Nghiên cứu khả năng giảm đạm, lân của Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma) trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
MÃ SỐ: 9440303

NGHI N CỨU HẢ N NG GIẢM ĐẠM N
CỦA MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma) TRONG
NƯỚC THẢI AO NUÔI TH M CANH CÁ TRA

DI M IỀU

2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH MÔI TRƯỜNG ĐẤT VÀ NƯỚC
MÃ SỐ: 9440303

NGHI N CỨU HẢ N NG GIẢM ĐẠM N
CỦA MỒM MỠ (Hymenachne acutigluma) TRONG
NƯỚC THẢI AO NUÔI TH M CANH CÁ TRA

DI M IỀU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
PGs. Ts NGÔ THỤ DI M TRANG

Gs. Ts. HANS BRIX

2019
1


ỜI CẢM TẠ
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Khoa học Môi trường, Khoa Môi
trường và Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là Quý
Thầy Cô và các bạn đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi trong suốt q trình học tập
và nghiên cứu.
Xin kính gửi đến PGs. Ts. Ngơ Th y Di m Trang và Gs. Ts. Hans Brix lời
cảm ơn chân thành và sâu s c nhất, trong nh ng n m qua Cô và Thầy đã ân cần
hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi học tập,
nghiên cứu bồi dưỡng kiến thức và hồn thành luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các em học viên cao học ngành Khoa học Môi
trường, trường Đại học Cần Thơ kh a và sinh viên ngành Khoa học Môi
trường, trường Đại học Đồng Tháp kh a
,
,
và
đã nhiệt tình
giúp đỡ để tơi hồn thành luận án.
Một lần n a, tơi chân thành cảm ơn gia đình nhất là ba m , chồng, em, bạn
bè và đồng nghiệp luôn luôn động viên chia sẽ giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi
nhất cho tơi c thể hồn thành luận án.

Xin chân thành cảm ơn!

CAM ẾT
Tơi xin cam kết luận án này được hồn thành dựa trên các kết quả nghiên
cứu của chính bản thân tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng
cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác.
Người hướng dẫn

g Th y i m Tr ng

Cần Thơ, ngày 04 tháng 3 năm 2019
Nghiên cứu sinh

imiu


MỤC ỤC
LỜI CẢM TẠ....................................................................................................................III
CAM KẾT..........................................................................................................................IV
MỤC LỤC............................................................................................................................V
TÓM TẮT.......................................................................................................................VIII
DANH SÁCH BẢNG.........................................................................................................X
DANH SÁCH HÌNH.......................................................................................................XII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................XIV
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................................1
. Giới thiệu....................................................................................................... 1
. M c tiêu nghiên cứu........................................................................................ 2
. . M c tiêu tổng quát..................................................................................... 2
. . M c tiêu c thể.......................................................................................... 2
. Nội dung nghiên cứu....................................................................................... 2
. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................................3
. . Đối tượng................................................................................................. 3

. . Phạm vi nghiên cứu................................................................................... 3
.5 Ý nghĩa luận án........................................................................................................4
.5. Ý nghĩa khoa học....................................................................................... 4
.5. Ý nghĩa thực ti n....................................................................................... 4
.6 Điểm mới của luận án..............................................................................................4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI IỆU...........................................................................6
. Đặc điểm mơi trường sống của cá Tra.....................................................................6
. Đặc tính của nước thải ao ni thâm canh cá Tra và tình trạng xử lý....................7
. . Nồng độ đạm trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra..................................7
. . Nồng độ lân trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra..................................10
. . Tần suất thay nước và tải lượng N và P của ao nuôi thâm canh cá Tra..........11
2.2.3.1 Tần suất thay nước........................................................................................11
2.2.3.2 Tải lượng đạm, lân của ao nuôi cá Tra..........................................................12
2.3 Thực vật xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản............................................................13
. . Vai trò của thực vật trong xử lý nước thải................................................13
. . Ứng d ng thực vật thủy sinh trong xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản.........14
. Nh ng yếu tố ảnh hư ng đến sinh trư ng và khả n ng hấp thu N, P của thực vật
thủy sinh
.....................................................................................................................................
16
. . nh hư ng nồng độ và t lệ nồng độ N, P...................................................16
. . . nh hư ng nồng độ đạm..................................................................... 16
. . . nh hư ng nồng độ lân....................................................................... 16
. . . nh hư ng của t lệ nồng độ N:P.........................................................17
. . nh hư ng của nồng độ và t lệ NH4+-N:NO3--N........................................19
. . nh hư ng của mật độ trồng.....................................................................22
2.5 Tổng quan về cỏ Mồm mỡ.........................................................................................24
.5. Đặc điểm phân loại và phân bố........................................................................24
.5. Đặc điểm sinh trư ng.......................................................................................24

.5. Khả n ng xử lý nước thải của cỏ Mồm mỡ......................................................25


.6 Hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy mặt xử lý nước thải nuôi thủy sản...........26
.6. Đất ngập nước kiến tạo xử lý nước thải...........................................................26
.6. . Phân loại.............................................................................................. 26
.6. . u và nhược điểm của các loại hình đất ngập nước kiến tạo..........................27
.6. Hệ thống đất ngập nước kiến tạo chảy mặt..............................................28
.6. Các yếu tố ảnh hư ng đến hiệu suất xử lý chất ô nhi m trong hệ thống đất
ngập nước kiến tạo chảy mặt
......................................................................................................................
29
2.6.3.1 Thời gian tồn lưu nước..................................................................................29
2.6.3.2 Vai trò của thực vật.......................................................................................30
2.6.3.3 Điều kiện s c khí...........................................................................................32
2.6.3.4 Các yếu tố khác.............................................................................................32
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP...........................................................34
. Thời gian và địa điểm nghiên cứu..........................................................................34
. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 35
. Phương pháp nghiên cứu............................................................................... 35
. . Phương pháp bố trí thí nghiệm, theo dõi, thu mẫu và phân tích.....................37
. . . Phương pháp bố trí thí nghiệm xác định ảnh hư ng của nồng độ N, P đến
sinh trư ng và hấp thu N, P
..............................................................................................................................
37
. . . Phương pháp bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của t lệ nồng độ N:P Thí
nghiệm 1.3)
...................................................................................................................
39

. . . nh hư ng của nồng độ N, P đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ
Thí nghiệm . )...........................................................................................41
3.3.1.4 Phương pháp xác định ảnh hư ng t lệ nồng độ NH4+-N:NO3--N đến sinh trư
ng và hấp thu N của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm )...............................................43
3.3.1.5 Phương pháp bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư
ng và hấp thu N và P Thí nghiệm )
44
3.3.1.6 Phương pháp bố trí thử nghiệm cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải ao nuôi
thâm canh cá Tra trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ...................46
3.3.1.7 Phương pháp bố trí thử nghiệm cỏ Mồm mỡ xử lý nước thải ao nuôi thâm
canh cá Tra trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c Thí nghiệm 5)....50
3.3.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nước, thực vật và bùn.................................52
. . . Phương pháp phân tích mẫu nước......................................................52
. . . Phương pháp phân tích mẫu thực vật và bùn......................................53
3.4 Phương pháp tính tốn và xử lý số liệu......................................................................54
. . Phương pháp tính tốn kết quả................................................................54
3.4. Phương pháp xử lý số liệu...................................................................................54
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................56
. nh hư ng của N, P đến sinh trư ng và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ.............56
. . nh hư ng của nồng độ N Thí nghiệm . )...........................................56
4.1.1.1 nh hư ng của nồng độ N đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ..........................56


4.1.1.2 nh hư ng của nồng độ N đến hàm lượng N trong mơ và khả n ng tích l y
N của cỏ Mồm mỡ
58
. . . Cân b ng N....................................................................................60
4.1.2 nh hư ng của nồng độ P..................................................................................61
. . . nh hư ng của nồng độ P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm
1.2)

...................................................................................................................
61


. . . nh hư ng của nồng độ P đến hàm lượng P và tích l y P trong mô cỏ
Mồm mỡ
...................................................................................................................
63
. . . Cân b ng P.....................................................................................65
4.1.3 nh hư ng của nồng độ N, P và t lệ N:P đến sinh trư ng và hấp thu dinh
dưỡng của cỏ Mồm mỡ Thí nghiệm . )
66
4.1.3.1 nh hư ng của nhân tố N, P đến sinh trư ng, hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ
..................................................................................................................................66
. . . nh hư ng của sự kết hợp N và P đến hàm lượng và tích l y N, P trong
mơ cỏ Mồm mỡ
...................................................................................................................
70
. . . Cân b ng đạm lân.............................................................................. 74
. . nh hư ng của nồng độ N, P đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ
Thí nghiệm . )
..........................................................................................................
78
. . . nh hư ng của N, P đến thời gian sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ
..................................................................................................................................78
. . . nh hư ng của N và P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ......................80
. . . nh hư ng của N, P đến hàm lượng và tích l y N, P trong mơ cỏ Mồm mỡ
..................................................................................................................................82
. . . Cân b ng đạm lân.............................................................................. 85
. nh hư ng t lệ NH4+-N:NO3--N đến sinh trư ng và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ

..........................................................................................................................................87
. . nh hư ng t lệ NH4+-N:NO3--N đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ.............87
. . Hàm lượng và khả n ng tích l y đạm của cỏ Mồm mỡ.............................91
. . . Hàm lượng đạm trong thân và r cỏ Mồm mỡ.....................................91
. . . Khả n ng tích l y đạm của cỏ Mồm mỡ..............................................94
. nh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư ng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ...99
. . nh hư ng của mật độ trồng đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ..................99
. . . Chiều cao cây, dài r và số chồi của cỏ Mồm mỡ................................99
. . . Sinh khối khô của cỏ Mồm mỡ........................................................100
. . Hàm lượng và khả n ng hấp thu đạm và lân của cỏ Mồm mỡ......................102
. . Cân b ng đạm lân.................................................................................. 105
. Kết quả thử nghiệm cỏ Mồm mỡ trong xử lý nước thải......................................108
. . Khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ trong hệ thống
theo mẽ...........................................................................................................................108
. . . Thí nghiệm th m dị khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra
của cỏ Mồm mỡ trong hệ thống theo mẽ Thí nghiệm . )........................108
. . . Thử nghiệm khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ
Mồm mỡ trong hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ Thí nghiệm . )
.....................................................................................................117
. . Khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ trong hệ
thống ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c Thí nghiệm 5)...................................126


. . . Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra................................126
CHƯƠNG 5: ẾT UẬN VÀ ĐỀ UẤT....................................................................138
5. . Kết luận..................................................................................................... 138
5. . Đề xuất...................................................................................................... 139


TĨM TẮT

Đồng b ng sơng Cửu Long là vùng ni cá Tra Pangasianodon
hypophthalmus) trọng điểm Việt Nam. Lượng nước thải của ao ni cá Tra trung
bình là 9133,3 m3/tấn cá, tương ứng với lượng đạm N) và lân P) thải ra là 6,5 kg N
và 9, kg P tấn cá và hầu hết không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Luận án
“Nghiên cứu khả năng giảm đạm lân của cỏ Mồm mỡ (Hymenachne
acutigluma trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra” nh m làm cơ s cho việc
ứng d ng cỏ Mồm mỡ vào hệ thống đất ngập nước kiến tạo ĐNNKT) xử lý nước
thải. Một chuỗi thí nghiệm đánh giá nhu cầu N, P và các t lệ nồng độ N:P thí nghiệm
1), t lệ và dạng N vơ cơ hịa tan NH 4+- N:NO3--N (4:0, : , : , : và : ) thích hợp cho
sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ thí nghiệm ) được thực hiện t
5 đến
7 trong
điều kiện nhà lưới trường Đại học Đồng Tháp trước khi tiến hành thử nghiệm
ngồi đồng. Các thí nghiệm ngồi đồng được triển khai t 7 đến 7 nh m đánh giá ảnh
hư ng mật độ trồng , ,
và chồi m2) thí nghiệm ); đánh giá tính khả thi của hệ thống ĐNNKT chảy
mặt kết hợp với cỏ Mồm mỡ vận hành nạp nước theo mẽ thí nghiệm ) và liên t c
thí nghiệm 5) các vùng nuôi cá Tra của Tỉnh Đồng Tháp. Kết quả cho thấy,
nồng độ N và P thích hợp cho sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ là mg N
L và 5 mg P L. Đạm ảnh hư ng đến sinh trư ng và phát triển của cỏ Mơm mỡ,
nhưng P ít ảnh hư ng. nồng độ N và P thấp mg L và mg P L), cao 8 mg N L và
mg P L) và t lệ mol N:P 13,3 (với môi trường c nồng độ N là và 6 mg N L) c
thể hạn chế sinh trư ng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ. Trong điều kiện thí
nghiệm, đạm NO3--N thích hợp hơn cho sinh trư ng và hấp thu N của cỏ Mồm
mỡ. R cây Mồm mỡ c màu nâu đen, ng n lại và lá bị úng khi trồng trong môi
trường c nồng độ NH4+-N cao t lệ NH4+-N:NO3--N là : và : ) vào tuần thứ 8.
Mồm mỡ được trồng mật độ - chồi m2 c sinh khối và lượng N, P hấp thu tốt
hơn cây trồng với mật độ chồi m2. Cỏ Mồm mỡ trồng trong hệ thống ĐNNKT
chảy mặt với độ che phủ 5 -75 6-5
chồi m2) c hiệu quả xử lý tốt và không cần bổ sung khí sau 9 giờ lưu nước. Do đ

, hệ thống ĐNNKT thử nghiệm được vận hành nạp nước theo mẽ với thời lưu
nước 9 giờ, sau tháng vận hành hiệu suất loại NO2--N, NO3--N, NH44+-N, TN, PO
3-P và TP lần lượt là 85, 8 , 6 , 7, 7 và %. Sinh khối tươi cỏ Mồm mỡ trong hệ
thống này thu được 7 ,7 tấn tương ứng , tấn sinh khối khô ha/lần thu hoạch),
giúp giảm 0,3 N và 2,2 P trong nước đầu vào. Khi vận hành nạp nước liên t c
kết hợp với tải lực thủy nạp 7 L và L phút tương ứng thời gian lưu ,5 đến 7 giờ)
hiệu suất xử lý 4TSS, COD, NH4+-N, TN, PO 3 P và TP của hệ thống ĐNNKT c
cỏ Mồm mỡ đạt tương ứng 49,063,5; 30,8-48,5; 91,9-96,6; 38,9-40,7; 14,0-20,3 và 11,7-14,9%. Nước thải đầu ra của
các hệ thống c cỏ Mồm mỡ đạt QCVN - : BNNPTNT và QCVN 08-MT: 2015
BTNMT và c thể tuần hoàn nước lại ao nuôi. Cỏ Mồm mỡ đều sinh trư ng tốt, giúp
hấp thu N, P và c hàm lượng dinh dưỡng cao c thể đáp ứng chất lượng thức n cho
gia súc. Nh ng kết quả trên đã chứng minh cỏ Mồm mỡ c tiềm n ng tốt trong ứng d
ng vào hệ thống ĐNNKT xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra c nồng độ N và
P cao.


cá Tra, cỏ Mồm mỡ, đạm, lân, đất ngập nước chảy mặt, nước thải, ĐBSCL.


ABSTRACT
The Mekong delta of Vietnam is well known as the main region for catfish
(Pangasianodon hypophthalmus) farming. The mean discharge wastewater volume of
catfish ponds is 9133,3 m3/tonne fish which contains total amount of nitrogen (N) and
phosphorus (P) of 36.5 kg N and 9.1 kg P/tonne fish and is not treated before being
discharged into the environment. The purposes of “Study on nitrogen and phosphorus
removal capacity of Hymenachne acutigluma in intensive striped catfish aquaculture
wastewater” are to serve as a basis for the application of H. acutigluma for wetland
systems to treat wastewater. A series of experiments were conducted from 3/2015 to
1/2017 at the net house in Dong Thap university to carry out prior field trials to assess
single levels N, P requirement and N:P concentration

ratios (the 1st experiment), ratios and
forms of dissolved inorganic nitrogen NH +-N: NO --N (4:0, 3:1, 1:1, 3:1 and 0:4) which
4

3

were suitable for the growth of H. acutigluma (the 2nd experiment). The field experiments
were conducted from 2/2017 to 11/2017 to evaluate the effects of planting density (10,
20, 30 and 40 plants/m2) (the 3rd experiment); to examine the feasibility of surface flow
(SF) constructed wetland system planted with H. acutigluma which operated with batch
loading (the 4th experiment) and continuous loading (the 5th experiment) at intensive
catfish farms in Dong Thap town. The results showed that the suitable N and P levels for
H. acutigluma growth and development were 120 mg N/L and 5 mg P/L. The growth and
development of
H. acutigluma were affected by N but were less pronounced by P. The low (30 mg N/L
and 4 mg P/L), high (180 mg N/L and 10 mg P/L) concentrations of N and P and the mole
ratio N:P of 13.3 (in the background N levels of 30 and 60 mg N/L) could limit the
growth and N and P uptake capacity of H. acutigluma.
3 The NO -N form was more
suitable for growth and N uptake of H. acutigluma under the experimental conditions. The
H. acutigluma roots were turning dark brown and short and leaf necrosis which
were
observed when grown in the high concentration of NH +-N (NH +-N:NO --N ratio of 4:0
4

4

3

and 3:1) at the eighth week. H. acutigluma at a density of 20-40 plants/m 2 produced a

higher biomass and had a better N and P uptake rate than that at the density of 10
plants/m2. H. acutigluma in the SF wetlands with vegetation surface coverage of 50-75%
(36-54 plants/m2) had good treatment efficiency and did not require aeration after
hydraulic retention time (HRT) of 93 hours. Therefore, a consecutive pilot wetland system
was operated- with batch
loading and the 93-hour HRT. After 2-month operation, removal
rates of NO -N, NO --N, NH +-N, TN, PO 3--P and TP were 85, 82, 64, 47, 71 and 33%,
2

3

4

4

respectively. Fresh biomass of H. acutigluma in this system was 73.7 tonnes (equivalent to
12.3 tonnes of dried matter/ha/harvest) which helped to reduce 20.3 N và 2.2% P from
the influent. The continuous loading SF wetlands operation at loading rates of 7 L and 14
L/minute (corresponding to HRT of 3.5
to 7 hours) planted with H. acutigluma had
removal efficiencies for TSS, COD, NH +-N, TN, PO 3--P and TP of 49.0-63.5, 30.8-48.5,
4

4

91.9-96.6, 38.9-40.7, 14.0-20.3 and 11.7-14.9%, respectively. Taken together, these results
indicated that H. acutigluma had good potential for application to wetland systems to treat
wastewater with high concentration of N and P from intensive catfish ponds.

Keywords: striped catfish, Hymenachne acutigluma, nitrogen, phosphorus, surface flow
wetlands, wastewater, The Mekong delta of Vietnam.


DANH SÁCH BẢNG
Bảng . : Chất lượng nước cấp cho ao nuôi cá Tra.......................................................7
Bảng 2.2: Nồng độ đạm trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra..........................................8
Bảng . : Nồng độ lân trong nước ao nuôi thâm canh cá Tra.....................................10
Bảng .4: Chu kỳ thay nước ao nuôi cá Tra theo thời gian nuôi...................................11
Bảng .5: Tải lượng TN và TP của ao ni thâm canh cá Tra..........................................12
Bảng...6: Nh ng lồi thực vật thủy sinh được nghiên cứu xử lý nước thải ao ni thủy sản
..........................................................................................................................................15
Bảng .7: Nồng độ N thích hợp cho sinh trư ng một số loài thực vật thủy sinh.............16
Bảng .8: Nồng độ P thích hợp cho sinh trư ng của một số loài thực vật thủy sinh........17
Bảng .9: Khả n ng hấp thu chất N và P của một số loài thực vật thủy sinh..............19
Bảng . : Nh ng lồi thực vật thủy sinh thích nghi với NH4+-N hoặc NO3--N..........20
Bảng . : Các loại hình ĐNNKT xử lý nước thải Vymaza, )...................26
Bảng . : u và nhược điểm của loại hình ĐNNKT Kadlec and Wallace, 9;
Vymaza, 2010).............................................................................................................27
Bảng...: Nồng độ N, P và t lệ N:P của các nghiệm thức trong thí nghiệm ảnh hư ng
của t lệ N:P đến sinh trư ng cỏ Mồm mỡ.......................................................................40
Bảng . : Nồng độ N và P của các nghiệm thức trong thí nghiệm ảnh hư ng của N, P
đến sinh trư ng và phát triển cỏ Mồm mỡ...................................................................
41
Bảng . : T lệ, nồng độ, dạng hợp chất bổ sung NH +-N và NO- -N của các nghiệm thức43
4

3

Bảng . : Nghiệm thức thí nghiệm hệ thống ĐNN vận hành liên t c kết hợp cỏ Mồm mỡ.51

Bảng .5: Phương pháp đo và phân tích các chỉ tiêu của mẫu nước................................ 53
Bảng .6: Phương pháp phân tích mẫu thực vật và bùn...................................................53
Bảng...: Hàm lượng N ) và lượng N tích l y mg chậu) của cỏ Mồm mỡ trồng các
nồng độ N khác nhau........................................................................................................59
Bảng...: Hệ số tương quan Pearson của nồng độ N với sinh trư ng và hấp thu N của cỏ
Mồm mỡ...........................................................................................................................59
Bảng . : Cân b ng đạm của các nghiệm thức..................................................... 60
Bảng . : Sinh khối tươi, sinh khối khô và tốc độ t ng trư ng sinh khối khô tuyệt đối
của cỏ Mồm mỡ các mức nồng độ P khác nhau.........................................................63
Bảng....5: Hệ số tương quan Pearson của nồng độ P với sinh trư ng và hấp thu P của cỏ
Mồm mỡ...........................................................................................................................64
Bảng .6: Cân b ng dinh dưỡng trong các nghiệm thức..............................................65
Bảng....7: Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p) ảnh hư ng của các yếu tố
N, P đến sinh trư ng và tích l y dinh dưỡng của cỏ Mồm mỡ....................................67
Bảng .8: Cân b ng dinh dưỡng của các nghiệm thức sau
ngày thí nghiệm...............75
Bảng....9: Cân b ng dinh dưỡng của các nghiệm thức sau
ngày thí nghiệm trong điều
kiện c bùn....................................................................................................................... 77
Bảng...: nh hư ng của N và P đến thời gian sinh trư ng, phát triển của cỏ Mồm mỡ
..........................................................................................................................................78
Bảng . : nh hư ng của N và P đến sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ...................... 80
Bảng . : nh hư ng của N và P đến bộ phận sinh sản của cỏ Mồm mỡ.............81
Bảng . : nh hư ng của N và P đến sinh khối khô của cỏ Mồm mỡ..................82
Bảng . : nh hư ng của N và P đến t lệ N P tích l y trong mơ cỏ Mồm mỡ.....84
Bảng . 5: nh hư ng của N và P đến hiệu quả sử d ng N, P của cỏ Mồm mỡ............85


Bảng . 6: Cân b ng dinh dưỡng trong chậu thí nghiệm t ng nghiệm thức...............86
Bảng . 7: Bảng cân b ng dinh dưỡng TB Độ lệch chuẩn, n= ) của N và P g m2)

trong các nghiệm thức sau 56 ngày thí nghiệm........................................................107
Bảng . 8: Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra............................... 109
Bảng....9: Di n biến nhiệt độ, pH, DO, EC, TSS và COD trong nước theo thời gian lưu
........................................................................................................................................110
Bảng . : Di n biến nồng độ NO2--N, NO3--N, NH4+-N, TN, PO 43--P và TP trong nước
theo thời gian lưu.......................................................................................................113
Bảng . : Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p)...................................115
Bảng . : Trọng số của các thành phần chính................................................... 116
Bảng . : Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra......................................118
Bảng . : Lượng N và P đưa vào hệ thống xử lý trong thời gian vận hành............118
Bảng . 5: Di n biến nhiệt độ, pH, DO của nước thải khi qua hệ thống............. 119
Bảng .26: Trọng số của các thành phần chính..............................................................122
Bảng . 7: Sinh trư ng chiều cao cây và số chồi của cỏ Mồm mỡ...................... 123
Bảng . 8: Sinh khối, hàm lượng và hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ................... 125
Bảng . 9: Hàm lượng dinh dưỡng của thân và lá cỏ Mồm mỡ.......................... 125
Bảng . : Chất lượng nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.......................................127
Bảng . : ượng N và P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra đưa vào hệ thống .
127 Bảng . : Kết quả phân tích phương sai đa nhân tố giá trị p)............................128
Bảng . : Trọng số của các thành phần chính................................................... 135
Bảng . : Sinh khối của cỏ Mồm mỡ sau ngày thí nghiệm..................................136
Bảng . 5: Hàm lượng và lượng N và P cỏ Mồm mỡ hấp thu sau ngày...........136
Bảng . 6: Hàm lượng dinh dưỡng của thân và lá cỏ Mồm mỡ sau ngày........137


DANH SÁCH HÌNH
Hình . : T m t t nội dung, cơng việc và m c tiêu các thí nghiệm của luận án.....36
Hình . : T m t t nội dung nghiên cứu của luận án.............................................. 37
Hinh . : Hình chồi cỏ Mồm mỡ bố trí thí nghiệm . và..................................... 38
Hinh . : Hình ) chồi cỏ Mồm mỡ bố trí vào chậu, B) bố trí thí nghiệm t lệ N:P...40
Hinh .5: Hình ) hạt cỏ Mồm mỡ, B) cỏ Mồm mỡ 5 ngày tuổi..............................42

Hình....6: Bố trí thí nghiệm ảnh hư ng của mật độ đến sinh trư ng và hấp thu N, P của
cỏ Mồm mỡ...................................................................................................................... 45
.................................................................
Hình .7: Mơ hình ơ thí nghiệm theo mẽ m2
47
Hình .8: Hệ thống đất ngập nước trồng Mồm mỡ vận hành theo mẽ.............................49
Hình .9: Sơ đồ hệ thống ĐNN vận hành liên t c kết hợp với cỏ Mồm mỡ...............50
Hình...: nh hư ng của nồng độ N đến ) chiều cao cây, B) chiều dài r , C) số chồi
mới và D) số lá của cỏ Mồm mỡ theo thời gian..............................................................57
Hình . : Sinh khối tươi và khô ) và B) RGR của cỏ Mồm mỡ sau ngày.....58
Hình...: nh hư ng nồng độ P đến ) chiều cao cây, B) dài r , C) số chồi mới, và
D) số lá của cỏ Mồm mỡ theo thời gian..........................................................................62
Hình...: nh hư ng nồng độ P đến ) hàm lượng P, B) lượng P tích l y và C) hiệu
quả sử d ng P của cỏ Mồm mỡ........................................................................................ 64
Hình...5: nh hư ng sự kết hợp N và P đến chiều cao cây, dài r
) thủy canh và B)
c bùn, sinh khối khô C) thủy canh và D) c bùn, RGR sinh khối E) thủy canh và F)
c bùn của cỏ Mồm mỡ....................................................................................................69
Hình...6: nh hư ng của sự kết hợp N và P đến hàm lượng N ) thủy canh, B) c bùn
và hàm lượng P C) thủy canh, D) c bùn trong thân và r cỏ Mồm mỡ........................71
Hình...7: nh hư ng của sự kết hợp N và P đến lượng N ) thủy canh, B) c bùn và
lượng P C) thủy canh, D) c bùn tích l y trong thân và r cỏ Mồm mỡ....................... 74
Hình .8: Thời gian sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ....................................... 79
Hình .9: nh hư ng của N, P đến hàm lượng N ) và P B) trong mơ của cỏ Mồm mỡ .
83 Hình : nh hư ng của N và P đến lượng N ) và P B) tích l y trong r , thân, lá và
cả cây cỏ Mồm mỡ........................................................................................................... 84
Hình...: Chiều cao cây ), chiều dài r B) và số chồi mới C) của cỏ Mồm mỡ theo
thời gian............................................................................................................................88
Hình . : Sinh khối khơ thân ), sinh khối khô r B), sinh khối khô cây C), tỉ lệ
thân r D) và RGR E) của cỏ Mồm mỡ theo thời gian....................................... 90

Hình . : Hàm lượng NO3--N ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian....92
Hình . : Hàm lượng NH4+-N ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian...93
Hình . 5: Hàm lượng TKN ) trong thân và B) r của cỏ Mồm mỡ theo thời gian. .94
Hình . 6: Lượng NO3-N tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo thời gian..95
Hình . 7: Lượng NH4 +-N tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo thời
gian.96 Hình 8: Lượng TKN tích l y trong mô ) thân, B) r và C) cả cây theo
thời gian 97
Hình . 9: nh hư ng của t lệ NH4+-N:NO3--N đến hiệu quả sử d ng N của ) thân,
B) r và C) cả cây cỏ Mồm mỡ theo thời gian............................................................98
Hình . : Sinh trư ng của cỏ Mồm mỡ ) chiều cao cây, B) chiều dài r và C) số
chồi qua các đợt thu mẫu................................................................................. 100
Hình...: Sinh khối khô ) thân, B) r và C) RGR của cỏ Mồm mỡ qua các đợt thu


mẫu.................................................................................................................................101


Hình . : Hàm lượng ) TKN của thân, B) TKN của r , C) TP của thân, D) TP của
r cỏ Mồm mỡ qua các đợt thu mẫu.................................................................. 102
Hình . : Lượng TKN ) thân, B) r và C) thân và r , TP D) thân, E) r và F)
thân và r cỏ Mồm mỡ hấp thu......................................................................... 104
Hình . : nh hư ng của mật độ trồng đến hiệu quả sử d ng ) N và B) P của cỏ
Mồm mỡ theo thời gian.............................................................................................105
Hình....5: Di n biến nồng độ NO2-N (A), NO3-N (B), NH4-N (C), TN (D), PO4-P E)
và TP F) qua các đợt thu mẫu........................................................................................121
Hình . 6: Di n biến nhiệt độ ), pH B), DO C), TSS D) và COD E) trong nước
qua các đợt thu mẫu........................................................................................ 130
Hình . 7: Di n biến nồng độ NO2--N (A), NO3--N (B), NH4+-N (C), TN (D), PO43--P
E) và TP F) qua các đợt thu mẫu.................................................................................133
Hình. .8: Sinh trư ng chiều dài thân ), dài r B) và số chồi D) của cỏ Mồm mỡ 135

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
ADF
ADP
ATP
BNN&PTNN
BTNMT
BOD
CO2
COD
ĐBSCL
ĐC
ĐNN
ĐNNKT
DO
EC
Hemi
HLR
HRT
LC50
N
NDF
NUE
NH3
NH4+
NO2NO3PUE
QCVN
RGR

rp
SBR
SK
SKK
SKT
TAN
TKN
TN
TP
VASEP

Chú thích
Acid Detergent Fiber chất xơ không tan trong acid)
adenosine diphosphate
adenosine triphosphate
Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn
Bộ Tài nguyên và Môi trường
nhu cầu oxy sinh học
Đioxit cacbon
nhu cầu oxy h a học
Đồng b ng sông Cửu Long
Đối chứng
Đất ngập nước
Đất ngập nước kiến tạo
Lượng oxy hòa tan trong nước.
Độ dẫn điện
Hemicellulose
Hydraulic Loading Rate (tải nạp thủy lực)
Hydraulic Retention Time (thời gian tồn lưu nước)
Nồng độ gây chết 5 sinh vật thí nghiệm

Nitơ
Neutral Detergent Fibre chất xơ khơng tan trong dung dịch
trung tính)
Nitrogen Use Efficiency Hiệu quả sử d ng đạm)
Ammonia
Ammonium
Nitrite
Nitrat
Phosphorus Use Efficiency Hiệu quả sử d ng lân)
Quy chuẩn Việt Nam
Relative growth rate tốc độ t ng trư ng tương đối)
Hệ số tương quan tuyến tính Pearson r
Phương pháp xử lý dạng mẽ
S c khí
Sinh khối khơ
Sinh khối tươi
Tổng đạm amơn
Tổng nitơ Kjeldahl
Nitơ tổng số
Tổng Phốt-pho
Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1 1 Giới thiệu
Đồng b ng sông Cửu Long ĐBSCL) là vùng nuôi cá Tra
Pangasianodon hypophthalmus) trọng điểm của Việt Nam với diện tích n
m 7 là 6. 78 ha, sản lượng đạt 1.250 ngàn tấn, t ng 5, so với n m 6 V
SEP, 8). Cá Tra thường được thả nuôi mật độ cao t 50,3-66,3 con/m 2
(Trần Trọng Tân và Trương Hoàng Minh, 14), lượng thức n được sử d ng

3,2-3,6 tấn thức n tự chế hoặc 1,5-1,6 tấn thức n công nghiệp tấn cá De
Silva et al., 2010) và cá chỉ hấp thu 7 N và 5 P trong thức n nh et al.,
). Lượng thức n dư th a và bài tiết của cá làm nồng độ NH4+-N, NO3--N,
TN và PO43--P trong nước ao ni c xu hướng tích l y t ng cao cuối v
nuôi Nguy n H u Lộc, 2009; Phạm Quốc Nguyên và ctv., 2014). Lượng
nước thải của ao nuôi cá Tra trung bình là 9133,3 m3/tấn cá, tương ứng với
lượng N và P thải ra là 6,5 kg N và 9, kg P tấn cá Anh et al., 2010) và hầu
hết không được xử lý trước khi thải ra mơi trường (Cao V n Thích, 8).
Hiện nay, việc sử d ng các vùng đất ngập nước kiến tạo ĐNNKT) để lưu
tr , điều tiết nước thải và kiểm soát ô nhi m nước đang tr nên phổ biến và
hiệu quả hơn nhiều nơi trên thế giới (Zhang et al., 2008 a, b). Trong ĐNN,
thực vật là thành phần quan trọng và c vai trị tích cực trong xử lý các chất ô
nhi m trong nước đặc biệt là các chất dinh dưỡng như đạm (N) và lân P)
(Brix, 1997; Vymazal, 2011). Theo Brix (1994) ghi nhận một số loài thực vật
nửa ngập nước như C i Cyperus papyrus), Sậy (Phragmites australis), Bồn
bồn (Typha latifolia) c thể hấp thu N, P và tích l y vào sinh khối lần lượt là
1,1; 2,5; 1,0 tấn N ha n m và 5 ; ; 8 kg P ha n m. Mặc dù vậy, việc ứng d ng
ĐNNKT kết hợp với thực vật để xử lý nước thải ao nuôi cá Tra Việt Nam
chưa rộng rãi, vì phương pháp này yêu cầu diện tích lớn ít nhất cần c diện
tích b ng 10% diện tích của ao ni cá) Lê nh Tuấn, 7). Do đ , việc lựa
chọn nh ng loài thực vật thủy sinh c khả n ng xử lý nước thải với chi phí xử
lý thấp, lại v a mang lại hiệu quả kinh tế là vấn đề cấp thiết khi muốn phát
triển mơ hình xử lý nước thải ao ni cá Tra n i riêng và nuôi thủy sản n i
chung b ng hệ thống ĐNNKT kết hợp với thực vật.
Cỏ Mồm mỡ Hymenachne acutigluma) là loài cỏ sống nửa ngập Phạm
Hoàng Hộ, ), c khả n ng sống điều kiện ngập nước t B c vào Nam
1


Việt Nam Võ V n Chi, ), ngay cả nh ng thủy vực ô nhi m c độ sâu

mực nước 7 -149 cm Trương Hoàng Đan và ctv., ). Loài thực vật này c
khả n ng sinh trư ng trong môi trường nước thải c nồng độ đạm lân cao 78, 6,5 mg N L và 8,67 mg P L), g p phần giảm nồng độ TN (74,09%), TP
89, 7 ) sau 6 ngày Bùi Trường Thọ, ). Trong điều kiện trồng trên các
ruộng ngập nước, loài cỏ này cho sinh khối tươi trung bình sau 5 ngày dao
động t 6,5- 8,6 tấn ha, tương ứng với sinh khối khô ,5 - ,86 tấn ha, n ng suất
protein thô , -0, 7 tấn ha Nguy n Thị Hồng Nhân, a) và khống tổng là
8,98% trọng lượng chất khơ Nguy n Thị Hồng Nhân, b). Vì vậy, lồi cỏ
này đã được trồng làm thức n cho gia súc khá phổ biến các vùng ĐNN của
ĐBSCL Lưu H u Mãnh và ctv., 2007; Nguy n Thị Hồng Nhân, a).
Tuy nhiên, cho đến nay c rất ít thơng tin về khả n ng xử lý nước thải ao
nuôi cá Tra của cỏ Mồm mỡ, c ng như các yếu tố ảnh hư ng đến khả n ng
hấp thu N, P của cỏ Mồm mỡ trong mơi trường này. Vì vậy đề tài “Nghiên
cứu khả năng giảm đạm lân của Mồm mỡ (Hymenachne acutigluma)
trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra” được thực hiện nh m tìm hiểu
khả n ng loại bỏ N, P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm
mỡ và c thể sử d ng loài thực vật này vào xử lý nước thải, g p phần hạn chế
tác động đến môi trường.
1 2 Mục tiêu nghiên cứu
1 2 1 Mục tiêu tổng quát
G p phần giảm ô nhi m nguồn nước mặt t các ao nuôi thâm canh cá Tra
ĐBSCL qua cơ chế hấp thu b i thực vật.
1 2 2 Mục tiêu cụ thể
- Xác định được nhu cầu đạm, lân, dạng đạm ammonium và nitrate) của cỏ

Mồm mỡ;
- Xác định được khả n ng hấp thu đạm, lân trong nước thải ao nuôi thâm

canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ mật độ cây khác nhau;
- Xác định được khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ

Mồm mỡ c n cứ vào nhu cầu dinh dưỡng trong điều kiện thử nghiệm.
1 3 Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát nhu cầu đạm, lân của cỏ Mồm mỡ và khả n ng hấp thu đạm lân

trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra điều kiện nhà lưới;


- Khảo sát nhu cầu đạm, lân và t lệ N:P của cỏ Mồm mỡ cho sinh trư ng

và phát triển của cỏ Mồm mỡ điều kiện nhà lưới;
- Khảo sát nhu cầu dạng đạm ammonium và nitrate) và khả n ng hấp thu

hai dạng đạm này trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ Mồm mỡ
điều kiện nhà lưới;
- Đánh giá lượng đạm, lân cây hấp thu các mật độ trồng khác nhau điều

kiện ngoài đồng;
- Đánh giá khả n ng xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ

Mồm mỡ c n cứ vào nhu cầu dinh dưỡng của cây và mức độ ô nhi m của nước
thải trong điều kiện thử nghiệm ngoài đồng của ) ĐNNKT chảy mặt vận hành
theo mẽ và ) ĐNNKT chảy mặt vận hành liên t c kết hợp với cỏ Mồm mỡ.
1 4 Đối tượng và phạm vi nghiên
cứu 1 4 1 Đối tượng
- Hạt và chồi cỏ Mồm mỡ được thu các vùng ĐNN tự nhiên của thành phố

Cao Lãnh, Đồng Tháp.
- Nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra vùng nuôi cá Tra ven sơng Tiền của

huyện Lấp Vị, vùng ni cá Tra Thị trấn Tràm Chim, huyện Tam Nông và ấp Rọc

Muống, xã Tân Cơng Chí, huyện Tân Hồng, tỉnh Đồng Tháp.
1 4 2 Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi thời gian: thời gian nghiên cứu của luận án là t tháng 5

đến tháng 7.
- Phạm vi khơng gian: các thí nghiệm điều kiện phịng thí nghiệm

được thực hiện trong khn viên trường Đại học Đồng Tháp. Các thí
nghiệm ngồi đồng được thực hiện tại vùng ni cá Tra huyện Tân Hồng
Thí nghiệm ), huyện Tam Nơng Thí nghiệm . ) và huyện Lấp Vị Thí
nghiệm . và 5).
- Phạm vi nội dung: nghiên cứu về giảm N NO2--N, NO3--N, NH4+-N,

TKN, TN) và P PO43--P và TP) trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra của cỏ
Mồm mỡ.


1 5 Ý nghĩa luận án
1 5 1 Ý nghĩa khoa học
Kết quả luận án cung cấp cơ s khoa học về khả n ng sinh trư ng và hấp
thu N, P tạo sinh khối của cây Mồm mỡ dưới các điều kiện nồng độ N, P khác
nhau, dạng N hòa tan và mật độ trồng cây để làm cơ s cho việc thiết kế hệ thống
ĐNNKT kết hợp trồng cỏ Mồm mỡ. Một chuỗi thí nghiệm triển khai điều kiện
ngồi đồng đã khẳng định thêm tính hiệu quả và tính khả thi của việc sử d ng cây
cỏ Mồm mỡ làm giảm N, P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra. Luận án đ
ng g p cơ s khoa học và tính hiệu quả của việc sử d ng ĐNNKT kết hợp với cỏ
Mồm mỡ trong xử lý nước thải ao nuôi cá Tra và sử d ng nguồn nước mặt bền v
ng.
1 5 2 Ý nghĩa thực tiễn
Việc sử d ng thực vật thủy sinh, tự nhiên, d tìm khu vực ĐBSCL như cỏ

Mồm mỡ là giải pháp rẽ tiền, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Kết quả luận
án khẳng định khả n ng làm giảm N và P trong nước thải ao nuôi thâm canh cá
Tra, g p phần trong việc quản lý chất lượng nước bảo vệ mơi trường. Ngồi ra,
luận án cịn cung cấp quy trình thiết kế hệ thống ĐNNKT kết hợp trồng cỏ Mồm
mỡ để xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.
Kết quả nghiên cứu là nguồn tư liệu c thể cung cấp tài liệu học tập, tham
khảo và nghiên cứu về ứng d ng thực vật để xử lý nước thải ao nuôi thâm
canh cá Tra n i riêng và nuôi trồng thủy sản n i chung.
1 6 Điểm mới của luận án
Luận án này đã cho thấy ảnh hư ng của N và P đến sinh trư ng, phát triển
và hấp thu N và P của cỏ Mồm mỡ. Xác định được nồng độ, t lệ N:P và NH4+N:NO3--N thích hợp cho sinh trư ng và phát triển của cỏ Mồm mỡ Lê Di m
Kiều và ctv., 7a- Bài công bố số ). Đây là cơ s quan trọng giúp xác định
lượng N và P cung cấp và tạo điều kiện cho quá trình nitrate h a cho hệ thống
ĐNNKT kết hợp với cỏ Mồm mỡ xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra.
Luận án này đã xác định mật độ trồng thích hợp để cỏ Mồm mỡ sinh trư ng
và hấp thu N và P tốt (Lê Di m Kiều và ctv., 2017b-Bài công bố số 3). Kết quả
này giúp chọn mật độ trồng cỏ Mồm mỡ tối ưu cho hệ thống ĐNNKT xử lý nước
thải ao nuôi thâm canh cá Tra.


Ngoài ra, luận án c ng đã xác định được khả n ng xử lý nước thải ao nuôi
cá Tra của hệ thống ĐNNKT chảy mặt vận hành theo mẽ đạt hiệu quả với thời
gian lưu 9 giờ, thích hợp xử lý nước thải ao nuôi thâm canh cá Tra vùng nội
đồng c lượng nước thải ít và nồng độ ô nhi m cao) Lê Di m Kiều và ctv.,
2017c- Bài công bố số 4). Khả n ng xử lý nước thải của hệ thống ĐNNKT
chảy mặt vận hành liên t c c cỏ Mồm mỡ c ng c hiệu quả xử lý tốt với thời
gian lưu nước ,5-7, giờ. Khi c sự hiện diện của cỏ Mồm mỡ thì hệ thống
ĐNNKT khơng cần bổ sung khí Lê Di m Kiều và ctv., 2018 - Bài công bố số
5). Hơn n a, sinh khối cỏ Mồm mỡ thu t hệ thống ĐNNKT c hàm lượng dinh
dưỡng phù hợp c thể làm nguồn cỏ thức n cho gia súc. Đây là thông tin quan

trọng đ ng g p trong ứng d ng ĐNNKT kết hợp với cỏ Mồm mỡ trong xử lý
nước thải ao nuôi cá Tra và sử d ng nguồn nước mặt bền v ng.