Hiểu đúng Ca, Mg, K theo độ mặn để tiết kiệm chi phí khoáng cho ao tôm mùa mưa

Canxi (Ca), magie (Mg) và kali (K) quyết định khả năng lột xác, cứng vỏ và điều hòa áp suất thẩm thấu của tôm. Ở ĐBSCL, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 khiến độ mặn ao giảm mạnh, có nơi xuống dưới 1‰. Khi đó khoáng thường trở thành khoản chi lớn và khó kiểm soát.

Bài viết tổng hợp các nghiên cứu của Đại học Auburn (Mỹ), Đại học Cần Thơ, FAO và tiêu chuẩn TCVN 13656:2023. Mục tiêu là đưa ra cơ sở khoa học để người nuôi tôm thẻ chân trắng và tôm sú biết khi nào cần bổ sung khoáng, bổ sung loại nào và bao nhiêu.

Mưa pha loãng nước ao, không làm lệch tỷ lệ khoáng

Nước mưa gần như không chứa ion. Khi mưa xuống ao, Ca, Mg, K và Na cùng giảm theo đúng tỷ lệ giảm của độ mặn. Theo GS. Claude E. Boyd (Đại học Auburn), mưa và nước chảy tràn làm giảm độ mặn nhưng không làm thay đổi tỷ lệ giữa các ion.

Vì vậy, ở ao lấy nước biển hoặc nước cửa sông, có thể ước tính nồng độ từng khoáng chỉ từ độ mặn:

Nồng độ ion (mg/L) = Hệ số × Độ mặn (‰)

Hệ số cho mỗi 1‰ độ mặn: Ca 11,6; Mg 39,1; K 11,0; Na 304,5 (tính từ nước biển chuẩn 34,5‰ có Ca 400, Mg 1.350, K 380, Na 10.500 mg/L).

Bảng 1. Nồng độ khoáng kỳ vọng theo độ mặn (nguồn nước biển pha loãng)

Quy đổi: độ cứng Ca = Ca × 2,5; độ cứng Mg = Mg × 4,12. Đây là các cột cần đối chiếu khi đọc kết quả test kit độ cứng.

TCVN 13656:2023 yêu cầu độ cứng canxi ≥ 150 và độ cứng magie ≥ 450 mg CaCO₃/L cho nuôi thâm canh. Theo Bảng 1, nước biển pha loãng ở khoảng 5‰ đã đạt cả hai mức này. Nghĩa là khi độ mặn còn trên khoảng 5‰ và nguồn nước là nước biển, Ca và Mg tự nhiên thường đã đủ, không cần tạt thêm.

Tỷ lệ không đổi, vì sao vẫn phải bù riêng từng loại?

Mưa giữ nguyên tỷ lệ, nhưng ngưỡng an toàn của tôm là con số tuyệt đối (mg/L), và mỗi ion có ngưỡng riêng. Khi cùng bị pha loãng, ion nào có ngưỡng gần với lượng sẵn có trong nước biển sẽ thiếu trước. Bổ sung riêng một ion vì vậy không nhằm sửa tỷ lệ, mà để đưa đúng ion đó trở lại trên ngưỡng tối thiểu.

Bảng 1b. Độ mặn mà tại đó nước biển pha loãng bắt đầu thiếu từng ion

Ca và K thiếu trước, Mg thiếu sau cùng. Đó là lý do bài khuyến nghị ưu tiên Ca, độ kiềm và K, còn Mg hầu như không cần bù ở ao lấy nước biển. Riêng ao dùng nước ngầm hoặc muối hạt, tỷ lệ đã lệch ngay từ đầu, nên việc bù từng ion khi đó còn để sửa tỷ lệ.

Lưu ý: nguyên tắc này không áp dụng cho ao dùng nước giếng khoan, nước ngầm mặn hoặc nước pha từ muối hạt tinh luyện (gần như chỉ có NaCl). Những ao này thường thiếu K, Mg ngay từ đầu và cần phân tích riêng từng ao.

Vai trò của Ca, Mg, K và các ngưỡng cần nhớ

Canxi (Ca) tạo vỏ sau lột xác, tham gia co cơ và dẫn truyền thần kinh. Sau lột xác, tôm phải hấp thu Ca và Mg từ nước để cứng vỏ. Thiếu Ca, tôm mềm vỏ lâu, dễ bị ăn thịt lẫn nhau và nhiễm khuẩn thứ phát.

Magie (Mg) là đồng yếu tố của bơm Na⁺/K⁺-ATPase ở mang, "cỗ máy" giúp tôm hút muối từ nước vào cơ thể khi độ mặn thấp. Mg cũng góp một phần nhỏ vào cấu trúc vỏ.

Kali (K) là ion đi cùng Na⁺ trong bơm Na⁺/K⁺-ATPase. Thiếu K, máu tôm bị hạ kali, tôm bỏ ăn, yếu dần và chết rải rác.

Tôm thẻ chân trắng có điểm đẳng thẩm thấu khoảng 22 - 27‰. Dưới mức này, tôm phải tiêu tốn năng lượng để giữ muối trong cơ thể. Tôm chịu được việc độ mặn giảm, nhưng cái giá là tăng trưởng chậm và thải nhiều đạm hơn.

Bảng 2. Tỷ lệ ion trong nước biển và khoảng chấp nhận được cho tôm thẻ

Ngưỡng tối thiểu tham khảo:

• K: nên giữ ≥ 20-30 mg/L. Ở Alabama (Mỹ), ao có K khoảng 6 mg/L ở 2‰ bị chết hàng loạt trong tháng đầu; tôm hết chết sau khi nâng K lên 50 mg/L.

• Mg: dưới khoảng 30 mg/L được xem là dưới mức tối ưu, tôm hô hấp mạnh hơn và chậm lớn.

• Độ kiềm: tôm khó lột xác khi độ kiềm dưới 50 mg/L; nên giữ ≥ 75 mg/L. TCVN 13656:2023 quy định 80-120 mg/L cho tôm sú và 100-200 mg/L cho tôm thẻ.

Kali quan trọng hơn magie

Đây là phát hiện có giá trị nhất cho bài toán tiết kiệm. Năm 2004, nhóm McNevin, Boyd và cộng sự nâng K từ 6,2 lên khoảng 40 mg/L và Mg từ 4,6 lên khoảng 20 mg/L tại một trại ở Alabama. Tỷ lệ sống tăng từ 19% lên 67%, năng suất từ 595 lên 4.068 kg/ha. Nhóm tác giả đánh giá việc tăng K có ảnh hưởng lớn hơn nhiều so với tăng Mg.

GS. Boyd sau đó khuyến nghị: K khoảng 20-30 mg/L là đủ, nên ưu tiên bổ sung K trước, và ông nghi ngờ hiệu quả kinh tế của việc tạt Mg. Một thí nghiệm biofloc ở 5‰ (Moura và cs., 2023) cũng cho thấy hạ Mg xuống 30 mg/L, Mg:Ca còn 1:1 vẫn không giảm năng suất, trong khi giảm được 86% chi phí muối Mg.

Cần lưu ý: hiện tượng cong thân, đục cơ có nhiều nguyên nhân (sốc nhiệt, sốc độ mặn, thiếu oxy, virus IMNV). Chưa có nghiên cứu định lượng nào chứng minh cứ cong thân là do thiếu khoáng.

Điều gì thực sự xảy ra trong ao khi mưa

Ở ao lấy nước biển, mối nguy chính của mùa mưa thường là phân tầng, sụt kiềm và sụt pH, ít khi là mất cân bằng K hay Mg.

• Phân tầng nước: nước mưa nhẹ nổi thành lớp ngọt bên trên, tầng đáy thiếu oxy và tích khí độc H₂S. Nếu nước được trộn đều, trận mưa 100 mm chỉ làm độ mặn ao sâu 1,4 m giảm khoảng 7%.

• Sụt pH và độ kiềm: nước mưa có pH khoảng 6,2-6,7, có thể kéo pH ao giảm 0,3-1,5 đơn vị. Tảo tàn, oxy giảm và CO₂ tăng làm pH tụt thêm.

• Giảm nhiệt độ: nước có thể lạnh đi 3-5°C, khiến tôm ăn ít hơn khoảng 30%.

• Hậu quả: tôm có thể chết từ 3% đến 50% trong 3-4 ngày sau mưa lớn, thường âm ỉ, không có dấu hiệu báo trước.

Tại Cà Mau, nghiên cứu của Đại học Cần Thơ (2022) ghi nhận chất lượng nước ao tôm biến động mạnh nhất vào tháng 6-9, độ mặn dao động 15,7-34‰. Ở Cù Lao Dung (Sóc Trăng), độ mặn nước mặt mùa mưa có lúc xuống dưới 1‰.

Quy trình 3 bước: đo - tính - bù

Bước 1: Đo trước khi bổ sung

Bộ đo tối thiểu gồm: độ mặn, độ kiềm, độ cứng tổng, độ cứng canxi (từ đó suy ra Mg) và kali. Khi độ mặn dưới 5‰, nên dùng máy đo độ dẫn điện vì khúc xạ kế kém chính xác ở mức này.

So kết quả với Bảng 1 rồi quyết định:

• Ion nào đạt khoảng 50-70% mức kỳ vọng trở lên và tỷ lệ nằm trong khoảng tốt (Bảng 2) thì không cần bổ sung.

Bước 2: Tính liều

Vì 1 mg/L tương đương 1 g/m³, công thức tính rất đơn giản:

Lượng sản phẩm (kg/1.000 m³) = Mức cần tăng (mg/L) ÷ Hàm lượng nguyên tố trong sản phẩm (dạng thập phân)

Nếu sản phẩm không tinh khiết, chia thêm cho độ tinh khiết.

Bảng 3. Hàm lượng và liều tham khảo của các nguồn khoáng thông dụng

Bước 3: Bù đúng ion thiếu - ví dụ tính toán

Ao 1.000 m², sâu 1,4 m (thể tích 1.400 m³), độ mặn còn 3‰. Kết quả đo: K = 15 mg/L, Mg = 100 mg/L, Ca = 35 mg/L.

1. Theo Bảng 1, K kỳ vọng ở 3‰ là 33 mg/L. Mục tiêu nâng K lên 30 mg/L, tức cần tăng 15 mg/L.

2. Lượng KCl cần dùng: 15 ÷ 0,5 × 1,4 = 42 kg KCl.

3. Mg:Ca = 100:35, khoảng 2,9:1, vẫn trong khoảng tốt. Không cần tạt Mg.

Thay vì tạt một sản phẩm khoáng tổng hợp chứa đủ thứ, người nuôi chỉ cần mua đúng một loại muối kali đơn giản.

Thứ tự ưu tiên chi tiền trong mùa mưa

Với phần lớn hộ nuôi, chi tiền để giữ độ mặn (mua nước ót, che bạt, xây ao trữ mặn) không hiệu quả kinh tế. Độ mặn nên được đo và dùng làm biến đầu vào để tính các chỉ số khác: mức khoáng kỳ vọng (Bảng 1), ion nào sắp thiếu (Bảng 1b), mức giảm thức ăn và nguy cơ khí độc. Ví dụ, ở độ mặn thấp nitrit độc hơn với tôm vì nước có ít ion clorua cạnh tranh hấp thu qua mang.

1. Theo dõi độ mặn để tính toán, không phải để giữ. Đo vào buổi sáng và sau mỗi trận mưa, ở cả tầng mặt và tầng đáy. Chênh lệch lớn giữa hai tầng là dấu hiệu phân tầng: chạy quạt để trộn nước, hoặc xả lớp nước mặt nếu ao có sẵn cống xả mặt. Mục đích là chống thiếu oxy tầng đáy, không phải giữ độ mặn.

2. Giữ độ kiềm, pH và Ca. Đặt bao CaCO₃ trên bờ để nước mưa chảy qua hòa tan dần; sau mưa tạt CaCO₃ khi pH giảm. Vôi nung, vôi tôi chỉ dùng liều thấp khi ao đang có tôm. Nếu độ cứng Ca thấp mà độ kiềm đã đủ, dùng CaCl₂ thay vì vôi.

3. Bổ sung K khi đo thấy K dưới 20-30 mg/L.

4. Bổ sung Mg chỉ khi đo thấy Mg dưới khoảng 30 mg/L hoặc Mg:Ca dưới 1:1.

Bổ sung khoáng qua thức ăn hay tạt xuống nước? Theo tổng quan của Roy và Davis (2010), điều chỉnh khoáng trong nước hiệu quả hơn qua thức ăn. Trộn khoáng vào thức ăn chỉ nên xem là biện pháp hỗ trợ ngắn hạn sau mưa, không thay thế được việc giữ khoáng trong nước khi nước thực sự thiếu.

7 sai lầm gây lãng phí khoáng

1. Tạt khoáng theo lịch, không đo. Ở ao lấy nước biển còn trên 5‰, Ca và Mg tự nhiên thường đã vượt ngưỡng.

2. Cố đạt Mg:Ca = 3:1 hoặc bù đủ 100% mức nước biển. Bằng chứng cho thấy K 20-30 mg/L và Mg khoảng 30 mg/L đã đủ.

3. Dùng dolomite, đá vôi để bù Mg và Ca. Vôi hầu như không tan khi độ kiềm đã trên 60-100 mg/L. Dolomite thường không tốt hơn đá vôi mà lại đắt hơn.

4. Tạt khoáng, tạt vôi khi pH và độ kiềm cao. CaCO₃ kết tủa, khoáng mất tác dụng. Nên tạt vào sáng sớm, lúc pH thấp nhất.

5. Đổ K-Mg thành đống. K-Mag tan chậm, cần rải đều, hòa trước hoặc treo túi trước quạt nước.

6. Dùng vôi nung, vôi tôi liều cao khi ao có tôm. pH tăng vọt có thể gây chết tôm.

7. Dùng muối hạt tinh luyện để nâng độ mặn. Tỷ lệ Na:K bị lệch, sau đó lại phải chi thêm tiền bù K và Mg.

Kết luận

Mưa pha loãng nước ao nhưng không làm lệch tỷ lệ khoáng. Tuy vậy, mỗi ion có ngưỡng tối thiểu riêng, nên khi độ mặn giảm, Ca và K thiếu trước, Mg thiếu sau cùng. Khoản tiết kiệm lớn nhất vì vậy đến từ việc theo dõi độ mặn, tính mức khoáng kỳ vọng và chỉ bù ion đã xuống dưới ngưỡng. Thứ tự ưu tiên là độ kiềm, pH và Ca, rồi đến K, cuối cùng là Mg.

Tài liệu tham khảo

• Boyd, C.E. (2018). Revisiting ionic imbalance in low-salinity shrimp aquaculture. Global Seafood Alliance.

• Boyd, C.E. Dissolved salts in water for inland, low-salinity shrimp culture. Global Seafood Alliance.

• Boyd, C.E. Mineral salts correct ionic imbalances in culture water. Global Seafood Alliance.

• Roy, L.A. và cs. (2007). Effects of varying levels of aqueous potassium and magnesium on survival, growth, and respiration of Litopenaeus vannamei. Aquaculture.

• Liu và cs. (2014). Effect of various Na/K ratios in low-salinity well water on L. vannamei. Chinese Journal of Oceanology and Limnology.

• Trương Quốc Phú, Lê Quốc Việt (2022). Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, tập 58, số 3B.