Sản xuất công nghệ Biofloc có triển vọng trong vùng ôn đới

Biofloc là một thể mẹ phức tạp của các sinh vật có kết hợp chặt chẽ với các chất hữu cơ sống. Nồng độ oxy hòa tan cao được duy trì bằng cách sục khí liên tục, điều này giữ cho biofloc lơ lửng trong cột nước không thay đổi.

Không giống như các hệ thống sản xuất BFT ngoài trời ở vùng nhiệt đới hoạt động quanh năm, các nghiên cứu cá nheo được tiến hành chỉ trong mùa ôn đới và bể sản xuất BFT phải ráo nước và ngừng hoạt động vào lúc thu hoạch. Vận hành hệ thống BFT chỉ trong suốt thời kỳ phát triển ngụ ý rằng vào lúc thu hoạch cá phải được tiêu thụ hoặc có kích thước thích hợp cho giai đoạn tiếp theo của nuôi thương phẩm. Nếu không, cá sẽ được di chuyển không cần thiết. Ngoài ra, để phát triển một biofloc đầy đủ chức năng cần 4-6 tuần vào mùa xuân.

Nếu hệ thống sản xuất BFT ngoài trời được người nông dân chấp nhận ở các vĩ độ ôn đới thì khoảng dữ liệu trống liên quan đến hệ thống và hiệu suất cá trong mùa đông phải được giải quyết. Sản xuất cá nheo trong ao đòi hỏi cá phải qua mùa đông ít nhất một lần trước khi được thu hoạch như cá thực phẩm. Sự sống sót của cá để thu hoạch thì cao và thường vượt quá 75 phần trăm. Các đề nghị cho cá nheo ăn trong mùa đông làm thay đổi tỷ lệ cho ăn dựa vào ngưỡng nhiệt độ nước. Sự tăng hoặc giảm trọng lượng cá và năng suất thực có thể phụ thuộc vào chiến lược cho ăn được sử dụng trong mùa đông cũng như kích cỡ cá và sự tồn tại. Tổng nồng độ chất rắn lơ lửng cao (TSS) tại BFT có thể ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất vật nuôi và sự loại bỏ các chất rắn 200-400 mg / L TSS được khuyến khích.Mục tiêu của thí nghiệm này là xác định số lượng những thay đổi trong chất lượng nước và khả năng chuyển đổi sinh học a-mo-ni-ac cũng như hiệu suất cá nheo trong suốt mùa đông.

Thiết lập nghiên cứu

Mô tả chi tiết của thiết lập thí nghiệm có sẵn tại các bản gốc hoặc từ tác giả. Một hệ thống sản xuất công nghệ biofloc được xây dựng với sáu bể gỗ hình chữ nhật có đáy bể hơi dốc (18,6 m2, trung bình 15,7 mét khối nước, độ sâu trung bình 0.81 m) lót bằng polyethylene dày (HDPE) đặt bên ngoài tại Trung tâm Dịch vụ Nghiên cứu nông nghiệp của Bộ Nông nghiệp Hoa kỳ (ARS), Trung tâm nghiên cứu Nuôi trồng thủy sản Quốc gia Harry K. Dupree Stuttgart, (HKD-SNARC), Stuttgart, AR, Hoa Kỳ, đã được sử dụng cho nghiên cứu này.

Hệ thống được cung cấp đầy đủ thông khí liên tục, và nước từ một thử nghiệm sản xuất BFT trước đó kiểm tra mức độ khác nhau của việc loại bỏ các chất rắn và mức TSS thấp (153,3 ± 39,5 mg / L, ± SE trung bình) hoặc cao (790,0 ± 48,4 mg / L) được giữ lại cho nghiên cứu này. Mỗi bể cần khoảng 10 phần trăm nước giếng. Một trong ba bể được phân ngẫu nhiên với nồng độ TSS thấp và cao. Chất rắn không được lấy ra từ bể trong nghiên cứu này. Các thông số chất lượng nước tiêu chuẩn đã được theo dõi và phân tích trong nghiên cứu. Amoni clorua (không được xử lý 99,9 phần trăm) được thêm vào mỗi bể ba lần để đo sự biến đổi sinh học TAN theo thời gian.

Cá nheo thu hoạch từ các thí nghiệm sản xuất BFT trước đó được thả lại vào bể. Sinh khối trung bình tại lúc thả là 7,8 ± 0,2 và 8,2 ± 0,5 kg / m3 đối với việc xử lý lần lượt các chất rắn cao và thấp, và không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý (P = 0,490).Trọng lượng ban đầu trung bình không có sự khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý và trung bình 560,8 ± 5,8 và 611,3 ± 22,9 g/con cho việc xử lý lần lượt các chất rắn cao và thấp. Cá trong mỗi bể có thể được cho ăn 32 % protein thức ăn thương phẩm trong 10 phút một khi nhiệt độ nước vào buổi chiều vượt quá 16oC trong hai ngày liên tiếp, và số lượng được ghi lại. Cá được thu hoạch từ tất cả các bể vào ngày 16 tháng 04 năm 2014, 152 ngày sau khi thả giống. Vào mùa thu hoạch, 25 phần trăm cá trong mỗi bể được cân từng con và phần còn lại được đếm và cân với số lượng lớn.

Các kết quả

Nhiệt độ không khí trung bình dưới 0 oC đã được ghi lại trong 31 ngày, trong khi đó nhiệt độ nước trung bình dưới 0 oC trong 11 ngày và trung bình -0.6◦C (Hình. 1). Nhiệt độ nước không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý (P = 0,824) và tổng bình quân (± SD) là 7,9 ± 0,2 oC. Nồng độ oxy hòa tan hàng ngày không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý (P = 0,681), và trung bình 11,7 ± 1,6 mg / L. Trong nhiệt độ lạnh nhất, băng bao phủ lên tối đa bề mặt bể khoảng 75%. Không có sự khác biệt đáng kể nào được phát hiện giữa mức chất rắn trung bình cho TAN, NO2-N, và tổng nồng độ kiềm.Mặc dù nồng độ NO3-N trung bình trong xử lý các chất rắn cao cao hơn 43 phần trăm so với việc xử lý các chất rắn thấp nhưng sự khác biệt này không có ý nghĩa thống kê (0,05; P = 0.062).

Khi nhiệt độ lạnh nhất, băng bao phủ lên tối đa bề mặt bể khoảng 75 phần trăm

Đối với việc sản xuất cá da trơn, lúc thu hoạch, trọng lượng cá thể trung bình không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý. Không có khác biệt đáng kể (P = 0,776) giữa xử lý chất rắn cao ban đầu và trọng lượng cá thể cuối cùng, nhưng trọng lượng cá thể cuối cùng trong xử lý chất rắn thấp lớn hơn đáng kể (P = 0.046) so với trọng lượng ban đầu. Cá được cho ăn trong 16 ngày ở nghiên cứu này, 80 phần trăm trong số đó xảy ra từ giữa tháng ba đến ngày 11 tháng 4. Tiêu thụ thức ăn hàng ngày trung bình 68,6 ± 9,5 g / m3 và 69,9 ± 9,5 g / m3 trong xử lý lần lượt các chất rắn cao và thấp, qua 10 ngày cho ăn. Tỷ lệ thức ăn này thường được quan sát từ cuối tháng Sáu đến giữa tháng bảy trong bể BFT được nuôi với cá nheo tại 12 con / m2. Tổng số tiêu thụ thức ăn không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý (P = 0,410), trung bình (± SE) 0,95 ± 0,01 kg/m3 và 0,96 ± 0,00 kg/m3 cho việc xử lý lần lượt các chất rắn cao và thấp và không giải thích sự khác biệt giữa chất rắn thấp ban đầu và trọng lượng cuối cùng. Sự khác biệt này có thể là do lấy sai mẫu bởi vì trọng lượng ban đầu đã thu được bằng cách cân riêng lẻ tất cả cá trong mỗi thùng, trong khi trọng lượng cuối cùng thu được bằng cách cân một mẫu ngẫu nhiên gồm 25% cá trong mỗi bể.

Cách xử lý phù hợp nhất với nồng độ chất lượng nước trung bình khác nhau (± SE) cho bể công nghệ biofloc ngoài trời nuôi cá nheo vào mùa đông (ngày 15 tháng 11 2013 đến ngày 16 tháng 4 năm 2014). Các phương pháp xử lý là nồng độ ban đầu cao và thấp của tổng chất rắn lơ lửng (TSS) ở bể nước. Bể được thả giống vào 15 tháng 11 năm 2013 và thu hoạch sau 152 ngày.

Khả năng chuyển đổi sinh học amoniac mà không có sự chậm trễ đáng kể ngay khi việc cho ăn bắt đầu lại được quan sát cho cả hai phương pháp xử lý trong nghiên cứu này. Khi cá bắt đầu ăn vào giữa tháng Ba (ngày 124), có nghĩa là tiêu thụ hàng ngày tăng lên nhanh chóng ở cả 2 phương pháp xử lý trung bình, từ 47 g/m3 đến 69 g /m3, nơi mà nó vẫn còn 10 ngày ăn cuối cùng của nghiên cứu. Tuy nhiên, không có bằng chứng về sự gia tăng đột ngột nồng độ TAN ở hai phương pháp; TAN tăng 0,02-0,08 và 0,02-0,07 mg / L NH4-N trong các phương pháp xử lý lần lượt các chất rắn cao và thấp. Nitrit giảm từ 0,59 xuống 0,49 trong việc xử lý các chất rắn thấp, và tăng từ 0,05 đến 0,07 mg / LNO2-N trong xử lý các chất rắn cao. Dữ liệu ở cả hai phương pháp xử lý các chất rắn là giống nhau.

Mặc dù cá nheo sẽ tiêu thụ thức ăn ở nhiệt độ nước lớn hơn 7 oC, và tỷ lệ thức ăn cũng như tần số dựa trên ngưỡng nhiệt độ giữa 10 và 20 oC được khuyến khích nhưng cá trong nghiên cứu này được cho ăn đến khi chúng chán chỉ sau khi nhiệt độ nước vào buổi chiều vượt quá 16 oC trong hai ngày liên tiếp. Dự tính tiêu thụ thức ăn hàng ngày trong nghiên cứu này là 0,9% sinh khối và phù hợp với mức tiêu thụ thức ăn hàng ngày đối với cá nheo có kích thước thị trường trong các nghiên cứu cho ăn mùa đông khác.

Sự sống sót của cá da trơn trong suốt mùa đông thì cao, không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý, và trung bình 99,8 phần trăm.Tổng cộng có ba con cá chết: một trong bể chất rắn cao, và hai con ở hai thùng chất rắn thấp. Vào mùa thu hoạch, cá trông có vẻ mạnh mẽ và khỏe mạnh. Sự tồn tại của cá nheo có kích thước thị trường qua mùa đông trong một số nghiên cứu vượt quá 90 phần trăm, trong khi ở các nghiên cứu khác sự tồn tại trong khoảng 64-84 phần trăm. Sinh khối trung bình và sản lượng cuối cùng của cá không khác biệt đáng kể giữa các phương pháp xử lý. Sản lượng cuối cùng cũng ít hơn sinh khối cá ban đầu là 1-4%. Các nhà nghiên cứu khác báo cáo sản lượng thực âm (lỗ 2-10 %) đối với cá nheo qua mùa đông, thường khi cá không được cho ăn. Có thể là sản lượng cuối cùng trong nghiên cứu này sẽ là tích cực nếu cá được cho ăn ở ngưỡng nhiệt độ thấp hơn.

Triển vọng

Trong nghiên cứu này, nước BFT với nồng độ TSS ban đầu thấp chuyển sang một hệ thống thực vật phù du chiếm ưu thế trong khi nước với nồng độ TSS ban đầu cao vẫn là một hệ thống vi khuẩn chiếm ưu thế (nước màu nâu). Sự phân kỳ này dẫn đến những thay đổi trong các biến chất lượng nước qua quá trình thử nghiệm khác nhau giữa các phương pháp xử lý.

Khả năng của các hệ thống biofloc đến chuyển đổi sinh học ammonia nitrogen được giữ ở nhiệt độ nước mùa đông thấp và trong trường hợp nồng độ TAN không được duy trì liên tục vào trong cả hai phương pháp xử lý, mặc dù điều này thực sự có tầm quan trọng thứ yếu vì cá không tiêu thụ thức ăn và bài tiết ammonia. Dù vậy, điều quan trọng là khả năng chuyển đổi sinh học amoniac mà không có một độ trễ đáng kể được giữ lại khi sự cho ăn bắt dầu lại. Sinh khối của cá nheo có kích thước thị trường cao được duy trì suốt mùa đông với sức sống cao và trong tình trạng tốt ở cả hai phương pháp xử lý. Năng suất thực là tiêu cực trong cả hai phương pháp xử lý, nhưng có thể là tích cực nếu việc cho ăn ở ngưỡng nhiệt độ 10 oC thay vì 16 oC.

Một biofloc hoạt động trong mùa xuân ngăn ngừa sự bắt đầu thiết lập một biofloc mới, đầy đủ chức năng và TAN liên kết cũng như các gai nitrit. Tất nhiên, một phân tích kinh tế sẽ là cần thiết để xác định chi phí và khả năng kinh tế của việc duy trì biofloc qua mùa đông.

Lưu ý của tác giả: Nghiên cứu này đã được công bố trong kỹ thuật nuôi trồng thủy sản 64 (2015) 60-67. Nghiên cứu này được tài trợ bởi USDA / ARS theo số dự án 6225-31630-006-00D

Nguồn: Advocate, 06/03/2016

Biên dịch: NGỌC THƠ

Biên soạn: 2LUA.VN