Thành phần trong thức ăn nuôi trồng thủy sản giúp xác định khả năng ô nhiễm nước

Tóm tắt: Một nghiên cứu nhận thấy thức ăn cho cá hồi salmon và trout có hàm lượng cacbon hữu cơ cao hơn so với thức ăn cho cá tra, tôm và cá rô phi. Hàm lượng nitơ và phốtpho tương tự nhau giữa thức ăn cho cá hồi salmon, trout và tôm, cao hơn so với thức ăn cho cá da trơn và cá rô phi. Hàm lượng cacbon hữu cơ toàn bộ cơ thể ở cá hồi salmon và trout lớn hơn ở các loài khác. Cá hồi salmon và tôm có hàm lượng nitơ toàn bộ cơ thể cao nhất. Hàm lượng phốtpho trong cá da trơn và cá rô phi cao hơn trong các loài khác.

Cách hiệu quả nhất để giảm nguy cơ ô nhiễm nước do thức ăn là sử dụng thức ăn chất lượng cao và cho ăn đúng cách nhằm đảm bảo động vật nuôi ăn hết hoàn toàn.

Nuôi trồng thủy sản thâm canh Losordo nhờ vào nguồn thức ăn công nghiệp để thúc đẩy tăng trưởng động vật. Thông qua việc cho thêm thức ăn bổ sung, năng suất có thể tăng lên nhiều lần so với chỉ nhờ bón phân. Tuy nhiên, với việc gia tăng sử dụng thức ăn mà không quản lý đúng cách trong nuôi trồng thủy sản cũng đồng nghĩa với việc gia tăng khả năng ô nhiễm nguồn nước do chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ thức ăn.

Trong nuôi trồng dựa vào thức ăn thương phẩm, các loài nuôi chỉ ăn vào một phần thức ăn được cho – thường là 70 – 95%. Thức ăn thừa, phân và chất thải chuyển hóa gia nhập vào trong nước và có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước. Thức ăn công nghiệp có thể mất chất dinh dưỡng do rửa trôi/rã ngay lập tức sau khi thức ăn ngâm trong nước. Do đó, một số dinh dưỡng thất thoát xảy ra ngay cả trước khi thức ăn chưa được ăn vào. Người ta ước tính 60 đến 80% lượng nitơ và phốtpho trong thức ăn vào trong cột nước.

Các chất dinh dưỡng từ chất thải do quá trình cho ăn có thể dẫn đến một số vấn đề, bao gồm thực vật phù du nở hoa dày, nồng độ oxy hòa tan thấp, nồng độ amoniac và các chất nitơ khác tăng. Chất lượng nước suy giảm gây stress cho cá và tôm, có khả năng ảnh hưởng đến tính thèm ăn của chúng và khiến cho chúng dễ nhiễm bệnh và ký sinh trùng.

Hàm lượng nitơ của thức ăn có thể được ước lượng từ thông tin ghi trên bao thức ăn, nhưng các nhà sản xuất thường không cung cấp hàm lượng cacbon, phốtpho và các yếu tố khác có liên quan đến các đánh giá ô nhiễm nước. Do đó, một nghiên cứu gần đây đã được khởi xướng tại Đại học Auburn để có được số liệu chi tiết về thành phần hóa học của các loại thức ăn từ một số quốc gia và đối với sự đa dạng các loài nuôi trồng thủy sản.

Thông tin cần thiết

Hiện nay, nhu cầu lớn nhất liên quan đến nuôi trồng thủy sản và các vấn đề ô nhiễm nguồn nước là cần thêm thông tin về hàm lượng cacbon hữu cơ, nitơ và phốtpho trong thức ăn. Hàm lượng của các hợp chất này trong thức ăn và toàn bộ cơ thể của động vật nuôi được cung cấp ở Bảng 1 đối với 5 loài nuôi trồng thủy sản. Hệ số chuyển đổi thức ăn điển hình đối với các loài động vật này cũng có trong bảng.

Thức ăn cho cá hồi salmon và trout có hàm lượng cacbon hữu cơ cao hơn so với trong thức ăn của cá da trơn, tôm và cá rô phi. Hàm lượng nitơ, cũng như hàm lượng phốt pho, tương tự nhau trong thức ăn cho cá hồi salmon, trout và tôm, cao hơn trong thức ăn cho cá tra và cá rô phi.

Bảng 1. Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) điển hình, thành phần trong toàn bộ cơ thể và thành phần thức ăn của các loài thủy sản được lựa chọn.

Hàm lượng cacbon hữu cơ trong toàn bộ cơ thể ở cá hồi salmon và trout cao hơn ở ba loài khác. Cá hồi salmon và tôm có hàm lượng nitơ toàn bộ cơ thể cao nhất. Hàm lượng phốtpho trong cá da trơn và cá rô phi cao hơn đáng kể so với trong các loài khác.

Kết quả từ nghiên cứu này cho thấy các hàm lượng protein thô trong thức ăn do các nhà sản xuất thức ăn báo cáo tương tự như các giá trị protein ước lượng từ hàm lượng nitơ của thức ăn được đo lường trong nghiên cứu.

Nhu cầu oxy

Cacbon hữu cơ và nitơ trong thức ăn mà không được chuyển vào sinh khối của loài nuôi đòi hỏi một nhu cầu oxy. Một phần nhu cầu oxy là do quá trình oxy hóa cacbon hữu cơ của các loài nuôi và chất thải hữu cơ (phân và thức ăn thừa) của vi khuẩn. Phần nhu cầu oxy còn lại là do quá trình nitrat hóa.

Nitơ amoniac từ sự trao đổi chất của các loài nuôi và vi sinh vật của quá trình phân rã thải ra amoniac được oxy hóa thành nitrat do vi khuẩn nitrat. Nhu cầu oxy của thức ăn có thể được tính như sau:

BOD_f = [C_f – (FCE × C_c)] × 2.67 + [N_f – (FCE × N_c)] × 4.57

Trong đó BOD_f = nhu cầu oxy sinh học của thức ăn (kg oxy/kg thức ăn)

C_f, C_c, N_f, N_c = Phân số thập phân của cacbon và nitơ trong thức ăn và trọng lượng sống của các loài nuôi tương ứng

FCE = Hiệu suất chuyển đổi thức ăn

Tính BOD

Các giá trị nhu cầu oxy sinh học (BOD) được tính đối với thức ăn của một trong số năm loài (Bảng 2). Các giá trị dao động từ 1,05 kg oxy/kg thức ăn cho cá hồi salmon lên 1,16 kg oxy/kg thức ăn cho tôm. Mức trung bình của năm loài là 1,10 kg oxy/kg thức ăn.

Tổng nhu cầu oxy trên mỗi kg sản lượng có thể được ước tính bằng cách nhân BOD của thức ăn với hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR). Tổng nhu cầu oxy đối với sản lượng của năm loài dao động từ 1,16 kg oxy/kg ở cá hồi lên 2,22 kg oxy/kg ở cá da trơn (Bảng 2).

Bảng 2. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), lượng nitơ và phốtpho có liên quan đến thức ăn được sử dụng để sản xuất 1 kg của năm loài nuôi trồng thủy sản phổ biến.

Số lượng nitơ và phốtpho vào trong các hệ thống nuôi có thể được ước tính bằng cách trừ đi lượng của mỗi nguyên tố lấy ra khi thu hoạch 1 kg loài nuôi từ số lượng của mỗi nguyên tố cho vào trong thức ăn cần thiết để sản xuất 1 kg sinh khối. Phương trình cho cách tính này được minh họa dưới đây áp dụng với nitơ:

N_w= [(N_f × FCR) – N_c] × 10³ g/kg

Trong đó N_w = Chất thải nitơ tính bằng g nitơ/kg loài nuôi

N_f and N_c = Phân số thập phân của nitơ trong thức ăn và các loài nuôi tương ứng.

FCR = Hệ số chuyển đổi thức ăn

Lượng chất thải nitơ dao động từ 72,4 g/kg đối với cá hồi trout đến 88,0 g/kg đối với cá da trơn ictalurid, với giá trị trung bình là 76,6 g/kg. Về phốtpho, các giá trị dao động từ 12,5 g/kg đối với cá hồi salmon đến 19,9 g/kg đối với tôm, với giá trị trung bình là 16,4 g/kg. Phần trăm ước tính của hai chất dinh dưỡng đưa vào thức ăn sẽ đi vào trong nước của các hệ thống nuôi dao động từ 66,7% (cá hồi salmon) đến 78,7% (cá da trơn ictalurid) đối với nitơ và từ 86,1% (tôm) đến 67,3% (cá rô phi) đối với phốt pho. Trung bình là 73,2% đối với nitơ và 76,9% đối với phốtpho.

Trong các ao, một phần lớn thức ăn BOD, chất thải nitơ và phốtpho được tiêu hóa trong hệ thống và không thải ra trong nước thải. Trong hệ thống raceway, một số các chất thải có thể được rút bỏ bằng quá trình lắng ở đầu cuối của các đơn vị raceway và đổ bỏ vào đất. Trong nuôi lồng, toàn bộ lượng chất thải trực tiếp đi vào các nguồn nước tiếp nhận.

Các quan điểm

Cách hiệu quả nhất để giảm nguy cơ ô nhiễm nước do thức ăn – cả trong các hệ thống nuôi và trong nguồn nước tiếp nhận chất thải từ nuôi trồng thủy sản – là thông qua việc chú trọng vào thức ăn và thực hành cho ăn. Nên sử dụng thức ăn chất lượng cao không chứa nitơ và phốtpho nhiều hơn mức cần thiết. Nên cho thức ăn vừa đúng để đảm bảo động vật nuôi về cơ bản ăn hết tất cả. Chất lượng nước tốt nên được duy trì trong hệ thống nuôi để tránh stress ảnh hưởng xấu đến sự thèm ăn của các loài nuôi.

Hiện nay, khả năng tiêu hóa của các loại nguyên liệu và công nghệ chế biến thức ăn đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng thức ăn và làm cho thức ăn thân thiện hơn với môi trường. Việc bổ sung các thành phần dễ tiêu hóa trong thức ăn có thể gia tăng sự hấp thụ và lưu giữ, cũng như giảm lãng phí nhờ giảm bài tiết dinh dưỡng.

Công nghệ ép đùn góp phần đáng kể tác động tích cực đến ngành công nghiệp thức ăn nuôi trồng thủy sản. Thức ăn viên ép đùn có độ ổn định cao và độ bền, giảm rửa trôi nên dẫn đến ít hao hụt các chất dinh dưỡng và ô nhiễm môi trường.

BioAqua.vn

Nguồn: Sirirat Chatvijitkul, Trường Thủy sản, Nuôi trồng Thủy sản và Khoa học Thủy sản, Đại học Auburn – Tiến sĩ Claude E. Boyd, Trường Thủy sản, Nuôi trồng Thủy sản và Khoa học Thủy sản, Đại học Auburn, Auburn, Alabama 36830 USA – Theo Advocate Global Aquaculture – Tháng 7-8/2015.