Ứng dụng vi khuẩn tía quang hợp

Đặc điểm

Vi khuẩn tía quang hợp (VKTQH) thuộc nhóm vi khuẩn thủy sinh có khả năng sinh trưởng trong điều kiện kỵ khí bằng cách quang hợp nhưng không thải ôxy như những đối tượng quang dưỡng khác. Nhóm VKTQH thường có màu hồng đến đỏ tía, sắc tố quang hợp chính là bacteriochlorophyll (Bchl), nguồn cho điện tử trong quá trình quang hợp không phải là nước mà là các hợp chất khác nhau như hydro, các acid hữu cơ đơn giản, lưu huỳnh, hydro sulfide, thiosulfide và các hợp chất khử của lưu huỳnh (Brune, 1989; 1995). Vi khuẩn tía quang hợp là nhóm vi khuẩn có khả năng trao đổi chất rất linh hoạt, có thể sử dụng đa dạng các hợp chất hữu cơ làm nguồn carbon, dùng sulfide làm chất cho điện tử trong quang hợp. Do vậy, sulfide được chuyển hóa thành các hợp chất không độc cho môi trường cũng như cho vật nuôi.

Chế phẩm VKTQH dạng lỏng sệt xử lý nước do nhóm nghiên cứu của TS Đỗ Thị Liên sản xuất. Ảnh: ST

Ngoài khả năng xử lý sulfide và các hợp chất hữu cơ, VKTQH còn có vai trò tăng số lượng phù du, tăng cường chuỗi thức ăn và tăng giá trị dinh dưỡng của vật nuôi (Azad., 2002; Loo., 2012; Zizhong et al., 2009). Chúng được coi là vi khuẩn có lợi vì tế bào có chứa làm lượng cao protein, các acid amin thiết yếu, các vitamin B12, ubiquinone và carotenoid (Shapawi et al., 2012; Kornochalert et al., 2014). Do đó, VKTQH cũng có tiềm năng lớn để làm thức ăn tươi sống trong nuôi trồng thủy sản (Shapawi et al., 2012).

Thức ăn cho thủy sản

Thức ăn cho con giống các loài hai mảnh vỏ được người dân sử dụng nhiều hiện nay là vi tảo, nấm men và thức ăn tổng hợp. Trong đó, thức ăn phổ biến nhất là vi tảo, chúng có thành phần dinh dưỡng cao, ít gây ô nhiễm nước. Tuy nhiên, việc sản xuất sinh khối các loài tảo này trong điều kiện nhân tạo cho năng suất không ổn định vì chúng thường bị nhiều điều kiện ngoại cảnh bất lợi tác động. Trước thực tế đó, TS Đỗ Thị Liên, Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và các cộng sự đã nghiên cứu và sử dụng VKTQH bổ sung vào thức ăn trong nuôi trồng thủy sản. Phương pháp tuyển chọn được các nhà khoa học tiến hành là dựa trên khả năng sống sót của Artemia khi cho ăn bằng VKTQH so với các nguồn thức ăn truyền thống, một trong những loài động vật phù du quan trọng được sử dụng làm thức ăn cho con giống các loài thủy hải sản có giá trị. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn việc phân lập các chủng vi khuẩn từ ao nuôi tôm, bãi nuôi ngao tại ven biển Nam Định để làm thức ăn cho Artemia. Kết quả cho thấy, Artemia được nuôi bằng chế phẩm VKTQH không lưu huỳnh có tỷ lệ sống cao (từ 5 – 7 ngày), tăng về kích thước, trọng lượng và giá trị dinh dưỡng. TS Đỗ Thị Liên và các cộng sự đã chọn ra được 4 chủng vi khuẩn phù hợp nhất là Rhodopseudomonas sp.311, Rhodobacter Sp. NDT6, Rhodobacter sp.86 và Rhodopseudomonas sp. 517. Ngoài ra, thành phần dinh dưỡng của 4 chủng vi khuẩn này như protein (61%), lipid (khoảng 10%)… cao hơn hoặc tương đương các loại vi tảo đang được sử dụng phổ biến. Hơn nữa, nhóm tác giả cũng đã thử nghiệm chế phẩm chứa 4 chủng đã lựa chọn để nuôi ấu trùng ngao, hàu và tu hài, kết quả cho thấy tốc độ biến thái, tỷ lệ sống sót tương đương với vi tảo.

Xử lý nước

Không chỉ là nguồn thức ăn tươi sống, lượng vi khuẩn tía quang hợp còn có khả năng xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm trong hồ nuôi, giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước trong các hồ nuôi, giúp giảm số lần thay nước góp phần tiết kiệm chi phí cho người nuôi. Mới đây, nhóm nghiên cứu của TS Đỗ Thị Liên đã lấy mẫu trong các đầm ao nuôi tôm tại Thanh Hóa, Quảng Ninh, Tiền Giang và bãi ngao tại ven biển Nam Định, tuyển chọn và phân lập được các chủng có khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ và sulfide cao nhất để tạo ra được chế phẩm dạng dịch vi khuẩn tía quang hợp bản địa ứng dụng xử lý đáy ao nuôi thủy sản. Chế phẩm được Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản I thử nghiệm và đánh giá xử lý môi trường ao nuôi cá rô phi hiệu quả. Chế phẩm xử lý nhanh các chất hữu cơ ô nhiễm (BOD3, H₂S) trong hồ nuôi, loại bỏ sulfide, làm sạch đáy ao. Ngoài ra, thử nghiệm tại hợp tác xã thủy sản chất lượng cao ở Hải Dương cũng cho thấy cá tăng trưởng rõ rệt từ khoảng 290 g/con lên 803,1 g/con sau 3 tháng (mức tăng trưởng trung bình đạt 513 g/con, cao hơn so với việc không dùng chế phẩm là 465 g/con). Hiện, chế phẩm được ứng dụng xử lý tại nhiều ao nuôi tôm cá tại các tỉnh: Nam Định, Thanh Hóa, Quảng Ninh, Sóc Trăng, Tiền Giang… đều cho kết quả xử lý các hợp chất hữu cơ và sulfide tốt. Để sử dụng, tùy thuộc vào các chỉ tiêu BOD3, hàm lượng sulfide trong ao nuôi và bùn đáy ao, hàm lượng NH₄, NO₂, người nuôi có thể bổ sung chế phẩm từ 1 – 2 tuần/lần (tùy thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của vật nuôi). Đặc biệt, các nhà nghiên cứu cũng đã điều chế dung dịch từ dạng lỏng sang dạng sệt để thuận lợi trong việc vận chuyển. Điểm khác biệt của chế phẩm dạng sệt là có mật độ cao gấp 100 lần chế phẩm dạng dịch, được đóng gói 1 – 5 kg dễ bảo quản và vận chuyển.

Thái Thuận