Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi trong hệ thống tấm và ống dẫn
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
ẢNH HƯỞNG CỦA CƯỜNG Đꢀ ÁNH SÁNG LÊN SINH TRƯỞNG
VI TẢO Nannochloropsis oculata
NUÔI TRONG HỆ THỐNG TẤM VÀ ỐNG DẪN
Đꢀng Tố Vân Cầm1, Trình Trung Phi1, ĐꢀngThị Nguyên Nhàn1
TÓM TẮT
Nghiên cứu ảnh hưởng của cường đꢁ ánh sáng tại 3 mức 3000, 6000 và 9000 lux lên sinh trưởng của Nan-
nochloropsis oculata nuôi trong hệ thống tấm và ống dẫn cho thấy cường đꢁ ánh sáng có ảnh hưởng đến sinh
trưởng của quần thể. Cường đꢁ ánh sáng càng cao cho mật đꢁ tế bào cực đại và tốc đꢁ tăng trưởng càng cao.
Ở hệ thống tấm, mật đꢁ tảo chỉ đạt cực đại ở mức 90,84 và 83,75 triệu tb.ml-1 (lần lꢀp lại thứ 1 và 2, theo thứ
tự) tại cường đꢁ ánh sáng 3000 lux; đạt cao hơn ở mức 127,16 và 116,25 triệu tb.ml-1, tại 6000 lux; đạt cao
nhất ở mức 290,88 và 223,31 triệu tb.ml-1, tại 9000 lux. Tương tự, ở hệ thống ống, mật đꢁ tảo chỉ đạt cực đại
ở mức 185,62 và 222,50 triệu tb.ml-1, tại 3000 lux; đạt cao hơn ở mức 362,50 và 442,50 triệu tb.ml-1, tại 6000
lux; đạt cao nhất nhất ở mức 535,50 và 577,50 triệu tb.ml-1, tại 9000 lux. Tốc đꢁ tăng trưởng trung bình khi
nuôi trong hệ thống tấm chỉ ở mức 0,32 và 0,31.ngày-1, tại 3000 lux; đạt cao hơn ở mức 0,34 và 0,35.ngày-1, tại
6000 lux; đạt cao nhất ở mức 0,37 và 0,38.ngày-1, tại 9000 lux. Tốc đꢁ tăng trưởng trung bình khi nuôi trong
hệ thống ống chỉ ở mức 0,25 và 0,27.ngày-1, tại 3000 lux; đạt cao hơn ở mức 0,32 và 0,33.ngày-1, tại 6000 lux;
đạt cao nhất ở mức 0,36 và 0,37.ngày-1, tại 9000 lux. Kết quả nghiên cứu cho thấy cường đꢁ ánh sáng 9000
lux là phù hợp nhất cho việc nuôi sinh khối loài N. oculata trong cả hệ thống tấm và ống dẫn.
Từ khóa: cường độ ánh sáng, hệ thống ống, hệ thống tấm, Nannochloropsis oculata.
I. MỞ ĐẦU
chế đꢁ chiếu sáng và sự truyền nhiệt (Molina và
ctv., 2001). Bởi vì nhiệt đꢁ và ánh sáng là hai
yếu tố chính quyết định năng suất khi nuôi sinh
khối vi tảo (Carvalho và Malcata, 2003), ngoài
ra còn có thêm yếu tố nồng đꢁ chất dinh dưỡng
(Ugoala và ctv., 2012).
Từ nhiều thế kỷ đã qua, vi tảo chủ yếu được
nuôi trong hệ thống hở, có dung tích lớn, điều
kiện nuôi tùy thuꢁc vào tự nhiên. Hệ thống nuôi
hở rẻ tiền, nhiều trở ngại, không đảm bảo việc
nuôi riêng biệt từng loài và chỉ nuôi mꢁt số ít
loài có khả năng chịu được điều kiện môi trường
(pH, nhiệt đꢁ, đꢁ mꢀn) khắc nghiệt (Borowitzka,
1999). Để khắc phục nhược điểm của phương
pháp nuôi truyền thống, phương pháp nuôi tảo
trong hệ thống quang phản ứng sinh học là giải
pháp tối ưu nhất (Pulz, 2001). Hệ thống thiết kế
được tối ưu hóa cho từng loài vi tảo dựa theo đꢀc
điểm sinh lý và tăng trưởng của loài (Richmond
và Cheng-Wu, 2001). Hai yếu tố môi trường
quan trọng cần phải xem xét trước tiên là nhiệt
đꢁ và ánh sáng (Richmond, 1990), tiếp theo là
Vi tảo có khả năng quang hợp ở cường đꢁ
ánh sáng (CĐAS) khác nhau, cả trong điều kiện
cường đꢁ cực thấp, khi đó vi tảo có cơ chế thích
nghi LL (low light) hay cường đꢁ cực cao, cơ
chế thích nghi HL (high light) (Grobbelaar và
ctv., 1995). Vi tảo với cơ chế HL có các đꢀc tính
như tốc đꢁ quang hợp cao, hiệu quả quang hợp
thấp, hàm lượng chlorophyll/sinh khối thấp,
hàm lượng các carotenoid cao hơn, giá trị Ik cao;
vi tảo với cơ chế LL có các đꢀc tính ngược lại.
Dưới bất kỳ điều kiện nuôi nào, tế bào vi tảo
1 Trung tâm Quốc gia Giống Hải sản Nam bꢁ, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản 2.
Email: camdtv.ria2@mard.gov.vn
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
49
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
2.2. Hệ thống nuôi
đều thích nghi được với CĐAS (giả sử rằng tế
bào trôi tự do trong môi trường nuôi). Đối với
nuôi mẻ, sau khi nhân giống, là giai đoạn môi
trường nuôi có mật đꢁ thấp, tế bào nhận CĐAS
cao, nên có đꢀc tính HL. Khi mật đꢁ tăng dần,
tế bào nhận CĐAS giảm dần do hiện tượng che
khuất lẫn nhau (self-shading) và tiến dần đến
đꢀc tính LL. Như vậy, quần thể có xu hướng có
các đꢀc tính LL trong trường hợp nuôi mẻ; trong
hệ thống nuôi liên tục do mật đꢁ tế bào không
thay đổi, CĐAS tế bào nhận được và mức đꢁ
đảo trꢁn là yếu tố xác định quần thể có các đꢀc
tính của HL hay LL (Grobbelaar và ctv., 1995).
Hệ thống tấm bao gồm 12 đơn vị nuôi, mỗi
đơn vị có thể tích 72 lít và hệ thống ống bao
gồm 6 đơn vị nuôi, mỗi đơn vị có thể tích 85 lít,
được thiết kế như mô tả của Đꢀng Tố Vân Cầm
và ctv., (2013).
2.3. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm I: ảnh hưởng của CĐAS lên
sinh trưởng vi tảo N. oculata nuôi trong hệ
thống tấm.
Thí nghiệm bao gồm 3 nghiệm thức khác
nhau về CĐAS tại bề mꢀt trong của tấm 3.000,
6.000, 9.000 lux (đo bằng máy Sper scientific,
Đài Loan). Mỗi nghiệm thức có 4 lần lꢀp lại, thí
nghiệm được lꢀp lại 2 lần.
Tuy vi tảo có khả năng quang hợp ở CĐAS
khác nhau, cả trong điều kiện cường đꢁ cực thấp
hay cực cao (Grobbelaar và Kurano, 2003), theo
FAO (1996) trong trại sản xuất giống nên nuôi
vi tảo ở CĐAS 2.500-5.000 lux (tương đương
40-100 µmol photons.m-2.s-1) hay 2.500-8.000
lux (Hoff và Snell, 2008) là phù hợp.
Điều kiện thí nghiệm: nước nuôi có đꢁ
mꢀn 20‰, xử lý diệt trùng bằng calcium
hypochlorite Ca(OCl)2 nồng đꢁ 30ppm, trung
hòa bằng sodium thiosulfate (Na2S2O3), sau
cùng lọc qua cꢁt lọc kích cỡ 1µm. Duy trì đꢁ
mꢀn 20‰ trong suốt chu kỳ nuôi bằng cách
bổ sung nước ngọt bù vào lượng nước mất đi
do bay hơi. Mật đꢁ ban đầu 5 triệu tb.ml-1, tốc
đꢁ sục khí 0,6-0,8 lít khí.lít nước nuôi-1.phút-1
(Đꢀng Tố Vân Cầm và ctv., 2013), nhiệt đꢁ
nước nuôi 28±0,5ºC, môi trường dinh dưỡng
F/2 (Guillard và Ryther, 1962).
Nghiên cứu này nhằm khảo sát sinh trưởng
của vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi trong
hệ thống tấm và ống dẫn ở các mức CĐAS khác
nhau nhằm xây dựng qui trình nuôi sinh khối
thích hợp phục vụ sản xuất giống hải sản.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
Thí nghiệm II: ảnh hưởng của CĐAS lên
sinh trưởng vi tảo N. oculata nuôi trong hệ
thống ống.
2.1. Tảo giống
Vi tảo N. oculata có nguồn gốc từ phòng
thí nghiệm biển Dunstaffnagge của CCAP (the
Culture Collection of Algae and Protozoa,
Oban, UK), được lưu giữ trên môi trường thạch
trong tủ chuyên dụng (MLR-350H, SANYO,
Nhật). Trước khi bắt đầu thí nghiệm, tảo được
cấy chuyền từ môi trường thạch (batch number
10I170007, Prolabo, 1,5% agar) sang môi trường
lỏng trong các đơn vị nuôi vô trùng có thể tích 1
và 5 lít. Bước tiếp theo là nhân giống ở các bình
thủy tinh 15 lít, số lượng bình nhân giống được
tính toán đủ lượng tảo cần cho bố trí thí nghiệm.
Tảo giống được lấy ở pha tăng trưởng và đảm
bảo có cùng chất lượng cho tất cả các nghiệm
thức khác nhau trong từng thí nghiệm.
Thí nghiệm bao gồm 3 nghiệm thức khác
nhau về CĐAS tại bề mꢀt trong của ống 3.000,
6.000, 9.000 lux. Mỗi nghiệm thức có 2 lần lꢀp
lại, thí nghiệm được lꢀp lại 2 lần.
Điều kiện thí nghiệm: Mật đꢁ ban đầu 20
triệu tb.ml-1, vận tốc dòng chảy 0,5-0,6 m.s-1
(Đꢀng Tố Vân Cầm và ctv., 2013), điều chỉnh
giá trị pH dao đꢁng trong khoảng 7-8 thông qua
tốc đꢁ cung cấp khí CO2, các điều kiện còn lại
giống thí nghiệm I.
Tất cả các thí nghiệm được kéo dài cho đến
khi tảo ở nghiệm thức cuối cùng bắt đầu đến pha
ổn định (stationary phase).
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
50
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
2.4. Thu thập và xử lý số liệu
III. KẾT QUẢ
3.1. Ảnh hưởng của CĐAS lên sinh
trưởng của tảo N. oculata trong hệ thống tấm
Các yếu tố môi trường như nhiệt đꢁ, pH,
DO được theo dõi hàng ngày bằng máy YSI
(556 MPS, USA).
Đồ thị 1 biểu diễn đường cong tăng trưởng
của N. oculata khi nuôi trong hệ thống tấm
ở cùng mật đꢁ ban đầu 5 triệu tb.ml-1, 3 mức
Mật đꢁ tảo ở tất cả các nghiệm thức được
xác định hàng ngày để theo dõi sinh trưởng CĐAS khác nhau 3.000, 6.000 và 9.000 lux. So
sánh mật đꢁ giữa 3 quần thể trong cùng ngày
nuôi cho thấy quần thể nuôi ở CĐAS càng cao
cho mật đꢁ càng cao (đồ thị 1, trái), cụ thể quần
thể nuôi ở CĐAS 3.000, 6.000 và 9.000 đạt
mật đꢁ 33,25; 41,56 và 58,73 triệu tb.ml-1 vào
ngày nuôi 3, đạt mật đꢁ 58,44; 70,69 và 98,75
triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 6, đạt mật đꢁ 90,84;
102,81 và 137,81 triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 9,
theo thứ tự (p<0,05). Khả năng đạt mật đꢁ cực
đại cũng khác biệt nhau giữa 3 quần thể và theo
xu hướng quần thể nuôi ở CĐAS càng cao cho
khả năng đạt mật đꢁ càng cao, cụ thể quần thể
của quần thể, đếm mật đꢁ tảo bằng buồng đếm
Neubauer Haemocytometer.
Xác định tốc đꢁ tăng trưởng (µ) theo công
thức của Abu-Rezq và ctv., (1999)
µ = (LnNt-LnNo)/t
Nt là mật đꢁ tại thời điểm t, No là mật đꢁ đầu
và t khoảng thời gian (ngày)
Sử dụng phân tích One-Way ANOVA và
phép thử Duncan (SPSS version 16.0) để so
sánh sự khác biệt về mật đꢁ và tốc đꢁ tăng nuôi ở CĐAS 3.000, 6.000 và 9.000 đạt cực đại
ở mật đꢁ 90,84 triệu tb.ml-1 sau 9 ngày; 127,16
trưởng của tảo giữa 3 nghiệm thức khác nhau
triệu tb.ml-1 sau 12 ngày và 290,88 triệu tb.ml-1
trong từng thí nghiệm.
sau 20 ngày, theo thứ tự.
Đồ thị 1. Sinh trưởng của N. oculata nuôi trong hệ thống tấm ở CĐAS 3000, 6000, 9000 lux, biểu
thị bằng mật đꢁ (trái) và tốc đꢁ tăng trưởng (phải), lần lꢀp lại thứ 1.
Tốc đꢁ tăng trưởng (TĐTT) của quần thể xuống 0,18 và 0,17.ngày-1 ở ngày 6 và giảm dần
3000 lux đạt 0,63.ngày-1 ở ngày 3, nhưng giảm xuống chỉ còn 0,12 và 0,17.ngày-1 ở ngày 9 (đồ
nhanh xuống 0,19.ngày-1 ở ngày 6 và giảm dần thị 1, phải). TĐTT trung bình của quần thể nuôi ở
xuống 0,15.ngày-1 ở ngày 9. Ở hai quần thể 6000 CĐAS càng cao thì càng cao, cụ thể 0,32.ngày-1;
và 9000 lux cũng có xu hướng tương tự, đạt theo 0,34.ngày-1 và 0,37.ngày-1 ở quần thể nuôi ở CĐAS
thứ tự 0,71 và 0,82.ngày-1 ở ngày 3, giảm nhanh lần lượt là 3000, 6000 và 9000 (p<0,05).
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
51
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Ở lần lꢀp lại thứ 2, sinh trưởng của N. Khả năng đạt mật đꢁ cực đại cũng khác biệt
oculata cũng giống như lần lꢀp lại thứ 1, quần nhau giữa 3 quần thể và theo xu hướng quần
thể nuôi ở CĐAS càng cao cho mật đꢁ càng cao thể nuôi ở CĐAS càng cao cho khả năng đạt
(đồ thị 2, trái), cụ thể quần thể nuôi ở CĐAS mật đꢁ càng cao, cụ thể quần thể nuôi ở CĐAS
3000, 6000 và 9000 đạt mật đꢁ 31,50; 46,13 3.000, 6.000, 9.000 đạt cực đại ở mật đꢁ 83,75
và 56,88 triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 3, đạt mật triệu tb.ml-1 sau 8 ngày; 116,25 triệu tb.ml-1 sau
đꢁ 66,19; 83,56 và 95,00 triệu tb.ml-1 vào ngày 9 ngày; 223,31 triệu tb.ml-1 sau 22 ngày, theo
nuôi 6, đạt mật đꢁ 79,06; 116,25 và 154,69 triệu thứ tự.
tb.ml-1 vào ngày nuôi 9, theo thứ tự (p<0,05).
Đồ thị 2. Sinh trưởng của N. oculata nuôi trong hệ thống tấm ở CĐAS 3.000, 6.000, 9.000 lux,
biểu thị bằng mật đꢁ (trái) và tốc đꢁ tăng trưởng (phải), lần lꢀp lại thứ 2.
3.2. Ảnh hưởng của CĐAS lên sinh
trưởng của tảo N. oculata trong hệ thống ống
TĐTT của các quần thể ở lần lꢀp thứ thứ 2
cũng giống như lần lꢀp lại thứ 1, giảm dần trong
suốt chu kỳ nuôi (đồ thị 2, phải), TĐTT trung
bình cũng theo xu hướng quần thể nuôi ở CĐAS
càng cao thì càng cao, cụ thể 0,31.ngày-1; 0,35.
ngày-1 và 0,38.ngày-1 ở quần thể nuôi ở CĐAS
lần lượt là 3.000, 6.000 và 9.000 (p<0,05).
Đồ thị 3 biểu diễn đường cong tăng
trưởng của N. oculata khi nuôi trong hệ
thống ống ở cùng mật đꢁ ban đầu 20 triệu
tb.ml-1, 3 mức CĐAS khác nhau 3.000, 6.000
và 9.000 lux. Cũng giống như hệ thống tấm,
quần thể nuôi ở CĐAS càng cao cho mật đꢁ
càng cao (đồ thị 3, trái), cụ thể quần thể nuôi
ở CĐAS 3.000, 6.000 và 9.000 đạt mật đꢁ
56,44; 71,87 và 90,00 triệu tb.ml-1 vào ngày
nuôi 3, đạt mật đꢁ 143,44; 217,50 và 283,75
triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 6, đạt mật đꢁ
185,62; 339,37 và 475,00 triệu tb.ml-1 vào
ngày nuôi 9, theo thứ tự (p<0,05). Sau ngày
nuôi thứ 9, quần thể nuôi ở CĐAS 3.000 lux
đi vào pha tàn, hai quần thể nuôi ở CĐAS
6.000 và 9.000 lux tiếp tục phát triển và đạt
cực đại ở mức 362,50 và 535,50 triệu tb.ml-1
vào ngày nuôi thứ 12. Mật đꢁ cực đại đạt
được ở điều kiện 9.000 lux cao khác biệt so
với 6.000 lux (p<0,05).
Như vậy 3 mức CĐAS đã thử nghiệm có ảnh
hưởng lên sinh trưởng của N. oculata nuôi trong
hệ thống tấm, sinh trưởng của vi tảo theo quy
luật CĐAS càng cao cho mật đꢁ hàng ngày, khả
năng đạt cực đại và TĐTT càng cao. Quần thể chỉ
đạt cực đại ở mức 90,84 và 83,75 triệu tb.ml-1,
lần lꢀp lại thứ 1 và 2 (theo thứ tự), CĐAS 3.000
lux; đạt cao hơn ở mức 127,16 và 116,25 triệu
tb.ml-1, CĐAS 6.000 lux; đạt cao nhất nhất ở
mức 290,88 và 223,31 triệu tb.ml-1, CĐAS 9.000
lux. Quần thể chỉ đạt TĐTT trung bình ở mức
0,32 và 0,31.ngày-1, lần lꢀp lại thứ 1 và 2 (theo
thứ tự), CĐAS 3.000 lux; đạt cao hơn ở mức 0,34
và 0,35.ngày-1, CĐAS 6.000 lux; đạt cao nhất ở
mức 0,37 và 0,38.ngày-1, CĐAS 9.000 lux.
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
52
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Đồ thị 3. Sinh trưởng của N. oculata nuôi trong hệ thống ống ở CĐAS 3.000, 6.000, 9.000 lux,
biểu thị bằng mật đꢁ (trái) và tốc đꢁ tăng trưởng (phải), lần lꢀp lại thứ 1.
TĐTT của quần thể 3.000 lux đạt 0,34. ngày 6 và chỉ còn 0,15 và 0,17.ngày-1 ở ngày
ngày-1 ở ngày 3, giảm xuống 0,31.ngày-1 ở 9 (đồ thị 3, phải). TĐTT trung bình của quần
ngày 6 và chỉ còn 0,08.ngày-1 ở ngày 9. Ở hai thể nuôi ở CĐAS càng cao thì càng cao, cụ thể
quần thể 6.000 và 9.000 lux cũng có xu hướng 0,25.ngày-1; 0,32.ngày-1 và 0,36.ngày-1 ở quần
tương tự, đạt theo thứ tự 0,42 và 0,50.ngày-1 thể nuôi ở CĐAS lần lượt là 3.000, 6.000 và
ở ngày 3, giảm xuống 0,37 và 0,38.ngày-1 ở 9.000 (p<0,05).
Đồ thị 4. Sinh trưởng của N. oculata nuôi trong hệ thống ống ở CĐAS 3.000, 6.000, 9.000 lux,
biểu thị bằng mật đꢁ (trái) và tốc đꢁ tăng trưởng (phải), lần lꢀp lại thứ 2.
Ở lần lꢀp lại thứ 2, cũng tìm thấy qui luật 9.000 lux đạt cực đại cao khác biệt (p<0,05) ở
quần thể nuôi ở CĐAS càng cao cho mật đꢁ 577,50 triệu tb.ml-1 vào cùng ngày nuôi thứ 12.
càng cao (đồ thị 4, trái), cụ thể quần thể nuôi ở
CĐAS 3.000, 6.000 và 9.000 đạt mật đꢁ 68,63;
92,19 và 122,63 triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 3,
đạt mật đꢁ 172,50; 252,25 và 335,00 triệu tb.ml-1
vào ngày nuôi 6, đạt mật đꢁ 222,50; 380,62 và
352,50 triệu tb.ml-1 vào ngày nuôi 9, theo thứ tự
(p<0,05). Sau ngày nuôi thứ 9, quần thể nuôi ở
CĐAS 3.000 lux đi vào pha tàn, quần thể nuôi ở
CĐAS 6.000 tiếp tục phát triển và đạt cực đại ở
mức 442,50 triệu tb.ml-1, quần thể nuôi ở CĐAS
TĐTT của các quần thể ở lần lꢀp thứ thứ 2
cũng giảm dần trong suốt chu kỳ nuôi (đồ thị
4, phải), TĐTT trung bình cũng theo xu hướng
quần thể nuôi ở CĐAS càng cao thì càng cao,
cụ thể 0,27.ngày-1; 0,33.ngày-1 và 0,37.ngày-1 ở
quần thể nuôi ở CĐAS lần lượt là 3.000, 6.000
và 9.000 (p<0,05).
Cũng như hệ thống tấm, sinh trưởng của N.
oculata trong hệ thống ống cũng bị ảnh hưởng
bởi CĐAS, theo qui luật CĐAS càng cao cho
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
53
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
mật đꢁ hàng ngày, khả năng đạt cực đại và bꢁ máy quang hợp (Jensen và Knutsen, 1993).
TĐTT càng cao. Quần thể chỉ đạt cực đại ở mức CĐAS cao nhất trong nghiên cứu này là 9.000
185,62 và 222,50 triệu tb.ml-1, lần lꢀp lại thứ 1 lux chưa vượt quá mức gây ra ức chế quang hợp
và 2 (theo thứ tự), CĐAS 3000 lux; đạt cao hơn của vi tảo, theo Escobal (1993) là 10.000 lux.
ở mức 362,50 và 442,50 triệu tb.ml-1, CĐAS Ở các mức CĐAS khác nhau, nghiên cứu áp
6.000 lux; đạt cao nhất nhất ở mức 535,50 và dụng thời gian chiếu sáng liên tục, phù hợp nhất
577,50 triệu tb.ml-1, CĐAS 9.000 lux. Quần thể cho tăng trưởng của N. ocualta trong các chế đꢁ
chỉ đạt TĐTT trung bình ở mức 0,25 và 0,27. chiếu sáng mà Sen và ctv., (2005) đã tìm thấy.
ngày-1, lần lꢀp lại thứ 1 và 2 (theo thứ tự), CĐAS
Trong nghiên cứu này N. oculata đạt mật
3.000 lux; đạt cao hơn ở mức 0,32 và 0,33.ngày-1,
CĐAS 6.000 lux; đạt cao nhất ở mức 0,36 và
0,37.ngày-1, CĐAS 9.000 lux.
đꢁ cực đại 290,88 triệu tb.ml-1, khi nuôi trong
hệ thống tấm (120cm x 60cm x 10cm) ở CĐAS
9000 lux nhân tạo, cao hơn kết quả của Gitelson
Trong tất cả các thí nghiệm, nhiệt đꢁ ổn và ctv., (2000) khi nuôi N. oculata trong hệ
định trong khoảng 28±0,5ºC, không có sự khác thống tấm (90cm x 70cm x 20cm) trong điều
biệt về pH và DO giữa tất cả các nghiệm thức. kiện ánh sáng tự nhiên, đạt 200 triệu tb.ml-1.
pH ở các ngày nuôi đầu dao đꢁng trong khoảng Cũng ở Israel, các hệ thống tấm (90cm x 60cm x
8,0-8,2 và tăng dần đến các ngày nuôi cuối dao 10cm) và thậm chí hệ thống có quy mô lớn hơn
đꢁng trong khoảng 8,8-9,0. Sự tăng nhẹ pH vào (110cm x 200cm x 10cm) lần lượt của các tác
cuối chu kỳ nuôi cũng nằm trong giá trị pH cho giả Richmond và Cheng-Wu ( 2001) và Cheng-
nuôi sinh khối tảo theo Coutteau (1996) là 7-9. Wu và ctv., (2001) đạt mật đꢁ cao 500-600
Không có sự thay đổi về DO trong suốt chu kỳ triệu tb.ml-1 khi nuôi ở điều kiện ánh sáng nhân
nuôi trong hệ thống tấm, giá trị dao đꢁng trong tạo, nhiệt đꢁ 26-27ºC. Mật đꢁ cực đại trong hệ
khoảng 6-7mg.l-1; trong hệ thống ống, biến đꢁng thống tấm của nghiên cứu này nuôi trong điều
6-15mg.l-1.
IV. THẢO LUẬN
kiện không bổ sung CO2, nhiệt đꢁ nước nuôi
28±0,5ºC, đây có thể là nguyên nhân đạt mật
đꢁ cực đại thấp hơn so với kết quả đạt được của
hai tác giả trên khi nuôi trong điều kiện có bổ
sung CO2, nhiệt đꢁ nước nuôi gần ở mức tối ưu
hơn. Theo Abu-Rezq và ctv., (1999) nhiệt đꢁ tối
ưu cho N. oculata trong khoảng 19-25ºC. Cho
đến nay hệ thống tấm đạt mật đꢁ cao nhất là
của tác giả Zou và ctv., (2000), đường dẫn ánh
sáng rất hẹp 1-2cm, CĐAS rất cao 1.000-3.000
µmol photons.m-2.giây-1, (tương đương khoảng
77.000-230.000 lux từ ánh sáng trắng đèn huỳnh
quang, 1 µmol photon = 0,013 lux) dùng để nuôi
N. oculata ly trích EPA, đạt 1.200-1.400 triệu
tb.ml-1. Các tác giả Zou và Richmond (1999),
Richmond và Cheng-Wu (2001) đã kết luận
rằng Nannochloropsis sp. nuôi trong hệ thống
tấm đường dẫn ánh sáng 10cm, cường đꢁ 1.800-
2.100 µmol photons.m-2.s-1 là tối ưu nhất.
Hệ thống nuôi tấm và ống dẫn đã được tối
ưu hóa thiết kế (Đꢀng Tố Vân Cầm và ctv.,
2013; Đꢀng Thị Nguyên Nhàn và ctv., 2013),
nghiên cứu ảnh hưởng của 3 mức CĐAS 3.000,
6.000 và 9.000 lux lên sinh trưởng vi tảo N.
oculata nhằm tối ưu hóa vận hành hệ thống.
Trong cả hai hệ thống tấm và ống dẫn, CĐAS
có ảnh hưởng đến sinh trưởng của quần thể N.
oculata theo qui luật CĐAS càng cao cho mật
đꢁ hàng ngày, khả năng đạt cực đại càng cao.
Quy luật này cũng đã được Aiba (1982) chứng
minh rằng đối với hệ thống nuôi đã được tối
ưu hóa thiết kế và vận hành, CĐAS quyết định
tốc đꢁ quang hợp và mật đꢁ cực đại hay năng
suất thu hoạch, cũng như mới đây Ugoala và
ctv., (2012) khẳng định có mối tương quan
thuận giữa CĐAS và năng suất tảo thu hoạch.
Tuy nhiên, CĐAS quá cao làm ức chế quá trình
quang hợp, do ức chế hệ thống quang II của
Trong hệ thống ống dẫn, N. oculata đạt
mật đꢁ cực đại 577,50 triệu tb.ml-1, ở CĐAS
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
54
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
LỜI CẢM ƠN
9000 lux nhân tạo, mật đꢁ này cũng có thể so
sánh với các tác giả khác. Cao hơn nhiều so
với mật đꢁ 350 triệu tb.ml-1 trong hệ thống ống
qui mô pilot (196 lít, đường kính 10cm) của
Briassoulis và ctv., (2010) nuôi ở Hy Lạp trong
điều kiện nhiệt đꢁ cao, ánh sáng tự nhiên kết
hợp nhân tạo. Hệ thống ống của Zittelli và ctv
(1999) nuôi bằng ánh sáng nhân tạo ở CĐAS
100 µmol photons.m-2.s-1 (tương đương 7.700
lux) cho mật đꢁ cao hơn, năng suất trung bình
0,84±0,16 g/l/day, có thể là do đường kính
ống Acrylic hẹp, 43 mm so với 60 mm trong
nghiên cứu này. Trường hợp nuôi N. oculata
trong hệ thống ống ở CĐAS cao 300 µmol
photons.m-2.s-1 (khoảng 23.000 lux), nhiệt đꢁ
tối ưu (25ºC), đạt mật đꢁ rất cao 1.000 triệu
tb.ml-1 (Lubian và ctv., 2000).
Nghiên cứu được thực hiện từ kinh phí đề
tài “Nghiên cứu công nghệ nuôi, thu sinh khối
vi tảo I. galbana, N. oculata phục vụ sản xuất
giống hải sản”, thuꢁc chương trình Công nghệ
sinh học Nông nghiệp, Thủy sản của Bꢁ NN &
PTNT. Tác giả chân thành cảm ơn các bạn cꢁng
tác viên, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản
2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu
thành công.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
Đꢀng Tố Vân Cầm, Trình Trung Phi, Diệu Phạm Hoàng
Vy, Lê Thanh Huân, Đꢀng Thị Nguyên Nhàn, Trần
Thị Tuyết Lan, 2013. Thiết kế và vận hành hệ
thống kín quang phản ứng sinh học để nuôi thâm
canh vi tảo biển. Tạp chí Nghề cá sông Cửu Long,
số 1, 73-84.
TĐTT của N. oculata trong cả hai hệ thống,
dù ở mức CĐAS nào cũng theo xu hướng chung
là giảm dần theo thời gian nuôi, càng gần đạt cực
đại TĐTT càng chậm lại; quần thể nuôi ở CĐAS
càng cao cho TĐTT càng cao. Bởi vì TĐTT
của sinh vật quang tự dưỡng được quyết định
bởi hàm lượng ánh sáng mà tế bào nhận được
cho quá trình quang hợp và kéo theo hàm lượng
Carbon cố định được (Tzovenis và ctv., 2003).
Đꢀng Thị Nguyên Nhàn, Trình Trung Phi, Đꢀng Tố Vân
Cầm, 2013. Ảnh hưởng của tốc đꢁ dòng chày lên
sinh trưởng vi tảo biển (Nannochloropsis oculata
& Isochrysis galbana) nuôi trong hệ thống ống.
Tuyển tập Hꢁi nghị Khoa học trẻ ngành Thủy sản
toàn quốc lần thứ IV, 143-151pp.
V. KẾT LUẬN
Tài liệu tiếng Anh
CĐAS có ảnh hưởng đến sinh trưởng của
quần thể N. oculata nuôi trong hệ thống tấm và
ống theo qui luật CĐAS càng cao (trong mức
thí nghiệm) cho mật đꢁ hàng ngày, khả năng đạt
cực đại và TĐTT càng cao.
Abu-Rezq, T.S., Al-Musallam, L., Al-Shimmari, J.,
Dias, P., 1999. Optimum production conditions for
different high-quality marine algae. Hydrobiologia
403, 97-107pp.
Aiba, S., 1982. Growth kinetics of photosynthetic
microorganisms. Adv. Biochem. Eng. 23, 85-
156pp.
Trong 3 mức CĐAS đã nghiên cứu, mức
9.000 lux là phù hợp nhất cho việc nuôi sinh khối
loài N. oculata trong cả hệ thống tấm và ống.
Borowitzka, M.A., 1999. Commercial production of
microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters. J.
Biotechnol. 70 (1), 313-321pp.
Ở hệ thống tấm, CĐAS 9.000 lux, quần
thể đạt cực đại ở mức 290,88 và 223,31 triệu
tb.ml-1, TĐTT trung bình 0,37 và 0,38.ngày-1 ở
lần lꢀp lại thứ 1 và 2, theo thứ tự.
Briassoulis, D., Panagakis, P., Chionidis, M., Tzenos,
D., Lalos, A., Tsinos, C., Berberidis, K., Jacobsen,
A., 2010. An experimental helical-tubular
photobioreactor for continuous production of
Nannochloropsis sp. Bioresour. Technol. 101,
6768-6777.
Ở hệ thống ống, CĐAS 9.000 lux, quần thể
chỉ đạt cực đại ở mức 535,50 và 577,50 triệu
tb.ml-1,TĐTT trung bình 0,36 và 0,37.ngày-1, ở
lần lꢀp lại thứ 1 và 2, theo thứ tự.
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
55
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
Carvalho, A.P., Malcata, F.X., 2003. Kinetic modeling
Richmond,A., 1990. Large scale microalgal culture and
applications, in: F.E. Round, D.J. chapman (Eds.),
Prog. Phycol. Res. 7, Biopress Ltd., Bristol.
of the autotrophic growth of Pavlova lutheri:
Study of the combined influence of light and
temperature. Biotechnol. Prog. 19, 1128-1135.
Richmond, A., Cheng-Wu, Z., 2001. Optimization of
a flat plate glass reactor for mass production of
Nannochloropsis sp. outdoors. J. Biotechnol. 85,
259 – 269pp.
Cheng-Wu, Z., Zmora, O., Kopel, R., Richmond A.,
2001. An industrial-size flat plate glass reactor
for mass production of Nannochloropis sp.
(Eustigmatophyceae). Aquaculture 195, 35-49pp.
Sen, B., Kocer, M.A.T., Alp, M.T., Erbas, H., 2005.
Studies on Growth of Marine Microalgae in
Batch culture: III. Nannochloropsis oculata
(Eutigmatophyta). Asian J. Plany Sci. 4(6), 642-
644pp.
Escobal, P., 1993. Inside ultraviolet sterilizers.
Aquarium Fish Magazine, January 1993, 52-63pp.
FAO, 1996. Manual on the Production and Use of Live
Food for Aquaculture. FAO Fisheries Technical
Paper No. 361. Rome.
Tzovenis, I., De Pauw, N., Sorgeloos, P., 2003.
Optimisation of T-ISO biomass production rich
in essential fatty acids II. Effect of different
light regimes on the production of fatty acids.
Aquaculture 216, 223-242pp.
Gitelson, A.A., Grits, Y.A., Etzion, D., Ning, Z.,
Richmond, A., 2000. Optical properties of
Nannochloropsis sp and their application to
remote estimation of cell mass. Biotechnol.
Bioeng. 69(5), 516-525pp.
Ugoala, Emeka, Ndukwe, G.I., Mustapha, K.B., Ayo,
R.I., 2012. Constraints to large scale algae biomass
production and utilization. J. Algal Biomass Utln.
3 (2), 14-32pp.
Grobbelaar, J.U., Kurano, N., 2003. Use of
photoacclimation in the design of a novel
photobioreactor to achieve high yields in algal
mass cultivation. J. Appl. Phycol. 15, 121-126pp.
Zittelli, G.C., Lavista, F., Bastianini, A., Rodolfi, L.,
Vincenzini, M., Tredici, M.R., 1999. Production
of eicosapentaenoic acid by Nannochloropsis sp.
cultures in outdoor tubular photobioreactors. J.
Biotech. 70, 299-312pp.
Grobbelaar, J.U., Nedbal, L., Tichy, L., Setlik, I., 1995.
Variations in some photosynthetic characteristics
of microalga cultured in outdoor thin-layered
sloping reactors. J. Appl. Phycol. 7, 243-260pp.
Zou, N., Richmond, A., 1999. Effect of light-path
length in outdoor flat plate reactors on output rate
of cell mass and of EPA in Nannochloropsis sp. J.
Biotechnol. 70, 351-356pp.
Hoff, F.H., Snell, T.W., 2008. Plankton Culture
Manual. Florida Aquafarm, Inc., Dade City, Flo-
rida. 186pp.
Jensen, S., Knutsen, G., 1993. Influence of light and
temperature on photoinhibition of photosynthesis in
Spirulina platensis. J. Appl. Phycol. 5, 495-504pp.
Zou N., Zhang, C.W., Cohen Z., Richmond A., 2000.
Production of cell mass and eicosapentaenoic
acid (EPA) in ultrahigh cell density cultures of
Nannochloropsis sp. (Eustigmatophyceae). Eur. J.
Phycol. 35, 127pp.
Lubian, L.M., Montero, O., Moreno-Garrido, I., Emma
Huertas, I., Sobrino, C., 2000. Nannochloropsis
(Eustigmatophyceae) as source of commercially
valuable Pigments. J. Appl. Phycol. 12, 249-255pp.
Molina, E., Fernandez, J., Acien, F.G., Chisti, Y., 2001.
Tubular photobioreactors design for algal cultures.
J. Biotechnol. 92, 113-131pp.
Pulz, O., 2001. Photobioreactors: production systems
for phototrophic microorganisms. J. Appl.
Microbiol. Biotechnol. 57, 287-293pp.
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
56
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
EFFECT OF LIGHT INTENSITY ON THE GROWTH OF
Nannochloropsis oculata
CULTURED IN PLAT PLATE GLASS & TUBULAR PHOTOBIOREACTOR
Dang To Van Cam1, Trinh Trung Phi1, DangThi Nguyen Nhan1
ABSTRACT
Study on the effect of light intensity at 3,000; 6,000 and 9,000 lux on the growth of Nannochloropsis oculata
cultured in flat plate glass and tubular photobioreactor showed that light intensity had a distinct effect. Gen-
eral trend is the higher light intensity, the higher daily density, maximal density and specific growth rate. In
flat plate glass reactor, populations were only able to reach maximal density at 90.84 and 83.75 million cell.
ml-1 (in the first and second repeated, respectively) at 3,000 lux; higher at 127.16 and 116.25 million cell.ml-1,
at 6,000 lux; highest at 290.88 and 223.31 million cell.ml-1, at 9,000 lux. Similarly, in tubular photobioreac-
tor, populations were only able to reach maximal density at 185.62 and 222.50 million cell.ml-1, at 3,000 lux;
higher at 362.50 and 442.50 million cell.ml-1, at 6,000 lux; highest at 535.50 and 577.50 cell.ml-1, at 9,000
lux. The average specific growth rate cultured in flat plate glass reactor were only at 0.32 and 0.31.day-1, at
3,000 lux; higher at 0.34 and 0.35.day-1, at 6,000 lux; highest at 0.37 and 0.38.ngày-1, at 9,000 lux. The aver-
age specific growth rate cultured in tubular photobioreactor were 0.25 and 0.27.day-1, at 3,000 lux; higher
at 0.32 and 0.33.day-1, at 6,000 lux; highest at 0.36 and 0.37.ngày-1, at 9,000 lux. The obtained results show
that light intensity at 9,000 lux is the best for culturing N. oculata in both flat plate glass reactor and tubular
photobioractor.
Keywords: flat plate glass reactor, light intensity, Nannochloropsis oculata, tubular photobioreator.
Người phản biện: ThS. Võ Minh Sơn
Ngày nhận bài: 10/02/2014
Ngày thông qua phản biện: 28/02/2014
Ngày duyệt đăng: 30/3/2014
1 National Breeding Center for Southern Marine Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2
Email: camdtv.ria2@mard.gov.vn
TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 3 - THAÙNG 6/2014
57
9 trang
22/04/2022
420
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sinh trưởng vi tảo Nannochloropsis oculata nuôi trong hệ thống tấm và ống dẫn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- anh_huong_cua_cuong_do_anh_sang_len_sinh_truong_vi_tao_nanno.pdf
