Tầm quan trọng của tỷ lệ sinh khối thực vật - cá trong hệ thống Aquaponics

Vai trò quan trọng của tỷ lệ sinh khối thực vật-cá trong hệ thống aquaponic cá koi – cây cần nước.

cá Koi
Hệ thống Aquaponic với cần tây và cá koi. Ảnh: Tepbac.

Thách thức hiện nay đối với ngành nuôi trồng thủy sản là việc phát triển và ứng dụng hiệu quả các công nghệ hiện đại để làm giảm sự gia tăng nhanh chóng khí nhà kính, hạn chế sự thay nước và tối đa hóa việc sử dụng chất dinh dưỡng.

Aquaponics là một hệ thống tích hợp sinh học kết hợp nuôi trồng thủy sản và thủy canh, nơi cá và thực vật được sản xuất trong môi trường cộng sinh. Thực vật tiêu thụ các chất dinh dưỡng có trong nước thải nuôi trồng thủy sản, do đó tạo điều kiện môi trường tốt hơn cho cá phát triển. Đây được coi là một công nghệ tiên tiến mang tính bền vững mặc dù nó vẫn đang gặp nhiều thách thức và trên đà phát triển. Việc tối ưu hóa một số yếu tố như tỷ lệ sinh khối thực vật - cá (Plants/Fishes), thủy lực và các yếu tố khác ảnh hưởng đến hàm lượng nitơ trong hệ thống vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. 

Hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đều tập trung vào sản xuất sinh khối và chất lượng nước. Nghiên cứu này giúp lấp đầy khoảng trống thiếu hụt thông tin bằng cách tập trung vào ảnh hưởng của các tỷ lệ sinh khối thực vật - cá (Plants/Fishes) khác nhau đến sự chuyển hóa nitơ cũng như sản xuất sinh khối kép trong hệ thống aquaponic. 

Cần nước (Oenanthe javanica) được chọn làm cây trồng thủy canh cho nghiên cứu này vì nó phát triển tự nhiên ở vùng sông nước hoặc đất ẩm, sẵn có, dễ thu hoạch và đã được chứng minh khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng cao. 

cần nước
Cần nước (Oenanthe javanica) được chọn làm cây trồng thủy canh cho nghiên cứu này. Ảnh: Stefan Cherrug.

Trong hệ thống nuôi cá chép Koi (Cyprinus carpio) được bố trí, cây cần nước (Oenanthe javanica) được trồng vào các luống thủy canh để đạt được tỷ lệ sinh khối thực vật-cá (P/F) khác nhau lần lượt là 0,06; 0,30; 0,50 và 0,95 và một nghiệm thức đối chứng ( không bổ sung rau thủy canh). Hệ thống được vận hành liên tục trong 125 ngày. Nước được tuần hoàn liên tục thông qua máy bơm với tốc độ dòng chảy không đổi là 10 L/ngày. Trong mỗi giai đoạn của thí nghiệm, các mẫu nước được thu thập sau đó tiến hành phân tích tổng nitơ, khả năng hấp thụ TAN, nồng độ bioflocs, sinh khối cá và thực vật.

Trong suốt thời gian thí nghiệm, không quan sát thấy tình trạng cá hay thực vật chết. Tuy có sự gia tăng và giảm nhẹ độ pH và DO (nồng độ oxy hòa tan) trong luống thủy canh, nhưng cả hai thông số đều nằm trong phạm vi hoạt động bình thường. Kết quả phân tích cho thấy hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) ở các nghiệm thức có rau thủy canh thấp hơn đáng kể (1,73-1,85) so với FCR trong đối chứng (1,96). So với đối chứng, hệ thống aquaponics thể hiện hiệu suất tốt hơn với FCR thấp hơn. Hiệu suất tốt này đạt được chủ yếu là do loại bỏ hiệu quả các chất như TAN, nitrit và nitrat cũng như tiêu thụ ít oxy giúp cung cấp điều kiện môi trường tốt hơn cho cá. 


Hệ thống aquaponics sử dụng cây cần nước có những lợi ích đáng kể về việc đạt được sinh khối kép. Ảnh: Bob Owen.

Một kết quả rất tích cực của nghiên cứu này là hệ thống aquaponics sử dụng cây cần nước có những lợi ích đáng kể về việc đạt được sinh khối kép (cá và thực vật) với năng suất cao cũng như tái sử dụng nước nuôi trồng thủy sản với lượng nước thay đổi hạn chế <0,50% mỗi ngày để bổ sung lượng nước bị mất do thoát hơi nước của cây. Hiệu suất sử dụng nitơ trong hệ thống aquaponics tăng từ 29,3 lên 39,1% khi tỷ lệ sinh khối tăng tương ứng từ 0,06 lên 0,95. Hơn nữa, sự gia tăng tỷ lệ sinh khối lên đến 0,95 cho thấy tỷ lệ hấp thụ nitơ cao nhất của thực vật (~ 56 mg/ngày trong luống thủy canh) giúp làm giảm lượng khí thải nitơ oxit (N2O) xuống 17% so với đối chứng. Kết quả thống kê này cho thấy rằng tỷ lệ sinh khối phải cao hơn 0,5 để đạt được hiệu quả nuôi trồng tốt.

Nhìn chung, nghiên cứu cung cấp tầm nhìn về vai trò quan trọng của tỷ lệ sinh khối thực vật-cá (P/F). Tỷ lệ sinh khối ảnh hưởng đến sự chuyển hóa nitơ bao gồm sự lưu giữ nitơ trong nước, sự đồng hóa nitơ của cá và thực vật. Việc lựa chọn tỷ lệ sinh khối phù hợp có thể rất quan trọng trong việc thiết kế hệ thống aquaponic cải thiện chất lượng và nâng cao khả năng sản xuất, tiết kiệm nước và giảm phát thải khí nhà kính. Tuy nhiên, việc khảo sát các loài thực vật và cá khác nhau trong các điều kiện môi trường khác nhau như tốc độ tuần hoàn, nhiệt độ và chu kỳ rất cần được nghiên cứu chuyên sâu hơn.

References: Paudel, S. R. (2020). Nitrogen transformation in engineered aquaponics with water celery (Oenanthe javanica) and koi carp (Cyprinus carpio): Effects of plant to fish biomass ratio [online], viewed 14 July 2021, from:< https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2020.734971>. 

Đăng ngày 10/08/2021
Uyên Đào @uyen-dao
Kỹ thuật

Tổng quan về công nghệ MBBR trong nuôi trồng thủy sản

MBBR là Moving Bed Biofilm Reactor, hứa hẹn là công nghệ xử lý nước thải ưu việt trong nuôi trồng thủy sản.

công nghệ MBBR
• 18:17 25/09/2021

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP không chỉ loại bỏ hiệu quả nồng độ Ammonium mà còn xử lý đến 90% chất hữu cơ.

Chế biến cá tra
• 07:00 22/04/2020

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản bằng cảm biến nano

Sử dụng được cả trên bờ, dưới nước để quan trắc chất lượng nước, hệ thống cảm biến nano do Viện Công nghệ nano (INT) thuộc Đại học Quốc gia TPHCM nghiên cứu giúp người nuôi trồng thủy sản yên tâm khi chất lượng nước nuôi được cảnh báo tự động kịp thời khi có sự cố.

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản
• 14:35 05/02/2020

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ

Quản lý môi trường ao nuôi tôm nước lợ là khâu quan trọng, đòi hỏi người nuôi có sự hiểu biết cần thiết về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và biến động của chúng.Từ đó, có biện pháp điều chỉnh phù hợp, giảm nguy cơ thiệt hại, góp phần vào thành công của vụ nuôi.

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ
• 08:46 30/10/2019

Xử lý hiện tượng tôm bị đóng rong ở thân

Trong ngành nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm, việc quản lý môi trường ao nuôi đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc quyết định thành công của một vụ nuôi. Một trong những hiện tượng thường gặp, đặc biệt vào thời điểm giao mùa hoặc khi môi trường ao nuôi không được kiểm soát tốt, là tình trạng tôm bị đóng rong trên thân.

Tôm bị đóng rong
• 09:41 13/05/2025

Giải quyết hiện tượng nóng đáy ao

Trong những năm gần đây, mô hình nuôi tôm thâm canh và siêu thâm canh ngày càng phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, đi kèm với năng suất cao là những thách thức ngày càng lớn về mặt môi trường ao nuôi, trong đó hiện tượng nóng đáy ao vào mùa nắng nóng là một trong những rủi ro gây thiệt hại âm thầm nhưng nghiêm trọng. Hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe tôm mà còn tạo điều kiện cho nhiều bệnh nguy hiểm bùng phát nếu người nuôi không kịp thời phát hiện và xử lý.

Ao nuôi
• 10:21 12/05/2025

Chọn phương pháp hóa học hay sinh học để diệt tảo?

Trong quá trình nuôi trồng thủy sản, việc kiểm soát tảo luôn là một trong những nhiệm vụ quan trọng, đặc biệt khi tảo phát triển quá mức và gây ảnh hưởng đến chất lượng nước cũng như sức khỏe của vật nuôi. Tuy nhiên, việc lựa chọn phương pháp xử lý – sử dụng hóa học hay sinh học – luôn khiến nhiều người băn khoăn. Bài viết này sẽ giúp người nuôi hiểu rõ ưu, nhược điểm của từng giải pháp, từ đó đưa ra lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tế ao nuôi của mình.

Tảo
• 09:00 11/05/2025

Tôm sốc nhiệt dẫn đến cong thân đục cơ

Trong quá trình nuôi tôm thẻ chân trắng, hiện tượng tôm bị sốc nhiệt dẫn đến cong thân, đục cơ là một trong những vấn đề nghiêm trọng, gây thiệt hại lớn cho người nuôi. Dưới đây là những chia sẻ kỹ thuật từ kinh nghiệm thực tế nhằm giúp bà con hiểu rõ nguyên nhân, biểu hiện và biện pháp phòng trị hiệu quả.

Tôm bị cong thân
• 10:03 09/05/2025

Cách lắng phù sa cho ao nuôi

Trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi cá, tôm, việc xử lý nước đầu vào là một khâu quan trọng nhằm đảm bảo môi trường ao nuôi ổn định, an toàn cho sinh vật nuôi. Trong đó, phù sa – thành phần tự nhiên thường có trong nước lấy từ sông, kênh rạch – nếu không được xử lý thích hợp, có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ao, làm giảm hiệu suất nuôi và tăng rủi ro dịch bệnh. Một trong những phương pháp xử lý phổ biến là “lắng phù sa”.

Ao nuôi
• 01:39 15/05/2025

Cảnh giác dịch bệnh khi giao mùa

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng rõ rệt, ngành nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là nguy cơ bùng phát dịch bệnh trong thời điểm giao mùa. Giao mùa là khoảng thời gian chuyển tiếp giữa các mùa trong năm, thường đi kèm với sự biến động lớn về nhiệt độ, độ ẩm, mưa nắng, và môi trường nước. Những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của vật nuôi thủy sản. Nếu không có biện pháp phòng ngừa và xử lý kịp thời, dịch bệnh có thể bùng phát nhanh chóng, gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế và ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm, môi trường sinh thái.

Tôm thẻ chân trắng
• 01:39 15/05/2025

Nuôi lươn: Hướng tới chuỗi liên kết bền vững

Trong bối cảnh nông nghiệp ngày càng đối mặt với biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường và nhu cầu chuyển đổi sang mô hình sản xuất bền vững, ngành nuôi trồng thủy sản đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng và tạo sinh kế cho hàng triệu người dân. Trong số đó, nghề nuôi lươn đang dần trở thành hướng đi tiềm năng, không chỉ về hiệu quả kinh tế mà còn phù hợp với xu thế phát triển chuỗi giá trị bền vững, nhất là tại các tỉnh miền Tây Nam Bộ.

Nuôi lươn
• 01:39 15/05/2025

Một số ứng dụng công nghệ trong quản lý và giám sát hoạt động khai thác thủy sản

sản Việc ứng dụng công nghệ trong quản lý và giám sát hoạt động khai thác thủy sản là một xu hướng quan trọng giúp đảm bảo khai thác bền vững, bảo vệ nguồn lợi thủy sản và tuân thủ các quy định quốc tế. Dưới đây là một số công nghệ tiêu biểu đang được triển khai.

Công nghệ trong khai thác thủy sản
• 01:39 15/05/2025

Ngành thủy sản Việt Nam đã và đang “xanh hóa”: Từ xu hướng đến chiến lược quốc gia

Trong nhiều thập kỷ qua, thủy sản đã đóng vai trò trụ cột trong nền kinh tế Việt Nam, góp phần quan trọng vào kim ngạch xuất khẩu, tạo việc làm và sinh kế cho hàng triệu người dân. Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu, ngành này cũng đang đối mặt với không ít thách thức mang tính sống còn: suy giảm nguồn lợi, ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu, yêu cầu khắt khe từ thị trường quốc tế… Trong bối cảnh đó, “xanh hóa” không còn là lựa chọn, mà đã trở thành chiến lược phát triển tất yếu nếu Việt Nam muốn duy trì vị thế và phát triển bền vững ngành thủy sản.

Nuôi trồng thủy sản
• 01:39 15/05/2025
Some text some message..