Các giai đoạn quản lý tỉ lệ C: N trong hệ thống Biofloc

Được lược dịch từ bài viết của Subhas Sarkar để mô tả các giai đoạn quản lý tỉ lệ C: N trong hệ thống nuôi trồng thủy sản sử dụng công nghệ biofloc.

Giai đoạn quản lý tỉ lệ C: N trong hệ thống Biofloc
Ảnh minh họa: Internet

Nuôi trồng thủy sản thâm canh gây ra tác động ô nhiễm nguồn nước bởi sự dư thừa các vật liệu hữu cơ và chất dinh dưỡng (đặc biệt là các chất chuyển hóa Nitơ như ammonium NH4+). Các loài thủy sản nuôi, như cá và tôm bài tiết ammonium và tích lũy chất này trong ao. Những chất này gây ra các tác động độc hại cho tôm cá nuôi và rủi ro môi trường lâu dài. Không giống như carbon dioxide (CO2) được loại bỏ khỏi nước bằng cách khuếch tán hoặc sục khí, với các chất chuyển hóa nitơ không có cơ chế hiệu quả để giải phóng chúng ra khỏi ao. Do đó, việc quản lý các hệ thống nuôi tôm cá phụ thuộc vào các phương pháp để loại bỏ các hợp chất này. 

Nếu carbon (C) và nitơ (N) được cân bằng, chất thải nitơ hữu cơ sẽ được chuyển thành sinh khối vi khuẩn. Do đó, có thể loại bỏ hợp chất Nitơ khỏi nước thông qua quá trình đồng hóa thành protein của vi sinh vật khi bổ sung các vật liệu carbonate vào hệ thống. Công nghệ biofloc là một kỹ thuật quản lý chất lượng nước thông qua việc bổ sung thêm carbon vào hệ thống nuôi, thông qua nguồn carbon bên ngoài hoặc hàm lượng carbon tăng cao trong thức ăn. 

Vi khuẩn và các vi sinh vật khác sử dụng carbohydrate (đường, tinh bột và cellulose) làm thức ăn, để tạo năng lượng và phát triển, tức là, để tạo ra protein và tế bào mới:

C hữu cơ -> CO2 + Năng lượng + Carbon được đồng hóa trong các tế bào vi sinh vật.

Việc quản lý tỷ lệ carbon-nitơ (C: N) trong hệ thống nuôi trồng thủy sản theo công nghệ biofloc thường được chia thành hai giai đoạn: 

(i) Giai đoạn ban đầu và giai đoạn hình thành, sử dụng tỷ lệ carbon-nitơ là 12:1 đến 20:1 

(ii) Giai đoạn bảo trì, sử dụng tỷ lệ carbon-nitơ là 6:1, theo tổng giá trị nitơ amoniac (TAN).

Vào đầu thời kỳ nuôi cấy, tỷ lệ carbon-nitơ cao (12:1 - 20:1) trong nước là yếu tố chính để thúc đẩy sự ổn định cộng đồng dị dưỡng trong hệ thống biofloc. Hệ thống này được coi là trưởng thành (từ 18 đến 50 ngày) khi chất rắn (SS) đạt ít nhất 5 mL/L nước (được đo bằng cách sử dụng nón Imhoff) và đã đạt đến đỉnh TAN và nitrite. 

 

Nón Inhoff được sử dụng để đo chất rắn trong hệ thống biofloc. Ảnh: internet

Ngoài ra, các hạt lơ lửng hoặc chất rắn (bioflocs) cũng sẽ tăng theo thời gian. Do đó, việc bổ sung carbon có thể được giảm (hoặc thậm chí dừng lại), giúp ngăn chặn dư thừa chất rắn trong hệ thống nuôi cấy từ đó giảm sự tiêu thụ DO quá mức và tắc nghẽn mang tôm/cá.

Đối với giai đoạn duy trì, việc theo dõi tổng giá trị nitơ ammoniac (TAN) là một công cụ quan trọng để quản lý chất lượng nước. Khi giá trị của TAN cao hơn 1,0 mg/L, nên sử dụng nguồn carbon bên ngoài với tỷ lệ C: N là 6: 1 ( Theo Ebeling và cộng sự. 2006). Trong giai đoạn như vậy, việc sử dụng các loại giàu carbohydrate monosacarit và oligosacarit (ví dụ, mật rỉ và các loại đường khác) được khuyến nghị do sự đồng hóa vi khuẩn nhanh hơn và do đó giảm TAN. 

Các ví dụ tương tự về tính toán C: N cho giai đoạn I và giai đoạn II là:

Đối với cả hai ví dụ, hàm lượng carbon trong thức ăn sẽ được coi là 50% (dựa trên chất khô). Mật rỉ đường được lựa chọn làm nguồn C bổ sung và hàm lượng C của nó trong trường hợp đó cũng là 50%. Hàm lượng carbon sẽ thay đổi theo thành phần chất khô và loại nguồn carbon. Theo thực tế, vật chất khô của thức ăn sẽ chiếm 90%. Sự đồng hóa cá và tôm sẽ được xem xét tương ứng 35 và 20%.

Ví dụ 1 (giai đoạn hình thành sử dụng tỷ lệ C: N là 20: 1) trong bể nuôi cá rô phi ăn 4 kg thức ăn (có hàm lượng protein thô 30%) mỗi ngày.

Bước 1 (Hàm lượng C: N trong thức ăn)

C: 4 kg thức ăn × 0,9 (90% chất khô) × 0,7 ( do hấp thụ thức ăn của cá 30% do đó 70% là % chất thải còn lại trong nước)/2 (do hàm lượng carbon của thức ăn là ~ 50% dựa trên chất khô) = 1260 g C

N = thức ăn * %N trong thức ăn *N Bài tiết

N: 4 kg thức ăn × 0,9 (90% chất khô) × 0,7 (do sự đồng hóa của cá 30% do đó 70% chất thải còn lại trong nước) × 0,3 (hàm lượng protein thô 30% của thức ăn)/ 6,25 (hằng số) = 121 g của N.

Kết quả cho thấy tỷ lệ C:N của thức ăn xấp xỉ ~ 10: 1

Bước 2 (Điều chỉnh tỷ lệ C: N)

Nếu muốn tỷ lệ C: N là 20: 1 ta sẽ có 121 g N trong thức ăn × 20 = Sẽ cần 2420 g C . Nhưng đã có 1260 g C (tính trong thức ăn). Vậy 2420 g - 1212 g C = Thực sự cần là 1160 g C.

Nếu mật rỉ có 50% hàm lượng carbon (dựa trên chất khô), 1 kg mật rỉ đại diện cho 500g carbon. Vì vậy, 1160 g nhu cầu carbon sẽ đại diện cho 2320 g (hoặc 2,3 kg) mật rỉ (áp dụng hàng ngày cho đến khi biofloc trưởng thành).

Ví dụ 2 (giai đoạn duy trì sử dụng tỷ lệ C: N là 6: 1) trong bể nuôi tôm thẻ chân trắng L. vannamei (30 m3) giả sử giá trị TAN 2,0 mg /L nước.

Bước 1 (TAN trong nước)

2,0 mg TAN/L trong bể 30 m3 = 0,002 g × 30.000 L = 60 g TAN

Bước 2 (Điều chỉnh tỷ lệ C: N)

Nếu muốn tỷ lệ C: N là 6: 1, 60 g TAN trong nước × 6 = Tôi cần 360 g C. Nếu mật rỉ của tôi có 50% hàm lượng carbon (dựa trên chất khô), 1 kg mật rỉ đại diện 500g carbon. Vì vậy, 360 g nhu cầu carbon sẽ đại diện cho 720 g (hoặc 0,72 kg) mật rỉ (cho một lần sử dụng và kiểm tra sau 2 - 3 ngày).

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc:

Cường độ xáo trộn

Oxy hòa tan

Nguồn carbon hữu cơ

Nhiệt độ

pH

Bio-flocs Technology (BFT): A strategy for improving nitrogen use efficiency and water quality management in aquaculture. Subhas Sarkar - ICAR-Central Institute of Freshwater Aquaculture Kausalyaganga, Bhubaneswar-751002


Đăng ngày 03/07/2019
Văn Thái Lược dịch
Kỹ thuật

Tổng quan về công nghệ MBBR trong nuôi trồng thủy sản

MBBR là Moving Bed Biofilm Reactor, hứa hẹn là công nghệ xử lý nước thải ưu việt trong nuôi trồng thủy sản.

công nghệ MBBR
• 18:17 25/09/2021

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP không chỉ loại bỏ hiệu quả nồng độ Ammonium mà còn xử lý đến 90% chất hữu cơ.

Chế biến cá tra
• 07:00 22/04/2020

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản bằng cảm biến nano

Sử dụng được cả trên bờ, dưới nước để quan trắc chất lượng nước, hệ thống cảm biến nano do Viện Công nghệ nano (INT) thuộc Đại học Quốc gia TPHCM nghiên cứu giúp người nuôi trồng thủy sản yên tâm khi chất lượng nước nuôi được cảnh báo tự động kịp thời khi có sự cố.

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản
• 14:35 05/02/2020

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ

Quản lý môi trường ao nuôi tôm nước lợ là khâu quan trọng, đòi hỏi người nuôi có sự hiểu biết cần thiết về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và biến động của chúng.Từ đó, có biện pháp điều chỉnh phù hợp, giảm nguy cơ thiệt hại, góp phần vào thành công của vụ nuôi.

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ
• 08:46 30/10/2019

Nắm trọn bí kíp sang tôm không hao hụt, tăng hiệu quả vụ nuôi

Sang, chuyển tôm ra ao nuôi hoặc giai đoạn nuôi khác là kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ, hoạt động sinh lý, tỷ lệ sống, sự phát triển của tôm. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi, bởi dễ quản lý, giúp người nuôi giảm chi phí giai đoạn đầu, tiết kiệm thời gian nuôi, hạn chế ô nhiễm và giảm thiểu dịch bệnh.

Sang tôm
• 09:52 24/06/2025

Mưa kéo dài: Nguy cơ âm thầm gây suy kiệt và hao hụt tôm

Mưa kéo dài, một trong những “kẻ thù thầm lặng” gây tổn thương nghiêm trọng đến sức khỏe của tôm, khiến chúng yếu dần, dễ nhiễm bệnh và chết lai rai nếu người nuôi không có biện pháp can thiệp kịp thời và đúng cách.

Xác tôm
• 14:45 23/06/2025

Kỹ thuật trộn khoáng và vitamin vào thức ăn không bị hao hụt

Việc bổ sung khoáng chất và vitamin vào khẩu phần ăn của vật nuôi là vô cùng quan trọng. Tuy nhiên, nếu không áp dụng đúng kỹ thuật, khoáng – vitamin có thể bị hao hụt nghiêm trọng trong quá trình trộn, bảo quản hoặc cho ăn, từ đó làm giảm hiệu quả sử dụng, tốn kém chi phí và ảnh hưởng đến sự phát triển của vật nuôi.

Trộn thức ăn
• 09:00 22/06/2025

Tôm lột xác sai chu kỳ do có mưa lớn kéo dài

Mưa lớn kéo dài luôn là một trong những nỗi lo hàng đầu của người nuôi tôm, không chỉ vì nguy cơ xói mòn bờ ao, mà còn vì những tác động tiêu cực đến môi trường nước và sức khỏe tôm nuôi. Trong đó, hiện tượng tôm lột xác sai chu kỳ do ảnh hưởng của mưa là một vấn đề nghiêm trọng, gây thiệt hại không nhỏ đến năng suất và lợi nhuận.

Vỏ tôm lột
• 11:37 20/06/2025

Cách diệt tảo lam phòng chống bệnh gan ruột cho tôm

Tảo lam, hay còn gọi là vi khuẩn lam, là một trong những mối nguy tiềm tàng nhưng thường bị đánh giá thấp trong quá trình nuôi tôm. Với hơn 15 năm kinh nghiệm trong nghề nuôi tôm công nghiệp, tôi nhận thấy rằng việc kiểm soát tảo lam không chỉ đơn thuần là giữ môi trường nước trong lành, mà còn liên quan trực tiếp đến sức khỏe gan và đường ruột của tôm – hai cơ quan trọng yếu nhất ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả vụ nuôi.

Tảo lam
• 13:53 24/06/2025

Cá chuột: Người dọn dẹp chuyên nghiệp cho bể cá nhà bạn

Cá chuột là một trong những loài cá cảnh nước ngọt phổ biến và được ưa chuộng nhất hiện nay, không chỉ vì vẻ ngoài hiền lành, dễ thương mà còn bởi thói quen dọn dẹp đáy hồ vô cùng “siêng năng”.

Cá chuột
• 13:53 24/06/2025

Mỹ áp 0% thuế chống phá giá cho 7 doanh nghiệp cá tra Việt Nam

Ngày 18/6/2025, Bộ Thương mại Hoa Kỳ (DOC) chính thức thông báo mức thuế chống bán phá giá (CBPG) từ kỳ rà soát hành chính thứ 20 (POR20) đối với phile cá tra đông lạnh nhập khẩu từ Việt Nam.

Cá tra
• 13:53 24/06/2025

Nắm trọn bí kíp sang tôm không hao hụt, tăng hiệu quả vụ nuôi

Sang, chuyển tôm ra ao nuôi hoặc giai đoạn nuôi khác là kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ, hoạt động sinh lý, tỷ lệ sống, sự phát triển của tôm. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi, bởi dễ quản lý, giúp người nuôi giảm chi phí giai đoạn đầu, tiết kiệm thời gian nuôi, hạn chế ô nhiễm và giảm thiểu dịch bệnh.

Sang tôm
• 13:53 24/06/2025

Mưa kéo dài: Nguy cơ âm thầm gây suy kiệt và hao hụt tôm

Mưa kéo dài, một trong những “kẻ thù thầm lặng” gây tổn thương nghiêm trọng đến sức khỏe của tôm, khiến chúng yếu dần, dễ nhiễm bệnh và chết lai rai nếu người nuôi không có biện pháp can thiệp kịp thời và đúng cách.

Xác tôm
• 13:53 24/06/2025
Some text some message..