So sánh các hệ thống biofloc, nước sạch và hệ thống ghép RAS làm môi trường sản xuất tôm giống (11-10-2018)

Các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) có thể sản xuất các loài có giá trị cao với tỷ lệ thay nước hạn chế, do đó làm giảm chất thải và tăng cường an toàn sinh học. Các hệ thống Biofloc (BF) là một dạng của RAS với tảo, các sinh vật đơn bào, vi khuẩn, thức ăn thừa, phân và các chất hữu cơ khác trong cột nước. Một số yếu tố hạn chế đối với các hệ thống biofloc bao gồm những thay đổi đột ngột về chất lượng nước, tiềm năng bùng phát Vibrio sp., sự tích tụ chất rắn và chi phí năng lượng cao do sục khí mạnh. Việc tiêu thụ các hạt biofloc có thể tăng cường hiệu suất sinh trưởng của các loài nuôi và giảm chi phí thức ăn theo thời gian.
So sánh các hệ thống biofloc, nước sạch và hệ thống ghép RAS làm môi trường sản xuất tôm giống
Ảnh minh họa

Và các chi phí ban đầu trong các hệ thống biofloc có thể thấp hơn các dạng RAS khác, vì không yêu cầu lọc sinh học bên ngoài. Thường thì thiết bị lọc duy nhất được sử dụng trong hệ thống BF là một bộ lọc chất rắn để kiểm soát sự tích tụ của các hạt. Ngăn lắng là một thiết bị giá thành thấp để loại bỏ chất rắn. Các ngăn công nghệ thấp này bao gồm một vách ngăn trung tâm để giảm vận tốc nước chảy vào, cho phép các chất rắn lắng xuống dưới đáy, nơi các chất rắn có thể được tẩy sạch khỏi hệ thống sau đó.

Các hệ thống nước sạch (CW) là một dạng khác của RAS sử dụng lọc sinh học để loại bỏ chất rắn và chất thải amoniac. Tuy nhiên, việc tăng tiêu thụ năng lượng và lọc (đối với các yêu cầu bơm và sưởi ấm) dẫn đến chi phí hoạt động và chi phí ban đầu cao hơn. Kết hợp các tính năng tích cực của hệ thống BF và CW có thể cung cấp khả năng lọc sinh học đáng tin cậy của hệ thống CW với sự đóng góp dinh dưỡng của hệ thống BF, và hệ thống ghép (HY) này có thể hữu ích cho các khu sản xuất tôm giống trong nhà. Các khu sản xuất tôm giống sản xuất ra những con giống khỏe mạnh hơn, mở rộng các vụ nuôi, tăng an toàn sinh học và sử dụng không gian, và hỗ trợ sản lượng cao hơn trong quá trình phát triển.

Bài viết tóm tắt các ấn phẩm ban đầu của nghiên cứu này, so sánh các hệ thống sản xuất tôm giống biofloc, nước sạch và hệ thống ghép trong sản xuất tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, chất lượng nước và tình trạng đồng vị ổn định.

Thiết lập nghiên cứu

Một nghiên cứu kéo dài 48 ngày được tiến hành tại tòa nhà công nghệ sản xuất nuôi trồng thủy sản (APT) của bang Kentucky ở Frankfort, KY Mỹ để so sánh sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm cũng như chất lượng nước và tình trạng  đồng vị ổn định trong ba loại hệ thống ươm (BF, CW, HY) để sản xuất tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương. Tại tòa nhà APT có môi trường được kiểm soát, 12 bể dung dích 160-L polyethylene, kích thước 77 x 46 x 46 cm được phân ngẫu nhiên vào một trong ba hệ thống (BF, CW và HY) với 4 bể cho mỗi hệ thống.

Tất cả các bể có một ống 10,2 cm (D) với các lỗ lớn được bọc với lưới có kích thước 1000 μm để ngăn chặn sự xâm nhập của tôm con. Tất cả các bể bao gồm một ngăn lắng kích thước 25 cm (D) x 36 cm (H) với thể tích 12 L nước. Tất cả các bể có bộ khuếch tán gốm 15 cm nhận được không khí thổi để cung cấp oxy hòa tan vào trong nước và một máy sưởi điện 300 watt để duy trì nhiệt độ.

Sau quá trình thích nghi, tôm postlarvae (PL10) từ một trại sản xuất giống thương mại ở Florida Keys được thả trong các bể với mật độ 3000 PL/m3 (480 PLs trong mỗi bể). Vào ngày đầu tiên của nghiên cứu, tôm có trọng lượng trung bình ban đầu và độ lệch chuẩn là 7 mg ± 0,0. Trong thời gian thử nghiệm, PL ban đầu được cho ăn bằng 12% sinh khối ước tính và giảm xuống còn 3% trong suốt quá trình nghiên cứu. Sự tăng trưởng và thức ăn thừa được đánh giá trực quan hàng ngày và được sử dụng để hướng dẫn khẩu phần ăn.

Trong quá trình nghiên cứu, tôm được cho ăn nhiều chế độ ăn thương mại từ Zeigler Brothers, Inc., PA, USA, bao gồm chế độ ăn thay thế Artemia lỏng. Tất cả các bể được cho ăn ba lần mỗi ngày vào khoảng 800, 1200, và 1600 giờ và nhận được cùng một lượng thức ăn. Mặc dù tôm ở hệ thống CW có thể đã ăn các thức ăn khác gắn liền với các cạnh hoặc đáy bể bên cạnh thức ăn viên, nhưng không chắc chúng có thể tiếp cận với bất kỳ hạt biofloc nào.

Để biết mô tả chi tiết về thiết kế hệ thống thử nghiệm và quản lý hệ thống; việc nuôi tôm trong quá trình nghiên cứu; thời kỳ vi khuẩn hình thành; phương pháp thí nghiệm (biofloc, BF, nước sạch, CW và ghép, HY); giám sát và quản lý chất lượng nước và các đồng vị ổn định; và dữ liệu, quản lý và phân tích thống kê, vui lòng tham khảo ấn bản gốc.

Kết quả và thảo luận

Không có sự khác biệt đáng kể giữa các hệ thống về bất kỳ tham số sản xuất tôm nào. Tỷ lệ sống dao động từ 55 – 92% ở các bể; tỷ lệ sống ở hệ thống BF cao hơn nhiều so với các hệ thống khác, tiếp theo là hệ thống CW và HY. Tương tự, trọng lượng thu hoạch trung bình, tổng sinh khối (kg/m3), tốc độ tăng trưởng cụ thể SGR và tỷ lệ chuyển hóa thức ăn FCR đều cao hơn về số lượng trong hệ thống BF nhưng không có ý nghĩa đáng kể về mặt thống kê.

Nhiệt độ, lượng oxy hòa tan DO, pH và độ mặn đều nằm trong phạm vi được đề xuất cho sự phát triển thích hợp của tôm thẻ L. vannamei. Tuy nhiên, sự khác biệt về DO, pH và độ đục giữa các hệ thống là đáng kể.

Việc hệ thống CW có nồng độ DO cao hơn đáng kể so với các hệ thống khác trong các số liệu buổi sáng và buổi chiều, trong khi DO cao hơn đáng kể trong hệ thống HY so với BF. Đối với pH, hệ thống CW cao hơn đáng kể ở cả hai chỉ số buổi sáng và buổi chiều. Nồng độ amoniac (TAN) là phù hợp trong cả ba hệ thống trong nghiên cứu, và không có sự khác biệt đáng kể nào được phát hiện.

Dựa trên các kết quả về độ đục, các bộ phân đoạn bọt có hiệu quả hơn trong việc lọc nước trong các hệ thống CW so với các ngăn lắng trong 2 hệ thống khác. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy việc giảm tải lượng vi khuẩn thông qua việc lọc chất rắn tăng lên kết hợp với các bộ lọc sinh học thông khí như hệ thống CW và HY có thể giúp duy trì mức độ oxy và pH cao hơn.

Hệ thống BF có thể không được hưởng lợi nhiều từ giai đoạn hình thành vi khuẩn như các hệ thống khác. Ngược lại, bộ lọc sinh học bên ngoài CW và HY cung cấp một diện tích bề mặt cao, oxy phong phú và ít biến động môi trường; có khả năng tăng cường hiệu suất tăng trưởng của vi khuẩn nitrat hóa trong khi hạn chế khả năng tăng đột biến TAN.

Về tình trạng đồng vị ổn định, giá trị đồng vị N cao hơn đáng kể trong hệ thống BF cho thấy rằng tôm trong hệ thống này có các nguồn nitơ khác nhau so với các hệ thống khác. Điều này tương ứng với tỷ lệ lớn của N trong các mô tôm được cho là nhờ biofloc. Sự đóng góp của carbon và nitơ ước tính bởi mô hình trộn đồng vị có thể giúp giải thích tại sao giá trị sản lượng trong hệ thống BF tốt hơn một chút so với các hệ thống khác. Không có sự khác biệt đáng kể giữa các hệ thống liên quan đến giá trị carbon của tôm, nhưng giá trị nitơ của mô tôm cao hơn đáng kể trong hệ thống BF so với cả hệ thống HY và CW. Chúng tôi xác định rằng tôm trong hệ thống BF nhận được khoảng 87% lượng carbon của chúng từ nguồn thức ăn viên, trong khi 13% là từ biofloc. Mô hình cho thấy tôm ở hệ thống BF nhận được khoảng 66% lượng nitơ của chúng từ thức ăn viên và 34% từ biofloc.

Trong nghiên cứu, chúng tôi đã bổ sung tổng cộng 430 gam sucrose (một dạng của đường) vào hệ thống BF để kiểm soát TAN. Có thể là sucrose được thêm vào hệ thống BF có thể đã buộc vi khuẩn phải đồng hóa nhiều nitơ hơn, do đó tạo ra protein bổ sung. Nghiên cứu trong tương lai nên nghiên cứu làm thế nào để tăng protein thô trong vật liệu biofloc. Nếu thời gian của nghiên cứu được kéo dài, điều này có thể làm tăng tích tụ vi khuẩn N, có thể cải thiện chất lượng nước và tăng cường sự đóng góp dinh dưỡng của biofloc cho tôm.

Đánh giá

Sản lượng tôm tổng thể là giống nhau đối với tất cả các hệ thống trong nghiên cứu. Dựa trên kết quả nghiên cứu - vì chi phí ban đầu thấp hơn so với các RAS khác (yêu cầu lọc bên ngoài ít hơn) - các nhà sản xuất tôm nên xem xét sử dụng hệ thống BF cho sản xuất tôm giống. Hơn nữa, tôm trong hệ thống BF dường như đã nhận được một số thức ăn từ vật liệu biofloc, mà trong quá khứ đã cải thiện việc sản xuất tôm giống.

Thời gian hình thành vi khuẩn trong nghiên cứu ngắn hơn trong các hệ thống CW và HY do lọc kỹ hơn, dẫn đến chất lượng nước tốt hơn trong hệ thống BF. Nhưng các thành phần lọc bổ sung - bao gồm bơm trên bộ phân tách bọt CW và thiết bị lọc sinh học – tạo nên các chi phí bổ sung. Nhu cầu oxy bổ sung của hệ thống BF có thể yêu cầu sục khí mạnh hơn có thể làm tăng chi phí, điều này có thể là một yếu tố quan trọng đối với người sản xuất.

Nhìn chung, khi lựa chọn một hệ thống, các nhà quản lý các khu sản xuất tôm giống nên xem xét tiềm năng tăng trưởng tôm nhanh hơn, sự ổn định của chất lượng nước, và chi phí thiết bị và năng lượng.

HNN (Theo GAA)

Ý kiến bạn đọc

Tin khác