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

Những điều cần biết về bệnh đốm trắng và biện pháp phòng bệnh hiệu quả

Bệnh đốm trắng trên tôm do virus gây ra là một trong những bệnh vô cùng nguy hiểm, tỷ lệ chết của tôm lên tới 90 – 100% chỉ sau từ 3 – 10 ngày nhiễm bệnh, xuất hiện chủ yếu khi nhiệt độ xuống thấp dưới 320C.

Bệnh đốm trắng trên tôm
• 10:39 29/03/2024

Biện pháp hạ phèn hiệu quả nhanh chóng

Chắc chắn rằng việc ao nuôi bị nhiễm phèn không còn là điều quá xa lạ đối với những người nuôi trồng thủy sản. Phèn xuất hiện trong ao nuôi tôm sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và sản lượng của vụ nuôi.

Ao nuôi tôm bị nhiễm phèn
• 10:27 28/03/2024

Tôm đang trong ao bị thối đuôi: Nguyên nhân và cách điều trị

Tôm bị thối đuôi là một trong những bệnh nguy hiểm thường gặp ở tôm, đặc biệt là tôm sú và tôm thẻ chân trắng. Bệnh có thể gây ra tỷ lệ tử vong cao, ảnh hưởng đến năng suất và lợi nhuận của người nuôi.

Tôm thẻ thương phẩm
• 09:57 28/03/2024

Làm thế nào để hạn chế ốc đinh ao tôm

Ốc đinh hay còn gọi là ốc hút, có kích thước nhỏ bé chỉ từ 1cm đến 2cm. Chúng sở hữu hình dạng xoắn ốc độc đáo và thường sinh sống ở những khu vực nuôi tôm, cạnh tranh thức ăn với tôm. Vậy làm thế nào để hạn chế loài ốc này, cùng theo dõi bài viết dưới đây nhé!.

Ốc đinh
• 10:06 27/03/2024

Các loài cá lóc nuôi cảnh thú vị cho người chơi cá cảnh

Trong những năm gần đây, việc nuôi cá lóc cảnh tại Việt Nam đã trở nên phổ biến hơn. Đây là loại cá săn mồi có nhiều màu sắc đẹp, mà trước đây chỉ được một số ít người chơi quan tâm.

Cá lóc cảnh
• 14:56 29/03/2024

Những điều cần biết về bệnh đốm trắng và biện pháp phòng bệnh hiệu quả

Bệnh đốm trắng trên tôm do virus gây ra là một trong những bệnh vô cùng nguy hiểm, tỷ lệ chết của tôm lên tới 90 – 100% chỉ sau từ 3 – 10 ngày nhiễm bệnh, xuất hiện chủ yếu khi nhiệt độ xuống thấp dưới 320C.

Bệnh đốm trắng trên tôm
• 14:56 29/03/2024

Công tác chuẩn bị để khởi đầu vụ nuôi mới thành công

Khi bắt đầu nuôi tôm hoặc sau mỗi kỳ thu hoạch, mọi người thường quan tâm đến việc chuẩn bị những gì để khởi đầu vụ nuôi mới thành công hơn và đạt được thuận lợi. Để bảo đảm rằng quá trình chuẩn bị ao nuôi tôm mới ít gặp rủi ro, tôm phát triển đều, cũng như để làm cho các vụ nuôi sau này trở nên dễ dàng hơn. Bài viết dưới đây sẽ trình bày những điểm cần lưu ý khi tiến hành chuẩn bị khởi đầu vụ nuôi mới cho bà con.

Tôm thẻ chân trắng
• 14:56 29/03/2024

Chuyển dịch xanh: Yêu cầu và cơ hội tăng cao với thủy sản

Ngày 28/3/2024, VCCI Cần Thơ tổ chức hội thảo “Chuyển dịch xanh: Thách thức, cơ hội cho doanh nghiệp ĐBSCL và giải pháp hỗ trợ doanh nghiệp” trao đổi về những yêu cầu và cơ hội cho doanh nghiệp xuất khẩu trong bối cảnh giảm phát thải khí nhà kính.

Thủy sản
• 14:56 29/03/2024

Chất kích thích hệ miễn dịch ở tôm

Nhắc đến tôm, có lẽ bạn chưa biết chúng là một loài động vật không có cơ quan miễn dịch. Vì vậy, việc sử dụng chất kích thích miễn dịch là biện pháp hiệu quả giúp tăng cường đề kháng cho tôm, công cụ quan trọng trong quá trình kiểm soát bệnh tôm nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 14:56 29/03/2024