TỐI ƯU HÓA QUẢN LÝ AO NUÔI TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC

Giới thiệu

Quản lý chất lượng nước đóng vai trò quyết định trong quá trình nuôi tôm, đặc biệt đối với những ao nuôi mật độ cao. Ao tôm là một hệ sinh thái khép kín, trong đó con tôm cùng với nhiều vi sinh vật, sinh vật phù du và tảo luôn có mối liên hệ với nhau. Chúng đóng vai trò là sinh vật phân hủy vật chất hữu cơ, tái tạo dinh dưỡng và loại bỏ dinh dưỡng thừa, đặc biệt là nitơ từ thức ăn thừa và các chất được thải ra từ cơ thể tôm. Vi khuẩn đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái đa dạng và phức tạp này. Phương pháp bổ sung hệ vi khuẩn chọn lọc nhằm giúp cải thiện và quản lí hệ sinh thái nêu trên đã được áp dụng nhiều năm trong thủy sản. Phương pháp đó được gọi là xử lí nước, được định nghĩa “xử lí các chất ô nhiễm hoặc chất thải bằng việc sử dụng các vi sinh vật (như vi khuẩn) để phân hủy các chất không mong muốn”. Trong báo cáo này, chúng tôi đưa ra một giải pháp xử lí nước hữu hiệu hỗ trợ quản lý chất thải hữu cơ và nitơ trong ao tôm, nhờ vào việc chọn lọc các chủng vi sinh phù hợp từ trong phòng thí nghiệm đến các kiểm chứng thực địa.

Tầm quan trọng của cân bằng hệ vi sinh

Ao nuôi là một hệ sinh thái khép kín và phức tạp bao gồm vi khuẩn, sinh vật phù du, tảo và tôm. Cùng với vi sinh vật phù du, vi khuẩn chiếm phần lớn trong hệ sinh thái ao tôm. Hệ vi sinh trong ao nuôi gồm 4 chức năng chính:

• Là một mắt xích trong chuỗi thức ăn (nguồn dinh dưỡng cho động vật phù du và tôm).
• Góp phần vào các quá trình xử lí sinh học (phân hủy vật chất hữu cơ, chu trình nitơ,…)
• Có thể chứa các vi khuẩn có hại hoặc mầm bệnh.
• Hệ vi sinh có lợi giúp kiểm soát mầm bệnh bằng cơ chế cạnh tranh và ức chế.

Tất cả điều là sự cân bằng giữa hệ vi sinh có lợi và có hại. Những thay đổi về dinh dưỡng, môi trường nước (nhiệt độ, pH, oxy),… đều gây bất lợi và thay đổi cho hệ sinh thái. Việc mất cân bằng hệ vi sinh có thể ảnh hưởng đến chu trình nitơ và phân hủy chất hữu cơ, hoặc dẫn đến sự phát triển quá mức của các vi khuẩn không mong muốn hoặc mầm bệnh, kết quả tác động đến sức khỏe và sinh trưởng tôm nuôi.

Cùng với việc quản lý bùn, 3 yếu tố thường được quan tâm trong ao nuôi là: cacbon hữu cơ, nitơ và phốtpho. Trong thực tế, nông dân thường quan tâm đến việc quản lí nitơ, do một số hỗn hợp có chứa nitơ (ammonia tự do và nitrit) có tác động trực tiếp lên tôm và chất lượng nước (ví dụ như tảo phát triển).

Thông qua quá trình tạo nên hệ vi sinh có lợi và quản lí hệ vi khuẩn trong ao nuôi từ ban đầu, phương pháp xử lí nước có thể giúp người nuôi có được ao nuôi khỏe mạnh và cân bằng. Mục tiêu của phương pháp này bao gồm:

1. Thúc đẩy việc hình thành sớm hệ vi khuẩn dị dưỡng đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng vi sinh ao nuôi và khả năng chuyển hóa.
2. Hỗ trợ hình thành sớm hệ vi khuẩn nitrat hóa và khử nitrate trong ao.

Hình 1. Chu trình nitơ được đơn giản hóa trong ao tôm

Chọn lọc các chủng tốt nhất để xử lí nước

Hiểu được 2 vấn đề nêu trên, các nhà nghiên cứu tại công ty Lallemand Animal Nutrition đã nghiên cứu và chọn lọc các chủng tốt nhất trong ngân hàng vi sinh (10,000 chủng vi sinh nước mặn, hơn 5000 đã được giải mã gen tại ngân hàng Lallemand Aquapharm). Sử dụng kỹ thuật tiên tiến, công nghệ “SeaRch”, để chọn các chủng tiêu biểu đáp ứng nhiều tiêu chi khác nhau.

Trước tiên, vi khuẩn được chọn lọc có khả năng tồn tại và phát triển ở nhiều điều kiện môi trường nước:

• Có khả năng phát triển ở điều kiện không có hoặc ít oxy.
• Khả năng chịu mặn, từ nước ngọt đến độ mặn cao.

Do đó, vi khuẩn được chọn phải phát triển tốt ở nhiều điều kiện độ mặn và oxy, và có thể áp dụng ở nhiều ao nuôi khác nhau.

Tiêu chí thứ hai cho việc chọn lọc vi khuẩn là khả năng phân hủy chất hữu cơ. Các nhà nghiên cứu đã sàng lọc khả năng sinh enzym và chọn các chủng có khả năng sinh nhiều enzym phân hủy các hợp chất mỡ, đạm, đường và xơ.

Hình 2. Hoạt tính enzym của hỗn hợp vi khuẩn. Lalsea Biorem là sự kết hợp các chủng vi khuẩn được chọn lọc để sử dụng trong ao nuôi tôm

Nhiều thí nghiệm đã được thực hiện ở nhiều điều kiện nhằm chọn ra chủng tốt nhất cho hoạt tính phân hủy mạnh và tối ưu nhất (Hình 2). Sản phẩm Lalsea Biorem là sự kết hợp nhiều chủng vi khuẩn (6 chủng từ 3 loài Bacillus và một chủng từ loài Pediococcus acidilactici), đã được chọn lọc.

Giảm khí độc nitơ

Nhằm nghiên cứu và đánh giá tốt hơn ảnh hưởng của Lalsea Biorem lên ao nuôi tôm, một thí nghiệm trên bể với các điều kiện tương tự như ao nuôi đã được thực hiện. Các bể nuôi được phủ một lớp bùn hữu cơ được lấy gần ao tôm, và Lalsea Biorem được sử dụng với liều khuyến cáo tại ao nuôi, liều 800 g/ha/tuần. Bằng cách này, các yếu tố môi trường và các lần lặp lại được kiểm soát tốt nhằm giúp đánh giá chính xác hiệu quả của Lalsea Biorem giống với điều kiện ao nuôi.

Thí nghiệm đã được thực hiện trên tôm thẻ chân trắng giống (Litopenaeus vannamei; 3.6 ± 0.3 g). 6 bể 1 khối đã được bố trí ở cùng điều kiện. Trong 9 tuần thí nghiệm, phân nửa số bể được bổ sung Lalsea Biorem mỗi tuần 1 lần với liều khuyến cáo trên.

Hình 3. Ảnh hưởng của sản phẩm Lalsea Biorem lên hàm lượng hợp chất nitơ trong nước nuôi tôm (Peru, 2015)

Kết quả hàm lượng các hợp chất chứa nitơ (Hình 3) cho thấy tác động lên chu trình nitơ ở nhiều mức độ khác nhau:

• Đầu tiên, nghiệm thức có xử lí nước giảm hàm lượng nitơ tổng trong bể nuôi. Điều này rất có thể là kết quả của việc hấp thu ammonia vào trong tế bào cơ thể vi khuẩn dị dưỡng. Hàm lượng ammonia thấp sẽ ngăn được các rủi ro về độc tố đối với tôm, tảo nở hoa và phú dưỡng.
• Thứ 2, xử lí nước ngăn việc hình thành nitrit cao trong ao vì lượng ammonia trong nước giảm đi.
• Thứ 3, giảm sự phụ thuộc vào quá trình 2 bước nitrat hóa do các vi khuẩn tự dưỡng chậm phát triển và mất nhiều thời gian để hình thành. Bằng cách hỗ trợ chu trình 2 bước nitrat, ammonia được chuyển hóa sang nitrat hiệu quả hơn, từ đó giảm rủi ro tích lũy nitrite trong nước.

Vào cuối thí nghiệm, chất lượng bùn đã được cải thiện đáng kể, màu sáng hơn và không còn mùi hôi sulfite trong các bể được sử dụng Lalsea Biorem.

Nhìn chung, kết quả trên cho thấy phương pháp xử lí nước giúp phân hủy các chất hữu cơ nhằm giúp đáy ao tốt hơn, giảm ammonia bằng việc hấp thu vào cơ thể vi khuẩn và cuối cùng giúp quá trình nitrat hóa hiệu quả hơn.

Từ đó, trọng lượng tôm được cải thiện. Ở thí nghiệm trên, việc cải thiện chất lượng bùn và nước giúp tôm tăng trọng hơn 20% (Hình 4).

Hình 4. Ảnh hưởng của sản phẩm Lalsea Biorem lên phát triển tôm (trọng lượng ban đầu 3.6 ± 0.3g, mật độ thả 27 con/m2)

Nhằm chứng minh rõ hơn hiệu quả của phương pháp xử lí nước, các nhà nghiên cứu tại Lallemand Animal Nutrition đã phân tích quần thể vi sinh vật trong lớp bùn sử dụng phương pháp hiện đại trong việc giải trình tự và phân tích DNA vi sinh. Kết quả cho thấy, Lalsea Biorem ảnh hưởng rõ rệt lên sự phong phú về chủng loài vi sinh trong 30 ngày sử dụng (Hình 5). Ở cuối thí nghiệm (60 ngày nuôi), 45% sự phòng phú về chủng loài vi khuẩn đã được tìm thấy, gấp 2 lần so với các bể đối chứng không sử dụng Lalsea Biorem. Điều này cho thấy, Lalsea Biorem tác động rõ rệt lên quá trình hình thành của quần thể vi sinh trong ao. Ảnh hưởng tích cực lên quần thể vi sinh trong ao là một dấu hiệu tốt và cơ chế chủ yếu của Lalsea Biorem nhằm giúp tạo ra một môi trường ao nuôi cân bằng và khỏe mạnh.

Hình 5. Sự phong phú về chủng loài trong lớp bùn ở các bể sử dụng Lalsea Biorem khi so sánh với lớp bùn không được xử lý

Kết luận

Phương pháp xử lí nước dựa trên việc cải thiện và đa dạng quần thể vi sinh sẽ rất hữu ích trong việc quản lí chất thải và chất lượng nước ao nuôi tôm, từ đó cải thiện năng suất tôm. Thêm vào đó, chúng ta nên lưu ý rằng, trong các thời điểm rủi ro cao như trăng tròn, mùa lạnh hoặc nóng, hoặc mầm bệnh phát triển, kiểm soát chất lượng nước là yếu tốt rất quan trọng. Nuôi tôm phụ thuộc lớn vào quản lí ao nuôi tốt nhằm tạo hệ sinh thái cân bằng dựa trên kinh nghiệm thực tiễn của người nuôi. Xử lý nước là một mắc xích quan trọng trong việc cần bằng và tạo môi trường ao nuôi khỏe mạnh, từ đó tối ưu năng suất.