Khái niệm về Công nghệ Biofloc (BFT) có phần trái ngược với quan niệm truyền thống về chất lượng nước ao nuôi cá tôm phải thật trong veo mới được coi là đảm bảo chất lượng nước nuôi. Trong đó, bioflocs bao gồm vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh, luân trùng, giun tròn và cơ chất hữu cơ tạo nên một hệ thống BFT nước đục (Avnimelech and Kochba, 2009; Hargreaves, 2006). Vì vậy, BFT rất khó chi tiết về mặt kỹ thuật và có rủi ro về chất lượng nước và dịch bệnh trong quá trình thực hiện tại trang trại do sự biến đổi rất nhanh của vi sinh vật. Mặc dù vậy, BFT vẫn được minh chứng là công nghệ hữu ích trong kiểm soát bệnh cơ hội trong hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng thông qua kiểm soát thành phần vi sinh vật (Doan Thanh Loan, 2019).
Theo hình trên, các hạt flocs được hình thành bởi khởi tạo hệ vi khuẩn dị dưỡng, và sự hình thành các vi sinh vật khác như vi tảo, động vật phù du, và nguyên sinh động vật dính kết với nhau tạo thành các hạt sinh khối lơ lửng trong nước (Najdegerami et al., 2016; Martínez-Córdova et al., 2017). BFT được ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản mật độ cao, với sục khí mạnh, ít hoặc không thay nước và carbon đầu vào cao (Browdy et al., 2001).
Thông thường, các hạt flocs rất phong phú trong hình dạng và kích thước hạt. Hơn nữa, các hạt flocs thật sự đa dạng trong thành phần vi sinh vật; tính chất vật lí của hạt flocs thì vừa xốp vừa nén lại được; chúng có thể trôi dạt dễ dàng (Chu and Lee, 2004). Trong khi kích thước đường kính các vi khuẩn riêng biệt chỉ là 1 μm (Madigan et al., 2006), thì các hạt bioflocs có kích thước từ 1,0 – 6,0 mm tùy thuộc và điều kiện môi trường riêng biệt (Mitchell and Kogure, 2006).
Nuôi trồng thủy sản có trách nhiệm tạo nên sự khác biệt đối với môi trường nhiên nhiên thông qua sản xuất bền vững chính là chủ đề được nhấn mạnh trong rất nhiều các bài trình bày và thảo luận ở nhiều hội thảo và hội nghị trên khắp thế giới bởi vì sự phát triển nhanh chóng của ngành nuôi trồng thủy sản. Các sản phẩm nuôi trồng thủy sản gia tăng nhanh như một giải pháp nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm hải sản đối với tình trạng khai thác quá mức ở các vùng biển trên thế giới (FAO, 2018). Nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm thủy sản thì cao như vậy, trong khi những tác động đặc trưng sau là điển hình của hoạt động nuôi trồng thủy sản:
- Phú dưỡng: Các chất hòa tan trong nước nuôi bao gồm amoniac, phốt pho và carbon hữu cơ. Những chất thải này từ nhiều nguồn khác nhau, chúng có thể được bài tiết trực tiếp dưới dạng các hạt phân thải từ động vật được nuôi, các hạt thức ăn và các hạt lơ lửng trong nước. Hơn nữa, lipid thải ra từ thức ăn có thể tạo thành màng trên mặt nước gây thiếu oxy hòa tan cho động vật thủy sản;
- Ô nhiễm hữu cơ: Trầm tích là môi trường đa dạng tạo thuận lợi cho nhiều loại vi sinh vật tồn tại trong một ma trận phức tạp với các thông số bao gồm kích thước hạt và lượng carbon hữu cơ sẵn có;
- Dịch bệnh: Vấn đề tỷ lệ chết của động vật thủy sản tăng chính là vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất nuôi trồng thủy sản. Vibrio là các vi khuẩn gây chết động vật nuôi cao nhất (WHO, 1999).
Hệ thống nuôi trồng thủy sản bao gồm quảng canh, bán thâm canh, thâm canh và siêu thâm canh, trong đó các kỹ thuật quản lý nước bao gồm: tạo dòng chảy, tuần hoàn, nước có chất lượng ổn định tự nhiên và nước bioflocs. Trước đây, phần lớn sản lượng nuôi thủy sản trên thế giới được nuôi trong các hệ thống quảng canh và bán thâm canh. Nhưng, ngày nay sản lượng thủy sản chủ yếu được nuôi từ các hệ thống nuôi trồng thủy sản thâm canh công nghệ cao bởi vì nhu cầu ngày một tăng về sản phẩm nuôi trồng thủy sản (FAO, 2018).
Đối với hình thức nuôi thâm canh, BFT có thể nâng cao chất lượng nước, cung cấp nguồn thức ăn tự nhiên, nâng cao tăng trưởng của vật nuôi và hiệu quả sản xuất (Rahman et al., 2008). Hơn nữa, để bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên, việc mở rộng nuôi trồng thủy sản phải được tiến hành theo cách bền vững. BFT đáp ứng được những yêu cầu đó bằng cách giảm thiểu việc thay nước và sử dụng nước trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản có chất lượng nước phù hợp (Crab, 2010). Đối với BFT, sinh khối vi khuẩn như một nguồn protein được tạo bởi chất thải nitơ hữu cơ (ví dụ: ammonium) có nguồn gốc từ vật nuôi với tỷ lệ cân bằng carbon/nitrogen phù hợp (Schneider et al., 2005). Carbohydrate được khuyến nghị bổ sung thêm vào hệ thống nuôi để thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn dị dưỡng và sự hấp thu nitơ thông qua việc sản xuất protein của vi sinh vật (Avnimelech, 1999).
Nồng độ cao của tổng chất rắn lơ lửng (TSS) có trong nước nuôi của hệ thống thâm canh là điểm lưu ý cần được tính toán cẩn thận nhất nhằm tránh tác động tiêu cực của TSS đối với hoạt động sống của vật nuôi (Avnimelech and Kochba, 2009). Hơn nữa, người tiêu dùng ngày một yêu cầu cao về việc đảm bảo thực phẩm phải được sản xuất và thương mại trong điều kiện đảm bảo sức khỏe cho con người và thân thiện với môi trường thiên nhiên gắn liền với nhiều hơn trách nhiệm xã hội và đạo đức vì cộng đồng (FAO, 2012). BFT là kỹ thuật có thể đáp ứng các yêu cầu như trên của người tiêu dùng và giúp giảm giá thành sản xuất.
Tóm lại, BFT là một hệ thống sản xuất trong đó các cộng đồng vi sinh vật dày đặc được quản lý để kiểm soát amoniac, chất chủ yếu được thải ra từ vật nuôi. Vi tảo hoặc vi khuẩn dị dưỡng có thể hấp thụ amoniac hoặc chuyển hóa thành sinh khối nhờ vi khuẩn nitrat hóa (Ebeling et al., 2006). Những sinh vật này thường phát triển ở dạng khối vi sinh vật (biofloc) có thể được sử dụng làm thức ăn cho vật nuôi (Schryver et al., 2008).
Nhận thức về nuôi trồng thủy sản có trách nhiệm như một phần của của khái niệm chung về trách nhiệm đang ngày một gia tăng giữa các bên liên quan và người dân thông qua việc nông dân đã đầu tư chi phí cao vào các trang trại thâm canh (FAO, 1999). Các phương pháp tiếp cận “có trách nhiệm” trong nuôi trồng thủy sản đã được Hội đồng đa quốc gia đưa thành quy định và giấy phép mà các trang trại phải tuân thủ (FAO, 2018). Trong số nhiều phương pháp tiếp cận đó, BFT có nhiều lợi thế hơn để giúp đạt được các mục tiêu phát triển bền vững (Bossier and Ekasari, 2017); vì vậy, BFT có thể giúp hướng tới nuôi trồng thủy sản có trách nhiệm cho ngành nuôi tôm.
Nguồn: Luận án tiến sĩ của TS. Đoàn Thanh Loan
English