Những phát triển gần đây về công nghệ biofloc

Hệ thống an toàn sinh học cải thiện nền kinh tế, tính bền vững

Các biofloc là tập hợp của hệ vi sinh vật, tảo và động vật nguyên sinh cùng với các mảnh vụn và các hạt hữu cơ đã chết.

Đơn vị sản xuất này sử dụng các hồ chứa lót, ao nuôi và kênh xả tại một trang trại chăn nuôi tôm bền vững ở Malaysia.

Công nghệ biofloc đã trở nên phổ biến đối với ngành chăn nuôi tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei). Công nghệ nền tảng được phát triển bởi Giáo sư Yoram Avnimelech ở Israel và ban đầu được triển khai trong chăn nuôi tôm thương phẩm tại Belize bởi Robins McIntosh. Công nghệ này cũng đã được áp dụng thành công tại các trang trại chăn nuôi tôm ở Indonesia và Malaysia bởi tác giả.

Sự kết hợp của hai công nghệ: thu hoạch một phần và biofloc đã được nghiên cứu ở phía bắc Sumatra, Indonesia. Hệ thống này cũng đã được kết hợp thành công với hệ thống nuôi cấy mô đun sinh học. Sự kết hợp sau này có thể làm cho hoạt động bền vững hơn nhiều và khả thi hơn về phương diện kinh tế.

Tiến hóa trang trại

Để chăn nuôi tôm bền vững thì an toàn sinh học là một yếu tố quan trọng. An toàn sinh trang trại bắt đầu từ việc thiết kế và xây dựng trang trại.

Vào cuối những năm 1980, hầu hết các trang trại chăn nuôi tôm ở châu Á được thiết kế với hệ thống một dòng chảy xuyên suốt. Ví dụ điển hình nhất là trang trại Dipasena khổng lồ ở Lampung, Indonesia nơi mà ở đó các hàng ao được cung cấp nước bởi các kênh cấp nước và xả thải ở phía đối diện. Hệ thống này đã hoạt động tốt cho đến khi xuất hiện các đợt bùng phát vi khuẩn vào đầu những năm 1990. Những hồ chứa đã được bổ sung vào để quản lý và kiểm soát các vấn đề vi khuẩn.

C.P. Indonesia đã thiết kế một trang trại chăn nuôi tôm lớn với hệ thống nước tuần hoàn, các hồ chứa và ao lắng để xử lý vi khuẩn. Tuy nhiên, vào giữa những năm 1990 thì các vấn đề về vi rút đã phát triển, đặc biệt là hội chứng đốm trắng. Một lần nữa, thiết kế trang trại cần phải thay đổi để có khả năng xử lý nước đầu vào trước khi sử dụng nước này trong ao nuôi.

Một thiết kế mô-đun gần đây hơn được sử dụng bởi Blue Archipelago Berhad tại Malaysia bao gồm hai đơn vị trong bốn đơn vị hồ chứa chiếm khoảng 20% diện tích ao nuôi. Chỉ có một điểm đầu vào dành cho nước thô, phải đi qua bốn hồ chứa trước khi đến kênh đào cấp nước chính của mô-đun. Từ kênh đào chính, nước đã được xử lý được phân phối đến các ao nuôi.

Hệ thống sinh học

Để chăn nuôi tôm bằng công nghệ biofloc thương mại bền vững tối ưu hóa thì ao nuôi bằng polyetylen hoặc bê tông có mật độ cao là những yêu cầu cơ bản. Mật độ thả cao từ 130-150 hậu ấu trùng tôm/m2 và tốc độ sục khí cao từ 28-32 hp/ha cũng là điều kiện rất cần thiết. Máy sục khí mái chèo được đặt trong ao để giữ nồng độ oxy hòa tan ở mức cao và dẫn bùn đến khu vực trung tâm của các ao nuôi. Bùn này sau đó có thể được hút ra định kỳ khi cần thiết.

Các biofloc là tập hợp của hệ vi sinh vật, tảo và động vật nguyên sinh cùng với các mảnh vụn và các hạt hữu cơ đã chết. Các thiết bị sục khí giúp các biofloc lơ lửng trong nước ao, đây là một yêu cầu cần thiết để tối đa hóa tiềm năng của các quá trình vi sinh vật trong ao nuôi tôm. Biofloc lơ lửng cũng có sẵn làm thức ăn cho tôm.

Hạt ngủ cốc và mật đường được sử dụng để duy trì hàm lượng các-bon: tỷ lệ nitơ trên 15. Ngoài các hóa chất điển hình như đô-lô-mit và vôi, cao lanh được yêu cầu trong việc chuẩn bị nước ao và trong suốt quá trình vận hành. Cao lanh được áp dụng ở mức 50-100 kg/ha một hoặc hai lần một tuần.

Hoạt động, kiểm soát

Chỉ nên sử dụng nước đã được xử lý. Nói chung, nước đầu vào được sàng lọc bằng lưới 250-μ để ngăn chặn ấu trùng giáp xác (đặc biệt là cua) xâm nhập vào các hồ chứa và ao nuôi. Nước được xử lý bằng crustacides để diệt trừ các loài giáp xác còn lại và trứng của chúng. Đồng thời, nước sẽ được ngấu ít nhất 74 giờ ở trong các hồ chứa hoặc ao nuôi. Quá trình ngấu này giúp loại bỏ bất kỳ hạt vi rút nào trong nước.

Yếu tố quan trọng nhất là đảm bảo việc sàng lọc, xử lý hóa học và quá trình ngấu được sử dụng một cách hiệu quả trước khi thả tôm vào ao. Chỉ nên thả hậu ấu trùng tôm sạch bệnh.

Một khi các ao được thả vật nuôi thì một yếu tố quan trọng để kiểm soát là khối lượng biofloc. Sử dụng nón Imhoff để đánh giá, thể tích biofloc cần được duy trì dưới 15 ml/L. Có ít nhất hai mẫu cần phải được lấy đồng thời từ hai vị trí ở bên dưới mặt nước. Nước màu xanh lá cây hoặc màu nâu là có thể chấp nhận được nhưng nước màu đen là một chỉ báo về tình trạng bất thường.

Hạt ngũ cốc và mật đường cung cấp nguồn các-bon khi cần thiết. Nói chung, việc ứng dụng hạt ngũ cốc thay đổi từ 15 đến 20% tổng số thức ăn được sử dụng trong suốt quá trình vận hành. Mật đường có thể được áp dụng hai hoặc ba lần mỗi tuần ở mức 15-20 kg/ha/ao. Nồng độ oxy hòa tan cần được theo dõi thường xuyên nhất có thể để giữ ở mức cao hơn 4 mg/L. Đặc biệt trong các hệ thống biofloc, các thiết bị sục khí cần phải được theo dõi liên tục đối với các sự cố và sửa chữa hoặc thay thế mà không bị chậm trễ.

Hiệu suất chăn nuôi

So sánh hiệu suất chăn nuôi dự kiến của hệ thống biofloc với hệ thống tự dưỡng truyền thống được thể hiện trong Bảng 1. Tôm phát triển nhanh hơn và thu hoạch lớn hơn trong các hệ thống biofloc. Chuyển đổi thức ăn tốt hơn đối với hệ thống biofloc, nhờ đó chi phí thức ăn cũng thấp hơn.

	Hệ thống Biofloc	Hệ thống tự động
Sản xuất (tấn/ha)	22	21
Tỷ lệ chuyển đổi thức ăn	1.1-1.3	1.5-1.7
Thời kỳ văn hóa (ngày)	90-100	110-120
Hiệu quả năng lượng (kg/hp)	680-1100	400-600
Trao đổi nước	Số không	Tối thiểu để chảy qua
Màu tôm (vảy cá hồi)	Trên 28	Dưới 24
Lợi nhuận gộp (%)	Trên 35	Dưới 30

Bảng 1. So sánh các hệ thống sản xuất biofloc, autrophic.

Ít nước được trao đổi đối với công nghệ biofloc và hệ thống ao ổn định hơn so với hệ thống chăn nuôi tự dưỡng. Biofloc cho sản lượng lớn hơn cũng cải thiện việc sử dụng năng lượng.

Các ứng dụng khác

Ngoài chăn nuôi cá và chăn nuôi tôm thâm canh thì công nghệ biofloc đã được áp dụng ở các racway siêu thâm canh để sản xuất hơn 9 kg tôm/m3. Các ứng dụng raceway đã hỗ trợ các hoạt động ở giai đoạn vườn ươm, giai đoạn phát triển và tôm bố mẹ, cũng như chọn lọc các dòng giống tôm.

Hiện nay, các nghiên cứu của một số trường đại học lớn và các công ty tư nhân đang sử dụng biofloc làm nguồn protein đơn bào dành cho thức ăn chăn nuôi thủy sản. Theo một số tác giả thì hàm lượng protein thô của biofloc từ 35.0 đến 50.0% và lipit thô của nó chiếm 0.6-12.0% thể tích. Biofloc có thể thiếu một chút acginin, li-zin và metionin. Hàm lượng tro đo được của biofloc nằm trong khoảng từ 21 đến 32%.

Quan điểm

Đối với bất kỳ doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản nào, sự tiết kiệm từ việc sử dụng hiệu quả thức ăn, thời gian, năng lượng, sự ổn định của hệ thống và tính bền vững có thể cải thiện lợi nhuận. Có vẻ như công nghệ biofloc có những tính chất này. Khi các vấn đề về vi rút đang nổi lên và khi chi phí năng lượng tăng cao thì công nghệ biofloc với các hệ thống mô đun sinh học có thể là một câu trả lời dành cho sản xuất nuôi trồng thủy sản hiệu quả, bền vững, có lợi nhuận.