VI KHUẨN QUANG HỢP NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Vi khuẩn quang hợp (hay còn gọi vi sinh quang hợp, vi sinh quang tự dưỡng) được ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản là giải pháp có vai trò quan trọng để tăng năng suất. Chúng làm giảm nhanh ô nhiễm và ổn định môi trường nước ao nuôi và cải thiện chất lượng dinh dưỡng cho tôm cá trong ao nuôi.

Vi khuẩn quang hợp là gì?

Vi khuẩn quang hợp là một loại vi khuẩn có lợi, chúng có ích trong việc nuôi trồng thủy sản. Vi khuẩn quang hợp hay còn được gọi tắt là PSB ( photosynthetic bacteria) đây là một loại vi sinh vật có thể sử dụng ánh sáng mặt trời để tự tổng hợp chất dinh dưỡng, thức ăn. Cơ chế hoạt động của vi khuẩn quang hợp sử dụng Hydro (H2), Hydro sunfua (H2S) hoặc lưu huỳnh (S) làm chất điện tử để thực hiện quá trình quang hợp. Mặt khác ở các loại thực vật, thực vật nổi (tảo, vi khuẩn lam) chúng sử dụng Hydro (H2), Oxy (O2) hoặc Hydro đioxit (H2O) là chất cho điện tử để thực hiện quá trình quang hợp

Bên cạnh đó, vi sinh quang tự dưỡng chứa chất diệp lục khuẩn, chúng hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn ở các nơi thiếu oxy và ánh sáng có thể xuyên qua được nên thường được tìm thấy ở các nơi thủy vực sâu.

Ngoài ra, nhờ khả năng đặt biệt mà vi khuẩn quang hợp có thể phát triển được trong điều kiện nơi tối có oxy và cả nơi có ánh sáng không oxy. Vì thế, vi khuẩn quang hợp có thể phân bố rộng rãi trong môi trường như: phân bố rộng rãi ở ruộng, ao, hồ, sông, biển và cả trong đất. Đặc biệt, chúng phân bố nhiều trong đất nơi bùn giàu hữu cơ và ô nhiễm.

Hình 1: Hình dạng vi khuẩn quang hợp dưới kính hiển vi

Đặc điểm sinh học của vi khuẩn quang hợp

Dựa vào điều kiện oxy mà vi khuẩn quang hợp được chia thành 2 nhóm: Nhóm vi khuẩn hiếu khí (trong điều kiện có sự tham gia của oxy) và nhóm vi khuẩn yếm khí (trong môi trường không có oxy nhưng có sự tham gia của ánh sáng để quang hợp).   

Trong nhóm vi khuẩn yếm khí có ánh sáng được chia thành nhóm vi khuẩn lục và nhóm vi khuẩn tía. Trong đó, nhóm vi khuẩn tía không lưu huỳnh (khi nhân sinh khối lên có dải màu phân bổ từ màu hồng đến màu đỏ tía) thường được ứng dụng phổ biến để xử lý các chất thải hữu cơ và các khí độc trong môi trường nước. Từ đó giúp cải thiện chất lượng nước trong ao nuôi thủy sản cũng như sông, hồ, kênh, rạch,.. nơi các nguồn nước thải, chất thải của khu công nghiệp thải ra.

Vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh là các tế bào Gram âm, đơn bào, có các dạng cầu, xoắn, hình que ngắn,… đứng riêng lẻ hoặc hình chuỗi. Vi khuẩn quang hợp sinh sản bằng cách nhân đôi tế bào, ngoài ra có một số loài sinh sản bằng cách nảy chồi. 

Vi khuẩn quang hợp có khả năng tự tổng hợp thức ăn và chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học bởi quá trình quang hợp yếm khí. Vi khuẩn tía không lưu huỳnh có dải màu phân bổ từ màu hồng đến màu đỏ tía, sắc tố quang hợp của vi khuẩn tía chính là Bacteriochlorophyll a hoặc b. Cơ quan quang hợp là màng quang hợp được gắn với màng tế bào.

Hình 2: Vi khuẩn quang hợp được phân lập và nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm

Vai trò của vi sinh quang hợp - vi khuẩn quang hợp

Cung cấp nguồn vi sinh có lợi

Vi khuẩn quang hợp khi bổ sung vào trong môi trường ao nuôi sẽ thiết lập nhanh hệ vi sinh có lợi trong ao nuôi, cạnh tranh với nhóm vi khuẩn có hại. Giúp ổn định môi trường ao nuôi thủy sản ít bị biến động, tăng sức đề kháng cho tôm và hạn chế khả năng mắc các bệnh trên tôm nuôi.

Làm sạch chất lượng nước ao nuôi trồng thủy sản

Vi khuẩn quang hợp trong ngành nuôi trồng thủy sản, đặt biệt là nghề nuôi tôm. Đây được xem là một bước tiến mới đem lại hiệu quả tối ưu lại tiết kiệm chi phí cho người nuôi. Hiện nay, thông thường dùng người nuôi tôm sử dụng các dòng vi khuẩn quang hợp chứa nhóm vi khuẩn tía không lưu huỳnh để xử lý các khí độc H2S, NH3/NO2 và mùn bã hữu cơ trong ao nuôi giúp tái tạo lại nguồn nước nhanh chóng hạn chế được những tác động từ các khí độc gây ảnh hưởng đến sức khỏe của tôm nuôi.

Vi khuẩn quang hợp hiện nay được bà con sử dụng rộng rãi và ứng dụng nhóm vi khuẩn quang hợp ở điều kiện có ánh sáng - không oxy, vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh sẽ sử dụng H2S, H2 hoặc S làm nguồn thức ăn để thực hiện quá trình quang hợp dị dưỡng hoặc quang tự dưỡng. Nhờ vậy giúp làm sạch khí độc H2S trong ao nuôi, nền đáy ao sạch không gây hôi thối, bùn đen, cải thiện nguồn nước bị ô nhiễm. Khi nền đáy ao sạch tôm có thể trầm đáy, tìm kiếm nguồn thức ăn sinh trưởng và phát triển tốt nhất.

Hình 3: Môi trường nước và đất đã được phục hồi sau 1 tháng sử dụng vi sinh quang hợp VS 01 mô hình AEC 79 phiên bản 2 sử dụng 100% thức ăn tự nhiên tại Cà Mau

Ngược lại vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh thực hiện quá trình hóa dị dưỡng bằng cách sử dụng các nguồn chất hữu cơ để làm nguồn thức ăn ở trong điều kiện tối - có oxy. Từ đó giúp xử lý được một lượng lớn chất hữu cơ được sản sinh ra trong ao nuôi. Ngoài ra, một số loài vi khuẩn yếm khí không bắt buộc trong nhóm này khi quang hợp có thể sử dụng các loại NO2- và NO3- làm chất dẫn, giúp làm giảm lượng khí độc NH3, NO2- trong ao.

Ngăn ngừa và điều trị bệnh

Ưu điểm của vi khuẩn quang hợp có tốc độ sinh sản nhanh chóng theo hệ số nhân trong thời gian ngắn nên được ứng dụng vào trong ao nuôi tôm. Từ đó chiếm ưu thế và cạnh tranh với các nhóm vi khuẩn khác, làm hạn chế sự sinh sôi của vi khuẩn gây bệnh giúp tôm nuôi giảm được stress và tăng sức đề kháng.

Vi khuẩn quang hợp có tác dụng rõ rệt trong việc kiểm soát một số bệnh trên tôm nuôi. Đặc biệt là đối với các bệnh đen mang, bệnh đỏ thân đốm trắng, bệnh do các nhóm vi khuẩn dạng sợi. 

Bên cạnh đó trong quá trình quang hợp và chuyển hóa năng lượng, vi khuẩn có thể sinh ra một loại enzyme trypsin hỗ trợ tiêu hóa thức ăn giúp tôm hấp thu dinh dưỡng một cách tốt nhất, hỗ trợ phục hồi sức khỏe tôm sau khi bệnh. Enzyme trypsin được xem là một mắc xích quan trọng trong quá trình phân giải và hấp thụ thức ăn của tôm. Tác dụng của enzyme trypsin là chất xúc tác cho quá trình thủy phân các liên kết peptide, giúp phân giải các protein thành nhiều peptide nhỏ hơn. Sau đó các peptide sẽ tiếp tục được thủy phân thành các axit amin bởi những men tiêu hóa khác, để từ đó chúng có thể hấp thụ vào máu thông qua niêm mạc ruột non. 

Bổ sung vào thức ăn

Vi khuẩn quang hợp là một loại vi khuẩn có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng dinh dưỡng rất cao, trong đó tỉ lệ protein lên đến hơn 60%. Ngoài ra, chúng còn chứa một số  nhóm vitamin B, D và chất kích thích tăng khả năng bắt mồi, sự tăng trưởng của tôm.

Khi tôm ăn thức ăn có bổ sung vi khuẩn quang hợp thường sử dụng Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus, Rhodovulum sulfidophilum, Rhodobacter sphaeroid, Rhodospirillum rubrum, Thiobacillus sp., sẽ giúp tôm tăng khả năng chịu sốc khí độc NH3 ức chế vi khuẩn Vibrio gây bệnh. Nhờ vậy tôm tăng trưởng tốt hơn, giảm hệ số FCR.

Ngoài ra do có kích thước nhỏ nên chúng còn là thức ăn vừa miệng của các loại động vật phù du như Copepoda, crill, artemia,... Từ đó làm nguồn thức ăn cho ấu trùng tôm, cá và nhuyễn thể 2 mảnh vỏ. Trong quá trình sản xuất giống thủy sản, ứng dụng vi khuẩn quang hợp vào quá trình ương nuôi có thể nâng cao được tỷ lệ sống, tăng trưởng nhanh, giảm bớt lượng nước thay. Quan trọng hơn nữa là khi sử dụng chế phẩm vi sinh VS 01 còn cải thiện được môi trường ao nuôi làm giảm được các chất độc hại như hấp thu, phân hủy chất hữu cơ, loại bỏ mùi hôi do amoniac (NH3), H2S, amin độc tính, COD… Vì giá thành không cao, nên chế phẩm vi sinh VS 01 mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt do tăng hiệu quả sử dụng thức ăn và tăng tỷ lệ sống của tôm nuôi. Một số kết quả cho thấy, dùng vi khuẩn quang hợp nuôi tôm thẻ (8mm) có thể tăng sản lượng lên 12%.

- Bên cạnh đó, trong một bài báo về ứng dụng đưa vi khuẩn quang hợp  vào trong thức ăn cho tôm thẻ chân trắng của Abbas et al. (2020) cho biết đã thí nghiệm thành công việc ứng dụng dòng vi khuẩn quang hợp (Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus Rhodobacter sphaeroid, Rhodospirillum rubrum và Aifella marina) khi bổ sung vào thức ăn cho tôm thẻ chân trắng. Thí nghiệm còn gây sốc tôm bằng ammonia (NH3) và khả năng hạn chế sự phát triển của vi khuẩn Vibrio gây bệnh trên tôm. Kết quả ghi nhận sau 28 ngày nuôi cho thấy tôm sinh trưởng và tăng trọng tốt ở các nghiệm thức khi bổ sung vi khuẩn quang hợp; hệ số FCR giảm đáng kể (1,2) so với nghiệm thức đối chứng không bổ sung vi khuẩn quang hợp đối (1,7). Khả năng chịu đựng khi gây sốc ammonia của tôm cho kết quả tốt nhất khi cho ăn thức ăn được bổ sung vi khuẩn Rhodopseudomonas và ức chế được vi khuẩn gây bệnh Vibrio parahaemolyticus và V. campbellii trong điều kiện in vitro (Báo cáo ứng dụng vi khuẩn quang hợp của Abbas et al. (2020) trong nuôi tôm thẻ chân trắng)

- Ở một bài báo cáo nghiên cứu khác về việc khi ứng dụng vi khuẩn quang hợp vào trong thức ăn tôm nuôi của Hitoshi Miyasaka et al. (2021) khi bổ sung vi khuẩn quang hợp không lưu huỳnh (Rhodovulum sulfidophilum vào trong thức ăn cho tôm nuôi. Kết quả được ghi nhận sau 70 ngày nuôi tỉ lệ sống tôm ở nghiệm thức được bổ sung vi khuẩn quang hợp đạt 82% trong khi nghiệm thức đối chứng không bổ sung vi khuẩn quang hợp là 72%. Ngoài ra hệ số thức ăn FCR giảm còn 1.83 (đối chứng 2.11). Với kết quả được ghi nhận ứng dụng thành công trong mô hình thí nghiệm và sử dụng thực tế ngoài môi trường ao nuôi đã cho thấy được tiềm năng khi ứng dụng sử dụng nhóm vi khuẩn quang hợp vào trong ngành nuôi trồng thủy sản là rất lớn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí. (Nghiên cứu ứng dụng bổ sung vi khuẩn quang hợp vào thức ăn của Hitoshi Miyasaka et al (2021) trong nuôi tôm thẻ chân trắng).

Ứng dụng của chế phẩm vi sinh VS 01 - vi khuẩn quang hợp trong nuôi tôm

Điểm ưu việt của sản phẩm vi sinh quang hợp VS 01

Chế phẩm vi sinh VS 01 chứa vi khuẩn quang hợp Rhodopseudomonas giúp xử lý các vật chất hữu cơ trong ao nuôi, giúp giữ nền đáy ao sạch, chuyển hóa các khí độc như amoniac, hidrosunfua thành các dạng ion và chất không độc. Trong điều kiện Nuôi tôm mùa nắng nóng hiện nay, tôm càng khó nuôi hơn do sự cạnh tranh oxy từ tảo, vi khuẩn hiếu khí, quá trình phân hủy vật chất hữu cơ,... làm giảm hàm lượng oxy trong ao. Hiểu được điều đó, việc sử dụng dòng vi khuẩn quang hợp là lựa chọn tốt nhất không chỉ giúp duy trì được chất lượng nước trong ao nuôi mà còn giúp phân hủy các chất hữu cơ, sử dụng CO2 và tạo ra O2 trong ao nuôi. Từ đó giúp tôm có sức đề kháng tốt ngăn ngừa dịch bệnh trong ao giúp tôm sinh trưởng và phát triển tốt.

Hình sử ứng dụng vi sinh quang hợp VS 01 mô hình AEC 79 phiên bản 2 - 100% sử dụng thức ăn tự nhiên tại Cà Mau 

Sản phẩm vi sinh VS 01 giúp làm sạch đáy ao, phục hồi đất đai đã lão hóa sau khi nuôi tôm nhiều năm. Người nuôi tôm quan sát thấy môi trường hiển thị thức ăn tự nhiên, động vật phù du là chỉ thị tốt đất đai được phục hồi khi đó nước và đất đai phù hợp cho việc phát triển nuôi tôm. Trong thời tiết biến đổi khí hậu,  nuôi tôm mùa nắng nóng, mưa đầu mùa dễ bị nghẹt oxy, phân tầng nước, khí độc cao do đó cần làm sạch đáy ao, chọn vi sinh ít cạnh tranh oxy giải quyết tầng đáy là giải pháp phù hợp nhất.

Hình chuyên gia môi sinh Ths Lê Trung Thực trực tiếp kiểm tra đáy ao đất đai đã phục hồi hơn 70% sau 1 tháng chạy mô hình AEC 79 phiên bản 2 tại farm Bác Sáu Cà Mau.

Bên cạnh đó, vi sinh VS 01 giúp cắt tảo tốt trong ao nuôi. Theo ghi nhanh kết quả tại farm nuôi ở Ngọc Hiển, Cà Mau chúng tôi sử dụng sản phẩm vi sinh VS 01 lúc 8h sáng để cắt tảo trong ao nuôi. Khi đánh vi sinh  VS 01 tầm 30 phút sau lượng tảo được cắt thể hiện khá rõ rệt tạo thành ván và tấp vào các gốc ao. Nước ao loãng ra, nước trở nên trong và ngã dần từ màu xanh sang màu trà.

Hình sản phẩm vi sinh quang hợp VS 01 cắt tảo tại Farm nuôi Ngọc Hiển - Cà Mau

Cách sử dụng sản phẩm vi sinh quang hợp VS 01 hiệu quả và thân thiện

Để sử dụng vi sinh VS 01 được hiệu quả một cách tốt nhất người nuôi nên sử dụng kết hợp giữa VS 01 và OXY GEN để đạt được hiệu quả và tối ưu hóa được chi phí.

• Liều lượng để sử dụng: Cần kết hợp với vi sinh VS 01 liều 5 lít trộn với 10kg OXY GEN và rãi đều cho 2.000m2 nước đối với ao bạt công nghệ cao hoặc 5.000m2 đối với ao đất, ao quảng canh, quảng canh cải tiến.
• Việc sử dụng kết hợp với OXY GEN giúp cung cấp oxy cho ao nuôi, giúp quá trình chuyển hóa vật chất hữu cơ diễn ra nhanh chóng. Ngoài ra, khi trộn kết hợp với oxy viên giúp đưa được vi khuẩn quang hợp xuống được nền đáy để xử lý khí độc một cách hiệu quả nhất.

Hình Size tôm về 14 con/kg sau 3 tháng ứng dụng mô hình AEC 79 phiên bản 2 tại Cà Mau

Kết luận và khuyến nghị

• Ứng dụng vi khuẩn quang hợp trong ngành nuôi tôm hiện nay đang được đánh giá cao, thân thiện với môi trường và giá thành không quá cao. Bên cạnh đó, vi khuẩn quang hợp không cạnh tranh oxy với tôm nuôi, việc sử dụng kết hợp thêm với OXY GEN giúp cung cấp oxy cho ao nuôi và đem được vi khuẩn quang hợp xuống được nền đáy nhanh hơn. Ngoài ra khi bổ sung oxy và vi khuẩn quang hợp giúp các quá trình phân giải,  phân tán được diễn ra tốt. 
• Vi sinh quang hợp VS 01 giúp kiểm soát chất lượng môi trường ao nuôi, thiết lập hệ vi sinh có lợi cho nguồn nước, tái tạo nguồn nước nhanh chóng, đáy ao sạch và kiểm soát tốt khí độc trong ao tốt. Tăng sức đề kháng, hạn chế sự sinh sôi của các nhóm vi khuẩn gây bệnh giúp ngăn ngừa sự bùng phát bệnh trong ao nuôi.
• Vi sinh quang hợp VS 01 có khả năng phục hồi môi trường sinh thái tự nhiên giúp đất đai phục hồi, thể hiện việc phát triển thức ăn tự nhiên và động vật phù du tốt cho hệ sinh thái trong ao nuôi tôm, cá.

Sản phẩm vi sinh quang hợp VS 01 và OXY GEN giúp xử lý khí độc trong ao nuôi

Viết bài: Ks Trần Châu Liêm
Duyệt nội dung: Ths Lê Trung Thực

Tài liệu tham khảo: 
Abbas et al. (2020). Purple bacteria as added-value protein ingredient in shrimp feed: Penaeus vannamei growth performance, and tolerance against Vibrio and ammonia stress.
Hitoshi Miyasaka et al. (2021). Special Issue “Biotechnological Application of Photosynthetic Bacteria”.