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

Cân bằng ion khoáng trong nước ao nuôi

Cân bằng ion khoáng trong nước ao nuôi là một yếu tố quan trọng đối với sự tăng trưởng và phát triển của tôm. Ngoài ra các ion khoáng đóng vai trò quan trọng trong nhiều chức năng sinh lý của chúng.

Ao nuôi
• 10:21 01/12/2023

Đánh vi sinh vào buổi sáng và buổi tối khác nhau như thế nào?

Vi sinh hỗ trợ rất nhiều cho ao nuôi tôm. Nhưng làm thế nào để có thể sử dụng vi sinh đúng cho từng mục đích đang được rất nhiều bà con quan tâm đến. Chính vì thế bài viết hôm nay sẽ giúp bà con hiểu rõ hơn về thời gian đánh vi sinh sao cho tương ứng với công dụng mong muốn nhé!

Đánh vi sinh cho ao nuôi
• 14:00 30/11/2023

Sử dụng chế phẩm vi sinh trong nuôi tôm

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại chế phẩm vi sinh với nhiều thương hiệu khác nhau. Tuy nhiên, chế phẩm vi sinh được dùng phổ biến, giá thành thấp, hiệu quả sử dụng cao và dễ áp dụng cho các hộ nuôi tôm là chế phẩm EM (Efective Microorganism - Vi sinh vật hữu hiệu).

Vi sinh
• 10:56 29/11/2023

Làm sao để biết được số lượng tôm thẻ còn trong ao?

Tiến trình nuôi tôm đòi kiểm soát chặt chẽ và định kỳ để đảm bảo hiệu quả sản xuất. Một trong những yếu tố quan trọng trong công việc quản lý nuôi tôm là kiểm tra và tính toán số lượng tôm còn lại trong ao.

Tôm thẻ
• 09:30 29/11/2023

Chủ động tránh rét cho cá vào mùa đông

Mùa đông là thời điểm thời tiết lạnh giá, ảnh hưởng không nhỏ đến sự phát triển của cá nuôi. Để hạn chế thiệt hại do rét gây ra, bà con cần chủ động thực hiện các biện pháp phòng chống rét cho cá.

Ao cá
• 04:18 03/12/2023

Đặc điểm của cá rô đầu nhím? Phân biệt cá rô đầu nhím với 2 loại cá rô đầu vuông và cá rô đồng

Hiện nay cá rô đầu nhím được rất nhiều nông dân lựa chọn và phát triển. Loại cá này dễ đầu tư và cho giá trị cao bởi những đặc điểm nổi bật của chúng.

Cá rô đầu nhím
• 04:18 03/12/2023

Tép Bạc chính thức ra mắt chuỗi Farmext LAB

Tép Bạc chính thức ra mắt chuỗi Farmext LAB – Xét nghiệm tầm soát bệnh tôm.

Farmext LAB
• 04:18 03/12/2023

Thế nào là phòng xét nghiệm thủy sản (phòng Lab)?

Tình hình dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản ngày càng khó kiểm soát, các mầm bệnh cần được thực hiện các xét nghiệm cơ bản thì mới có thể phát hiện ra. Vì vậy, để tránh các rủi ro không đáng có, các phòng xét nghiệm (hay phòng Lab) dần được xuất hiện phổ biến tại các khu vực nuôi.

Phòng Lab
• 04:18 03/12/2023

GROFARM PRO: Mô hình nuôi tôm công nghệ cao, bền vững mang năng suất vượt trội với chi phí sản xuất thấp

Nuôi tôm công nghệ cao, hạn chế các tác động tiêu cực đến môi trường đang là định hướng được ưu tiên hàng đầu của ngành tôm. Bắt kịp xu hướng phát triển ấy, mô hình GROFARM PRO từ Grobest ra đời góp phần mang đến giải pháp nuôi trồng toàn diện, đạt năng suất cao mà vẫn đảm bảo tính bền vững.

Tôm thẻ
• 04:18 03/12/2023