Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)

Khi nghiên cứu ương vèo tôm post trong thời gian 4 tuần thí nghiệm 3 với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo 5:1; 10:1; 15:1 và 20:1 và phương thức bổ sung theo hàm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TẠ VĂN PHƯƠNG

PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC

VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM

THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Cần Thơ, 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TẠ VĂN PHƯƠNG

PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC

VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM

THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

MÃ SỐ: 62620301

Người hướng dẫn khoa học:

PGs Ts NGUYỄN VĂN HÒA PGs Ts NGUYỄN VĂN BÁ

Cần Thơ, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận án với tựa đề “Phát triển quy trình công nghệ biofloc và

khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)”

được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân và các kết quả của nghiên cứu này chưa được công bố trong bất cứ luận án nào trước đây

Tạ Văn Phương

LỜI CẢM TẠ

Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Thủy sản, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Cần Thơ Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sinh Học Ứng dụng - Trường Đại học Tây Đô,

đã tạo điều kiện cho tôi được thực hiện chương trình Nghiên cứu sinh

Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Bộ môn Hải sản, Phòng Đào tạo và Phòng Quản lý Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ đã rất nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin trân trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGs.Ts Nguyễn Văn Hòa và PGs.Ts Nguyễn Văn Bá trong những năm qua đã ân cần hướng dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận cho tôi học tập, nghiên cứu để chăm bồi kiến thức và hoàn thành Luận án này

Xin gửi lời cảm ơn đến NCS Nguyễn Thành Tâm, Ths Nguyễn Lê Hoàng Yến, Ths Nguyễn Xuân Linh, Ks Nguyễn Hải Đăng, Ks Nguyễn Thị Huyền Trang,

Ks Bùi Bảo Trang, Ks Lê Thị Vinh, Ks Nguyễn Văn Kiều, Ks Nguyễn Thành Nhân, Ks Nguyễn Hải Âu, Ks Nguyễn Thị Hồng Đặm, Ks Lê Bảo Trân, Ks Võ Huệ Thư, Ks Lê Duy Khánh, Ks Phạm Thị Ngọc Trúc, Ks Nguyễn Thị Diễm, Ks

Lê Hoài Phong, Ks Trương Cẩm Linh, Ks Hồ Minh Thi, Ks Nguyễn Quốc Lịnh, cùng các anh chị em đồng nghiệp công tác tại Khoa sinh học Ứng dụng - Trường Đại học Tây Đô đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành Luận án

Xin chân thành cảm ơn các anh chị Nghiên cứu sinh các Khóa 2010, 2011 và 2012; các bạn ở Lớp Cao học Thủy sản K19, 20 đã cùng tôi gắn bó, giúp đỡ nhau trong suốt thời gian học tập tại Khoa Thủy sản - ĐHCT Bên cạnh đó xin cám ơn đến

Ts Phạm Trường Yên, Ks Nguyễn Thị Đẹp, Ths Nguyễn Phúc Nhân, Ths.Trần Thanh Hải (Chi cục Thủy sản Cần Thơ), Ts Trần Văn Việt, Ts Lê Quốc Việt, Ts Huỳnh Thanh Tới, Ths Trần Nguyễn Hải Nam, Ths Trần Xuân Lợi (Khoa Thủy sản – ĐHCT), anh Nguyễn Huỳnh Long, Phạm Thị Thúy Hồng (công ty Việt Úc Bạc Liêu), NCS Phạm Công Kỉnh (Trang trại tôm nuôi Kỉnh – Thanh, Thạnh Phú - Bến Tre), Ths Phùng Thị Hồng Gấm (Công ty Thủy sản Huy Thuận, Bến Tre)

Trân trọng cảm ơn đến Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Chi cục Nuôi trồng Thủy sản, Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư và bà con ngư dân các tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu đã tạo điều kiện thu thập số liệu điều tra

Tạ Văn Phương

TÓM TẮT

Nghiên cứu "Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi

tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)" được tiến hành tại Khoa Thủy sản – Đại học

Cần Thơ, Khoa Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Tây Đô, tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu Thời gian thực hiện từ năm 2012 – 2015 Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm ở Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung

Trong nghiên cứu khảo sát mô hình nuôi tôm tôm thẻ chân trắng (TCT) theo quy trình nuôi truyền thống -TT (30 hộ) và mô hình ứng dụng biofloc-BFT (37 hộ) ở Ninh Thuận Kết quả cho thấy, việc ứng dụng biofloc chỉ được áp dụng từ khoảng năm 2011, khi ứng dụng BFT thì mật độ thả cao (150 con/m2) và sử dụng công suất của quạt nước (48 HP/ha) lớn hơn so với nuôi TT (82,6 con/m2; 14,5 HP/ha) Ở mô hình nuôi BFT với 100% hộ sử dụng nguồn carbohydrate là rỉ đường và có 50% số hộ bổ sung thêm bột gạo, việc bổ sung thêm bột gạo cho hiệu quả kinh tế cao hơn (tăng thêm 4,2%) so với chỉ sử dụng rỉ đường Năng suất tôm nuôi BFT đạt cao hơn (15,2 tấn/ha) so với mô hình nuôi TT (9,10 tấn/ha) Chi phí đầu tư mô hình nuôi BFT cao hơn khoảng 1,5 lần so với mô hình TT; lợi nhuận mang lại từ

mô hình BFT cao hơn (862 triệu đồng/ha) so với nuôi TT (288 triệu đồng/ha) và số hộ nuôi

có lợi nhuận và tỷ suất lợi nhuận lần lượt là 80%, 0,76 so với TT là 60% và 0,32

Khi nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc: (thí nghiệm 1) độ mặn (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) kết hợp với các mức protein trong thức ăn (38%, 42%, 46%)

và (thí nghiệm 2) nguồn gốc carbohydrate (Rỉ đường, Glycerol, Bột gạo và Bột mì) và tỷ lệ C:N khác nhau (10:1, 20:1 và 30:1) Kết quả đã xác định ở độ mặn 10-20‰, protein trong thức ăn là 42% và nguồn carbohydrate bổ sung là bột gạo với tỷ lệ C:N từ 10-20 là phù hợp

để ứng dụng vào nuôi tôm Nên phần tỷ lệ C:N sẽ được làm rõ thêm ở thí nghiệm 3 và thí nghiệm 4, còn độ mặn sẽ nghiên cứu thêm ở thí nghiệm 5

Khi nghiên cứu ương vèo tôm post trong thời gian 4 tuần (thí nghiệm 3) với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (5:1; 10:1; 15:1 và 20:1) và phương thức

bổ sung theo hàm lượng tổng ammonia (TAN) trong nước; Thí nghiệm 4: thí nghiệm với các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (ĐC, BG10, BG15 và BG20) và phương thức bổ sung theo nitrogen của protein trong thức ăn (TA) Kết quả cho thấy dù phương thức bổ sung theo hàm lượng TAN trong nước hay theo nitrogen của protein trong thức ăn thì đều cho thấy tỷ lệ C:N=15:1 là tốt nhất Nhưng đây là kết quả từ hai thí nghiệm, nên cần nghiên cứu so sánh phương thức bổ sung để khẳng định lại được tiến hành ở thí nghiệm 6

Nghiên cứu và ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình công nghệ biofloc: (thí nghiệm 5) ảnh hưởng mật độ (100, 300 và 500 con/m3) kết hợp với độ mặn (5‰, 10‰, 15‰ và 20‰); (thí nghiệm 6) thời gian thủy phân bột gạo (12; 24 và 48 giờ) kết hợp với phương thức bổ sung khác nhau (bổ sung theo protein trong thức ăn và theo TAN trong môi trường nước); (thí nghiệm 7) đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn; (thí nghiệm 8) ảnh hưởng việc luân chuyển nước và (thí nghiệm 9) ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường lên sự tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm nuôi Kết quả cho thấy, khi nuôi tôm với mật độ 100-300 con/m3 và độ mặn 15‰ đạt tỷ lệ sống (71,1 – 100%) cao hơn so với các nghiệm thức mật độ

và độ mặn khác Phương thức bổ sung bột gạo theo thức ăn và thời gian thủy phân 48 giờ thì

tỷ lệ sống (97,3%) và sinh khối tôm nuôi (1.018 g/m3) đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa

thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức khác Khi sử dụng nguồn carbohydrate là bột gạo

để bổ sung trong nuôi tôm TCT có thể giảm đến 20% lượng thức ăn; nhưng tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối vẫn không có khác biệt so với sử dụng 100% lượng thức ăn Bên cạnh đó, việc luân chuyển nước trong nuôi tôm theo công nghệ BFT cũng giúp tôm tăng trưởng nhanh (11,9 g/con), đạt tỷ lệ sống (67,3%) và sinh khối (1.263 g/m3) cao hơn so với nghiệm thức không luân chuyển nước hay có luân chuyển kết hợp với rút cặn Ngoài ra, việc sử dụng nguồn carbohydrate từ bột gạo kết hợp với rỉ đường theo tỷ lệ 70:30 thì sinh khối tôm nuôi đạt cao nhất (1.435 g/m3)

Dựa trên các kết nghiên cứu thí nghiệm, các thực nghiệm được ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình BFT ở quy mô sản xuất đã được triển khai ở Bến Tre và Bạc Liêu Kết quả mô hình nuôi ở Bến Tre với mật độ 100 con/m2, sử dụng nguồn carbohydrate bổ sung từ bột gạo và rỉ đường, tỷ lệ C:N=15:1 cho lợi nhuận 583 triệu đồng/ha/vụ và tỷ suất lợi nhuận (0,94) cao hơn so với mô hình nuôi TT (lợi nhuận 198 triệu đồng/ha và tỷ suất lợi nhuận 0,45) Tương tự, khi ứng dụng BFT nuôi tôm TCT ở Công ty Việc Úc Bạc Liêu với mật độ với mật độ 150 con/m2 với năng suất khá cao 22,6 tấn/ha/vụ và lợi nhuận 824 triệu đồng/ha/vụ Trong khi đó mô hình nuôi TT năng suất chỉ đạt 18,2 tấn/ha/vụ tương đương với năng suất có cùng mật độ tôm nuôi theo BFT ở Ninh Thuận (18,6 tấn/ha/vụ) và lợi nhuận chỉ đạt 453 triệu/ha/vụ

Các kết quả của nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng, góp phần phát triển kỹ thuật tạo biofloc và ứng dụng quy trình công nghệ biofloc trong ương nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm nói chung Đây có thể là hướng đi mới cho nghề nuôi tôm ở ĐBSCL trong thời gian tới

Từ khóa: Nguồn carbohydrate, tỷ lệ C:N, bột gạo, rỉ đường, hạt biofloc

ABSTRACT

The study on "Development of Biofloc technology and potential application for

white-leg shrimp (Litopenaeus vannamei) farming" was carried out at Colwhite-lege of Aquaculture and

Fisheries, Can Tho University and College of Applied Biology, Tay Do University, Vietnam, Ninh Thuan, Bac Lieu and Ben Tre provinces Period of studying from 2012 to

2015 The aims of study is to analysis and evaluate potential application biofloc technology

in both of white leg shrimp culture and costal shrimp culture in the Mekong delta

The study surveyed on households, who are culturing white leg shrimp in Ninh Thuan province, and compared on traditional culture households - (30 households) with applied biofloc technological households - BFT (37 households) Results showed that BFT was applied in this area since 2011, density stocking and air pumping system of BFT households and traditional culture households was 150 ind./m2; 48 horse power/ha and 82.6 ind/m2; 14.5 horse power/ha), respectively In BFT households, 100% household used carbohydrate is molasses and 50% households supplemented rice flour, the supplementation of rice flour to help the farmers save the costs (profit increased 4.2%) compare with adding molasses only Productivity of household applied BFT attained 15.2 tones/ha/crop, whereas household applied traditional type was 9.10 tones/ha/crop Total cost of BFT households was higher 1.5 times than traditional culture households; the net profits of BFT households and traditional culture households was 862 million VNDs/ha/crop and 288 million VNDs/ha/crop, respectively Ratios of profit households and rate profit in BFT households and traditional culture households were 80%, 0.76 and 60%, 0.32, respectively

Studying to identify the factors have effective to create biofloc: (Experiment 1) salinity is (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) combined with feeding has protein was (38%, 42%, 46%) and (experiment 2) with carbohydrate from molasses, glycerol, rice flour and cassava flour) and ratio lệ C:N was (10:1, 20:1 and 30:1) Results found that at the salinity 10-20‰, protein in feeding was 42% and carbohydrate supplemented from rice flour with ratio C:N from 10-20 is good for shrimp culture So, ratio of C:N should be studied detail in experiment 3 and experiment 4, the salinity should be studied in experiment 5

Study on nursing postlarvae in 4 weeks (experiment 3) with various ratios of C:N and carbohydrate source from rice flour (5:1; 10:1; 15:1 and 20:1), method to supplement based

on total ammonia (TAN) in water; experiment 4: the experiment with various ratios of C:N, the carbohydrate source is from rice flour (with the treatments control, rice flour 10, rice flour 15 and rice flour 20) and supplement method based on itrogen of protein in feeding Result showed that supplement based on TAN or protein in feeding have ratio of C: N=15:1

is the best It found that from two experiments, it needed to be compared the supplementing method to confirm result; it was carried out the experiment 6

Studied and applied to rear white leg shrimp in BFT: (experiment 5) about affecting

of density stocking (100, 300 and 500 ind./m3) combined with salinity (5‰, 10‰, 15‰ and 20‰); (experiment 6) to identify the time to decompose rice flour (12; 24 and 48 hours) combined with various suplemented methods (based on protein in feeding and based on TAN in the water environment); (experiment 7) to evaluate abilities to save food; (experiment 8) to evalutate effective of creating the current in the tank and (experiment 9)

to identify effective suplementing ratio of rice flour and molasses to growth, survival rate and biomass of shrimp Result showed shrimp has the best growth rate in desnsity stocking 100-300 ind./m3 and salinity was 15‰ (survival rate 71 – 100%) Suplementing method of rice flour based on feeding and decomposing time was 48 hourse (97,3%) and shrimp

attained highest biomass (1,018g/m3), this results has sighnificant difference with other treatments (p<0.05) Feeding can be saved 20%, when rice flour was used as carbonhydrate source in white leg shrimp; but growth rate, survival rate and biomass were not significant differences compare with suplementing 100% feeding Furthermore, creating the current in the tank in BFT helped fast growth rate of shrimp (11.9 g/ind), surval rate attained 67,3% and biomass (1.263 g/m3), it was higher the treatment without creating the current or creating the current has removed sediment in the bottom of the tank Besides, using carbohydrate source from rice flour combined with molasses based on the ratio 70:30 shrimp attained highest biomass (1.435g/m3)

Based on results of the experiments in the laboratory, application of BFT used applied

in the practice in large scale in Ben Tre and Bac Lieu provinces Result showed that when density stocking was 100 ind /m2in Ben Tre, carbohydrate source from rice flour and molasses with ratio C:N=15:1, the profit attained 583 millions VNDs/ha/crop and profit ratio was 0,94, it was higher than tradtional culture type (profit was 198 million VNDs /ha and profit rate was 0.45) Similarly, BFT was carried out in Viet- Uc company in Bac Lieu province with density stocking 150 ind./m2 and yield was 22.6 tonnes/ha/crop and the profit was 824 milions VNDs /ha/crop Whereas yield of tradtional culture type was 18.2 tonnes/ha/crop it equals yield of shrimp applied BFT in Ninh Thuan province (18.6 tones/ha/crop) and profit was 453 millions VNDs/ha/crop

Results of this study has significant to contribute for development BFT in white leg shrimp culture and coastal shrimp culture This is the new procedure for coastal srhimp culture in the Mekong Delta in the future

Key words: Carbohydrate source, ratio of C:N, rice flour, molasses, biofloc

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành hạt biofloc 8

Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng hạt biofloc với nguồn carbohydrate bổ sung khác nhau 11

Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của hạt biofloc 18

Bảng 2.4: Thành phần acid béo của biofloc với các nguồn carbohydrate khác nhau 19

Bảng 2.5: Ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc trên một số đối tượng tôm cá 25

Bảng 2.6: Tỷ lệ các thành phần nguyên tố trong vi khuẩn và protein 35

Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng loại thức ăn sử dụng 47

Bảng 3.2: Hàm lượng carbohydrate của các nguồn nguyên liệu 47

Bảng 3.3 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung theo hàm lượng Protein với C:N=10:1 48

Bảng 3.4 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung để đạt C:N khác nhau đối 48

Bảng 3.5 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung với nguồn và tỷ lệ C:N 48

Bảng 3.6 Phương pháp cố định và thời gian lưu trữ mẫu 65

Bảng 3.7: Phương pháp phân và chu kỳ thu mẫu 65

Bảng 4.1: Trình độ học vấn của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 68

Bảng 4.2: Các thông số ao nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 69

Bảng 4.3: Thời gian cải tạo ao nuôi của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 70

Bảng 4.4: Con giống và mật độ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 70

Bảng 4.5: Thời gian nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 72

Bảng 4.6: Nhóm gây màu chuẩn bị nước ao nuôi thẻ chân trắng ở Ninh Thuận 74

Bảng 4.7: Nhóm dinh dưỡng bổ sung vào thức ăn nuôi thẻ chân trắng 75

Bảng 4.8: Chi phí sản xuất trong nuôi thẻ chân trắng theo mô hình TT và BFT 78

Bảng 4.9: Hạch toán hiệu quả sản xuất mô hình nuôi thẻ chân trắng TT và BFT 79

Bảng 4.10: Nhiệt độ và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức 80

Bảng 4.11: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức 81

Bảng 4.12: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức 82

Bảng 4.13: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức 83

Bảng 4.14: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức 84

Bảng 4.15: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức 85

Bảng 4.16: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức 86

Bảng 4.17: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức 87

Bảng 4.18: Mật độ vi khuẩn Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức 89

Bảng 4.19: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein 90

Bảng 4.20: Chiều rộng trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức 91

Bảng 4.21: Biến động chiều dài hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein 91

Bảng 4.22: Lượng biofloc (FVI) trung bình giữa các nghiệm thức 92

Bảng 4.23: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức 93

Bảng 4.24: Lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức 93

Bảng 4.25: Nhiệt độ (oC) và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức 94

Bảng 4.26: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức 95

Bảng 4.27: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức 96

Bảng 4.28: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức 97

Bảng 4.29: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức 98

Bảng 4.30: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức 99

Bảng 4.31: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức 100

Bảng 4.32: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức 102

Bảng 4.33: Mật độ Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức 102

Bảng 4.34: Tỷ lệ Vibrio trong mật độ tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức 103

Bảng 4.35: Lượng biofloc trung bình giữa các nghiệm thức 105

Bảng 4.36: Lượng biofloc trung bình cuối thí nghiệm giữa các nghiệm thức 106

Bảng 4.37: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức 106

Bảng 4.38: Hàm lượng lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức 107

Bảng 4.39: Chiều dài trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức 107

Bảng 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N 107

Bảng 4.41: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau 108

Bảng 4.42: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N 108

Bảng 4.43: Biến động hàm lượng đạm vô cơ và vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N 109

Bảng 4.44: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N khác nhau 110

Bảng 4.45 Sự ảnh hưởng của tỉ lệ carbohydrate đến tăng trưởng và tỉ lệ sống tôm 110

Bảng 4.46: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau 111

Bảng 4.47: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N 112

Bảng 4.48: Biến động TAN, NO2-, mật độ Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N 112

Bảng 4.49: Biến động FVI, chiều rộng và chiều dài hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N 113

Bảng 4.50: Tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm giữa các tỷ lệ C:N khác nhau 114

Bảng 4.51: Biến động nhiệt độ và pH với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 115

Bảng 4.52: Biến động độ kiềm với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 116

Bảng 4.53: Biến động hàm lượng TSS với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 117

Bảng 4.54: Biến động hàm lượng TAN với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 117

Bảng 4.55: Biến động hàm lượng NO2- với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 118

Bảng 4.56: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với mật độ tôm nuôi và độ mặn 119

Bảng 4.57: Biến động vi khuẩn Vibrio với mật độ tôm nuôi và độ mặn 119

Bảng 4.58: Chiều dài hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 120

Bảng 4.59: Chiều rộng hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 120

Bảng 4.60: Thể tích hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 120

Bảng 4.61: Biến động mật độ động vật phiêu sinh (cá thể/L) giữa các nghiệm thức 121

Bảng 4.62: Khối lượng tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 122

Bảng 4.63: Tỷ lệ sống tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 122

Bảng 4.64: Sinh khối tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau 122

Bảng 4.65: Nhiệt độ trung bình buổi sáng và buổi chiều giữa các nghiệm thức 123

Bảng 4.66: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức 124

Bảng 4.67: Biến động hàm lượng TAN và NO2- giữa các nghiệm thức 124

Bảng 4.68: Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình giữa các nghiệm thức 127

Bảng 4.69: Mật độ vi khuẩn Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức 128

Bảng 4.70: Nhiệt độ và pH trung bình sáng chiều giữa các nghiệm thức 131

Bảng 4.71: Độ kiềm và Độ đục trung bình giữa các nghiệm thức 132

Bảng 4.72: Tổng vật chất lơ lửng (TSS) và vật chất dễ bay hơi (VSS) 132

Bảng 4.73: Tổng ammonia và Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức 133

Bảng 4.74: Số lượng trung bình thực vật và động vật phiêu sinh giữa các nghiệm thức 134

Bảng 4.75: Mật độ của Vi khuẩn Vibrio và Tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức 136

Bảng 4.76: Chiều rộng (R), chiều dài (D) và thể tích hạt biofloc giữa các nghiệm thức 136

Bảng 4.77: Chiều dài và khối lượng trung bình tôm nuôi giữa các nghiệm thức 137

Bảng 4.78: Tỷ lệ sống (%) và sinh khối tôm nuôi giữa các nghiệm thức 137

Bảng 4.79: Nhiệt độ trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức 138

Bảng 4.80: Độ đục và độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức 138

Bảng 4.81: Hàm lượng TAN và NO2- trung bình giữa các nghiệm thức 139

Bảng 4.82: Hàm lượng TSS, VSS và FVI trung bình giữa các nghiệm thức 140

Bảng 4.83: Chiều dài (D) và chiều rộng (R) hạt biofloc giữa các nghiệm thức 140

Bảng 4.84: Mật số phiêu sinh động thực vật giữa các nghiệm thức 141

Bảng 4.85: Mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio giữa các nghiệm thức 142

Bảng 4.86: Chiều dài và khối lượng trung bình giữa các nghiệm thức 142

Bảng 4.87: Tỷ lệ sống và sinh khối tôm trung bình trong các nghiệm thức 143

Bảng 4.88: Nhiệt độ và pH trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 143

Bảng 4.89: Độ kiềm, TSS và VSS trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 144

Bảng 4.90: Hàm lượng đạm vô cơ hòa tan giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 145

Bảng 4.91: Hàm lượng Oxy, H2S và PO43- giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm 146

Bảng 4.92: Biến động số lượng phiêu sinh thực vật và động vật trong thí nghiệm 147

Bảng 4.93: Mật độ tổng vi khuẩn, vi khuẩn Vibrio trong nước và trong biofloc 148

Bảng 4.94: Mật độ vi khuẩn lactic trung bình trong nước và trong biofloc 148

Bảng 4.95: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức 149

Bảng 4.96: Chiều dài, khối lượng, tỷ lệ sống và sinh khối giữa các nghiệm thức 149

Bảng 4.97: Nhiệt độ và pH trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức 150

Bảng 4.98: Trung bình các yếu tố thủy lý hóa giữa các nghiệm thức 151

Bảng 4.99: Trung bình các yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức 152 Bảng 4.100: Các thông số kỹ thuật giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát 153

Bảng 4.101: Các thông số chi phí giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát 154

Bảng 4.102: Các thông số tài chính giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát 154

Bảng 4.103: Trung bình các yếu tố thủy lý sáng và chiều giữa các nghiệm thức 155

Bảng 4.104: Yếu tố thủy hóa giữa các nghiệm thức 156

Bảng 4.105: Yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức 157

Bảng 4.106: Các thông số kỹ thuật giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng 158

Bảng 4.107: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng 158

Bảng 4.108: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng 159

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Ảnh hưởng lưu tốc và cường độ khuấy đảo đến sự hình thành hạt biofloc 10

Hình 2.2: Công suất khuấy đảo nước trong hệ thống biofloc 10

Hình 2.3: Cấu trúc hóa học của PHB (trái) và PHB tích lũy trong tế bào vi khuẩn (phải) 12

Hình 2.4: Thành cơ bản trong hạt biofloc 15

Hình 2.5: Sản lượng tôm nuôi thế giới giai đoạn 1992-2012 (FAO, 2013) 42

Hình 2.6: Sản lượng tôm thẻ nuôi ở châu Á giai đoạn 2008-2012 (FAO, 2013) 43

Hình 2.7: Thống kê sản lượng tôm sú và tôm thẻ của Việt Nam từ 2009-2015 44

Hình 3.10: Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc 59 Hình 3.11: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT 60

Hình 3.12: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Thạnh Phú - Bến Tre 61

Hình 3.13: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở tỉnh Bạc Liêu 63

Hình 3.14: Một số hình ảnh và trang thiết bị phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 64

Hình 3.15: Một số hình ảnh hạt biofloc và động thực vật phổ biến trong phân tích mẫu 64

Hình 3.2: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình truyền thống tại Ninh Hải 50

Hình 3.3: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình biofloc tại Ninh Phước 50

Hình 3.4: Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn lên sự hình thành biofloc 52

Hình 3.5: Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N lên sự hình thành biofloc 53

Hình 3.6: Ương vèo tôm post với tỷ lệ C:N dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước 54

Hình 3.7: Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT 56

Hình 3.8: Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung carbohydrate 57

Hình 3.9: Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc 58 Hình 4.1: Số năm kinh nghiệm của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT 67

Hình 4.2: Mối tương quan giữa mật độ và năng suất tôm thẻ chân trắng TT và BFT 73

Hình 4.3:Biến động độ kiềm với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 81

Hình 4.4: Biến động TSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 82

Hình 4.5: Biến động VSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 83

Hình 4.6: Biến động TAN với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 84

Hình 4.7: Biến động Nitrite với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 85

Hình 4.8: Biến động Nitrate với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 86

Hình 4.9: Biến động số lượng và tần suất giống động thực vật theo thời gian thí nghiệm 87

Hình 4.10: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein 88

Hình 4.11: Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio với độ mặn và hàm lượng protein 88

Hình 4.12: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein 89

Hình 4.13: Biến động chiều rộng hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein 90

Hình 4.15: Biến động lượng biofloc với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau 92

Hình 4.16: Biến động độ đục với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau 95

Hình 4.18: Biến động TSS với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau 97

Hình 4.22: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc 101

Hình 4.24: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N 102

Hình 4.25: Chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau 103

Hình 4.26: Chiều dài hạt biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau 104

Hình 4.27: Hàm lượng Biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau 105

Hình 4.28: Biến động hàm lượng TAN (trái) và NO2- (phải) với các tỷ lệ C:N 109

Hình 4.29: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N 109

Hình 4.30: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ C:N khác nhau 111

Hình 4.31: Biến động hàm lượng TAN và NO2- với các tỷ lệ C:N khác nhau 112

Hình 4.32: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N 113

Hình 4.33: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ Bột gạo khác nhau 114

Hình 4.34: Sự biến động TSS giữa các nghiệm thức 116

Hình 4.35: Sự biến động TAN giữa các nghiệm thức 117

Hình 4.36: Sự biến động NO2- giữa các nghiệm thức 118

Hình 4.37: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc 121

Hình 4.38: Biến động hàm lượng TAN giữa các nghiệm thức 125

Hình 4.39: Biến động hàm lượng Nitrite (NO2-) giữa các nghiệm thức 125

Hình 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc giữa các nghiệm thức 126

Hình 4.41: Biến động chiều dài hạt biofloc giữa các nghiệm thức 126

Hình 4.42: Biến động hàm lượng biofloc (FVI) giữa các nghiệm thức 127

Hình 4.45: Khối lượng tôm theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân bột gạo 129

Hình 4.46: Tỷ lệ sống tôm nuôi theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân 130

Hình 4.47: Sinh khối tôm nuôi theo phương thức bổ và thời gian thủy phân bột gạo 130

Hình 4.48: Biến động mật độ tảo Khuê giữa các nghiệm thức 134

Hình 4.49: Biến động mật độ Rotifer giữa các nghiệm thức 135

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

FAO: Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông

nghiệp Liên Hợp Quốc

GAA: Global Aquaculture Alliance (Liên minh Nuôi trồng Thủy sản toàn cầu) ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

TCT: Tôm thẻ chân trắng

TT: Truyền thồng

BFT: Bio Floc Technology (công nghệ biofloc)

FVI: Floc Volume Index (thể tích biofloc)

NA: Nutrient Agar (cấy tổng vi khuẩn)

TCBS: Thiosulphate Citrate Bile Sucrose Agar (cấy vi khuẩn Vibrio)

NTU: Nephelometric Turbidity Unit (Đơn vị đo độ đục)

CFU: Colony Forming Unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc)

DO: Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan)

COD: Chemical Oxygen Demand (nhu cầu Oxy hóa học)

TAN: Total Ammonia Nitrogen (tổng amôn)

TSS: Total Suspended Solids(tổng vật chất lơ lửng)

VSS: Volatile Suspended Solids (vật chất lơ lửng dễ bay hơi)

FCR: Feed Convertion Ratio (hệ số thức ăn)

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT v

DANH SÁCH BẢNG vii

DANH SÁCH HÌNH x

DANH TỪ VIẾT TẮT xii

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu tổng quát 3

1.3 Mục tiêu cụ thể 3

1.4 Nội dung nghiên cứu 3

1.5 Ý nghĩa nghiên cứu 4

1.6 Điểm mới của luận án 4

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Khái niệm biofloc 5

2.2 Cơ sở hình thành hạt biofloc 5

2.2.1 Cơ sở hình thành hạt biofloc trong tự nhiên 5

2.2.2 Cơ sở hình thành biofloc trong ao nuôi theo quy trình biofloc 6

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành biofloc 8

2.3.1 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hình thành hạt biofloc 9

2.3.2 Cường độ luân chuyển nước trong hệ thống biofloc 10

2.3.3 Nguồn carbohydrate bổ sung vào hệ thống biofloc 11

2.3.4 Lượng chất hữu cơ đưa vào hệ thống 12

2.4 Điều kiện hình thành hạt biofloc 14

2.5 Thành phần và lợi ích của hạt biofloc 14

2.5.1 Thành phần vi sinh vật trong hạt biofloc 14

2.5.2 Thành phần dinh dưỡng hạt biofloc 16

2.6 Nuôi tôm theo quy trình truyền thống 19

2.6.1 Các yếu tố thủy lý hóa ao nuôi theo quy trình truyền thống 19

2.6.2 Một số hạn chế trong nuôi tôm theo quy trình truyền thống 22

2.7 Những lợi ích và khả năng ứng dụng quy trình biofloc 24

2.7.1 Những lợi ích nuôi theo quy trình biofloc 24

2.7.2 Khả năng ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc 25

2.7.3 Cải thiện môi trường ao nuôi 26

2.7.4 Tăng hiệu quả kinh tế và tăng năng suất 26

2.7.5 Tạo ra sản phẩm sạch và kiểm soát dịch bệnh 27

2.8 Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ và lượng carbohydrate hữu cơ bổ

sung theo quy trình biofloc 28

2.8.1 Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ trong ao nuôi 28

2.8.2 Phương pháp ước lượng và nguồn carbohydrate hữu cơ bổ sung 30

2.9 Hệ vi khuẩn trong môi trường nước 35

2.10 Sơ lược về tôm thẻ chân trắng 38

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46

3.1 Phương pháp nghiên cứu tổng quát 46

3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 46

3.1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 46

3.1.3 Vật liệu nghiên cứu 46

3.1.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm tổng quát 47

3.2 Sơ đồ nghiên cứu 49

3.3 Phương pháp nghiên cứu chi tiết các nội dung 49

3.3.1 Khảo sát hiện trạng kỹ thuật và tài chính mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng ở Ninh Thuận 49

3.3.2 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc 51

3.3.2.1 Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn khác nhau lên sự hình thành biofloc (TN1) 51

3.3.2.2 Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau lên sự hình thành biofloc (TN2) 52

3.3.3 Thí nghiệm ương vèo tôm post thành giống cỡ lớn theo công nghệ biofloc với các phương thức bổ sung bột gạo khác nhau 53

3.3.3.1 Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N được tính dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước (TN3) 53

3.3.3.2 Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N được tính dựa theo hàm lượng protein thức ăn (TN4) 54

3.3.4 Thí nghiệm nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc với các hình thức khác nhau 55

3.3.4.1 Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT (TN5) 55

3.3.4.2 Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung bột gạo lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT (TN6) 56

3.3.4.3 Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc (TN7) 57

3.3.4.4 Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc (TN8) 58

3.3.4.5 Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT theo qui

trình biofloc (TN9) 59

3.3.5 Triển khai ứng dụng nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc ở qui mô sản xuất (thực nghiệm) 61

3.3.5.1 Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Bến Tre 61

3.3.5.2 Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc trong nhà ở Bạc Liêu 63

3.4 Phương pháp thu và phân tích mẫu 64

3.4.1 Phương pháp thu và trữ mẫu 65

3.4.2 Phương pháp phân tích mẫu 65

3.5 Phương pháp thu thập và xử lý số liệu 66

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 68

4.1 KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHÍA CẠNH KỸ THUẬT VÀ HIỆU QUẢ SẢN XUẤT GIỮA NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO TRUYỀN THỐNG (TT) VÀ BIOFLOC (BFT) TẠI NINH THUẬN 68

4.1.1 So sánh các yếu tố kỹ thuật giữa mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô hình TT và mô hình BFT 68

4.1.2 So sánh hiệu quả sản xuất trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô hình TT và mô hình BFT 78

4.2 PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH BIOFLOC 80

4.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của độ mặn và hàm lượng protein đến sự hình thành biofloc trong điều kiện không có tôm 80

4.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nguồn gốc và tỷ lệ C:N đến sự hình thành biofloc trong điều kiện không có tôm 94

4.3 MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ƯƠNG VÈO TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO QUY TRÌNH BIOFLOC Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM 108

4.3.1 Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước 108

4.3.2 Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính dựa theo hàm lượng protein thức ăn 111

4.4 MỘT SỐ THÍ NGHIỆM NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO QUY TRÌNH BIOFLOC Ở QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM 115

4.4.1 Thí nghiệm 5: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với mật độ và độ mặn khác nhau 115

4.4.2 Thí nghiệm 6: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với thời gian và phương thức bổ sung bột gạo khác nhau 123

4.4.3 Thí nghiệm 7: Khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo

quy trình biofloc 131

4.4.4 Thí nghiệm 8: Phương thức luân chuyển nước trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc 137

4.4.5 Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và Rỉ đường trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc 143

4.5 ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG Ở QUI MÔ SẢN XUẤT 149

4.5.1 Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh tại Thạnh Phú – Bến Tre 149

4.5.2 Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ trong nhà lưới tại công ty Việt Úc – Bạc Liêu 155

4.6 THẢO LUẬN CHUNG VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG 159

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 163

5.1 Kết luận 163

5.2 Đề xuất 164

DANH MỤC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 165

TÀI LIỆU THAM KHẢO 166

PHỤ LỤC A 182

PHỤ LỤC B 190

PHỤ LỤC C 195

Chương 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài được nuôi phổ biến trên thế

giới, với sản lượng tôm thẻ chân trắng năm 2014 đạt hơn 3 triệu tấn chiếm 82,7% tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ Tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ trong giai đoạn

từ năm 2006-2010, sản lượng tăng hằng năm khoảng 5%, nâng sản lượng tôm năm

2010 lên gần 4 triệu tấn và sản lượng giữ ổn định trong năm 2011, nhưng lại giảm mạnh (9,7%) vào năm 2012 còn xấp xỉ 3,5 triệu tấn giảm sau đó sản lượng tăng lên khoảng 3,68 triệu tấn năm 2014, nhưng tăng chủ yếu là do tăng diện tích và năng suất nuôi không ổn định (Aquaculture Asia Pacific, 2015) Sản lượng tôm nuôi sụt giảm năm 2012 chủ yếu là do bùng phát hội chứng tôm chết sớm (AHPND) tại một số nước châu Á như Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam và Malaysia (FAO, 2013)

Để hạn chế dịch bệnh lây nhiễm mô hình nuôi tôm ít hay không thay nước trở nên phổ biến, ngoài việc làm giảm xả chất thải ra môi trường ngoài còn giúp tăng

cường an toàn sinh học cho tôm nuôi (Grillo et al 2000; McIntosh et al 2001) Một

vài nghiên cứu thử nghiệm của hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng không thay nước

thành công có thể kể đến như của Decamp et al (2002) và Burford et al (2003) Tuy

nhiên, việc nuôi tôm không thay nước cho thấy quản lý tốt dịch bệnh nhưng lại tích lũy nhiều vật chất hữu cơ, vi sinh vật và nhất là các dạng nitrogen vô cơ có thể gây độc (Ammonia và Nitrite)

Trong ao nuôi tôm thực vật phiêu sinh có thể hấp thu, đồng hóa tổng amomnia

(TAN) và nitrate (Burford et al 2004), tảo phân bố chủ yếu ở tầng nước mặt trong

khi sự tích lũy nitrogen vô cơ gây độc ở tầng đáy lại cao, nên đây có thể xem là sự bất lợi khi ứng dụng tảo làm tác nhân đồng hóa (Van Rijn, 1996) Bên cạnh đó quá trình nitrate hóa là một cơ chế góp phần để loại bỏ ammonia từ cột nước Nhưng quá trình nitrate hóa diễn ra chậm đồng thời thường bị sự ức chế bởi ánh sáng và pH (Hargreaves, 1998) do đó ammonia và nitrite có thể tích lũy trong ao nuôi tôm ở nồng

độ cao nên chính chúng lại làm giảm mật độ của quần thể vi khuẩn nitrate hóa dẫn

đến sự suy giảm chất lượng nước môi trường ao nuôi (Alcaraz et al 1999)

Thành phần vi sinh vật trong nước rất đa dạng, trong đó vi khuẩn dị dưỡng chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số vi khuẩn, chúng có thể loại bỏ nitrogen vô cơ trong ao, nên phần lớn NH4+ và NO3- được hấp thu và chuyển hóa bởi các vi khuẩn dị dưỡng và

phần còn lại được chuyển thành nitrite hay nitrate nhờ nhóm vi khuẩn Nitrosomonas hay vi khuẩn Nitrobacter (Montoya et al 2002) Vi khuẩn dị dưỡng trong hệ thống

nuôi trồng thủy sản có thể sử dụng nitrogen từ thức ăn tôm dư thừa, phân thải của

tôm và nitrogen vô cơ hòa tan trong nước (Fuhrman et al 1988)

Trong nuôi trồng thủy sản để kiểm soát nitrogen vô cơ với những ao nuôi không thay nước nếu bổ sung thêm carbon hữu cơ (carbohydrate) có thể kiểm soát được sự

tích tụ của nitrogen vô cơ (Kochva et al 2009) Thật vậy, Avnimelech (1999) đã

chứng minh rằng khi bổ sung carbohydrate vào ao nuôi cá rô phi với tỷ lệ C:N dao động từ 10:1 đến 20:1 thì có thể loại bỏ nitrogen vô cơ hiệu quả Năm 2000, McIntosh đã nuôi thành công tôm thẻ chân trắng trong ao với mô hình không thay nước và thức ăn cho tôm với hàm lượng protein rất thấp chỉ 18% tương đương với tỷ

Nhiều tác giả đã và đang đi sâu nghiên cứu theo hướng chuyển đổi từ nhóm sinh vật tự dưỡng sang sử dụng nhóm sinh vật dị dưỡng để xử lý các chất thải hữu cơ tồn lưu trong ao nuôi thủy sản, vì chúng thuận lợi hơn và hiệu quả hơn trong việc tái sử

dụng nước (Ray et al 2012) Nghiên cứu của Avnimelech (1999) cho thấy các hệ

thống xử lý chất thải dạng vật chất lơ lửng thì quần thể vi khuẩn dị dưỡng chiếm ưu thế và đồng thời môi trường ao nuôi được cải thiện nên giúp hạn chế thay nước cho

ao nuôi tôm cá thương phẩm (Burford et al 2003) Trong ao nuôi tôm, khi bổ sung

thêm carbohydrate giúp gia tăng mật số cũng như tối ưu hóa hoạt động sống của vi khuẩn dị dưỡng Nhằm phát uy vai trò phân hủy và đồng hóa của vi khuẩn Kết quả của việc bổ sung carbohydrate làm hình thành nhiều hạt bông cặn sinh học, quy trình nuôi này được gọi là quy trình biofloc và những bông cặn sinh học được gọi là hạt

biofloc (Burford et al 2003)

Tổng kết của Taw (2011) cho thấy rằng, công nghệ biofloc được đề xuất và ứng dụng vào những năm 2000 bởi Avnimelech, McIntosh (2000); Taw (2005) và quy trình biofloc đã được ứng dụng ở một số quốc gia trên thế giới chủ yếu theo mô hình nước chảy trong nhà kính ở Mỹ, Mexico và nuôi trong ao lót bạt ngoài trời ở một số trang trại tại Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Ấn Độ và Trung Quốc từ năm 2005-

2011 Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm bước đầu khá khả quan, năng suất tôm nuôi tăng, môi trường ao nuôi được cải thiện đáng kể Tuy nhiên, quy trình hiện tại còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và ứng dụng cho phù hợp

Việt Nam là quốc gia có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi tôm nước lợ (Trần Viết Mỹ, 2009) Nhưng năng suất tôm nuôi không ổn định do ô nhiễm môi trường và tình hình dịch bệnh diễn ra trên diện rộng Dịch bệnh tôm nuôi nước lợ bùng phát mạnh thành dịch từ cuối năm 2011 và năm 2012, cả nước có khoảng 100.776 ha diện tích tôm nước lợ bị thiệt hại do dịch bệnh (trong đó 91.174

ha nuôi tôm sú và 7.068 ha nuôi tôm thẻ), bao gồm hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND), đốm trắng, đầu vàng gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi và ảnh hưởng đến sản lượng và giá trị xuất khẩu (Bộ NN & PTNT, 2012) Nhằm hạn chế dịch bệnh thì nhiều quy trình nuôi được đề xuất, trong đó quy trình công nghệ biofloc

có khả năng ứng dụng rất cao, nhưng đây là quy trình công nghệ nuôi mới nên hiểu biết còn rất hạn chế, các ứng dụng còn tản mạn và tự phát nên việc đi sâu nghiên cứu ứng dụng và phát triển trong điều kiện ở Việt Nam là cấp bách và cần thiết, do đó đề tài: “Phát triển quy trình công nghệ Biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi

tôm thẻ Chân trắng (Litopenaeus vannamei)” được thực hiện

1.2 Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở khoa học giúp nghề nuôi phát triển một cách hiệu quả, bền vững theo hướng an toàn sinh học

1.3 Mục tiêu cụ thể

Bổ sung thêm các dữ liệu về quy trình công nghệ biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm nói chung

1.4 Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát, đánh giá khía cạnh kỹ thuật - tài chính giữa mô hình nuôi tôm thẻ truyền thống và mô hình nuôi theo quy trình biofloc tại Ninh Thuận

 Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc trong điều kiện không có tôm

 Một số thí nghiệm ương vèo tôm post thành giống cỡ lớn và nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình công nghệ biofloc ở quy mô phòng thí nghiệm

 Ứng dụng quy trình công nghệ biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng ở qui mô sản xuất

1.5 Ý nghĩa nghiên cứu

 Luận án đã góp phần làm tăng sự hiểu biết về quy trình công nghệ biofloc, các hiểu biết này nhằm giúp cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và các đối tượng lợ mặn nói chung vùng ven biển phát triển bền vững

 Luận án đã góp thêm quy trình nuôi mới - quy trình công nghệ biofloc, có thể nuôi với mật độ cao, nâng cao năng suất, tăng hiệu quả sản xuất và đồng thời tăng lợi nhuận cho người nuôi tôm nói chung

 Luận án đã góp phần mở rộng cơ hội lựa chọn mô hình và quy trình nuôi cho người dân sống ở vùng ven biển, đồng thời tạo ra sản phẩm sạch và giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực của nghề nuôi đến môi trường xung quanh

1.6 Điểm mới của luận án

- Luận án đã khẳng định rằng việc bổ sung thêm nguồn carbohydrate cho ao nuôi tôm thẻ chân trắng là cần thiết, đặc biệt nguồn carbohydrate là bột gạo Việc bổ sung thêm carbohydrate có khả năng cải thiện môi trường đồng thời có thể tăng mật nuôi và tăng hiệu quả sản xuất

- Luận án xác định trong điều kiện có nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc

ở độ mặn 15‰, thức ăn có hàm lượng đạm 40-42% với tỷ lệ là 70% bột gạo và 30% rỉ đường được bổ sung theo thức ăn với tỷ lệ C:N=15:1 trong điều kiện luân chuyển nước là phù hợp

- Luận án đã kiểm chứng trong điều kiện thực nghiệm nuôi tôm theo quy trình biofloc làm gia tăng lượng FVI (2,5 lần), tăng mật độ tổng vi khuẩn (21%), tăng động vật phiêu sinh (3,2 lần) và tăng mật độ vi khuẩn lactic 22,3% Đồng thời làm

giảm hàm lượng TAN (38,3%) và giảm mật độ vi khuẩn Vibrio (25,8%), đặc biệt là giảm tỷ lệ vi khuẩn màu xanh (42,5%) trong tổng số vi khuẩn Vibrio so với nuôi

tôm theo quy trình truyền thống

- Luận án đã đúc kết được, nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc tốc tăng trưởng của tôm thẻ chân trắng nhanh hợn (12,2%), tăng tỷ lệ sống tôm nuôi (17,6%), góp phần nâng cao năng suất (33,4%), tăng giá bán (7,93%), giảm giá thành sản xuất (13,2%) và tiết kiệm chi phí thức ăn (5,05%) nên lợi nhuận mang lại tăng gấp đôi (2 lần) trong khi chi phí đầu tư tăng thêm khoảng 26,2% so với quy trình nuôi tôm truyền thống

- Luận án đã xây dựng quy trình nuôi tôm thẻ chân trắng theo công nghệ biofloc phù hợp với thực tiển sản xuất ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Khái niệm biofloc

Trong môi trường ao nuôi, các chất lơ lửng trong ao bao gồm vi khuẩn, tảo, động vật phiêu sinh, vật chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn và phân thải từ tôm nuôi có khuynh hướng liên kết lại tạo thành những hạt gọi là cụm sinh học hay bông cặn sinh học, những bông cặn sinh học này là nơi cư trú và nhân mật số của vi sinh vật được gọi chung là hạt biofloc (Hargreaves, 2006) Hạt biofloc bao gồm rất nhiều loài vi sinh vật trong nước khác nhau như: vi khuẩn dạng sợi, vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh, động vật không xương sống, mảnh vụn hữu cơ và các hạt keo (Avnimelech, 2009) Biofloc là những hạt mịn, xốp, nhẹ và dễ nén, có đường kính từ 0,1 - 2,0 mm; chúng được xem là hệ sinh thái độc đáo gồm các phần tử giàu dinh dưỡng và có khả năng tồn tại lơ lửng trong môi trường nước (Avnimelech, 2012)

2.2 Cơ sở hình thành hạt biofloc

2.2.1 Cơ sở hình thành hạt biofloc trong tự nhiên

Trong môi trường nước tự nhiên, khi vi khuẩn bắt đầu phát triển thì nguyên sinh động vật (protozoa) cũng bắt đầu sinh trưởng và phát triển, trong suốt giai đoạn này chất hữu cơ trong nước bị phân hủy và hấp thu với tốc độ cao nhất, sự chuyển hóa

của chất hữu cơ giúp vi sinh vật tạo thành tế bào mới (Min et al 2010) Tốc độ trao

đổi rất nhanh của vi khuẩn làm cho nhu cầu tiêu thụ oxy rất cao, nếu không đảm bảo

đủ hàm lượng oxy hòa tan, lúc này oxy trở thành yếu tố giới hạn tốc độ trao đổi chất

và sinh trưởng (Nguyễn Lân Dũng, 2005)

Nguyễn Văn Kiệm (2005) cho rằng tỷ lệ thức ăn - vi sinh vật (F:M) tỷ lệ này giảm rất nhanh vì thức ăn đã bị cạn nhưng mật độ vi khuẩn không ngừng tăng lên (tế bào cũ và cả tế bào mới) Tới một thời điểm nhất định, thức ăn trở nên thiếu và trở thành yếu tố giới hạn trong việc sinh trưởng Pha sinh trưởng bắt đầu chuyển sang pha sinh trưởng chậm, lúc này vi khuẩn lẫn protozoa đều bắt đầu giảm, một ít tế bào

bắt đầu chết và bắt đầu hình thành hạt biofloc (Malik et al 2003)

Vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ càng nhanh để tích lũy năng lượng, khi năng lượng của hệ giảm, mật số vi khuẩn càng cao thì năng lượng hệ thống giảm càng nhanh và năng lượng bắt đầu bị thiếu, nên lực hấp dẫn giữa hai tế bào lúc này lớn hơn lực vận động của bản thân, nên ngay tức khắc chúng liên kết lại và dính với nhau khá chặt nhờ lớp màng nhầy bao quanh cơ thể Hai tế bào cùng chuyển động, chẳng bao lâu rồi ba, rồi bốn (Nguyễn Lân Dũng, 2000) Cứ như thế các hạt biofloc có kích thước nhỏ có xu hướng liên kết lại hình thành hạt biofloc có kích thước lớn hơn

(Schneider et al 2005)

Vi khuẩn không còn đủ năng lượng từ phần thức ăn còn lại trong nước, nên chúng bắt đầu phân hủy phần thức ăn dự trữ trong tế bào Lipid và carbohydrate dự trữ bắt đầu được sử dụng trước và sau đó là protein Mức năng lượng vừa giảm thì tốc

độ tạo hạt biofloc lại tăng nhanh (Malik et al 2005) Những nhóm protozoa có giả túc

bơi tự do lúc này trở nên thiếu thức ăn, chúng trở nên kém phát triển nhường chỗ cho protozoa dạng sống bám phát triển và chúng chiếm ưu thế trong suốt pha hô hấp nội

bào (Michaud et al 2006)

Vi khuẩn bắt đầu chết, enzyme nội bào phân hủy làm tan các chất nội bào của

cơ thể của chúng rất nhanh, chất dinh dưỡng khuếch tán ra ngoài những vi khuẩn còn sống sót sẽ tận dụng làm nguồn thức ăn này để duy trì sự sống của chúng (Ryan & Russell, 2013) Để giảm bớt sự tiêu hao năng lượng thì chất nhầy của những vi khuẩn sống sẽ gắn kết với vi khuẩn đã chết bên cạnh để hấp thụ chất dinh dưỡng, nếu không

có nguồn thức ăn mới được cung cấp bổ sung thì hệ vi khuẩn sẽ mất cân bằng và suy giảm (Lương Đức Phẩm, 2009)

Nhóm protozoa có giả túc bơi lội tự do cũng suy giảm và loài protozoa có tiêm mao cũng bắt đầu giảm theo, nhưng luân trùng (rotifer) lại bắt đầu tăng Rotifer có thể sử dụng những hạt keo tụ nhỏ Nếu thời gian dài thì làm cho tất cả mọi loài sinh vật hầu như đều chết, chỉ còn lại một số rất ít vi khuẩn dạng sống tiềm sinh và phần

trơ bền vững của vỏ tế bào (Malik et al 2003) Nhưng nếu hệ thống được cung cấp

các chất hữu cơ đã được thủy phân, các chất hữu cơ dạng hòa tan thì tế bào vi khuẩn sống tiềm sinh tái tạo quần thể và chu kỳ mới bắt đầu hoạt động (Nguyễn Lân Dũng, 2005)

2.2.2 Cơ sở hình thành biofloc trong ao nuôi theo quy trình biofloc

Trong các hệ thống nước thải dân dụng từ lâu đã ứng dụng vi khuẩn để xử lý chất thải hữu cơ theo phương thức bùn hoạt hóa (Arundel, 1995) Nhiều nghiên cứu cho thấy các hệ thống xử lý chất thải hiếu khí có nhiều vật chất dạng lơ lửng, nơi mà các quá trình dị dưỡng chiếm ưu thế, có tiềm năng ứng dụng rất cao cho ao nuôi tôm

thương phẩm (Avnimelech, 1999; Burford et al 2003) Sự phát triển của tảo và vi

khuẩn dị dưỡng trong ao thường có mối quan hệ với nhau Trong ao nuôi vi khuẩn và

vi tảo được xem là hệ thống điều hòa sinh học với nền tảng là phân hủy, chuyển hóa dinh dưỡng hay xử lý chất thải giúp cải thiện chất lượng nước môi trường ao nuôi (Avnimelech, 1999)

Khi ứng dụng quần thể vi khuẩn để hấp thụ nitrogen vô cơ trong ao nuôi cho thấy thuận lợi hơn nhiều so với sử dụng tảo bởi quần thể vi khuẩn phát triển nhanh hơn và không phụ thuộc vào ngày hay đêm do ít chịu tác động của thời tiết, việc chuyển đổi từ nitrogen vô cơ có thể gây độc trong môi trường thành nitrogen hữu cơ (protein) trong cơ thể vi khuẩn, chính nhờ quá trình này làm cải thiện môi trường ao

nuôi đáng kể (Somacha, 2011) Trong những ao nuôi có phương thức và cường độ sục khí khác nhau thì tốc độ và số lượng hạt sinh học hình thành khác nhau Khi sục khí mạnh thì độ đục, hạt chất lơ lửng trong ao nuôi cao, tạo nên lượng giá thể lơ lửng

lớn tạo điều kiện cho vi khuẩn dị dưỡng phát triển mạnh hơn (Emerenciano et al

2013) Khi các ao được sục khí mạnh tạo nên sự xáo trộn mạnh trong ao nên số lượng các hạt sinh học có kích cỡ nhỏ tăng lên nhanh chóng và phổ biến hơn (Avnimelech, 2007)

Quá trình phân hủy diễn ra mạnh khi hàm lượng oxy hòa tan và mật độ vi khuẩn

dị dưỡng ở mức cao Các vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí có khả năng liên kết lại trên nền chất hữu cơ tạo nên các chất hữu cơ dạng lơ lửng, các vật chất hữu cơ có điều kiện tiếp xúc với oxy nhiều hơn, nên quá trình phân hủy và đồng hóa diễn ra mạnh hơn khi chúng phân bố đều trong tầng nước Giới hạn sự sống của tôm cá trong ao nuôi thâm canh thường là oxy, nên khi có sự cố trong quá trình cung cấp oxy thì vật chất dinh dưỡng tích tụ với một lượng lớn ở đáy ao trong điều kiện thiếu oxy chúng trở nên gây độc và có thể gây chết tôm (Avnimelech & Ritvo, 2003)

Hiệu suất (E) hấp thụ carbohydrate của vi khuẩn dị dưỡng khoảng 40-60% vật chất hữu cơ mà chúng trình phân giải để xây dựng và phân chia tế bào mới

(Avnimelech, 1999; Browdy et al 2012) Để xây dựng tế bào mới vi khuẩn dị dưỡng

cần hàm lượng đạm đã được phân hủy thành những dạng đơn giản, cho nên các dạng

đạm vô cơ trong nước được ưu tiên sử dụng (Ray et al 2012) Để quá trình tổng hợp

xảy ra nhanh và mạnh thì tỷ lệ carbohydrate gấp nhiều lần tổng ammonia hay viết

cách khác là C:N cần được cân đối (Avnimelech, 1999) Nghiên cứu của Browdy et

al (2012) chỉ ra rằng nền tảng của biofloc là phát triển mật độ vi khuẩn, để vi khuẩn

dị dưỡng phát triển cần bổ sung thêm nguồn carbohydrate để tạo năng lượng cho quá trình sinh tổng hợp protein cho cơ thể, nên vi khuẩn sẽ hấp thu thêm hàm lượng ammonia (TAN) từ môi trường nước

Công nghệ biofloc phát huy hiệu quả cần phải tạo được cơ chế để chuyển đổi từ chỗ quần xã thực vật phù du (tảo) chiếm ưu thế sang quần thể vi khuẩn dị dưỡng chiếm ưu thế Điều này có thể làm được bằng cách điều chỉnh tỷ lệ C:N của các nguồn dinh dưỡng đầu vào Các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng carbon hữu cơ như là một nguồn năng lượng để kết hợp với nitrogen vô cơ để tổng hợp protein tạo ra tế bào mới (Avnimelech, 1999) Để vi khuẩn có thể chuyển nitrogen vô cơ sang dạng protein sống thì nguồn carbonhydrate phải phong phú, chính vì vậy mà việc điều chỉnh tỷ lệ C:N là vô cùng quan trọng

Kích thước của tế bào vi khuẩn thường khoảng một vài μm, bên ngoài chúng được bao bọc bởi một lớp dung dịch mỏng (dịch nhầy), có tác dụng điều hòa sự khuếch tán của các chất dinh dưỡng vào cơ thể cũng như việc đào thải các chất bài

tiết ra bên ngoài (Nguyễn Lân Dũng, 2005) Các vi sinh vật phát triển trong hạt biofloc liên kết với nhau nhờ cầu nối giữa protein lectin của tế bào này với

oligosaccharide của tế bào kia (Malik et al 2003), qua đó chúng có thể tiết kiệm năng

lượng cho các hoạt động sống (Avnimelech, 2012) Tuy nhiên sự liên kết này rất đa dạng trên nhiều loài vi khuẩn với nhau, mà trong đó vi khuẩn dạng sợi đóng vai trò như bộ khung (Nguyễn Lân Dũng, 2005) Đính trên bộ khung đó là các chất hữu cơ

và nhiều loài vi sinh vật khác điều này có thể lý giải qua cấu trúc có tính xốp cao của

hạt biofloc (Browdy et al 2012) Nên nước chảy xuyên qua của các hạt biofloc tạo

điều kiện để chất dinh dưỡng cung cấp cho các vi sinh vật trong biofloc nhờ dòng chảy đa chiều cao hơn nhiều so với dòng chảy phân tầng

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành biofloc

Thành phần, kích thước và cấu trúc của hạt biofloc chịu ảnh hưởng bởi cường độ

khuấy đảo, hàm lượng oxy hòa tan và nhiệt độ (Browdy et al 2012) Nên việc điều

chỉnh năng lượng của hệ thống nuôi lần lượt là sục khí, nguồn carbohydrate sẽ làm ảnh hưởng đến thành phần hạt biofloc (acid béo, lipid, protein) Việc điều chỉnh có vai trò quan trọng nhất đến sự hình thành hạt biofloc là nguồn và liều lượng carbohydrate đưa vào bởi chúng sẽ làm thay đổi thành phần vi sinh vật và cả thành phần hóa học của hạt biofloc

Bảng 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành hạt biofloc (Avnimelech, 2012)

của biofloc

Khả năng

Mức khuấy đảo Nguồn carbohydrate Lượng carbohydrate đưa vào hệ thống Cường độ

khuấy đảo

(W/m3)

Cấu trúc và kích thước của hạt biofloc

Mức năng lượng đầu vào của hệ thống

Thiết bị khuấy đảo

Oxy hòa tan

Thành phần hóa học của hạt biofloc (chất dự trữ trong tế bào)

Phương thức bổ sung liên tục hay cách quãng

Oxy hòa tan

Từ Bảng 2.1 cho thấy các yếu tố như pH và Oxy hoàn toàn có thể hiệu chỉnh trong thông qua việc thiết kế công suất và thời gian quạt nước, nhờ đó có thể kiểm soát được hàm lượng Oxy, đồng thời cần bổ sung vôi để ổn định pH Nhưng nguồn

và lượng carbohydrate thì cần bổ sung để duy trì ở mức phù hợp để tối ưu hóa cho vi khuẩn phát triển và đồng hóa đạm vô cơ hòa tan

2.3.1 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hình thành hạt biofloc

Nuôi tôm theo quy trình biofloc thường cho thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng

cao nên hạn chế mật độ tảo ở mức thấp (Burford et al 2003) bởi cường độ quang

kém, nên độ pH thường thấp và ổn định (Hargreaves, 2006) Nhưng khi pH thấp hơn 7,0 thì lượng biofloc thu được ít hơn 0,5 mL/L và các hạt biofloc trong các bể nuôi có biểu hiện bị phá vỡ các liên kết nên hạt biofloc có kích thước nhỏ tăng lên (Nguyễn

Thị Thu Hiền và ctv 2013)

Lượng biofloc ổn định và tốt nhất ở pH từ 7,3 - 8,5 đồng thời cũng là khoảng

pH thích hợp cho tôm thẻ chân trắng pH cũng ảnh hưởng đến chất lượng hạt biofloc, khi pH gia tăng từ 6,8 lên 8,5 thì hàm protein và lipid cũng tăng (Nguyễn Thị Thu

Hiền và ctv 2013) Bên cạnh đó, tôm chân trắng là loài động vật ăn tạp và rất háu ăn

nên chúng có thể phát triển khá đồng đều với điều kiện chất khoáng được cung cấp

đủ để sinh trưởng, pH phù hợp giúp máu tuần hoàn và tiêu hoá tốt Nhờ đó kích thích

sự thèm ăn của tôm nên quá trình trao đổi chất hiệu quả hơn, chu kỳ lột xác ngắn hơn

và hệ thống miễn dịch được tăng cường (Panakorn, 2012)

Quá trình phân hủy diễn ra mạnh khi hàm lượng oxy hòa tan và mật độ vi khuẩn

dị dưỡng ở mức cao lúc đó hàm lượng nitrogen vô cơ trong môi trường được chuyển thành nitrogen hữu cơ trong sinh khối của vi khuẩn dị dưỡng nhanh và triệt để hơn

(Roy et al 2010) Nhưng khi mật độ vi khuẩn gia tăng đồng nghĩa với nguồn tiêu thụ

oxy tăng lên, nên khi có sự cố trong quá trình cung cấp oxy thì nhu cầu oxy tăng lên, đồng thời hàm lượng oxy giảm rất thấp đột ngột đến mức gây độc cho tôm nuôi (Avnimelech & Ritvo, 2003) Tôm có thể phát triển bình thường trong điều kiện cung cấp đủ oxy, tuy nhiên lượng sinh khối và sự tích lũy các chất gây độc có thể làm giới hạn mật độ nuôi (Wyk, 2001)

Hàm lượng oxy ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của hạt biofloc, protein và lipid trong hạt biofloc tăng khi hàm lượng oxy tăng đồng thời làm giảm hàm lượng

tro của hạt biofloc (Nguyễn Thị Thu Hiền và ctv 2013) Hàm lượng oxy hòa tan

trong nước sẽ thay đổi theo từng loại thiết bị sục khí và công suất khác nhau Oxy không những ảnh hưởng lớn đến trao đổi chất của các tế bào vi sinh vật trong hạt biofloc hiếu khí mà còn tác động đến cấu trúc hạt biofloc Khả năng lắng của các hạt biofloc khi oxy thấp (0,5-2,0 mg/L) kém hơn so mức oxy từ 2,0-5,0 mg/L, khi oxy thấp vi khuẩn dạng sợi sẽ xuất hiện nhiều hơn so với vi khuẩn dạng keo Các vi khuẩn

dạng sợi có ái lực với oxy cao hơn nên chúng cạnh tranh tốt hơn trong điều kiện oxy thấp, nhờ vậy chúng chiếm ưu thế trong thành phần biofloc Các hạt biofloc hình thành trong ao nuôi có nồng độ oxy càng thấp thì thường kích thước càng nhỏ, nên khả năng lơ lửng trong nước lâu hơn Tuy nhiên, tôm không thể lọc được những hạt

có kích thước nhỏ này (Avnimelech, 2007)

2.3.2 Cường độ luân chuyển nước trong hệ thống biofloc

Phương thức và cường độ sục khí khác nhau thì tốc độ và số lượng hạt biofloc hình thành ít hay nhiều và kích cỡ sẽ khác nhau, khi sục khí mạnh thì độ đục trong ao cao, hạt chất lơ lửng cao kéo theo vi khuẩn dị dưỡng phát triển mạnh đồng thời hạn

chế sự phát triển của vi tảo (McGraw et al 2001) Khi các ao nuôi được sục khí mạnh

tạo thành dòng chảy và sự xáo trộn mạnh thì số lượng các hạt biofloc có kích cỡ nhỏ tăng lên và phổ biến hơn (Avnimelech, 2007)

Hình 2.1: Ảnh hưởng lưu tốc và cường độ khuấy đảo đến sự hình thành hạt biofloc

(Avnimelech, 2012)

Nếu cường độ khuấy đảo và lưu tốc dòng chảy cao, kích thước trung bình của hạt biofloc sẽ giảm do liên kết của chúng bị đứt (Avnimelech, 2012) Trong hệ thống bùn hoạt tính để xử lý nước thải lưu tốc trung bình (G) là 19,4 m/s (0,5 W/m3) thì kích thước trung bình của biofloc là 130μm, kích thước này sẽ giảm xuống còn 20μm khi lưu tốc tăng lên 346 m/s - 125 W/m3 (Biggs & Lant, 2000)

Hình 2.2: Công suất khuấy đảo nước trong hệ thống biofloc (Biggs & Lant, 2000)

Tuy nhiên trong nuôi tôm theo quy trình biofloc thường công suất dao động từ 28-32 HP/ha (Taw, 2010) tương đương với 2,8-3,2 W/m3, nên hạt biofloc hình thành

sẽ có kích cỡ lớn hơn 130 μm Khi cường độ luân chuyển nước mạnh, tạo nên dòng chảy giúp các chất dinh dưỡng gom vào vị trí thiết kế, điều này đồng nghĩa với diện tích có nền đáy sạch được mở rộng Nên diện tích dành cho tôm hoạt động sẽ lớn hơn

và khả năng bắt mồi và tiêu thụ thức ăn hiệu quả hơn (Panakorn, 2012) Cường độ luân chuyển nước cần được điều chỉnh cho phù hợp với từng ao nuôi cụ thể (mật độ tôm nuôi, giai đoạn tôm hoặc diện tích và độ sâu của ao nuôi) có như thế mới thật sự tiết kiệm được chi phí và quản lý ao nuôi hiệu quả

2.3.3 Nguồn carbohydrate bổ sung vào hệ thống biofloc

Việc xác định nguồn carbohydrate để bổ sung vào ao nuôi tôm được xem là điều

kiện tiên quyết để thúc đẩy quá trình tạo biofloc (Browdy et al 2012) Người nuôi có

thể bổ sung trực tiếp các chất như đường cát, tinh bột, acetate, glycerol và bột tảo khô (Taw, 2010) Nguồn carbohydrate đóng vai trò là một chất tạo năng lượng cho hoạt động của hệ thống và góp phần vào sản xuất protein của tế bào vi sinh vật (Avnimelech, 1999) Cần cân nhắc lựa chọn nguồn carbohydrate, nhất là về chi phí đồng thời phải có sẵn tại địa phương và với số lượng lớn, bên cạnh đó còn tính tới khả năng dễ phân hủy sinh học và hiệu quả đồng hóa cao của vi khuẩn (Nguyễn Thúy

Liên, 2003; Ray et al 2012) Theo lý thuyết có thể tính toán ra lượng carbohydrate

cần thiết để bổ sung dựa vào lượng nitrogen trong thức ăn hay do đối tượng nuôi thải

ra (Avnimelech, 1999, Browdy et al 2012)

Qua Bảng 2.2 cho thấy thành phần dinh dưỡng của các biofloc có sự khác biệt đáng kể khi nguồn carbohydrate bổ sung khác nhau, do đó có thể tối ưu hóa thành phần của hạt biofloc bằng cách điều chỉnh nguồn carbohydrate bổ sung Thông thường nuôi tôm trong nhà kính thiếu ánh sáng thì hàm lượng lipid trong hạt biofloc luôn ở mức thấp vì thế cần thúc đẩy sự phát triển tảo trong hệ thống bằng cách tăng cường khả năng chiếu sáng thì hàm lượng lipid trong hạt biofloc có thể được cải thiện

(Emerenciano et al 2013)

Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng hạt biofloc (*) với nguồn carbohydrate bổ sung khác nhau

Nguồn carbon Protein Lipid Cellulose Carbohydrate Tro Nguồn

Rỉ đường (90%)

Trung bình 38,0 3,46 8,10 35,6 20,6

* Tính trên (%) trọng lượng khô

Các nghiên cứu cải thiện chất lượng hạt biofloc cho thấy không chỉ ảnh hưởng đến các thành phần như protein, lipid mà còn cả chất dự trữ trong tế bào vi khuẩn như PHB (poly-β-hydroxybutyrate), đây là một polymer nội bào có khả năng phân hủy sinh học mà nhiều loại vi khuẩn có thể phân hủy và tổng hợp từ nguồn carbohydrate khác nhau PHB có thể chiếm tới 80% khối lượng khô của tế bào, đây là nguồn dự trữ năng lượng của vi khuẩn dưới dạng glycogen

PHB có thể phân cắt và tiêu hóa tốt trong ruột của giáp xác và điều này đã được

chứng minh là hạt biofloc có thể giúp Artemia franciscana tăng cường khả năng kháng bệnh do vi khuẩn Vibrio gây ra, giúp tăng trưởng và cải thiện tỷ lệ sống của ấu

trùng tôm (Schryver & Vestraete, 2009) Quá trình phân hủy của PHB được hỗ trợ bởi các enzym ngoại bào phân cắt PHB của rất nhiều loài vi khuẩn và nấm, kết quả là khi giáp xác ăn vào thì lượng PHB trong ruột các đối tượng nuôi tăng lên ức chế các tác nhân gây bệnh

PHB

(Poly-β-hydroxybutyrate)

Hình 2.3: Cấu trúc hóa học của PHB (trái) và PHB tích lũy trong tế bào vi khuẩn (phải)

Theo công bố của Schryver & Vestraete, (2009) thì quá trình tích trữ PHB là quá trình tự nhiên của vi khuẩn và PHB chiếm khoảng 16% khối lượng khô của hạt biofloc, tuy nhiên PHB chỉ là một trong rất nhiều chất thuộc nhóm poly-hydroxy-alkanoate Sự khác biệt về cấu trúc của cơ chất carbohydrate sẽ tạo ra các loại khác nhau, mỗi loại được xúc tác bởi một enzym riêng do các gen mã hóa khác nhau Nếu

bổ sung nguồn carbohydrate là acetate thì loại polymer dự trữ được hình thành là poly-hydroxy-butydrate Còn trong trường hợp cung cấp muối propionate thì sẽ tạo ra 3-hydroxy-2-methylvalerate và poly-hydroxyvalerate

2.3.4 Lượng chất hữu cơ đưa vào hệ thống

Phương thức bổ sung cơ chất hữu cơ đóng vai trò hết sức quan trọng trong vận hành hệ thống biofloc Lượng chất hữu cơ đưa vào hệ thống có thể được tính bằng lượng carbohydrate sử dụng trên một đơn vị thể tích nước trong khoảng thời gian Có

hai hình thức bổ sung carbohydrate vào hệ thống nuôi, bổ sung liên tục với dạng nhỏ hoặc bổ sung với khối lượng lớn nhưng cách nhau một khoảng thời gian dài Nếu bổ sung hàng ngày thì vi sinh vật sống trong hạt biofloc sẽ nhận được nguồn thức ăn liên tục, ngược lại nếu bổ sung gián đoạn thì có thể xảy ra trường hợp thừa vào ngày bổ sung nhưng lại thiếu vào những ngày trước đó hay sau đó, lúc này sẽ kích thích sự tích lũy các hợp chất dự trữ dưới dạng poly-β-hydroxy-alkanoates của vi khuẩn và qua đó chủ động tạo ra PHB

Khả năng dự trữ khi dư thừa dinh dưỡng sẽ giúp cho vi sinh vật có thể vượt qua giai đoạn khan hiếm dưỡng chất trong giai đoạn không bổ sung Sự tích lũy PHB chủ yếu xảy ra khi hệ thống có bổ sung carbohydrate, nhưng sẽ không hiệu quả khi sử dụng thức ăn viên có hàm lượng protein thấp Việc bổ sung carbohydrate dưới dạng thức ăn viên liên tục nên không tạo được trạng thái thừa và thiếu carbon thì quá trình hấp thu và chuyển hóa carbon diễn ra chậm, dẫn đến lượng carbohydrate khả dụng dư nên vi khuẩn không có khuynh hướng tích lũy Từ đây cho thấy việc bổ sung carbohydrate theo phương thức gián đoạn sẽ có lợi hơn bổ sung liên tục Trong một

số trường hợp, bể tạo biofloc có thể đặt cạnh ao nuôi tôm, phương pháp này giúp người nuôi dễ dàng quản lý quá trình tạo hay loại bỏ hạt biofloc Ngoài ra bằng cách này có thể tối ưu hóa quá trình vận hành hệ thống biofloc và ít gây ảnh hưởng xấu đến đối tượng nuôi Việc sản xuất biofloc có hàm lượng cao PHB cũng linh hoạt hơn trong bể tuy nhiên có thể tốn thêm chi phí cho hệ thống này

Nghiên cứu bổ sung thêm lượng carbohydrate nhằm cân đối tỷ lệ C:N trong việc

kiểm soát nitrogen vô cơ đã được thực hiện (Kochva et al 2009) và nghiên cứu được

xem là nền tảng cho quy trình biofloc của Avnimelech (l999) trên cá rô phi, cho thấy

sự tăng trưởng, phát triển và tỷ lệ sống của cá trong ao bổ sung carbohydrate với tỷ lệ C:N=16,6:1 cao hơn đáng kể so với những cá ao với tỷ lệ C:N=11,1:1, hơn thế nữa sự chuyển hoá thức ăn và hệ số thức ăn trong nghiệm thức C:N=16,6:1 là tốt hơn Tiếp

đó McIntosh (2000) đã phát triển và thành công trong nuôi tôm thẻ chân trắng trong

ao với mô hình không thay nước với tỷ lệ C:N=20:1 (protein trong thức ăn chỉ 18%) Nghiên cứu Panjaitan (2009) cho thấy rằng khi thức ăn có tỷ lệ C:N nhỏ hơn 10:1, thì nồng độ ammonia và nitrite trong ao nuôi tôm sú khá cao, nhưng khi bổ sung carbohydrate từ mật rỉ đường để cân bằng với nitrogen trong thức ăn để đạt được tỷ lệ C:N = 20:1 thì hàm lượng vô cơ giảm đáng kể đồng thời chi phí thức ăn giảm khoảng 25% và thậm chí có thể giảm 33-50% so với ao nuôi tôm sú thông thường (Panjaitan, 2010) Nghiên cứu đã chứng minh rằng sử dụng mật rỉ đường với

tỷ lệ C:N là 20:1 thì chỉ cần 75% lượng thức ăn là đủ cho sự sinh trưởng và phát triển của tôm sú đồng thời đảm bảo an toàn sinh học, giảm chi phí thức ăn, cải thiện chất lượng nước và tránh thải chất gây ô nhiễm ra môi trường xung quanh

2.4 Điều kiện hình thành hạt biofloc

Định luật Stokes mô tả quá trình lắng đọng của các hạt không thấm nước trong một thể vẩn với dòng chảy phân tầng và cho thấy tốc độ lắng tỷ lệ thuận với kích thước các hạt và nhưng tỷ lệ nghịch với mật độ của hạt và độ nhớt, nếu nước có độ nhớt lớn thì hạt sẽ có khuynh hướng nổi lơ lửng Nhưng trong trường hợp hạt biofloc

có nhiều lỗ rỗng và nước có thể thấm qua khi lực ma sát nhỏ hơn nên tốc độ lắng nhanh hơn so với tính toán của định luật Stokes Theo mô hình của một số tác giả

Johnsson et al (1996) thì tốc độ lắng của các hạt biofloc lớn hơn so với ước tính theo

quy luật của Stokes (Li & Yuan, 2002) Nếu các hạt biofloc lắng tụ quá nhanh sẽ gây lãng phí bởi người nuôi sử dụng năng lượng điện ở mức khoảng 0,1-10 W/m3 cho sự luân chuyển hay xáo trộn để duy trì trạng thái lơ lửng trong ao nuôi, tùy vào mật độ tôm nuôi mà trang bị và sử dụng năng lượng cho hợp lý

Mức tiêu thụ năng lượng điện dùng cho nuôi trồng thủy sản thường ở mức 2-4 W/m3 (hay 26,8-53,6 HP/ha) Nếu cường độ khuấy đảo nước thấp, các tế bào vi khuẩn kết dính dưới dạng biofloc phát triển tốt hơn so với cường độ khuấy đảo mạnh Mức độ khuấy đảo tối đa của nước không nên vượt quá 10 W/m3(134 HP/ha), vượt khỏi ngưỡng này vi khuẩn đơn lẻ sẽ lấn át các vi khuẩn kết lại dưới dạng biofloc

(Logan et al 2010) Đây chỉ là những tính toán trên lý thuyết từ các thông số ước

lượng, nên trong thực tế cho đến nay cách tiếp cận này chỉ mới được sử dụng thay thế

mô hình lọc sinh học tuần hoàn bằng mô hình nuôi theo công nghệ biofloc Vì thế mức độ điều khiển của biofloc cần được áp dụng tùy theo hệ thống nuôi và được thiết

kế phù hợp cho từng trường hợp cụ thể

2.5 Thành phần và lợi ích của hạt biofloc

2.5.1 Thành phần vi sinh vật trong hạt biofloc

Trong môi trường ao nuôi tôm thành phần loài vi khuẩn rất đa dạng nhưng chúng có khả năng tập hợp lại thành những hạt biofloc có hình dạng và kích cỡ khác

nhau (Logan et al 2010) Quản lý môi trường ao nuôi theo quy trình biofloc là dựa

trên quản lý điều chỉnh quần thể vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí Điều khiển quần thể vi khuẩn đồng nghĩa với việc kiểm soát và điều chỉnh hàm lượng đạm vô cơ gây độc trong môi trường ao nuôi Để sự chuyển hóa này diễn ra mạnh và triệt để thì phải tạo điều kiện tối ưu để quần thể vi khuẩn phát triển mạnh bằng việc cung cấp năng lượng cho việc chuyển hóa và phân hủy Việc hạn chế quần thể của vi khuẩn thường là do thiếu hàm lượng carbohydrate mà dư thừa hàm lượng nitrogen, hàm lượng nitrogen

không cân đối với carbohydrate (Verstraete et al 2008)

Trong cột nước xảy ra mối tương tác mật thiết giữa các chất hữu cơ và thành phần vi sinh vật như: thực vật phù du, vi khuẩn tự dưỡng, vi khuẩn hóa tự dưỡng, vi

khuẩn dị dưỡng sống tự do hay sống bám và các sinh vật tiêu thụ dị dưỡng lớn trong

mạng lưới thức ăn (Ray et al 2010) Theo quan sát và ghi nhận Emerenciano et al

(2012) cho thấy quần thể vi sinh vật cơ bản trong hạt biofloc chủ yếu là các nhóm vi sinh vật (Hình 2.4):

Hình 2.4: Thành cơ bản trong hạt biofloc, (A) vi khuẩn dạng sợi; (B) ciliate (C) giun tròn và

(D) copepoda Nguồn: Emerenciano et al (2012)

Vi khuẩn là những nhóm vi sinh vật quan trọng nhất trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ và là thành phần cấu tạo chủ yếu của hạt biofloc Trong thủy vực

giàu protein sẽ kích thích các giống vi khuẩn như: Alcaligenes, Flavobacterrium và Bacilus phát triển và nếu trong nước hàm lượng carbohydrate ở mức dư thừa thì kích thích vi khuẩn Pseudomonas phát triển

Nấm thường được xem là nhóm không mong muốn, nếu nước chứa carbohydrate với nồng độ cao đồng thời pH thấp và trong trường hợp nitrogen thấp sẽ kích thích nấm phát triển Đa số loài nấm có dạng sợi và ngăn cản việc tạo hạt biofloc

và làm hạt biofloc nhỏ nên khó lắng

Protozoa chỉ đóng vai trò gián tiếp trong việc ổn định và phân hủy chất hữu cơ, khi nồng độ chất hữu cơ thấp tạo điều kiện cho động vật nguyên sinh phát triển và chiếm ưu thế trong hạt biofloc Khi nhiều quần thể vi khuẩn tự do phát triển sẽ kích thích nhóm ciliate tự do phát triển Khi quần thể vi khuẩn sống tự do phát triển kém hay nhóm vi khuẩn kết dính trong hạt biofloc tăng lên thì nhóm nguyên sinh động vật sống tự do nhường chỗ cho nhóm ciliate tiêm mao phát triển

Rotifer thường ít xuất hiện, chúng chỉ phát triển khi các loài protozoa đã giảm, chúng có thể sử dụng các hạt biofloc có kích thước nhỏ, vì vậy rotifer được coi là chỉ thị cho biết hệ sinh học trong hệ thống đã đi vào ổn định

2.5.2 Thành phần dinh dưỡng hạt biofloc

Các vi sinh vật phát triển trên nền vật chất hữu cơ, các sinh vật trong hệ thống nuôi chúng có mối quan hệ với nhau thông qua mạng lưới thức ăn tự nhiên và chúng chứa đựng bên trong nhiều acid amin thiết yếu, nên được xem là nguồn thức ăn tiềm

năng cho nhiều đối tượng thủy sản (Ray et al 2012) Vi sinh vật có hàm lượng

protein khá cao và dễ tiêu hóa nên có thể nói chúng góp phần quan trọng trong nguồn thức ăn tự nhiên bổ sung thiết yếu cho tôm nuôi Các hạt biofloc là một nguồn dinh dưỡng tự nhiên, giàu protein, lipid và luôn sẵn có nên có thể sử dụng bất cứ khi nào cần (Avnimelech, 2007)

Việc tôm sử dụng hạt biofloc được chứng minh là có lợi như cải thiện tốc độ

tăng trưởng (Wasielesky et al 2006) và làm tăng sự chuyển đổi dinh dưỡng hay làm

giảm lượng thức ăn để có cùng một khối lượng sản phẩm (FCR thấp) nên đồng nghĩa

với giảm chi phí thức ăn (Burfor et al 2003) Tốc độ tăng trưởng của đối tượng nuôi

được nâng cao, điều này có thể đối tượng nuôi đã hấp thụ một số chất dinh dưỡng thiết yếu có trong vi tảo và vi khuẩn; lượng thức ăn dạng này có thể lên đến 30% của khẩu phần ăn thông thường trong nuôi tôm sú (Panjaitan, 2011) Theo nghiên cứu

(Burford et al 2004) bằng cách đánh dấu đồng vị nitrogen đã chứng minh rằng có

khoảng 29% trong khẩu phần thức ăn được tôm thẻ chân trắng tiêu thụ hàng ngày từ biofloc, nên có thể làm giảm khoảng 20% lượng thức ăn so với phương thức nuôi

truyền thống (Ray et al 2012)

Việc tiêu thụ thêm thức ăn từ hạt biofloc của đối tượng nuôi, có nghĩa là đã tiêu

thụ nitrogen tái sử dụng từ thức ăn dư thừa thêm khoảng 7-13% (Schneider et al

2005) Nguồn protein đơn bào tiềm năng này có thể thay thế một phần lượng thức ăn

viên (Ray et al., 2010; Emerenciano et al 2011) Theo tổng hợp của Lytha et al

(2006) cho thấy thành phần dinh dưỡng hạt biofloc khá cao, nhưng có sự biến động lớn (Bảng 2.3) protein (12-49%) lipid (0,5-12,5%) và khoáng chất (13,4-46%) bên cạnh đó chúng còn chứa đựng nhiều acid amin thiết yếu

Việc kiểm soát chất lượng nước trong ao nuôi cá theo quy trình biofloc đồng nghĩa với việc kiểm soát của quần thể vi khuẩn thông qua hạt biofloc, để điều chỉnh quần thể vi khuẩn chỉ khi bổ sung thêm hàm lượng carbohydrate hay nói cách khác là

hiệu chỉnh tỷ lệ C:N (Browdy et al 2012) Hàm lượng nitrogen vô cơ và nitrogen hữu

cơ trong nước luôn ở mức dư thừa (Avnimelech, 2007) trong khi đó hàm lượng carbohydrate không đủ đáp ứng bởi luôn được sử dụng ở mức cao để cung cấp năng lượng cho các hoạt động của sinh vật trong thủy vực, nên việc đảm bảo tỷ lệ

carbohydrate và hàm lượng nitrogen là cần thiết để đảm bảo tốc độ tăng trưởng của vi

khuẩn dị dưỡng (Emerenciano et al 2012)

Bổ sung carbohydrate nhằm giúp duy trì cho hoạt động của vi khuẩn (hô hấp, vận động, tiêu hóa) cũng như sự sinh trưởng, phát triển và phân cắt tạo ra tế bào mới Hàm lượng carbohydrate trong nước cao có khả năng thay thế carbohydrate từ xác tảo, vi khuẩn hiếu khí phân hủy và chuyển đổi nguồn vật chất này rất hiệu quả trung bình khoảng 50% (40-60%) cao hơn so vi khuẩn kỵ khí phân hủy với 10-15% (Avnimelech, 2012) Nói cách khác, chúng có khả năng hấp thu và sản sinh tế bào mới với hàm lượng nitrogen trong tế bào mới khoảng 9,76% (tương đương 61% protein), đây được xem như là nguồn nguyên liệu tái chế nitrogen từ dạng hữu cơ đang phân hủy và nitrogen vô cơ thành protein hữu cơ trong vi khuẩn đơn bào (Avnimelech, 1999)

Chi phí thức ăn dựa trên hàm lượng protein, protein nguồn gốc động vật hay

thực vật và hiệu quả chuyển hóa thành cơ thịt tôm nuôi (Ray et al 2012) Trong

nhiều thập niên qua do việc mở rộng diện tích và mức độ thâm canh ngày càng cao của ngành nuôi trồng thủy sản đưa đến nhiều hệ lụy, làm cho nguồn nguyên liệu trở nên khang hiếm, nên chi phí nguồn nguyên liệu ngày càng tăng đặc biệt là bột cá, bột

cá là thành phần chính để sản xuất thức ăn trong nuôi trồng thủy sản Xuất phát từ thực tế đó nên đã gây áp lực lên ngành khai thác, đánh bắt vốn đã cạn kiệt, nguồn lợi

tự nhiên giảm sút nghiêm trọng, nên phải tận thu những cá thể nhỏ để sản xuất bột cá,

hệ lụy này trở thành một vòng xoáy giá liên tục tăng (Ray et al 2012)

Hơn nữa, việc mở rộng ngành công nghiệp thức ăn thủy sản, luôn cạnh tranh với nhiều loài vật nuôi khác của ngành chăn nuôi (gia súc và gia cầm), sự khác biệt trong chất lượng (hàm lượng protein dễ tiêu hóa cao, có nhiều hòa axit béo không no và

khoáng chất) quyết định đến giá của thức ăn (Emerenciano et al 2011) Nguồn

protein có thể có khả năng tiêu hóa tốt, có năng lượng năng cao, hàm lượng tro thấp

và chứa nhiều amin thiết yếu đồng thời có hàm lượng acid béo cân đối, tính hấp dẫn đối với vật nuôi (Hardy, 2010) đang được nghiên cứu để thay thế nguồn protein động vật Trong những năm gần đây từ khi nuôi tôm theo quy trình biofloc (BFT) cho thấy không chỉ mang lại sự kỳ vọng thay thế mô hình nuôi tôm hiện có mà còn là một phương pháp để tạo được protein nguyên liệu phù hợp có nguồn gốc từ vi sinh vật Hạt biofloc được xem như nơi diễn ra những phản ứng sinh học và hóa học

(Crab et al 2010) để tạo ra một dạng protein có thể được tận dụng như một nguồn

thức ăn tự nhiên từ những thành phần dư thừa, đồng thời có thể cải thiện chất lượng

nước môi trường ao nuôi (Kunh et al 2010) Khi nguồn protein đơn bào được tạo ra

mạnh và tối ưu cũng đồng nghĩa với việc tăng cường hấp thu nitrogen vô cơ hòa tan trong nước tăng lên, nên hàm lượng nitrogen gây hại trong nước giảm xuống (Kuhn

et al 2009) Trong ao nuôi tôm các vật chất lơ lửng (hạt biofloc) ngày càng tăng thì

hoạt động diễn ra càng mạnh mẽ, sinh khối gia tăng nhanh, chất dinh dưỡng dư thừa được hấp thu mạnh và đồng thời nguồn protein dạng đơn bào được tạo ra lớn Tuy nhiên để tối ưu hóa thì cần cung cấp thêm oxy và nguồn carbohydrate đủ lớn, nếu không đáp ứng được nhu cầu đó, có thể chính chúng trở nên gây ức chế và giới hạn

tính bền vững của hệ thống (Ray et al 2010) Các hạt biofloc chứa vi khuẩn có thể là

nguồn cung cấp nguồn dinh dưỡng quan trọng cho tôm nuôi (Bảng 2.3) như: protein

(Azim et al 2008), chất béo (Emerenciano et al 2012), amino acid (Ju et al 2008a)

và các axit béo (Ekasari et al 2010)

Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của hạt biofloc

(%)

Carbohydrate (%)

Lipid (%)

Chất xơ (%)

Tro (%)

đó cần tính đến tuổi của hạt biofloc, hạt biofloc mới hình thành có mật độ và tỷ lệ vi khuẩn dị dưỡng còn sống là rất cao so với hạt biofloc đã được hình thành lâu bởi

chúng bị chi phối bởi các loại nấm (Kunh et al 2012)

Qua Bảng 2.4 cho thấy với các nguồn carbohydrate khác nhau hay trong môi trường nước ngọt hoặc nước lợ mặn có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành, hàm chất dinh dưỡng cũng như cấu trúc và cả hình dạng của hạt biofloc Tổng hợp về

thành phần dinh dưỡng của Emerenciano et al (2012) cho thấy trong hạt biofloc có

hầu hết các axit béo (FA) cần thiết cho tôm nuôi như: Acid Linoleic (C18:2 n-6 hoặc LA), Acid Linolenic (C18:3 n-3 hoặc ALA), Acid Arachidonic (C20:4 n-6 hoặc ARA), Eicosapentanoic Acid (C20:5 n-3 hoặc EPA) và Docosahexaenoic Acid (C22:6 n-3 hay DHA), tổng của n-3 và n-6 khác nhau đáng kể, đặc biệt là tổng acid không no chiếm tỷ lệ rất cao (12,5-30,5%) Thành phần dinh dưỡng từ các vi sinh vật trong biofloc được nhiều tác giả cho rằng hoàn toàn có thể thay thế cho hàm lượng

protein trong khẩu phần ăn của tôm (Wasielesky et al 2006)

Bảng 2.4: Thành phần acid béo của biofloc với các nguồn carbohydrate khác nhau

Bột mì Rỉ đường Rỉ đường Glucose Glycerol Nguồn carbon

C14:0 2,02-2,48 13,8-16,1 5,40-6,20 0,61 0,43 C15:0 0,70-0,77 1,10-1,50 1,10-1,30 0,17 0,26 C16:0 17,9-19,1 45,4-53,5 48,7-49,3 6,34 8,86 C16:1 7,15-7,74 9,90-15,3 16,5-21,6 1,61 1,54 C17:0 - 0,7 0,90-1,00 0,14 0,68 C18:0 6,24-7,27 3,40-3,50 3,70-4,50 3,94 6,27 C18:1, n-7 11,1-11,3 - - 2,71 4,19 C18:1, n-9 8,51-10,1 8,80-9,20 7,70-10,8 8,12 12,1 C18:2, n-6 (LA) 15,4-16,7 1,50-2,50 2,20-2,60 12,0 21,9 C18:3, n-3 (ALA) 0,65-0,73 2,00-2,30 2,20-3,30 0,20 0,21 C20:0 0,87-1,44 0,20-0,40 0,4 0,33 0,49 C20:1, n-9 0,74-0,80 0,30-0,40 0,5 0,06 0,02 C20:3, n-6 0,40-0,46 0,2 0,2 0,15 0,04 C20:4, n-6 (ARA) 3,11-3,55 0,30-0,40 0,30-0,40 0,17 0,06 C20:5, n-3 (EPA) 0,39-0,46 0,30-0,50 0,5 0,19 0,12 C20:6, n-3 (DHA) 0,74-0,77 0,20-0,40 0,30-0,40 0,18 0,10

∑ Acid no 30,2-34,9 67,6-73,0 61,5-61,9 11,5 17,0

∑ Acid không no 28,1-29,4 19,7-25,0 28,3-30,5 12,5 17,8

∑ n-3 1,38-1,91 2,80-3,40 3,20-4,40 0,60 0,43

∑ n-6 23,5-25,8 2,00-3,00 2,70-3,10 12,3 22,0

(*) cá rô phi nuôi trong nước ngọt; Nguồn: Emerenciano et al (2012)

Trong nghiên cứu của Nune et al (2010) cho thấy rằng tôm ăn khoảng 25%

protein từ hạt biofloc Nuôi tôm theo hệ thống biofloc cho tỷ lệ sống khá cao, mặc dù

là nuôi ở mật độ cao Protein được cung cấp từ hạt biofloc có thể sản xuất thức ăn viên, thay thế 1/3 bột cá trong khẩu phần thức ăn thông thường protein (40%) cho

tôm thẻ chân trắng (Emerenciano et al 2011)

2.6 Nuôi tôm theo quy trình truyền thống

2.6.1 Các yếu tố thủy lý hóa ao nuôi theo quy trình truyền thống

Trong ao nuôi nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng đến quá trình sinh tổng hợp, chất hữu cơ cho cơ thể, cũng như có tác động lớn đến tốc độ phân hủy của vi sinh vật và trao đổi chất của tôm nuôi Nguyễn Khắc Hường, (2007) cho rằng tôm thẻ chân trắng

có thể chịu được phạm vi nhiệt độ từ 14 - 35oC, sinh trưởng tốt ở nhiệt từ 23-30oC, nhiệt độ tối ưu là 26-29oC (Whetstone et al 2002), nhưng không được thay đổi quá

5oC trong ngày (Boyd et al 2002)

Tôm nuôi có đô mặn cao hơn 30‰ thường hay bị bệnh mà đặc biệt là bệnh đốm trắng, bệnh đầu vàng và AHPND, tôm có thể nuôi ở độ mặn thấp thì các bệnh này ít xảy ra nhưng độ mặn không nên thấp hơn 7‰ (Chanratchakool, 2003) Nếu độ mặn thấp hơn sẽ làm tôm bị còi, mềm vỏ và tỷ lệ sống thấp, khi tôm đạt khối lượng từ 10-12g thì có thể nuôi ở độ muối thấp (3‰) mà ít làm ảnh hưởng đến sinh trưởng Boyd

et al (2002) chỉ ra rằng độ mặn ao nuôi tôm thẻ không được dưới 0,5‰ và độ mặn

được xem là thích hợp từ 10-15‰ (Trần Viết Mỹ, 2009)

Nguồn nước cấp cho ao nuôi thường có độ đục nằm trong khoảng 10-50 NTU (Boyd, 1998) Độ đục do các hạt phù sa lơ lửng, vi tảo và các hạt sét bị rữa trôi làm hạn chế sự xâm nhập ánh sáng từ mặt trời vào thủy vực làm cho cường độ quang hợp của thực vật phù du giảm nên làm giảm hàm lượng oxy hòa tan và nguồn thức ăn tự nhiên kém phong phú (Nguyễn Tác An, 2002) Độ đục tốt cho ao nuôi tôm dao động

từ 80-100 NTU nhưng không dao động quá 10% (Boyd et al 2002) Trong thực tế ao

nuôi thì độ đục thường tăng dần về cuối vụ, chúng chịu tác động của các yếu tố nội tại như sục khí (quạt nước) hay do tác động bên ngoài (sóng gió) làm xói lỡ thành ao hay nguồn nước cấp và thức ăn dư thừa (Hargreaves, 1999)

pH của nước có vai trò rất quan trọng, có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến tôm nuôi và phiêu sinh vật, giá trị pH ở mức thích hợp cho sự sinh trưởng tối ưu của tôm từ 7,5-8,35 và khoảng dao động hàng ngày không được vượt quá 0,5 đơn vị pH

(Chanratchakool et al 1995) Nghiên cứu của Nguyễn Trọng Nho và ctv (2002) cho

thấy giá trị pH từ 7,5-8,5 là thích hợp cho nuôi tôm Chanratchakool (2003) đề nghị nên khống chế pH dưới 8,3 nhằm đảm bảo sự cân bằng ion của độ kiềm Nguồn nước

có độ pH từ 7,5-8,5 là điều kiện tối ưu để vi khuẩn nitrate hóa tăng trưởng Khi giá trị

pH lớn 8,5 vi khuẩn Nitrobacter có thể bị ức chế nhiều hơn Nitrosomonas làm cho

nitrite được tích lũy (Briggs, 1994) bởi nitrite được chuyển hóa thành nitrate nhờ vi

khuẩn Nitrobacter (Soon et al 1999) Nên quản lý pH nước từ 7,5-8,2 được xem là

tối ưu cho nuôi tôm thẻ chân trắng

Nghiên cứu tốc độ tiêu thụ oxy hòa tan cho thấy sự hô hấp của quần thể sinh vật

có thể dễ dàng tiêu thụ từ 2-3 mg/L oxy hòa tan trong nước ao trong vòng 24 giờ (Boyd, 1998) Các sinh vật trong ao nuôi tôm đặc biệt là vi khuẩn và sự oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong ao nuôi có thể tiêu hao 70% lượng oxy và chỉ có khoảng 20%

lượng oxy tiêu tốn cho quá trình hô hấp của tôm nuôi (Wang et al 2004) Oxy hòa

tan trong nước lý tưởng cho tôm là trên 5 mg/L (Boyd, 2003) và không được vượt 15

mg/L (Whetstone et al 2002) Ngoài ra hàm lượng oxy còn chịu sự chi phối bởi nhiệt

độ và độ mặn (Summerfelt, 1996)

Độ kiềm của nước là số đo tổng của carbonate và bicarbonate, chúng có vai trò quan trọng trong nước thông qua khả năng làm giảm sự biến động của pH

(Chanratchakool et al 1995) Độ kiềm để tôm sinh trưởng và phát triển tốt là từ

80-120 mgCaCO3/L Trong ao nuôi tôm có độ kiềm quá cao có thể sử dụng phèn chua

(20-30 mg/L), vừa hạ độ kiềm vừa giảm độ đục trong ao nuôi (Boyd et al 2002) Độ

kiềm trong các ao nuôi nước lợ dao động trong khoảng 75-125 mgCaCO3/L và gia tăng trên 150 mgCaCO3/L vào cuối vụ nuôi, trong môi trường nước lợ ven biển thường có độ kiềm khoảng 75-80 mgCaCO3/L thích hợp cho nuôi tôm (Boyd, 1998)

Trong ao nuôi tôm thì hàm lượng NH3 phải nhỏ hơn 0,1 mg/L được xem là thích

hợp (Whetstone et al 2002) và theo Chen et al (1998) thì nồng độ NH3 được xem là

an toàn cho tôm nuôi là 0,13 mg/L NH3 là dạng khí nên rất dễ dàng đi qua màng tế bào của mang, nên tiềm năng gây độc đối với các loài động vật thủy sinh là rất cao, còn NH4+ là nguồn dinh dưỡng tốt mà vi khuẩn và vi tảo dễ hấp thu nhất tạo nên các hợp chất hữu cơ trong thủy vực Ngoài ra, NH3 và muối của chúng sẽ biến thành dạng Nitrite (NO2-) và Nitrate (NO3-) nhờ vi khuẩn nitrite và nitrate hóa TAN trong thủy vực là hệ quả từ quá trình phân hủy bình thường của protein, xác bã động thực vật,

sản phẩm bài tiết của động vật (Chen et al 1998)

NO2- có trong thủy vực là sản phẩm của quá trình nitrite hóa hay phản nitrate hóa là dạng có độc tính đối với thủy sinh vật, ở các thủy vực nước lợ có hàm lượng

Ca2+ và Cl- có khuynh hướng làm giảm tính độc của NO2- (Preedalumpabutt et al

1989) Nồng độ NO2- trong ao nuôi tôm thẻ phải nhỏ hơn 4,3 mg/L được xem là an

toàn (Whetstone et al 2002) Trong môi trường nước mặn NO2- ít gây độc cho tôm, việc xử lý Formalin có thể làm giảm độ độc của NH3 và việc bón phân hữu cơ là phương pháp tốt nhất làm giảm độc tính của nitrite trong ao nuôi (Adhikari, 2003) Qua đây cho thấy người nuôi có thể tăng hàm Ca2+ và bổ sung phân hữu cơ là những khâu kỹ thuật hoàn toàn có thể điều chỉnh nhằm hạn chế tác dụng gây độc của nitrite Nghiên cứu của Boyd (1998) cho thấy Nitrate thích hợp cho ao nuôi 10 mg/L, nitrate là một trong những dạng được vi sinh vật hấp thu dễ nhất, hàm lượng NO3-

trong các thủy vực nước lợ và mặn có Nitrospina gracilic và Nitrosococcus mobilis (Soon et al 1999) Trong điều kiện hiếu khí, chúng oxy hóa các hợp chất hữu cơ

bằng oxy hòa tan trong nước, còn trong điều kiện yếm khí chúng oxy hóa các hợp chất hữu cơ bằng con đường khử hydro để chuyển hydro cho nitrate và nitrite Quá trình này không có lợi vì nó làm mất nitrogen trong thủy vực và tạo thành các chất độc hại cho thủy sinh vật như NH3, NO2- và N2 (Pekar, 2002)

Khi mô hình thâm canh phát triển trên diện rộng thì một lượng lớn chất thải từ thức ăn dư thừa, các loại phân bón, hóa chất xử lý nước và chất thải của tôm được thải ra môi trường nước làm tăng nguy cơ ô nhiễm nguồn nước và giảm đi tính ổn định trong nuôi tôm (Boyd, 1990) Nồng độ của các chất dinh dưỡng, vật chất hữu cơ, ammonia và chất rắn lơ lửng gia tăng ứng với mức độ tăng sản lượng của tôm nuôi

Vì vậy, nuôi trồng thủy sản quy mô thâm canh có khả năng gây ô nhiễm cao hơn

nhiều so bán thâm canh (Whetston et al 2002) Mức độ thâm canh hóa ngày càng cao

tính rủi ro càng lớn, có thể làm giảm năng suất do bùng phát dịch bệnh bởi chất lượng

nước ao nuôi khó kiểm soát (Burford et al 2002)

Trong ao nuôi tôm thâm canh có lượng thức ăn dư thừa và vật chất hữu cơ chôn vùi nhiều vào trong đất, tạo điều kiện cho vi khuẩn yếm khí phát triển và gây độc cho

nguồn nước ao nuôi (Peterson et al 1999) Nguồn nước thải trong nuôi tôm chứa các

chất phosphorus, ammonia, nitrite, nitrate và chất hữu cơ với hàm lượng cao (Tilley

et al 2002) Năng suất tôm nuôi suy giảm nghiêm trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới, nguyên nhân cơ bản là môi trường (Smith et al 1998) Một trong những vấn đề

lớn đối với chất thải của ao nuôi tôm là chất thải của hộ này có thể là nguồn nước cấp của hộ khác ở gần đó, sẽ gây lan truyền ô nhiễm và dịch bệnh giữa các nông hộ nuôi tôm (Boyd, 1998)

2.6.2 Một số hạn chế trong nuôi tôm theo quy trình truyền thống

Vấn đề luôn tồn tại của mọi hệ thống ao nuôi thủy sản là sự tích tụ các chất thải hữu cơ giàu dinh dưỡng chưa được phân hủy, phân hủy một phần hay một phần đã được khoáng hóa và sản phẩm cuối cùng thường là các hợp chất vô cơ có thể gây độc đối với vật nuôi, đặc biệt là ammonia và nitrite (Burke & Tung Hoang, 2007) Hàm lượng nitrogen vô cơ tích lũy trong môi trường ao nuôi tôm sú là rất lớn từ 60-80% (Boyd, 2001) và thậm chí còn có thể cao hơn khoảng 76,7- 84,6% (Tạ Văn Phương, 2006) nghiên cứu tương tự của Avnimelech (2006) trên tôm thẻ là 70-80% và nghiên cứu của Dương Vĩnh Hảo, (2009) trên tôm sú 72,8-77,4%

Lượng vật chất hữu cơ tích lũy trong ao nuôi tôm tương ứng với mật độ nuôi, nếu sản lượng tôm ở mức khoảng 5 tấn/ha/vụ thì thực vật phù du hoàn toàn có thể

hấp thụ và chuyển hóa hàm lượng nitrogen vô cơ hòa tan trong nước (Avnimelech et

al 2003; Brune et al 2003) Năng suất tôm nuôi thâm canh thường hơn gấp đôi (10

tấn/ha/vụ), nên việc sử dụng thực vật phù du để xử lý thì trở nên quá tải đối với chúng Hơn thế nữa, khi mật độ thực vật phù du quá cao có thể gây biến động pH mạnh và Oxy tiêu hao rất lớn vào ban đêm và sau khi tảo tàn sẽ tạo ra nhiều ammonia gây độc trong môi trường nước (Ebeling, 2006) Hiện thời, biện pháp thông dụng và hiệu quả nhất để hạn chế tảo tàn và đảm bảo chất lượng môi trường nuôi tôm là thay nước hay kết tủa lân hòa tan, nhưng hạn chế tảo phát triển thì hàm lượng nitrogen vô

cơ khó có thể kiểm soát

Việc nuôi tôm thâm canh bằng ao đất thường hạn chế mật độ nuôi, để gia tăng mật độ nuôi và giảm chất dinh dưỡng gây độc thông thường cần thường xuyên thay nước và sử dụng hóa chất hay thuốc kháng sinh điều này làm tiêu tốn một lượng nước khổng lồ đồng thời thải ra môi trường nước thải giàu dinh dưỡng, thuốc và hóa chất

và cả mầm bệnh nên việc bùng phát dịch bệnh trên diện rộng là không tránh khỏi

(Ebeling et al 2011) Trong thức ăn tôm nuôi thì nhu cầu protein cho từng giai đoạn

và từng đối tượng được cân nhắc phối chế (Goddard, 1996) Hopkins et al (1995)

báo cáo rằng tôm thẻ chân trắng có thể nuôi với thức ăn chứa 23% protein vẫn cho sinh trưởng và phát triển tốt nếu phối chế thích hợp