Động lực của nitơ amoniac trong nuôi trồng thủy sản

Quay lại

Động lực của nitơ amoniac trong nuôi trồng thủy sản

: 721

Hiểu về vấn đề tất yếu của thức ăn và các gánh nặng chất thải môi trường

Các nguồn chính của amoniac trong ao nuôi trồng thủy sản là phân bón và thức ăn, các vấn đề về nồng độ amoniac cao xảy ra phổ biến nhất trong nuôi trồng thủy sản có cho thức ăn.

Nitơ amoniac bao gồm amoniac (NH3) và amoni (NH4+), nhưng phương pháp đo nồng độ nitơ amoniac không phân biệt giữa hai dạng. Các kết quả thường được báo cáo là tổng nồng độ nitơ amoniac (TAN), có nghĩa là nồng độ nitơ tạo ra từ nitơ kết hợp trong amoniac (NH3-N) và amoni (NH4+-N).

Hai dạng nitơ tồn tại ở trạng thái cân bằng phụ thuộc vào pH và nhiệt độ nước:

NH3 + H+ = NH4+

mà cũng có thể được viết là

NH3 + H2O = NH4+ OH

Khi nồng độ ion hydro (H+) giảm, nồng độ ion hydroxide (OH) và pH tăng, tỷ lệ amoniac : amoni tăng, nhiệt độ tăng cao cũng dễ dàng làm tỷ lệ amoniac lớn hơn.

Tỷ lệ ammoniac và tổng nitơ amoniac này có tầm quan trọng trong nuôi trồng thủy sản, vì amoniac độc trong khi amoni đáng kể không độc. Sự kết hợp của pH cao và tổng nồng độ nitơ amoniac cao có thể dẫn đến nồng độ amoniac tăng cao có khả năng gây hại cho động vật nuôi.

Tổng nồng độ nitơ amoniac có thể được đo bằng các quy trình hóa ướt, bộ dụng cụ thử và đồng hồ đo điện tử. Nồng độ amoniac phải được tính từ tổng nồng độ nitơ amoniac bằng cách sử dụng hằng số cân bằng cho một trong các phản ứng nêu trên, pH và nhiệt độ nước. Một cách thậm chí dễ dàng hơn để tính là tận dụng các bảng tính amoniac trực tuyến như www.hbuehrer.ch/Rechner/Ammonia.html.

Độc tính amoniac

Có nhiều dữ liệu về độc tính của amoniac đối với cá và tôm từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, trong đó nồng độ pH và amoniac là không đổi. Nồng độ LC50 (nồng độ cần để giết chết 50% động vật thử nghiệm) có các phạm vi sau:

0,3 đến 0,9 mg/L đối với cá nước lạnh;

0,7 đến 3,0 mg/L đối với cá nước ấm;

0,6 đến 1,7 mg/L đối với cá biển;

và 0,7 đến 3,0 mg/L đối với tôm biển.

Nồng độ an toàn khi tiếp xúc lâu dài là:

khoảng 0,015 đến 0,045 đối với cá nước lạnh,

và khoảng 0,05 đến 0,15 đối với cá nước ấm, cá biển và tôm.

Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, pH và nhiệt độ thay đổi trong ngày, cá và tôm trong các hệ thống nuôi không tiếp xúc với nồng độ amoniac không đổi.

Một nghiên cứu được thực hiện bởi Hargreaves và Kucuk trên ba loài cá tiếp xúc với chu kỳ pH và nhiệt độ hàng ngày được quan sát trong ao cho thấy rằng tiếp xúc với nồng độ amoniac tương đối cao trong vài giờ mỗi ngày là không có hại. Hơn nữa, ao thường có 2 – 5 mg/L tổng nitơ amoniac, nhưng tác động tiêu cực đến cá hiếm khi thấy rõ. Tác giả chưa bao giờ thấy cá chết trong ao nuôi có thể được quy là do nồng độ amoniac cao, nhưng ông không muốn nói rằng nồng độ amoniac cao thường không gây căng thẳng cho cá.

Kết quả cuối cùng là nồng độ amoniac cao trong nuôi trồng thủy sản có khả năng gây căng thẳng cho cá nhưng hiếm khi gây chết. Tôm có xu hướng ở dưới đáy ao nơi pH và nhiệt độ có xu hướng thấp hơn, nhưng trong các ao được khuấy đảo đều, có sục khí thì độ pH và nhiệt độ gần đáy thường tương đương với nước bề mặt.

Các nguồn trong nuôi trồng thủy sản

Các nguồn chính của amoniac trong ao nuôi trồng thủy sản là phân bón và thức ăn, các vấn đề về amoniac cao xảy ra phổ biến nhất trong nuôi trồng thủy sản có cho thức ăn. Amoniac được các động vật nuôi bài tiết dưới dạng chất thải từ quá trình chuyển hóa protein và sự phân hủy vật chất hữu cơ của vi sinh vật cũng là một nguồn amoniac. Nồng độ amoniac có xu hướng tăng khi thức ăn đầu vào tăng để đáp ứng cho sản xuất lớn hơn.

Có một số cách kiểm soát tự nhiên về tổng nồng độ nitơ amoniac trong ao. Hai cách chính là sự hấp thu amoni của thực vật phù du và oxy hóa nitơ amoniac thành nitrat bởi vi khuẩn nitrat hóa. Amoniac là một loại khí có thể khuếch tán vào không khí khi độ pH tăng cao, sự khuếch tán làm mất một lượng nhỏ amoniac từ các ao trong những ngày trời gió và trong các ao có sục khí mạnh. Tất nhiên, nước chảy ra sẽ loại bỏ amoniac và một lượng nhỏ amoni có thể được hấp phụ trên các vị trí trao đổi cation (ion dương) trong đất đáy.

Quản lý để kiểm soát amoniac

Có nhiều phương pháp quản lý để kiểm soát amoniac. Những điều quan trọng nhất là sử dụng thức ăn không cần protein nhiều hơn mức cần thiết, cho ăn một cách thận trọng, tránh thức ăn thừa không ăn hết, đạt được hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) thấp và ngăn ngừa nồng độ oxy hòa tan xuống thấp. Động vật thủy sản ăn vào tốt hơn khi không bị căng thẳng do nồng độ oxy hòa tan thấp và quá trình nitrat hóa bị ức chế khi oxy hòa tan ở mức dưới 3 đến 4 mg/L.

Trong trường hợp khẩn cấp bị nồng độ amoniac cao, xả nước ao ở mức 30 – 50 % thể tích ao/ngày có thể loại bỏ amoniac. Không có bằng chứng cho thấy xử lý bằng cách bổ sung vi khuẩn (thường được gọi là chế phẩm sinh học probiotic) làm giảm tổng nồng độ nitơ amoniac. Hơn nữa, zeolite không loại bỏ amoni khỏi nước ao một cách hiệu quả vì các ion dương hòa tan khác vượt trội so với amoni và cạnh tranh với amoni ở các vị trí hấp phụ trên zeolite.

Trong các hệ thống tuần hoàn nước, các bộ lọc sinh học được sử dụng để loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước bằng cách nitrat hóa. Điều quan trọng là giữ oxy hòa tan ở nồng độ trên 3 đến 4 mg/L trong các bộ lọc sinh học để tránh làm giảm tốc độ nitrat hóa. Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản biofloc, nitơ amoniac được kiểm soát, ở một mức độ nào đó, bằng cách nitrat hóa nhưng do nồng độ nitơ amoniac cao trong các hệ thống này, một nguồn carbohydrate thường được sử dụng để thúc đẩy hình thành biofloc thông qua sự tăng trưởng của vi khuẩn. Vi khuẩn loại bỏ nitơ amoniac để sử dụng trong sản xuất tế bào vi khuẩn mới và sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong một bài viết khác.

Trong hệ thống nuôi mương raceway, nồng độ amoniac nhiều khả năng là yếu tố xấu mà ở đó nước có độ pH tăng cao tự nhiên – đặc biệt là pH trên 8. Kiểm soát amoniac có thể được thực hiện bằng cách duy trì mức độ cho ăn hợp lý và lưu lượng nước đủ qua mương.

Trong nuôi lồng, các dòng nước đi qua liên tục thay thế nước có nồng độ amoniac cao hơn trong lồng bằng nước có nồng độ thấp hơn. Tất nhiên, nếu thành phần nước trong lồng có nồng độ nitơ amoniac và pH cao thì không có cách nào làm giảm sự tiếp xúc của cá với amoniac.

Các triển vọng

Khả năng về các giới hạn amoniac nghiêm trọng trong sản xuất nuôi trồng thủy sản sẽ lớn hơn nhiều trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn nước và biofloc so với trong các ao không có các phương pháp kiểm soát này. Tuy nhiên, các tác động tiêu cực của amoniac trong tất cả các hệ thống nuôi có lẽ không thường xuyên và nghiêm trọng như thường nghĩ.

BioAqua.vn

Nguồn: Claude E. Boyd, Ph.D., School of Fisheries, Aquaculture and Aquatic Sciences, Auburn University, Auburn, Alabama 36849 USA – Global Aquaculture Alliance

 

Chia sẻ

Quay lại