ỨNG DỤNG VI KHUẨN KHỬ LƯU HUỲNH ĐỂ GIẢM KHÍ ĐỘC H2S TRONG NUÔI TÔM-CÁ

GIỚI THIỆU
Trong tự nhiên, vi khuẩn quang hợp là vi khuẩn có khả năng hấp thu các hợp chất chứa lưu huỳnh dạng vô cơ và hữu cơ trong đó có H2S. Khí H2S là một loại khí độc hại, có mùi trứng thối, được hình thành từ quá trình phân hủy vật chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí. Khí độc này kết hợp với Hemoglobin và ngăn cản vận chuyển oxy trong máu, khiến tôm, cá không có đủ lượng oxy cần thiết. Để hạn chế tối đa sự hình thành và tích lũy H2S trong ao, giải pháp giảm lượng thức ăn cung cấp cũng như tăng sục khí đáy ao nuôi tôm, cá đã được ứng dụng. Ngoài ra sử dụng vi khuẩn khử lưu huỳnh để làm giảm khí độc H2S cũng đã được thực hiện. Trên thị trường hiện nay đã có những chế phẩm vi sinh PSB chứa các loại vi khuẩn hữu ích dạng này. Những chế phẩm này thường có màu đỏ tía là màu đặc trưng của nhóm. Với khả năng tăng trưởng nhanh, khi bón vào ao nuôi chúng sẽ hấp thu các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh ở nhiều dạng khác nhau (H2, H2S hay S…), vì vậy đáy ao sẽ được làm sạch và không gây tổn hại đến vật nuôi.

Cơ chế hoạt động của vi khuẩn quang hợp khử H2S
Hiện nay trong NTTS, nhóm vi khuẩn quang hợp được sử dụng nhiều nhất để kiểm soát H2S và mùn bã hữu cơ là vi khuẩn quang dưỡng tía và vi khuẩn lưu huỳnh lục. Vi khuẩn quang dưỡng tía bao gồm 2 nhóm là vi khuẩn quang dưỡng tía lưu huỳnh và vi khuẩn quang dưỡng tía không lưu huỳnh. Trong đó, nhóm vi khuẩn quang dưỡng tía lưu huỳnh sẽ tiến hành quá trình quang tự dưỡng (sử dụng H2S và chất hữu cơ) trong điều kiện có ánh sáng, tuy nhiên các loài này phân bố hẹp và ít được sử dụng trong ao nuôi tôm, cá. Trong khi đó, vi khuẩn quang dưỡng tía không lưu huỳnh sẽ ưu tiên tiến hành quá trình dinh dưỡng dị dưỡng trong điều kiện có ánh sáng, có nghĩa là chúng có thể sử dụng H2S làm thức ăn. Ngược lại trong điều kiện không ánh sáng chúng sẽ tiến hành quá trình hóa dị dưỡng hữu cơ tức là sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn (chất hữu cơ có phân tử lượng thấp). Ngoài ra một số loài thuộc nhóm này còn sử dụng chất vô cơ như NO2, NO3… làm chất nhận điện tử trong điều kiện thiếu oxy. Trong ao nuôi tôm, cá thường số lượng các loài vi khuẩn này không đủ nhiều để tiêu thụ hết lượng H2S hình thành, do lượng vật chất hữu cơ dư thừa trong ao nuôi rất lớn. Để tránh hiện tượng tích tụ H2S vượt quá mức cho phép, các chế phẩm vi sinh có chứa sinh khối các loài vi khuẩn này như Pseudomonas palustic, Thiobacillus sp. đã được ứng dụng với nhiều công dụng khác nhau trên thị trường.

Vi khuẩn quang dưỡng tía lưu huỳnh

Vi khuẩn quang dưỡng tía không lưu huỳnh

Trần Phương Trà My (Đại học Sài Gòn) đã nhân nuôi thành công chủng vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh giống Rhododbacter trong môi trường SA ở điều kiện không sục khí dưới ánh sáng tự nhiên. Sau 14 ngày, sự tăng trưởng sinh khối của chúng được xác định tại bước sóng 862nm, đạt độ hấp thụ cực đại 1.268Abs (665.320 tế bào/mm3). Chủng vi khuẩn này có thể sinh trưởng và thích nghi với các độ mặn 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 và 35‰. Nhưng chúng sinh trưởng tốt nhất ở độ mặn từ 0-20‰ và trong điều kiện không sục khí dưới ánh sáng tự nhiên. Sau 10 ngày theo dõi với các hàm lượng chất hữu cơ 20, 50, 100, 300, 400 mgC/L, hiệu suất xử lý đạt từ 51 – 73%. Hiệu suất xử lí sulfur đạt 100% sau 4 ngày (sục khí dưới ánh sáng tự nhiên) và đạt 100% sau 7 ngày (sục khí che tối) với các nồng độ khác nhau. Kết quả này cho thấy có thể nhân nuôi rộng rãi và ứng dụng vi khuẩn này để xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ và sulfur.
Một nghiên cứu khác cũng đã được thực hiện nhằm phân lập và khảo sát khả năng loại H2S của vi khuẩn oxy hóa hợp chất sulfur (SOD) trong nước kinh Nhiêu Lộc- Thị Nghè. Ba loại môi trường dùng để phân lập vi khuẩn bao gồm: môi trường Thiosulfate, pH = 8,5; môi trường Beijerick, pH = 7,4 và môi trường Thiobacillus thiooxydans, pH = 4,4. Trong 8 chủng phân lập được có 4 chủng có khả năng loại H2S trên 80%, trong đó có một chủng có khả năng loại bỏ H2S cao nhất là 99,2%. Sản phẩm tạo thành từ quá trình oxy hóa H2S không làm giảm giá trị pH của môi trường.

H2S và các nghiên cứu ứng dụng trong ao nuôi cá

Để đánh giá hiệu quả xử lý khí độc H2S trong ao ương cá tra; Đại học Cần Thơ đã tiến hành thử nghiệm, bón sản phẩm có chứa vi khuẩn Paracoccus pantotrophus vào 5 ao ương cá tra giống tại huyện Cờ Đỏ (Cần Thơ) với 3 nghiệm thức: ao đối chứng (không bổ sung sản phẩm); ao thí nghiệm 2, 3 (bổ sung 150g/1000m3 khi ao có sự cố H2S) và ao thí nghiệm 4, 5 (bổ sung định kỳ 10 ngày/lần vào tháng đầu và bổ sung 7 ngày/lần vào tháng thứ 2 và 3 với liều lượng là 150g/1000m3). Quy cách ao ương thực nghiệm có diện tích 0,2 - 0,7 ha; cá tra bột sau khi nở 20 giờ được thả vào ao ương với mật độ từ 714 - 800 con/m2. Kết quả cho thấy các ao ương được bổ sung sản phẩm chứa vi khuẩn P. pantotrophus có hàm lượng H2S thấp hơn so với ao đối chứng trong suốt thời gian thử nghiệm. Thêm vào đó, tỉ lệ sống của cá khi thu hoạch cao hơn gần 50% so với ao đối chứng không bổ sung sản phẩm chứa vi khuẩn; năng suất cá và doanh thu cũng cao hơn đáng kể. Đặc biệt, thử nghiệm bổ sung vi khuẩn P. pantotrophus định kỳ vào ao ương cho hiệu quả cao hơn so với sử dụng sản phẩm khi ao có sự cố về H2S. Điều này cho thấy sử dụng sản phẩm chứa vi khuẩn P. pantotrophus đã góp phần cải thiện môi trường nước, làm giảm khí độc H2S và tăng hiệu quả kinh tế trong ương nuôi cá tra giống (Phạm Thị Tuyết Ngân và ctv. 2019).

H2S và các nghiên cứu ứng dụng trong ao nuôi tôm
Mặc dù, hiện nay nuôi tôm trong ao lót bạc có thể hạn chế được sự hình thành H2S, tuy nhiên hình thức nuôi ao đất vẫn còn được áp dụng. Trong trường hợp nuôi ao đất tuy người nuôi có thường xuyên xi-phông (siphon) nền đáy ao và sục khí đáy cũng như quạt nước nhưng cũng khó tránh khỏi sự hình thành và tích tụ H2S nhất là vào cuối chu kỳ nuôi. Theo một số khuyến cáo hàm lượng H2S trong ao nuôi tôm, tốt nhất nên = 0. Vậy để tránh kiểm soát H2S trong giới hạn, có thể chủ động bổ sung thêm chế phẩm vi sinh có chứa vi khuẩn khử lưu huỳnh. Tương tự khảo sát trên cá tra, Phạm Thị Tuyết Ngân và ctv. (2019) đã nghiên cứu ứng dụng bổ sung loài vi khuẩn P. pantotrophus vào ao tôm sú và tôm thẻ. Kết quả cho thấy, ao có sử dụng chế phẩm hàm lượng H2S thấp hơn đáng kể so với không sử dụng và tỉ lệ sống cũng như tăng trọng tốt hơn ao không sử dụng.
Kết quả này đã chứng minh, khi dùng sản phẩm có chứa vi khuẩn Pseudomonas sp. và Thiobacillus sp. và vi khuẩn nitate hóa (Nitrosomonas và Nitrobacter); ở liều lượng 0,5 ppm có khả năng hấp thu các khí độc (H2S, NH3, NO2), ổn định pH và giúp tôm tăng trưởng nhanh. Ngoài ra sản phẩm còn ức chế Vibrio spp. thấp hơn 1×102 CFU/mL ở cả 2 độ mặn 5 và 15‰.

Sử dụng vi sinh VB-EM new cho ao nuôi, sẽ giúp bà con nông dân tiết kiệm được chi phí, giảm lượng kháng sinh và hóa chất xử lý; gia tăng lợi nhuận gấp nhiều lần:
- Tăng cường lợi khuẩn, làm sạch nước ao:
5 lít/10.000m3 nước, định kỳ 2 lần/tuần.
- Phân hủy triệt để chất thải hữu cơ: 5 lít/6.000m3 nước, sử dụng 2 ngày liên tục.
- Khí độc NH3, NO2, H2S tăng cao: 5 lít/5.000m3 nước, sử dụng 2-3 ngày liên tục.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Iaqi Chen, Jingjing Wei, Chi Ma, Zhongzhu Yang, Zihao Li, Xu Yang, Mingsheng Wang, Huaqing Zhang, Jiawei Hu, Chang Zhang, 2020. Photosynthetic bacteria-based technology is a potential alternative to meet sustainable wastewater treatment requirement? Environment International, Volume 137, 105417, ISSN 0160-4120. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105417.
2. Nguyễn Khánh Hoàng, Nguyễn Hoài Phong, Hứa Thạch Sơn và Nguyễn Văn Cường, 2009. Phân lập và khảo sát khả năng loại hydrogen sulfite (H2S) của vi khuẩn oxy hóa hợp chất sulfur (SOD) trong nước kinh Nhiêu Lộc- Thị Nghè. Tạp chí khoa học và công nghệ. 5: 83-90.
3. Phạm Thị Tuyết Ngân, Vương Văn Nghĩa, Trần Trung Giang, Vũ Hùng Hải, 2019. Ảnh hưởng của vi khuẩn Paracoccus pantotrophus lên hàm lượng khí độc H2S trong ao ương cá tra giống. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 5(102): 128-133.
4. Trần Hương Trà My. Nghiên cứu nhân nuôi và sử dụng vi khuẩn Rhodobacter xử lý H2S của trường Đại học Sài gòn, khoa Khoa học môi trường. Chủ nhiệm đề tài: ThS. Trần Hương Trà My. http://psb.vn/men-vi-sinh-xu-ly-ao-nuoi-tom (cập nhật ngày 5/3/2021).

TS. Phạm Thị Tuyết Ngân - Khoa Thủy sản - Trường Đại học Cần Thơ