Copefloc trong nuôi tôm: con đường mang tính bền vững

Tôm là tài nguyên có giá trị lớn nhất về mặt thương mại được nuôi với số lượng lớn ở tất cả các nước Đông Nam Á bao gồm Ấn Độ cũng như Mỹ Latin. Tuy nhiên ngành công nghiệp này đã bị chỉ trích nặng nề bởi nó nguyên nhân gốc rễ của rừng ngập mặn bị phá hủy và suy thoái môi trường ở các khu vực ven biển do việc chặt phá rừng nuôi tôm, lạm dụng hóa chất, kháng sinh cùng với việc xả nước thải không được xử lý. Do đó ngành tôm buộc họ phải chọn các phương pháp nuôi bền vững hơn để bảo vệ môi trường và phát triển lâu dài. Biomimicry là một khái niệm mới lạ đã được giới thiệu trong lĩnh vực nuôi tôm, nơi nông dân đang xây dựng hệ thống copefloc thay vì biofloc để kích thích sản xuất, copepod trong hệ thống không chỉ hoạt động như thực phẩm tự nhiên mà còn có vai trò là một chất kích thích miễn dịch. Công nghệ này vượt trội vì không sử dụng thức ăn công nghiệp mà sản xuất thức ăn tự nhiên với sự giúp đỡ của gạo lên men và các sản phẩm từ đậu nành. 

Bài toán từ quản lý chất thải trong nuôi tôm

 Để tăng lợi nhuận, nông dân nuôi tôm thường thả giống lên tới 200.000 đến 1.000.000 con/ha (20-100 con/m²) trong một vụ, từ đó tạo ra hàng tấn chất thải hữu cơ gây ô nhiễm môi trường thủy sản từng ngày và giảm năng suất của ao (Moss và cộng sự, 2001). Chất thải hữu cơ trong nuôi tôm Bangladesh khá bền (chúng chứa nhiều chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, chất diệp lục, vv), và không có xu hướng phân hủy thành các dạng đơn giản hơn (Tu và cộng sự, 2008). Tình trạng sẵn có của thức ăn thừa tạo ra sự tích lũy của chất thải hữu cơ không mong muốn làm sản sinh ra khí độc tại dáy ao đất và có thể làm chết tôm khi đáy ao bị ô nhiễm vượt quá khả năng hồi phục của vi sinh vật (Boyd và Musing, 1992). 

Bên cạnh đó, vấn đề khó khăn nhất làm cho ngành nuôi trồng thủy sản là làm thế nào để đối phó với vấn đề phát triển chất thải trong ao đồng thời vẫn duy trì chất lượng nước cân bằng. Vấn đề này đã được tiếp cận bằng cách thiết kế các loại ao khác nhau với những tiến bộ trong thiết kế hệ thống thoát nước sử dụng các phương pháp lọc sinh học, hệ thống tuần hoàn, công nghệ biofloc, hệ thống biogar xử lý nước thải … tuy nhiên những mô hình này khá tốn kém với đại đa số nông dân.

Copefloc trong nuôi tôm: con đường mang tính bền vững

Biomimicry là một hệ thống phỏng sinh học. Biomimicry là một khoa học mới mang tính cách mạng, sử dụng sự hiểu biết khoa học của chúng ta về hệ thống sinh học để khai thác những ý tưởng tốt nhất từ thiên nhiên từ đó xây dựng một số công nghệ tạo ra kết quả tích cực trong cuộc sống con người (Benyus, 2002). Bắt chước phương pháp sản xuất trong tự nhiên trong ngành nuôi trồng thủy sản điển hình là hệ thống nuôi tôm bằng Copefloc. Đây là mô hình nuôi tôm mới tại Thái Lan, được phát triển trên cơ sở công nghệ Biofloc; ưu điểm nhất là dùng hạt floc và thức ăn tự nhiên làm thức ăn chính cho tôm nuôi, không dùng thức ăn công nghiệp.

Cơ chế vận hành của nuôi tôm theo mô hình Copefloc:

1: Phân thải của tôm, cá nuôi cung cấp nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn và thực vật phù du

2: Vi khuẩn, thực vật phù du trở thành thức ăn cho động vật phù du hoặc động vật đáy

3: Động vật phù du làm thức ăn cho giáp xác nhỏ, động vật phù du khác

4: Động vật phù du, giáp xác nhỏ, động vật đáy làm thức ăn cho tôm, cá nuôi.

Từ biofloc đến copefloc

Biofloc có ưu điểm tái tạo thức ăn thừa làm thức ăn cho tôm nuôi, ít thay nước và hạn chế lây lan mầm bệnh vào hệ thống nuôi, công nghệ biofloc đang được ứng dụng nhiều trong các hệ thống nuôi tôm. Tuy nhiên nuôi tôm theo công nghệ biofloc cũng còn nhiều hạn chế như: đòi hỏi sục khí liên tục để giữ cho các chất thải luôn lơ lửng. Trong các hệ thống thâm canh, đặt không đúng của các thiết bị sục khí cũng tạo ra dòng nước mạnh, tác động làm giảm tính toàn vẹn cấu trúc các hạt floc (Crab và cộng sự, 2012). Thứ hai, sự sụt giảm độ pH và độ kiềm do quá trình nitrat hóa cùng với việc phải bổ sung đủ carbon là các yếu tố cần được giám sát chặt chẽ so với các phương pháp nuôi tôm khác (Thong, 2014).

Hạn chế những nhược điểm này, một công nghệ mới được gọi là công nghệ copefloc đã được khởi xướng trong cộng đồng nuôi tôm (Romano và Kumar) , 2017). 

Động vật phù du Copepod sống trong nước ngọt, nước lợ và nước mặn trên toàn thế giới. Những loài giáp xác nhỏ bé này có nhiều công dụng trong tự nhiên, thức ăn cho động vật biển, tái chế chất dinh dưỡng và chuyển hóa năng lượng trong chuỗi thức ăn (Christenson, 2016). Việc sử dụng copepods đã tăng cường trong lĩnh vực nuôi tôm, nhờ thành phần sinh hóa tốt hơn (Drillet et al., 2006), cải thiện tỷ lệ sống và tăng trưởng (Rajkumar và Vasagam, 2006)...

Copepod. Ảnh: ResearchGate

Copepods là loài động vật hoang dã và là con mồi tự nhiên cho ấu trùng cá (Drillet et al., 2011). được đề xuất là ứng cử viên cho sản xuất nuôi trồng thủy sản. Các loài copepods cho nuôi trồng thủy sản thuộc 3 bộ: Harpacticoid, calanoid và cyclopoid (Støttrup, 2006). Các copepod của bộ Harpacticoid có các thuộc tính dinh dưỡng cao hơn so với Artemia và rotifers (Drillet et al., 2006). Lợi thế tốt nhất của các loài này là chúng có thể được nuôi ở mật độ cao (ví dụ từ 10.000 đến 400.000 / L, (Støttrup, 2003), tuy nhiên, là những loài mang trứng, việc thu hoạch nauplii rất khó trong các hệ thống lớn. 

Aquamimicry là khái niệm đồng hóa chất thải tại chỗ gần đây nhất trong các ao nuôi tôm nơi sản xuất động vật phù du (đặc biệt là copepod) được kích thích bằng cách sử dụng các nguồn carbohydrate như cám gạo lên men (FRB).

Ảnh: Thai Organic Shrimp

Quá trình tạo và sử dụng cám gạo lên men (FRB) theo Nicholas và Romano (2017) được được tạo ra bằng cách thêm nước, men vi sinh và enzym thủy phân vào bột gạo xay mịn được ngâm qua đêm, và được áp dụng ở liều lượng 500 - 1000 kg/ha trong ao 24 giờ sau khi quá trình lên men kết thúc. Trong vòng một tuần sau khi sử dụng hỗn hợp này, sự thống trị của copepod có thể được nhìn thấy trong nước ao. Ngay khi sẵn sàng, ấu trùng tôm được đưa vào ao với mật độ thả ít hơn (thường là 10-20 con/m²) so với mật độ nuôi thâm canh. Các ao nuôi thả thường bổ sung FRB với liều lượng 10kg/ha mỗi tháng để duy trì sự phát triển của động vật phù du. Ngoài việc tạo ra biofloc (hoặc copefloc) nó cũng cung cấp dinh dưỡng bổ sung cho tôm thả khi chúng ăn các hạt FRB rất dễ dàng. Thu hoạch thường được thực hiện ở 45-80 ngày, tùy thuộc vào kích thước mong muốn khi thu hoạch.

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là điều này có thể một phần / hoàn toàn phủ nhận việc sử dụng thức ăn thương mại trong văn hóa chiếm ~ 60-70% chi phí sản xuất. Thức ăn và sự lên men này bằng cách sử dụng đậu nành lên men (FSY) và FRB không chỉ làm cho tôm khỏe mạnh, cải thiện sự thèm ăn của tôm, mà còn góp phần hạn chế tối đa việc sản xuất chất thải và suy giảm chất lượng nước. Ngoài ra, không cần phải cung cấp sục khí trong hệ thống không giống như biofloc vì sinh vật mục tiêu không phải là vi khuẩn mà là copepod (Nicholas và Romano, 2017). Tôm sản xuất theo cách như vậy là không có bất kỳ dư lượng có hại như hóa chất hoặc kháng sinh và do đó có giá cao trên thị trường. Theo một số người tiêu dùng, thậm chí tôm nuôi theo phương pháp này còn có hương vị ngon hơn những sản phẩm được sản xuất thông qua các mô hình nuôi không bền vững (Higuchi, 2017; Nicholas và Romano, 2017).

International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences