôm nước lợ ở Việt Nam ... 17
1.4. Một số đặc điểm vi sinh vật có ứng dụng trong sản xuất chế phẩm sinh học ............ 19
1.4.1. Chế phẩm sinh học probiotic ......................................................................... 19
1.4.2. Các nhóm vi sinh vật chủ yếu được sử dụng trong tạo chế phẩm sinh học
probiotic ................................................................................................................. 21
1.4.2.1. Vi khuẩn lactic ....................................................................................... 23
1.4.2.2. Vi khuẩn Bacillus ................................................................................... 24
1.5. Một số phƣơng pháp định loại vi sinh vật ........................................................................ 25
1.5.1. Kỹ thuật định loại truyền thống ..................................................................... 25
1.5.2. Kỹ thuật định loại bằng sinh học phân tử....................................................... 26


1.6. Một số yếu tố công nghệ trong tạo chế phẩm sinh học................................................... 26
1.6.1. Ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy ............................................................. 27
1.6.1.1. Ảnh hưởng của thành phần dinh dưỡng................................................... 27
1.6.1.2. Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy ......................................................... 28
1.6.2. Quá trình lên men vi sinh vật ......................................................................... 29
1.6.3. Chất mang trong chế phẩm sinh học .............................................................. 30
1.6.4. Kỹ thuật sấy chế phẩm sinh học probiotic ..................................................... 31
1.7. Tổng quan về loài tôm.......................................................................................................... 33
1.7.1. Đặc điểm phân loại........................................................................................ 33
1.7.2. Tôm thẻ chân trắng........................................................................................ 34
1.7.2.1. Đặc điểm hình thái và sinh trưởng .......................................................... 34
1.7.2.2. Đặc điểm dinh dưỡng và môi trường sống .............................................. 35
1.7.2.3. Đặc điểm sinh sản ................................................................................... 36
1.7.3. Tôm sú .......................................................................................................... 36
1.7.3.1. Đặc điểm hình thái và sinh trưởng .......................................................... 36
1.7.3.2. Đặc điểm sinh trưởng.............................................................................. 37
1.7.3.3. Đặc điểm sinh sản ................................................................................... 38

1.7.3.4. Đặc điểm dinh dưỡng.............................................................................. 39
PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHUƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................. 40
2.1. Vật liệu.................................................................................................................................... 40
2.2. Môi trƣờng ............................................................................................................................. 40
2.2.1. Môi trường sử dụng trong nghiên cứu vi khuẩn lactic .................................... 40


2.2.2. Môi trường sử dụng trong nghiên cứu vi khuẩn Bacillus ............................... 41
2.2.3. Môi trường sử dụng để xác định hoạt tính enzym .......................................... 41
2.3. Thiết bị.................................................................................................................................... 41
2.4. Hóa chất ................................................................................................................................. 42
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................................... 43
2.5.1. Phương pháp phân lập và xác định vi sinh vật tổng số ................................... 43
2.5.2. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh l , sinh hóa của các chủng vi khuẩn ..... 43
2.5.3. Phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn................................................ 44
2.5.4. Phương pháp xác định hoạt tính enzym ......................................................... 45
2.5.5. Định tên các chủng vi khuẩn bằng kỹ thuật phân tử ....................................... 45
2.5.6. Phương pháp nghiên cứu các điều kiện lên men ............................................ 45
2.5.7. Phương pháp nuôi cấy thu sinh khối .............................................................. 46
2.5.8. Phương pháp tạo chế phẩm sinh học.............................................................. 46
2.5.9. Xây dựng mô hình thí nghiệm nuôi tôm sạch sử dụng chế phẩm sinh học ..... 47
2.5.9.1. Quy trình nuôi và chăm sóc .................................................................... 47
2.5.9.2. Phương pháp chọn và thả giống .............................................................. 49
2.5.10. Xác định một số thông số kỹ thuật chủ yếu trong nuôi tôm.......................... 50
2.5.11. Xử l số liệu ................................................................................................ 50
PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................... 51
3.1. Phân lập và tuyển chọn chủng giống vi sinh vật probiotic thích hợp .......................... 51
3.1.1. Phân lập các chủng vi sinh vật hữu ích .......................................................... 51
3.1.2. Tuyển chọn các chủng có hoạt tính enzym phân hủy hữu cơ cao và kháng
khuẩn mạnh ............................................................................................................ 54

3.1.2.1. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn Bacillus có khả năng sinh enzym thủy
phân hợp chất hữu cơ .......................................................................................... 54
3.1.2.2. Tuyển chọn các chủng vi khuẩn Lactic có khả năng sinh acid lactic và
enzym ngoại bào phân hủy hợp chất hữu cơ ........................................................ 57
3.1.2.3. Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật kiểm định ...................................... 58
3.1.2.4. Tuyển chọn các chủng có khả năng chịu mặn ......................................... 60
3.1.3. Kết quả định tên các chủng vi khuẩn bằng kỹ thuật phân tử .......................... 63
3.2. Nghiên cứu điều kiện lên men tạo chế phẩm sinh học quy mô thí nghiệm................. 65
3.2.1. Nghiên cứu điều kiện lên men các chủng vi khuẩn lactic ............................... 65
3.2.1.1. Nghiên cứu thành phần môi trường dinh dưỡng thích hợp với chủng vi
khuẩn lactic ......................................................................................................... 65
3.2.1.2. Nghiên cứu xác định điều kiện pH thích hợp cho vi khuẩn lactic ............ 66
3.2.1.3. Nghiên cứu xác định điều kiện nhiệt độ cho vi khuẩn lactic .................... 66
3.2.1.4. Xác định thời gian lên men thích hợp cho các chủng vi khuẩn lactic ....... 67
3.2.2. Nghiên cứu điều kiện lên men các chủng vi khuẩn Bacillus .......................... 69
3.2.2.1. Nghiên cứu thành phần môi trường dinh dưỡng thích hợp với các chủng
Bacillus ............................................................................................................... 69
3.2.2.2. Xác định điều kiện nhiệt độ thích hợp cho lên men thu sinh khối vi khuẩn
Bacillus ............................................................................................................... 70
3.2.2.3. Xác định điều kiện pH thích hợp ............................................................. 70
3.2.2.4. Xác định thời gian lên men thích hợp...................................................... 71
3.2.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ lắc đến khả năng sinh trưởng của vi
khuẩn thuộc chi Bacillus ..................................................................................... 72


3.2.3. Nghiên cứu điều kiện thu chế phẩm trên quy mô pilot (100 lít) ..................... 73
3.2.3.1. Nghiên cứu lên men các chủng Bacillus sp. ............................................ 73
3.2.3.2. Nghiên cứu điều kiện thu hồi sinh khối và tạo chế phẩm các chủng vi

khuẩn Bacillus sp. ............................................................................................... 74
3.2.3.3. Nghiên cứu lên men các chủng vi khuẩn lactic........................................ 77
3.3. Xây dựng mô hình nuôi tôm sạch ...................................................................................... 80
3.3.1. Sơ đồ ao nuôi tôm thâm canh ........................................................................ 81
3.3.2. Quy trình áp dụng chế phẩm sinh học trong nuôi tôm thâm canh ................... 82
3.4. Hiệu quả mô hình nuôi tôm sạch sử dụng chế phẩm sinh học thay thế hóa chất...... 84
3.4.1. Ảnh hưởng của các chế phẩm nghiên cứu đến khả năng sinh trưởng của tôm 85
3.4.1.1. Ảnh hưởng của chế phẩm nghiên cứu đến đối tượng tôm thẻ chân trắng . 85
3.4.1.2. Ảnh hưởng của chế phẩm nghiên cứu đến đối tượng tôm sú ................... 86
3.4.2. Ảnh hưởng của chế phẩm vi khuẩn nghiên cứu đến hệ vi khuẩn ao nuôi .... 88
PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 93


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC

VIẾT TẮT

BOD (Biochemical oxygen demand)

Nhu cầu oxy sinh học

BTC

Bán thâm canh

COD (Chemical Oxygen Demand)

Nhu cầu oxy hóa học

CMC

Cacboxyl methyl cellulose

CFU (Colony forming unit)

Đơn vị khuẩn lạc

DO (Demand oxygen)

Nồng độ oxy hòa tan

ĐC

Đối chứng

FOS

Fructooligosaccharides

MOS

Mannan oligosaccharides

MRS (de Man, Rogosa and Sharpe)

Môi trƣờng dinh dƣỡng MRS

NB (Nutrien Broth)

Môi trƣờng dinh dƣỡng lỏng

PCR (Polymerase Chain Reaction)

Phản ứng khuếch đại gen

QC

Quảng canh

QCCT

Quảng canh cải tiến

TC

Thâm canh

USD

Đô la Mỹ


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Các thông số thích hợp cho nuôi tôm nƣớc lợ ....................................................... 10
Bảng 2.1. Thành phần dinh dƣỡng của các loại môi trƣờng lên men lactic ...................... 40
Bảng 2.2. Thành phần dinh dƣỡng của các loại môi trƣờng lên men Bacillus............... ...41

Bảng 2.3. Nghiên cứu các điều kiện lên men ........................................................................... 46
Bảng 3.1. Danh sách các chủng vi khuẩn phân lập đƣợc...................................................... 52
Bảng 3.2. Hoạt tính protease, cellulase và amylase của các chủng vi khuẩn thuộc chi
Bacillus phân lập t tự nhiên đất ao nuôi và hệ tiêu hóa ruột tôm ................................... 55
Bảng 3.3. Hoạt tính protease, cellulose và amylase của các chủng vi khuẩn Bacillus phân
lập t chế phẩm ............................................................................................................................ 56
Bảng 3.4. Khả năng sinh acid lactic và enzym ngoại bào của các chủng vi khuẩn lactic 58
Bảng 3.5. Khả năng kháng vi sinh vật kiểm định và hoạt tính sinh catalase các chủng
tuyển chọn ..................................................................................................................................... 59
Bảng 3.6. Kiểm tra khả năng sinh trƣởng trong môi trƣờng muối NaCl .......................... 61
Bảng 3.7. Các chủng có hoạt tính sinh lý sinh hóa phù hợp ................................................. 62
Bảng 3.8. Kết quả định danh các chủng tuyển chọn.............................................................. 64
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của điều kiện dinh dƣỡng đến mật số sinh khối sau lên men........ 65
Bảng 3.10. Xác định giá trị pH thích hợp cho vi khuẩn lactic............................................. 66
Bảng 3.11. Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên men đến mật số tế bào vi khuẩn ......................... 67
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến mật số vi khuẩn .................................... 67
Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của môi trƣờng dinh dƣỡng đến mật số của các chủng vi khuẩn
thuộc chi Bacillus ......................................................................................................................... 69
Bảng 3.14. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến mật số vi khuẩn thuộc chi Bacillus sp. .............. 70
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của pH đến khả năng tạo sinh khối của các chủng thuộc chi
Bacillus sp. theo thời gian ........................................................................................................... 71
Bảng 3.16. Xác định thời gian lên men thích hợp cho các chủng thuộc chi Bacillus sp. .. 71


Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của tốc độ lắc đến mật số vi khuẩn .................................................. 72
Bảng 3.18. Xác định tốc độ khuấy và cấp khí ......................................................................... 73
Bảng 3.19. Ảnh hƣờng của nhiệt độ sấy đến mật số vi khuẩn bacillus sau sấy ................ 75
Bảng 3.20. Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến mật số vi khuẩn lactic ......................... 77
Bảng 3.21 Ảnh hƣờng của nhiệt độ sấy đến mật số vi khuẩn lactic sau sấy ..................... 78
Bảng 3.22. Bố trí thí nghiệm nuôi tôm sử dụng chế phẩm vi sinh ....................................... 84

Bảng 3.23. Hiệu quả của chế phẩm với tôm thẻ chân trắng ................................................. 86
Bảng 3.24. Tác dụng của chế phẩm với sự tăng trƣởng của tôm sú ................................... 87
Bảng 3.25. Hiệu quả của mô hình với tôm sú.......................................................................... 87
Bảng 3.26. Mật số vi khuẩn trong ao nuôi tôm thẻ chân trắng ............................................ 89
Bảng 3.27. Mật số vi khuẩn trong ao nuôi tôm thẻ chân trắng ............................................ 89


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Diện tích nuôi tôm trên cả nƣớc t năm 2000 – 2011.............................................. 4
Hình 1.2. Sản lƣợng tôm nuôi trong cả nƣớc t năm 2000 – 2011 ........................................ 5
Hình 1.3. Tỷ lệ sản lƣợng tôm nuôi giữa các địa phƣơng, năm 2010 .................................... 5
Hình 1.4. Diện tích nuôi tôm bị thiệt hại một số tỉnh thành năm 2011 ............................... 13
Hình 1.5. Tôm thẻ chân trắng .................................................................................................... 34
Hình 1.6. Vòng đời của tôm thẻ chân trắng ............................................................................ 35
Hình 1.7. Tôm Sú……………………………………………………………………..37
Hình 1.8. Vòng đời của tôm sú................................................................................................... 38
Hình 3.1. Hình thái khuẩn lạc một số chủng vi khuẩn phân lập đƣợc ............................... 52
Hình 3.2. Hình thái tế bào của một số chủng vi khuẩn phân lập đƣợc .............................. 53
Hình 3.3. Hình ảnh thử hoạt tính sinh enzym thủy phân hợp chất hữu cơ ...................... 57
Hình 3.4. Hình ảnh thử khả năng kháng kháng vi sinh vật kiểm định của các chủng vi
khuẩn tuyển chọn......................................................................................................................... 60
Hình 3.5. Kết quả nhân gen bằng kỹ thuật PCR.................................................................... 63
Hình 3.6. Sơ đồ quy trình công nghệ tạo chế phẩm Bacillus quy mô PILOT
(TAPONDPRO)............................................................................................................76
Hình 3.7. Sơ đồ thu hồi và hoàn thiện chế phẩm vi khuẩn lactic quy mô PILOT
(DR SHRIMP).......................................................................................................................................................79
Hình 3.8. Sơ đồ mặt cắt ao nuôi................................................................................................. 81
Hình 3.9. Sơ đồ mặt bằng ao nuôi...............................................................................81
Hình 3.10. Sơ đồ quy trình áp dụng chế phẩm sinh học trong nuôi tôm thâm canh

........................................................................................................................................82
Hình 3.11. So sánh trọng lƣợng tôm thẻ chân trắng ao thử nghiệm và đối chứng ........ 85


MỞ ĐẦU
Nuôi tôm công nghiệp đã và đang trở thành ngành kinh tế mũi nhọn ở Việt
Nam, góp phần đáng kể trong tăng trưởng kinh tế nông nghiệp cũng như kim ngạch
xuất khẩu thủy sản. Diện tích và sản lượng tôm ở nước ta tăng mạnh trong những năm
gần đây, trong đó diện tích nuôi bán thâm canh và thâm canh không ngừng được mở
rộng, giữ vai trò cung cấp mặt hàng xuất khẩu chủ lực. Cùng với sự tăng nhanh về diện
tích nuôi là tình trạng dịch bệnh khiến tôm chết hành loạt đang trở thành vấn đề trở
ngại lớn của ngành. Một trong những nguyên nhân chính của bệnh dịch đó là ô nhiễm
môi trường nước nuôi.
Ô nhiễm môi trường nước nuôi tăng mạnh trong những tháng cuối và mỗi chu
kỳ nuôi tôm mà nguyên nhân là do lượng thức ăn dư thừa, chất bài tiết của tôm, xác
động thực vật phù du... Đây là nguồn chất thải hữu cơ gây ô nhiễm đáy ao, nếu không
được xử l thì không những làm dịch bệnh phát triển mà còn gây ô nhiễm môi trường
và mất cân bằng sinh thái. Trên thực tế, để xử l vấn đề ô nhiễm nước nuôi và ngăn
chặn dịch bệnh, người nuôi tôm thường sử dụng hóa chất, dược liệu, thuốc kháng sinh
trong mỗi vụ tôm. Tuy nhiên giải pháp này sẽ làm mất cân bằng sinh thái, ảnh hưởng
đến sức khỏe con người và chỉ là giải pháp xử l sau ô nhiễm, khi dịch bệnh đã phát
triển tràn lan. Bên cạnh đó vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, yêu cầu khắt khe về dư
lượng chất kháng sinh trong các sản phẩm tôm, cá xuất khẩu luôn được các nước trên
thế giới chú trọng.
Phát triển nghề nuôi tôm bền vững nhằm tạo ra những sản phẩm sạch, năng suất
cao, không ảnh hưởng đến môi trường sinh thái đang là xu thế phát triển kinh tế đúng
đắn của nước ta. Vì vậy, tìm ra mô hình nuôi tôm sạch đi đôi với xử l môi trường
nước nuôi là hướng đi cần thiết cho ngành nuôi tôm công nghiệp nói riêng cũng như
nuôi trồng thủy sản nói chung. Phương án sử dụng chế phẩm sinh học có chứa các vi
sinh vật hữu ích trong nuôi trồng thủy sản là một giải pháp an toàn và hiệu quả cao

trong việc tăng khả năng phòng bệnh cho vật nuôi, tăng năng suất cũng như ngăn chặn
1


ô nhiễm môi trường nước nuôi. Đây là giải pháp được nhiều nước có sản lượng xuất
khẩu tôm cao trên thế giới áp dụng như: Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc...
Trong những năm gần đây, ở Việt Nam đã bước đầu ứng dụng chế phẩm sinh
học trong nuôi tôm. Tuy nhiên các mặt hàng chế phẩm sinh học sản xuất trong nước
còn hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng. Bên cạnh đó việc sử dụng chế phẩm
sinh học chưa có sự phát triển đồng bộ với mô hình nuôi tôm sạch quy chuẩn trên quy
mô đại trà mà vẫn mang tính tự phát và nhỏ lẻ.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“ XÂY DỰNG QUY TRÌNH NUÔI TÔM SẠCH SỬ DỤNG
CHẾ PHẨM VI SINH THAY THẾ HÓA CHẤT“
Đề tài thực hiện các nội dung sau:
1/ Phân lập và tuyển chọn chủng vi sinh vật probiotic
2/ Tạo chế phẩm sinh học
3/ Xây dựng mô hình nuôi tôm sạch
4/ Hiệu quả mô hình nuôi tôm sạch sử dụng chế phẩm sinh học thay thế hóa chất

2


PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình nuôi tôm trên thế giới
Nghề nuôi tôm trên thế giới đã xuất hiện cách đây nhiều thế kỷ, nhưng nuôi tôm
hiện đại mới chỉ bắt đầu vào những năm 1930 sau khi Motosaku Fujinaga công bố
công trình nghiên cứu về sản xuất giống nhân tạo loài tôm he Nhật Bản [40]. Trên thế
giới có hai khu vực nuôi tôm lớn nhất là các nước Châu Mỹ La tinh các nước Nam Á,
Đông Nam Á. Sản lượng và diện tích tôm công nghiệp ở các nước thuộc khu vực Đông

Nam Á và Nam Á chiếm 70% toàn thế giới, trong đó Thái Lan là nước đứng đầu, tiếp
đến Indonexia, Trung Quốc, Ấn Độ, Bangladesh và Việt Nam. Một số nước thực hiện
công nghệ nuôi tôm thâm canh, với năng suất cao 7-8 tấn/ha/vụ, hoặc nuôi siêu thâm
canh với năng suất 10-13 tấn/ha/vụ [1].
Những loài tôm được nuôi nhiều nhất là tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei)
và tôm sú (Penaeus monodon). Nhu cầu thị trường đối với tôm vẫn không ngừng tăng
cao trong thời gian qua làm cho tôm có một giá trị hấp dẫn và ngành nuôi tôm thâm
canh có đầu ra ổn định. Lợi nhuận hấp dẫn và giá trị xuất khẩu cao của tôm nuôi đã tác
động đến chính sách phát triển của một số nước nuôi tôm. Chính điều này giúp nghề
nuôi tôm được mở rộng trên khắp thế giới.
Nghề nuôi tôm ở các nước châu Á tuy phát triển rất mạnh, đạt được kết quả
bước đầu, nhưng đã phải sớm đối đầu với vấn đề dịch bệnh và sự suy thoái của môi
trường nuôi. Các vùng nuôi tôm công nghiệp, bán công nghiệp chỉ cho lợi nhuận cao
trong vòng 2 đến 4 năm đầu, sau đó do bệnh dịch bùng phát, môi trường suy thoái, con
tôm dễ bị bệnh, bệnh dịch tràn lan gây nhiều thiệt hại to lớn cho người nuôi và làm
giảm diện tích, sản lượng tôm nuôi. Nguyên nhân chính của việc giảm diện tích và
năng suất của nghề nuôi tôm trên toàn thế giới trầm trọng trên xác định do phát triển
nuôi nóng vội, các khu vực nuôi chỉ tập trung vào phát triển diện tích nuôi và tăng sản
lượng trong các ao nuôi mà bỏ qua việc xử l chất thải phát sinh trong quá trình nuôi.

3


Sau một thời kỳ nuôi có hiệu quả, môi trường trong khu nuôi dần bị suy thoái dẫn đến
tôm nuôi dễ bị mắc bệnh.
1.2. Tình hình nuôi tôm ở Việt Nam
1.2.1. Tình hình nghề nuôi tôm ở Việt Nam
Ở Việt Nam nghề nuôi tôm là lĩnh vực kinh tế mũi nhọn, góp phần quan trọng
trong tổng giá trị xuất khẩu thủy sản, đưa Việt Nam trở thành nước xuất khẩu thủy sản
lớn thứ 7 trên thế giới. Năm 2008 xuất khẩu thủy sản đạt trên 4,5 tỷ USD. Trong đó,

tôm sú và cá tra là hai mặt hàng xuất khẩu chủ lực, riêng xuất khẩu tôm đạt giá trị kim
ngạch 1,5 tỷ USD. Năm 2011, theo Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu thủy sản
(VASEP), xuất khẩu tôm đạt trên 2,4 tỉ USD, tăng 12 - 18% về khối lượng so với
năm 2010. Năm 2011 mặc dù dịch bệnh lây lan trên diện rộng, gây thiệt hại lớn cho
các hộ nuôi tôm [49,50]. Tuy nhiên giá trị xuất khẩu tôm vẫn đạt 2,4 tỷ USD. Sản
lượng và diện tích nuôi tôm nước lợ tăng đều trong mười năm gần đây, số liệu được
thể hiện qua biểu đồ dưới đây [17].

Hình 1.1 Diện tích nuôi tôm trên cả nƣớc t năm 2000 – 2011
Nguồn: 17

4


Hình 1.2. Sản lƣợng tôm nuôi trong cả nƣớc t năm 2000 – 2011
Nguồn: 17
Chỉ tính riêng năm 2011 tổng diện tích nuôi tôm nước lợ đạt 656.455 ha trong
đó tôm sú là 623.377 ha và tôm thẻ chân trắng là 33.078 ha, với sản lượng tổng đạt
495.657 tấn trong đó tôm sú là 319.206 tấn và 176.451 tấn tôm thẻ chân trắng.
Nếu phân theo địa phương thì diện tích nuôi tôm trong cả nước tập trung chủ
yếu ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long. Do đó tỷ lệ sản lượng tôm ở khu vực Đồng
bằng sông Cửu Long cũng chiếm phần lớn so với cả nước.

Hình 1.3. Tỷ lệ sản lƣợng tôm nuôi giữa các địa phƣơng, năm 2010
Nguồn: 17
5


Trong 11 tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long thì Bạc Liêu, Sóc Trăng và Cà Mau
là ba tỉnh có sản lượng tôm nuôi cao nhất với: Sóc Trăng là 60830 tấn, Bạc Liêu là

68003 tấn và nhiều nhất là Cà Mau với 103900 (số liệu năm 2010). Tôm thẻ chân trắng
và tôm sú là hai loài tôm nước lợ được nuôi phổ biến ở Việt Nam và sản xuất theo
hướng xuất khẩu.
Tuy lĩnh vực nuôi tôm nước lợ đang rất phát triển ở Việt Nam nhưng ngành
nuôi tôm nước lợ vẫn còn gặp nhiều thách thức, do dịch bệnh ngày càng phát triển
mạnh, lan rộng trong cả nước. Do vậy mô hình nuôi tôm sạch với việc sử dụng chế
phẩm sinh học đang là hướng đi cần thiết của ngành nuôi tôm Việt Nam.
1.2.2. Các mô hình và công nghệ nuôi tôm chủ yếu ở Việt Nam
Hiện nay ở Việt nam áp dụng các phương thức nuôi tôm chủ yếu là nuôi quảng
canh và quảng canh cải tiến, một phần nhỏ được nuôi theo phương thức bán thâm canh
và thâm canh. Mô hình nuôi tôm thâm canh và bán thâm canh theo qui trình nuôi ít
thay nước cho năng suất cao và tương đối ổn định, đặc biệt là ở các tỉnh thuộc khu vực
phía nam Trung Bộ và Đồng bằng sông Cửu Long. Mô hình nuôi quảng canh cải tiến,
nuôi sinh thái, nuôi tôm luân canh với trồng lúa phát triển mạnh ở một số tỉnh thuộc tây
Nam bộ.
Nuôi quảng canh (QC): Đầm nuôi lớn hơn 10 ha, trong đầm nuôi có điều kiện
giống tự nhiên. Ngoài tôm sú còn bổ sung nhiều đối tượng nuôi như rong câu chỉ
vàng, tôm sú, cá rô phi đơn tính, tôm rảo và cua. Thức ăn chủ yếu là tự nhiên. Nuôi
theo hình thức này năng suất thấp, không khai thác đựợc triệt để diện tích vùng nước.
Nuôi quảng canh cải tiến (QCCT): diện tích ao nuôi từ 1-10 ha. Mật độ thả
giống thấp, thường chỉ một loại đối tượng. Ngoài lợi dụng nguồn thức ăn tự nhiên
còn bổ sung thêm thức ăn nhân tạo. Năng suất có thể đạt từ 200 kg-1000 kg/ha tùy
vào điều kiện tự nhiên của từng vùng.
Nuôi thâm canh và bán thâm canh (TC và BTC ): Diện tích ao nuôi thường từ
6


0,2 ha – 1,0 ha. Mật độ thả giống cao (tôm sú có thể thả từ 10-50 P15/m2, tôm thẻ
từ 80 – 300 P12/m2). Hoàn toàn chủ động về thức ăn và kiểm soát môi trường, dịch
bệnh [1].

Nuôi tôm thâm canh năng suất cao ở nước ta mới chỉ phát triển trong khoảng 15
năm gần đây, trở thành ngành kinh tế mũi nhọn đóng góp nhiều trong kim ngạch xuất
khẩu thủy sản của Việt Nam. Đồng bằng sông Cửu long là khu vực có diện tích nuôi
tôm sú lớn nhất cả nước, góp phần chủ yếu vào sản lượng và kim ngạch tôm xuất khẩu.
1.2.3. Đặc điểm môi trƣờng nƣớc nuôi tôm
Nước nuôi tôm có đặc điểm chung là hàm lượng chất hữu cơ cao, tuy nhiên tùy
từng thời điểm và từng địa phương mà hàm lượng chất hữu cơ thay đổi theo. Đây chính
là nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm hữu cơ ở trong ao nuôi tôm. Nếu không tính đến
nguồn nước đầu vào là do quá trình tự ô nhiễm, nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm:
(1) thức ăn thừa, (2) phân tôm và (3) dịch thải của tôm. Trong đó thức ăn thừa được
cho là nguyên nhân lớn nhất gây ô nhiễm nước trong ao nuôi. Mức ô nhiễm, thời
gian phân hủy phụ thuộc vào bản chất chất hữu cơ và môi trường nuôi tôm, tức là khả
năng oxy hóa của ao nuôi tôm. Mức độ ô nhiễm ao nuôi tỷ lệ thuận theo vụ nuôi. Vì vậy
cần thiết có quá trình xử l hữu cơ phù hợp để tránh tình trạng tôm chậm lớn và ngăn
chặn dịch bệnh [6]. Do vậy thông thường cần cải tạo ao sau mỗi vụ nuôi.
Ngoài ô nhiễm hữu cơ còn có quá trình ô nhiễm phi hữu cơ do sử dụng hóa chất
điều trị dịch bệnh, xử l ô nhiễm môi trường nước bằng hóa chất và kháng sinh của
người nuôi. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến nước nuôi tôm, hiệu quả quá trình nuôi
mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường sinh thái.
1.2.4. Các chỉ số đánh giá nƣớc nuôi tôm
Nhiệt độ : Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động sống của tôm, đặc biệt là
ảnh hưởng tới khả năng bắt mồi của tôm. Nhiệt độ thích nghi cho tôm là 18 – 30oC và
7


thích hợp nhất là 23 – 30oC. Ngoài ra nhiệt độ còn là điều kiện quan trọng cho các quá
trình sinh học, hóa học, l học diễn ra trong ao nuôi.
Độ mặn: Độ mặn phụ thuộc vào từng loại tôm. Với tôm sú độ mặn ao nuôi thích
hợp khoảng 15 - 35‰, tôm thẻ chân trắng 10 – 25‰. Riêng tôm càng xanh thì nuôi
nước ngọt từ giai đoạn tôm bột đến trưởng thành. Độ mặn giảm dần trong mùa mưa

nhưng phần lớn dao động trong khoảng cho phép từ 15 - 20‰. Ao nuôi tôm theo
phương thức QCCT được trao đổi nước thường xuyên, nên độ mặn phụ thuộc chủ yếu
vào nguồn nước. Vào mùa mưa độ mặn giảm xuống, việc điều tiết độ mặn cho ao
QCCT là khó có thế thực hiện được. Độ mặn trong ao nuôi tôm TC thì ổn định hơn nhờ
các thiết bị hỗ trợ quá trình nuôi [1].
Độ pH: Độ pH của nước ít khi ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của tôm, vì nó
thường dao động trong khoảng từ 6 đến 9, ngoại trừ đất mang tính axit. Tuy nhiên pH
lại ảnh hưởng đến tính độc của NH3 và H2S trong môi trường. NH3 và H2S gây độc cho
tôm nếu tồn tại ở dạng khí. Trong khi H2S tồn tại dạng khí khi pH thấp thì NH3 tồn tại ở
dạng khí khi pH cao. Vì vậy ở pH trung bình 7,1-8,3 là phù hợp cho tôm và ít tạo khí
độc nhất. Trong mùa mưa pH của ao nuôi tôm QCCT có lúc giảm xuống dưới mức
cho phép, trong ao nuôi tôm pH trong nuôi thâm canh có thể kiểm soát được.
Nồng độ oxy hòa tan (DO): Nồng độ oxy hòa tan rất cần thiết cho sự hô hấp của
tôm và sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Nồng độ oxy hòa tan phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như: mức độ ô nhiễm của nước, hoạt động của vi sinh vật trong thế giới thủy
sinh của ao nuôi, các quá trình sinh học, hóa học xảy ra trong ao. Nước trong ao nuôi
càng ô nhiễm hữu cơ nặng thì các quá trình sinh hóa diễn ra càng nhiều đồng nghĩa với
việc oxy được sử dụng nhiều để phân hủy các chất hữu cơ dẫn đến thiếu oxy trong
nước gây cản trở việc hô hấp của tôm. Chỉ số DO phù hợp nhất là 5 – 8mg/l đảm bảo
tôm phát triển tốt. Đối với ao nuôi tôm TC nồng độ oxi hòa tan ổn định do có hệ
thống cấp khí, trong khi nguồn cung cấp oxy chính cho ao nuôi tôm QCCT là tảo
quang hợp và oxi hòa tan từ không khí vào nước. Càng về cuối vụ thì DO trong ao
8


nuôi tôm QCCT càng ít đi vì ô nhiễm hữu cơ và tảo mọc nhiều. Nếu DO nhỏ hơn 3,5
mg/l có thể làm tôm chết. Thay nước từ môi trường bên ngoài là biện pháp duy nhất
cải thiện nồng độ DO cho tôm trong ao QCCT.
Nhu cầu oxy sinh học (BOD) và oxy hóa học (COD): BOD là lượng oxy cần
thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước nhờ các vi sinh vật hoại sinh hiếu

khí. Quá trình này còn gọi là quá trình oxy hóa sinh học. COD là lượng oxy cần thiết
để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O bằng một chất oxy hóa
mạnh và không có sự tham gia của vi sinh vật.
Giá trị COD, và BOD càng cao thì nước càng ô nhiễm hữu cơ nặng, giá trị BOD
thích hợp nhất trong khoảng 5 – 10mg/l và COD thích hợp: < 20mg/l.
Chỉ số BOD tăng dần theo thời gian nuôi đặc biệt ở những tháng cuối vụ tôm
và vượt quá nồng độ cho phép 10 mg/l vào tháng thứ 6 ở ao nuôi tôm TC, nguyên
nhân là do ô nhiễm hữu cơ.
Biến đổi H2S trong môi trường nước ao nuôi tôm: H2S sinh ra chủ yếu do quá
trình phân hủy yếm khí của các chất hữu cơ thừa trong lớp đáy bùn (thức ăn thừa,
chất thải tôm, sinh vật chết...).Hàm lượng H2S trong nước tăng dần theo thời gian
nuôi, đặc biệt có sự gia tang đột ngột khi bắt đầu vào mùa mưa (tháng 4,5,6).
Thay đổi NH3 trong môi trường nước ao nuôi tôm: Trong ao nuôi tôm, pH luôn
luôn được điều chỉnh trong thời gian nuôi nên nồng độ amoni NH3 thấp. Trong giai
đoạn chuẩn bị ao, phân đạm được sử dụng nên thời gian đầu nồng độ NH3 cao (0,24
và 0,36 mg/l). Cuối vụ nồng độ NH3 tăng nhẹ nhưng không ảnh hưởng đến tôm.
Nhìn chung trong cả vụ nồng độ NH3 trong cả ao nuôi tôm QCCT và nuôi tôm TC
nhỏ hơn 0.1 mg/l đạt tiêu chuẩn cho phép.
Thay đổi nitrogen tổng số trong môi trường nước ao nuôi tôm: Nitơ trong nước
nuôi tôm cũng thể hiện mức độ ô nhiễm của nước và có thể tồn tại ở dạng hợp chất hữu
9


cơ, ammoniac , nitrit hay nitơ tự do. Nếu nitơ tổng trong ao nuôi tồn tại chủ yếu ở dạng
hữu cơ và ammoniac thì nước trong ao nuôi ô nhiễm giai đoạn đầu, nếu tồn tại chủ yếu
là NO2- cao thì nước đang ở giai đoạn ô nhiễm nặng, nếu tồn tại chủ yếu dạng NO 3- thì
chứng tỏ giai đoạn phân hủy đã kết thúc.
Chỉ số nitơ tổng trong ao nuôi thâm canh là từ 0,720 mg/l đến 1,780 mg/l, cao
hơn chỉ số Nitơ tổng trong ao nuôi quảng canh cải tiến (0,630 mg/l-1,120 mg/l).Trong
ao nuôi tôm TC chỉ số Nitơ tổng tăng theo thời gian, nguyên nhân là số lượng thức ăn

cũng tăng theo cùng với trọng lượng và kích thước tôm. Trong ao n uôi tô m QCCT
thì chỉ số N tổng không giao động mạnh vì mật độ tôm ít. Ô nhiễm N làm suy
giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, gây ra hiện tượng phú dưỡng ảnh hưởng trực
tiếp đến tôm. Mặt khác Nitơ cũng cần cho sự phát triển của một số loài tảo như
zooplankton một thức ăn quan trọng của tôm.
Hàm lượng phospho trong ao nuôi tôm: Hàm lượng photpho trong ao nuôi cũng
là yếu tố quan trọng vì nó là dinh dưỡng cho các loài tảo và thực vật dưới nước. Nếu
hàm lượng phospho tăng cao dẫn đễn sự phát triển mạnh của các loài tảo, thực vật dưới
nước gây tắc thủy vực, đồng thời khi tảo chết đi gây ô nhiễm thứ cấp ảnh hưởng đến
3-

hàm lượng oxy hòa tan trong nước. Nồng độ hợp chất phosphat (PO4 ) hòa tan trong
nước giao động ở mức cho phép (dưới 0,1mg/l mà tiêu chuẩn là 0,5 mg/l). Nồng độ
phosphat tổng tăng dần theo thời gian nuôi tôm. Nguyên nhân là do phosphat tích tụ
dần do phân hủy thức ăn thừa và các chất thảỉ của tôm. Nồng độ phosphat trong ao
nuôi thâm canh lớn hơn so với ao nuôi QC.

10


Bảng 1.1. Các thông số thích hợp cho nuôi tôm nƣớc lợ

Chỉ tiêu

Giới hạn tối ưu

Nhiệt độ

23 – 30oC

Độ mặn

15 – 30‰

Dao động trong ngày < 5%

pH

7,5 – 8,5

Dao động trong ngày <0,5

DO

5 – 6mg/lít

Không dưới 4mg/lít

Độ kiềm

80 – 130mg CaCO3/lít

Phụ thuộc vào dao động pH

Độ trong

30 – 40cm

Đo bằng đĩa sexco

H2 S

< 0.03mg/lít

NH3

<0,1mg/lít

Ghi chú

Nguồn 3, 8, 10
1.2.5. Tình trạng dịch bệnh và ô nhiễm nƣớc nuôi tôm
Thời gian qua, ở nước ta nuôi tôm công nghiệp trở thành một trong những
ngành chủ lực, góp phần đáng kể trong chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp. Tuy
nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế, nghề nuôi tôm phát triển đã gây ô nhiễm môi trường
cục bộ tại các vùng nuôi, làm lây lan dịch bệnh ở tôm. Ô nhiễm có nguyên nhân do
nguồn nước cấp và tự ô nhiễm trong ao nuôi. Mật độ nuôi càng lớn, lượng thức ăn sử
dụng nhiều, môi trường ao nuôi càng giàu chất hữu cơ (thức ăn thừa, phế thải hữu cơ,
vỏ tôm lột xác...) thì nguy cơ gây ô nhiễm ao nuôi và lây lan dịch bệnh càng cao.

11


Môi trường nuôi bị ô nhiễm, dẫn đến các bệnh ở tôm có nguồn gốc do vi khuẩn
hoặc virus gây bệnh phát triển. Nhóm vi khuẩn Vibrio là vi khuẩn gây bệnh tôm nuôi
nguy hiểm nhất, các loài vi khuẩn V. harveyi, V. parahamoticus, V. alginolyticus là tác
nhân gây bệnh, gây chết hàng loạt ở tôm [43].
Nhiều chủng vi khuẩn thuộc chi Aeromonas, Pseudomonas, Proteus ... gây
bệnh chấm nâu, chấm đen ở tôm làm tôm chậm lớn, còi cọc. Các loại virus WSSV gây
bệnh đốm trắng, virus YHV gây bệnh đầu vàng, vius IHHNV gây hoại tử dưới vỏ ở

tôm...gây thiệt hại rất lớn cho ngành nuôi tôm ở nước ta và trên thế giới. Ngoài các
nguyên nhân gây dịch bệnh do vi khuẩn và virus, có một số loại nấm sợi kí sinh, động
vật nguyên sinh gây nên các bệnh còi cọc, chậm phát triển ở tôm nuôi [5].
Dịch bệnh ở tôm nuôi được ghi nhận ở nước ta từ năm 1993. Từ năm 1994 –
1998 nhiều vùng nuôi tôm trong cả nước bị dịch bệnh, gây thiệt hại đáng kể cho nghề
nuôi tôm. Trong những năm gần đây, nuôi tôm nước lợ xuất khẩu ngày càng phát triển
mạnh, nghề nuôi tôm đang có bước chuyển biến nhanh từ hình thức nuôi quảng canh
sang nuôi tôm thâm canh. Diện tích nuôi tôm phát triển mạnh, cùng với sự kiểm soát
môi trường ao nuôi không tốt, đã kéo theo sự lây lan dịch bệnh ngày càng nghiêm
trọng. Dịch bệnh đã làm cho diện tích tôm nuôi bị nhiễm bệnh tăng cao, hiện tượng
tôm bị chết hàng loạt nhiều, làm giảm diện tích nuôi tôm.
Trong các năm 2007- 2009 do dịch bệnh, diện tích nuôi tôm giảm mạnh ở nhiều
tỉnh: Quảng Trị có hơn 50 ha tôm sú bị thiệt hại do dịch bệnh, Bến Tre 134 ha diện tích
nuôi tôm sú bị nhiễm bệnh. Theo thống kê đến tháng 8/2011 cả nước có 66.593 ha
(64.758 ha tôm sú và 1.835 ha tôm thẻ chân trắng) bị thiệt hại, tăng gấp 2,3 lần so với
cùng thời điểm năm 2010 tập trung chủ yếu ở một số tỉnh ĐBSCL (hình 1.4).

12


Hình 1.4. Diện tích nuôi tôm bị thiệt hại một số tỉnh thành năm 2011
Nguồn: 46, 48
Dịch bệnh xảy ra mạnh từ tháng 2 đến đầu tháng 6/2011, tôm nuôi bị chết phổ
biến ở giai đoạn từ 15 - 40 ngày tuổi [46].
Trong nuôi trồng thủy sản, vấn đề giảm thiểu ô nhiễm môi trường ao nuôi và
hạn chế dịch bệnh có

nghĩa quyết định hiệu quả kinh tế. Nhằm khắc phục hiện tượng

ô nhiễm môi trường, người dân sử dụng hóa chất khử trùng ao, sử dụng kháng sinh

trong nuôi tôm một cách bừa bãi, gây hiện tượng dư lượng hóa chất và chất kháng sinh
trong sản phẩm, giảm giá trị xuất khẩu. Do nhiễm hóa chất có hại hoặc chất kháng sinh
trong sản phẩm xuất khẩu, một số lô hàng tôm cá xuất khẩu bị trả lại hoặc tiêu hủy, gây
thiệt hại lớn về kinh tế, ảnh hưởng lớn đến thu nhập và đời sống của người dân.
Với mục đích hạn chế dịch bệnh, xử l ô nhiễm môi trường nước nuôi tôm, đã
có những nghiên cứu tạo ra các chế phẩm sinh học xử l nước hồ ao nuôi trồng thủy
sản. Chế phẩm sinh học đã góp phần xử l ô nhiễm môi trường nuôi trồng thủy sản,
tăng khả năng sinh trưởng của tôm. Nghiên cứu tạo chế phẩm sinh học trong nước có

13