Ảnh hưởng diện tích hệ thống đất ngập nước kiến tạo đến chất lượng nước và sinh trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh trong hệ thống tuần hoàn kín

- ẢNH HƯỞNG DIỆN TÍCH HỆ THỐNG ĐẤT NGẬP NƯỚC KIẾN TẠO ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ SINH TRƯỞNG CỦA TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei) THÂM CANH TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN KÍN Ngô Thụy Diễm Trang 1 , Bùi Thành Luân 1 , Nguyễn Hồng Khoa 1 và Hans Bix 2.
- Diện tích đất ngập nước, đất ngập nước kiến tạo, huệ nước, chất lượng nước, tôm thẻ chân trắng, sinh trưởng tôm.
- Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của diện tích đất ngập nước (ĐNN) tương ứng cho các nghiệm thức là 1,77.
- 0,78 và 0,41 m 2 lên chất lượng nước bể nuôi tôm thâm canh tuần hoàn kín.
- Mỗi hệ thống ĐNN được bố trí theo kiểu lắp nối tiếp hệ thống chảy ngầm đứng và chảy ngầm ngang.
- Thực vật được trồng trên các hệ thống là cây Huệ nước (Canna sp.) với mật độ 10 cây/m 2 .
- Kết quả cho thấy, diện tích ĐNN càng lớn thì chất lượng nước càng tốt.
- Trong thời gian nghiên cứu không cần thay nước mới nhưng nồng độ các chất ô nhiễm ở tất cả các nghiệm thức đều nằm trong ngưỡng an toàn cho tôm phát triển.
- Sự sinh trưởng của tôm không bị ảnh hưởng bởi diện tích đất ngập nước, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) ở ba nghiệm thức trong khoảng .
- Trong thí nghiệm hiện tại, diện tích 0,78 m 2 là thích hợp để tiếp tục nghiên cứu ứng dụng ĐNN vào thực tế vì vừa đảm bảo chất lượng nước cũng như sự sinh trưởng của tôm..
- Ảnh hưởng diện tích hệ thống đất ngập nước kiến tạo đến chất lượng nước và sinh trưởng của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh trong hệ thống tuần hoàn kín.
- Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng nhanh về diện tích ao nuôi tôm đã dẫn đến chất lượng nguồn nước ngày càng bị suy giảm, điều này xuất phát từ chất thải trong khâu nuôi tôm chưa được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường.
- Theo Tổng cục Thủy sản (2013) trong 6 tháng đầu năm diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng thiệt hại khoảng 3.081 ha do dịch bệnh bùng phát, chiếm 17,1% diện tích thả nuôi, bằng 124,9% so với cùng kỳ năm 2012 và có xu hướng ngày càng gia tăng.
- Trong 11 tháng đầu năm 2015, theo báo cáo của Cục Thú y tổng diện tích nuôi tôm nước lợ bị thiệt hại là 49.656,51 ha (bằng 104,7% so với cùng kỳ năm 2014), chiếm 7,66%.
- tổng diện tích nuôi tôm của cả nước (Hà Kiều, 2016).
- Đất ngập nước kiến tạo được xem là biện pháp sinh thái, rẻ tiền, dễ vận hành,… và có thể kết hợp với hệ thống nuôi trồng thủy sản đã và đang được nghiên cứu thành công ở ĐBSCL (Trang, 2009.
- một diện tích đất riêng giành cho thiết kế hệ thống xử lý.
- Vấn đề đặt ra là quy mô diện tích đó như thế nào để vừa không làm ảnh hưởng đến diện tích mặt ao nuôi tôm cũng như đủ cho hệ thống xử lý nước thải đạt hiệu quả.
- Nghiên cứu này được thực hiện nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của diện tích hệ thống đất ngập nước kiến tạo đến chất lượng nước bể nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và sinh trưởng của tôm trong hệ thống tuần hoàn kín kết hợp đất ngập nước.
- Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp kiến thức cần thiết cho việc thiết kế hệ thống ĐNN trong ứng dụng cho nuôi tôm thẻ chân trắng ngoài thực tiễn..
- Do đó, đề tài này muốn đánh giá với các tỷ lệ thấp hơn nhằm tiết kiệm diện tích thiết kế ĐNN, đồng thời muốn xem xét tỷ lệ thiết kế nào phù hợp cho loại nước thải bể nuôi tôm thẻ thâm canh.
- Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 diện tích 1,77 m 2 .
- 0,78 m 2 và 0,41 m 2 (có tỷ lệ diện tích mặt nước nuôi:tổng diện tích bề mặt ĐNN tương ứng là 1:1,2.
- 1:0,27) và 2 lần lặp lại, tổng cộng có 6 hệ thống..
- 2.2 Thiết kế hệ thống xử lý.
- Mỗi hệ thống được thiết kế bao gồm 1 bể nuôi tôm bằng composite (thể tích 1 m 3 ) được lắp nối tiếp (bằng ống nhựa PVC Ø27) với mô hình đất ngập nước bao gồm bể chảy đứng (NĐ), bể ngầm ngang (NN).
- Nước thải đầu ra của hệ thống xử lý từ bể ngầm ngang được thu gom lại bể tập trung (hình trụ, 60 x 60 cm), trong bể có gắn máy bơm để bơm nước ngược trở lại bể tôm khi bể đầy nước (Hình 1).
- Do bản chất này của hai loại mô hình NĐ và NN nên hệ thống xử lý trong nghiên cứu này sử dụng và lắp nối tiếp 2 mô hình NĐ và NN nhằm loại bỏ tối đa đạm có trong nước thải bể nuôi tôm..
- Hình 1: Sơ đồ bố trí hệ thống thủy sản tuần hoàn kín kết hợp đất ngập nước kiến tạo với 3 diện tích ĐNN A (1,77 m 2.
- Hình 2: Hệ thống ĐNN chảy ngầm theo phương đứng Ống phân phối.
- Bể Tôm.
- Hệ thống chảy ngầm đứng (NĐ) (Hình 2): sử dụng các thùng nhựa hình trụ có kích thước (đường kính 74 cm.
- 50 cm) cho 3 nghiệm thức diện tích tương ứng là 1,77 m 2 .
- Số cây được trồng trên mỗi bể là 6, 5 và 3 cây tương ứng theo diện tích bề mặt là 10 cây/m 2.
- Hệ thống chảy ngầm ngang (NN) (Hình 3): sử dụng bể hình hộp chữ nhật có 3 kích thước lần lượt là (200 x 67 x 30 cm), (75 x 58 x 30 cm) và (58 x 39 x 30 cm) và chất nền được sử dụng tương ứng là 240, 84 và 48 lít.
- Thời gian lưu tồn nước trong hệ thống chảy ngang của 3 nghiệm thức trên lần lượt là 12 giờ.
- Hình 3: Hệ thống ĐNN chảy ngầm theo phương ngang 2.3 Vận hành hệ thống.
- Hệ thống được vận hành trong vòng 14 tuần..
- Nước sử dụng trong hệ thống là nước máy có bổ sung phân NPK với liều lượng 20 g/bể để tạo điều kiện cho thực vật và vi sinh vật trong đất ngập nước thích nghi, vừa gây màu nước.
- Kết thúc giai đoạn dưỡng cây, nước trong các bể được trộn lại với nhau trong 24 giờ để nước được đồng nhất giữa các bể tôm.
- Sau mỗi 14 ngày tăng độ mặn lên một lần từ 5‰ đến 10‰, 15‰ và 20‰ (riêng ở độ mặn 15‰ được giữ thêm 2 tuần để cây không bị sốc bởi độ mặn cao, sau đó tiếp tục vận hành hệ thống ở 20‰ thêm 1 tuần nữa trước khi kết thúc thí nghiệm).
- Nước trong tất cả các bể nuôi tôm được vận hành với tốc độ tuần hoàn là 50%/ngày (500 lít/ngày)..
- thức ăn.
- Chất lượng nước: Mẫu nước được thu trong bể tôm định kỳ 2 tuần/1 lần vào lúc 8-9 giờ sáng..
- 3.1 Chất lượng nước trong bể nuôi tôm 3.1.1 Các thông số pH và DO.
- Giá trị pH trong các bể tôm có xu hướng tăng dần theo thời gian (Hình 4a).
- Sau ngày thứ 14 giá trị pH tăng lên gần với khoảng giá trị thích hợp để nuôi tôm Vũ Thế Trụ, 1994).
- Riêng nhân tố diện tích ĐNN, giá trị pH nước trong hệ thống diện tích lớn và vừa (1,77 m 2 , 0,78 m 2 ) thì cao hơn so với diện tích nhỏ (0,41 m 2.
- Có thể ở diện tích ĐNN nhỏ (0,41 m 2 ) với cùng lưu lượng cấp nước, thời gian tồn lưu ngắn hơn, nước được xáo trộn và có vòng quay nhanh hơn dẫn đến quá trình nitrate hóa diễn ra mạnh hơn làm cho pH trong nước thấp hơn (Vymazal, 2007).
- Điều này được minh chứng trong việc cao hơn nồng độ NO 3 -N ở diện tích ĐNN nhỏ (0,41 m 2 ) so với 2 nghiệm thức còn lại (Hình 5b)..
- Nhìn chung, giá trị pH trong thí nghiệm này là thích hợp cho sự phát triển của tôm (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2010)..
- Hình 4: Diễn biến pH (a), DO (b) trong bể tôm của ba nghiệm thức diện tích 0.41 m 2 , 0,78 m 2 và 1,77 m 2 theo thời gian.
- Nồng độ DO trong bể tôm ở diện tích nhỏ thấp hơn và khác biệt với 2 nghiệm thức còn lại (Hình 4b).
- Việc tiêu hao DO trong hệ thống nhỏ này có thể là do nhu cầu oxy Thời gian thu mẫu (ngày) Thời gian thu mẫu (ngày).
- hòa tan cho quá trình nitrate hóa, và có thể là do nhu cầu oxy của tôm nuôi (Lin et al., 2002) trong bể nhiều hơn hai hệ thống lớn và vừa (Hình 5b)..
- Nồng độ DO trong nghiên cứu cao hơn so với nghiên cứu của Thakur and Lin (2003) nuôi tôm sú không thay nước với mật độ nuôi thấp hơn khoảng 25-50 con/m 3.
- Nồng độ DO thấp gây ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm (Bộ Thủy sản, 2003).
- Theo Nguyễn Đình Trung (2004) tác hại do nồng độ DO nhỏ hơn 4 mg/L tôm vẫn bắt mồi bình thường nhưng chúng tiêu hóa thức ăn không hiệu quả gây ảnh hưởng đến tôm dẫn đến tăng tính cảm nhiễm bệnh, ảnh hưởng đến lợi nhuận sau cùng.
- Nồng độ DO thấp (2 – 3 mg/L) thì tôm sẽ ngừng bắt mồi và yếu đi nhiều, do đó cần cung cấp đủ hàm lượng DO cần thiết để tôm phát triển.
- Tuy nhiên, nồng độ DO trong các bể tôm trong thí nghiệm này đều >4mg/L nằm trong khoảng thích hợp cho tôm thẻ chân trắng phát triển bình thường theo Thông tư số 45/2010/TT-BNNPTNT, DO thích hợp để nuôi tôm thẻ chân trắng là ≥4 mg/L (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2010)..
- Nồng độ đạm nitrite (NO 2 -N) trong các bể tôm có xu hướng tăng dần qua các đợt thu mẫu, dao động trong khoảng từ 0 – 0,32 mg/L (Hình 5a)..
- Nồng độ NO 2 -N ít biến động qua các đợt thu mẫu ở các bể tôm có diện tích hệ thống xử lý lớn và vừa, nhưng lại tăng cao ở nghiệm thức có diện tích nhỏ..
- Điều này tương ứng với kết quả nồng độ DO trong các bể tôm có diện tích ĐNN nhỏ thấp hơn so với 2 diện tích còn lại (Hình 4b).
- Và theo Nguyễn Thanh Phương và Trần Ngọc Hải (2004), nồng độ 4-5 mg NO 2 -N/L có thể ảnh hưởng bất lợi cho tôm..
- Như vậy, nồng độ NO 2 -N trong các bể tôm nuôi của thí nghiệm hiện tại là an toàn cho tôm thẻ phát triển.
- Nhìn chung, nồng độ NO 2 -N trong nước 3 bể tôm đều nằm dưới ngưỡng cho phép yêu cầu chất lượng nước nuôi tôm thẻ chân trắng (<0,35 mg/L), đặc biệt ở 2 diện tích ĐNN lớn và vừa nồng độ NO 2 -N đạt mức tối ưu (≤0,25mg/L) (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2010)..
- Tương tự NO 2 -N, nồng độ đạm nitrate (NO 3 -N) trong các bể tôm cũng có xu hướng tăng dần qua các đợt thu mẫu, dao động trong khoảng từ mg/L và có xu hướng tích lũy ở cả 3 nghiệm thức diện tích (Hình 5b).
- Theo Nguyễn Quang Chương (2014), nồng độ NO 3 -N trong khoảng mg/L không ảnh hưởng và có sự khác biệt về tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng của tôm.
- Ở nồng độ 205,5 mg NO 3 -N/L tôm tăng trưởng giảm, tỷ lệ chết tăng, giảm hiệu quả cho ăn, hạn chế trao đổi chất và suy giảm chức năng nội tiết.
- Theo Thông tư số 45/2010/TT-BNNPTNT (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2010), không quy định nồng độ NO 3 -N cho nước nuôi lẫn nước thải sau xử lý.
- Nồng độ đạm amôn (NH 4 -N) trong bể tôm có sự tích lũy theo thời gian ở cả 3 nghiệm thức diện tích (Hình 5c).
- Nồng độ NH 4 -N trung bình trong bể tôm của diện tích ĐNN lớn (1,77 m 2 ) thấp hơn so với hai diện tích còn lại (p<0,05), có thể do số lượng cây được trồng trên hệ thống này nhiều hơn, nên đã giúp loại bỏ NH 4 -N qua cơ chế cây hấp thu tạo sinh khối..
- Nhìn chung, nồng độ NH 4 -N trong các bể tôm của thí nghiệm hiện tại biến động trong khoảng 0,2 – 0,91mg/L, và tăng cao nhất vào cuối thí nghiệm ở diện tích trung bình (0,78 m 2.
- Nồng độ này vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho tôm thẻ phát triển theo Thông tư số 45/2010/TT-BNNPTNT, NH 3 -N tối ưu ≤0,1.
- Hình 5: Diễn biến NO 2 -N (a), NO 3 -N (b), NH 4 -N (c) và PO 4 -P (d) trong bể tôm của 3 nghiệm thức diện tích 0,41 m 2 , 0,78 m 2 và 1,77 m 2 theo thời gian.
- Nồng độ lân hòa tan (PO 4 -P) biến động nhiều theo thời gian.
- Vào giai đoạn 28 ngày nồng độ PO 4 -P tăng cao (>1,0 mg/L) do ảnh hưởng của đợt bón phân nuôi cây (Hình 5d).
- Theo khuyến cáo của Nguyễn Đức Hội (2000) thì hàm lượng lân thích hợp cho nuôi tôm là 0,5 mg/L, do đó, nồng độ lân trong bể tôm chưa thỏa mãn điều kiện tốt cho tôm..
- Tuy nhiên, mức độ lân trong bể tôm tăng vọt là do thêm phân NPK vào bể tôm gây màu nước.
- nghiệm nồng độ lân trong bể tôm có diện tích ĐNN lớn đạt mức thấp nhất, gần ngưỡng thích hợp cho nuôi tôm (0,5 mg/L)..
- 3.2 Sinh trưởng của tôm.
- Kết quả cho thấy trọng lượng tôm tăng thêm, tỉ lệ sống và hệ số chuyển hóa thức ăn ở 3 nghiệm thức diện tích khác biệt không có ý nghĩa (p>0,05).
- Bảng 1: Sự tăng trưởng của tôm trong thí nghiệm.
- Các chỉ tiêu theo dõi 0,41 m Diện tích đất ngập nước 2 0,78 m 2 1,77 m 2 P-Values.
- Tuy nhiên, khả năng tăng trưởng của tôm trong thí nghiệm trung bình từ 2,99 đến 4,12 g/con trong 70 ngày bằng với trọng lượng tôm trong nghiên cứu của Lin et al.
- Chất lượng nước trong bể tôm ở ba nghiệm thức diện tích đất ngập nước 1,77 m 2 , 0,78 m 2 và 0,41 m 2 đều nằm trong ngưỡng an toàn cho tôm phát triển.
- Nồng độ NO 2 -N, NO 3 -N, NH 4 -N và PO 4 -P có xu hướng tích lũy theo thời gian và phụ thuộc vào diện tích đất ngập nước, diện tích càng lớn thì nồng độ càng thấp.
- Sự sinh trưởng của tôm không bị ảnh hưởng bởi diện tích đất ngập nước, tôm trong hệ thống có tỉ lệ sống từ 33-41%, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) ở ba nghiệm thức trong khoảng .
- Căn cứ vào kết quả chất lượng nước và hiệu suất xử lý thì diện tích 0,78 m 2 cho kết quả hợp lý nhất..
- Có thể chọn diện tích 0,78 m 2 là diện tích cần được nghiên cứu tiếp theo trên quy mô ao nuôi nhỏ như các trại sản xuất tôm giống..
- Thông tư 45/2010/TT-BNNPTNT “Quy định điều kiện cơ sở, vùng nuôi tôm sú, tôm chân trắng thâm canh đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm”..
- Chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá sặc rằn (Trichogaster pectorlis) thâm canh kết hợp với bèo tai tượng (Pistia stratiotes).
- Quản lý chất lượng nước ao nuôi thủy sản.
- Quản lý chất lượng trong nuôi trồng thủy sản.
- Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản 1.
- Khả năng xử lý nước nuôi thủy sản thâm canh bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo..
- Lọc sinh học hướng sử dụng trong sản xuất giống và nuôi tôm..
- Kỹ thuật nuôi tôm he chân trắng.
- Tình hình nuôi tôm nước lợ 6 tháng đầu năm 2015 và định hướng sản xuất 6 tháng cuối năm 2015..
- Cãi tiến kỹ thuật nuôi tôm tại Việt Nam