Canxi và magiê trong nuôi trồng thủy sản

Các trại giống, trang trại cần theo dõi mức dinh dưỡng cần thiết

Động vật thủy sinh có thể nhận được các chất dinh dưỡng cần thiết như canxi và magiê từ cả trong nước uống và thức ăn của chúng.

Nồng độ canxi và magiê ít khi được đo trong vùng nước nuôi trồng thủy sản, nhưng tổng độ cứng được xác định khá thường xuyên. Độ cứng là nồng độ cation hóa trị hai - chủ yếu là canxi và magiê - trong nước thể hiện bằng miligam trên một lít (phần triệu) tương đương canxi cacbonat.

Độ cứng đôi khi được thể hiện ở các dạng khác nhau: tổng độ cứng và độ cứng canxi với sự khác nhau là độ cứng magiê. Độ cứng canxi cộng với độ cứng của magiê, tất nhiên, là tổng độ cứng. Các yếu tố chuyển đổi giữa cation cứng và độ cứng như sau: canxi x 2,5 = độ cứng của canxi và magiê x 4,12 = độ cứng của magiê.

Các nguồn chính của độ cứng trong nước ngọt là sự hòa tan của đá vôi, canxi silicat và một số fenspat nhất định. Ở các vùng khô cằn, sự hòa tan canxi, magnesi sulfat và các khoáng chất khác là một nguồn canxi và magiê. Hầu hết các vật liệu vôi được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản đều được làm từ đá vôi, giúp bổ sung độ cứng cho nước.

Ở hầu hết nước ngọt, độ cứng và độ kiềm có cùng nồng độ và dao động trong phạm vi từ dưới 5 mg đến trên 150 mg / L. Ở các khu vực khô cằn, độ cứng thường vượt quá 100 mg / L và thường cao hơn. Độ cứng thường vượt quá độ kiềm ở vùng khô cằn.

Nước biển có lượng trung bình 400 mg / L canxi và 1.350 mg / L magiê, dẫn đến độ cứng trên 6.000 mg / L - nhiều hơn độ kiềm trung bình khoảng 140 mg / L. Các cửa sông thường có độ cứng thấp hơn nước biển, nhưng cao hơn nhiều so với nước ngọt. Nồng độ độ cứng thay đổi rất nhiều từ nơi này sang nơi khác và qua thời gian tại các cửa sông do sự pha trộn của nước biển và nước ngọt trong các hệ thống này.

1/ Các chất dinh dưỡng thiết yếu

Canxi và magiê là những chất dinh dưỡng cần thiết cho thực vật và động vật thủy sinh. Ví dụ, cá cần canxi để phát triển xương, vì xương bao gồm phần lớn canxi phosphat. Tuy nhiên, nồng độ cần thiết cho thực vật phù du - loài thực vật phong phú nhất trong các ao nuôi trồng thuỷ sản - chỉ khoảng 2 mg / L đối với canxi và thậm chí ít hơn đối với magiê.

Canxi rất quan trọng trong việc cung cấp nước cho các trại sản xuất cá giống. Mức độ kiềm và độ cứng cao có thể dẫn đến sự kết tủa canxi cacbonat trong nước.

Động vật thủy sinh có thể lấy canxi và magiê từ nước và thức ăn của chúng. Độ cứng thường cao để cung cấp đủ canxi và magiê cho động vật thủy sinh. Trong ao nuôi, canxi và magiê thu được từ thức ăn khi độ cứng thấp. Ao có độ kiềm thấp thường có nồng độ canxi và magiê thấp, và khi bón vôi để khắc phục vấn đề này thì độ cứng cũng tăng lên.

Các ao nước ngọt ở các vùng khô cằn và ao lấy nước cửa sông hoặc nước biển thường độ cứng cao nhằm phục vụ cho nuôi trồng thủy sản. Khi những ao như vậy được bón vôi, lợi ích có thể tăng lên nhờ tăng độ kiềm cao hơn độ cứng. Từ góc độ năng suất, độ kiềm là một biến quan trọng hơn độ cứng.

Trong ao bón phân, lượng phân bón phốt phát cần thiết để duy trì thực vật phù du  phát triển đầy đủ có thể lớn hơn trong nước có nồng độ canxi cao - đặc biệt nếu pH tăng lên. Chẳng hạn, cần bón phân phốt pho gấp 3 lần trong ao ở Israel nơi có độ cứng trên 300 mg / L để sản xuất cùng lượng cá rô phi thu được trong ao ở Alabama, Mỹ với độ cứng khoảng 45 mg / L .

2/ Các tác động quan trọng khác

Có một vài tác dụng đáng đề cập khác của canxi và magiê. Trong ao nuôi, canxi có chức năng làm giảm sự gia tăng pH khi tốc độ quang hợp cao. Sau khi thực vật rút hết carbon dioxide tự do trong nước thì chúng có thể sử dụng bicarbonate làm nguồn carbon. Nhưng khi sử dụng bicacbonat, thực vật thải ra cacbonat thủy phân và làm tăng độ pH. Các ion canxi phản ứng khi pH tăng cao làm kết tủa các ion cacbonat thành canxi cacbonat, và phản ứng này giảm thiểu lượng cacbonat trong nước để thủy phân và tăng độ pH.

Một số nước ao có độ kiềm cao và nồng độ canxi thấp. Sự kết hợp này có thể dẫn đến độ pH cao vào buổi chiều, gây nguy hiểm khi quá trình quang hợp diễn ra nhanh chóng. Canxi sulfat có thể được bổ sung để tăng nồng độ ion canxi. Thông thường, để có độ cứng tương đương hoặc cao hơn độ kiềm - cần khoảng 2 mg / l canxi sunfat để tạo độ cứng 1 mg / l.

Độ cứng trong nước cũng tạo điều kiện cho việc kết tụ và kết tủa các hạt sét lơ lửng làm giảm độ đục. Lượng ion canxi và magie dư thừa có xu hướng trung hoà các điện tích âm trên các hạt đất sét lơ lửng, cho phép chúng kết tụ lại với nhau và tạo ra một khối lượng lớn để kết tủa.

Canxi sulfat thường được sử dụng trong các ao để làm giảm độ đục của nước. Liều sử dụng khuyến cáo thường là 1.000-2.000 kg / ha.

Các ion canxi ảnh hưởng đến độc tính của kim loại vi lượng đối với cá và các loài nuôi trồng thủy sản khác. Sự hiện diện của canxi ngăn chặn sự hấp thu các ion kim loại qua mang, do đó làm tăng nồng độ các kim loại tan trong nước gây ra tác dụng độc.

Nồng độ gây chết của các ion kim loại như đồng, kẽm, chì, cadmium và crom thường cao hơn đáng kể ở nước cứng  so với nước mềm hơn. Để minh họa, nồng độ gây chết 50% 96 tiếng (L.C.50) của đồng đối với cá da trơn đã được báo cáo bởi Drs. David Straus và Craig Tucker là 0,051-0,065 mg / L trong nước có độ cứng 16 mg / L, nhưng 1,040-1,880 mg / L trong nước có độ cứng 287 mg / L. L.C. 50 là tiêu chuẩn đánh giá tính độc hại của một môi trường sẽ giết chết một nửa quần thể làm mẫu trong một thời gian phơi nhiễm cụ thể.

Canxi cũng rất quan trọng trong nguồn nước cấp cho trại nuôi cá. Trứng có xu hướng thủy hóa ở nồng độ canxi thấp và không phát triển và nở bình thường. Nồng độ ion canxi tối thiểu để phát triển và khả năng nở tốt được báo cáo là 10 mg / L đối với trứng cá hồi nâu và 4 mg / L đối với cá trê. Một nghiên cứu gần đây cho thấy nồng độ canxi tối thiểu của các trại sản xuất cá Tra / cá basa là 10 mg / L, và khả năng nở và ấp tốt nhất ở khoảng 30 mg / L.

Nồng độ kiềm và độ cứng cao có thể dẫn đến sự kết tủa canxi cacbonat từ trong nước. Điều này đặc biệt phổ biến khi nước ngầm có độ kiềm và độ cứng cao, cũng như nồng độ cácbon điôxít cao, được tiếp xúc với không khí. Chẳng hạn, độ kiềm và độ cứng trong nước giếng được sử dụng để cung cấp ao nuôi ở trại nuôi tôm nội địa ở Alabama, Mỹ là 275 và 325 mg / L. Sau khi đưa vào ao, nước cân bằng với carbon dioxide trong không khí, độ kiềm và độ cứng giảm tương ứng là 120 và 168 mg / l, do kết quả của kết tủa canxi cacbonat.

Mặc dù kết tủa canxi cacbon thường không ảnh hưởng nhiều đến ao, nhưng có thể gây hại cho các trại sản xuất giống. Tác giả đã quan sát thấy rằng ở trại sản xuất tôm được cung cấp bởi nước ngầm mặn với nồng độ cacbon đioxit, độ kiềm và độ cứng ban đầu cao, canxi cacbonat kết tủa lên ấu trùng và kết quả là tỷ lệ tử vong cao. Hiện tượng tương tự có thể xảy ra với trứng trong trại sản xuất cá giống.

3/ Nồng độ mong muốn

Tình trạng lý tưởng trong nuôi trồng thủy sản nước ngọt là có nồng độ cứng và độ kiềm ít nhất là 60 mg / L. Có một số vấn đề với nồng độ cứng cao – thậm chí khi chúng vượt quá nồng độ kiềm – miễn là tổng nồng độ chất rắn hòa tan không quá cao đối với các loài nuôi. Tổng nồng độ cứng dường như không phải là một yếu tố xấu trong ao lấy nước từ cửa sông hoặc nước biển.

Ở một số vùng nước biển có độ mặn thấp, nồng độ magiê thấp đã được báo cáo là làm giảm sự sống và tăng trưởng của tôm. Nồng độ magnesium ở những vùng nước như vậy có thể tăng lên khi áp dụng magnesi sulfat kali. Magnesium sulfate (muối Epsom) cũng là một nguồn hòa tan của magiê.

Không có khuyến cáo nhất định về nồng độ magiê trong nước có độ mặn thấp cho nuôi tôm, nhưng tỷ lệ magiê trong miligam trên lít với độ mặn tính bằng phần nghìn trong nước biển là khoảng 40: 1. Do đó, một cách tiếp cận để ước tính nồng độ magiê thích hợp ở độ mặn thấp trong nuôi trồng thủy sản nội địa là nhân độ mặn tính bằng ppt với 40 để xác định nồng độ phù hợp của magiê. Ở độ mặn 2.5 ppt, nồng độ magie thích hợp là 100 mg / L.

Ở một trại nuôi tôm nội địa điển hình ở Alabama, Mỹ, nước ao có độ mặn khoảng 2,5 ppt, nhưng nồng độ magiê chỉ khoảng 5 mg / L trong nước. Sẽ rất tốn kém khi nâng nồng độ magiê lên 100 mg / L. Tuy nhiên, tỷ lệ sống và sản xuất tôm tốt đã đạt được khi nồng độ magiê vẫn được duy trì từ 10 đến 30 mg / L.