Bổ sung amoniac làm tăng floc vi khuẩn ở giai đoạn ương dưỡng tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương

Tóm tắt: Một nghiên cứu đã thử nghiệm “trước quá trình bón phân” ở giai đoạn ương dưỡng của một hệ thống nuôi tôm biofloc. Mục tiêu là tăng cường sự hình thành biofloc để giảm thiểu nồng độ amoniac, tránh cao đỉnh điểm trong vụ nuôi. Cách làm này cũng thúc đẩy sự hình thành các nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrat hóa.

Nồng độ chất rắn lơ lửng cao nhất đã xảy ra ngay trước quá trình bón phân, cho thấy sự hình thành các tập hợp vi khuẩn nhanh hơn có sử dụng amoni clorua (ammonium chloride).

Nghiên cứu sinh Carlos Gaona, Tiến sĩ Dariano Krummenauer, André Freitas, Thạc sĩ Márcio Miranda, Tiến sĩ Luis Poersch, Tiến sĩ Wilson Wasielesky Jr, Phòng Thí nghiệm nuôi tôm, Đại học Liên bang Rio Grande, Rio Grande 96201-900 Brazil

Thử nghiệm đã được tiến hành tại Trạm Hàng hải Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Liên bang Rio Grande để đánh giá mức độ tập hợp vi khuẩn trong một hệ thống biofloc dùng nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương.

Trong nuôi trồng thủy sản, vụ nuôi thành công tùy thuộc vào các điều kiện thuận lợi – cả về mặt lý hóa – cho sự tăng trưởng của loài nuôi mục tiêu. Duy trì chất lượng nước đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường thích hợp cho động vật nuôi, đặc biệt là trong các hệ thống kỹ thuật ngày càng thâm canh.

Các hệ thống sử dụng công nghệ biofloc kết hợp được một số lợi thế để đạt năng suất tôm biển nuôi tốt hơn. Một trong những lợi thế này là chất lượng nước được cải thiện nhờ tái chế các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ nitơ, chẳng hạn như amoniac và nitrit. Bằng cách giữ cho nồng độ của các hợp chất nitơ dưới mức độc hại thì các giai đoạn khác nhau trong nuôi tôm sẽ có kết quả tốt hơn.

Nghĩa là giai đoạn ương dưỡng có thể được áp dụng trong các hệ thống biofloc trước khi thả giống để nuôi tăng trưởng. Kích cỡ con đồng đều và giảm nguy cơ mắc bệnh là các lợi thế chính của giai đoạn ương dưỡng. Vì là giai đoạn ngắn nên có thể áp dụng để tạo sự hình thành biofloc và tái sử dụng nước trong giai đoạn nuôi tăng trưởng.

Trong các hệ thống nuôi tôm biển biofloc, nguồn nitơ chính từ thức ăn. Sinh vật nuôi chuyển hóa thức ăn và bài tiết nitơ dạng amoniac. Nguồn amoniac khác trong nước là sự phân hủy của thức ăn không được vi khuẩn tiêu thụ. Việc kiểm soát nồng độ amoniac được chia thành ba quá trình: hấp thụ bởi vi tảo, đồng hóa vi khuẩn và nitrat hóa.

Amoniac, vi khuẩn trong các hệ thống Biofloc

Việc duy trì vi khuẩn dị dưỡng và nitrat hóa (tự dưỡng) trong các hệ thống biofloc phụ thuộc vào amoniac hòa tan trong nước ao. Ở đầu vụ, các loài vi khuẩn dị dưỡng được kích thích bằng cách thêm cacbon hữu cơ, sau đó chúng tiêu thụ và chuyển hóa amoniac, kết hợp amoniac vào sinh khối vi khuẩn. Sau đó, các loài vi khuẩn nitrat hóa oxy hóa amoniac thành nitrit và nitrat thông qua các nhóm vi khuẩn hiếu khí tự dưỡng được gọi là Nitrosomonas và Nitrobacter.

Nhóm Nitrosomonas chịu trách nhiệm oxy hóa amoniac thành nitrit, trong khi Nitrobacter oxy hóa nitrit thành nitrat. Tuy nhiên, vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng chủ yếu phụ thuộc vào dinh dưỡng từ các chất bài tiết của sinh vật nuôi trong việc sử dụng amoniac.

Trong các hệ thống nuôi truyền thống, nồng độ amoniac có xu hướng tăng theo vụ nuôi do sinh khối tôm nuôi ngày càng tăng, nguồn cung chất độn thức ăn và chất hữu cơ tích tụ nhiều hơn. Thậm chí làm theo các khuyến nghị cho ăn đã đưa ra thì các hệ thống nuôi bán thâm canh và thâm canh truyền thống thường phải thực hiện thay nước từng phần để nồng độ amoniac không ảnh hưởng đến mức tăng trưởng của động vật hoặc tới mức gây chết.

Giảm thiểu tích tụ amoniac

Một trong các cách để giảm thiểu tích tụ amoniac trong các hệ thống biofloc là đẩy nhanh quá trình nitrat hóa trước khi đưa amoniac vào hệ thống. Thực hiện việc bổ sung này trước hoặc sau khi thả tôm giống để tạo lập vi khuẩn oxy hóa amoni.

Để cung cấp các chất dinh dưỡng cho sự hình thành biofloc, quan trọng là tần suất bổ sung vì giai đoạn đầu liên quan đến vi khuẩn dị dưỡng trội hơn. Các loài vi khuẩn này có khả năng cao trong việc lấy amoniac để chuyển đổi thành protein vi sinh vật. Do vậy hạn chế sự sẵn có các chất dinh dưỡng cho vi khuẩn tự dưỡng vốn đã có sự tăng trưởng chậm. Kết quả là nitrit – sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa có thể chạm mức không mong muốn.

Các phương án bổ sung amoniac ở các nồng độ khác nhau và cách quãng thay đổi tùy thuộc vào đáp ứng của quá trình hình thành biofloc do sự kích thích vi khuẩn tăng trưởng qua nguồn cung dinh dưỡng. Các biến đổi này xảy ra do có việc bổ sung trước đầu vụ hoặc sau khi thả giống.

Đáng chú ý là tôm có ảnh hưởng đến nồng độ amoniac do sự bài tiết và phân hủy chất hữu cơ. Các nồng độ amoniac trong hệ thống nuôi do đó cần được xem xét trong việc tính toán bổ sung các hợp chất có amoniac.

Nghiên cứu amoniac

Tại Trạm Hàng hải Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Liên bang Rio Grande ở miền nam Brazil, các thử nghiệm đã được tiến hành để đánh giá mức độ tập hợp vi khuẩn trong một hệ thống biofloc nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei. Hỗ trợ tài chính cho nghiên cứu này là do Hội đồng Quốc gia về Phát triển Khoa học và Công nghệ, Bộ Thủy sản và Nuôi trồng Thủy sản cùng với Ban Điều phối bồi dưỡng nhân sự cấp cao.

Thử nghiệm sơ bộ đã phân tích các nồng độ amoni clorua khác nhau ở giai đoạn nuôi tăng trưởng với nồng độ 1,5 và 3,0 mg/L ở hai tần suất sử dụng (ba và bảy ngày) so với thử nghiệm không bổ sung amoniac.

Hình 1 quan sát thấy lượng mức các chất rắn lắng cao hơn ở bể có bổ sung amoniac so với thử nghiệm không sử dụng amoniac. Cũng nhận thấy khi sử dụng thường xuyên nhất thì lượng mức biofloc cao hơn lắng ở cuối thử nghiệm. Quan sát thấy việc cung cấp chất dinh dưỡng (amoniac) thường xuyên kích thích hình thành biofloc trong vụ nuôi đã xác nhận có nhiều khả năng sẽ tăng tốc được bằng cách khởi động quá trình này trước khi thả giống.

Hình 1. Giá trị các chất rắn lắng trong suốt thử nghiệm sơ bộ ở các nồng độ và tần suất sử dụng amoni clorua khác nhau.

Trong một nghiên cứu “trước quá trình bón phân” đã được thử nghiệm ở giai đoạn ương dưỡng. Mục tiêu là để tăng tốc quá trình hình thành biofloc nhằm giảm thiểu nồng độ amoniac, tránh cao đỉnh điểm trong vụ nuôi.

Cách làm này cũng thúc đẩy tạo lập các nhóm vi khuẩn tham gia vào quá trình nitrat hóa. Thử nghiệm được tiến hành ở một nhà kính với 9 bể 35 m² gồm ba thử nghiệm lập lại ba lần.

Qua một tuần, thực hiện hai thử nghiệm bổ sung amoni clorua ở nồng độ 0,5 và 3,0 mg/L. Mật đường mía được sử dụng làm nguồn cacbon để đạt tỷ lệ cacbon:nitơ là 6:1.

Thử nghiệm đối chứng không bổ sung amoniac được thực hiện để so sánh tốc độ hình thành biofloc. Đo nồng độ amoniac ở nước nuôi để làm tổng nitơ amoniac (TAN). Tôm có trọng lượng trung bình là 0,03 g được thả ở mật độ 3,000/m².

Các kết quả

Các nồng độ hợp chất nitơ không khác biệt đáng kể giữa các thử nghiệm (Bảng 1). Lưu ý rằng ngay cả khi không bổ sung amoni clorua, nồng độ TAN (tổng nitơ amoniac) trung bình ở thử nghiệm đối chứng tương tự như các giá trị TAN ở thử nghiệm có bổ sung dinh dưỡng, thể hiện tính khả thi của thử nghiệm trước quá trình bón phân không làm ảnh hưởng đến cân bằng amoniac trong vụ nuôi.

Bảng 1. Các nồng độ hợp chất nitơ trung bình trong một nghiên cứu với thử nghiệm trước quá trình bón phân bằng cách bổ sung amoni clorua ở giai đoạn ương dưỡng của hệ thống biofloc.

Thông số	Đối chứng	0,5 mg Amoni	3,0 mg Amoni
Amoniac (mg/L) Nitrit (mg/L) Nitrat (mg/L)	3,54 ± 2,93 3,54 ± 1,53 4,19 ± 0,82	4,20 ± 2,74 4,36 ± 1,67 4,06 ± 0,82	4,49 ± 2,93 5,42 ± 1,81 4,25 ± 0,85

Tổng nồng độ các chất rắn lơ lửng cao nhất xảy ra ngay lập tức sau thời điểm “trước quá trình bón phân” ở các thử nghiệm (Hình 2). Điều này đã chứng tỏ sự hình thành các tập hợp vi khuẩn nhanh hơn cùng với việc sử dụng amoni clorua.

Hình 2. Tổng các giá trị chất rắn lơ lửng trong một nghiên cứu với thử nghiệm trước quá trình bón phân bằng cách bổ sung amoni clorua vào một hệ thống biofloc ở giai đoạn ương dưỡng.

Một cách tổng quát là quá trình bón phân có thể được xác định tùy theo thời gian nuôi – trước khi thả giống và tận dụng trước quá trình bón phân, cũng như bổ sung amoniac sau khi thả giống.

Sự tăng tốc hình thành biofloc ở giai đoạn ương dưỡng cho phép tái sử dụng nước phục vụ nuôi tăng trưởng, tối ưu hóa việc duy trì chất lượng nước. Sử dụng amoniac để bón cho các hệ thống biofloc có tính khả thi và thúc đẩy sự xuất hiện của vi khuẩn để hình thành biofloc mà không làm ảnh hưởng chất lượng nước.

Ở bể nào có bổ sung amoniac thì quan sát thấy lượng mức các chất rắn lắng cao hơn.

BioAqua dịch

Nguồn: Theo Advocate Global Aquaculture – Tháng 7-8/2014