[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Nghiên cứu dưới đây chỉ ra rằng, giới hạn nhiệt độ trên của tôm thẻ chân trắng trong các ao nuôi có độ mặn thấp có thể một phần là do khả năng chịu nhiệt giới hạn oxy và công suất (OCLTT) gây ra.

Những lo ngại về môi trường và chi phí mặt bằng vùng ven biển đang ngày càng gia tăng, việc sản xuất tôm thẻ chân trắng trong các khu vực đồng bằng có độ mặn thấp đang trở nên phổ biến ở nhiều khu vực trên khắp thế giới (Roy & cs, 2010). Nhiều nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng sự khác biệt lớn về sản lượng tôm giữa các ao thuộc khu vực độ mặn thấp có thể là do sự khác biệt lớn về chế độ nhiệt (Abdelrahman, 2016; Abdelrahman & cs, 2019).

Nhiệt độ nước lên tới 36°C đã được ghi nhận trong các ao nuôi có độ sâu khoảng 1m và có thể nóng lên đáng kể vào cuối buổi chiều trong những tháng mùa hè. Khả năng chịu nhiệt cấp tính có thể được đo lường theo kinh nghiệm dưới dạng cực đại nhiệt tới hạn (CTmax), trong đó động vật tiếp xúc với nhiệt độ tăng với tốc độ không đổi cho đến khi đạt đến điểm cuối tới hạn (González & cs, 2010; Kumlu & cs, 2010).

Các hình thức phản ứng thông thường của động vật thủy sản trong quá trình sốc nhiệt bao gồm: mất thăng bằng (LOE), co thắt cơ đột ngột và cuối cùng là “co cứng do nhiệt”, “hôn mê” hoặc “tử vong” (Lutterschmidt & Hutchison, 1997a, Lutterschmidt & Hutchison, 1997b). Hiểu được cơ chế đằng sau khả năng chịu nhiệt có thể cho phép so sánh định lượng các đặc điểm sinh lý cụ thể của các đàn tôm khác nhau và/hoặc các loại kích cỡ liên quan đến sự phù hợp với sản xuất ao có độ mặn thấp, nhiệt độ cao.

Nghiên cứu gần đây của nhóm tác giả Aya S. Hussain & cs. (2023) đã khám phá việc sử dụng phương pháp enzyme để ước tính MMR có khả năng áp dụng cho nhiều loại phân loại, bao gồm cả tôm.

Bố trí thí nghiệm

Các thí nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng loại tôm cỡ nhỏ và lớn với trọng lượng trung bình lần lượt là 2,07 ± 0,86 g (n=44) và 24,64 ± 2,55 g (n=34).

Đối với các thí nghiệm quy mô nhỏ, 400 tôm post (PL) được lựa chọn. Khi bắt đầu, tôm được làm quen với nhiệt độ trong phòng thí nghiệm là 28°C bằng cách thay đổi nhiệt độ nước vận chuyển ở tốc độ < 4°C/h (Davis & cs, 2004), và độ mặn giảm dần so với độ mặn thực tế (15–32 ppt) đến độ mặn điển hình của trang trại (4–6 ppt). PL được ươm trong hệ thống ương tuần hoàn trong nhà. Thức ăn được sử dụng có kích cỡ 850–1.200 μm (Zeigler®, protein ≥50%, chất béo ≥15%, chất xơ 1%) trong 3 tuần và sau đó chuyển sang thức ăn cho tôm thương mại dạng vụn 1,5 mm (Zeigler®; protein ≥ 40%, chất béo ≥9%, chất xơ 3%) trong 1 tuần. Trước thí nghiệm, PL được phân vào bốn bể 100L (100 PL/bể) để đảm bảo thích nghi thích hợp và trong thời gian này được cho ăn thức ăn tôm thương mại dạng vụn 1,5 mm (Zeigler® Bros. Inc.).

Đối với cả hai thí nghiệm, tôm được nuôi ở nhiệt độ 28°C trong hai tuần trước khi bắt đầu thí nghiệm để ổn định sinh lý và cho phép bù đắp trao đổi chất (Castille & Lawrence, 1981; Re & cs., 2005). Thức ăn hàng ngày được tính toán dựa trên phương pháp của Garzade Yta & cs., (2004), giả sử hệ số chuyển đổi thức ăn là 1,8 và tăng trọng là 1 g/ tuần. Tôm được cho ăn thủ công 4 lần/ngày vào lúc 8h, 11h, 13h và 15h45.

Xác định nhiệt tối đa tới hạn

Nhiệt độ tối đa tới hạn được xác định cho cả hai loại kích thước. Tổng cộng có 20 con tôm (10 cá thể/lượt) đã được thử nghiệm cho loại cỡ nhỏ và 14 con tôm (7 cá thể/lượt) đã được thử nghiệm cho loại cỡ lớn.

Sơ đồ chung của bể để tiếp xúc nhiệt tối đa tới hạn

Nhóm tác giả đã đo RMR phục vụ cho hoạt động tự phát ở mức độ thấp nhưng vẫn đại diện cho quá trình trao đổi chất ở mức độ thấp hơn của một cá nhân ở trạng thái tương đối không hoạt động (Burton & cs, 2011; Chabot & cs, 2016). Tỷ lệ trao đổi chất tối đa được ước tính thông qua xét nghiệm ETS.

 Kết quả về nhiệt độ tới hạn tối đa

Trong các thí nghiệm CTmax, nhóm tác giả đã quan sát thấy 2 trong số 18 con tôm lột xác ở lớp cỡ nhỏ và 3 trong số 11 con tôm lột xác ở lớp cỡ lớn. Khi kiểm soát ảnh hưởng của trạng thái lột xác, CTmax của tôm nhỏ [trung bình (KTC 95%); 40,60°C (40,10–41,50°C)] cao hơn đáng kể so với tôm lớn [38,95°C (38,20–39,80°C)].

Khi kiểm soát ảnh hưởng của kích thước tôm, CTmax của tôm giữa các lần lột xác cao hơn đáng kể so với tôm vừa lột xác.

Kết quả về tốc độ trao đổi chất

RMR ước tính đạt đỉnh ở tỷ lệ cao hơn đáng kể ở tôm nhỏ so với tôm lớn. Trung bình ± SE (KTC 95%); nhỏ: 0,65 ± 0,04 (0,57–0,74) mL O2 /gWW/h, lớn: 0,36 ± 0,01 (0,34–0,38) mL O2 /gWW/h. Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể về nhiệt độ ước tính ở đỉnh RMR giữa hai loại kích cỡ tôm.

Tỷ lệ trao đổi chất tối đa được ước tính thông qua xét nghiệm ETS. MMRets ước tính đạt đỉnh ở tốc độ cao hơn và nhiệt độ thấp hơn ở tôm nhỏ so với tôm lớn.

Mối quan hệ giữa tốc độ trao đổi chất khi nghỉ ngơi của từng cá thể (RMR) và nhiệt độ đối với tôm cỡ nhỏ (A) và tôm cỡ lớn (B) bằng cách sử dụng mô hình spline.

Kết quả về phạm vi hiếu khí tuyệt đối

Đối với cả hai loại kích cỡ tôm, RMR tiếp tục tăng theo nhiệt độ cho đến khi RMR đạt đỉnh ngay cả khi MMRet giảm, dẫn đến ASS giảm khi nhiệt độ tăng trên 28°C. Tuy nhiên, do RMR không tăng với tốc độ đủ nhanh để đáp ứng hoặc vượt quá giá trị MMRets đang giảm nên phạm vi hiếu khí không bao giờ giảm xuống 0.

AAS của tôm nhỏ gần gấp đôi tôm lớn cho đến khi nhiệt độ tăng lên 31°C, sau đó AAS của tôm nhỏ giảm xuống còn AAS của tôm lớn ở 36°C, và sau đó giảm xuống gần một nửa so với tôm lớn khi đạt đến nhiệt độ thích hợp. Giá trị tối thiểu ở 39°C.

Tôm lớn có CTmax trung bình thấp hơn 1,65°C so với tôm cỡ nhỏ và cũng có nhiệt độ ở AASmin thấp hơn so với tôm nhỏ hơn. Tuy nhiên, mặc dù nhiệt độ tại đó AASmin được quan sát hứa hẹn là một yếu tố dự báo CTmax, nhưng sự khác biệt về AASmin (tức là mL O2 / gWW/h) không phải là một yếu tố dự báo tốt về sự khác biệt về khả năng chịu nhiệt giữa hai loại kích thước.

Khi nhiệt độ tăng trên 35°C, AAS của tôm nhỏ giảm xuống khoảng một nửa so với tôm lớn – cho thấy khả năng hiếu khí giảm và mức độ stress nhiệt cao hơn. Tuy nhiên, CTmax của tôm nhỏ cao hơn tôm lớn. Mặc dù cả hai loại kích thước đều thể hiện sự giảm mạnh và liên tục trong phạm vi hiếu khí khi nhiệt độ đạt đến mức CTmax, nhưng loại kích thước có AASmin thấp nhất không phải là loại nhạy cảm với nhiệt nhất.

Kết luận

Tóm lại, các phát hiện trong nghiên cứu này chỉ ra rằng giới hạn nhiệt độ trên của tôm thẻ chân trắng trong các ao nuôi có độ mặn thấp có thể một phần là do khả năng chịu nhiệt giới hạn oxy và công suất (OCLTT) gây ra. Giới hạn nhiệt trên xuất hiện trước sự suy giảm phụ thuộc vào nhiệt độ trong phạm vi hiếu khí và xảy ra trong phạm vi vài độ RMRmax.

Hiểu được nền tảng sinh lý của khả năng chịu nhiệt cuối cùng có thể được sử dụng trong việc đánh giá khả năng chịu nhiệt của các dòng di truyền của tôm trong hệ thống nuôi có độ mặn thấp, với nhiệt độ ở AASmin và RMRmax là các điểm cuối đặc biệt có liên quan.

Cần có các nghiên cứu bổ sung để xác định liệu khuôn khổ này có hữu ích trong việc tìm hiểu khả năng chịu nhiệt của các loài nuôi trồng thủy sản có giá trị cao khác gặp phải tình trạng chết không rõ nguyên nhân hoặc thậm chí giảm hiệu suất trong chu kỳ sản xuất, đặc biệt trong các tình huống nhiệt độ nước nuôi cao. Mối quan hệ giữa các điểm cuối của AASmin, RMRmax và CTmax cũng có thể hữu ích trong việc tìm hiểu cơ sở sinh lý của hiệu suất (giới hạn gây chết, tăng trưởng và sinh sản) khi có thêm các yếu tố gây căng thẳng như cân bằng ion dưới mức tối ưu hoặc các thông số chất lượng nước dưới mức tối ưu có thể cũng ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi chất.

Ths. Chinh Lê (Lược dịch)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam