Xemtailieu Tải về Nghiên cứu kỹ thuật trồng rong nho biển trong bể nhân tạo và ảnh hưởng của sự sục khí đến thời gian bảo quản rong tươi
i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Nha Trang, viện Công nghệ Sinh học & Môi trường và Viện Hải dương học Nha Trang đã cho phép chúng tôi thực hiện đề tài này tại Viện Hải dương học. Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Nguyễn Xuân Hòa- Trưởng phòng Thực vật biển, Viện Hải dương học và cô Khúc Thị An-Trưởng bộ môn Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Nha Trang đã hướng dẫn tận tình chu đáo. Đồng thời, tôi cũng chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ khoa học Phòng Thực vật biển- Viện Hải dương học để tôi hoàn thành tốt đề tài này. Cuối cùng tôi xin được tỏ lòng tri ân sâu sắc đến gia đình, bè bạn đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn này. Nha Trang, tháng 7 năm 2012 Sinh viên thực hiện Phan Thị Ngọc Yến SVTH: Phan Thị Ngọc Yến ii MỤC LỤC Mục lục...................................................................................................... Trang LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i MỤC LỤC ......................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ iv DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ............................................................................. v DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................. vi LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN................................................................................. 4 1.1 Tổng quan về rong biển ........................................................................... 4 1.1.1 Giới thiệu về rong biển ...................................................................... 4 1.1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến rong biển ......................... 4 1.1.3 Tình hình nghiên cứu rong biển ....................................................... 10 1.1.3.1 Tình hình nghiên cứu rong biển trên thế giới .............................. 10 1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu rong biển ở Việt Nam .............................. 11 1.1.4 Giá trị sử dụng của rong biển ........................................................... 12 1.1.5 Tình hình khai thác rong biển .......................................................... 16 1.1.5.1 Tình hình khai thác rong biển trên thế giới ................................. 16 1.1.5.2 Tình hình khai thác rong biển ở Việt Nam .................................. 17 1.2 Tổng quan về rong Nho biển ................................................................. 18 1.2.1 Tình hình nghiên cứu rong Nho biển trên thế giới ............................ 18 1.2.1.1 Vị trí phân loại của rong Nho biển ............................................. 18 1.2.1.2 Hình thái rong Nho biển ............................................................. 19 1.2.1.3 Sinh sản ..................................................................................... 20 1.2.2 Tình hình nghiên cứu rong Nho biển ở Việt Nam ............................ 21 1.2.3 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của rong Nho biển .................................................................................................................. 23 1.2.4 Tình hình khai thác và nuôi trồng rong Nho biển ............................. 24 Chƣơng 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................... 31 SVTH: Phan Thị Ngọc Yến iii 2.1 Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu ......................................... 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 31 2.2.1 Cách bố trí thí nghiệm trồng treo và trồng đáy rong Nho biển trong các bể ................................................................................................................... 31 2.2.2 Thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian sục khí đến thời gian bảo quản rong Nho biển .................................................................................................. 33 2.3 Phuơng pháp phân tích .......................................................................... 35 2.4 Xác định các yếu tố môi trường ............................................................. 36 2.5 Phương pháp xử lí số liệu ...................................................................... 36 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 37 3.1 Xác định một số thông số môi trường trong các bể nuôi rong Nho biển ...... 37 3.2 Nghiên cứu so sánh tốc độ tăng trưởng, năng suất và tỷ lệ thân đứng trên toàn tản của rong Nho biển trồng treo và trồng đáy trong bể nhân tạo ............... 40 3.2.1 Tốc độ tăng trưởng (%/ngày) ........................................................... 40 3.2.2 Năng suất......................................................................................... 43 3.2.3 Tỷ lệ trọng lượng thân đứng so với toàn tản ..................................... 47 3.2.4 Tỷ lệ thân đứng đạt trên 5 cm so với trọng lượng thân đứng thu được của rong Nho biển trồng trong bể ..................................................................... 50 3.3 Ảnh hưởng thời gian sục khí đến thời gian bảo quản sản phẩm rong Nho biển .................................................................................................................. 53 Chƣơng 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................... 56 4.1 Kết luận ................................................................................................ 56 4.2 Kiến nghị .............................................................................................. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 57 SVTH: Phan Thị Ngọc Yến iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng ............................................................................................................Trang Bảng 3.1: Biến động cường độ ánh sáng trung bình (lux) trong ngày và các tháng thí nghiệm .......................................................................................................... 37 Bảng 3.2: Biến động nhiệt độ nước trung bình (oC ) trong ngày của các bể nuôi qua các tháng thí nghiệm .................................................................................... 38 Bảng 3.3: Biến động độ pH trung bình của các bể nuôi trong ngày và các tháng thí nghiệm .......................................................................................................... 38 Bảng 3.4: Biến động độ mặn (‰) trung bình ở bể nuôi rong trong ngày và qua các tháng thí nghiệm........................................................................................... 39 Bảng 3.5: Hàm lượng muối dinh dưỡng trong nước và chất đáy ......................... 39 Bảng 3.6: So sánh tốc độ tăng trưởng của rong Nho biển ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy........................................................................................ 40 Bảng 3.7: So sánh tốc độ tăng trưởng của rong Nho biển với những nghiên cứu khác .................................................................................................................... 42 Bảng 3.8: So sánh năng suất của rong Nho ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy ..................................................................................................................... 44 Bảng 3.9: So sánh tỷ lệ trọng lượng thân đứng so với toàn tản ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy trong bể .......................................................................... 47 Bảng 3.10: So sánh tỷ lệ trọng lượng phần tản đứng của rong Nho so với toàn tản với những nghiên cứu trước .......................................................................... 49 Bảng 3.11: Tỷ lệ trọng lượng thân đứng trên 5 cm so với trọng lượng thân đứng thu được ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy ........................................... 51 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của thời gian sục khí đối với tỷ lệ trọng lượng rong Nho biển tươi (%) sau bảo quản ................................................................................. 53 SVTH: Phan Thị Ngọc Yến v DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu đồ ........................................................................................................Trang Biểu đồ 3.1: So sánh tốc độ tăng trưởng của rong Nho biển ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy........................................................................................ 41 Biểu đồ 3.2: So sánh năng suất của rong Nho biển ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy ........................................................................................................ 44 Biểu đồ 3.3: So sánh tỷ lệ trọng lượng thân đứng của rong Nho biển so với toàn tản ở hai phương thức trồng treo và trồng đáy .................................................... 48 Biểu đồ 3.4: So sánh tỷ lệ thân đứng đạt trên 5 cm so với trọng lượng thân đứng thu được của rong Nho biển ở hai phương thức .................................................. 52 Biểu đồ 3.5: Tỷ lệ trọng lượng rong Nho biển tuơi sau thời gian bảo quản ......... 54 SVTH: Phan Thị Ngọc Yến vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình.............................................................................................................Trang Hình 1.1: Hướng sử dụng và tiềm năng sử dụng rong biển ................................. 13 Hình 1.2: Hình thái của rong Nho biển (Caulerpa lentillifera) ............................ 19 Hình 1.3: Vòng đời của rong Nho biển ............................................................... 21 Hình 2.1: Thí nghiệm trồng treo rong Nho biển bằng lồng trong bể composite ... 32 Hình 2.2: Thí nghiệm trồng đáy rong Nho biển trong bể composite .................... 32 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ....................................................................... 33 Hình 2.4: Sục khí bảo quản sản rong Nho biển ................................................... 34 Hình 3.1: Rong Nho biển trồng đáy trong bể composite không có chất đáy sau 20 ngày nuôi trồng .................................................................................................. 46 Hình 3.2: Rong Nho biển trồng đáy trong bể composite có chất đáy sau 20 ngày nuôi trồng ........................................................................................................... 46 Hình 3.3: Rong Nho biển trồng treo trong bể composite không có chất đáy sau 60 ngày nuôi trồng.............................................................................................. 46 Hình 3.4: Rong Nho biển trồng treo trong bể composite có chất đáy sau 60 ngày nuôi trồng Hình 3.5: Rong Nho biển được sục khí trong 0h, 6h, 12h, 24h sau 20 ngày bảo quản SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 1 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới, có trên 3.200 km bờ biển và nhiều hải đảo lớn nhỏ, vịnh, ao đầm tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loài rong biển sinh trưởng và phát triển. Vùng biển Việt Nam có tiềm năng to lớn cho việc khai thác và sử dụng nguồn lợi rong biển cùng như phát triển nuôi trồng nhiều loại rong có giá trị kinh tế. Chi Caulerpa thuộc họ Caulerpaceae, bộ Caulerpales rất phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Từ xa xưa, chúng đã được sử dụng làm thức ăn truyền thống ở các nước Nhật Bản, Philippin dưới dạng rau xanh hay salad. Các loài rong Caulerpa được khai thác sử dụng thường xuyên như Caulerpa racemosa (Forsskal) J. Ag, Caulerpa lentillifera J. Ag. Trong đó loài C. lentillifera được ưa chuộng nhất vì mềm và ngon. Chúng được khai thác ở các bãi san hô, bãi cát lẫn bùn và xác vỏ sinh vật, vùng ven biển ven đảo, và được gọi là rong Nho biển (Sea grapes) hay trứng cá Hồi xanh (green Caviar) (Ohno, 1993; Critchley et al. 1998). Rong Nho biển (Caulerpa lentillifera) là loài rong có giá trị kinh tế cao, giá bán của chúng trên thị trường Nhật Bản trên dưới 60 USD/kg rong tươi. Nhu cầu tiêu thụ rong Nho biển ở nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc, Philippin,… tăng nhanh trong những năm gần đây. Vì vậy, cùng với việc khai thác tự nhiên, việc nuôi trồng rong Nho biển cũng phát triển nhanh. Ở Việt Nam, từ năm 2004, Phòng Thực vật biển- Viện Hải dương học đã có những nghiên cứu đầu tiên về các đặc tính sinh học và kỹ thuật trồng rong Nho biển trong điều kiện phòng thí nghiệm với đề tài “Nghiên cứu các đặc trưng sinh lý, sinh thái của loài rong Nho biển Caulerpa lentillifera (J. Agardh, 1873) có nguồn gốc nhập nội từ Nhật Bản làm cơ sở kỹ thuật cho nuôi trồng”. Tiếp theo đó, năm 2005 Phòng Thực vật biển tiếp tục tiến hành đề tài “Thử nghiệm nuôi trồng rong Nho biển Caulerpa lentillifera (J. Agardh, 1873) ở điều kiện tự nhiên”. Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy rong Nho biển thích nghi và phát SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 2 triển tốt ở vùng biển tỉnh Khánh Hòa. Từ năm 2006- 2008 Phòng Thực vật biển – Viện Hải dương học đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam “Trồng rong Nho biển Caulerpa lentillifera (J. Agardh, 1873) dùng làm thực phẩm”. Kết quả nghiên cứu của các đề tài đã cho thấy rong Nho biển có thể sống quanh năm trong các điều kiện nuôi trồng trong bể xi măng hoặc composite, trong ao, đìa, vùng triều ven biển nơi có độ mặn cao và ổn định. Hiện nay, nhiều công ty đã nuôi trồng thành công rong Nho biển ở Bình Thuận và Khánh Hòa nhằm mục tiêu xuất khẩu và tiêu thụ trong nước, phương thức trồng rong Nho biển ở Việt Nam cũng chủ yếu là trồng trong các ao, đìa ven biển. Tuy vậy, việc trồng trực tiếp rong Nho biển trong các ao, đìa phụ thuộc nhiều vào thời tiết, mùa vụ, khó kiểm soát nguồn nước… Việc trồng rong Nho biển trong các bể nhân tạo mặc dù còn chưa được phổ biến, thế nhưng đây là phương thức nuôi trồng có xu hướng phát triển nhằm tạo ra sản phẩm rong Nho biển ổn định và có chất lượng cao, đồng thời khắc phục những hạn chế của việc trồng rong Nho biển trong các ao, đìa. Trồng rong Nho biển trong các bể nhân tạo còn là giải pháp khả thi nhằm cung cấp nguồn thực phẩm thay thế rau xanh cho quân và dân ở huyện đảo Trường Sa, góp phần giải quyết tình trạng thiếu rau xanh trên các đảo. Ngoài ra, sản phẩm rong Nho biển thường được sử dụng ở dạng tươi, việc nghiên cứu kỹ thuật kéo dài thời gian bảo quản rong Nho biển tươi sẽ đem lại lợi ích cao hơn về giá trị sử dụng và thương mại. Từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật trồng rong Nho biển (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1873) trong bể nhân tạo và ảnh hƣởng của sự sục khí đến thời gian bảo quản rong tƣơi”. Mục tiêu của đề tài: Phát triển kỹ thuật trồng rong Nho biển trong các bể nhân tạo và đưa ra phương pháp bảo quản sản phẩm rong Nho biển được tươi lâu. Nội dung nghiên cứu bao gồm: SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 3 Nghiên cứu, so sánh tốc độ sinh trưởng, năng suất và tỷ lệ thân đứng trên toàn tản của rong Nho biển trồng treo và trồng đáy trong bể nhân tạo. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sục khí đến thời gian bảo quản sản phẩm rong Nho biển tươi. Chƣơng 1: TỔNG QUAN SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 4 1.1 Tổng quan về rong biển 1.1.1 Giới thiệu về rong biển Rong biển là thực vật bậc thấp sống trong môi trường nước biển. Chúng có thể là đơn bào hay đa bào sống thành quần thể. Chúng có kích thước hiển vi hoặc có khi dài tới hàng chục mét. Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt (Trần Thị Luyến, 2004). Theo tác giả Nguyễn Hữu Dinh (1993) thì rong biển được chia thành 4 ngành gồm: Ngành rong Lục (Chlorophyta) Ngành rong Nâu (Phaeophyta) Ngành rong Đỏ (Rhodophyta) Ngành rong Lam (Cyanophyta) 1.1.2 Ảnh hƣởng của các yếu tố môi trƣờng đến sinh trƣởng và phát triển của rong biển Các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước đã cho thấy sự sinh trưởng và phát triển của các loài rong biển luôn có mối quan hệ mật thiết với các yếu tố môi trường (Lê Anh Tuấn, 2004). Yếu tố động lực Thủy triều Thủy triều có ảnh hưởng đến sự phân bố của rong biển. Rong biển hầu hết tập trung phân bố từ vùng trung triều trở xuống. Ở vùng trên triều rong ít phân bố, thường chỉ xuất hiện loại rong nhỏ có tính chịu khô cao. Vùng trung triều và hạ triều, và nhất là tầng trên của vùng dưới triều thường tập trung các loại rong có kích thước lớn. Ngoài ra, do thành phần sắc tố khác nhau và khả năng hấp thụ các tia sáng khác nhau, nên sự phân bố của các ngành rong có khác nhau. Rong Đỏ phân bố sâu hơn, thường có mặt ở vùng hạ triều và dưới triều. Rong Nâu phân bố SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 5 vùng hạ triều và trung triều. Rong Lục phân bố nông hơn, chủ yếu ở vùng trung triều và cao triều. Tuy nhiên, có một số loài không phân bố theo quy luật như trên, đại diện là chi Caulerpa thuộc ngành rong Lục phân bố được ở vùng hạ triều (có thể do khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh) (Lê Anh Tuấn, 2004). Mặt khác, sự lên xuống của thủy triều còn tác động đến quá trình phóng bào tử của rong biển nói chung và rong Nho biển nói riêng. Chu kỳ phóng thích bào tử phụ thuộc vào chu kỳ thủy triều. Sóng gió Những loài ưa sóng thường phân bố ở vùng có sóng lớn, thường ở vùng triều. Nhóm rong này có cơ quan bám phát triển, cấu tạo cơ thể rắn chắc. Những loài rong sợ sóng thường phân bố ở vùng sóng yếu, hoặc ở vùng nước tĩnh như trong các ao đầm nước lợ. Nhóm rong này có cơ thể mềm mại, cấu tạo trong lỏng lẻo. Rong Nho biển thuộc nhóm rong này. Hải lƣu Hải lưu là sự di chuyển của dòng nước biển có quy luật, có liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ của vùng nước. Hải lưu có ảnh hưởng lớn đến sự di động phát tán của bào tử, hoạt động dinh dưỡng và phân bố của rong biển. Yếu tố vật lý Địa bàn sinh trƣởng Căn cứ vào tập tính sống có thể chia rong biển thành hai dạng: sống cố định và sống phù du. Những loài tảo sống phù du thường được phân bố ở các tầng nước khác nhau, đảm bảo cho chúng có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời để quang hợp. Loài này thường không có cơ quan bám. Rong biển sống cố định thì trong quá trình sống chúng cần có địa bàn sinh trưởng. Địa bàn sinh trưởng của rong biển có thể là đáy cứng như đá tảng, đá cuội, san hô... hoặc đáy mềm như bùn, bùn cát, cát bùn hoặc cơ thể thực vật khác cùng phân bố với chúng. Rong biển hấp thụ nước, muối khoáng từ môi trường xung quanh chứ không phải SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 6 từ địa bàn sinh trưởng. Địa bàn sinh trưởng chỉ giúp chúng cố định ở một tầng nước nhất định trong quá trình sống để đảm bảo cho quá trình quang hợp được tiến hành tốt (Lê Anh Tuấn, 2004). Địa bàn sinh trưởng có quan hệ đến quá trình hình thành cơ quan bám và khả năng bám của rong biển. Yêu cầu về dạng địa bàn sinh trưởng ở rong biển có khác nhau. Rong sống trong vùng triều có cơ quan bám phát triển, thích bám trên các dạng đáy cứng. Chẳng hạn như, rong thạch Gelidium thích phân bố trên tảng đá có nhiều động vật nhuyễn thể, rong chuỗi Chaetomorpha thích bám trên đáy có nhiều cát sỏi... Rong sống trong đầm nước lợ, cơ quan bám kém phát triển, chúng thường sống tự do cài quấn hoặc một phần gốc vùi trong lớp bùn cát; một số loài sống bám trên thực vật thủy sinh khác. Chẳng hạn như, rong guột Caulerpa có rễ giả đâm sâu trong đáy bùn cát. Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự phân bố của rong biển. Căn cứ vào quan hệ giữa nhiệt độ và phân bố của rong biển, Kjellman và Sberkoj đã phân khu hệ rong biển theo thang nhiệt độ như sau: Nhiệt độ 0 – 50C ứng với khu hệ rong hàn đới; Nhiệt độ 5 – 150C (trung bình 100C) ứng với khu hệ rong á hàn đới; Nhiệt độ 10 – 200C (trung bình 150C) ứng với khu hệ rong ôn đới; Nhiệt độ 15 – 250C (trung bình 200C) ứng với khu hệ rong á nhiệt đới; Nhiệt độ ≥ 250C ứng với khu hệ rong nhiệt đới. Dựa theo cách chia này thì khu hệ rong biển của Việt Nam mang tính chất á nhiệt đới và nhiệt đới từ Bắc vào Nam. Rong Nho biển thuộc khu hệ này nên rất thích hợp nuôi trồng ở nước ta. Sở dĩ rong Nho biển có thể nuôi trồng tại Nhật Bản là do có dòng nước nóng Kurosivo chảy qua nên nhiệt độ nước biển không xuống quá thấp đến mức ức chế sự phát triển của rong. Nhiệt độ ảnh hưởng đến sinh trưởng của rong biển. Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, khi nhiệt độ tăng thì quá trình sinh trưởng của rong biển tăng và SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 7 ngược lại. Yêu cầu nhiệt độ thích hợp cho quá trình sinh trưởng của rong biển có khác nhau. Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của rong biển. Quá trình quang hợp và hô hấp của rong biển được tiến hành thuận lợi trong phạm vi nhiệt độ thích hợp. Nhiệt độ ảnh hưởng đến chức năng sinh sản của rong biển. Nhiệt độ thúc đẩy quá trình sinh trưởng của rong biển và khi đạt đến giai đoạn sinh trưởng phát triển nhất định, rong biển tiến hành sinh sản. Ánh sáng Năng lượng mặt trời chiếu xuống trái đất rất lớn nhưng thực vật trong quá trình quang hợp chỉ đồng hóa 1/3 năng lượng mặt trời chiếu trên lá. Đối với thực vật thủy sinh, năng lượng đồng hóa được còn nhỏ hơn con số trên. Những tia bức xạ mặt trời thấy được có độ dài sóng trong khoảng 380 – 780 nm. Trong các tia nhìn thấy, tia đỏ (600 – 780 nm) có tác dụng trong quang hợp rất lớn. Tia hồng ngoại không có tác dụng sinh trưởng cho thực vật nhưng ảnh hưởng gián tiếp thông qua tác dụng nhiệt. Ánh sáng chiếu xuống thủy vực khuếch tán thành các phần ánh sáng tán xạ, ánh sáng phản xạ và ánh sáng hấp thụ. Các vùng sáng trong thủy vực được phân ra như sau: Từ 0 – 200 m: vùng sáng, là vùng có đủ các tia đỏ và tia tím. Từ 200 – 1500 m: vùng mặt sáng, vùng có các tia sóng ngắn, cực ngắn, chủ yếu là ánh sáng tím. > 1500 m: vùng tối, vùng không còn tia nào đi tới. Ánh sáng ảnh hưởng đến sự phân bố của rong biển theo chiều thẳng đứng. Rong Lục (Chlorophyta) có nhiều diệp lục tố thích hợp hấp thụ các tia sáng đỏ, thường phân bố tầng mặt có độ sâu 5 – 6 m. Rong Nâu (Phaeophyta) có nhiều sắc tố phụ Phycophein và Fucoxanthyl thích ánh sáng da cam, vàng thường sống ở tầng nước giữa, sâu khoảng 30 – 60 m. Rong Đỏ (Rhodophyta) có nhiều sắc tố phụ Phycoerythrin và Phycoxyanin thích ánh sáng xanh sống ở tầng nước sâu SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 8 nhất 100 m. Rong Nho biển thuộc bộ rong Lục nên thường phân bố ở độ sâu 8 m nhưng nếu nước trong có thể phân bố ở độ sâu 40 m (Trono G. C., Jr., 1988). Ánh sáng ảnh hưởng đến sinh trưởng, sinh sản của rong biển. Yêu cầu ánh sáng cho quá trình quang hợp và hô hấp của rong biển có khác nhau đặc biệt đối với loài rong sống ở tầng mặt như rong Nho biển. Yếu tố hóa học Độ mặn Độ mặn ảnh hưởng đến sự phân bố của rong biển. Dựa vào khả năng thích nghi với độ mặn của môi trường, người ta chia rong biển ra thành các nhóm sau: Nhóm hẹp muối ở độ mặn cao: bao gồm những loài rong đặc trưng của vùng triều và biển sâu, chúng phân bố và sinh trưởng được ở những nơi có độ mặn cao khoảng 25 – 36 ‰. Nhóm hẹp muối ở độ mặn thấp: gồm những loài rong chỉ xuất hiện trong các đầm nước lợ vào mùa mưa khi mà độ mặn môi trường thấp. Nhóm rộng muối: gồm những loài rong có khả năng phân bố được từ vùng triều đến các ao đầm nước lợ. Độ mặn ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của rong biển. Yêu cầu độ mặn thích hợp cho quá trình sinh trưởng của rong biển khác nhau. Độ mặn còn ảnh hưởng đến quá trình mọc mầm của rong biển (Lê Anh Tuấn, 2004). Độ pH Độ pH của nước biển tương đối ổn định, thường trong khoảng 7,9 – 8,3. Trong các ao đầm nước lợ, nước ngọt, sự biến đổi của độ pH lớn hơn vùng biển và vùng triều. SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 9 Độ pH có ảnh hưởng đến đời sống của rong biển. Đa số các loài rong biển sinh trưởng và phát triển bình thường trong điều kiện độ pH của môi trường đạt giá trị trung tính. Muối dinh dƣỡng Các nguyên tố tạo sinh (biogen) gồm các hợp chất vô cơ và hữu cơ hòa tan của N, P và Si là các chất cần thiết cho sự tạo thành cơ thể rong biển. Ngoài ra, còn phải kể thêm các loại muối khác như muối của Ca, K, Na, Mg... gọi chung là các muối dinh dưỡng. Trong quá trình sinh trưởng, rong biển không thể thiếu các loại muối dinh dưỡng chứa N và P. Hai loại muối này còn thúc đẩy quá trình sinh sản của rong biển. Ngoài ra, muối dinh dưỡng còn có tác dụng thúc đẩy sức chịu đựng điều kiện môi trường bất lợi ở rong biển. Khí hòa tan Các loại khí hòa tan trong nước, chủ yếu là CO2, O2, N2, NH3, H2S và CH4. Khí CO2 và O2 là sản phẩm trao đổi chất trong quá trình sống của rong biển. Sự tăng giảm hai loại khí này có ảnh hưởng đến quang hợp của rong biển. Trong các thủy vực nước tù, do sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, hoặc do quá trình hoạt động của các vi khuẩn lưu huỳnh khử sulfate trong nước, lượng khí O 2 giảm trong khi CO2, H2S và CH4 tăng lên, ức chế quá trình sinh trưởng của rong. Yếu tố sinh vật Quan hệ giữa rong biển với một số sinh vật khác có thể là quan hệ có lợi hoặc bất lợi. Có một số loài rong, quá trình phát sinh không bám trên đá mà bám ngay trên thân động, thực vật khác. Sự bám ở các loài rong này gây tác hại cho rong bị bám, tốc độ tăng trưởng chậm lại thậm chí tàn lụi (Lê Anh Tuấn, 2004) Nói tóm lại, trong tự nhiên, dưới tác động của các yếu tố môi trường như đã nêu ở trên, rong biển trải qua sự chọn lọc tự nhiên, với kết quả là chỉ những loài thích nghi được mới tồn tại và phát triển. Trong nuôi trồng rong biển, bên SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 10 cạnh chọn lọc tự nhiên còn có chọn lọc nhân tạo thông qua các can thiệp kỹ thuật của con người để gia tăng sản lượng, chất lượng rong cao nhất phục vụ con người. Nhìn chung, mối quan hệ qua lại giữa các yếu tố rong biển, môi trường và kỹ thuật luôn thể hiện dưới hai khía cạnh: có lợi và bất lợi. Vì thế, con người bằng tri thức khoa học, công nghệ ngày càng cao phải khai thác được các mặt có lợi, đồng thời hạn chế đến mức thấp nhất các mặt bất lợi để việc khai thác nguồn lợi rong biển ngày càng bền vững, hài hòa với môi trường sinh thái chung. 1.1.3 Tình hình nghiên cứu rong biển 1.1.3.1 Tình hình nghiên cứu rong biển trên thế giới Linné (1707-1778) được xem là tác giả có nhiều đóng góp nhất trong hệ thống phân loại thực vật. Sau Linné có nhiều công trình về phân loại rong biển ra đời, điển hình là công trình nghiên cứu rong Mơ (Sargassum) của Turner (18081819), của C. Agardh (1820-1828), Kuetzing (1845-1871), De Toni (1889-1929), Montagne (1840), Harvey (1854), Shetchell (1903-1924)…Tiến bộ nghiên cứu khoa học rong biển từ thế giới nhanh chóng xâm nhập vào các nước Đông Nam Á, khởi đầu trong khu vực có các công trình nghiên cứu vào đầu thế kỷ XX như Weber Van Bosse (1913-1928) về khu hệ rong biển đông Ấn Độ, Okamura (1907-1936) về khu hệ rong biển Nhật Bản, Setchell W.A (1931-1936) về khu hệ rong biển Hồng Kông… Nhật Bản là nước có điều kiện về khoa học kỹ thuật cũng như về kinh tế phát triển, ngành phân loại học đã được đầu tư đúng mức, đã và đang có một đội ngũ nghiên cứu đông đảo với trình độ chuyên môn cao, đề xuất những chuẩn mực cho việc sắp xếp trong hệ thống phân loại của chi Gracilaria của Yamamoto (1978), chi Prionitis (Halymeniaceae) của Kawaguchi, S.(1989), bộ Fucales của Yoshida T (1983), bộ Gigartinales của Masuda, M. (1997). Ở Ấn Độ từ năm 1907-1949, tác giả Boergesen, F. đã nghiên cứu đầy đủ khu hệ rong biển, công bố nhiều sách và tạp chí. W.V. Bosse (1913-1928) nghiên SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 11 cứu khu hệ rong biển đông Ấn Độ. Năm 1974, Umamaheswara Rao M. cũng có thêm chuyên khảo về rong câu Gracilaria. 1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu rong biển ở Việt Nam Việt Nam có khoảng 638 loài rong biển (239 loài rong Đỏ, 123 loài rong Nâu, 15 loài rong Lục và 76 loài rong Lam) đã được định loại. Trong số đó, 310 loài xuất hiện ở vùng biển phía Bắc, 484 loài ở vùng biển phía Nam và 156 loài được phát hiện thấy ở các vùng biển từ Bắc vào Nam (Huỳnh Quang Năng & Nguyễn Hữu Đại, 1978). Cùng với việc nghiên cứu về thành phần loài là các nghiên cứu về đặc điểm sinh thái, nguồn lợi như: mùa vụ, phân bố, trữ lượng và các nghiên cứu về nuôi trồng, chế biến nhằm cung cấp các dẫn liệu làm cơ sở cho việc nuôi trồng, khai thác, bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rong biển. Mặt khác, rong biển có đặc điểm là sinh sản và phát triển nhanh nên có khả năng hấp thu rất mạnh các chất dinh dưỡng trong môi trường. Vì vậy, rong biển cũng là đối tượng đang được quan tâm nghiên cứu trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. Ở miền Bắc, đáng kể nhất là công trình của tập thể các tác giả Nguyễn Hữu Dinh và cộng sự (được công bố năm 1993). Các tác giả đã phát hiện thu thập và phân loại được ở các tỉnh miền Bắc Việt Nam: 310 loài (species), 5 biến loài (varietas), 8 dạng (forma), trong đó có 4 loài, 1 biến loài và 3 dạng mới cho khoa học. Ở miền Nam, Phạm Hoàng Hộ trong công trình rong biển Việt Nam (1969), tác giả đã phân loại và mô tả được 480 loài, 21 biến loài và 10 dạng, trong đó có 34 loài, 46 biến loài và 4 dạng rong mới cho khoa học. Tác giả cũng quan sát và mô tả sự phân bố cũng như mùa vụ của các nhóm rong mọc trên các bãi triều đá ven biển miền Nam Việt Nam. Bước vào thế kỷ 21, chúng ta phải đương đầu với nhiều thách thức to lớn, trong đó vấn đề đảm bảo lương thực là thách thức lớn nhất. Vì vậy, đi tìm nguồn lương thực từ rong biển là một lối đi mới cần được chú trọng. 1.1.4 Giá trị sử dụng của rong biển SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 12 Rong biển được sử dụng ở nhiều nước có biển như là một nguồn thực phẩm, nguyên liệu dùng trong các ứng dụng công nghiệp và làm phân bón. Việc sử dụng rong làm thực phẩm phổ biến nhất là ở châu Á, nơi mà việc trồng rong biển đã trở thành một nghề quan trọng. Có hơn 246 loài rong biển được con người sử dụng, trong đó có 145 loài được dùng làm thực phẩm, 101 loài dùng trong công nghiệp chiết rút các chất keo, 24 loài dùng làm thuốc. Có 25 loài dùng trong công nghiệp khác như làm thức ăn cho động vật hay làm phân bón, hay loài rong Xà lách (Ulva laeterirens) và rong Câu (Gracilaria verrucosa) dùng để sản xuất giấy ở Ý (Lindsey, Z.W. & Ohno, M. 1999). Các hướng sử dụng rong biển hiện nay và tiềm năng sử dụng của chúng được tóm tắt theo sơ đồ sau: Nước biển Oxyt Carbonic Ánh sáng mặt trời Chiết xuất Keo thực vật Các chất hóa sinh Methane Các Alcohol Các Ester, Acid Lên men RONG BIỂN Nhiệt phân Oxy Chất thải lọc sạch dinh dưỡng Gas, Hóa chất Chất giống than đá Thức ăn cho vật nuôi Phân bón Thực phẩm cho con ngƣời Hình 1.1: Hướng sử dụng và tiềm năng sử dụng rong biển Rong biển dùng làm thực phẩm cho con ngƣời SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 13 Giá trị dinh dưỡng của rong biển là cung cấp đầy đủ các chất khoáng đặc biệt là các nguyên tố vi lượng, các axit amin cần thiết cho cơ thể, các loại vitamin (A, B, C, E…), các carbohydrate đặc trưng (mono, oligo, polysacaride..) và các chất hoạt tính sinh học (lectin, sterol, antibiotices…) có lợi cho cơ thể và có khả năng phòng bệnh tật (huyết áp, nhuận tràng, béo phì, đông tụ máu…). Vì vậy, ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng và ngày càng sử dụng khắp trên thế giới. Rong biển là thức ăn được ưa chuộng ở Nhật Bản và Trung Quốc kể từ thời xa xưa. Có khoảng 21 loài rong được sử dụng trong nấu ăn hàng ngày ở Nhật Bản, chiếm khoảng 10% thực đơn của người Nhật và việc tiêu thụ rong biển đạt mức trung bình là 3,5 kg/hộ, tăng 20% trong vòng 10 năm. Loại thực phẩm quan trọng nhất ở Nhật Bản là Nori (Porphyra), Kombu (Laminnaria) và Wakame (Undaria pinnatifida). Những loài này thường có giá thành cao: Rong Giấy (Monostroma) có giá 20 – 30 USD/kg rong khô, rong Mứt (Porphyra): 25 USD/kg. Bánh làm bằng rong biển (chủ yếu là Porphyra dioica và P. purpurea) có hàm lượng dinh dưỡng rất cao nhưng lại có hàm lượng calori rất thấp và vì thế thích hợp cho thị trường những người ăn kiêng vốn đang tăng lên. Rong biển dùng làm dƣợc liệu Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rong biển có các khả năng chữa bệnh. Laminaria và Sargassum đã từng được sử dụng ở Trung Quốc để trị bệnh ung thư. Các chiết xuất dạng lỏng từ hai loài rong Đỏ thuộc họ Dumontiaceae được phát hiện là ngăn ngừa virus Herpes simplex nhưng chưa có thử nghiệm nào được tiến hành trên con người. Một loại rong Đỏ khác (Ptilota) sản sinh ra một loại protein (lectin) mà nó ưu tiên kết dính các hồng cầu dạng B của con người trong thí nghiệm. Các chiết xuất của Ptilota đã được tung ra thị trường. Tuy nhiên, nhiều tác dụng y học của rong biển được nói đến vẫn chưa được kiểm chứng (Lê Anh Tuấn, 2004). Mặt khác, rong biển cũng có chứa nhiều kháng sinh. Từ xa xưa, người ta đã tìm hiểu và nhận thấy rằng thực quản của động vật ăn rong thường vô trùng. SVTH: Phan Thị Ngọc Yến 14 Do đó, một số rong được dùng để chế tạo thuốc kháng sinh như Ulva cho domoic axit, Codium fragile cho vermifuge. Vì vậy, rong biển rất được chú ý trong việc nghiên cứu làm dược liệu. Hiện nay, ở Châu Âu có hơn 40 loại dược liệu được chế tạo từ rong biển và còn rất nhiều loài rong khác cũng được ứng dụng trong lĩnh vực này (Nguyễn Hữu Đại, 1999). Rong biển trong công nghiệp Giá trị công nghiệp của rong biển là cung cấp chất keo rong quan trọng như Agar, Alginate, Carrageenan được ứng dụng trong thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác nhau như dệt, mỹ phẩm... tùy thuộc vào tính chất lý học của nó. Có nhiều sản phẩm nhân tạo được cho là những chất thay thế thích hợp cho rong biển nhưng không có sản phẩm nào có những tính chất đông và kết dính giống như keo rong biển. Chỉ có người Châu Á ăn nhiều rong biển, nhưng cả nhân loại trên 5 châu lục đều sử dụng các sản phẩm chiết rút từ rong biển đó là agar, alginate, carrageenan, caroten… Hàm lượng các chất này trong rong thay đổi tùy loài, tùy nơi phân bố và tùy theo các giai đoạn phát triển của chúng. Vào các năm 1994, 1995, sản lượng agar trên thế giới đạt 27.057 tấn, carrageenan đạt 28.650 tấn, alginate đạt 165.235 tấn. Giá trị của 1 kg agar và alginat khoảng 10 USD, carrageenan là 25 USD. Như vậy tổng giá trị hàng năm của ngành công nghiệp chiết rút này xấp xỉ khoảng 2,6 tỷ USD (Lindsey, Z.W. & Ohno, M. 1999). Điều này cho thấy ý nghĩa của ngành công nghiệp chế biến rong biển trên thế giới. Một số ứng dụng khác Rong biển là một thành phần trong thức ăn gia súc, chúng được xay nhỏ, trộn vào thức ăn là bởi vì ngoài các glucide, protein chúng còn cung cấp cho gia súc nhiều yếu tố vi lượng cần thiết giúp chúng tăng trọng, tiết sữa, đẻ trứng, sinh con nhiều hơn. SVTH: Phan Thị Ngọc Yến Tải về bản full