Oxy trong ao tôm: Càng cao có thật sự càng tốt?

Quản lý oxy vì vậy không nên được hiểu đơn giản là “càng cao càng tốt”. Mục tiêu đúng là duy trì oxy đủ dùng, ổn định trong ngày, phân bố được xuống tầng đáy và phù hợp với sinh khối tôm, lượng thức ăn cũng như tải lượng hữu cơ trong ao.

Ngưỡng oxy hòa tan phù hợp cho tôm thẻ chân trắng

Đối với tôm thẻ chân trắng, oxy hòa tan nên được duy trì ổn định trong khoảng 4,5-6,0 mg/L. Đây là vùng oxy thuận lợi để tôm bắt mồi, tiêu hóa thức ăn, trao đổi chất và tăng trưởng. Khi môi trường ổn định, tôm cũng ít bị stress hơn và hệ số chuyển đổi thức ăn có điều kiện được cải thiện.

Khi DO giảm xuống dưới 3,0 mg/L, tôm bắt đầu chịu tác động của tình trạng thiếu oxy. Những biểu hiện thường gặp là giảm ăn, bơi lên tầng nước phía trên, nổi đầu hoặc tập trung gần khu vực quạt nước.

Nếu DO tiếp tục giảm xuống dưới khoảng 2,0 mg/L, quá trình hô hấp và trao đổi chất có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Tình trạng thiếu oxy kéo dài làm tôm suy yếu, giảm khả năng miễn dịch, chậm lớn, dễ nhiễm bệnh và có nguy cơ chết đáy.

Tuy nhiên, các con số trên không phải là ranh giới tuyệt đối cho mọi ao nuôi. Mức độ ảnh hưởng còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ mặn, pH, mật độ, kích cỡ tôm, tình trạng mang và thời gian tôm phải tiếp xúc với DO thấp. Một đợt giảm oxy ngắn có thể ít nghiêm trọng hơn tình trạng DO thấp kéo dài nhiều giờ mỗi đêm.

Hệ thống oxy đáy ao nuôi tôm. Ảnh Tepbac

Vì sao oxy thường thấp nhất vào gần sáng?

Trong ao nuôi có tảo, oxy biến động theo chu kỳ ngày và đêm. Ban ngày, tảo và thực vật phù du quang hợp, sử dụng ánh sáng để tạo oxy. Vì vậy, DO thường tăng dần từ buổi sáng và đạt mức cao vào buổi chiều.

Khi trời tối, quá trình quang hợp dừng lại nhưng tôm, tảo, vi khuẩn và các sinh vật khác vẫn tiếp tục hô hấp. Oxy bị tiêu thụ liên tục trong suốt đêm mà không còn được bổ sung từ quang hợp, khiến DO giảm dần và thường chạm mức thấp nhất vào khoảng 2-5 giờ sáng.

Rủi ro càng lớn trong những ao có mật độ cao, lượng thức ăn lớn, tảo dày, đáy nhiều bùn hoặc tôm đã đạt sinh khối cao. Thời tiết âm u, mưa kéo dài và sự cố hệ thống quạt nước cũng có thể khiến oxy giảm nhanh hơn bình thường.

Vì vậy, một kết quả đo DO tốt vào buổi chiều không thể đại diện cho điều kiện oxy của cả ngày. Thời điểm gần sáng mới thường phản ánh rõ nhất khả năng đáp ứng oxy thực tế của ao.

Tại sao phải đo oxy ở tầng đáy?

Tôm phần lớn sinh sống, bắt mồi và nghỉ ở khu vực gần đáy. Đây cũng là nơi tích tụ thức ăn dư, phân tôm, xác tảo và các loại chất hữu cơ khác.

Quá trình phân hủy những vật chất này tiêu thụ một lượng oxy đáng kể, tạo nên nhu cầu oxy đáy ao, hay Sediment Oxygen Demand. Trong những ao có nhiều bùn hữu cơ, phần oxy bị tiêu thụ tại khu vực tiếp giáp giữa nước và đáy có thể rất lớn.

Vì vậy, mặt nước có thể vẫn giàu oxy nhưng tầng đáy đã thiếu oxy. Nếu chỉ đo ở gần mặt nước, người nuôi dễ đánh giá sai môi trường mà tôm thực sự đang sống.

Đầu dò nên được đặt trong vùng nước cách đáy khoảng 20-30 cm, tránh cắm trực tiếp vào bùn. Ngoài vị trí gần quạt, người nuôi cần kiểm tra thêm giữa ao, cuối dòng chảy, vùng gom chất thải và những khu vực ít được lưu thông nước.

Oxy cao có phải lúc nào cũng tốt?

Một ao có DO cao vào buổi chiều chưa chắc là một ao có môi trường tốt. Nếu oxy tăng rất cao ban ngày nhưng giảm sâu vào ban đêm, đây có thể là dấu hiệu mật độ tảo lớn và biên độ môi trường đang mất ổn định.

Điều cần quan tâm không chỉ là một giá trị DO tại thời điểm đo mà còn là tốc độ tăng giảm, mức chênh lệch giữa ngày và đêm, khả năng phân bố oxy xuống đáy và tình trạng phân tầng nước.

Cũng cần phân biệt giữa DO cao, siêu bão hòa oxy và siêu bão hòa tổng khí. Một giá trị DO cao tính bằng mg/L chưa đủ để kết luận nước đang gây bệnh bọt khí, bởi độ bão hòa còn thay đổi theo nhiệt độ, độ mặn và áp suất khí quyển.

Nói cách khác, vấn đề không nằm ở việc DO vượt qua một con số cố định, mà nằm ở tỷ lệ bão hòa, thời gian duy trì và khả năng thích nghi của tôm trước sự thay đổi đó.

Quạt nước ao nuôi tôm vừa tạo dòng chảy vừa tạo oxy. Ảnh Tepbac

Bệnh bọt khí khi nước siêu bão hòa

Khi lượng khí hòa tan trong nước vượt quá mức cân bằng với áp suất khí quyển, nước có thể rơi vào trạng thái siêu bão hòa. Khí dư thừa sau đó khuếch tán vào dịch cơ thể và hình thành những bọt khí nhỏ trong mang, mắt, mô hoặc hệ tuần hoàn của tôm.

Hiện tượng này được gọi là bệnh bọt khí, hay Gas Bubble Disease. Tôm bị ảnh hưởng có thể lờ đờ, bơi mất thăng bằng, nổi gần mặt nước, xuất hiện bọt khí dưới vỏ hoặc tại mang. Trường hợp nặng có thể dẫn đến đục cơ, tổn thương mô và chết rải rác.

Nguy cơ bệnh bọt khí thường liên quan đến tổng lượng khí hòa tan, không riêng oxy. Hiện tượng này có thể xuất hiện khi quang hợp diễn ra quá mạnh, nhiệt độ nước thay đổi nhanh, sử dụng nguồn nước ngầm giàu khí hoặc vận hành hệ thống cấp khí siêu mịn nhưng khả năng thoát khí kém.

Khi nghi ngờ nước bị siêu bão hòa, người nuôi nên theo dõi thêm phần trăm bão hòa oxy và tổng áp suất khí hòa tan nếu có thiết bị phù hợp, thay vì chỉ nhìn vào chỉ số DO tính bằng mg/L.

Hemocyanin và giới hạn vận chuyển oxy của tôm

Tôm không dùng hemoglobin như người và động vật có vú. Oxy trong máu tôm được vận chuyển chủ yếu bởi hemocyanin, một protein chứa đồng có trong dịch tuần hoàn.

Khả năng gắn và giải phóng oxy của hemocyanin phụ thuộc vào nồng độ oxy, pH, nhiệt độ, độ mặn và trạng thái sinh lý của tôm. Khi oxy trong nước đã đáp ứng đủ nhu cầu và hemocyanin đạt độ bão hòa cao, việc tiếp tục nâng DO không đồng nghĩa tôm sẽ hấp thụ thêm oxy theo tỷ lệ tương ứng.

Hiểu đơn giản, cơ thể tôm có giới hạn về khả năng vận chuyển và sử dụng oxy. Sau khi nhu cầu sinh lý đã được đáp ứng, lượng oxy bổ sung thêm không tự động chuyển thành tăng trưởng nhanh hơn.

Tuy nhiên, cũng không nên khẳng định hemocyanin luôn bão hòa hoàn toàn tại một mức DO duy nhất. Ái lực của hemocyanin với oxy có thể thay đổi theo loài, kích cỡ, giai đoạn lột xác và điều kiện môi trường.

Oxy cao kéo dài và nguy cơ stress oxy hóa

Oxy cần thiết cho sự sống, nhưng quá trình sử dụng oxy trong tế bào cũng tạo ra một lượng nhỏ các dạng oxy hoạt tính, thường được gọi là ROS hoặc gốc tự do.

Trong điều kiện bình thường, cơ thể tôm sử dụng các enzyme chống oxy hóa như superoxide dismutase, catalase và glutathione peroxidase để kiểm soát ROS. Hệ thống này giúp bảo vệ màng tế bào, protein và vật liệu di truyền khỏi tổn thương.

Khi tôm phải chịu điều kiện bất lợi kéo dài, lượng ROS có thể vượt quá khả năng trung hòa của cơ thể. Khi đó, stress oxy hóa có thể gây peroxy hóa lipid màng tế bào, làm hỏng protein, ảnh hưởng DNA và suy giảm chức năng miễn dịch.

Dù vậy, stress oxy hóa trong ao thương phẩm thường không đến từ một yếu tố duy nhất. Nhiệt độ cao, biến động pH, độc chất, độ mặn, mật độ nuôi, chất lượng thức ăn và tình trạng nhiễm bệnh đều có thể góp phần làm ROS tăng cao. Vì thế, không nên quy mọi biểu hiện stress oxy hóa trực tiếp cho việc DO cao.

Quạt nước quá mạnh có thể làm tôm tiêu hao năng lượng

Quạt nước có vai trò bổ sung oxy, tạo dòng lưu thông và hỗ trợ gom chất thải. Tuy nhiên, tăng số lượng hoặc công suất quạt không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả tương ứng.

Nếu dòng chảy quá mạnh, tôm phải liên tục vận động để giữ vị trí và chống lại dòng nước. Một phần năng lượng từ thức ăn khi đó được sử dụng cho hoạt động duy trì thay vì tích lũy thành cơ thịt.

Trong thời gian dài, tôm có thể chậm lớn, phân bố không đều và khó tiếp cận thức ăn. Tôm yếu hoặc đang lột xác còn dễ bị cuốn vào vùng dòng chảy mạnh, làm tăng stress và nguy cơ tổn thương.

Dòng nước phù hợp cần đủ để lưu thông oxy và gom chất thải, nhưng vẫn phải duy trì những vùng có vận tốc thấp để tôm nghỉ, bắt mồi và lột xác. Mục tiêu không phải làm cho toàn bộ ao chuyển động càng mạnh càng tốt.

Khuấy động bùn đáy và nguy cơ giải phóng chất độc

Trong ao nuôi lâu ngày, chất hữu cơ tích tụ ở đáy có thể hình thành các vùng thiếu oxy hoặc yếm khí. Nếu quạt được bố trí sai hướng, tạo dòng quá mạnh hoặc xối trực tiếp xuống đáy, lớp bùn này có thể bị khuấy lên và tái lơ lửng trong nước.

Bùn bị khuấy động làm tăng chất rắn lơ lửng và nhu cầu oxy sinh hóa. Các hạt bùn hữu cơ cũng có thể bám vào mang, gây kích ứng, cản trở hô hấp và đưa vi khuẩn từ đáy trở lại vùng tôm sinh sống.

Nghiêm trọng hơn, việc phá vỡ vùng bùn yếm khí có thể giải phóng các hợp chất khử và làm tăng nguy cơ phát sinh NH₃ hoặc H₂S trong điều kiện bất lợi. H₂S đặc biệt nguy hiểm vì có thể gây độc cho tôm ở nồng độ rất thấp.

Độc tính của H₂S phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, độ mặn và thời gian tiếp xúc. Khi pH thấp, tỷ lệ H₂S không ion hóa thường tăng lên, khiến mức độ nguy hiểm lớn hơn.

Vì vậy, một ao có DO cao ở mặt nước vẫn có thể tồn tại những điểm đáy xấu, giàu hữu cơ và phát sinh khí độc. Oxy cao tại một vị trí không thể bù đắp cho việc quản lý đáy ao không hiệu quả.

Quản lý oxy đúng không phải là bật quạt tối đa

Nguyên tắc vận hành hiệu quả là cung cấp đủ oxy theo nhu cầu thực tế, đồng thời tạo dòng chảy hợp lý và tránh khuấy động đáy. Công suất cần được điều chỉnh theo sinh khối tôm, lượng thức ăn, nhiệt độ, mật độ tảo và mức độ tích tụ hữu cơ.

Ban ngày, khi tảo quang hợp mạnh và DO đã ở mức cao, người nuôi có thể giảm một phần công suất nếu dòng chảy và khả năng gom chất thải vẫn được bảo đảm. Việc duy trì toàn bộ hệ thống ở công suất tối đa trong thời điểm này có thể gây lãng phí điện mà không tạo thêm lợi ích rõ rệt.

Từ chiều tối đến gần sáng, oxy giảm liên tục do hoạt động hô hấp của tôm, tảo và vi sinh vật. Đây là giai đoạn cần duy trì sục khí ổn định và tăng cường theo dõi, nhất là sau nửa đêm.

Có thể chia quạt nước thành nhiều nhóm để vận hành theo từng khung giờ và từng vùng ao. Cách làm này vừa tiết kiệm năng lượng, vừa hạn chế tình trạng dòng nước quá mạnh tập trung tại một khu vực.

Không nên theo dõi DO một cách tách biệt

DO cần được đánh giá cùng với nhiệt độ, pH, độ mặn, độ trong, mật độ tảo, NH₃, nitrite và tình trạng đáy ao. Lượng thức ăn, sinh khối và hành vi của tôm cũng là những chỉ báo quan trọng giúp giải thích vì sao oxy đang tăng hoặc giảm.

Đặc biệt, người nuôi cần theo dõi xu hướng thay vì chỉ nhìn vào một lần đo. Một ao có DO đạt 8 mg/L vào buổi chiều nhưng giảm còn 2,5 mg/L gần sáng rủi ro hơn một ao duy trì ổn định trong khoảng 5-6 mg/L.

Biên độ dao động lớn thường cho thấy hệ sinh thái ao đang phụ thuộc mạnh vào tảo. Trong trường hợp tảo suy tàn đột ngột, nguồn oxy ban ngày giảm nhưng nhu cầu phân hủy hữu cơ lại tăng, khiến nguy cơ thiếu oxy trở nên nghiêm trọng hơn.

Khuyến nghị thực hành cho người nuôi

Người nuôi nên hướng đến việc duy trì DO tầng đáy từ khoảng 4,5 mg/L trở lên và không để DO dưới 3,0 mg/L kéo dài. Việc đo cần được thực hiện vào gần sáng và tại các vị trí đại diện, thay vì chỉ đo mặt nước hoặc khu vực sát quạt.

Khi DO ban ngày tăng bất thường, cần kiểm tra thêm phần trăm bão hòa, nhiệt độ và mật độ tảo. Không nên mặc định giá trị DO càng cao thì tôm càng khỏe hoặc sẽ tăng trưởng càng nhanh.

Hệ thống quạt cần được điều chỉnh theo sinh khối, lượng thức ăn và diễn biến thời tiết. Dòng nước không nên xối trực tiếp xuống đáy hoặc buộc tôm phải bơi liên tục.

Song song đó, cần kiểm soát thức ăn dư, bùn đáy và sự phát triển của tảo. Máy đo DO phải được vệ sinh, hiệu chuẩn định kỳ và kiểm tra lại khi kết quả có dấu hiệu bất thường.

Trong các ao mật độ cao, máy phát điện và hệ thống sục khí dự phòng là yêu cầu thiết yếu. Chỉ một sự cố mất điện vào gần sáng cũng có thể khiến oxy giảm nhanh trong thời gian rất ngắn.

Kết luận

Trong nuôi tôm, thiếu oxy là một rủi ro nghiêm trọng, nhưng quản lý oxy không dừng lại ở việc cố gắng nâng DO càng cao càng tốt.

Một hệ thống hiệu quả phải cung cấp đủ oxy cho tôm, duy trì sự ổn định giữa ngày và đêm, phân phối oxy xuống tầng đáy và tạo dòng chảy phù hợp. Đồng thời, hệ thống không được làm tôm tiêu hao quá nhiều năng lượng hoặc khuấy động bùn đáy.

Điều người nuôi cần hướng đến không phải là con số DO cao nhất, mà là một môi trường có oxy phù hợp, ít biến động, dòng nước hợp lý và đáy ao được kiểm soát tốt.

Tài liệu tham khảo

1. Boyd, C. E. (2015). Water Quality: An Introduction. Springer.

2. Boyd, C. E., & Tucker, C. S. (1998). Pond Aquaculture Water Quality Management. Springer.

3. Lightner, D. V. (1996). A Handbook of Shrimp Pathology and Diagnostic Procedures for Diseases of Cultured Penaeid Shrimp. World Aquaculture Society.

4. Lushchak, V. I. (2011). Environmentally induced oxidative stress in aquatic animals. Aquatic Toxicology, 101(1), 13-30.

5. Mangum, C. P. (1983). Oxygen transport in the blood. In The Biology of Crustacea, Volume 5: Internal Anatomy and Physiological Regulation. Academic Press.

6. Avnimelech, Y. (2009). Biofloc Technology: A Practical Guide Book. World Aquaculture Society.