Tác giả: Ana Rodiles, François Cellier, Camille Houdelet & Eric Leclercq – Lallemand Animal Nutrition, France
Ngành nuôi trồng thủy sản đang ngày càng tìm kiếm các giải pháp thay thế bền vững cho kháng sinh, đặc biệt là ở các trang trại nuôi thâm canh, nơi kháng sinh thường được sử dụng. Các chế phẩm vi sinh trong nước và thức ăn thủy sản đã được ghi nhận rộng rãi và chứng minh là có hiệu quả trong việc cải thiện sức khỏe vật nuôi, năng suất và lợi nhuận.
Các giải pháp vi sinh và nấm men do Lallemand phát triển mang lại những lợi ích đầy hứa hẹn trong việc cải thiện sức khỏe tôm và ổn định hệ thống. Nghiên cứu này đánh giá tác động các giải pháp của Lallemand đến hiệu suất tôm, chất lượng nước và hệ vi sinh vật trong một thử nghiệm nuôi có kiểm soát.
Thiết kế và bố trí thí nghiệm
Một thử nghiệm nuôi kéo dài 41 ngày đã được thực hiện tại Việt Nam bằng cách sử dụng tôm thẻ chân trắng giống (trọng lượng cơ thể ban đầu = 0,5g) được nuôi trong điều kiện mật độ cao (150 con/m3), giống như điều kiện nuôi thương phẩm, trong 16 bể tròn ngoài trời (50 m3, lót và sục khí) với mức thay nước thấp bằng nước được xử lý trước (7-14 ppt; 28 - 30°C).
Bốn phương pháp đã được thử nghiệm trong bốn lần lặp lại bao gồm bổ sung thức ăn và xử lý nước riêng biệt: Nhóm đối chứng (Control) sử dụng thức ăn cơ bản không bổ sung, nhóm kháng sinh (ABX) được cho ăn thức ăn cơ bản có bổ sung Oxytetracycline trong 10 ngày (5 g/kg thức ăn, ngày 10 đến ngày 20), nhóm Lallemand (LAL) được cho ăn thức ăn cơ bản có bổ sung Lalpack Probio và Lalpack Immune (mỗi loại 5 g/kg thức ăn, bao gồm hỗn hợp men vi sinh bao gồm Bactocell và hỗn hợp của các chất gốc nấm men từ Lallemand), nhóm Kháng sinh + Lallemand (ABX+LAL) kết hợp thức ăn ABX và LAL trong 10 ngày (Hình 1).
Hình 1. Thiết kế thử nghiệm cho tôm ăn (n = 4), thử nghiệm với nước ngọt (n = 6)
Xử lý nước bằng phương pháp sinh học
Trong các nhóm LAL trong suốt thời gian thử nghiệm, nước nuôi được xử lý bằng Lalsea Biorem (phương pháp xử lý sinh học bao gồm hỗn hợp các chủng vi khuẩn dị dưỡng), sử dụng 1,2 kg/ha sau mỗi 4 ngày trong bể nuôi và 2 kg/ha trong bể chuẩn bị nước được sử dụng 24 giờ trước khi thay nước.
Cuối cùng, tôm được cho ăn 4 lần mỗi ngày bằng khay cho ăn. Để đánh giá sức khỏe của tôm vào cuối thử nghiệm, mỗi nghiệm thức được chia thành 6 lần lặp lại để thực hiện thử nghiệm thách thức phi sinh học, bao gồm việc chuyển đột ngột sang nước ngọt. Tóm lại, tôm được chuyển từ nước nuôi (độ mặn 14ppt) sang bể nước ngọt trong nhà (0 ppt, 24 bể sục khí 500L, 50 con/bể) và tỷ lệ tử chết được đánh giá sau mỗi 30 phút.
Hiệu suất nuôi, số lượng vi khuẩn axit lactic (LAB) và tổng số vi khuẩn dị dưỡng (THB) trong nước và ruột đã được đánh giá vào thời điểm bắt đầu, giữa và cuối của thử nghiệm nuôi. Ngoài ra, các phân tích sinh hóa nước được thực hiện 4 ngày/lần. Hệ vi sinh vật nước được đánh giá vào cuối thử nghiệm, bao gồm giải trình tự amplicon 16S rRNA (ASV) và phân tích Picrust2 thông qua Qiime2.
Hiệu suất tăng trưởng và khả năng sống sót
Kết quả cho thấy trong quá trình thử nghiệm, sinh khối và tăng trưởng trung bình hàng ngày đều cao hơn đáng kể ở tất cả các nhóm được bổ sung so với nhóm đối chứng, đạt mức cao nhất ở nhóm LAL (+11% tăng sinh khối, +15% tăng trưởng trung bình hàng ngày (ADG); Hình 2-A&B). Tuy nhiên, tôm ở cả 2 nhóm được bổ sung ABX có hệ số (K) thấp hơn đáng kể vào cuối thử nghiệm. Tỷ lệ sống > 85% ở tất cả các bể, không có tác dụng điều trị.
Hình 2. (A) Tăng sinh khối, (B) ADG và (C) Hệ số K trên mỗi nhóm vào cuối thử nghiệm (P < 0.05; n = 4)
Khả năng chống chịu với các yếu tố phi sinh học được cải thiện ở tất cả các nhóm được bổ sung, với thời gian đạt tỷ lệ chết 100% tăng lên ở nhóm ABX (+18%), LAL (+150%) và LAL+ABX (+32%) so với nhóm đối chứng (Hình 3). Những kết quả này củng cố hiệu quả thúc đẩy tăng trưởng của các nhóm này, với lợi ích rõ rệt hơn của việc bổ sung LAL đối với sức khỏe tôm và tác động có hại rõ ràng của việc bổ sung ABX đối với tình trạng dinh dưỡng (hệ số K).
Hình 3. Thời gian đến khi tỷ lệ chết 100% trong thử thách nước ngọt sau thử nghiệm cho ăn (n = 6)
Chất lượng nước và số lượng vi sinh vật
Chất lượng nước của cả 2 nhóm LAL đều giảm amoniac và ở mức độ cao hơn, giảm nitrit (P < 0,05; Hình 4). Điều này cho thấy quá trình đồng hóa nitơ của vi khuẩn được tăng cường, từ đó thúc đẩy quá trình nitrat 2 hai bước cân bằng, như mong đợi từ việc xử lý nước bằng các chủng vi khuẩn dị dưỡng được chọn lọc đặc hiệu.
Hình 4. (A) Tổng nito ammonia và (B) Nồng độ nitrit trong nước trong quá trình thử nghiệm (P < 0.05; n = 4)
Điều trị bằng kháng sinh trong thức ăn (ABX) có liên quan đến sự gia tăng muộn nhưng đáng kể về số lượng THB trong nước (từ 1,0 đến 2,0 log CFU/mL; dữ liệu không được hiển thị), nhưng không có tác dụng rõ ràng đối với LAB trong nước, cũng như về số lượng THB hoặc LAB trong ruột. Cả 2 nhóm LAL đều cho thấy lượng LAB trong nước và ruột cao hơn đáng kể, nhưng không có số lượng THB, vào cuối thử nghiệm (~+1,0 log CFU/mL; (Hình 5).
Hình 5. Số lượng vi khuẩn acid lactic (LAB) trong nước và ruột tôm ở ngày thứ 21 và 41 (P < 0.05; n = 4)
Vi sinh vật trong nước biểu hiện một số biến thể trình tự amplicon (ASV) phân biệt từng phương pháp xử lý (Hình 6-A&B), ví dụ, trong nhóm Đối chứng, hai ASV từ Flavobacteriales (nhóm NS3a biển với 20 phần trăm độ phong phú tương đối (RA) và Cryomorphaceae tám phần trăm RA) và Erythrobacter spp (10 phần trăm RA); trong nhóm ABX nhóm NS3a và Izemoplasmatales (lần lượt là 26% và 10% RA); trong LAL Candidatus Aquiluna (thuộc họ Microbacteriaceae) và Litoricola spp (lần lượt là 22% và 1% RA); và trong LAL+ABX Idiomarina (14% RA).
Hình 6. (A) Phương pháp phân tích bình phương nhỏ nhất (sPLS-DA), (B) Độ phong phú tương đối của Ngành/Chi vi khuẩn, (C) Dự đoán quá trình chuyển hóa nitơ, (D) Cố định carbon thông qua vi sinh vật nhân sơ được phân tích trong nước vào cuối thử nghiệm (P < 0.05; n = 9)
Điều này cho thấy tác động đáng kể của các biện pháp can thiệp ABX và LAL trong thức ăn lên sự điều hòa hệ vi sinh vật trong nước. Điều thú vị là, tiềm năng chức năng của các cộng đồng vi sinh vật trong nước đặc biệt này, được phân tích vào cuối thử nghiệm, cho thấy ở cả 2 nhóm LAL, tỷ lệ các enzyme chuyển hóa N như Glutamate Dehydrogenase (GDH, khử amin L-glutamate) và nitronate monooxygenase (NMO, tạo nitrit) thấp hơn, cũng như một enzyme tham gia vào các con đường cố định carbon ở sinh vật nhân sơ (MCEE) vào cuối thử nghiệm.
Điều này có lẽ được thúc đẩy bởi nồng độ TAN và nitrit trong nước thấp hơn của nhóm LAL. Việc họ Microbacteriaceae cũng được tăng cường trong các phương pháp xử lý đó cũng có thể đóng một vai trò quan trọng, vì họ này thường liên quan đến khả năng gây bệnh thấp và động lực vi sinh vật ổn định, trái ngược với trạng thái do Flavobacteriaceae chiếm ưu thế, vốn liên quan đến stress hoặc bệnh tật ở cá.
Cụ thể, Candidatus Aquiluna được mô tả là đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy cộng đồng vi khuẩn phù du trong nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh, thông qua việc tăng cường quá trình chuyển hóa carbon, hấp thụ chất dinh dưỡng và là một loại vi khuẩn loại bỏ nitơ.
Những phát hiện tổng thể và tác động của vi sinh vật
Các giải pháp vi sinh Lallemand (trong thức ăn và nước) đã cải thiện sự tăng trưởng của tôm, tăng sinh khối và khả năng phục hồi trước tác nhân gây stress ở mức tương tự hoặc cao hơn so với việc sử dụng kháng sinh để phòng ngừa.
Điều này đã được liên kết với:
- Tỷ lệ LAB cao hơn trong ruột và nước (bổ sung chủng men vi sinh).
- Giảm nồng độ TAN và nitrit trong nước (tăng cường tuần hoàn nitơ)
- Hệ thống vi sinh vật trong nước có tác động tiềm tàng đến chức năng liên quan đến chu trình C và N. Khi sử dụng kháng sinh kết hợp với sản phẩm Lallemand, lợi ích về tăng trưởng (ADG), TAN và hàm lượng nitrit trong nước được duy trì và khả năng chống chịu của tôm đối với các tác nhân gây stress được cải thiện hơn nữa.
Tuy nhiên, THB và hệ vi sinh vật trong nước cũng bị ảnh hưởng.
Tóm lại, thử nghiệm này cho thấy những lợi ích vượt trội của việc áp dụng vi sinh Lallemand để nâng cao hiệu suất và độ bền của tôm so với ABX. Điều này có liên quan đến việc điều chỉnh tích cực hệ vi sinh vật trong đường ruột tôm và trong nước bằng cách bổ sung vi sinh vật đặc hiệu vào thức ăn và nước ao nuôi.
Nguồn: Lallemand
Dịch: Phòng Marketing Thần Vương
