Kỹ thuật ứng dụng công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ thành công

1. Công nghệ Biofloc là gì?

Công nghệ Biofloc (BFT) ứng dụng quá trình nitrat hóa của các vi sinh vật sử dụng Nitơ, nhờ đó lượng chất thải hữu cơ, khí độc được chuyển hóa, cải thiện đáng kể và duy trì chất lượng nước lâu hơn, giúp giảm việc thay nước ao nuôi.

Các chất hữu cơ trong nước như phân tôm, vụn thức ăn dư thừa, xác vi sinh vật, vi khuẩn,các loại tảo, động vật không xương sống,... tập hợp thành một khối gọi là các hạt floc. Để các hạt floc được hình thành nhờ chất nhờn của vi khuẩn có lợi (chủ yếu là Bacillus) tiết ra để gắn kết các thành phần khác gần đó thành một ngôi “nhà” để chúng định cư, nhờ các vi sinh vật dạng sợi hoặc do lực hút tĩnh điện.

Biofloc bao gồm các tảo và vi khuẩn nên rất giàu dinh dưỡng. Biofloc trong hệ thống nước xanh thì thường có kích thước lớn khoảng 50-200 micron, được giữ lơ lửng trong nước khi kết hợp với oxy sủi, kích thích tôm bắt lấy và ăn. Thông thường hàm lượng protein chiếm từ 30-45%, chất béo chiếm 1-5%, đó là nguồn cung cấp các khoáng chất, vitamin tự nhiên rất tốt cho tôm cá, tác dụng như các probiotic.

Trong giai đoạn đầu Floc được tạo điều kiện để hình thành dể dưỡng tôm nhỏ, sau từ 15-30 ngày sẽ loại bỏ floc từ từ ra khỏi nước nuôi để môi trường được thông thoáng và duy trì ngưỡng khuẩn dưới 10^3 CFU/ml

Công nghệ Biofloc trong nuôi tôm

Nguồn: Drtom

2. Vai trò của hệ thống biofloc

Biofloc hỗ trợ việc xử lý chất thải, làm sạch nước ao nuôi và trở thành nguồn thức ăn cho tôm cá.

Hệ thống Biofloc có khả năng vận hành với tỷ lệ trao đổi nước rất thấp (0.5-1%) việc này sẽ giúp cho sự phát triển và hoạt động Biofloc tốt hơn để tăng cường xử lý chất thải. Hợp chất hữu cơ dư thừa dưới đáy ao ngay trong hệ thống nhờ các sinh vật dị dưỡng có nhiều trong cộng đồng sinh vật biofloc, việc thay nước trong ao nuôi được giảm tối thiểu.

Biofloc chuyển hóa chất dinh dưỡng thành protein, là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho tôm cá. Một nghiên cứu cho thấy biofloc cung cấp khoảng 20-30% nhu cầu lượng protein cho tôm thẻ chân trắng và cá rô phi. Trong các ao nuôi thâm canh cao, người nuôi thường đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng bằng nguồn thức ăn bên ngoài, do đó tỷ lệ đóng góp giá trị dinh dưỡng của biofloc cho tôm cá có thể bị giới hạn.

Vai trò của vi khuẩn trong hệ thống biofloc

Chú thích: Nitrification Process: Quá trình nitrat hóa; Heterotrophic Process: Quá trình dị dưỡng

Nguồn: Road to biofloc

3. Ứng dụng trong nuôi tôm

Không phải tất cả những loài thủy sản đều có thể được nuôi trong hệ thống biofloc do hàm lượng chất rắn lơ lửng cao và điều kiện môi trường xấu. Hệ thống biofloc được ứng dụng trong nuôi tôm, các rô phi, cá chép vì chúng có những đặc điểm sinh học sử dụng biofloc như thức ăn và có khả năng chống chịu với điều kiện môi trường nuôi.

Công nghệ Biofloc hiện tại đang phố biến là nuôi biofloc trong cả vụ nuôi, và công nghệ Semi-biofloc.

Công nghệ Semi-biofloc giúp tiết kiệm chi phí hơn, quy trình vận hành đơn giản, phù hợp với ao nuôi quy mô nhỏ. Semi-biofloc tạo ra môi trường khoảng 30-40% sinh vật tự dưỡng (chủ yếu là tảo Chlorella), 60-70% sinh vật dị dưỡng (chủ yếu là các chủng Bacillus). Semi-biofloc giúp duy trì và kiểm soát mật độ tảo ổn định.

Giai đoạn 1: áp dụng công nghệ biofloc trong giai đoạn tôm gièo

Giai đoạn 2: sau khi tôm gièo được 25-30 (600-800con/kg) ngày thi chuyển sang ao nuôi thương phẩm, không dùng floc nữa.

Ứng dụng công nghệ Biofloc trong nuôi tôm

4. Tỷ lệ C:N trong hệ thống biofloc

Tỷ lệ C:N có vai trò cố định các hợp nitơ độc hại chuyển thành các sinh khối vi khuẩn có thể làm thức ăn cho tôm cá. Theo nhiều nghiên cứu tỷ lệ cân bằng C:N là 12:1, theo John Hargreaves đã đề xuất trong tờ thông tin Hội nghị Nuôi trồng Thủy sản Miền Nam ưu tiên tỷ lệ C:N là 12:1 đến 15:1, ông đề nghị lượng C được bổ sung bằng cách cho 0,5 - 1,0 kg đường trên mỗi kg thức ăn cho tôm.

Lượng đường cần được sử dụng dùng kết quả MGE (Microbial Growth Efficiency - hiệu quả tăng trưởng sinh vật) để tính toán. MGE (gam C trong tế bào vi khuẩn mới, gam trong tế bào chuyển hóa) thường dao động từ 0,1 đến 0,85 trong điều kiện thí nghiệm, từ 0,01 đến 0,7 (trung bình 0,33) trong môi trường thủy sản.

Ví dụ lượng protein thô trong thức ăn là 35%, 5.6% N, 400kg/ ngày trong hệ thống 10.000m³, FCR = 1,3 Hàm lượng amoniac là 1,4mg/L

Đồng hóa thành vi khuẩn mới 1,4mg/L NH₃ - Nito sẽ dẫn đến 14 mg/L sinh khối vi khuẩn (1,4 mg/L NH₃/ 0,1 mg N/mg vi khuẩn ). Lượng vi khuẩn này chứa 7mg /L Carbon (14mg/L vi khuẩn / 0,5mg Carbon / mg vi khuẩn ). Đường tinh khiết (40% Carbon). Giả sử, MGE bổ sung là 0,5 ; Cacbon hữu cơ là 14mg/L (7 mg/ L Carbon vi khuẩn / 0,5 MGE ). Đường là 40% Carbon và 35 mg/ L nên được áp dụng hàng ngày (14mg/L đường / 0,4 mg Carbon). Tỷ lệ là: 350kg đường / ngày trong hệ thống 10.000m³, bởi vì 1 mg/L là 1kg/ 1.000m³.

Kết hợp đầu vào của 350kg đường (40% C) và 400 kg thức ăn (42% C ; 5,6% N₂ ) kết quả tỷ lệ C / N là 13,8:1 là tỷ lệ phù hợp theo Hargreaves đề xuất.

Theo Subhas Sarkar, có 2 giai đoạn quản lý C:N trong hệ thống biofloc trong thủy sản:

Giai đoạn ban đầu và hình thành: tỷ lệ C:N là 12:1 đến 20:1 để phát triển cộng đồng biofloc nhanh chóng.
Giai đoạn bảo trì: tỷ lệ C:N là 6:1, theo tổng giá trị nitơ amoniac (TAN). Khi TAN > 1.0mg/L cần bổ sung các nguồn giàu carbohydrate monosacarit và oligosaccarit (mật rỉ, đường) giúp đồng hóa vi khuẩn nhanh hơn và do đó giảm TAN.

Các hợp chất Nitơ được vi sinh vật trong biofloc tiêu thụ để xây dựng cơ thể.

Khi tỷ lệ thấp C:N < 12:1, tình trạng ao nuôi đang bị nhiễm khí độc. Cần bổ sung thêm nguồn cung cấp C như mật đường để tăng C trong ao nuôi. Hàm lượng NH₃/NH₄, NO₂ giảm đáng kể khi tăng tỷ lệ C:N bằng cách sử dụng bổ sung Carbohydrate từ nguồn như tinh bột, mật đường, tỷ lệ tăng trưởng tăng và hệ số FCR thấp hơn khi tăng tỷ lệ C:N. Khi khí độc tăng quá cao, sử dụng Yucca để hạ khí độc.

Không sử dụng hóa chất để xử lý ao nuôi, bổ sung vào ao nuôi men vi sinh chứa các lợi khuẩn Nitrosomonas, Nitrobacter để thực hiện quá trình nitrat hóa bằng vi sinh xử lý nước Mega Lact/ UFO

Sử dụng vi sinh để xử lý nước

Vi khuẩn và các vi sinh vật khác trong biofloc lấy Carbohydrate được phân hủy từ C hữu cơ, làm thức ăn tạo ra năng lượng để hô hấp và phát triển, tức là chúng tạo ra protein và các tế bào mới.

C hữu cơ -> CO₂ + Năng lượng + C được đồng hóa trong các tế bào vi sinh vật.

Như vậy khi tỷ lệ C:N > 12:1, các vi khuẩn, vi sinh vật sẽ tăng sinh nhanh chóng. Theo Xu và cộng sự (2016) tỷ lệ C:N cao (15:1 và 18:1) làm tăng nồng độ tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước, ảnh hưởng sự sinh trưởng của tôm thẻ chân trắng.

Tỷ lệ C:N trong môi trường nước ảnh hưởng tới sự phát triển của các vi sinh vật dị dưỡng trong các hạt floc, khi tỷ lệ này thay đổi làm ảnh hưởng tốc độ hình thành và thành phần biofloc, phản ánh tình trạng chất lượng nước ao nuôi. Do đó, Carbohydrate cần được bổ sung liên tục xuyên suốt trong quá trình nuôi để duy trì hình thành biofloc và tỷ lệ C:N cần được theo dõi và điều chỉnh cho phù hợp.

5. Ưu và nhược điểm khi ứng dụng hệ hống công nghệ biofloc trong nuôi tôm

5.1 Ưu điểm

Hệ thống biofloc có độ an toàn sinh học cao, tiết kiệm chi phí xử lý môi trường nhờ duy trì độ ổn định của chất lượng nước và không cần thay nước thường xuyên như các ao thông thường, phù hợp thả tôm nuôi mật độ cao, giảm chi phí xử lý môi trường.

Kiểm soát môi trường nước tốt giúp làm giảm nguy cơ các mầm bệnh, cải thiện sức khỏe tôm.

Tái chế chất thải dạng Nitơ trở lại thành nguồn cung cấp thức ăn cho tôm, hỗ trợ 20-30% protein, giúp giảm tỷ lệ FCR, giảm chi phí thức ăn.

5.2 Nhược điểm

Chi phí đầu tư ban đầu lớn, công nghệ tiên tiến nên rất khó vận hành, người nuôi cần được trang bị kỹ về kiến thức và được đào tạo về kỹ thuật áp dụng biofloc trong nuôi tôm.

Chi phí năng lượng để duy trì hệ thống lớn. Vi khuẩn dị dưỡng phân hủy hợp chất hữu cơ là những loài hiếu khí, lượng oxy tiêu thụ rất lớn, bổ sung oxy hòa tan liên tục 24 giờ/ ngày, do đó sẽ tiêu hao năng lượng nhiều hơn.

Việc xáo trộn nước liên tục để hệ thống biofloc hoạt động làm ảnh hưởng hoạt động bơi lội, bắt mồi của tôm.

Biofloc làm tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng trong ao nên người nuôi phải tích cực quản lý ao nuôi, kiểm soát tỷ lệ C:N, độ kiềm, ngăn chặn tích tụ khí nitrit.

BIOAQUA GROUP đã thông tin đến bà con tổng quan về công nghệ biofloc trong nuôi tôm, để ứng dụng công nghệ nào vào thực tế cần được trang bị nhiều về kiến thức, kỹ năng và sự đồng hành sát sao từ chuyên viên kỹ thuật có kinh nghiệm. Do đó, bà con có nhu cầu được tư vấn và giải đáp thắc về nuôi tôm, hãy liên hệ với bộ phận kỹ thuật của BIOAQUA GROUP.