Tìm hiểu việc sử dụng men vi sinh trong các trang trại chăn nuôi tôm

Việc sử dụng men vi sinh ngày càng phức tạp đang có tác động lớn đến tính bền vững của ngành chăn nuôi tôm và có những tiến bộ hơn nữa được mong đợi thông qua việc sử dụng các hệ thống synbiotics -cộng sinh (sự kết hợp giữa probiotics- lợi khuẩn và prebiotics - chất xơ đóng vai trò làm thức ăn lý tưởng cho lợi khuẩn), biofloc và semi-floc.

Khi sản lượng tôm tăng cao và những rủi ro về dịch bệnh trở nên đáng chú ý thì sức khỏe của tôm trở nên quan trọng hơn bao giờ hết vì nó có thể làm hỏng hoặc phá vỡ toàn bộ chu kỳ sản xuất. Cách cũ để đảm bảo sức khỏe tôm tối ưu là sử dụng thuốc kháng sinh, nhưng giờ đây mọi người đã nhận thức được rằng thuốc kháng sinh tạo ra sức đề kháng chống lại thuốc chống vi khuẩn và có tác động tiêu cực đến môi trường.

Từ đầu thế kỷ này, một cách tiếp cận mới trong nuôi trồng thủy sản đã xuất hiện (men vi sinh) với triển vọng an toàn và bền vững hơn. Phương pháp này được đi tiên phong bởi David Moriarty (một nhà khoa học người Úc), nó đã được sử dụng rộng rãi cho con người và các động vật khác, đã dần dần chiếm được chổ đứng trong ngành chăn nuôi tôm. Ở đây, chúng ta sẽ khám phá các khía cạnh khác nhau của việc sử dụng men vi sinh ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương (Litopenaeus vannamei) và những lợi ích tiếp theo.

Men vi sinh là gì?

Nói chung, men vi sinh là thức ăn bổ sung vi sinh vật sống cung cấp các tác dụng có lợi cho sự cân bằng đường ruột của vật chủ. Tuy nhiên, trong nuôi trồng thủy sản, chúng có thể được coi là các các bổ trợ vi sinh vật sống có lợi cho động vật chủ vì khả năng thay đổi cộng đồng vật chủ có liên quan hoặc vi sinh vật trong môi trường xung quanh, dẫn đến việc sử dụng thức ăn chăn nuôi hiệu quả hơn và nâng cao giá trị dinh dưỡng, cải thiện phản ứng miễn dịch và chất lượng nước tốt hơn.

Từ những định nghĩa này, chúng ta có thể thấy rằng các men vi sinh trong nuôi trồng thủy sản là khác nhau bởi vì phương thức hoạt động của chúng không bị giới hạn ở sự cân bằng vi sinh vật trong ruột của động vật chủ, mà vi sinh vật cộng đồng trong môi trường bên ngoài cũng vậy. Sức khỏe của các sinh vật thủy sinh bị ảnh hưởng nặng nề bởi nguồn nước mà chúng đang sinh sống. Hàng ngàn vi sinh vật (bao gồm cả mầm bệnh) sống trong nước nuôi và chúng có thể làm suy giảm chất lượng nước và gây bệnh.

Việc sử dụng các men vi sinh

Các men vi sinh dùng trong nuôi trồng thủy sản thường được chia ra thành ít nhất hai loại chính là men vi sinh trong nước và men vi sinh đường ruột. Khi sử dụng các men vi sinh thì điều quan trọng cần lưu ý là có một số nhãn hiệu men vi sinh thương phẩm yêu cầu những người chăn nuôi lên men sản phẩm trước khi sử dụng để kích hoạt vi khuẩn, nếu không chúng sẽ không có tác dụng. Các nhãn hiệu khác có thể không yêu cầu quá trình lên men và sẵn sàng sử dụng trực tiếp ngay từ gói sản phẩm.

Cũng cần lưu ý rằng nguồn lợi khuẩn đáng tin cậy là chìa khóa quan trọng. Trong nhiều trường hợp, thương hiệu chỉ đề cập đến thành phần vi khuẩn trong các sản phẩm men vi sinh của họ mà không mô tả số lượng vi khuẩn có trong gói men vi sinh. Con số rất quan trọng cho việc sử dụng đúng liều lượng và nếu không có nó thì việc áp dụng men vi sinh sẽ kém hiệu quả hơn. Một điều khác cần lưu ý là thành phần vi khuẩn được mô tả trên bao bì có thể không trùng khớp với thành phần chứa trong sản phẩm thực tế. Chúng tôi khuyên bạn nên thử nghiệm các sản phẩm trước khi sử dụng để đảm bảo rằng chúng đáng tin cậy.

Về phần liều lượng, mỗi nhãn hiệu thường có hướng dẫn sử dụng của riêng họ. Tốt hơn là nên tuân theo hướng dẫn do nhà sản xuất đưa ra. Nói chung, liều lượng nên thay đổi trong suốt chu kỳ, với các ứng dụng nặng khi bắt đầu và trong các tình huống căng thẳng, phức tạp, chẳng hạn như khi tải lượng Vibrio tăng lên hoặc chất lượng nước giảm xuống.

Men vi sinh trong nước

Các men vi sinh trong nước như tên gọi cho thấy chúng được sử dụng trực tiếp vào trong nước ao nuôi tôm. Chúng hoạt động theo hai cách: loại trừ cạnh tranh và ức chế vi khuẩn gây bệnh, cũng như cải thiện chất lượng nước. Các chủng vi khuẩn được sử dụng cho men vi sinh trong nước bao gồm Bacillus acidophilus, B. subtilis, B. licheniformis, Nitrobacter spp., Aerobacter và Saccharomyces cerevisiae.

Về mặt loại trừ mầm bệnh, lợi khuẩn có thể sinh sôi và nảy nở trong nước, khiến vi khuẩn gây bệnh khó cạnh tranh nguồn lợi, điều này giúp làm giảm tỷ lệ mầm bệnh trong nước. Lợi khuẩn cũng có khả năng ức chế các mầm bệnh cơ hội, ngăn không cho chúng lây nhiễm sang tôm. Bằng cách loại trừ và ức chế này, men vi sinh trong nước có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh, cũng như hạn chế thời gian bùng phát dịch bệnh hiện có.

Với chất lượng nước được cải thiện, nước thải của trang trại ít độc hại hơn, giảm tác động môi trường của trang trại lên vùng nước xung quanh.

Ảnh hưởng do các mầm bệnh gây ra trong nước có liên quan đến điều này cũng có thể được giảm thiểu bằng cách cải thiện chất lượng nước. Các chủng vi khuẩn như Bacillus, Pseudomonas, Acinetobacter, Cellulomonas, Rhodopseudomonas, Nitrosomonas và Nitrobacter được sử dụng làm men vi sinh trong nước, nó thường hoạt động như chất xử lý sinh học. Những chất này có khả năng tăng cường quá trình phân hủy các chất hữu cơ khác nhau trong cột nước và đáy ao mà chúng có thể gây độc hại cho tôm, cải thiện chất lượng nước khi các chất thải hữu cơ được phân hủy đúng cách.

Nếu mầm bệnh it hơn và chất lượng nước tốt hơn thì sức khỏe của tôm có thể được duy trì ở mức cao và hiệu suất có thể được tối ưu hóa. Không chỉ như vậy, cùng với chất lượng nước được cải thiện thì nước thải của trang trại cũng ít độc hại hơn, giảm tác động môi trường của trang trại lên vùng nước xung quanh.

Men vi sinh đường ruột

Men vi sinh đường ruột được ứng dụng trong chăn nuôi tôm để cải thiện sự cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột của tôm. Men vi sinh đường ruột kết hợp các chủng vi khuẩn trong thức ăn viên bằng cách sử dụng nhiều loại chất kết dính (chẳng hạn như lòng trắng trứng và dầu cá) để ứng dụng hiệu quả hơn. Men vi sinh đường ruột thường chứa Lactobacillus hoặc Saccharomyces cerevisiae, vi khuẩn nitrat hóa, Streptococci, Roseobacter và Bacillus sp. Các chủng vi khuẩn này hoạt động trong đường ruột của tôm bằng cách điều chỉnh sự cân bằng vi sinh vật vì lợi ích của tôm.

Một trong những lợi ích là tăng cường phản ứng miễn dịch. Cơ chế bảo vệ của tôm kém phát triển hơn các sinh vật sống dưới nước khác và chúng dựa vào hệ thống miễn dịch không đặc hiệu. Các men vi sinh hỗ trợ hệ thống miễn dịch này bằng cách tăng cường phản ứng miễn dịch chống lại sự tấn công của mầm bệnh. Không chỉ vậy, men vi sinh còn có thể ngăn chặn sự sinh sôi của mầm bệnh trong đường ruột, cũng như ức chế các hành động gây bệnh, giúp bảo vệ tốt hơn chống lại các bệnh nhiễm trùng và dịch bệnh có thể xảy ra.

Men vi sinh cũng có khả năng thay đổi quá trình trao đổi chất của hệ vi sinh vật trong ruột tôm để tạo ra các axit béo chuỗi ngắn để cải thiện tiêu hóa. Điều này dẫn đến tăng sự thèm ăn, tăng trưởng tốt hơn và cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn (FCRs) mà do đó làm giảm bớt lượng chất thải từ thức ăn thừa rồi nhờ đó cải thiện chất lượng nước. Nhìn chung, các men vi sinh đem đến cho người nuôi tôm tốc tăng trưởng cao hơn, tôm khỏe mạnh hơn và ít ô nhiễm nguồn nước hơn.

Các men vi sinh trong hệ thống biofloc

Công nghệ biofloc là một hệ thống mới nổi trong ngành chăn nuôi tôm, cung cấp một phương tiện quản lý dịch bệnh mạnh mẽ hơn và giảm tác động đến môi trường bằng cách sử dụng vi khuẩn có lợi để tái chế chất thải và thực hiện thay nước ở mức thấp hoặc bằng không. Công nghệ biofloc hoạt động bằng cách hạn chế hoặc loại bỏ quá trình trao đổi nước, bổ sung các nguồn các-bon bên ngoài (chẳng hạn như mật đường, mía đường hoặc cám lúa mì) vào trong ao và cung cấp hàm lượng oxy cao.

Ba quy trình chính này tạo ra một môi trường có tỷ lệ các-bon/ nitơ (C/N) cân bằng, kích thích sự phát triển của cộng đồng vi sinh vật trong nước, đặc biệt là vi khuẩn dị dưỡng. Tỷ lệ C/N mong muốn khác nhau giữa các ao, nhưng thường là 1: 5. Trong các điều kiện thích hợp, các vi sinh vật (chẳng hạn như vi khuẩn, tảo và thực vật phù du) và các chất hữu cơ (như thức ăn, phân và vỏ của động vật thân mềm) sẽ liên kết với nhau thành "flocs".

Những flocs này có thể giúp cải thiện chất lượng nước bằng cách chuyển đổi amoniac và các chất thải hữu cơ khác thành sinh khối vi khuẩn. Chúng cũng tái chế chất thải thành thức ăn bổ dưỡng cho tôm bằng cách biến đổi các nguồn các-bon bổ sung thành protein vi sinh vật. Bằng cách này, có thể ngăn chặn sự sinh sôi nảy nở của các mầm bệnh và tốc độ phát triển của tôm được tăng cường. Nhu cầu thay nước ở mức thấp hoặc bằng không trong các hệ thống này cũng có thể làm giảm bót sự lây lan của các mầm bệnh trong trang trại và giảm ô nhiễm nguồn nước bên ngoài trang trại.

Trong hệ thống biofloc, men vi sinh thường được sử dụng làm chất khởi động vi khuẩn. Trong thực tế phổ biến, men vi sinh không được sử dụng trong các ao ứng dụng hệ thống biofloc vì vi khuẩn trong chúng đã có tác dụng của một “lợi khuẩn tự nhiên” rồi. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng việc bổ sung các men vi sinh vào hệ thống biofloc có thể tăng cường hệ thống hơn nữa bằng cách cải thiện tốc độ tăng trưởng, tiêu hóa, trao đổi chất, kháng bệnh và chất lượng nước, cũng như giảm tải lượng Vibrio. Mặc dù vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu nhưng sự kết hợp giữa các loại men vi sinh và hệ thống biofloc cho thấy tiềm năng rất lớn trong việc gia tăng tính bền vững của nghề nuôi tôm.

Các men vi sinh trong hệ thống semi-floc

Công nghệ biofloc đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao để đảm bảo tất cả các hoạt động bên trong của hệ thống hoạt động một cách trơn tru. Một vấn đề đơn giản (chẳng hạn như cắt điện) sẽ làm cho môi trường ao nuôi trở nên rất độc hại bởi vì quá trình sục khí ngừng hoạt động làm giảm đáng kể nồng độ oxy hòa tan (DO). Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một hệ thống lai gọi là semi-floc, hệ thống này kết hợp các phương pháp tiếp cận truyền thống và công nghệ biofloc để tạo ra một hệ thống nuôi trồng thủy sản bền vững với môi trường, khả thi và giá cả phải chăng hơn.

Semi-floc đòi hỏi phải hút bằng xi-phông thường xuyên để loại bỏ nitơ dư thừa, trái ngược với việc dựa vào sự phân hủy của vi sinh vật bởi vi khuẩn dị dưỡng.

Cả hai hệ thống biofloc và semi-floc đều có cùng mục đích đó là để điều khiển sự tương tác của vi sinh vật trong ao nhằm tạo ra các floc. Tuy nhiên, nếu hệ thống biofloc chủ yếu dựa vào vi khuẩn dị dưỡng thì hệ thống semi-floc kết hợp sự cân bằng giữa các sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng. Do đó, semi-floc đòi hỏi phải được hút bằng xi-phông thường xuyên để loại bỏ nitơ dư thừa, trái ngược với việc dựa vào sự phân hủy của vi sinh vật bởi vi khuẩn dị dưỡng. Việc thay nước cũng được cho phép (nếu cần), nhưng nên duy trì ở mức tối thiểu.

Trong một hệ thống semi-floc, sự hình thành bio-microfloc được thúc đẩy bởi các hóa chất bổ sung và các sản phẩm vi sinh hoặc men vi sinh. Ngược lại với công nghệ biofloc, semi-floc cần sử dụng men vi sinh trong quá trình chăn nuôi để duy trì hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) tốt. Lớp phủ của men vi sinh Bacillus có thể giúp cải thiện khả năng tiêu hóa và hấp thụ thức ăn.

Synbiotics

Những đổi mới trong chăn nuôi tôm hiện đại tiếp tục được thúc đẩy. Khi men vi sinh trở thành xu hướng chủ đạo thì có một phương pháp tiếp cận toàn diện mới đã xuất hiện, phương pháp kết hợp men vi sinh với kỹ thuật truyền thống của prebiotics. Khi chúng kết hợp lại với nhau thì được gọi là synbiotics.

Trong khi các loại men vi sinh là các sinh vật sống có lợi cho hệ vi sinh vật đường ruột của tôm cũng như nước, thì prebiotics là chất phụ gia thức ăn không tiêu hóa được, nó mang lại tác dụng có lợi bằng cách kích thích sự phát triển và hoạt tính của vi khuẩn có lợi trong ruột tôm. Men vi sinh đã được những người chăn nuôi tôm áp dụng từ lâu. Giờ đây, những người ủng hộ hệ thống synbiotics tuyên bố phương pháp tiếp cận của họ là một kỹ thuật chi phí thấp với năng suất và hiệu quả cao hơn.

Việc áp dụng hệ thống synbiotics trong các trang trại khá đơn giản. Prebiotics thường ở dạng cám gạo, còn probiotics được lên men trong nước ngọt vô trùng, kết hợp với các enzym và chất đệm. Sau khi lên men xong, chất này có thể được đưa trực tiếp vào ao luôn hoặc trộn với thức ăn chăn nuôi. Như đã được chứng minh rằng việc áp dụng synbiotics có thể kích thích tăng trưởng, giảm FCR và giảm dao động độ pH.

Với FCR thấp hơn, các hệ thống cộng sinh có thể dễ dàng quản lý hơn vì lượng chất hữu cơ từ thức ăn thừa thấp và tỷ lệ thay nước cao ít cần thiết hơn, do đó giảm ô nhiễm nguồn nước. Sự đơn giản và hiệu suất tổng thể làm cho synbiotics trở thành một phương pháp tiếp cận thú vị cần được phát triển hơn nữa nhằm đảm bảo nuôi trồng thủy sản bền vững hơn.

Tầm nhìn 

Vấn đề lâu năm của dịch bệnh trên tôm đã thúc đẩy ngành nuôi tôm phải tìm ra các giải pháp khả thi an toàn và bền vững cả về mặt kinh tế lẫn môi trường. Các men vi sinh ở nhiều dạng khác nhau đã và đang mang lại cho người nông dân những trợ giúp đáng kể trong việc quản lý dịch bệnh, giảm tác động đến môi trường và nâng cao năng suất. Tuy nhiên, chúng không phải là viên đạn bạc và nhiều chi tiết phần lớn vẫn chưa được nắm rõ. Khi nhiều nghiên cứu và phát triển hiện đang được tiến hành, chúng ta chỉ có thể mong đợi men vi sinh ngày càng trở nên tốt hơn và hiệu quả hơn.