[Tạp chí Người Nuôi Tôm] – Hiểu biết tốt về khoa học đằng sau nuôi cá và tôm là điều cần thiết để cải thiện các phương pháp canh tác hiện tại đồng thời hướng tới nuôi trồng thủy sản bền vững. Hệ thống Mixotrophic^TM là một phương pháp được cấp bằng sáng chế được phát triển để giảm thiểu một số thách thức trong nuôi thâm canh và hỗ trợ các hệ thống nuôi siêu thâm canh. Ba giai đoạn mà hệ thống điều khiển là giai đoạn thực vật phù du, giai đoạn thực vật phù du-lợi khuẩn và giai đoạn lợi khuẩn.

Duy trì chất lượng nước tốt và quản lý đáy ao là chìa khóa cho môi trường nước phù hợp giúp cá tôm nuôi phát triển tốt.

Khi nuôi trồng thủy sản toàn cầu đang phát triển theo hướng thâm canh, người nuôi phải đối mặt với những hạn chế và tắc nghẽn như bùng phát dịch bệnh, suy giảm chất lượng nước và chi phí vận hành cao hơn. Trong trường hợp nuôi ao, cung cấp đủ oxy trong môi trường là một trong những thách thức lớn. Trên thực tế, oxy luôn là chất đầu tiên quyết định sự sống còn của sinh khối; bất kỳ việc thiếu oxy nào cũng sẽ khuyến khích các điều kiện kỵ khí và sản sinh khí độc hại như Hydro Sulfide có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của tôm và dẫn đến bùng phát dịch bệnh.

Ngay cả khi nhu cầu oxy được đáp ứng, nồng độ các hợp chất nitơ từ quá trình phân hủy chất thải thường đạt đến mức độc hại. Môi trường nước cũng có thể bao gồm các sinh vật khác ngoài các sinh vật được nuôi, chẳng hạn như sinh vật phù du, tảo và vi khuẩn. Các sinh vật gây bệnh hoặc không mong muốn có thể ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, sức khỏe và chất lượng của các loài nuôi.

Nhìn chung, trong lĩnh vực kỹ thuật này vẫn cần có các phương pháp nuôi trồng thủy sản cải tiến, đặc biệt là những phương pháp làm tăng khả năng chuyên chở. Hệ thống Mixotrophic^TM đã được cấp bằng sáng chế do Tiến sĩ Farshad Shishehchian/Blue Aqua International phát minh là một ví dụ về phương pháp nuôi cấy “xanh” cải tiến mang lại mức oxy cao hơn, khả năng khử oxy hóa (ORP) cao hơn, cân bằng khoáng chất, cân bằng vi khuẩn/thực vật phù du và cân bằng dinh dưỡng trong môi trường ao nuôi. Năng suất trung bình trong nuôi tôm truyền thống là khoảng 1-2kg/m² nhưng sử dụng hệ thống này, tiềm năng sản xuất là khoảng 15-20kg/m².

Hệ thống Mixotrophic^TM

Hệ thống Mixotrophic^TM cung cấp hướng dẫn về cách điều chỉnh các yếu tố môi trường như pH, ORP, tỷ lệ Cacbon: Nitơ (C:N) và tỷ lệ nitơ:photpho (N:P). Kết quả cuối cùng là khả năng chuyên chở tăng lên, được định nghĩa là thước đo sinh khối của bất kỳ loài nào mà một môi trường cụ thể có thể hỗ trợ. Các thông số chất lượng nước phổ biến bao gồm oxy hòa tan, amoniac, nitrit, pH, độ mặn, nhiệt độ và độ kiềm. Trong số tất cả, các thông số quan trọng nhất trong nuôi tôm/cá là oxy hòa tan, pH và ORP, vì chúng có tác động lớn nhất đến các quá trình hóa học/sinh học. Việc tối ưu hóa cân bằng dinh dưỡng trong hệ thống bằng cách cung cấp đủ lượng thức ăn, khoáng chất và vi khuẩn cần thiết sẽ tạo môi trường ổn định cho nuôi mật độ cao.

Thực vật phù du và vi khuẩn

Hai tác nhân chính là thực vật phù du và vi khuẩn, sự hiện diện của chúng được điều chỉnh bởi tỷ lệ N:P và tỷ lệ C:N tương ứng. Việc áp dụng một chế phẩm sinh học phù hợp sẽ giúp cải thiện ORP và quản lý thực vật phù du sẽ làm giảm sự biến động pH.

Vi khuẩn có lợi được áp dụng cho hệ thống giúp cân bằng môi trường thông qua xử lý sinh học, ức chế mầm bệnh và có tác động sinh học tích cực đối với tôm. Cộng đồng vi khuẩn bị ảnh hưởng bởi môi trường, tuy nhiên, việc áp dụng liên tục các vi sinh vật thích nghi (men vi sinh) cho phép tạo quần thể trong cả môi trường và tôm/cá. Do đó, việc áp dụng men vi sinh thường xuyên là cần thiết để điều khiển vi khuẩn thống trị hệ thống.

Thực vật phù du đặc biệt quan trọng trong giai đoạn nuôi ban đầu. Chúng cung cấp nơi trú ẩn và bảo vệ khỏi ánh sáng mặt trời và tia cực tím, tạo thành nguồn thức ăn và khẩu phần ăn chính cho động vật, đồng thời là nhà sản xuất chính của chuỗi thức ăn trong hệ thống. Có thể quản lý sự cân bằng lành mạnh của các loại thực vật phù du bằng cách cung cấp các chất dinh dưỡng thiết yếu và cân bằng tỷ lệ N:P (Bảng 1).

Bảng 1: Loại thực vật phù du đạt được với các tỷ lệ N:P khác nhau

So với vi khuẩn, thực vật phù du có xu hướng gây ra nhiều vấn đề vì chúng chịu trách nhiệm về sự dao động pH khi có quá nhiều sinh trưởng. Do đó, trong hệ Mixotrophic^TM, giai đoạn đầu của quá trình nuôi cấy bị thực vật phù du chiếm ưu thế nhưng trong các giai đoạn sau, quần thể của chúng giảm đi và vi khuẩn có lợi trở thành thành phần chính (Hình 1).

Hình 1: Tỷ lệ thực vật phù du và vi khuẩn trong suốt thời gian nuôi trong hệ thống Mixotrophic^TM

Chu trình nitơ

Đầu vào dinh dưỡng chính là thức ăn, đóng góp nhiều nitơ cho hệ thống nuôi. Hiểu chu trình nitơ (Hình 3) là rất quan trọng vì nó là trung tâm của hệ thống Mixotrophic^TM, bao gồm nhiều phản ứng hóa học như amon hóa và nitrat hóa. Chu trình nitơ liên quan đến hai nhóm sinh vật: những sinh vật tự dưỡng như thực vật phù du, vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn khử nitrat và tảo lam; hoặc dị dưỡng như vi khuẩn dị dưỡng và sinh vật tiêu thụ (động vật phù du, tôm…)

pH

Trong nuôi tôm, sự dao động của pH quan trọng hơn số tuyệt đối của nó. Trong một hệ thống nuôi xanh, sự dao động pH sẽ bị ảnh hưởng chủ yếu bởi quá trình quang hợp và một phần thông qua hô hấp; do đó, quản lý thực vật phù du là rất quan trọng trong quản lý pH. Ngăn chặn sự nở hoa của thực vật phù du, liên quan đến tổng chất hữu cơ, bài tiết và hoạt động của vi khuẩn, là một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất mà người nuôi phải đối mặt, vì độ pH dao động trong quá trình nở hoa do quang hợp (Hình 2). Độ pH vào ban ngày sẽ cao hơn vào ban đêm khi thực vật phù du ngừng quang hợp và tạo ra cacbon dioxide thông qua hô hấp. Điều này lần lượt tạo thành c axit cacbonic và giải phóng các ion hydro làm giảm độ pH.

Hình 2: Dao động pH trong ngày khi thực vật phù du nở hoa

Khoáng chất

Khoáng chất có tác động đến độ kiềm và độ cứng của nước, trước đây được định nghĩa một cách đơn giản là thước đo khả năng trung hòa axit của nước và sau đó là tổng canxi và magie. Tính khả dụng của chúng trong nước phụ thuộc vào độ hòa tan của chúng; canxi cacbonat, thường được sử dụng trong ao nuôi tôm, không hòa tan trong nước. Cacbonate và bicarbonate là những nhân tố chính trong khả năng đệm và quá trình nitrat hóa, đồng thời là nguồn cacbon vô cơ quan trọng trong tỷ lệ CN đối với vi khuẩn nitrat hóa. Magie là thành phần quan trọng nằm trong phân tử diệp lục và đóng vai trò trong chức năng trao đổi chất của vi khuẩn.

Các giai đoạn và giao thức rõ ràng là chìa khóa thành công

Hệ thống Mixotrophic^TM bao gồm ba giai đoạn: giai đoạn thực vật phù du, giai đoạn thực vật phù du-lợi khuẩn và giai đoạn lợi khuẩn. Trong giai đoạn thực vật phù du, thực vật phù du (alzae xanh/ tảo cát) là nguồn thức ăn cho hậu ấu trùng, tạo ra một nguồn thức ăn tự nhiên dồi dào cũng như môi trường ổn định cho tôm. Các thông số chất lượng nước (oxy hòa tan và pH) được kiểm soát và việc quản lý tỷ lệ pH và N:P là rất quan trọng.

Trong giai đoạn thực vật phù du-probiotic, sự tích lũy chất hữu cơ ngày càng tăng được kiểm soát bởi vi khuẩn, việc bổ sung vi khuẩn làm giảm quần thể thực vật phù du bằng cách tạo ra, cạnh tranh và ngăn chặn sự nở hoa và chết quá mức. Các vi khuẩn cũng ngăn chặn sự gia tăng của vi khuẩn gây bệnh. Trong khi đó, chất thải nitơ được tái chế thông qua quá trình quang hợp/nitrat hóa. Khi động vật lớn hơn, nhu cầu về thực vật phù du giảm xuống và quản lý thực vật phù du là cần thiết để ngăn chặn sự phát triển quá mức có thể dẫn đến biến động pH sẽ gây căng thẳng cho động vật. Trong giai đoạn lợi khuẩn, vi khuẩn thống trị hệ thống vào cuối chu kỳ. Ở giai đoạn này, sinh khối của vật nuôi tăng lên cùng với chất thải sinh ra. Tải trọng hữu cơ càng lớn đòi hỏi hoạt động của vi sinh vật càng cao. Vì có ít thực vật phù du hơn trong nước nên quần thể vi khuẩn dị dưỡng và vi khuẩn nitrat hóa có thể phát triển, do đó thúc đẩy quá trình phân hủy chất thải và duy trì chất lượng nước ổn định. Cần lưu ý rằng không giống như vi khuẩn, thực vật phù du chỉ có khả năng tiêu hóa chất thải vô cơ.

Tóm lại

Hệ thống Mixotrophic^TM đã được báo cáo rộng rãi là có thể giúp quản lý trang trại tốt, ngay cả trong nuôi siêu thâm canh. Cùng với hậu ấu trùng chất lượng tốt và quản lý thức ăn hợp lý, các quy trình quản lý và nuôi từng bước được coi là có hiệu quả trong việc quản lý dịch bệnh về mặt giảm vi khuẩn gây bệnh. Trọng tâm của hệ thống là thân thiện với môi trường và nhấn mạnh vào an toàn sinh học để ngăn ngừa dịch bệnh, phối hợp với nhau để đạt được sản xuất thành công và có lợi nhuận cao, điều quan trọng đối với tương lai của ngành nuôi trồng thủy sản.

Ngọc Anh (Biên dịch)