Liệu các men vi sinh có thể giải quyết vấn đề ô nhiễm nước do nuôi trồng thủy sản không?

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng men vi sinh bacillus có thể giúp các nhà sản xuất nuôi trồng thủy sản cải thiện sức khỏe và hiệu suất của cá, nhưng liệu men vi sinh có thể giúp giải quyết các vấn đề ô nhiễm vùng nước hay không?

Các men vi sinh đã nổi lên như một biện pháp tiết kiệm để giải quyết các vấn đề trong quá trình sản xuất. Ảnh: Khoo-eng Wah

Một bài báo gần đây trên tờ Báo cáo nuôi trồng thủy sản đã chỉ ra những cách thức mà men vi sinh có nguồn gốc chủ yếu từ chi bacillus có thể cải thiện chất lượng nước và làm giảm ô nhiễm trong nuôi trồng thủy sản. Bài đánh giá nêu bật các nghiên cứu khác nhau mà tại đó việc triển khai trực tiếp trực khuẩn bacillus vào trong vùng nước nuôi trồng thủy sản đã cải thiện các thông số chất lượng nước như độ trong, độ pH và hàm lượng nitơ. Nó cũng giải thích cách trực khuẩn bacillus dọn sạch dầu tràn và chất thải hữu cơ.

Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng mặc dù các men vi sinh có thể làm giảm bớt nhiều vấn đề ô nhiễm vùng nước trong nuôi trồng thủy sản nhưng không có nhiều bằng chứng đề cập tới cách tối ưu hóa việc sử dụng chúng. Thông tin chính dành cho các nhà sản xuất (như chủng trực khuẩn nào phù hợp nhất đối với một vấn đề cụ thể, nhiệt độ nước tối ưu hoặc phương pháp phân phối) vẫn chưa được xác định rõ ràng.

Các tác giả tranh luận rằng các nhà nghiên cứu hiện phải tập trung nỗ lực vào việc tìm hiểu cấu tạo gen của trực khuẩn bacillus và tìm hiểu cách thức vi khuẩn tương tác với môi trường xung quanh của chúng ở cấp độ phân tử. Thông tin chuyên sâu này sẽ cho phép các nhà sản xuất sử dụng men vi sinh một cách hiệu quả hơn, đảm bảo chúng vẫn là một giải pháp tiết kiệm chi phí dành dành cho một loạt các vấn đề sản xuất.

Thảm họa ô nhiễm vùng nước nuôi trồng thủy sản

Nuôi trồng thủy sản thâm canh đi kèm với những mặt hạn chế về môi trường. Nước thải từ hoạt động sản xuất có thể là một nguồn ô nhiễm chính và có thể làm suy giảm chất lượng vùng nước trong hệ sinh thái xung quanh. Các yếu tố đầu vào sản xuất còn sót lại như thức ăn thừa và phân bón có thể làm tăng hàm lượng phốt pho và nitơ trong nước. Nếu các chất dinh dưỡng này tích tụ thì chúng có thể gây hại cho môi trường xung quanh.

Ngành nuôi trồng thủy sản đã có những động thái để giải quyết vấn đề này. Việc di dời sản xuất ven bờ và đầu tư vào hệ thống tuần hoàn ứng dụng kỹ thuật nặng là những giải pháp phổ biến, nhưng những giải pháp này vượt quá khả năng chi trả của nhiều người chăn nuôi cá.

Một số nhà sản xuất đã chuyển sang áp dụng các men vi sinh như một biện pháp đáng tin cậy để xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản. Các men vi sinh (đặc biệt là chi bacillus) có thể quản lý chất lượng nước bằng cách tạo ra các bào tử và các chất chuyển hóa để ngăn chặn các vi khuẩn gây bệnh. Chúng cũng rẻ và dễ sử dụng nên dễ dàng tiếp cận với các cơ sở nuôi trồng thủy sản quy mô vừa và nhỏ.

Tuy nhiên, việc sử dụng các men vi sinh để quản lý chất lượng nước hiệu quả phụ thuộc vào nhiều yếu tố: các thông số hóa học như các ion kim loại trong nước nuôi và nồng độ oxy hòa tan có thể ảnh hưởng đến cách mà vi khuẩn hình thành bào tử. Các chủng bacillus khác nhau cũng hoạt động khác nhau, có nghĩa là một loại vi khuẩn có thể không giải quyết được mọi vấn đề về chất lượng nước xuất hiện tại khu vực sản xuất.

Tại sao trực khuẩn bacillus có thể cải thiện chất lượng nước

Những lợi ích của men vi sinh hình thành ở cấp độ phân tử và mang lại những lợi thế đáng kể khi quá trình sản xuất tiếp tục. Các nhà sản xuất nuôi trồng thủy sản có thể kết hợp các vai trò tự nhiên của trực khuẩn bacillus để cải thiện điều kiện ao nuôi mà không cần phải đầu tư vào các giải pháp tốn kém hơn.

Hầu hết những nỗ lực nghiên cứu về men vi sinh đều tập trung vào dinh dưỡng chứ không phải tập trung vào chất lượng nước. Ảnh: Kazi Ahmed Kabir

Điều này bắt đầu bằng cách tận dụng vai trò của trực khuẩn bacillus trong chu trình chuyển hóa khí nitơ. Chu trình bắt đầu bằng cách sử dụng trực khuẩn bacillus để chuyển đổi chất thải hữu cơ thành amoni và amoniac. Các hợp chất này sau đó được phân hủy tiếp tục tạo thành nitrit rồi sau đó chuyển hóa thành khí nitơ (đây là quá trình loại khí bỏ nitơ khỏi nước ao và chuyển nó vào trong khí quyển).

Các men vi sinh từ bacillus cũng cực kỳ hiệu quả trong việc phân hủy chất hữu cơ và chất thải phốt phát. Chúng chuyển đổi chất thải thành CO₂ thay vì đất bùn hoặc sinh khối vi khuẩn. Chúng cũng tạo ra các nguyên liệu thực phẩm dạng hạt từ các chất hữu cơ hòa tan bằng cách tái chế các chất dinh dưỡng trong cột nước.

Những người sản xuất cũng có thể sử dụng bacillus để duy trì cộng động vi sinh vật trong ao và nhu cầu oxy hóa. Sự hiện diện và ổn định của men vi sinh bacillus đảm bảo rằng không có loài vi sinh vật đơn lẻ nào thống trị môi trường, dẫn đến môi trường chăn nuôi trong lành hơn.

Việc bổ sung Bacillus làm tăng cảm giác thèm ăn ở tôm cá. Điều này mang lại hai lợi ích đáng kể cho những người chăn nuôi: cá có thể đạt được mức tăng trưởng tối ưu và chất lượng nước được cải thiện kể từ khi lượng thức ăn thừa trong nước ao ít đi.

Hồ sơ theo dõi chất lượng nước của Bacillus

Sau khi xem xét các tài liệu, các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng các men vi sinh bacillus có hiệu quả trong việc điều chỉnh độ kiềm và độ pH trong nước nuôi. Một số nghiên cứu lưu ý rằng chúng có thể được sử dụng để làm mềm nước cứng và giảm hàm lượng kim loại nặng. Cũng có bằng chứng cho thấy vi khuẩn có thể làm giảm nồng độ nitơ và phốt phát một cách an toàn mà không gây tổn hại đến môi trường xung quanh.

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng Bacillus có thể điều chỉnh độ kiềm, độ pH và có thể làm mềm nước cứng. Ảnh: Giana Gomes

Các chỉ số chất lượng nước khác (như độ trong suốt tổng thể, tổng chất rắn hòa tan và tổng chất hữu cơ) có thể được kiểm soát hiệu quả bằng bacillus. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng vì vi khuẩn là những chất phân hủy đạt hiệu quả nên chúng có thể phân hủy chất hữu cơ và chất rắn trong nước nuôi. Điều này sẽ cải thiện độ trong của nước.

Các nhà nghiên cứu cũng đã đánh giá các nghiên cứu sử dụng các men vi sinh để giải quyết các vấn đề nảy sinh trong quá trình sản xuất. Họ lưu ý các nghiên cứu sử dụng men vi sinh như một cách ngăn chặn dầu tràn thân thiện với môi trường nhưng biện pháp này vẫn chưa được áp dụng cho nuôi trồng thủy sản.

Trong một nhận xét có liên quan, các nhà nghiên cứu tin rằng khả năng giảm thiểu sự xuất hiện bệnh tật trên nuôi cá của bacillus có thể giúp duy trì chất lượng nước như một lợi ích kéo theo.

Những điều chưa biết về men vi sinh

Có những lổ hỏng đáng kể trong tài liệu. Ảnh hưởng của việc sử dụng bacillus đối với các thông số chất lượng nước quan trọng như nồng độ oxy hòa tan không được báo cáo rộng rãi. Cũng có rất ít bằng chứng về mối quan hệ giữa bacillus và các thông số khác của nước như nhiệt độ, độ mặn và độ dẫn suất.

Hầu hết các nghiên cứu về men vi sinh trong nuôi trồng thủy sản đều hướng đến chất dinh dưỡng chứ không phải chất lượng nước. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng lổ hỏng này là một cơ hội bị bỏ lỡ. Bacillus cho thấy tiềm năng đáng kinh ngạc trong việc kiểm soát chất lượng nước nhưng các nhà nghiên cứu hiện cần thiết lập các thông số tối ưu để sử dụng chúng.