Công nghệ Biofloc hoạt động dựa trên nguyên lý kích thích sự phát triển của vi khuẩn dị dưỡng bằng cách bổ sung nguồn carbon như rỉ đường, đường cát nhằm cân đối tỷ lệ C:N (tỷ lệ Carbon: Nito) trong ao nuôi. Các hạt floc được hình thành, là tập hợp một khối các chất hữu cơ lơ lửng trong nước như các loại tảo đơn bào, tảo đa bào, phân, thức ăn dư thừa, xác vi sinh vật, vi khuẩn và kể cả động vật không xương sống.

Một nghiên cứu gần đây của Hai-Hong Huang và cộng sự ( 7/2021) về đánh giá ảnh hưởng bổ sung nguồn carbon khác nhau đến hiệu suất sinh trưởng và chất lượng nước của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) trong hệ thống biofloc ở độ mặn thấp cho kết quả khả quan về tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn với nguồn carbon bổ sung là rỉ đường và glucose (đường đơn). 

Cụ thể, nghiên cứu được thực hiện trong vòng 63 ngày ở độ mặn 5 ‰. Thí nghiệm được bố trí với 3 nguồn carbon bổ sung khác nhau: (1) rỉ đường, (2) tinh bột , (3) glucose. Tôm được cho ăn thức ăn thương mại với 40% protein thô, 5% lipid thô và cho ăn 3 lần/ngày. Được biết nghiên cứu sử dụng rỉ đường, glucose và tinh bột với hàm lượng carbon lần lượt là 36,8% , 36% và 38,4%. Trọng lượng ban đầu của tôm thẻ chân trắng khoảng 0,79 – 0.84 g/con. Tỷ lệ C:N đầu vào là 20 : 1.

Mật rỉ đường và đường glucose. Ảnh minh họa

Chất lượng nước

Các chỉ số được ghi nhận bao gồm độ pH, độ kiềm, amoniac, nitrit, nitrat, khối lượng/ thể tích biofloc. Trong đó, độ  pH của nghiệm thức bổ sung tinh bột là khoảng 7,40 thấp hơn so với bổ sung rỉ đường và glucose lần lượt là 7,76 và 7,73. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy thể tích và kích thước biofloc ở hai nghiệm thức bổ sung rỉ đường và glucose đạt mức cao hơn gấp 4 lần so với bổ sung tinh bột. Đối với hàm lượng TAN ghi nhận khi bổ sung tinh bột cao hơn 2 lần so với rỉ đường và glucose. TAN (total ammonia nitrogen) được biết là tổng lượng nitơ ở dạng NH₃ và NH₄⁺ trong nước. 

Hàm lượng amonia đạt đỉnh điểm vào ngày thứ 21 của thí nghiệm, với nghiệm thức bổ sung glucose là 3,2mg/L và 6,9mg/L đối với ngiệm thức sổ sung rỉ đường. Sau đó hàm lượng ammonia ghi nhận được có xu hướng giảm ở các ngày tiếp theo, riêng nghiệm thức bổ sung tinh bột thì tăng mạnh và đạt mức 9,1mg/L vào ngày 28 của thí nghiệm.

Hiệu suất tăng trưởng

Tỷ lệ sống quan sát được có sự khác biệt giữa nghiệm thức bổ sung tinh bột với hai nghiệm thức còn lại. Cụ thể, không có tôm chết ở nghiệm thức bổ sung glucose và rỉ đường, đối với nguồn carbon bổ sung là tinh bột ghi nhận tỷ lệ sống có xu hướng giảm từ ngày thứ 21 đến kết thúc thí nghiệm, chỉ đạt khoảng 48-50%.

Tăng trọng, hiệu quả sử dụng thức ăn và hiệu suất tăng trưởng điều ghi nhận được kết quả khả quan ở hai nghiệm thức bổ sung rỉ đường và glucose. Trong đó, bổ sung glucose chỉ ra kết quả tốt hơn so với rỉ đường như tăng trọng đạt 12,04g/con còn đối với rỉ đường là 11,22 g/con. Tuy nhiên khác biệt không quá đáng kể.

Trong một nghiên cứu của Luo và cộng sự (2019) chỉ ra rằng glucose hòa tan có thể kiểm soát tốt hai hợp chất nitơ độc hại là amoniac và nitrit trong nước. So với các nguồn carbohydrate đơn giản (như glucose hay rỉ đường) thì carbohydrate phức tạp (như tinh bột) đòi hỏi thêm thời gian để phân hủy thành đường đơn cho các hoạt động sinh học của vi sinh vật, dẫn đến nồng độ chất độc hại cao: amoniac và nitrit vượt quá mức an toàn. Ở mức độ mặn ở mức thấp (5 ‰) của nghiên cứu hiện tại thì độc tính của amoniac và nitrit đối với tôm sẽ ở cao hơn so với bình thường. 

Hiệu suất sử dụng tinh bột không được đánh giá cao trong nghiên cứu này có thể do khả năng tạo biofloc thấp. Các hệ vi sinh vật khác nhau có khả năng phân giải tinh bột khác nhau và tỷ lệ C: N cao hơn có nghĩa là đầu vào của nguồn carbon cao hơn, vì vậy sẽ để lại nhiều tinh bột dư thừa. Kết quả là, một số lượng lớn tinh bột kích thước nhỏ không bị phân hủy và tích lũy trong nước, dẫn đến suy giảm tăng trưởng và gây chết tôm.

Từ những số liệu trên có thể thấy được rằng trong hệ thống biofloc ở độ mặn thấp khi bổ sung nguồn carbon bằng glucose, rỉ đường hoặc tinh bột đều có tác động đến chất lượng nước và sinh trưởng của tôm. Nghiên cứu cũng chỉ ra glucose hay rỉ đường là nguồn cacbon tốt cho nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng với công nghệ biofloc ở độ mặn thấp.

Nguồn : Hai-Hong Huang, Hui-Min Liao, Yan-Ju Lei, Pin-Hong Yang (2021). Effects of different carbon sources on growth performance of Litopenaeus vannamei and water quality in the biofloc system in low salinity. Sciendirect.