Tác động của men vi sinh và hệ thống biofloc đối với tôm

Bài viết này xem xét kỹ hơn về phương diện khoa học và cách thức vi sinh vật mở đường cho các trang trại nuôi tôm bền vững trên khắp châu Á.

Trang trại nuôi tôm tích hợp lớn nhất thế giới, Indonesia. Ảnh: Lim Shrimp Organization

Một trong những nhóm nuôi tôm lớn nhất Đông Nam Á là Lim Shrimp Organization (LSO)- tổ chức tôm Lim đã thành lập một mạng lưới các dự án nuôi tích hợp được gọi là Aqua Villages. Tất cả các nguyên tắc canh tác bền vững được sử dụng bao gồm cả việc sử dụng các chế phẩm sinh học và biofloc.

Nuôi tôm là một trong những ngành phát triển nhanh nhất và có lợi nhuận cao nhất trong nuôi trồng thủy sản. Do sự phổ biến của nó, việc nuôi tôm ngày càng mở rộng diện tích cũng như mật độ nuôi thúc đẩy dịch bệnh bùng phát thường xuyên hơn và làm tổn thất tài chính.

Phương pháp truyền thống để chống lại bệnh tôm là sử dụng một lượng lớn kháng sinh và hóa chất, thường là điều trị dự phòng, một phương pháp đi kèm nhiều vấn đề như chi phí nuôi tôm tăng và sự phát triển kháng kháng sinh ngoài ý muốn.

Cho đến nay, nhiều mầm bệnh đã trở thành đặc hữu của các vùng nuôi ven biển ở Đông Nam Á, và ngành nuôi tôm mất khoảng 45 tỷ đô la Mỹ do dịch bệnh trong 10 năm qua. Để tránh những tổn thất này, nông dân đã tìm kiếm những cách khác để nuôi tôm, với hệ thống sản xuất tự nhiên hơn nhanh chóng trở nên phổ biến như là lựa chọn thay thế cho các hệ thống độc canh mật độ cao hiện nay. Phương pháp canh tác thông minh hơn và thân thiện với môi trường hơn này bao gồm việc sử dụng prebiotic và men vi sinh, cộng với nuôi trong hệ thống bioflocs.

Pre- hoặc pro-biotics?

Prebiotic còn gọi là hợp chất tiền sinh học, là một thành phần của thức ăn không tiêu hóa được, có tác dụng làm dày niêm mạc thành ruột và là nguồn thức ăn giúp các vi sinh vật có lợi phát triển trong đường ruột của vật chủ. Cải thiện hệ vi sinh vật đường ruột giúp động vật chuyển hóa và hấp thụ nhiều chất dinh dưỡng hơn. Ví dụ về prebiotic bao gồm tỏi, chuối và đậu. Nông dân ở châu Á có một lịch sử lâu dài về việc sử dụng các thực phẩm này làm phụ gia thức ăn, nhưng vẫn chưa hiểu đầy đủ các nguyên tắc đằng sau prebiotic.

Để đảm bảo kết quả nhanh hơn và tốt hơn, số lượng bổ sung của các vi khuẩn có lợi, còn được gọi là chế phẩm sinh học, có thể được thêm trực tiếp vào thức ăn cùng với các thành phần prebiotic. 

Probiotic là chế phẩm sinh học, có thành phần là các vi sinh vật sống có lợi, giúp tăng cường hệ vi sinh đường ruột, nâng cao sức đề kháng , giúp cơ thể vật chủ chống lại vi khuẩn gây bệnh. Cho đến nay, ba chi vi khuẩn, Bacillus, Vibrio và Pseudomonas , chủ yếu được sử dụng làm men vi sinh trong nuôi tôm, mặc dù nấm men và vi khuẩn lactic acid cũng được sử dụng.

Các nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng prebiotic và men vi sinh giúp cải thiện đáng kể sức khỏe, tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn của tôm.

Probiotic nâng cao cơ chế bảo vệ hệ miễn dịch bẩm sinh của tôm trước hoặc sau khi tiếp xúc với mầm bệnh nguy hiểm và giúp tôm vượt qua các tình trạng căng thẳng như cắt mắt, tiêm phòng, chuyển nước mặn, điều trị chống ký sinh trùng, đánh bắt, xử lý và phân loại .

Một nghiên cứu của Rengpipat et al cho thấy tôm sú (Penaeus monodon) bổ sung men vi sinh khi thử thách ngâm trong nước có mầm bệnh Vibrio harveyi 10 ngày đã sống sót 100%, trong khi tôm nuôi không có men vi sinh chỉ có 26% sống sót. Một nghiên cứu riêng biệt của Moriarty đã củng cố điều này bằng cách phân tích việc sử dụng men vi sinh Bacillus cho phép nuôi tôm he liên tục trong hơn 160 ngày. Ngược lại, các trang trại không sử dụng chế phẩm sinh học bị thất bại hoàn toàn trên tất cả các ao trong vòng 80 ngày do bệnh Vibrio spp.

Một nghiên cứu năm 2018 còn cho thấy rằng việc áp dụng men vi sinh nhiều chủng hiệu quả hơn so với các chủng đơn lẻ trong việc cải thiện sự tăng trưởng và sức khỏe tổng thể của tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei). Nghiên cứu đã quan sát thấy rằng tác dụng của việc sử dụng các chế phẩm sinh học hỗn hợp có chứa Lactobacillus pentosus BD6, Lactobacillus fermentum LW2, Bacillus subtilis E20 và Saccharomyces cerevisiae P13 tốt hơn nhiều so với sử dụng của các chế phẩm sinh học đơn lẻ. Tuy nhiên, ứng dụng kéo dài có thể gây ức chế miễn dịch và làm giảm hiệu quả tổng thể.

Bằng cách cải thiện tiêu hóa và tỉ lệ chuyển đổi thức ăn, chất thải cũng giảm, giúp duy trì chất lượng nước nuôi dễ dàng hơn. Một số loài vi khuẩn có lợi, đặc biệt là một số chủng Bacillus và vi khuẩn nitrat hóa khác, cũng có thể được thêm trực tiếp vào nước nuôi để cải thiện sự phân hủy chất thải, làm giảm nồng độ amoniac và sự xuất hiện của tảo xanh, trong khi gián tiếp cải thiện sức khỏe và hiệu suất của tôm nuôi.

Lim Tôm đã áp dụng một phương pháp canh tác thân thiện với môi trường hơn bao gồm việc sử dụng prebiotic và men vi sinh, cộng với hệ thống bioflocs. 

Biofloc tái sử dụng chất dinh dưỡng

Một cách khác để sử dụng các vi sinh vật có lợi này là thông qua việc áp dụng các hệ thống biofloc, một kỹ thuật xử lý nước thải chuyển đổi các chất dinh dưỡng không sử dụng thành thực phẩm. Như Tiến sĩ Nyan Taw, một chuyên gia về tôm và chuyên gia tư vấn FAO từ Myanmar, giải thích: Nguyên tắc biofloc kích thích sự tăng trưởng tự nhiên của các 'flocs' giúp tăng khả năng tự nitrat hóa của nước nuôi. Quá trình này thường được bắt đầu khi bắt đầu quá trình nuôi cấy và mất vài tuần để hoàn thành, bắt đầu với sự phát triển của tảo, tiếp tục hình thành bọt và cuối cùng là sự phát triển của bioflocs.

Các flocs này bao gồm các vi khuẩn có lợi (chế phẩm sinh học), tảo cát, động vật nguyên sinh, tảo, nấm và các sinh vật sống khác, thường được giữ bởi chất nhầy của vi khuẩn. Hầu hết là các flocs siêu nhỏ nhưng chúng có thể lớn trông giống như bùn. Đây có thể là một nguồn thực phẩm bổ sung để nuôi tôm hoặc cá. Hệ thống biofloc sử dụng hiệu quả các vi sinh vật để tái chế chất thải dinh dưỡng và tăng cường sự phát triển của động vật thủy sản. Biofloc thân thiện với môi trường, hiệu quả và giảm sự lây lan của mầm bệnh đồng thời cải thiện sức khỏe của cá thông qua chất lượng nước tốt hơn và số lượng thức ăn được cải thiện và tính sẵn có. Khi hệ thống tự sản xuất chế phẩm sinh học của riêng mình, nông dân không còn cần phải tiếp tục mua các sản phẩm chế phẩm sinh học.

Nhiều loài và nhiều ẩn số

Shoaibe gần đây đã biên soạn một cái nhìn tổng quan về các vi sinh vật sinh học đã có sẵn và được sử dụng trong nuôi tôm ở Bangladesh. Bảng 1 cho thấy một danh sách ấn tượng của các loài và chủng vi khuẩn cụ thể cộng với các ứng dụng của chúng.

Bảng 1: Các vi sinh vật được đánh giá tiềm năng để sử dụng trong nuôi tôm. Ảnh: Shoaibe, 2018

Như Tiến sĩ Taw giải thích: Nghiên cứu của chúng tôi chưa hiểu đầy đủ về việc ứng dụng chế phẩm sinh học và công nghệ biofloc trong các ao lớn ngoài trời, nhưng một số nghiên cứu cho thấy có khoảng 2.000 loại vi khuẩn dị dưỡng đã tồn tại trong nước ao tự nhiên và tôi được cho biết rằng một loài vi khuẩn không thể hoàn thành quá trình nitrat hóa. Bằng cách nào đó những vi khuẩn này giao tiếp với nhau và bổ sung cho nhau để hoàn thành quá trình nitrat hóa.

Tương lai tươi sáng

Bất chấp những ẩn số này, Tiến sĩ Taw tin rằng triển vọng cho tương lai của nghề nuôi tôm ở Đông Nam Á đang ngày càng sáng sủa hơn khi các nguyên tắc biofloc được tiếp tục bởi các trang trại nuôi tôm trên toàn cầu, với các hoạt động bền vững hơn được áp dụng.

Khi có nhiều nghiên cứu được thực hiện và những cách mới để hiểu rõ hơn và tối đa hóa tác dụng của men vi sinh, chúng tôi có thể chắc chắn rằng lĩnh vực này sẽ có nhiều điều tốt hơn nữa để giảm tác động môi trường và tăng năng suất của các trang trại nuôi tôm trong tương lai- và trong việc tạo ra một tương lai bền vững cho nuôi tôm ở châu Á.