Khóa luận tốt nghiệp Công nghệ sinh học: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng việc trồng cải bẹ xanh (Brassica juncea L. ) trong hệ thống Aquaponics

TÓM TẮTNghiên cứu được tiến hành để đánh giá khả năng xử lí nước thải nuôi cá traPangasianodon hypophthalmus của mô hình aquaponics bằng việc trồng cải bẹ xanhBrassica juncea L., đồng th

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NONG LAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUA XU LÝ NƯỚC THAI NUÔI CÁ TRA

(Pangasianodon hypophthalmus) BẰNG VIỆC TRONG CAI

BE XANH (Brassica juncea L ) TRONG HE THONG

AQUAPONICS

Nganh hoc : CONG NGHỆ SINH HỌC

Sinh viên thực hiện : NGUYEN NGOC DIEM

Mã số sinh viên : 18126022Niên khóa : 2018 - 2022

TP Thú Đức, 03/2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀOTẠO TRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH

-KHOA -KHOA HỌC SINH HỌC

KHÓA LUẬN TOT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUA XU LÝ NƯỚC THÁI NUÔI CA TRA

(Pangasianodon hypophthalmus) BANG VIỆC TRONG CẢI

BE XANH (Brassica juncea L ) TRONG HE THONG

AQUAPONICS

Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực hiện

TS HUỲNH VĂN BIẾT NGUYÊN NGOC DIEM

TP Thu Đức, 03/2024

LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu và quý Thầy Côcủa trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, những người đã luôn quan tâm,dạy bảo, truyền thụ cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm Đại học cũng như

trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Tiến sĩ Huynh Văn Biết — là Cố van học tậpcũng như Hướng dẫn khoa học, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiệntốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này

Em xin xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Lê Hoàng Độ, là một người anh đãtận tình hướng dẫn quan tâm, lo lắng, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em dé có théhoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Em xin cảm ơn tập thé lớp DH18SM đã đồng hành và giúp đỡ em trong suốt thờigian học tập và nghiên cứu.

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè, nhất là

ba mẹ những người đã luôn ủng hộ, động viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong

suốt quá trình học tập và hoản thành khóa luận

XÁC NHẬN VÀ CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Ngọc Diễm, MSSV: 18126022, Lớp: DH18SM thuộc ngành Công nghệ

Sinh học Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, xin cam đoan: Đây là khóa luậntốt nghiệp do bản thân tôi trực tiếp thực hiện, các số liệu và thông tin trong nghiên cứu

là hoản toàn trung thực và khách quan Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội

đồng về những cam kết này

Tp Hô Chí Minh ngày tháng năm

Người viết cam đoan

TÓM TẮT

Nghiên cứu được tiến hành để đánh giá khả năng xử lí nước thải nuôi cá tra(Pangasianodon hypophthalmus) của mô hình aquaponics bằng việc trồng cải bẹ xanh(Brassica juncea L.), đồng thời đánh giá khả năng sinh trưởng của cải be xanh trên cácnghiệm thức kết hợp giữa xơ dừa và than sinh học với các tỷ lệ phối trộn khác nhau Cácchỉ tiêu nước thải: BODs, COD, TSS được theo dõi và lay số liệu vào ngày thứ 7, 14,21,28 sau khi trồng rau; các chỉ tiêu sinh trưởng của rau: số lá, chiều cao cây được theodoi ở giai đoạn 7, 14, 21, 28 ngày sau khi trồng rau lên hệ thống aquaponics; các chỉ tiêusinh trưởng của cá: trọng lượng, chiều đải, chiều rộng cá tra cũng được theo dõi ở cácgiai đoạn 15, 30, 45, 60, 75, 90 sau 56 ngày thả cá giống Kết quả phân tích cho thấysau 28 ngày trồng rau hiệu suất xử lí BODs, COD, TSS lần lượt đạt 46,88 %, 34,12 %,72,22% và các chỉ tiêu này đều đạt tiêu chuẩn theo QCVN 40:2011/BTNMT; cải bexanh trồng ở 5 nghiệm thức với các tỷ lệ phối trộn khác nhau giữa mụn xơ dừa và thansinh học đều đạt chỉ tiêu chất lượng Nitrat; cá đạt kích thước trung bình 214 g/con sau

90 ngày nuôi, FCR = 2,20;

Từ khóa: Aquaponics, cá tra, Pangasianodon hypophthalmus, cải be xanh, xử lý

nước thải.

II

The study was conducted to evaluate the wastewater treatment ability of catfish (Pangasianodon hypophthalmus) of an aquaponics system by growing green mustard (Brassica juncea L.), and at the same time to evaluate the growth and development ability of green mustard on the combined treatments of coir and biochar The indicators

of BODs, COD, TSS were monitored and taken data on the 7th, 14th, 21st and 28th days

after planting vegetables; the growth indicators of vegetables: number of leaves, plant height are monitored at stages 7, 14, 21, 28 days after planting vegetables on aquaponics system; fish growth indicators: weight, length, width of catfish are also monitored at stages 15, 30, 45, 60, 75, 90 after 56 days of stocking fingerlings The analysis results show that after 28 days of growing vegetables, the efficiency of treating BOD5, COD,

and TSS reached 46.88%, 34.12%, 72.22% respectively and these indicators all

standards according to QCVN 40:2011/BTNMT; mustard greens grown in 5 treatments with different mixing ratios between coir peat and biochar all met nitrate quality criteria; the fish reached an average size of 214 g/fish after 90 days of culture , FCR= 2,20

Keywords: Aquaponics, catfish, Pangasianodon hypophthalmus, green mustard, Wastewater treatment.

IV

@210/9)/€008.(912717057 7 = ) )àH ÔỎ |

11.17 Hằ ee |1.2 Mục tiêu đỀ tài: 5-52 s2 2 1221121122121121122112111121121111121111112 1212 rea 51.3 I0000)51507 8.1 1117 3

CHƯNG 2: TÔIGð QUAN TAT ETIỆT, « ce csecsecceceersrorvsboertetrbzeevervoeeroegoseosscE

2.1 Khái quát về cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) 22 2-552©5555z55-+-32.1.1 Đặc điểm sinh học của cá tra 2-2 2+222S+212E22322121123212112111211211111 2111 xe 3

2.1.1.1 Phân loại và sự phân bố cá tra 2-2 2 2+2E+EE2EE£EE£EE£EEEEEEEErEErrxrrxrrrrrer 3

7.1.1.7, Bão điềm hình Thi ca ĐÃ PBbscseesesekiniindeneOERanEoigdiGEu140335u01124g0/001001u9001p53x L52.1.1.3 Đặc điểm đinh đưỡng 2-2-2 SS+SE£2E92E92E22122122112112121212211212121 2e 42.1.1.4 Dac diém n6 8n ốốốố 42.1.1.5 Đặc điểm sinh sản - 22-22 2222221221221212212112121211211112112111211211121121 11 xe 53,1 Quản? chỉ! lyung an ee 55⁄21; \|BICE:dO HƯCG TONE AG snonatnacidtiioiDiEODRiGiiISELEL81010085G5SD.GGNRGRGETEESSSD.GAA.EA8N0148078588 5

2.1.2.2 DO pH ni TỶ" , 62.1.2.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) trong nước 62.2 Tông quan về cải be xanh (Brassica jumces) sconcccnsccoierasnsnrvsatuansniasannceussian cnstananaisine 7

V

2.2.1 Giới thiệu về cải be xanh -2- 222 SE+S22E22E2EE2E2E221251212212112122121121211212 21 2x0 72.2.2 Gia trị dinh dưỡng và công dụng của cải be xanh +-+++<c+sss+ereseexes 8

2.3 Giới thiệu sơ lược về hệ thống Aquaponics c.ccccccccessessessessessessessessessessesseeseeseees 8

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống Aquaponics -2- 22 2222z22z2z+2zxzzxzzzzzex 92.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của mô hình Aquaponics - 2 25222522: 10

2.3.3 Một số nghiên cứu nổi bật về hệ thống Aquponics trong và ngoài nước 10

2.3.3.1 Tình hình nghiên cứn trên Thế giới - e-e-cesoeHn221020123002G0026 0 c40162 00 102.3.3.2 Tình hình nghiện cứu (ONS HƯỚC sscccs:c<cssssss255516601616616431451633016k8014404584685640832 112.4 Một số loại giá thé trồng thủy canh phổ biến trong hệ thống Aquaponics 12CHUONG 3 VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP -22 522ccccsccceecee 143.1 Thời gian và địa điểm nghiÊn clit ses ccssnscseassnnvvsnazansanssnncsnasnianessnannennzainssntatinnansnsts 143.2 Vật liệu và phương pháp nghiên CỨU - cee 2< 5< +52 +22 *22E£2E£2E£zerrrrrrrrrrrrke 14

3; 2~I» Vee HCIffiPHIETEETEUssssavosbiroedtotoobsettiOndlttyoiliebkiieotlesSEz0xpstiSESl3yiSdyavgystbrxerese 143.2.2 Dụng cu, thiết bị sử đụng -2-©2- 2S 2S22E22E221221211212112121121212121 21 xe 14

3.2.2.1 Khu vực bể nuôi cá - + 2 s+S2+E+EEE2EE2121215212121212212121212111112111 210 Xe 143.2.2.2 Khu vực luống thủy canh - 2+ 2+22s+SE2E£EE+EE2E22E221252212212112122121222 222 14

3.2.3 Phương pháp ghiỂn GỮU sa esseessskesebbroieisgontisclnssllssiissfsesElpsliocsiisfcisbtulfrisgsee 15

3.2.3.1 Đánh giá hiệu quả xử ly nước thai nuôi cá tra bằng trồng cai be xanh 16

3.2.3.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cải bẹ xanh trên giá thể xơ dừa

kết hợp với than sinh học với các tỷ lệ khác nhau 2- 2 5¿25222z+2z222+z£x2zz+zse2 T7

3.2.3.3 Theo dõi sự phát triển của cá tra -2¿ 52+ 2222222222 22E2E 22A zErrrrrrrree 18

BB XU 0:8 Ả 19

CHƯƠNG 4: KET QUA VÀ THẢO LUẬN ©22©222222E22E22E22E2E2EZErrerree 20

4.1 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải nuôi cá tra bằng cải be xanh - 204.1.1 Diễn biến pH của nước trong hệ thống aquaponics -2 2z 2222552 204.1.2 Diễn biến nhiệt của nước trong hệ thống aquaponics -2255: 21

VI

4.1.3 Khả năng xử ly nước thải nuôi cá tra bằng trồng cải be xanh 21

4.1.3.1 Chất lượng nước qua các giai đoạn 7, 14, 21, 28 ngày sau khi trồng cải be xanh 2

4.1.3.2 Biến động hàm lượng DO trong các mẫu nước qua các giai đoạn 24

4.1.3.3 Biến động hàm lượng TSS trong các mẫu nước qua các giai đoạn 25

4.1.3.4 Biến động hàm lượng BODs trong các mẫu nước qua các giai doan 26

4.1.3.5 Biến động hàm lượng COD trong các mẫu nước qua các giai đoạn 27

4.1.3.6 Hiệu suất xử lý TSS qua các giai đoạn thí nghiệm -2 z 28

4.1.3.7 Hiệu suất xử ly BODs qua các giai đoạn thi nghiệm -. 2 52 - 28

4.1.3.8 Hiệu suất xử lý COD qua các giai đoạn thí nghiệm 2 -2-©55:z-: 29 4.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cải bẹ xanh trong hệ thống Aquaponics trên giá thé xơ đừa và than sinh học với các ty lệ phối trộn khác nhau 30

4.2.1 Ảnh hưởng của giá thé đến chiều cao của cải be xanh -. -.80

4.2.2 Ảnh hưởng của giá thể đến sự phát triển của lá ở cải be xanh 3 Í 4.2.3 Ảnh hưởng của giá thể đến trọng lượng cải be xanh 2- 22552252552 32 4.2.4 Ảnh hưởng của giá thé đến chiều đài rễ cải be xanh sau 28 ngày trồng 34

4.3 Sinh trưởng và phát triển của cá tra trong thời gian thí nghiệm 34

4.4 Năng suất thực tế của cá và cai be xanh trong hệ thống Aquaponics 35

GHI 5s: KẾT TUẾN XÃ KIỂN MT] «eseeeeennnerenedtreoehsnooooitEroirdingtusrnodsgonnuiSDT

TAI LIEU THAM KHẢO - 2-2 5E+2E£SE£EE£EE9EEEEE212112121121121211211217121 21 xe 38 PHÙ LUG sáng nga nong tia 0601610516560025518095G01SH14KGGS.G1AG950013EL34020GGE3NGIIEL13G10X0118g88009019818

VI

DANH SÁCH CAC CHU VIET TAT

: Tổng chat rắn lơ lửng: Hệ số chuyên hóa thức ăn: Tổ chức lương thực thế giới/ Tổ chức y tế thế giới: Amoniac

: Nitrat: Quy chuẩn Việt Nam

: Tiêu chuẩn Việt Nam: Bộ Tài nguyên và Môi trường : Carbon dioxyde

: Analysis of Variance

VUI

DANH SÁCH CÁC BANG

Bảng 2.1 Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của cá -22-©2222++2cz+csc+2 6

Bang 3.1 Tý lệ phối trộn giá thé mun xơ dừa và than sinh học của 5 nghiệm thức 16

Bang 3.2 Một số chỉ tiêu và phương pháp phân tích nước thải -25252¿ 17 Bảng 4.1 Chất lượng nước giai đoạn 7 ngày sau khi trồng cải be xanh 21

Bang 4.2 Chất lượng nước giai đoạn 14 ngày sau khi trồng cải be xanh 22

Bang 4.3 Chất lượng nước giai đoạn 21 ngày sau khi trồng cải be xanh 23

Bảng 4.4 Chất lượng nước giai đoạn 28 ngày sau khi trồng cải be xanh 23

Bang 4.5 Sự thay đôi chiều cao của cải be xanh ở từng nghiệm thức trong hệ thống ASQUAPIONICS sebsozsosag2252 12000210 8540153800t2003R03:200I6Uin1360iNGt,G-LS2)3/1018SiCU1BG2D.G.4G.G0G.1011-TSE230210/01 50, gi072g0đ0 30 Bảng 4.6 Sự thay đổi số lá của cải bẹ xanh ở từng nghiệm thức trong hệ thống AQUAPONLICS 00777 e ỄAŨỤAA Bảng 4.7 Bảng 4.8. Sự thay đối trọng lượng của cải be xanh ở từng nghiệm thức sau 28 ngày 32

Chỉ tiêu Nitrat của từng nghiệm thức cải bẹ xanh trong hệ thống Aquaponics RSESTREHSSEEHMEBLISBSIEWSUSSSSUOIRREIGSGEBISSSE.EBSESIAEEEESREBHSIGEIRSRREESGEHEGSSEEHESIEHIHERGIBSHBHDSSSH0t8S888 33 Bảng 4.9 Sự thay đổi chiều dai rễ của cai be xanh ở từng nghiệm thức sau 28 ngày trồng Bang 4.11 Năng suất cá tra và một số yếu tố cau thành năng suất trong hệ thống 31

IX

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hinh 0908ïii i0 6v 4

Tĩnh 2: Bini tái cãi be W0flisescoeseneesosoetssetetolotsterlbesgltidosigntuiliolisghiggoágsddogisitksues 7 Hình 2.3 Van hành mô hình AquapOIiICS - +5 2222 + +23 *+zE+++eszerreerrrrrerree 9 Hình 2.4 Một số loại giá thể trồng thủy canh trong hệ thong Aquaponics 13

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống Aquaponics - 2-2 2+2++22222E+2E2EE22E2222221222222122222x2e 15 H122 a ee, sang ngu nhi gunniEAnEOGGGEIGESGGSIGDSSSES)AG0A0050G90085000010881838 16 Hình 3.3 Sơ đồ bồ trí thí nghiệm ở luống rau thủy canh 2-22 2 2552222z£< 17 Hình 4.1 Sự biến thiên pH của nước trong hệ thống Aquaponics - 2 2¿ 20 Hình 4.2 Sự biến thiên nhiệt độ của nước trong hệ thống Aquaponics 21

Hình 4.3 Biến động DO trong các mẫu nước qua các giai đoạn - 24

Hình 4.4 Biến động TSS trong các mẫu nước qua các giai đoạn - 25

Hình 4.5 Biến động BODs trong các mẫu nước qua các giai đoạn - - 26

Hình 4.6 Biến động COD trong các mẫu nước qua các giai đoạn Z Hình 4.7 Hiệu xuất xử lý TSS trong hệ thống Aquaponics 2-22 225222552 28 Hình 4.8 Hiệu xuất xử lý BODs trong hệ thống Aquaponics - -5- 28 Hình 4.9 Hiệu xuất xử ly COD trong hệ thống Aquaponics - 29

Hình 4.10 Sinh trưởng của cá tra sau 90 ngay nuôi . -~.3⁄4

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam là một quốc gia có nhiều điều kiện thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản như

đường bờ biển dai 3260 km, có nhiều vũng vịnh, sông suối, kênh rach, Theo Bộ Nông

nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), thời gian qua ngành thủy sản Việt Nam

đã trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn, mang lại giá trị xuất khẩu đứng

thứ 3 trong các ngành kinh tế của đất nước Tuy nhiên ngành nuôi trồng thủy sản ở nước

ta ngoài những thuận lợi còn nhiều thách thức đặt ra như là việc khai thác quá mức, tăngdiện tích nuôi trồng thủy sản thiếu quy hoạch, sử dùng bừa bãi thuốc, hóa chất trong

nuôi trồng thủy sản làm cho môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng Do

đó, việc tìm ra giải pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản đang là một vấn đề quan

Trước những van đề trên, mô hình Aquaponics được xem là một giải pháp thiếtthực vừa có thể xử lý nguồn nước bị ô nhiễm do nuôi trồng thủy sản, vừa giải quyết vềvan đề thiếu đất trồng và nguồn thực phẩm rau củ sạch Mô hình Aquaponics này là sựkết hợp giữa nuôi cá va trồng cây, đây là mô hình 2 trong 1 trong đó cây trồng sẽ hapthu chất đinh dưỡng từ chat thải trong nước của cá nhờ sự chuyền hóa của các vi sinhvật dé sinh trưởng và đồng thời nước thải sau khi được rau xử lý sẽ được bơm tuần hoàn

về bề cá Đây là mô hình tuần hoàn khép kin, nước sau xử lý có thé tái sử dụng vô thờihạn và chỉ cần thêm lượng nước mới để bù vào lượng nước bị hao hụt do bốc hơi Môhình nay giảm 80% lượng nước sử dụng cho canh tác và 75% diện tích không gian.

Với những lợi ích của mô hình Aquaponics nói trên thì đề tài “ Đánh giá hiệu quả

xử lý nước thải nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) bằng việc trồng rau cai be

xanh (Brassica juncea) trong hệ thông Aquaponics” được thực hiện nhằm xử lý nước

thải nuôi cá tra đồng thời thu được sản phẩm rau an toàn không sử dụng các loại hóachất, thuốc trừ sau, góp phan bảo vệ môi trường sinh thái

1.2 Mục tiêu đề tài: Vận hành một cách có hiệu quả mô hình Aquaponics; đảm bảosinh trưởng phát triển của rau cải xanh và cá tra; xác định được khả năng xử lý nước thải

cá tra của mô hình.

1.3 Nội dung thực hiện: Tiến hành nuôi cá tra và trồng cải bẹ xanh; nuôi trồng theodõi sự tăng trưởng của cai be xanh ở các giá thé kết hợp với tỷ lệ khác nhau giữa mụn

xơ dừa và than sinh học; đánh giá được khả năng xử lý nước thải nuôi cá tra bằng việctrồng cải xanh trong mô hình Aquaponics

CHƯƠNG 2: TONG QUAN TÀI LIEU

2.1 Khai quat vé ca tra (Pangasianodon hypophthalmus)

2.1.1 Đặc điểm sinh học của cá tra

2.1.1.1 Phân loại và sự phân bố cá tra

Theo ITIS (2008) cá tra thuộc:

Loai Pangasius hypophthalmus

Vùng phân bố tự nhiên của loài cá Tra giới han trong ha lưu sông Mê kông, baogồm Campuchia, Lào, Thái Lan và Việt Nam, kể cả sông Chao Phraya ở Thái lan(Roberts và Vithayanon, 1991) Theo Uy hội sông Mekong (2005), trong tự nhiên có it

nhất 2 đàn cá Tra riêng biệt: một đàn ở thượng lưu sông Mê Kông phân bố kéo dai từ

sông Lô-ây (Loei River, Thailand) ngược lên biên giới giữa Trung Quốc và Myanmar;một đàn (quan thé) lớn hơn ở hạ lưu sông và là nguồn cung cấp quan trọng cho nghề

đánh cá ở đây Nó kéo dài từ Đồng bằng sông Cửu Long ở Việt Nam, vào hệ thống sông

Tonle Sap — Biển Hồ, và đi xa đến thác Khone

Ở Việt Nam, cá tra thuộc đàn cá hạ lưu, phân bố rộng khắp trên sông Tiền và sông

Hậu Vào mùa mưa từ thang 5 đến tháng 7 cá tra bột trôi theo dong nước từ bãi đẻ ởđoạn giữa Kra-chê và thác Khone vào thời gian bắt đầu mùa lũ Khi chúng đến biên giớigiữa Cambodia và Việt Nam, cá sẽ dạt vào các vùng ngập nước ở đây Sông Tonle Sap

đã chảy theo chiều nguợc lại giúp cho cá bột có thé đi sâu vào vùng ngập thuộc hệ thốngnày (Rainboth, 1996).

2.1.1.2 Đặc điểm hình thái của cá tra

Theo Pham Văn Khánh (2000), Ca tra là loài cá da trơn (không vay), thân dai, dep

ngang, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, đầu nhỏ vừa phải, mắt tương đối to, có

hai đôi râu dài Vay lưng cao, có một gai cứng có răng cưa Vay ngực có ngạnh, bụng

có 8 tia phân nhánh, trong khi các loai khác có 6 tia Thân màu xám nhạt, phan lưng

tham hon phan bung Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thé sống được ở vùng

nước hơi lg, có thể chịu được nước phèn với pH>5, dé chết ở nhiệt độ thấp dưới 15°C,nhưng có thể chịu nóng được tới 39°C Cá tra có số lượng hồng cầu trong máu nhiềuhơn cá khác Cá có cơ quan hô hấp phụ và còn có thê hô hấp bằng bóng khí và da nênchịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy của cátra thâp hơn 3 lân so với cá mè trang.

2.1.1.3 Đặc diém dinh dưỡng

Trong quá trình ương thành cá giống trong ao, chúng ăn các loại động vật phù du

có kích thước nhỏ và thức ăn nhân tạo Khi cá lớn thể hiện tính ăn rộng, ăn đáy và ăntạp thiên về động vật Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có thể sử dụng các loại thức ăn

bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, rau quả, rễ cây thủy sinh và thức ăn có nguồn gốc

động vật Trong ao nuôi cá tra có khả năng thích nghỉ với nhiều loại loại thức ăn khác

nhau như: thức ăn tự chế, thức ăn công nghiệp, cám Nhưng thức ăn có nguồn gốcđộng vật giúp cá lớn nhanh hơn (Phạm Văn Khánh, 2000).

2.1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng

Theo Nguyễn Văn Khánh (2004), cá tra có tốc độ tăng trưởng khá nhanh Trong

tự nhiên, cá tra có thé sông trên 20 năm Và người ta cũng đã gặp nhiều con cá tra trong

tự nhiên có trọng lượng cỡ 18 — 20 kg, dài từ 1,8 — 2 m Khi nuôi trong bè, tốc độ tăng

trưởng của cá tra phụ thuộc vào môi trường sống và thức ăn cung cấp cho chúng Cá tra

thuộc loài cá ăn tạp, nếu cung cấp thức ăn có nguồn gốc động vật và chứa nhiều đạm thì

chúng lớn rất nhanh Khi còn nhỏ, cá tăng trưởng nhanh về chiều dài Còn khi đạt trọng

lượng cỡ 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng nhanh sơn so với mức tăng về chiều dài cơ thé.Khi nuôi trong bè, sau 2 thang cá đạt chiều dài khoảng 10 — 12 em (khoảng 14 — 15 g);sau 1 năm cá đạt khoảng 1 - 1,5 kg/con Và càng về sau cá càng tăng trọng nhanh hơn.Sau khoảng 3 - 4 năm, cá có thé dat 4 — 5 kg/con Lúc nay cá đã trưởng thành và có thésinh sản (Dương Nhựt Long, 2004).

2.1.1.5 Đặc điểm sinh sản

Về đặc điểm sinh sản cho thay cá tra là loài cá di cư sinh sản, ngược dòng MêKông từ một vùng chưa rõ vào tháng 5 - 7 va quay lại dong chính khi nước sông đồ về

dâng ngập vảo tháng 9 - 12 Ở phía Nam thác Khone, sự di cư nguợc dòng của cá tra

xảy ra từ tháng 10 - tháng 02 năm sau, cao điểm vao tháng 11 - 12 Sự di cư này xảy ra

khi nước rút và xuất hiện rải rác theo sau đó là các hoạt động di cư theo chiều ngang của

cá từ các vùng ngập nước trở về dòng Mê Kông vào cuối thời kỳ mùa lũ Ở Việt Nam,

cá tra thuộc đàn cá hạ lưu, phân bó rộng khắp trên sông Tiền và sông Hậu Vào mùa

mưa (tháng 5 - 6) cá tra bột trôi theo dòng nước từ bãi đẻ ở đoạn giữa Kra-chê và thác

Khone vào thời gian bắt đầu mùa lũ Khi chúng đến biên giới giữa Cambodia và ViệtNam, cá sẽ dạt vào các vùng ngập nước ở đây Sông Tonle Sap đã chảy theo chiều nguợclại giúp cho cá bột có thể đi sâu vào vùng ngập thuộc hệ thống này (Rainboth, 1996)

Theo Nguyễn Thị Hồng (2014), tuổi thành thục của cá tra là khi đã đạt độ tuôithuần thục (cá đực 2 năm tuổi, cá cái 3 năm tuổi) thì mới có khả năng sinh sản Trọnglượng cá thuần thục lần đầu khoảng 2,5 — 3 kg Sức sinh sản thì tùy thuộc vào độ tuổicủa cá Trung bình một con cá tra đẻ mỗi lần khoảng 30.000 - 40.000 trứng Trứng cátra khá nhỏ, có tính dính Trứng sắp đẻ có đường kính trung bình 1 mm

2.1.2 Quản lý chất lượng ao nuôi

2.1.2.1 Nhiệt độ nước trong ao

Theo Boyd (1990), nhiệt độ ảnh hưởng lên các quá trình hóa học và sinh học, tốc

độ phản ứng hóa học va sinh học tăng gấp đôi khi nhiệt độ tăng lên 10 °C Nhiệt độ củanước ảnh hưởng trực tiếp đến lượng oxy hòa tan trong nước, hàm lượng NH3, khả nănghoạt động của các vi sinh vat, Hầu hết các loại cá chịu đựng kém về sự thay đồi độtngột của nhiệt độ chính vì vậy không nên chuyên các đột ngột vào nước có nhiệt độ caohơn hay thấp hơn Thông thường sự thay đổi nhiệt độ đột ngột khoảng 3 đến 4 °C sé gâysốc hoặc gây chết cá Ảnh hưởng thường tram trọng hơn khi chuyền cá từ lạnh sang 4m

5

2.1.2.2 Độ pH của nước

pH khi quá cao hay quá thấp làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào dẫn đếnlàm rối loan quá trình trao đổi muối - nước giữa co thé và môi trường ngoài Ảnh hưởnggián tiếp là khi pH cao thì làm tăng tính độc của NH3 trong môi trường và khi pH giảm

sẽ làm tăng tính độc của H2S trong môi trường.

Bang 2.1 Anh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của cá

sự biến động pH trong ao dao động trong ngày không được vượt quá 1 - 2 đơn vị (Boyd,1990).

2.1.2.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) trong nước

Nhu cầu oxy hóa học (COD — Chemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết(cung cấp bởi các chất hóa học) để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước Thường thì

COD không được quan tâm nhiều trong quản lý ao nuôi thủy sản nhưng chúng được

dùng trong đánh giá mức độ ô nhiễm trong nước thải liên quan tới vấn đề ô nhiễm môitrường của thủy vực nơi nước thải được thải ra sau nuôi trồng (Boyd, 1990)

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD-Biochemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết

dé vi khuẩn trong nước phân hủy các chất hữu co BOD là một chỉ số được sử dụng dé

xác định xem các vi sinh vật sử dụng hết oxy trong nước nhanh hay chậm như thé nao

2.2 Tổng quan về cải be xanh (Brassica juncea)

2.2.1 Giới thiệu về cải bẹ xanh

Cai be xanh hay cải xanh, cải canh, cải cay, có tên khoa học là Brassica juncea(L.), thuộc loài cây thân cỏ, sống quanh năm, hệ rễ của cây cải bẹ xanh nông, chủ yếuphân bố ở tầng đất mặt, rễ trụ ít phân nhánh Thân cây vươn cao và phân thành nhiềunhánh khi bắt đầu có nụ Lá có hai phần chủ yếu là cuống và phiến lá Cuống lá nhỏ hơitròn, phiến lá nhỏ hẹp, bản lá mỏng có màu từ xanh vàng đến xanh đậm Diện tích láthường lớn nên không chiu được hạn do bi bốc hơi nhiều Hoa màu vàng, khi nở có bốn

cánh đều nhau, thụ phan nhờ côn trùng Hat của cai be xanh rất nhỏ, màu nâu đỏ hoặc

nâu sam, hạt nhẫn (Hoàng Thi Sản và Trần Văn Ba, 2001)

Theo Trần Khắc Thi (2001), nhiệt độ thích hợp cho cải xanh là 10 — 27 °C, dophạm vi nhiệt độ rộng nên có thê trồng gan như quanh nam Cải trồng vao mùa nangcho năng suất cao hon mùa mua nhưng phải tưới đủ nước Cây cai be xanh có kha năngchịu rét khá cao.

Cây cải bẹ xanh là cây rau được sử dụng rộng rãi và chiếm vị trí quan trọng trongngành rau nhờ chủng loại phong phú Phân bồ tập trung ở khu vực ôn đới và có sự đadạng về loài nhất ở khu vực địa trung hải, là cây trồng được trồng phổ biến ở hau hết

các nước trên thế giới, nó phân bố chủ yếu từ An Độ đến Bắc Phi, Trung A, Châu Au

và Bắc Mỹ

2.2.2 Giá trị dinh dưỡng và công dụng của cải be xanh

Theo Nguyễn Thi Quỳnh Trang và ctv (2009), thành phần dinh dưỡng trong cảixanh khá cao, đặc biệt là thành phần diệp hoàng tố và vitamin K Ngoài ra, cải xanh cònchứa rất nhiều vitamin A, B, C, D, chat carotene, anbumin, axit nicotic và là một trongnhững loại rau mà các chuyên gia dinh dưỡng khuyên dùng thường xuyên dé bảo vệ sứckhỏe và phòng chống bệnh tật Cải bẹ xanh chứa một lượng vitamin K lớn, đủ cho nhucầu mỗi ngày của cơ thé Nếu cơ thé thiếu hụt vitamin K sẽ dé dẫn đến chứng khôngđông máu hoặc gặp các van đề sức khỏe liên quan đến tim và loãng xương Tham chi,một số nghiên cứu mới đây cho thấy việc thiếu vitamin K có thé liên quan đến việc tăngnguy cơ suy giảm chức năng não, mắt trí nhớ và bệnh Alzheimer Phan thân và lá cải bexanh dùng làm rau ăn, bên cạnh đó phần hạt có tác dụng tích cực trong chữ bệnh: viêmhong, ho hen, mun nhọt, trĩ, các triệu chứng phong han.

Đối với những loại rau có màu xanh đậm như cải bẹ xanh thì hàm lượng vitaminkhá cao Những vitamin này cung cấp nhiều axit folic cần thiết cho tế bào máu, giúpchống oxy hóa, khiến da dé hồng hào và tươi tan Cải be xanh có chứa một nhóm hợpchất thực vật được gọi là glucosinolates, giúp bảo vệ các tế bao chống lại tốn thươngDNA và ngăn chặn sự phát triển của các tế bảo ung thư Nếu ăn cải bẹ xanh mỗi ngày

với một lượng nhất định, có thé ngăn ngừa được ung thư phôi, da dày, ruột kết và buồng trứng

2.3 Giới thiệu sơ lược về hệ thống Aquaponics

Aquaponics là thuật ngữ kết hợp giữa aquaculture (nuôi trồng thủy sản) vàhydroponics (thủy canh), đây là sự kết hợp mang lợi ích thiết thực và tính độc đáo của

hệ thống Hệ thống Aquaponics hoạt động nhờ nguyên tắc cộng sinh của hệ sinh thái:cây - vi sinh vật - cá Các chất thải của cá và phân cá (dưới dang amoniac) sẽ được các

vi sinh vật (trong bồn lọc vi sinh) chuyên hóa thành Nitrat chính là dinh dưỡng cho câyhấp thụ Quá trình hap thụ chất dinh dưỡng này chính là quá trình làm sạch nước ban từchất thải cá và trả lại nước sạch vào hồ cá (Timmons và ctv, 2002)

Theo Shafeena (2016), công nghệ Aquaponics là nông nghiệp hữu cơ Nói chínhxác hơn là hệ thống trồng rau thủy canh hữu cơ và nuôi cá sạch tự vận hành tuần hoànnhờ 5 yếu tố chính đó là: cá, vi sinh vật, cây, nước, không khí và 3 điều kiện hỗ trợ: ánh

sáng, thức ăn cho cá và năng lượng điện Trong xử lý nước thải, Aquaponics là phương

pháp sử dụng bề trồng cây như nơi hap thụ và xử lý các chat thải.

Bacteria

Hình 2.3 Nguyên tắc hệ thống Aquaponics

2.3.1 Nguyên tắc xây dựng hệ thống Aquaponics

Hệ thống Aquaponics có thể được coi là ban sao rất rất nhỏ của hệ sinh thái Đó là

nơi trú ngụ của đất (đất nung, mụn xơ dừa, mút xỐp, ), nước, cây và sinh vật (cá và các

loại vi khuẩn) Nếu một trong các thành phần trên thiếu hụt thì cả hệ thống Aquaponics

sẽ bị ảnh hưởng Chất thải từ cá chứa NH3/NH4 (amoniac) được bơm lên các hệ thống

trồng rau thông qua một hệ thống lọc vi sinh, trong hệ thống lọc vi sinh có chứa rất nhiều

vi khuẩn có lợi sẽ chuyên hóa chất thải của cá thành chất dinh dưỡng để nuôi cây (quátrình Nitrat hóa) Nước có chứa chất thải của cá sau quá trình nitrat hóa được lọc sạch

và được đưa trở lại bể cá (sẽ có thêm rất nhiều oxy hòa tan) việc này sẽ giúp cá sốngkhỏe mạnh và ít bệnh tật Do đó nguyên tắc cơ bản dé vận hành hệ thống ở đây là nguyên

tắc cộng sinh, cộng sinh là mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa hai hoặc nhiều loài

mang lợi ích chung cho tất cả các loài có liên quan

Cá trong hệ thống Aquaponics: có rất nhiều loại cá khác nhau có thể nuôi trong hệthông này, tùy thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết khu vực sinh sống và các vật tư sẵn

Nhưng, điều quan trọng cân lưu ý là chỉ sử dụng các loài cá nước ngọt Một sô loài các

có thể nuôi trong hệ Aquaponics như: nhóm cá da trơn (cá trê, cá tra, ); nhóm cá rô

phi, cá tai tượng; nhóm ca rô dồng, cá lóc, cá sặc ran; nhóm cá chép,

Mật độ thả nuôi cá trong hệ thống Aquaponics cao hay thấp phụ thuộc vào quy mô

và trình độ quản lý hệ thống Nhưng khi nuôi với mật độ cao cần chú ý về vấn đề chất

thải của cá và chất lượng nước

Cây trồng trong hệ thống Aquaponics: tất cả các loại cây trồng đều có thé thíchứng tốt với hệ thống Các loài rau lá xanh thích nghi tốt trong hệ thống vì chúng có nhucầu dinh dưỡng rất thấp Một số loài cây ăn trái có nhu cầu dinh đưỡng cao hơn như cảchua và dưa chuột thì cần mật độ cá nuôi trong bề cao hon (Gnanasagar và ctv, 2020).2.3.2 Ưu điểm và nhược điểm của mô hình Aquaponics

Ưu điểm của hệ thông Aquaponics là nâng cao năng suất trên cùng một diện tích

canh tác và tiết kiệm chi phi: vừa thu hoạch cá và rau mà chỉ tốn chi phí cho cá ăn; an

toàn và thân thiện với môi trường: cơ chế hoạt động của mô hình dựa trên quy tắc lọcsinh học: nước thải từ bể cá (có chứa thức ăn thừa) là nguồn dinh dưỡng sẽ được đưa

lên tưới rau, bổn rau hoạt động như một hệ thống lọc sinh học trao đôi tuần hoản: hấp

thu các chat thải từ bé cá, đồng thời trả nước sạch và vi khuân có định từ rễ cây hap thutoàn bộ khí nitrate từ bé cá tạo thành môi trường có lợi cho sự phát triển của cá Hơn thếnữa mô hình này còn tiết kiệm nước, thích ứng với điều kiện biến đổi của khí hậu: cóthể áp dụng ở những nơi khan hiếm nước trong nuôi trồng thủy sản và trồng rau Kiểmsoát chủ động hơn về môi trường trong việc điều chỉnh các yếu tô trong nhà lưới: ánhsáng, nhiệt độ, độ 4m Hạn chế được sâu bệnh, côn trùng, sâu bọ, sâu bệnh

Nhược điểm của mô hình là chi phí đầu ban đầu tốn kém so với trồng thủy canhhay thé canh hoặc các phương pháp canh tác khác bên cạnh đó cần phải có kiến thức về

cá, thực vật và vi khuẩn

2.3.3 Một số nghiên cứu nỗi bật về hệ thống Aquponics trong và ngoài nước

Aquaponics được đánh giá là một hệ thống canh tác mới và đầy tiềm năng trongtương lai ở Việt Nam và trên thế giới

2.3.3.1 Tình hình nghiên cứu trên Thế giới

Mô hình aquaponics được bắt đầu nghiên cứu từ những năm thập niên 70 và tiếptục được nghiên cứu chuyên sâu và mở rộng ở nhiều trường đại học Đặc biệt, mô hìnhđược nghiên cứu chuyên sâu về kỹ thuật tại trạm thực nghiệm nông nghiệp của trường

10

Đại học Virgin Islands, giáo sư James Rakocy, người đã dành thời gian 25 năm để

nghiên cứu về mô hình aquaponics

Theo Salam va ctv (2013), giải pháp dé tiết kiệm chi phí, nâng cao năng suất vagiảm thiểu tối đa tác động đến môi trường bằng cách áp ụng mô hình aquaponics Áp

dụng cho nuôi cá da trơn Pungasius va cá rô phi với tỉ lệ 33,650 và 16,000 fish/ha với

trồng rau bina (rau chân vịt) nước, rau húng cây (húng lũi) và đậu bắp Chất lượng nướcđược cải thiện đáng ké trong mô hình kết hợp nay Năng suất rau va cá cao hơn so với

mô hình nuôi đơn lẻ.

Theo Endut và ctv (2016), từ cả góc độ kỹ thuật và kinh tế, mục tiêu của hệ thống

tuần hoàn aquaponics là giữ môi trường lành mạnh cho cá và thực vật, bằng cách loại

bỏ các chất chuyên hóa độc hại và các chất ức chế tăng trưởng Dé loại bỏ chất dinh

dưỡng hiệu quả, hệ thống aquaponics phải có kích thước chính xác dé cân bằng sản

lượng cá và khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng của cây trồng Hai loại rau lá xanh là raumuống (Ipomoea Aquas) và cải be xanh (Brassica juncea) đã được chọn dé đánh giá

hiệu quả hấp thu dinh dưỡng của thực vật nhằm cân bằng sản xuất dinh dưỡng từ nuôi

cá Kết quả cho thấy hiệu suất sử dụng đạm của rau muống và rau cải lần lượt là 66,5%

và 59,9%.

Theo Filep và ctv (2016), chỉ bằng cách đạt được sự cân bằng giữa chất dinh

dưỡng hòa tan và chất lượng nước, mới có thé đạt được hiệu quả lớn trong sản xuất

cây trồng và cá khỏe mạnh Thí nghiệm được tiễn hành tại phòng thí nghiệm Thủysản và Nuôi trồng thủy sản Khoa Khoa học Động vật trường Đại học Nông học Thú

y Bucharest trong thời hạn 30 ngày Cây được sử dụng dé xử lý nước trong hệ thống

là cây hang qué (Ocimum basilicum) Các loài cá được nuôi trong hệ thống là nuôi cáchép (Cyprinus carpio) Các chỉ số được đo để đánh giá chất lượng nước trong hệthống là: nhiệt độ, pH, oxy hòa tan, tông amoniac, nitrit, nitrat và phốt phát Các giá

trị xác định pH 7,4-7,6, oxy hòa tan 8-10 mg/l, NH4 0,05-05 mg/l, NO2 0,1-3,2 mg/l,

NO3 0-80 mg/1, 0,02-0,3 mg, PO4 0,02-0,3 mg/1.

2.3.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Theo Nguyễn Lê Tuấn và ctv (2015), nhằm đảm bảo an ninh lương thực và ứngphó với biến đôi khí hậu, cần một đề xuất một giải pháp sản xuất bền vững dựa trênAquaponics một kỹ thuật nông nghiệp kết hợp giữa thủy canh và nuôi trồng thủy sản.Với giải pháp này, các tam pin mặt trời và ắc-quy được sử dụng dé cung cấp nguồn điện

11

cho toàn bộ hệ thống Một bộ điều khiển sạc ắc-quy tích hợp thuật toán MPPT

(Maximum Power Point Tracker) cũng đã được thiết kế dé quản lý và nâng cao hiệu suất

sử dụng năng lượng Bên cạnh đó, các thông số của hệ thong nhu nhiét d6, d6 4m, pHnước sẽ được thu thập theo thời gian thực, gửi đến trung tâm và lưu trữ lại trên Internet

Tai đó, trung tâm sẽ đảm nhiệm công việc giám sat và điều khiển hệ thống từ xa

Theo Trần Thị Diễm và ctv (2022), sử dụng thực vật thủy sinh để xử lý nước thảinuôi trồng thủy sản là một trong những phương pháp hiệu quả đề bảo vệ nguồn nước vàmôi trường Rau ngô (Enydra fluctuans Lour) được chon dé xử lý nước thải có chiềucao trung bình khoảng 10 cm, trồng trong mô hình (thùng xốp) có mật độ 100 cây/m?.Mật độ và sinh khối trung bình của rau ngô tăng lần lượt là 1,69 lần va 4 lần sau 20 ngàythí nghiệm pH nước thai sau xử lý dao động từ 7 - 8 Tổng chat rắn lơ lửng (TSS) của

nước thải sau xử lý giảm khoảng 78% Nồng độ COD của nước thải sau xử lý giảm

khoảng 66 - 72%.

2.4 Một số loại giá thé trồng thủy canh phố biến trong hệ thống Aquaponics

Đá perlite hay còn gọi đá trân châu là một loại đá núi lửa vô định hình rt giàu silic

Các bong bóng nhỏ trong đá perlite giúp nó hấp thụ chất dinh dưỡng và giữ nước rất tốt.Nhưng chúng cũng giúp thông khí và thoát nước rất nhanh Không những vậy, loại đánày còn rất sạch sẽ và vô trùng, ngậm nước tốt tạo nên môi trường vô trùng lý tưởngcho các rễ cây non, trồng rau thủy canh

Viên đất nung được sản xuất từ đất đá tự nhiên được nung đến 1200 °C, viên đấtnung (sỏi nhẹ) có đặc tính hút âm đến 30% vừa đủ dé ngậm các chất hữu cơ, vi sinh cầnthiết nhưng lại không quá âm, do xung quanh các viên đất nung luôn tồn tại các khe hởkhá lớn giúp tránh hiện tượng ngập ung, thối rễ cây Đồng thời, các viên đất nung có

thêm chức năng lọc nước vô cùng hiệu quả thích hợp cho việc trồng cây trong hệ thốngAquaponIcs.

Mụn xơ dừa là sản phẩm phụ của ngành công nghiệp dừa Người ta làm nó từ vỏnâu của trái dừa Do đó đây là một trong những loại giá thể trồng trọt hiệu quả nhấtcho thủy canh vì nó hoàn toàn hữu cơ, có tính trơ cao, giữ nước và không khí rất tốt.Không những vậy, mun dừa còn thân thiện với môi trường và có thé tái tạo, sử dungđược nhiều lần Sau khi vật liệu không còn sử dụng có thé được chuyền đến nơi xử lýhoặc được làm phân trộn hữu cơ.

12

Than sinh học (Biochar), còn gọi là than đen, có hạt mịn được sản xuất bằngphương pháp nhiệt phân từ nguyên liệu có nguồn gốc sinh khối thực vật (gỗ, thân, cành,

lá và phụ phẩm nông nghiệp, rác thải hữu cơ) Than sinh học có nhiệm vụ giữ được độ

am, thông khí tốt nên có vai trò lớn trong việc thúc đây sự phát triển của bộ rễ, giúp câysinh trưởng tốt

Giá thể Rockwoll là một giá thể làm từ đá núi lửa, đá vôi và than cốc, được nấu

cháy với nhau ở nhiệt độ cao Giá thé này được sử dụng phổ biến trên thế giới, giúp giữnước tốt, thông khí cho rễ và phần lón thủy canh thương mại sử dụng loại giá thể này

Mút xốp là một loại nhựa dạng bọt được tạo thành từ hai loại chất lỏng chínhgồm: Polyol, hỗn hợp các chất Polymethylene, Polyphynyl, isocyanate Mút xốp cũng

là loại giá thé được sử dụng phô biến trong trồng thuỷ canh Ưu điểm của mút xốp là giá

thành thấp, nhẹ, đễ vận chuyên, đóng gói Ngoài ra, một ưu điểm lớn của mút xốp SO

với nhiều loại giá thể khác là hạn chế cặn bân gây tắc máng Độ thông thoáng khí củamút xốp cũng khá tốt cho cây (Hoàng Thị Yến Mai, 2020)

13

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện từ tháng 08 năm 2023 đến tháng 11 năm 2023 tại nhà lướithuộc viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường, trường Đại học Nông Lâmthành phó Hồ Chí Minh

3.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Vật liệu nghiên cứu

Cá giống được mua từ trại cá giống Tân Vạn ở số 33/7, tỉnh lộ 743C, phường Bình

Thắng, Thị xã Dĩ An, Bình Dương với khối lượng là 3 kg cá, khoảng 170 con ( mỗi conđạt trọng lượng từ 16 — 18 g) Túi cá sau khi mua về được giữ trên mặt bé 15 phút dé

nhiệt độ nước trong bề cá và trong túi cá ôn định và cân bằng: sau đó tắm cá với nước

muối 2% trong 5 phút rồi mới thả cá vào bê nuôi từ từ Số liệu cá được bắt đầu lấy sau

khi nuôi 56 ngày (từ lúc mua cá giống), trọng lượng sau nuôi 56 ngày đạt 68 g/con

Hạt giống cải bẹ xanh: Công ty An Phú Nông- Công ty TNHH An Phú Nông

Giá thé sử dung dé trồng cải be xanh gồm: mụn xo dừa va than sinh học Mụn xơ

dừa sau khi mua về, sang tách tạp chất, ngâm xả nhiều lần với nước sạch dé loại bỏtannin, giảm độ chua của mụn dừa Than sinh học được tao ra từ quá trình nhiệt phânyếm khí từ vỏ trâu, sau đó đem ngâm xả nhiều lần để rửa mặn

3.2.2 Dụng cụ, thiết bị sử dụng

3.2.2.1 Khu vực bé nuôi cá

Bồn composite nuôi cá, bề lọc

Bơm sục khí, máy đo pH

Thức ăn cho cá: sử dụng thức ăn Cargill Việt Nam

3.2.2.2 Khu vực luống thủy canh

Luống thủy canh: diện tích 12 m? (dài 10 m, rộng 1,2 m, cao 0,3 m)

Bạt Hpde dày 0,2 mm lót ở luống thủy canh

Rọ nhựa chuyên dùng trồng cây thủy canh, đường kính miệng 65 mm và cao 65 mm

Mốt xốp cách nhiệt dài 2m rộng 1m Khoan lỗ 50 mm để đặt rọ trồng thủy canh.

Cân đồng hồ, máy bơm chìm, nguồn tô ong, role thời gian, nẹp ziczac, bút do pH,

thước do điện tử, thước thang, a

14

3.2.3 Phương pháp nghiên cứu

Hệ thống Aquaponics gồm 1 bể cá và 2 bề lọc được làm bằng nhựa composite, bể

cá có đường kính miệng bé là 1,9 m; chiều cao bề 1,3 m (bao gồm chân bể 0,3 m); 2 bểlọc có kích thước và hình dạng giống nhau, bề có hình trụ dai 0,64 m, chiều rộng 0,67

m và cao 0,8 m (chưa bao gồm chân bẻ), chân bé 0,1 m; luống thủy canh dài 10 m, rộng

1,2 m và cao 0,3 m Mực nước trong bé cá được duy trì ở mức 0,8 m (tính từ đáy bề),

tại bé cá được bố trí một máy sul oxy nham dam bao luong oxy can thiét cho ca

Nước thai từ bể nuôi cá sẽ được đưa qua bê loc thứ 1 (một đường ống 27mm có

van điều chỉnh tốc độ dong chảy được nối từ bể cá qua bể lọc 1), trong bể lọc này cóchứa các vật thé lọc như bông lọc, san hô vụn, hạt lọc kaldnes, các loại giá thể nảy cócông dụng làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của vi sinh với nước thải và là nơi để cácv1 sinh vật bám vào Sau khi qua bề lọc 1, nước thải sẽ tiếp tục được dẫn qua bề lọc thứ

2, trong bề lọc thứ 2 gồm cát biến, đá mi 0 - 5 mm, đá 1 - 2 em, đá 4 - 6 em xếp chồngtừng lớp lên nhau và chiếm khoảng % diện tích bể Nước thải ở bé lọc thứ 2 này chảytheo chiều từ trên xuống dưới và nước sẽ vào đến luống thủy canh Ở cuối luéng thủy

canh đặt một máy bơm chim dé bơm nước tuần hoàn lại bé cá tạo thành vòng tuần hoàn

khép kín Lắp đặt một bộ hẹn giờ dé vận hành hệ thống tự động, mỗi ngày hệ thống sẽbơm tuần hoàn 8 lần, mỗi chu kỳ bom cách nhau 3 giờ, mỗi lần bơm 12 phút Hệ thốngAquaponics sẽ được vận hành tự động mỗi ngày và lượng nước trong bề tuần hoàn liên

tục, tuy nhiên cũng cân bô sung thêm nước vào bề cá dé bù cho lượng nước bi boc hoi.

Luống thủy canh

15

Nước từ bể lọc 1

Thí nghiệm được bố trí gồm 2 luống thủy canh, trong đó gồm 1 luống thủy canh

được sử dụng làm nghiệm thức đối chứng (nghiệm thức không trồng rau) và 1 luống

thủy canh được sử dụng dé trồng cải be xanh Luống trồng cải be xanh được bố trí với

5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại; 5 nghiệm thức lần lượt là sự phối trộn gitra mun xơ dừa

và than sinh học với các tỷ lệ khác nhau được thé hiện trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Tỷ lệ phối trộn giá thé mụn xơ dừa và than sinh học của 5 nghiệm thức

Nghiệm thức Mụn xơ dừa (%) Than sinh học (%)

NTI 100 0 N12 75 25 NT3 50 50 NT4 25 75 NT5 0 100

3.2.3.1 Đánh giá hiệu qua xử ly nước thải nuôi cá tra bằng trồng cai be xanh

Các chỉ tiêu BODs, COD, DO, TSS, pH, nhiệt độ được theo dõi theo các giai đoạn

7, 14, 21, 28 ngày sau trồng đề nhằm đánh giá khả năng xử lý nước thải của hệ thốngbằng việc trồng cải bẹ xanh (nghiệm thức rau) cũng như so sánh và đánh giá khả năng

xử lý nước thải của hệ thống khi chưa trồng rau (nghiệm thức đối chứng)

16

Bảng 3.2 Một số chỉ tiêu và phương pháp phân tích nước thải

Tiến hành theo dõi các chi tiêu nhiệt độ, pH, BODs, COD và lay mau Mẫu nước

được lấy theo thời gian của cây trồng sau khi lên luống thủy canh: 7 ngày, 14 ngày, 21

ngày, 28 ngày Mẫu nước được lấy tại vòi nước đầu vào (nước tại van từ bé cá qua bể

lọc 1), nước đầu ra được lấy từ van của máy bơm chìm tuần hoàn nước từ luống thủy

canh về bê cá; lấy 500 ml nước đầu vào và 500 ml nước dau ra cho mỗi chỉ tiêu Chitiêu pH và nhiệt độ được lay định kỳ mỗi buổi sáng từ ngày bắt đầu cho rau lên luốngthủy canh vào lúc 8 giờ sáng tại bể cá và luống rau

Các thông số chất lượng nước như BODs,COD, DO,TSS, được phân tích theo chu

kỳ 7 ngày, các mẫu này được gửi phân tích tại phòng 309- Viện Nghiên cứu Công nghệ

Sinh học và Môi trường trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

3.2.3.2 Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của cải bẹ xanh trên giá thể

xơ dừa kết hợp với than sinh học với các tỷ lệ khác nhau

Thí nghiệm được bố trí theo kiêu khối hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 nghiệm thức với

3 lần lặp lại Các nghiệm thức lần lượt là sự phối trộn giữa mụn xơ dừa và than sinh họcthành giá thé dé trồng rau thủy canh theo các tỷ lệ như sau: NT1 (100% mun xơ dừa),N12 (75% mun xơ dừa + 25% than sinh học), NT3 (50% mụn xơ dừa + 50% than sinh học), NT4 (25% mun xơ dừa + 75% than sinh học), NT5 (100% than sinh hoc).

Chiêu biến thiên đòng chảy '=———————————=———ễễễễễễỄễẸy.

NT1 NT3 NTS5 NT2 NT4 NT3 NT3 NT2 NT4 NT4 NTS NTI NTS NT1 NT2

\ N N J

Y Y Y

Lân lặp lại 1 Lân lặp lại 2 Lân lặp lại 3

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ở luống rau thủy canh

17

Phương pháp thực hiện: Hạt giống cải bẹ xanh được xử lý trước khi đem trồng vớinước ấm khoảng 50 °C trong vòng 4 giờ Sau đó tiến hành vớt hạt đem ủ trong 2 giờ rồiđeo gieo vào khay ươm Cho các giá thể với tỷ lệ phối trộn khác nhau vào từng khayươm, trung bình mỗi 1 lỗ trên khay ươm gieo 2 - 3 hạt.

Mat xốp được khoét tông 330 lỗ tương ứng với 330 ro thủy canh, mỗi nghiệm thức

gồm 22 rọ với kích thước đồng đều nhau, hàng cách hàng và rọ cách rọ là 15 em Dưới

đáy mỗi ro thủy canh lót thêm một tam lưới dé đảm bảo cho các giá thé không bị rơi ra

Sau khi ươm cây được 10 - 12 ngày thì bắt đầu cho cây vào rọ thủy canh và đặt các

nghiệm thức lên miếng xốp như cách bố trí thí nghiệm ở Hình 3.3 Tiến hành theo dõi

và lấy các chỉ tiêu sinh trưởng: chiều cao cây, số lá, chiều dài rễ ở giai đoạn 7, 14, 21,

28 ngày sau khi lên luống thủy canh Lay ngẫu nhiên mỗi nghiệm thức 5 cây và lay lặplại 3 lần cho mỗi nghiễm thức Chiều cao cây được đo từ lá thật thứ 1 đến ngọn cây, số

lá được đếm và ghi nhận (không tính lá mầm), chiều dài rễ được đo từ đáy ly đến cuối

rễ Sau 28 ngày trồng thủy canh thì thu hoạch, lay mẫu đem cân trọng lượng tươi (mỗinghiệm thức là 1 rọ/ 1 lần lặp lại); trọng lượng khô được lấy bằng cách đem sấy ở nhiệt

độ 60°C đến khi trọng lượng không còn thay đổi Chỉ tiêu Nitrat được gửi phân tích tại

phòng 309- Viện Nghiên cứu Công nghệ sinh học và Môi trường trường Đại học NôngLâm thành phó Hồ Chí Minh (15 mẫu với 3 lần lặp lại cho 5 nghiệm thức)

3.2.3.3 Theo dõi sự phát trién của cá tra

Thả 3 kg cá tra giống, khoảng 170 con mỗi con đạt trọng lượng từ 16 -18 g Trướckhi thả, ngâm cá giống vào bé nuôi dé cân bằng nhiệt độ giữa nước trong túi cá giống

và nhiệt độ trong bồn nuôi Sau đó, ngâm cá giống trong nước muối 2% khoảng 15 phútrồi thả cá vào bề nuôi

Tỉ lệ sống và hệ số chuyên hóa thức ăn của cá tra: Căn cứ vào tổng lượng thức ăn

đã sử dụng, khối lượng của cá trước và sau khi thí nghiệm đề xác định tỷ lệ tiêu tốn thức

ăn và tỷ lệ sống của cá

tổng số cá sau thí nghiệm (con)

x 100

Tỉ lệ sống của cá (%) =7 8 ( ) tổng số cá ban đầu (con)

Tổng khối lượng thức ăn đã sử dụng (kg)

Hệ số chuyên hóa thức ăn = y tổng khối lượng cá tăng thêm (kg)

Một số chỉ tiêu tăng trưởng và phát triển khác của cá được theo dõi theo chu kỳcách nhau 15 ngày: trọng lượng, chiều dài thân, chiều rộng Các chỉ tiêu này được theodõi bằng cách bắt ngẫu nhiên 5 con cá (cá được chọn lấy chỉ tiêu phải đảm bảo có kích

18

thước đồng đều) Chiều dài cá được đo từ miệng ca đến hết phần đuôi, chiều rộng đo ởchỗ có kích thước to nhất của cá.

3.3 Xử lý số liệu

Tất cả các số liệu của cải bẹ xanh được tính toán giá trị trung bình, sự khác biệtgiữa các nghiệm thức được phân tích thống kê ANOVA và trắc nghiệm phân hạng bằngcách sử dụng phương pháp Tukey trong phần mềm Minitab16

19

CHƯƠNG 4: KET QUA VÀ THẢO LUẬN

4.1 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải nuôi cá tra bằng cải bẹ xanh

Các chỉ tiêu BODs, COD, TSS, nhiệt độ, pH được theo dõi, lấy mẫu và gửi đi phân

tích nhằm đánh giá khả năng xử lí nước thải của hệ thống bằng việc trồng cải bẹ xanh

cũng như so sánh và đánh giá với khả năng xử lí nước thải của hệ thống khi chưa trồngrau (nghiệm thức đối chứng) Kết quả phân tích chỉ tiêu của các mẫu nước được so sánhvới QCVN 40:2011/BTNMT.

4.1.1 Diễn biến pH của nước trong hệ thống aquaponics

Độ pH có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới các dối tượng thí nghiệm Độ pHcao sẽ làm gia tăng tính độc NHa, ngược lại pH thấp thì hàm lượng H2S sinh ra nhiềuhơn gây độc cho cá (Trần Thị Thanh, 1993) Do đó, sự biến động pH được tiến hànhtheo dõi.

7,6

75 4 —m Be cá

—#— Luống rau 7,4 4

Hình 4.1 Sự biến thiên pH của nước trong hệ thống Aquaponics

Kết quả ở biểu đồ cho thấy bề cá có pH ổn định và pH ở bé dao động trong khoảng6,67 — 7,39 nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT pH dao độngtrong khoảng 6,67 — 7,39 thích hợp cho sinh trưởng và phát triển của cá tra (Boyd, 1990).Kết quả pH ở luống rau dao động từ 6,86 (ngày thứ 23) đến 7.42 (ngày thứ 15) Trong

điều kiện ở bể nuôi và luéng thủy canh, pH sẽ biến động tùy thuộc vào sự phát triển của

tảo, quan sát thực tế thời điểm pH tăng cao nước bề cá thường có màu xanh đậm; nổiváng sợi của tảo lam ở luéng thủy canh

20

4.1.2 Diễn biến nhiệt của nước trong hệ thống aquaponics

Theo QCVN 02-20:2014/BNNPTNT, nhiệt độ giới hạn của nước nuôi cá tra từ 25

- 32 °C Kết qua đo đạc cho thấy, nhiệt độ bé cá thấp nhất là 28 °C (vào ngày thứ 26),

và cao nhất là 30,9°C (vào ngày thứ 9); nhiệt độ nằm trong khoảng thích hợp cho cá phát

triển và nằm trong mức cho phép so với tiêu chuan Đối với luống rau, nhiệt độ dao động

từ 28,1 - 31,2 °C, nhiệt độ cao nhất vào ngày thứ 7 (31,2 °C), và từ ngày 15 trở về saunhiệt độ bắt đầu ôn định dần

—a-Bê cá

314 —+—Luỗngrau

Hình 4.2 Sự biến thiên nhiệt độ của nước trong hệ thống Aquaponics

4.1.3 Khả năng xử lý nước thải nuôi cá tra bằng trồng cải bẹ xanh

4.1.3.1 Chất lượng nước qua các giai đoạn 7, 14, 21, 28 ngày sau khi trồng cải bẹ xanhBảng 4.1 Chất lượng nước giai đoạn 7 ngày sau khi trồng cải bẹ xanh

Chỉ tiêu chất Nước dau ra QCVN 40:2011/

lượng nước Nước đầu vào NT-DC NT-R BTNMT