Làm thế nào để xử lý amoniac tăng đột biến trong nuôi tôm - Phần 1

Như một phần của loạt bài mới cho tờ The Fish Site, các chuyên gia tại công ty công nghệ tài chính nuôi trồng thủy sản hàng đầu Alune chia sẻ những hiểu biết và kiến thức của họ về cách quản lý chất lượng nước trong chăn nuôi tôm.

Chất lượng nước nên được đo đạc và giám sát hàng tuần để ngăn ngừa sự tích tụ của amoniac. Ảnh: CP Foods

Quá nhiều amoniac là một trong những thách thức lớn nhất cần vượt qua trong quá trình chăn nuôi tôm. Khi những người nông dân tìm cách tăng lợi nhuận và tăng cường sản xuất thì vấn đề nhiễm độc amoniac bị dính liếu nhiều hơn bao giờ hết, dẫn đến tỷ lệ tử vong cao và thiệt hại kinh tế trầm trọng. Bài báo này xem xét tới tác động của amoniac đối với tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) và các biện pháp thực hành thiết thực để những người chăn nuôi ngăn ngừa sự tích tụ quá mức của amoniac trong trang trại của họ.

Amoniac là chất thải nitơ được tạo ra từ nguyên liệu đầu vào có trong thức ăn chăn nuôi và sự phân hủy của vi sinh vật hữu cơ trong các cột nước. Thức ăn chăn nuôi tôm thường chứa nhiều nitơ. Đối với hoạt động chăn nuôi tôm thẻ chân trắng, đôi khi chỉ có 22% lượng Nitơ đầu vào được chuyển hóa cho tôm thu hoạch. 57% lượng nitơ được thải ra môi trường và 14% lưu lại trong trầm tích. Sự phân hủy của vi sinh vật có trong thức ăn dư thừa, chất rắn trong phân của tôm, quần thể vi sinh vật và thực vật phù du đã chết đều góp phần tạo ra chu trình chuyển hóa ammoniac thành nitơ trong nước nuôi.

Số phận của nitơ đầu vào trong hoạt động chăn nuôi tôm theo Jackson và cộng sự (2003). Ảnh: Jackson và cộng sự (2003)

Phần lớn công việc quản lý nuôi trồng thủy sản thường ngày được dành để kiểm soát các dạng và nồng độ của tổng nồng độ amoniac dưới dạng nitơ, hoặc cái thường được gọi là tổng amoni nitơ (lượng nitơ ở dạng NH3 và NH4 trong nước - TAN). TAN được tạo thành từ các phần nhỏ của hai dạng amoniac, cụ thể là dạng không được ion hóa (NH3) và dạng ion hóa (NH4+). Amoni (NH4+) được ion hóa nên tương đối vô hại, còn amoniac không được ion hóa nên độc hại đối với tôm nuôi.

Nồng độ amoniac ảnh hưởng đến tôm như thế nào

Amoniac là chất độc đối với tôm thẻ chân trắng vì amoniac nồng độ cao có thể làm tổn hại mang, gan tụy và có thể tổn hại cả niêm mạc ruột. Tổn hại này có thể ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh khác nhau của sức khỏe tôm, chẳng hạn như hô hấp, trao đổi chất, miễn dịch, điều hòa thẩm thấu, hấp thụ chất dinh dưỡng, bài tiết, lột xác và tăng trưởng. Hệ quả của những tác động sinh lý và miễn dịch này là amoniac nồng độ cao có thể tạo điều kiện cho các mầm bệnh bám vào, dẫn đến tử vong.

Bên cạnh tính độc hại của nó thì TAN còn là mối bận tâm bởi vì ảnh hưởng của nó đến sức chứa của các ao nuôi tôm. Sức chứa được định nghĩa như là sinh khối tối đa của tôm nuôi mà ao có thể hỗ trợ mà không phá vỡ giới hạn tác động đến các vật nuôi và môi trường xung quanh chúng.

Một phân tích toán học do nhóm nghiên cứu tại Alune thực hiện * về độ nhạy của nồng độ TAN đối với một số chỉ số (chẳng hạn như mật độ thả nuôi, tỷ lệ trao đổi nước, tỷ lệ nitrat hóa, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ tử vong cho thấy rằng TAN nhạy cảm nhất đối với mật độ thả nuôi. Như đã được minh họa trong hình dưới đây, nồng độ TAN có xu hướng tăng lên khi mật độ thả nuôi cao hơn.

Mô hình độ nhạy của TAN theo đơn vị ppm ở các mức độ đối với các mật độ thả nuôi khác nhau. Những giả định về tốc độ đồng hóa TAN cơ bản không đổi bởi công nghệ biofloc và thực vật phù du trên mỗi mét khối. Ảnh: Alune

Các ao có mật độ thả nuôi cao sẽ cho ăn nhiều hơn và do đó có xu hướng có nồng độ TAN cao hơn theo thời gian, điều này sẽ dẫn đến sức chứa thấp hơn.

Khi sự tích tụ amoniac tăng lên thì tổng nhu cầu oxy mà các sinh vật trong ao đòi hỏi cũng tăng lên theo. Tình trạng này có thể tăng vượt quá những gì mà cơ sở hạ tầng ao có thể bổ sung thêm thông qua quang hợp hoặc sục khí. Cùng với nồng độ amoniac tăng cao thì môi trường ao nuôi trở nên căng thẳng đối với tôm và dẫn đến mất cảm giác ngon miệng và tăng trưởng chậm.

Như đã được minh họa trong biểu đồ dưới đây thì đây là thời điểm đáo hạn thu hoạch mùa vụ (CSC), hoặc tình huống khi mà tốc độ tăng trưởng chậm lại so với đường tăng trưởng tối đa. Điều này có thể dẫn đến ao đạt tới giới hạn sức chứa của nó hoặc tình trạng ngừng tăng trưởng hoàn toàn. TAN ở nồng độ cao có thể khiến cho các ao nuôi đạt đến giới hạn sức chứa của chúng trước khi tôm đạt được kích cỡ thị trường, làm giảm doanh thu của trang trại.

Ảnh minh họa đại diện cho sức chứa và tốc độ tăng trưởng của ao nuôi tôm. Thời hạn thu hoạch mùa vụ (CSC) thực tế thay đổi tùy theo sức chứa thực của từng ao. Ảnh: Alune

Điều gì dẫn đến ngộ độc amoniac?

Độc tính của amoniac và trạng thái cân bằng của amoniac không được ion hóa đối với amoni được ion hóa được thúc đẩy bởi các yếu tố bao gồm độ pH, nhiệt độ, độ mặn, độ kiềm và nồng độ oxy hòa tan. Độ pH lý tưởng của nước dùng để chăn nuôi tôm là từ 7 đến 8.

Sự gia tăng nhiệt độ sẽ làm cho phần amoniac không được ion hóa trong hỗn hợp TAN tăng lên. Điều này thường tạo ra các quyết định quản lý khó khăn vì các điều kiện tăng trưởng tối ưu xảy ra đồng thời với các phân số NH3 cao hơn so với những con số đạt được khi độ pH và nhiệt độ thấp hơn.

Nồng độ oxy hòa tan và độ kiềm rất quan trọng vì chúng cải thiện tính hiệu quả của quá trình hóa học và sinh lý học trong điều kiện căng thẳng. Chúng cũng rất quan trọng trong việc hỗ trợ loại bỏ amoniac thông qua quá trình nitrat hóa hiếu khí.

Nitrat hóa là quá trình chuyển đổi amoniac thành nitrit và nitrat. Nitrat thì tương đối ít độc hơn amoniac và nitrit. Amoniac được chuyển hóa thành nitrit và sau đó là nitrat bởi vi khuẩn nitrat hóa. Vi khuẩn Nitrosomonas chuyển đổi amoniac thành nitrit và vi khuẩn Nitrobacter chuyển nitrit thành nitrat. Oxy cần thiết cho quá trình nitrat hóa diễn ra và độ kiềm trên 120 được khuyến nghị để hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn nitrat hóa. Trình độ sục khí kém ở các ao có thể gây ra sự tích tụ amoniac tới mức độc hại.