Bản chất chu trình chuyển hóa vật chất trong ao nuôi tôm

Các phản ứng hóa sinh liên tục xuất hiện và biến đổi làm ảnh hưởng sức khỏe và sự phát triển của tôm. Những yếu tố cơ bản trong chu trình này, bao gồm các hợp chất hóa học và vi sinh vật liên quan, đặc biệt là sự chuyển đổi các chất dinh dưỡng trong môi trường ao nuôi.

[O] môi trường có oxy hòa tan; [O]: môi trường không có oxy hòa tan. Sơ đồ chuyển hóa vật chất cơ bản ao nuôi tôm

Tại sao có H₂S trong ao tôm?

H₂S hình thành từ quá trình phân hủy mùn bã hữu cơ bởi vi khuẩn trong điều kiện yếm khí (thiếu ôxy). Quá trình này thường xảy ra ở lớp bùn đáy ao, nơi có ít hoặc không có ôxy hòa tan.

3SO₄2⁻ + C₆H₁₂O₆ (chất hữu cơ) → 3H₂S + 6HCO₃−

Trong đó: gốc SO₄2⁻ có thể tồn tại trong nước ao tôm và nước biển.

Quá trình chuyển hóa NH₃ và NH₄+

Trong ao nuôi, phần dư thừa từ thức ăn, xác tảo tàn, xác tôm chết, thuốc sinh học,… hình thành xuyên suốt và tạo ra các hợp chất hữu cơ cùng hợp chất chứa nitơ, chủ yếu là amoniac (NH₃) và amoni (NH₄+). Ở pH cao (trên 8.3), NH₄+ sẽ chuyển hóa thành NH₃, đây là một dạng khí độc đối với tôm nếu nồng độ quá cao. Chính vì vậy, việc duy trì mức pH tối ưu từ 7.8 đến 8.2 trong suốt vụ nuôi là vô cùng quan trọng. 

Việc duy trì nồng độ NH₃ ở mức thấp được hỗ trợ bởi sự tham gia của các vi sinh vật như Nitrosomonas, đóng vai trò oxy hóa NH₃ thành nitrit (NO₂-). NO₂- cũng là một hợp chất gây độc nếu tồn tại ở nồng độ cao. Do đó, việc kiểm soát NH₃ ngay từ đầu giúp giảm nguy cơ tích tụ NO₂- trong ao nuôi.

Kiểm tra chất lượng nước định kỳ

Sự chuyển hóa của NO₂- thành NO₃-

Sau khi NH₃ được chuyển đổi thành NO₂-, vi khuẩn Nitrobacter sẽ tiếp tục quá trình oxy hóa, chuyển NO₂- thành NO₃-. NO₃-là một hợp chất ít độc hơn so với NO₂-, tuy nhiên nếu nồng độ NO₃-  vượt quá 0.25 mg/l cũng có thể gây hại cho tôm. Quá trình này là một phần quan trọng của chu trình nitơ trong ao nuôi, giúp duy trì sự cân bằng sinh thái và giảm thiểu sự tích tụ các chất độc hại.

Khi nồng độ NH₃ hoặc NO₂- vượt quá ngưỡng an toàn (lần lượt là 1 mg/l và 0.25 mg/l), các biện pháp cần được thực hiện để bảo vệ sức khỏe của tôm. Một số giải pháp phổ biến được sử dụng bao gồm:

- Thay nước định kỳ để giảm nồng độ các chất độc hại.

- Sử dụng vi sinh để tăng cường quá trình phân hủy chất hữu cơ và chuyển hóa chất độc.

- Giảm lượng thức ăn thừa để hạn chế sự tích tụ các hợp chất chứa nitơ.

Tầm quan trọng của hệ thống quạt khí và kiểm soát pH

Trong sơ đồ, có đề cập đến hệ thống quạt khí, giúp hạn chế sự tích tụ của khí H₂S (hydro sulfua), một loại khí rất độc hại đối với tôm. H₂S thường sinh ra trong điều kiện thiếu oxy hoặc khi có sự phân hủy của các chất hữu cơ dưới đáy ao. Do đó, hệ thống quạt khí không chỉ cung cấp oxy cho ao mà còn giúp tránh hiện tượng tích tụ khí độc, góp phần bảo vệ tôm khỏi các yếu tố nguy hiểm.

Ao nuôi tại Khánh Hòa che lưới lan để giảm nhiệt độ nước và kiểm soát tảo

Bên cạnh đó, việc kiểm soát pH cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa các hợp chất nitơ. Ở mức pH thấp, NH₄+ là dạng phổ biến hơn so với NH₃, giúp giảm độc tính của môi trường. Tuy nhiên, ở pH quá thấp, quá trình chuyển đổi NH₃ thành NO₂- sẽ diễn ra chậm hơn, làm ảnh hưởng đến sự cân bằng sinh thái trong ao. Ngược lại, pH quá cao có thể dẫn đến sự tích tụ NH₃, làm tăng nguy cơ tôm bị ngộ độc. Vì vậy, việc điều chỉnh và theo dõi pH thường xuyên là yếu tố không thể thiếu trong quản lý ao nuôi.

Ảnh hưởng của các yếu tố môi trường khác

Ngoài các yếu tố đã đề cập, còn nhiều yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến chu trình chuyển hóa vật chất trong ao nuôi tôm:

- Nhiệt độ: Nhiệt độ nước ảnh hưởng lớn đến tốc độ chuyển hóa của các hợp chất nitơ. Nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp đều có thể làm chậm quá trình oxy hóa NH₃ và NO₂-.

- Oxy hòa tan: Lượng oxy hòa tan trong nước quyết định hiệu quả của quá trình nitrat hóa. Nếu mức oxy thấp, quá trình chuyển hóa NH₃ thành NO₃- sẽ bị chậm lại, dẫn đến sự tích tụ của các hợp chất độc hại.

- Chất lượng thức ăn: Thức ăn kém chất lượng hoặc cho ăn quá nhiều sẽ dẫn đến sự dư thừa chất thải, gây áp lực cho hệ thống xử lý sinh học trong ao.

Giải pháp quản lý chu trình chuyển hóa

Để duy trì sự ổn định của chu trình chuyển hóa trong ao nuôi tôm, cần áp dụng các biện pháp quản lý một cách chặt chẽ:

- Giám sát chất lượng nước: Thường xuyên kiểm tra các chỉ số quan trọng như pH, nồng độ NH₃, NO₂-, NO₃-, và oxy hòa tan để có biện pháp điều chỉnh kịp thời.

- Sử dụng chế phẩm sinh học: Vi sinh có lợi như Nitrosomonas và Nitrobacter nên được bổ sung để thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ và chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ.

- Thay nước định kỳ: Điều này giúp giảm bớt nồng độ các hợp chất độc hại và cung cấp môi trường nước mới cho tôm.

- Kiểm soát lượng thức ăn: Đảm bảo lượng thức ăn cung cấp vừa đủ, tránh dư thừa và tích tụ chất thải hữu cơ.

Kiểm tra thức ăn và sức khỏe tôm

Kết luận

Chu trình chuyển hóa vật chất trong ao nuôi tôm là một quá trình phức tạp, nhưng nếu được quản lý tốt, nó sẽ giúp duy trì một môi trường nước lành mạnh, đảm bảo tôm phát triển tốt và giảm thiểu rủi ro ngộ độc từ các chất độc hại như NH_3, NO₂- và H₂S. Việc sử dụng các biện pháp như kiểm soát pH, cung cấp oxy và bổ sung vi sinh vật có lợi đóng vai trò kiềm hãm khí độc bùng phát trong ao nuôi tôm.