3. Chủ nhiệm dự án: Lê Thị Kim Anh, giảng viên Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế

4. Tổ chức chủ trì thực hiện dự án: Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế

5. Tính cần thiết của dự án:

Thị xã Hương Trà có nhiều tiềm năng, lợi thế phát triển nuôi trồng thủy, hải sản với 290,1 ha nuôi thủy sản nước lợ, 120 ha nuôi thủy sản nước ngọt, tổng số lồng nuôi cá là 885 lồng. Trong đó, tập trung chủ yếu ở Hải Dương và Hương Phong. Là hai xã có địa hình thấp trũng được bao bọc bởi sông và phá nên tác động của thiên tai lên đời sống và hoạt động sản xuất là rất lớn. Do đó, người dân đã chuyển từ nuôi độc canh tôm sú, TCT sang hướng nuôi xen ghép với các đối tượng: cá kình, cá dìa, cá rô phi, …nhằm giảm rủi ro nhưng dẫn đến năng suất thấp.

Bên cạnh đó, người dân còn gặp khó khăn trong quá trình nuôi như: ô nhiễm môi trường và dịch bệnh khá nhiều. Có nhiều nguyên nhân gây nên bệnh trên TCT như: virus, nấm, kí sinh trùng, bệnh dinh dưỡng và đặc biệt là do vi khuẩn (Zhou X và cs), (FAO, 2017). Điển hình là hội chứng hoại tử gan tụy cấp (Acute hepatopancreatic necrosis syndrome – AHPNS) làm cho TCT chết hàng loạt. Trong đó, vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus - tác nhân chính gây AHPNS vẫn chưa có thuốc đặc trị do vi khuẩn này có khả năng tạo ra một màng biofilm bảo vệ trước thuốc diệt khuẩn và kháng sinh. Mặc khác, kháng sinh để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn trên động vật thủy sản không còn hiệu quả cao do các dòng vi khuẩn kháng thuốc ngày càng tăng, danh mục kháng sinh bị cấm sử dụng trong NTTS theo quy định ngày càng nhiều... Do vậy, một trong những xu hướng được đánh giá cao là ứng dụng công nghệ nano (Thái Thị Ngọc Lan, 2014). Việc sử dụng vật liệu nano mang lại những ưu điểm vượt trội như: Hạn chế việc sử dụng chế phẩm sinh học, kháng sinh có hại cho môi trường, tăng tính hướng đích, tăng hiệu quả tác động lên tế bào tác nhân gây bệnh dẫn đến giảm dư lượng kháng sinh trên tôm, đồng thời  xử lý ô nhiễm môi trường nước NTTS. Các mô hình nuôi tôm sử dụng vật liệu nano phòng trị bệnh cho tới nay vẫn chưa được thử nghiệm trên địa bàn. Xuất phát từ những vấn đề đã nêu trên, chúng tôi đề xuất dự án: “Ứng dụng vật liệu nano phòng trị bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPNS) để nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) tại thị xã Hương Trà.”. Dự án hứa hẹn đưa ra mô hình điển hình, đa dạng hóa hình thức nuôi nâng cao tính bền vững, làm cơ sở chuyển giao và ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, nhân rộng ra các vùng lân cận, góp phần xóa đói, giảm nghèo, phát triển kinh tế xã hội ở nông thôn.

6.Tính mới và thích hợp của quy trình công nghệ được áp dụng

Nêu những thông tin cơ bản, mới nhất về các quy trình công nghệ đang được áp dụng tại địa phương trong lĩnh vực dự án dự kiến triển khai

Hiện nay, tại thị xã Hương Trà, tình hình nuôi TCT ở địa phương còn nhiều hạn chế, chủ yếu nuôi tôm theo kinh nghiệm vốn có, dựa trên hình thức nuôi xen ghép nên dịch bệnh xảy ra liên tục, dẫn đến chất lượng, năng suất thấp. Mô hình nuôi TCT sử dụng vật liệu nano vẫn chưa được áp dụng trên địa bàn.

Đặc điểm và xuất xứ của quy trình công nghệ dự kiến áp dụng

Công nghệ nano là một công nghệ có tiềm năng cao trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khoa học và công nghệ. Vật liệu nano với kích thước cỡ nano mét ( 1nm = 10^-9 m) có ưu điểm là: nhẹ hơn, khỏe hơn, thông minh hơn, rẻ hơn, sạch hơn và bền hơn. Những tiến bộ nhanh trong công nghệ nano trong những năm gần đây mở ra chân trời mới cho nhiều lĩnh vực công nghiệp và tiêu dùng, được coi là mãnh đất màu mỡ của cuộc cách mạng công nghiệp mới. Ngoài các ứng dụng trong công nghiệp và điện tử vật liệu nano được sử dụng rộng rãi hiện nay, một số ứng dụng tiềm năng của công nghệ nano có thể kể đến như phát hiện và xử lí ô nhiễm môi trường, nguồn năng lương gia dụng rẻ hơn, ứng dụng trong thực phẩm và nông nghiệp tạo ra các sản phẩm rẻ, an toàn và bền hơn,; trong lĩnh vực y tế, vật liệu nano được sử dụng trong điều trị ung thư để chẩn đoán, phòng và điều trị ung thư. Vấn đề kháng thuốc trong các bệnh liên quan đến vi khuẩn, virut đang là một trong những mối lo ngại hàng đầu. Phát triển những loại thuốc mới luôn tiêu tốn rất nhiều thời gian, công sức, tiền bạc. Công nghệ nano giúp nâng cao hiệu quả của những kháng sinh hiện tại cũng như ngăn chặn sự kháng thuốc. Hiện nay công nghệ nano đang được nghiên cứu để ứng dụng trong nông nghiệp và các lĩnh vực liên quan trong đó có NTTS.  Mặc dù ứng dụng công nghệ nano vẫn còn ở giai đoạn rất sớm trong NTTS, tuy nhiên công nghệ nano chắc chắn là một cơ hội lớn cho nền kinh tế và sự phát triển bền vững của nguồn lợi thủy sản.                                       

Dự án xuất xứ từ đề tài khoa học công nghệ cấp cơ sở 2017 “Nghiên cứu, tổng hợp, đặc trưng hệ vật liệu nano tổ hợp mang kháng sinh trong phòng và trị bệnh do vi khuẩn Vibrio spp. gây ra trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) tại Thừa Thiên Huế” do ThS. Lê Thị Kim Anh công tác tại khoa Cơ bản – Đại học Nông Lâm, Đại học Huế làm chủ nhiệm đề tài. Ngoài ra, Công ty CP Huetronics và TS. Trương Văn Chương đã nghiên cứu và cho ra đời bộ 3 giải pháp: colpa nano feed, colpa carbon, nano TiO₂ kết hợp với H₂O₂ nhằm mục đích nâng cao sức đề  kháng cho tôm, làm sạch nước, diệt khuẩn, diệt tảo. Bên cạnh đó, thực tế đã cho thấy một số mô hình nuôi TCT sử dụng vật liệu nano như: nano bạc, nano titan, nano đồng, nano sắt, nano thảo dược, … đã được triển khai và mang lại thành công lớn cho các hộ nuôi tại các tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bến Tre, …. Từ những vấn  đề đã nêu trên, chúng tôi thử nghiệm ứng dụng vật liệu nano trong nuôi TCT  nhằm nâng cao năng suất, chất lượng tôm, đồng thời tạo nguồn sản phẩm bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm (ATVSTP), đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

Nêu tính mới của quy trình công nghệ dự kiến áp dụng so với các công nghệ đang áp dụng tại địa phương.

Vật liệu nano có ứng dụng đa dạng không chỉ trong khoa học điện tử và vật liệu mà còn trong lĩnh vực nông nghiệp bao gồm NTTS.

Nano Ag có tính chất khác biệt so với vật liệu khối do hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thuớc và do có mật độ điện tử tự do lớn. Các ứng dụng của nano Ag chủ yếu dựa vào khả năng diệt khuẩn mạnh trên phổ rộng. Nano Ag  kháng khuẩn theo hai cơ chế chính:

- Nano Ag liên kết các cầu nối disulfit (S-S) trong cấu trúc enzym của các vi khuẩn, vi nấm. Các cầu nối này rất quan trọng vì nó đóng vai trò như một công tắc đóng, mở thuận nghịch để tạo ra protein khi tế bào vi khuẩn gặp các phản ứng oxy hóa. Nano Ag vô hiệu hóa enzym này nên có tác dụng diệt khuẩn, diệt nấm.

- Phá vỡ màng tế bào vi khuẩn bằng các phản ứng oxy hóa: Nano Ag giúp tạo ra oxy hoạt tính trong không khí hoặc trong nuớc. Những oxy hoạt tính này có khả năng phá vỡ màng tế bào hoặc thành tế bào của vi khuẩn.

Mặc khác, nano Ag không gây phản ứng phụ, không gây độc cho người và vật nuôi khi nhiễm lượng nano Ag bằng nồng độ diệt khuẩn (<100ppm).

Bên cạnh đó, đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở 2017: “Nghiên cứu, tổng hợp, đặc trưng hệ vật liệu nano tổ hợp mang kháng sinh trong phòng và trị bệnh do vi khuẩn Vibrio spp. gây ra trên tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) tại Thừa Thiên Huế” do Th.S Lê Thị Kim Anh làm chủ nhiệm và trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế là đơn vị chủ trì cho thấy: Hệ vật liệu nano tổ hợp mang kháng sinh (gọi tắt là vật liệu nano) đã được tổng hợp thành công. Vật liệu với kích thước nhỏ (từ 70 đến 80nm) thể hiện các tính chất ưu việt: Hoạt tính nhanh và mạnh, khả năng phân phối thuốc tốt, phân tán trong môi trường nước và đặc biệt khả năng kháng khuẩn đối với Vibrio spp.- tác nhân gây bệnh trên tôm thẻ chân trắng (TCT). Cụ thể, nồng độ ức chế tối thiểu của vật liệu nano đối với vi khuẩn V. cholerae là 50ppm, V. parahaemolyticus và V. alginolyticus là 40ppm. Nồng độ tiêu diệt tối thiểu của vật liệu nano đối với 3 vi khuẩn V. parahaemolyticus, V. alginolyticus và V. cholerae lần lượt là 50ppm, 55ppm và 60ppm. Từ các kết quả trên cho thấy: Việc sử dụng vật liệu nano xử lý nước nuôi TCT một mặt sẽ ngăn chặn và tiêu diệt mầm bệnh, giảm thiểu việc sử dụng các loại hóa chất, kháng sinh, mặt khác loại bỏ tạp chất (cặn bã hữu cơ; tảo gây độc,…) góp phần làm tăng chất lượng nước. Từ đó, nâng cao năng suất, chất lượng tôm, đồng thời tạo nguồn sản phẩm bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm (ATVSTP), đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

Nêu tính thích hợp của quy trình công nghệ dự kiến áp dụng

Quy trình áp dụng trong dự án này là quy trình được biên soạn dựa trên các nghiên cứu bài bản, nên quy trình hứa hẹn có tính phù hợp cao, thích hợp với điều kiện sản xuất tại địa phương, đảm bảo cơ sở pháp lý, cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn.

7. Mục tiêu

Mục tiêu chung

Sử dụng vật liệu nano trong  nuôi TCT nhằm phòng trị bệnh và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho thị xã Hương Trà nói riêng, tỉnh Thừa Thiên Huế nói chung.

Mục tiêu cụ thể

- Xây dựng mô hình nuôi TCT sử dụng vật liệu nano thân thiện với môi trường, nâng cao năng suất, chất lượng tôm, tạo ra sản phẩm tôm bảo đảm ATVSTP.

- Đánh giá hiệu quả kinh tế do mô hình nuôi TCT sử dụng vật liệu nano mang lại.

- Hoàn thiện quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ nano trong nuôi TCT để phổ biến, chuyển giao, và nhân rộng ra trên địa bàn huyện và các vùng lân cận góp phần xóa đói, giảm nghèo, phát triển kinh tế xã hội nông thôn.

8. Tiến độ dự án:

9.  Hiệu quả kinh tế.

+ Công nghệ nano sẽ góp phần tăng năng suất (năng suất bình công ước đạt 5 tấn/ha). Hạch toán lợi nhuận của toàn dự án mang lại khá cao (trên 80 triệu đồng) cho một vụ nuôi tôm. Nguồn thu nhập này còn triển vọng nâng lên nhiều lần nếu tại thời điểm thu hoạch giá tôm bán ra cao hơn so với dự tính và người dân tăng cường đầu tư, thực hiện tốt quy trình kỹ thuật.

+ Công nghệ nano sẽ giúp tỷ lệ sống của tôm đạt cao hơn, tôm phát triển đồng đều và nhanh hơn.

+ Chi phí để sử dụng dung dịch nano trong toàn bộ vụ nuôi không cao so với các sản phẩm khác trên thị trường nhưng mang lại hiệu quả cao hơn, đây là chi phí mà nhiều hộ nuôi tôm có thể áp dụng được.