Đóng góp dinh dưỡng

Các hệ nuôi trồng thủy sản khép kín, với các ưu điểm như tỷ lệ thay nước thấp, đầu vào được kiểm soát, và thường chiếm diện tích nhỏ hơn so với các ao nuôi truyền thống, nhận được sự quan tâm ngày càng tăng trong xu thế tăng cường an toàn sinh học và giảm thiểu việc sử dụng nước khi nuôi các loài sinh vật biển trong đất liền.

H1 - Một con tôm mới thu hoạch từ hệ thống thí nghiệm

Hệ nuôi thủy sản tuần hoàn nước trong (CW – Clear-Water) và hệ biofloc (BF) là hai loại hệ nuôi trồng thủy sản khép kín. Các hệ thống CW thường liên quan đến một bộ lọc sinh học bên ngoài để nitrat hóa bằng vi khuẩn và các bộ lọc cơ học để loại bỏ chất rắn khỏi nước. Một số hệ thống cũng có đèn UV để khử trùng nước. Các hệ thống này thường có nhiều thành phần lọc hơn nên vốn đầu tư và chi phí vận hành cao hơn so với hệ thống BF. Nhưng với việc thiết lập lọc sinh học bên ngoài hoạt động ở các điều kiện nhất quán, các hệ CW cung cấp khả năng kiểm soát và ổn định cao hơn, đặc biệt khi liên quan đến chu trình nitơ.

Khác với CW, các hệ BF có một lượng đáng kể các hạt lơ lửng và một cộng đồng vi sinh vật dày đặc, và quá trình lọc bên ngoài duy nhất của chúng thường là một bộ lọc chất rắn để quản lý các hạt. Cho dù các hệ thống này gồm ít thiết bị thành phần hơn, đồng nghĩa có chi phí vốn thấp hơn, và các hạt biofloc có thể cung cấp dinh dưỡng bổ sung cho tôm, các hệ thống BF thường khó kiểm soát hơn và yêu cầu nhiều thiết bị sục khí mạnh hơn để hỗ trợ cộng đồng vi sinh vật biofloc đáng kể đó.

Thực nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện trong nhà có bao che bằng tôn tấm và mái polycarbonate mờ tại Trung tâm Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Bang Kentucky (Frankfort, KY, Hoa Kỳ).

Sáu bồn chứa giống hệt nhau - mỗi bồn có đường kính trong 153 cm, mực nước sâu 74 cm (thể tích 1,36 m³) – được sắp xếp thành hai hàng ba; lấy ngẫu nhiên ba bồn để xử lý CW và ba bồn còn lại cho BF. Tôm giống là tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) PL-12. Trước khi thả vào bể thí nghiệm, tôm đã được nuôi trong bể ương (vèo) nước trong trong 30 ngày.

H2. Một trong những bồn biofloc được sử dụng trong thí nghiệm - lưu ý màu sắc đặc trưng của nước.

H3. Một trong những bồn RAS nước trong được sử dụng trong thí nghiệm

Kết quả

Chất lượng nước, nhiệt độ nước, oxy hòa tan (DO) và độ mặn đều nằm trong phạm vi chấp nhận được đối với tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Độ pH hầu như không đổi trong các bồn CW nhưng thấp hơn đáng kể trong các bồn BF – điều có thể gây ra sốc môi trường cho tôm.

Hệ CW có độ đục thấp hơn đáng kể, kết quả của quá trình lọc cơ học bổ sung; hệ BF có độ đục cao hơn nhưng không có gì lạ khi có độ đục cao trong các hệ thống biofloc.

Nồng độ amoniac đo được thường xuyên cao hơn trong hệ thống CW, do khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý; tuy nhiên, tất cả nồng độ amoniac đo được đều tronng mức an toàn ước tính đối với tôm thẻ L. vannamei.

Về cỡ tôm, trọng lượng trung bình 11,6 gam của CW lớn hơn đáng kể so với 11,1 gram đạt được của BF (Bảng 1), song song với sản lượng sinh khối lớn cũng hơn đáng kể trong các hệ thống CW. Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn trong hệ thống CW là 1,5: 1, tốt hơn nhiều so với 1,8: 1 trong hệ thống BF. Tỷ lệ sống của tôm không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý, nhưng tỷ lệ sống trong hệ thống CW cao hơn rõ rệt ở mức 78% so với 69% trong xử lý BF, dẫn đến sản lượng tôm tốt hơn đáng kể trong hệ thống CW.

Bảng 1. Dữ liệu sản lượng tôm cuối cùng cho hai phương pháp xử lý vào cuối nghiên cứu. Dữ liệu là Trung bình ± ba động (phạm vi), các chữ cái chỉ số trên biểu thị sự khác biệt đáng kể (P< 0,05) giữa các phương pháp xử lý. Nồng độ hạt cao (như được biểu thị bằng các giá trị độ đục) trong các phương pháp xử lý BF là nguyên nhân tiềm ẩn khiến sản lượng tôm tương đối giảm. Nồng độ hạt cao có thể làm tăng nhu cầu oxy của cộng đồng vi sinh vật, làm nghẹt mang thở của tôm, cũng làm thuận lợi cho phát triển các vi sinh vật không mong muốn và giảm tăng trưởng của tôm.

Các nghiên cứu khác nhau trước đây cho báo cáo rằng tôm được nuôi trong nước từ các ao có hạt lơ lửng hoạt động tốt hơn đáng kể so với tôm được nuôi trong nước mặn và nước giếng sạch, điều này mâu thuẫn với kết quả của chúng tôi. Tuy nhiên, những nghiên cứu đó được thực hiện ở mật độ tôm và nồng độ hạt thấp hơn so với nghiên cứu này, và chưa kể đến sự có mặt của các yếu tố như tảo nở hoa dày đặc và hệ động vật trung bình meiofauna.

Ngoài ra, kết quả của chúng tôi có thể khác với một số nghiên cứu trước đây vì sự đóng góp dinh dưỡng của biota tự nhiên như biofloc bị giảm ở mật độ động vật cao hơn trong các hệ thống thâm canh hơn, do đó biofloc như một chất bổ sung dinh dưỡng có thể không quan trọng trong các hệ thống thâm canh như trong các ao bán thâm canh truyền thống.

Về động học đồng vị, chúng tôi đã kiểm tra mức độ đồng vị C và N trong tôm, thức ăn và biofloc để có được ước tính về nơi tôm thu được các nguyên tố này. Các đồng vị thường được đo bằng tỷ lệ nặng / nhẹ, trong trường hợp này là C¹³/C¹² và N¹⁵/N¹⁴và những dữ liệu này được báo cáo dưới dạng giá trị d tính bằng ppm. Kết quả của chúng tôi cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa tôm d N¹⁵ giá trị trong hai phương pháp điều trị. Tuy nhiên, động vật từ điều trị CW có d C thấp hơn đáng kể¹³ giá trị so với tôm từ quá trình xử lý BF, chỉ ra rằng động vật trong mỗi lần xử lý thu được carbon trong chế độ ăn uống từ các nguồn khác nhau, và gợi ý rằng biofloc có thể là một nguồn carbon trong quá trình xử lý BF.

Sản lượng tôm trong hệ thống BF không được cải thiện so với tôm trong hệ thống CW. Trái ngược với những phát hiện của các nghiên cứu liên quan khác, biofloc có thể không đóng góp nhiều vào sự tăng trưởng của tôm trong nghiên cứu của chúng tôi vì đóng góp ước tính của N từ biofloc cho tôm trong nghiên cứu này là rất nhỏ.

Triển vọng

Kết quả nghiên cứu cho thấy bể CW có nồng độ amoniac và pH cao hơn đáng kể, và bể BF có mức nitrat, nitrit và độ đục cao hơn đáng kể. Dựa trên dữ liệu đồng vị ổn định, biofloc đóng góp 18 đến 60% carbon và 1 đến 16% nitơ của mô cơ thể thu được từ tôm. Nhưng những đóng góp dinh dưỡng này từ biofloc lại không dẫn tới sản lượng tôm tốt hơn trong hệ thí nghiệm BF, mà điều khá bất ngờ là tổng sinh khối tôm, trọng lượng cá nhân và FCR đều tốt hơn đáng kể trong hệ thí nghiệm CW.

H4. Một mẻ tôm tươi được thu hoạch từ các hệ thống thí nghiệm.  

Dù chưa thể lý giải được chính xác căn nguyên nào dẫn đến sự chênh lệch này trong sản xuất tôm, nhưng có cơ sở để nói sự khác biệt về chất lượng nước có thể đã đóng vai trò. Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng, đối với sản xuất tôm biển trong nhà, hệ nuôi trồng tuần hoàn nước trong có thể là một lựa chọn năng suất cao hơn so với hệ biofloc.

(Nguồn: Biofloc and clear-water RAS systems: a comparison - Responsible Seafood Advocate (globalseafood.org)