Nuôi tổng hợp các loài cá n−ớc ngọt trong ao là hình thức nuôi truyền thống lâu đời có ở Trung Quốc hàng thế kỷ. Mục tiêu của nuôi tổng hợp là làm sao đạt sự cân bằng tốt nhất giữa các loài khác nhau để có sản l−ợng thu hoạch cao nhất. Với hình thức nuôi truyền thống này, sản phẩm thải của loài này là thức ăn của loài kia vì vậy nuôi kết hợp không những tăng sản l−ợng nuôi trên một đơn vị diện tích mà còn giảm tác động môi trường do ưu dưỡng (Greglutz C., 2003). Nuôi tổng hợp cũng không phải là hình thức mới ở ấn độ và Isael. 40 năm trước, Yashouv (1958) đã nuôi ghép cá rô phi với cá chép và cho sản l−ợng rất cao. Tuy nhiên, polyculture không chỉ áp dụng ở hệ thống nuôi cá nước ngọt mà đã được ứng dụng trong nuôi mặn lợ. Josepth (1980) đã
nuôi ghép cá măng, cá đối với tôm sú và tôm nương (P.indicus) trong ao đạt sản l−ợng 2986 kg/ha/năm. Hu et al (1995) nuôi kết hợp tôm và hầu trong ao và so sánh với hình thức nuôi đơn thì sản l−ợng tôm tăng 30% và sản l−ợng hÇu t¨ng 20,3%.
Nuôi tổng hợp các loài n−ớc mặn, lợ bắt đầu từ giữa những năm 1970 (Haines 1975; Ryther et al, 1975,…) và phát triển nhanh chóng trong hệ thống nuôi thâm canh (nuôi cá, tôm). Tất cả các nghiên cứu đã chứng minh chất thải từ hệ thống nuôi thâm canh và bán thâm canh tôm, cá là nguồn dinh d−ỡng cung cấp cho rong phát triển và vì vậy nuôi rong sẽ giảm l−ợng chất thải vào môi tr−ờng (Vandermeulen and Gordin, 1990; Cohen và Neori, 1991; Chopin et al, 1999, ..). Trong hệ thống nuôi kín nh− ao, hồ cũng có một vài thử nghiệm nuôi kết hợp nh− nuôi tôm kết hợp nhuyễn thể 2 vỏ (Wang và Jacob, 1991;
Jacob et al, 1993; Hopkins et al, 1993), nuôi cá kết hợp nhuyễn thể 2 vỏ (Shpigel và Blaylock, 1991, 1993). Trong hệ thống nuôi hở nh− nuôi cá lồng bè, các nghiên cứu sử dụng rong và nhuyễn thể 2 vỏ làm chất lọc sinh học (biofilters) của Hirata và Kohirata, 1993; Troell et al, 1997; Chopin et al, 1999
đã đ−ợc ghi nhận. Chất l−ợng và số l−ợng chất thải từ nuôi trồng thuỷ sản phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm hệ thống nuôi, sự lựa chọn đối t−ợng nuôi, chất l−ợng thức ăn và sự quản lý của ng−ời nuôi (Iwama, 1991). Các loài khác nhau, dinh d−ỡng khác nhau thì chất thải cũng khác nhau nh−ng chúng đều thải vào môi tr−ờng các chất dạng hoà tan (chủ yếu là N và P) và các mảnh vụn hữu cơ (detritus). Sơ đồ sau là sự thay đổi dinh d−ỡng chất thải ra từ một số loài nuôi. Chất thải từ tôm và cá hồi (đ−ợc tính % cho cả Nitơ và phôt pho), nhuyễn thể 2 vỏ và bào ng− (% tính trên hàm l−ợng nitơ). 100% là tổng số dinh d−ỡng trong thức ăn (Gowen et al, 1991; Holby and Hall, 1991; Hall et al, 1992; MacIntosh and Philips, 1992; Robertson and Phillips, 1995; Neori et al, 2000).
Tổng số dinh d−ỡng Vật nuôi Chất thải d−ới dạng N, P Trong thức ăn Bivalvia 75% (N)
Bào ng− 60-75% (N) 100 %
Cá hồi 70-75% (N+P) Tôm 77-94% (N+P)
Công nghiệp nuôi trong 10 thập kỷ qua đã tập trung nghiên cứu về thức
ăn theo hướng giảm đáng kể lượng chất thải ra môi trường và hiệu suất chuyển
đổi (FCR) đạt cao nhất (Hardy, 1999, Hardy & Tacon, 2002).
Nghiên cứu khả năng hấp thụ của chất thải qua l−ợng N và P hoà tan trong nước của rong biển, nhiều tác giả đã khẳng định rong biển có khả năng
có thể dùng rong làm chất lọc sinh học trong các hệ thống kín. Riêng đối với hệ thống mở, việc xác định khả năng hấp thu này của rong không dễ do có nhiều yếu tố ảnh h−ởng (Buschmann at el, 2001). Tuy nhiên, hạn chế của rong là phát triển theo mùa và rất ít các nghiên cứu (<40%) đạt chu kỳ sản xuất là 1 n¨m.
Nghiên cứu của Max Troell, P. Ronnback et al, (1999) đã chứng minh khả
năng làm sạch môi tr−ờng của rong biển Gracillaria chilensis. Trong hệ thống bể nuôi cá hồi ngoài trời, rong biển đ−ợc nuôi trong hệ thống xử lý n−ớc tuần hoàn đã đạt sản l−ợng 48,9kg/m2 và làm giảm 50% (vào mùa đông) và 90-95%
(vào mùa hè) chất thải Amonium từ hệ thống nuôi. Sản l−ợng cá nuôi đạt 30 kg/m3 trong chu kỳ 13 tháng, hệ số thức ăn 1,4. Sản l−ợng rong tăng 18%.
Nuôi trong hệ thống mở, rong nuôi trên giàn dây xung quanh khu vực lồng nuôi cá hồi có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn 40% so với đối chúng, hàm lượng agar đạt 17-23% trọng l−ợng khô. Rong có thể hấp thụ tối thiểu là 6,5% hàm l−ợng N và 27% hàm l−ợng P hoà tan trong n−ớc từ chất thải ở lồng nuôi cá.
Tác giả khẳng định cả 2 mô hình đều có lợi về kinh tế và môi trường, vì vậy cần ứng dụng để phát triển nuôi trồng thuỷ sản bền vững.
Max Troell & Jon Norberg (1998) đã nghiên cứu khả năng sử dụng động vật thân mềm (vẹm xanh) để hạn chế các chất thải từ hệ thống lồng nuôi cá hồi thông qua việc lọc các chất lơ lửng trong nước. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong hệ thống mở và có tác dụng của dòng chảy, các chất thải từ lồng cá đ−ợc hoà loãng trong nước và có nồng độ thấp (0,06-0,3 mg/l). Nồng độ các chất thải cao nhất là >0,1 mg/l khi mật độ cá nuôi cao và tốc độ dòng chảy chậm (0,03-0,05 m/s). Các chất thải lơ lửng từ lồng nuôi có tác dụng duy trì tăng tr−ởng cho vẹm khi trong môi tr−ờng n−ớc nghèo thực vật phù du. Nghiên cứu này cũng cho rằng có thể sử dụng hình thức nuôi này trong các vùng vịnh kín hoặc biển ven bờ để hạn chế các chất thải từ hệ thống nuôi vào môi trường.
Nghiên cứu khác của Wallace (1980) chứng minh rằng nuôi vẹm (Mytilis edulis) xung quanh lồng cá hồi ở Nauy có tốc độ tăng trưởng gấp 2 lần so với nuôi đối chứng.
Nghiên cứu của Subandar et al, 1993; Ahn et al, 1998; Chopin & Yarish, 1998, Troll ey al, 1999; .. đã chứng minh rằng trong khu vực biển ven bờ, nuôi kết hợp cá, rong biển, động vật thân mềm 2 vỏ với tỉ lệ hợp lý thì chất lượng nước ở vùng nuôi là t−ơng tự n−ớc tự nhiên nh−ng sản l−ợng và chất l−ợng của rong cao hơn và tốc độ tăng trưởng của động vật thân mềm 2 vỏ cũng nhanh hơn.
Hiện nay ở Trung Quốc, mô hình nuôi kết hợp này phát triển rất mạnh ở tỉnh Quảng Đông: từ 5 km giàn dây nuôi rong giai đoạn đầu thử nghiệm (tốc độ nhân từ 11,16g lên 2025g/m trong 3 tháng) đã phát triển mở rộng đến 80 km trong 4 tháng và tăng sản l−ợng nuôi rong lên 4250 g/m (Fei et al, 2000, 2002)
với tổng sản l−ợng rong thu hoạch đạt gần 340.000 tấn mỗi năm ở các khu vực xung quanh các lồng nuôi cá.