QT6.2/KHCN1-BM17
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH
HỘI ĐỒNG KHOA HỌC
ISO 9001 : 2008
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA
CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ ĐA
DẠNGTHÀNH PHẦN LOÀI, SINH VẬT LƯỢNG
TẢO LAM (CYANOPHYTA) Ở MỘT SỐ
RUỘNG LÚA VÀ AO THỦY SẢN THUỘC
TỈNH TRÀ VINH
Chủ nhiệm đề tài:
ThS. PHẠM THỊ BÌNH NGUYÊN
Chức danh:
Giảng viên
Đơn vị:
Khoa Nông nghiệp - Thủy sản
Trà Vinh, ngày
tháng
2
năm 2016
TÓM TẮT
Nghiên cứu về sự đa dạng thành phần loài và những tác động của các yếu tố
môi trường đến sự đa dạng loài tảo lam tại một số ruộng lúa và ao thủy sản thuộc
tỉnh Trà Vinh đã được tiến hành từ tháng 3/2015 đến tháng 9/2015 vào hai mùa
(mưa, nắng). Kết quả ghi nhận được 49 loài tảo lam thuộc 4 bộ (Oscillatoriales,
Noctoscales, Chroococcales, Synechococcales), 9 họ và 15 chi khác nhau. Trong
đó, bộ Oscillatoriales là bộ chiếm ưu thế với 21 loài (42,86%), kế đến là bộ
Nostoccales với 12 loài (24,49%), bộ Chroococcales với 11 loài (22,45%), còn lại
thành phần loài ít nhất là bộ Synechococcales với 5 loài (10,2%). Thành phần loài ở
ruộng lúa là cao nhất (28 loài) và ao tôm là thấp nhất (12 loài) trong ba loại hình
thủy vực. Sự chênh lệch số loài giữa mùa nắng và mùa mưa là rất ít (mùa nắng: 35
loài, mùa mưa: 36 loài). Loài Oscillatoria rubescens Gom có mặt ở cả ba loại hình
thủy vực vào cả hai mùa. Chi Oscillatoria có độ đa dạng loài cao nhất với 18 loài
chiếm 36,73 %. Tất cả các địa điểm khảo sát đều có sự phân bố của tảo lam. Kết
quả phân tích, đánh giá mối tương quan cho thấy yếu tố dinh dưỡng N, P, C có mối
tương quan thuận và ảnh hưởng tương đối chặt chẽ đến thành phần loài tảo lam.
Thành phần loài tảo lam phân bố nhiều ở các địa điểm có hàm lượng dinh dưỡng
(N, P, C) cao. Khảo sát biến động mật độ trung bình loài tảo lam theo không gian và
thời gian cho thấy mật độ trung bình của tảo lam tại các điểm khảo sát dao động từ
4.560 – 932.640 cá thể/lít. Cao nhất là điểm Đ8 với 932.640 cá thể/lít. Vào mùa
nắng, mật độ tảo lam trung bình dao động từ 600 – 126.000 cá thể/lít. Mật độ cao
nhất là loài Microcytis aeruginosa với 132.960 cá thể/lít, loài thấp nhất là loài
Raphidiopsis sp với 760 cá thể/lít. Vào mùa mưa, mật độ trung bình cao nhất là loài
Spirulina platensis với 126.000 cá thể/lít và thấp nhất là loài Cylindrospermopsis
from 600 - 126.000 individuals/liter. The highest density was Microcytis aeruginosa
species with 132.960 individuals/liter, the lowest was Raphidiopsis sp species with
760 individuals/liter. In the rainy season, the highest average density was Spirulina
platensis species to 126.000 individuals/liter and the lowest was
Cylindrospermopsis raciborskii species with 600 individuals/liter. The study results
also showed that Microcytis aeruginosa species developed where nitrogen and high
C and Spirulina platensis species grow in areas with high P content.
Key words: blue – green algae, rice fields, fish ponds, shrimp ponds, Trà Vinh
province.
4
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................... 7
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ................................... 7
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... 8
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................... 9
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................... 9
2. Tổng quan nghiên cứu .......................................................................... 10
2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................. 10
2.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam................................................... 10
2.3. Đặc điểm chung của Tảo lam......................................................... 12
3. Mục tiêu ............................................................................................... 25
4. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu .................................. 25
4.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu .................................. 25
4.2 Quy mô nghiên cứu ........................................................................ 27
4.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 27
PHẦN NỘI DUNG ..................................................................................... 31
Chương 1: Kết quả khảo sát địa điểm nghiên cứu và ................................ 31
6
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Tên bảng
Số trang
Bảng 1: Địa điểm được tiến hành khảo sát và thu mẫu tảo lam tại
Trà Vinh
26-27
Bảng 2: Kết quả giá trị trung bình của các chỉ tiêu thủy lý hóa qua
hai mùa
31
Bảng 3: Kết quả giá trị trung bình các chỉ tiêu về dinh dưỡng
32
Bảng 4: Danh mục thành phần loài và sự phân bố của tảo lam ở
Trà Vinh
34-36
Bảng 5: Danh mục các loài tảo lam sản sinh độc tố khảo sát tại
Trà Vinh
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Tên biểu đồ
Số trang
Hình 1: Biến động thành phần loài tảo lam qua hai mùa mưa và
nắng tại các địa điểm khảo sát ở Trà Vinh
60
Hình 2: Mật độ trung bình tảo lam theo địa điểm khảo sát
64
7
LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi xin cảm ơn gia đình đã giúp đỡ động viên và tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.
Chân thành cảm ơn Quý lãnh đạo và anh, chị, em đồng nghiệp Khoa Nông
nghiệp - Thủy sản đã giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn Phòng Khoa học Công nghệ, phòng Kế hoạch – Tài vụ
đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong việc hướng dẫn các thủ tục, hồ sơ thanh toán
nghiệm thu và viết báo cáo đề tài theo đúng qui định.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn thân thiết đến Chị Nguyễn Thị Trúc Linh và
Anh Mai Văn Hoàng đã hỗ trợ tôi trong quá trình thu mẫu ngoài thực địa.
Trà Vinh, ngày ….. tháng …. năm 2016
Tác giả
cấp cho sinh quyển đồng thời giải phóng một lượng lớn oxy vào trong không khí
thông qua quá trình quang hợp và trao đổi chất (Đào Thanh Sơn & ctv, 1985). Một
số loài tảo lam (Sprirulina platensis, S.maxima...) giàu protein, vitamin và một vài
axit béo thiết yếu như glyceraldehide, polysaccharides, sulfolipids và glycolipids,
giàu carotenoid nên nó được ứng dụng nhiều trong việc dùng làm thức ăn, mỹ
phẩm, dược phẩm, thực phẩm chức năng (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh,
2013). Trong nông nghiệp, nhờ vào khả năng cố định đạm mà tảo lam (Anabaena
azolla) được sử dụng để làm phân bón cho cây trồng và đất thay thế lượng đạm hóa
học. Nếu dùng Tảo lam cố định đạm có thể giảm thiểu lượng phân bón cho lúa tới
15% (Nguyễn Anh Tuấn,1994).
Tuy nhiên, một số tảo lam (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria,. ) khi phát
triển mạnh trong ao hồ sẽ làm thành lớp váng xanh dày đặc, gây độc đối với tôm cá,
sinh vật phù du và các loại thủy sinh vật khác, gây thiếu oxy, phát triển các quá
trình kỵ khí trong thủy vực. Hình thành các chất độc như phenol, indol, các khí độc
như CO2, NH3, H2S,..làm nhiễm bẩn nước. Sự phát triển dày đặc sẽ làm cản trở hoạt
9
động bơi lội của cá, tôm đặc biệt đối với tảo sợi (trừ chi sprirulina), làm cho phần
lớn cá bị chết ngay trong vùng có Tảo lam nở hoa. Khi Tảo lam xuất hiện nhiều
trong ao nuôi sẽ làm cho tôm nuôi có mùi hôi, đồng thời còn là nhóm thải ra chất
nhờn ở màng tế bào có thể gây tắc nghẽn mang của tôm. Một số trường hợp tôm bị
phân trắng thường tìm thấy nhóm tảo này trong đường ruột tôm ở dạng chưa tiêu
hóa.
Tảo lam có vai trò quan trọng và nhiều tác động, ảnh hưởng đến sản xuất nông
nghiệp, nuôi trồng thủy sản nên nó được xem là ngành tảo thu hút sự quan tâm khảo
sát và nghiên cứu của các nhà khoa học. Đặc biệt đối với tỉnh Trà Vinh là tỉnh có
thế mạnh về hai lĩnh vực trên thì việc tìm hiểu về Tảo lam là cần thiết. Chính vì vậy,
đề tài: “Nghiên cứu mối tương quan giữa các yếu tố môi trường và sự đa dạng
bố 3 “loài” Tảo lam ở Việt Nam.
Người Việt Nam công bố kết quả đầu tiên chuyên về Tảo lam là Cao Ngọc
Phượng (1964), tác giả đã viết về 23 loài Tảo lam trên mặt đất ở Sài Gòn và Đà Lạt.
Nhà tảo học Hungary Hortobagyi (1967 – 1969) đã xác định 24 “loài” Tảo lam
khi phân tích nước hồ Hoàn Kiếm vào thời điểm nở hoa.
Phạm Hoàng Hộ (1963, 1964, 1968) nghiên cứu thủy vực ruộng lúa, kênh ao
tỉnh Cần Thơ đã đưa ra danh mục 39 “loài” Tảo, trong đó Tảo lam – 30 “loài”, Tảo
Lục – 2 “loài”, Tảo thuộc họ Characeae – 7 “loài”.
Phùng Thị Nguyệt Hồng, T.C. Tiến & N.T.N.Tuyết (1977) nghiên cứu thành
phần giống, “loài” Tảo lam của vùng Đồng bằng Sông Cửu Long trong các ruộng
lúa để nghiên cứu khả năng sử dụng các Tảo lam giàu đạm vào công tác bón ruộng
và làm thức ăn cho gia súc.
Shirota (1963, 1966) trong chương trình nghiên cứu hải ngoại của Nhật Bản đã
công bố quyển sách về sinh vật nổi Nam Việt Nam với 388 taxon “loài” và dưới
“loài”, trong đó Tảo mắt – 57 “loài”, Tảo lục – 152 “loài”, Tảo lam – 29 “loài”, Tảo
silic – 103 “loài”, Tảo roi lệch – 4 “loài”, Tảo vàng – 43 “loài”.
Năm 1982, Dương Đức Tiến trong nghiên cứu điều tra các sinh thái thủy vực
nước ngọt Việt Nam công bố 1.403 các taxon “loài” và dưới “loài”, trong đó Tảo
lục - 530 “loài”, Tảo silic - 388 “loài”, Tảo lam - 344 “loài”, Tảo mắt - 78, Tảo giáp
– 30 “loài” , Tảo vàng ánh - 14 “loài”, Tảo vòng - 9 “loài” , Tảo vàng - 5 “loài” và
Tảo đỏ - 4 “loài”.
Năm 2003, Nguyễn Văn Tuyên đã nghiên cứu về sự Đa dạng sinh học Tảo
trong thủy vực nội địa Việt Nam. Kết quả đã định danh được 1.539 “loài” trong khu
hệ tảo nước ngọt Việt Nam, đưa ra được bảng danh mục tảo nội địa Việt Nam.
Trong đó, Tảo lam gồm 3 lớp: Chroococceae, Chamaesiphoneae và Hormogoneae;
6 bộ: Chroococcales, Pleurocapsales, Stigonematales, Nostocales, Dermocarpales,
Tubiellales; 25 họ với 236 “loài”.
Nghiên cứu sự phân bố thành phần “loài” Tảo lam ở khu dự trữ sinh quyển
Nam cát Tiên và Đồng tháp Mười của Nguyễn Văn tuyên (2003) đã đưa ra bảng
danh mục như sau: Khu dự trữ sinh quyển Nam Cát Tiên: 3 lớp (Chroococceae,
từng mô tả trong bảng định loại tảo lam.
Tất cả các công trình nghiên cứu về tảo lam trên đều định danh và bổ sung cho
danh mục thành phần giống, loài tảo lam ở Việt Nam ở một số thủy vực phân bố cả
ba, miền bắc, trung, nam. Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu, khảo sát ngành
tảo lam nào được thực hiện ở tỉnh Trà Vinh.
2.3. Đặc điểm chung của Tảo lam
2.3.1. Nguồn gốc và phân bố
Ngành Tảo lam là ngành tảo cổ xưa, hóa thạch của chúng được tìm thấy xuất
hiện cách đây khoảng 3,5 tỷ năm. Vào lúc đó Tảo lam được xem là sinh vật đầu tiên
tạo bầu khí quyển cho Trái đất bởi khả năng quang hợp sản sinh ra khí oxy.Tảo lam
(Cyanophyta) còn gọi là Vi khuẩn lam (Cyanobacteria), bởi các đặc điểm vừa giống
vi khuẩn vừa giống thực vật (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng Oanh, 2013).
Tảo lam có sức sống rất dẻo dai, chúng phân bố rộng rãi trong tất cả các môi
trường. Đại bộ phận Tảo lam sống trong nước ngọt, ở các ao hồ có nhiều chất hữu
cơ và góp phần hình thành hệ sinh vật nổi (plankton) của các thủy vực; một số phân
12
bố trong nước mặn hoặc nước lợ, nơi bùn lầy hay đất ẩm ướt, trên đá, trên vỏ cây
ẩm, ngay cả những nơi có điều kiện rất khắc nghiệt như trong tuyết và ở những suối
nước nóng đến 69°C. Tảo lam thuộc loại ưa nhiệt, có tính bền vững với nhiệt độ.
Nhiều loài có thể phát triển ở nhiệt độ cao, cả trong các suối nước nóng (70 - 80°C).
Tảo phát triển mạnh ở nhiệt độ cao (vào các tháng nóng trong năm) (Nguyễn Lân
Dũng & ctv, 2012).
Với các Tảo lam ở nước ngọt, nhiệt độ phát triển thích hợp là 30°C. Tảo lam
có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy là nhờ trạng thái keo đặc biệt của chất
nguyên sinh. Mặt khác, một số Tảo lam cũng có khả năng tồn tại ở nhiệt độ thấp
(những tảo sống trong băng tuyết, hay ở Nam cực, nhiệt độ tới -83°C vẫn tìm thấy
một lượng lớn tảo Nostoc). Tảo lam cũng gặp ở các hồ, vũng ven biển có độ mặn
Fischerella, Stigonema, Geitlerinema.
* Một số đại diện phân bố ở các thủy vực ngọt, lợ, mặn
- Tảo lam cầu (Microcystis): với 20-25 loài rất khó xác định, tế bào hình cầu
bé tập hợp thành tập đoàn hình cầu hay hình trái xoan. Phần lớn các loài sống trôi
nổi trong nước ngọt hay nước mặn; trong các ao hồ có khi chúng tạo thành một lớp
như phấn xanh rắc trên mặt nước (Lam Mỹ Lan, 2000). Nước chứa nhiều tảo này có
thể làm chết cá vì một số loài tiết ra chất độc (M. aeruginosa).
- Tảo bèo dâu (Anabaena azollae): tảo đa bào hình chuỗi hạt, thỉnh thoảng
có xen lẫn các tế bào dị hình. Thường sống trong khoang lá bèo hoa dâu. Tảo này có
khả năng cố định đạm nên tổng hợp được nhiều nitơ cho bèo, dùng làm phân xanh
và thức ăn nuôi gia súc rất tốt. Thuộc chi Anabaena có tới 100 loài phân bố rộng cả
trong nước và trên mặt đất, nhiều loài có khả năng cố định đạm khí quyển và gây
nên hiện tượng “nước nở hoa” (Nguyễn Thị Phi Oanh, 2012).
- Tảo chuỗi ngọc (Nostoc): có hình chuỗi hạt với các tế bào dị hình
như Anabaena, nhưng bên ngoài các chuỗi có bao chất nhày. Thường gặp ở ruộng
lúa, trên bãi cỏ hay trên đất ẩm. Có tới 50 loài khác nhau (Huỳnh Thị Kim Ngân,
2011). Nhiều loài cũng có khả năng cố định nitơ tự do.
- Tảo dao động (Oscillatoria): sợi tảo cấu tạo bởi các tế bào hình chữ nhật
dẹt nối tiếp nhau, sợi không có bao, đầu sợi có cử động dao động. Tảo sống thành
từng đám màu lục đen ở trên đất ẩm hoặc các cống rãnh nước bẩn. Oscillatoria là
một chi lớn có trên 100 loài (Komarek J.,Anagnostidis K.,1999), phân bố rộng cả ở
nước mặn, ngọt.
- Tảo lam xoắn (Spirulina): đa bào hình sợi xoắn ốc. Loài S. platensis hiện
đang được gây nuôi nhiều vì có hàm lượng protein rất cao (trên 60% khối lượng
khô) với nhiều axit amin không thay thế và vitamin (Dương Đức Tiến, 1996).
2.3.3. Đặc điểm hình thái
Tảo lam sống đơn bào riêng rẽ hoặc liên kết lại thành tộc đoàn hoặc đa bào
dạng sợi. Hình dạng tế bào Tảo lam có thể chia thành hai kiểu:
- Tế bào dạng hình cầu, hình elip rộng, hình quả lê, và hình trứng.
- Tế bào kéo dài về một phía: hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống.
Tản hình sợi
- Sợi thường đơn, do các tế bào giống nhau xếp nối tiếp nhau thành một hàng
như Oscillatoria, Lyngbya...
- Sợi có thể trần như Oscillatoria hay ở trong một bao nhầy (gaine) như
Lyngbya. Bao có thể bao quanh tộc đoàn, đơn bào, sợi. Cấu tạo chính là đường đa
hoà tan được. Bao có thể rất mỏng (không nhận ra) hoặc rất dày, mềm hoặc cứng, có
lớp song song hoặc phân tán (divergent), trong suốt hoặc có màu (nâu, vàng, đỏ...)
tùy theo môi trường. Bao có màu khi có nhiều ánh sáng và không màu khi thiếu ánh
sáng, ngoài ra có màu lam khi môi trường kiềm, đỏ hoặc tím khi axit và vàng hoặc
nâu khi nhiều muối hoặc khi tản bị khô héo. Tản có thể do nhiều sợi dính nhau, làm
thành lông mịn trên đá ở Calothrix, miếng như ở Symploca dề mỏng như
Brachytrichia, khối như Nostoc.
15
- Sợi có thể hẹp dần về phía đuôi đến khi gần như không còn chất tế bào như
lông, tóc. Ví dụ các giống của họ Rivulariaceae.Trên sợi, ngoài tế bào dinh dưỡng
còn có thể có nhiều loại tế bào khác như dị bào nang (Heterocytes), bào tử nghỉ
(akinetes).
- Sợi có thể phân nhánh: (có 3 kiểu phân nhánh) (Phạm Hoàng Hộ, 1967).
2.4. Môi trường sống của Tảo lam
Tảo lam có sức sống rất dẽo dai, chúng hiện diện trong tất cả môi trường: trên
giá thể (trên mặt bùn của ruộng, mương; trên vỏ cây ẩm, trên các viên đá...), trong
nước, trong không khí... (Phạm Hoàng Hộ, 1967). Ngay cả những nơi có điều kiện
rất khắc nghiệt suối nước nóng (trên 70 oC) hay trên những vùng núi tuyết...
Bùn của ruộng, rạch là nơi mà ta gặp nhiều Tảo lam (Oscillatoria,
Phormidium). Chính bùn các đường mương, nơi chứa rất nhiều chất hữu cơ cũng là
môi trường tốt cho Tảo lam phát triển. Mặt đất là nơi sống của nhiều Tảo lam như
Nostoc commune, Schizothrix, Porphyrosiphon, nhất là các đất ẩm ướt, các đất
trong một ngày phần lớn Tảo lam có hệ số phân đôi từ 0.3 – 1.4, trong khi đó ở tảo
khuê là 0.8 – 1.9 và ở tảo lục đơn bào là 1.3 - 2.3. Với tốc độ phát triển chậm nên
Tảo lam thường nở hoa sau các nhóm Tảo khác.
Theo Sastry (1988), ở nhiệt độ 250C phần lớn tảo lam có tốc độ phát triển cao
nhất, nhiệt độ này cao hơn nhiệt độ tối ưu của nhóm tảo Lục và Tảo Khuê. Điều này
giải thích tại sao phần lớn tảo lam nở hoa trong suốt mùa hè.
* Độ mặn (độ muối)
Một số Tảo lam có thể sống trong cả nước ngọt hay nước biển. Trong các đầm
dựa biển, Pilai (1954) đếm dược 7 loài Tảo lam chịu được nồng độ muối cao. Trong
các ruộng muối, Microcoleus và Spirulina sống tạo thành một lớp ở đáy. Loài
Lyngbya aesluarii sống được cả ở nước biển và nước ngọt.
* pH
Tảo lam có thể sống được ở nhiều nồng độ pH khác nhau. Nhiều Oscillatoria
có thể sống trong nước đầy C0 2; trong nước nhiều acid (SO2) có loài Cyanidium
(Phạm Hoàng Hộ, 1967). Tuy nhiên, pH dường như là nhân tố có thể giới hạn sự
phân bố của Tảo lam, chúng có thể phân bố thuận lợi trong môi trường trung tính
đến kiềm, và ít phân bố trong môi trường pH thấp (Vũ Ngọc Út, Dương Thị Hoàng
Oanh, 2013).
Sự biến động pH trong ao nuôi thủy sản phụ thuộc rất nhiều vào mật độ tảo có
trong ao nuôi (www.pir.sa.gov.au).
* Ánh sáng
Theo Lê Văn Cát (2006), ánh sáng có vai trò quan trọng cho tảo phát triển.
Nhiều ánh sáng kết hợp với dinh dưỡng cao tạo điều kiện cho tảo phát triển mạnh.
Kết hợp với cát nền (silicates) cho kết quả là tảo nâu phát triển dữ dội hơn nưã. Kết
hợp với Phosphates cho kết quả là tảo lam và tảo đỏ phát triển mạnh.
Ánh sáng được xem như một chất xúc tác, kiểm soát ánh sáng và dinh dưỡng là
cách tốt nhất giải quyết các vần đề về tảo trong hồ. Đơn vị đo cường độ ánh sáng là
lux hay lumen, đây là một chỉ số rất quan trọng vì 1 đơn vị tối thiểu ánh sáng chỉ đi
được khoảng 7 cm dưới nước.
Sự có mặt của tảo trong ao hồ tự chúng cũng điều hòa về mức độ ánh sáng
tảo phát triển quá dày, thực vật phiêu sinh cần CO2 (vào ban ngày để sử dụng cho
quá trình quang hợp) có nguồn chủ yếu từ carbonat và bicarbonat. Độ kiềm giữ vai
trò làm hệ đệm giúp giữ cho pH ổn định và duy trì tốt sự phát triển của các sinh vật
phù du và kể cả tôm.
2.5.2. Yếu tố dinh dưỡng
Để phát triển tảo lam cũng như các loài tảo khác cần tới 12 nguyên tố đa lượng
và 8 nguyên tố vi lượng. Tất cả các nguyên tố trên được tảo hấp thu từ môi trường
nước (còn gọi là sự đồng hóa). Những chất cần thiết này tồn tại trong nước với nồng
độ rất khác nhau, biến động liên tục và tỉ lệ giữa chúng cũng thay đổi, vì vậy tỉ lệ
giữa các loài tảo trong ao hồ cũng thay đổi theo thời gian. Giả sử trong một ao hồ
nào đó có đầy đủ mọi chất cần thiết trừ một chất nào đó, thì khi đưa thêm chất thiếu
đó vào tảo sẽ phát triển nhanh, tuy vậy nếu vượt quá nhu cầu thì có thể có tác dụng
18
gây độc. Sự phát triển của tảo chỉ thích hợp trong một khoảng nhất định nào đó,
giống như trong trường hợp của cường độ ánh sáng (Lê Văn Cát, 2006).
Theo nghiên cứu của Sze (1981), trên sông Potomac, quần thể tảo phát triển
dọc theo dòng chảy, Tảo Khuê có kích thướt nhỏ với tốc độ sinh trưởng nhanh phát
triển ở đầu nguồn nơi có dòng chảy mạnh có ít chất dinh dưỡng, kế tiếp chúng được
thay thế bởi nhóm tảo có tốc độ sinh trưởng chậm hơn là Tảo Khuê có kích thước
lớn hơn và tảo Lục, cuối cùng nơi dòng chảy chậm mang nhiều chất dinh dưỡng thì
Tảo lam phát triển.
Ngoại trừ Tảo lam, các nhóm tảo khác bị ăn bởi các nhóm Copepoda, Daphnia
và Protozoa, trong khi đó Tảo lam chỉ bị tấn công bởi virus, vi khuẩn và
actinomycetes mà các nhóm này có rất ít và luôn bị hạn chế ở các thủy vực nuôi.
Như vậy, vì có ít kẻ thù, vì khả năng tự phục hồi quần thể tránh sự lắng đọng cao
nên mặc dù Tảo lam có tốc độ phát triển chậm nhưng tốc độ suy giảm quần thể thấp
và có sự ổn định mật độ quần thể cao hơn các nhóm tảo khác (Nguyễn Thị Thanh
Theo Ball (1945), nghiên cứu thủy vực tự nhiên không có bón phân hoặc
không bị ô nhiễm do tác động của con người cho thấy sức sản xuất của thủy vực
tăng khi độ kiềm tăng nhưng không có nghĩa độ kiềm tăng thì dẫn đến nồng độ
carbon tăng và vì vậy sức sản xuất sơ cấp của thủy vực tăng. Sức sản xuất sơ cấp
của thủy vực có mối quan hệ chặt chẽ đối với hàm lượng nitrogen và phosphorus
nhiều hơn là sự khác biệt của nồng độ CO2 và độ kiềm.
* Nguồn Nitrogen
Nitrogen có thể đi vào thủy vực từ đất, hoặc từ sự cho ăn quá dư thừa, và từ
việc phân hủy chất hữu cơ trong thủy vực. Tảo lấy Nitrogen hòa tan vô cơ ở dạng
nitrate, nitrite và amonia. Theo Reynolds (1997), trong những vùng đất acid,
nitrogen được xem là nhân tố chủ yếu để giới hạn sự phát triển của tảo. Tuy nhiên,
cũng có nhiều ý kiến không xem nitrogen là yếu tố giới hạn sự phát triển của Tảo
lam vì một số giống, loài Tảo lam (Aphanizomenon, Anabaena,...) có thể lấy nitơ từ
không khí để bù vào việc thiếu hụt nito cho quá trình phát triển của chúng, nhưng
những giống loài này chỉ xuất hiện khi môi trường dư thừa nito. Quan trọng hơn quá
trình cố định nito đòi hỏi năng lượng ánh sáng cao và sẽ không có hiệu quả đối với
thủy vực bị đục do mật độ tảo quá dày bởi hiện tượng nở hoa.
* Phosphorus
Phosphorus có từ việc phân hủy chất thải hữu cơ ở nền thủy vực, phosphorus
là dạng phosphate sinh học sẵn có nó gắn kết với keo đất chặt hơn nitrate.Vì vậy,
nguồn phosphorus chủ yếu đi vào thủy vực từ đất như đất bề mặt rửa trôi và sự xói
mòn. Mặc dù tỷ lệ P:N cần thiết cho sinh khối tảo phát triển chỉ là 1:7 nhưng
phosphorus cần hơn nitrogen và nó là nhân tố giới hạn chủ yếu cho sự phát triển của
tảo. Tảo lam và nhiều giống, loài tảo có khả năng thu nhận và dư trữ phosphate cho
cơ thể chúng. Chúng có thể chứa phosphate đủ cho 3-4 lần phân chia, kết quả là một
tế bào có thể phân chia thành 8-16 tế bào mà không cần thu nhận phosphate và sinh
khối của chúng có thể tăng gấp 10 lần hay hơn nữa khi phosphate hòa tan hầu như
cạn kiệt. Trong phần lớn các thủy vực phosphorus và nitrogen là hai nhân tố dinh
dưỡng cần thiết để hạn chế sự phát triển của tảo mà trong đó phần lớn người ta dùng
phosphorus là nhân tố giới hạn chủ yếu (Hutchison, 1967).
phân chia tế bào để gia tăng sinh khối. Tỷ lệ nitrogen:phosphorus thấp có lẽ thuận
lợi cho sự nở hoa của Tảo lam.
2.6. Tảo lam trong các thủy vực
a. Tảo lam trong thủy vực ruộng lúa (nước ngọt)
Ruộng lúa là loại hình thủy vực khá đặc biệt, mực nước biến đổi theo mùa vụ
trồng lúa, nước nông, nền đáy mềm, đất thịt. Số lượng sinh vật nổi và sinh vật đáy
ruộng lúa phụ thuộc chủ yếu vào mực nước cho nên diễn biến số lượng thủy sinh
vật mang tính mùa vụ khá rõ rệt.
Thành phần loài tảo ở ruộng lúa nước vùng đồng bằng chủ yếu là Tảo lam, các
loài nhiệt đới và cận nhiệt đới, các chi Anabaena, Nostoc, Aulosira, Gloeotrichia,
Aphanothece, Spirogyra, Mougeotia, Surirella, Gomphonem (Hồ Thanh Hải, 1993).
21
b. Tảo lam trong thủy vực là ao nuôi thủy sản (nước lợ)
Trong các hồ ao vùng đồng bằng, các loài tảo nhiệt đới càng phát triển phong
phú, nhất là các nhóm loài Microcystis, Anabaena, Merismopedia, Coelosphaerium,
Scenedesmus, Pediastrum, Ankistrodesmus, Cryptomonas, Gloeocapsa,…
Theo thống kê sơ bộ của Hồ Thanh Hải, 1993, nhóm tảo lục (Clorophyta) có
113 loài, vi khuẩn lam (Cyanobacteria) có 32 loài phát triển mạnh nhất, tảo Silic,
tảo giáp, tảo mắt kém phát triển hơn. Trong các ao vùng đồng bằng, thành phần loài
tảo không khác ở hồ, do điều kiện tương tự giữa ao và hồ nhỏ. Thành phần loài tảo
ở ao có thể thay đổi theo mùa hoặc theo chế độ bón phân ở các ao nuôi cá hoặc theo
độ pH của nước ao
Tảo lam có thể kết khối và phát triển nhanh trong ao nuôi thủy sản. Các yếu tố
ảnh hưởng phát triển của Tảo lam bao gồm dinh dưỡng, độ mặn, điều kiện sáng, độ
đục, nhiệt độ, sự phối trộn nước, hàm lượng thức ăn cho các loài thủy sản và các
loài ăn thực vật. Trong ao nuôi thủy sản, các loài tảo thượng đẳng Eukaryotic (tảo
lục, Tảo Khuê) thường tăng trưởng nhanh hơn Tảo lam. Tuy nhiên, tảo lam có thể
súc có ý nghĩa kinh tế rất lớn ở nước ta. Việc sử dụngTảo lam cố định N2 sống tự
do hay cộng sinh đóng vai trò rất to lớn trong việc bón phân cho đất, đặc biệt là
cánh đồng lúa. Nếu dùng Tảo lam cố định đạm có thể giảm thiểu lượng phân bón
cho lúa tới 15%. Trong mùa phát triển thích hợp Tảo lam có thể cố định được 20-30
kg N2/ha. Mặc khác, Tảo lam còn kích thích sự tăng trưởng của lúa thông qua các
hoocmon do chúng bài xuất ra môi trường.(www.vietnamplus.vn).
2.7.2. Trong thủy sản
Theo tài liệu của Vũ Ngọc Út và Dương Thị Hoàng Oanh (2013), thì Tảo lam
ảnh hưởng tích cực và tiêu cực đối với nghề nuôi trồng thủy sản, như sau:
- Tảo lam khi chết tạo thành nhiều mùn bã hữu cơ, là nguồn thức ăn quan
trọng cho nhiều loại vi sinh vật phù du, sinh vật đáy và nhiều loại cá. Loại mùn do
Tảo lam Anabaena và Microcystis khi chết tạo ra được coi là có giá trị dinh dưỡng
cao. So với Tảo Lục và Tảo Khuê thì nó phân hủy chất hữu cơ của Tảo lam khi chết
nhanh hơn (5-8 ngày) và có khối lượng lớn hơn (80% chất hữu cơ của Tảo lam
thuộc loại dễ thủy phân), và chất hữu cơ này cũng được vô cơ hóa hoàn toàn hơn
các tảo khác. Điều này chứng tỏ trong việc tạo thành và thay đổi thành phần sinh
hóa học của bùn đáy ao hồ, Tảo lam đã phát huy vai trò tích cực của mình sau khi
chết nhiều hơn khi còn sống.
- Dùng làm thức ăn cho tôm, cá: Tảo lam ít được sử dụng cho tôm, cá ăn,
nhưng trong các thủy cực Tảo lam chiếm ưu thế chúng cũng được cá sử dụng làm
thức ăn. Tổng kết kinh nghiệm nghề nuôi cá ở Trung Quốc cho biết 3 ngành Tảo mà
cá mè trắng và cá mè hoa không thể ăn được là: Tảo lam, một số Tảo lục
(Pediastrum, Eudorina) và Tảo mắt (Euglena). Tuy nhiên, theo kết quả nghiên cứu
của Prowse G.A (1966), ở cá mè trắng khi hiếm các tảo ưa thích chúng cũng ăn cả
tảo lam, cá ăn thực vật có thể dùng Tảo lam trực tiếp, nhưng mức độ tiêu hóa của
từng loại tảo có khác nhau, cá có thể tiêu hóa tốt Anabaenopsis, đối với Anabaena
thì kém hơn, Microcystis thì hoàn toàn không thể tiêu hóa được.
- Ảnh hưởng của sự nở hoa Tảo lam đối với thủy vực và sinh vật: Trong
điều kiện môi trường thuận lợi, nhiệt độ cao, ánh sáng mạnh (mùa hè) ở các thủy
vực giàu dinh dưỡng, Tảo lam dễ dàng phát triển mạnh tạo thành sinh khối lớn.
tiềm năng lớn trong việc giảm ô nhiễm kim loại năng trong nước thải công nghiệp.
Việc phát triển kĩ thuật cố định tế bào (Cell immobilization) là bước đột phá quan
trọng trong công nghệ này.
Bảng 2.1: Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ kim loại nặng của một số
vi tảo
Tảo
Tảo silic
Chroococcus paris (Tảo lam)
Chlorella pyrenoidosa
Kim loại nặng
Zn
Zn, Cu, Cd
24
Hệ số nồng độ (nồng
độ trong sinh
khối/nồng độ trong
nước thải)
21.600
4.000
Chlorella sp.
Cladophora glomerata
Nhiều tảo khác
4.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu
4.1.1. Đối tượng và thời gian nghiên cứu: Thu mẫu tảo lam vào hai mùa. Mùa nắng
(tháng 3, 4, 5/2015), mùa mưa (7, 8, 9/2015). Mỗi mùa được thu lặp lại 3 lần tương
ứng với 3 tháng thu mẫu. Tần suất thu mẫu 1 lần/tháng vào buổi sáng (8-10h) và
gần cuối buổi chiều (15-16h) (với điều kiện thời tiết nắng không có mưa).
4.1.2. Địa điểm:
- Ao tôm ở Cầu Ngang và Duyên Hải (6 mẫu/6 ao)
- Ao nuôi cá lóc và cá thát lát ở Trà Cú (5 mẫu gồm: 02 mẫu/02 ao cá thát lát, 03
mẫu/03 ao cá lóc).
- Các ruộng lúa ở Châu Thành và Càng Long (5 mẫu gồm: 02 mẫu ruộng ở Châu
Thành, 03 mẫu ruộng ở Càng Long).
25