Khảo sát biến động chất lượng nước và cân bằng vật chất dinh dưỡng trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá lóc channa striata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN KHẢO SÁT BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT DINH DƯỠNG TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN NUÔI CÁ LÓC Channa striata

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

KHẢO SÁT BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT DINH DƯỠNG TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

NUÔI CÁ LÓC (Channa striata)

Ths PHAN THỊ THANH VÂN

AN GIANG, THÁNG 11 NĂM 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

KHẢO SÁT BIẾN ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ CÂN BẰNG VẬT CHẤT DINH DƯỠNG TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

NUÔI CÁ LÓC (Channa striata)

\

Ths PHAN THỊ THANH VÂN

AN GIANG, THÁNG 11 NĂM 2014

Đề tài nghiên cứu khoa học “Khảo sát biến động chất lượng nước và cân

bằng vật chất dinh dưỡng trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá Lóc”, do tác giả

Phan Thị Thanh Vân, công tác tại Khoa Nông nghiệp – Tài nguyên thiên nhiên thực hiện Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và được Hội đồng Khoa học Đào tào Trường Đại học An Giang thông qua ngày 07 tháng 11 năm 2014

Thư ký

Chủ tịch hội đồng

LỜI CẢM TẠ

Trước hết nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Quản

lý khoa học và Hợp tác quốc tế, Ban chủ nhiệm khoa Nông nghiệp & TNTN đã tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi thực hiện đề tài này

Xin cám ơn Ban giám hiệu Trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật An Giang, Ban chủ nhiệm khoa thủy sản trường Đại học Cần Thơ đã giúp đỡ và hỗ trợ nhóm cán bộ thực hiện đề tài

Xin cám ơn Bộ môn Thủy sản, đã hỗ trợ và động viên chúng tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu

Xin cám ơn tất cả các đồng nghiệp đã giúp đỡ và chia sẻ công việc để chúng tôi hoàn thành báo cáo

An Giang, ngày 30 tháng 9 năm 2014

Người thực hiện

Phan Thị Thanh Vân

TÓM TẮT

Đề tài “Khảo sát biến động chất lượng nước và cân bằng vật chất dinh dưỡng trong

hệ thống tuần hoàn nuôi cá Lóc” được bố trí bởi 2 nghiệm thức, 3 lần lặp lại Nghiệm thức 1, cá được nuôi trong hệ thống tuần hoàn bao gồm: bể nuôi thể tích 100 lít, bể lọc sinh học 70 lít (có sục khí), bể lắng 30 lít, bể chứa 60 lít Tổng thể tích của hệ thống là 260 lítvà nghiệm thức 2, cá được nuôi bằng bể composite có thể tích 100 lít Mật độ cá thả nuôi 40 con/100L Thí nghiệm được thực hiện trong 10 tuần với cỡ cá thả ban đầu 6,8 0,03g/con

Kết quả nghiên cứu cho thấy biến động các yếu tố thủy lý hóa như nhiệt độ, độ kiềm,

pH, TAN, NO2-, NO3-, TSS, trong cả 02 hệ thống nuôi đều nằm trong khoảng thích hợp cho sinh trưởng của cá Lóc Tuy nhiên, trong hệ thống nuôi tuần hoàn các chỉ tiêu này ổn định hơn so với hệ thống nuôi bình thường Lượng nitơ tích lũy trong cơ thể cá ở nghiệm thức 1và nghiệm thức 2 là 48,77% và 42,86%, tích lũy trong nước 12,58% và 15,42%, tích lũy dạng rắn là 29,91% và 30,85%, thất thoát 9,14% và 10,87% Vật chất khô tích lũy trong cá ở nghiệm thức 1 và nghiệm thức 2 lần lượt là 51,9% và 47,47%, tích lũy trong nước 12,61% và 23,68%, bài tiết dạng rắn là 27,4%

và 19,06%, không tính được 8,09% và 9,8% Lượng TN cần thiết để sản xuất ra 1 kg

cá tươi của các nghiệm thức là 48,54 g (nghiệm thức 1), 52,87g (nghiệm thức 2), trong đó cá tích lũy lần lượt là 24,03 g, 22,84 g, và thải ra môi trường là 24,51 g, 30,03 g Vật chất khô (DM) cần thiết để sản xuất ra 1 kg cá tươi của các nghiệm thức

là 1424,38g (nghiệm thức 1), 1608,23g (nghiệm thức 2), trong đó cá tích lũy lần lượt

là 496,89 g, 490,07 g, và thải ra môi trường là 927,49 g, 1118,16 g; Tăng trưởng và

hệ số tiêu tốn thức ăn của cá ở nghiệm thức 1 cao hơn nghiệm thức 2 và sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê (P<0,05) Trung bình tỷ lệ sống của các nghiệm thức dao động từ 97,0-97,3%, không có sự khác biệt thống kê (P>0,05) giữa 2 nghiệm thức Lượng nước sử dụng ở nghiệm thức 1thấp hơn 10,7 lần so với nghiệm thức 2

Từ khóa: cá Lóc, lọc tuần hoàn, chất lượng nước, vật chất dinh dưỡng

ABSTRACT

"Studying water quality and nutritional balance in the recirculating aquaculture system in snakehead" is arranged by two treatments and three replications Experiment 1, fish were raised in the circulatory systems including a 100 liter fish tank, a 70 liter bio-filter tank (aeration), a 30 liter sedimentation tank and a 60 liter water storage tank The total volume of the system was 260 liters Experiment 2, fish were reared in 100 liter composite tanks Fish stocking density was 40 fish/100L The experiments were carried out for 10 weeks with the initial stocking size 6,8 0,03g/fish

The study results showed that the fluctuations of physico chemical factors such as temperature, alkalinity, pH, TAN, NO2-, NO3, TSS, in both the culture systems were within the suitable range for the growth of snakehead However, these criteria were more stable in the circulatory system than in the normal production system Nitrogen accumulation in fish body of the experiment 1 and experiment 2 was 48,77% and 42,86% respectively Nitrogen accumulation in water was 12,58% and 15,42% and accumulated solids were 29,91% and 30,85%, as well as nitrogen loss was 9,14% and 10,87% respectively Dry matter accumulation in fish body of treatment 1 and treatment 2 was 51,9% and 47,47% respectively, while it in water was 12,61% and 23,68% Solid excrement was 27,4% and 19,06%, and dry matter loss was 8,09% and 9,8% in that order TN amount needed to produce 1 kg of fish was 48,54 g (treatment 1), 52,87 g (experiment 2), in which the accumulation in fish 24,03g and 22,84g respectively , and the release into the environment was 24,51 g and 30,03 g Dry matter (DM) required to produce 1 kg of fish was 1424,38 g (treatment 1), 1608,23 g (experiment 2), in which the accumulation in fish was 496,89 g and 490,07 g respectively, and the release into the environment was 927,49 g and 1118,16 g in that order Growth and feed conversion ratio (FCR) of fish at treatment 1 was higher than that of treatment 2 This difference was statistically significant (P <0.05) Average survival rate of the treatments ranged from 97,0 to 97,3%, with no statistical differences (P> 0.05) between the 2 treatments The amount of water used in treatment 1 was 10,7 times less than the treatment 2

Keywords: snakehead, recirculating filter, water quality, nutrient material

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu trong công trình nghiên cứu này là trung thực và được xử lý rõ ràng Những kết luận mới về khoa học của công trình nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

An Giang, ngày 30 tháng 9 năm 2014

Người thực hiện

Phan Thị Thanh Vân

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

2.1 GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

2.2 LƯỢC KHẢO VẦN ĐỀ NGHIÊN CỨU ……… 4

2.2.1 Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học cá Lóc 4

2.2.2 Các nghiên cứu về việc sử dụng thức ăn trong nuôi cá Lóc 7

2.2.3 Các nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cá Lóc 9

2.2.4 Nghiên cứu về hệ thống lọc tuần hoàn nước 10

2.2.5 Một số nghiên cứu về sự phân bố vật chất dinh dưỡng trong nuôi trồng thủy sản……….15

2.2.6 Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản……… …18

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 MẪU NGHIÊN CỨU 23

3.2 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU 23

3.2.1 Bố trí thí nghiệm……… 23

3.2.2 Các chỉ tiêu theo dõi ……… 24

3.3 CÔNG CỤ NGHIÊN CỨU ……… 26

3.4 TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU 27

3.5 PHÂN TÍCH DỮ LIỆU 28

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Biến động các yếu tố môi trường……… ……… 29

4.1.1 Nhiệt độ 29

4.1.2 Độ kiềm 29

4.1.3 pH 30

4.1.4 Tổng đạm ammonia (TAN) 31

4.1.5 Đạm nitrite (N-NO2) 31

4.1.6 Đạm nitrate (N-NO3-) 32

4.1.7 Tổng đạm (TN) 33

4.1.7 Tồng chất rắn lơ lửng (TSS)……… 34

4.2 Cân bằng vật chất dinh dưỡng (TN, DM) trong hệ thống………35

4.3 Tích lũy nitơ và vật chất khô……….38

4.4 Tốc độ tăng trưởng, tỷ lệ sống, FCR của cá Lóc nuôi trong hệ thống……….42

4.4.1 Tăng trưởng của cá……… 42

4.4.2 Tỷ lệ sống, hệ số tiêu tốn thức ăn và năng suất của cá nuôi ……… ………42

4.5 Lượng nước sử dụng 43

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 45

5.1 Kết luận……… 45

5.2 Khuyến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 52

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Sự phân bố nitơ và photpho trong ao nuôi tôm lúc thu hoạch (%) 17

Bảng 3.1: Chế độ thay nước nghiệm thức 2 ………24

Bảng 3.2: Các yếu tố đầu vào, đầu ra và công thức tính……… 25

Bảng 4.1: Nhiệt độ trung bình của các nghiệm thức 29

Bảng 4.2: Tổng nitơ – vật chất khô phân bố 36

Bảng 4.3: Phân bố nitơ trong hệ thống nuôi 39

Bảng 4.4: Phân bố DM tích lũy trong hệ thống nuôi 40

Bảng 4.5: Lượng TN cung cấp để tạo ra 1kg cá tươi (g) 40

Bảng 4.6: Lượng DM cung cấp để tạo ra 1kg cá tươi 41

Bảng 4.7: Tăng trưởng về khối lượng của cá Lóc 42

Bảng 4.8: Tỷ lệ sống, hệ số thức ăn và năng suất của cá Lóc 43

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 2.1: Hình cá Lóc đen 5

Hình 2.2: Sơ đồ nuôi cá Chình trong hệ thống tuần hoàn ở Châu Âu 11

Hình 2.3: Bể lọc sinh học nhỏ giọt 13

Hình 2.4: Đĩa lọc sinh học 13

Hình 2.5: Hệ thống lọc giá thể chuyển động ……… 14

Hình 3.1: Giá thể sử dụng trong thí nghiệm 27

Hình 3.2: Hệ thống lọc giá thể chuyển động dùng trong thí nghiệm ………27

Hình 4.1: Biến động độ kiềm của các nghiệm thức ……… 29

Hình 4.2: Biến động pH của các nghiệm thức 30

Hình 4.3: Biến động TAN của các nghiệm thức 31

Hình 4.4: Biến động NO2- của các nghiệm thức 32

Hình 4.5: Biến động NO3- của các nghiệm thức 33

Hình 4.6: Biến động TN của các nghiệm thức 34

Hình 4.7: Biến động TSS của các nghiệm thức 35

Hình 4.8: Đạm đầu vào của 2 nghiệm thức ………….…….……… 36

Hình 4.9: Đạm đầu ra của 2 nghiệm thức ………… 37

Hình 4.10: Vật chất khô đầu vào của 2 nghiệm thức 37

Hình 4.11: Vật chất khô đầu ra của 2 nghiệm thức 38

Hình 4.12: Phân bố nitơ của 2 nghiệm thức 39

Hình 4.13: Phân bố vật chất khô của 2 nghiệm thức 40

Hình 4.14: Lượng TN cung cấp để sản xuất 1kg cá tươi của 2 nghiệm thức 41

Hình 4.15: Lượng vật chất khô cung cấp để sản xuất 1kg cá tươi của 2 nghiệm thức ……… 41

WG: tăng trưởng khối lượng

SGR: tốc độ tăng trưởng đặc biệt/tốc độ tăng trưởng tương đối

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cá Lóc đồng (Channa striata) là loài cá nước ngọt có kích thước lớn, thịt ngon và

sinh trưởng nhanh Trong những năm gần đây, cá Lóc là một trong những đối tượng nuôi được phát triển nhanh ở vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Đặc biệt, đối với tỉnh An Giang, cá Lóc được chọn là một trong những đối tượng nằm trong chính sách thúc đẩy chuỗi giá trị sản phẩm thủy sản

Hiện nay, cá Lóc có thể được nuôi trong ao, lồng/bè, trên bể lót bạt, vèo sông, vèo ao

và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người nuôi Tuy nhiên, để phát triển nghề nuôi

cá Lóc vấn đề cần quan tâm giải quyết là chất thải sinh ra từ hệ thống nuôi Trong nuôi cá Lóc, người nuôi thường áp dụng biện pháp thay nước để loại chất thải ra khỏi

hệ thống nuôi Theo cách này, vật chất dinh dưỡng cùng các chất ô nhiễm đã được cho ra khỏi hệ thống nuôi và thay thế bởi nguồn nước có chất lượng tốt hơn có tác dụng cải tạo môi trường nước nuôi Nhưng cách thay nước này sẽ gây ra nhiều nguy cơ: việc thải bỏ chất thải không được quản lý và kiểm soát chặt chẽ, trong điều kiện

cơ sở hạ tầng của vùng nuôi không được quy hoạch và đảm bảo, chất thải từ vùng nuôi này sẽ theo nguồn nước cấp, đi vào các vùng nuôi khác Để giải quyết vấn đề bảo vệ môi trường, hạn chế tác động đến hệ sinh thái, cần phải tiến hành nghiên cứu

xử lý chất thải Có như vậy, mới tạo ra được mô hình nuôi bền vững và thân thiện với môi trường

Hiện nay, các nước phát triển đã ứng dụng rất thành công hệ thống nuôi tuần hoàn trong sản xuất thâm canh trên các đối tượng cá nước ngọt và cá biển (Martins và cs, 2010; Emmanuelle Roque d’orbcastel, Jean-Paul Blancheton, Alain Belaud, 2009)

Hệ thống này có những ưu điểm là: (i) quy trình sản xuất dựa hoàn toàn vào nhóm vi sinh vật tự nhiên nên không sử dụng hóa chất, kháng sinh vì vậy sản phẩm đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm thủy sản, (ii) hạn chế được dịch bệnh, (iii) không thay nước nên không gây ô nhiễm môi trường, (iv) lượng nước sử dụng trên một đơn

vị sản phẩm thấp

Để có thể ứng dụng hệ thống tuần hoàn nước trong nuôi có Lóc thâm canh, việc

“Khảo sát biến động chất lượng nước và cân bằng vật chất dinh dưỡng trong hệ

thống tuần hoàn nuôi cá Lóc (Channa striata)” cần được nghiên cứu xác định

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu tổng quát:

Ứng dụng mô hình nuôi cá Lóc trong hệ thống tuần hoàn nước nhằm hạn chế chất thải từ môi trường nuôi ra thủy vực tự nhiên, giảm tác động đến môi trường sinh thái

Mục tiêu cụ thể:

Xác định một số yếu tố chất lượng nước và sự phân bố của các vật chất dinh dưỡng trong hệ thống tuần hoàn, làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống tuần hoàn tối ưu cho

việc nuôi cá Lóc thâm canh

1.3 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

- Cá Lóc nuôi trong hệ thống tuần hoàn

- Chất lượng nước trong hệ thống nuôi tuần hoàn

- Vật chất dinh dưỡng trong hệ thống nuôi tuần hoàn

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, 3 nội dung sau sẽ được tiến hành khảo sát:

- Khảo sát biến động các yếu tố chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá Lóc bao gồm: nhiệt độ, pH, độ kiềm, TN, TSS, TAN, NO2-, NO3-

- Xác định cân bằng vật chất dinh dưỡng (TN, DM) trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá Lóc

- Xác định tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng, hệ số tiêu tốn thức ăn, năng suất của cá Lóc nuôi trong hệ thống tuần hoàn

@ Các nội dung trên đều được tiến hành đồng thời với hệ thống nuôi có thay nước

trong bể composite

1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Đóng góp về mặt khoa học: Kết quả của đề tài sẽ cung cấp các thông số về môi trường trong hệ thống nuôi, mức độ tích lũy vật chất dinh dưỡng trong hệ thống sau chu kỳ nuôi Đây sẽ là nguồn tư liệu cơ sở cho các nghiên cứu chuyên sâu về kỹ thuật nuôi cá Lóc thâm canh trong hệ thống khép kín

- Đóng góp công tác đào tạo: Các số liệu thu được từ đề tài sẽ là nguồn tư liệu cho phục vụ giảng dạy ở các môn Quản lý chất lượng nước, môn Kỹ thuật nuôi cá nước ngọt

Các kết quả thu được từ đề tài sẽ được ứng dụng cho các đơn vị

- Các viện nghiên cứu và trường chuyên nghiệp: số liệu thu được từ kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tư liệu cho các nghiên cứu ứng dụng về kỹ thuật nuôi, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về kỹ thuật nuôi, nhất là kỹ thuật nuôi cá Lóc trong hệ thống nuôi tuần hoàn, một hệ thống nuôi bền vững đang được triển khai tại các nước tiên tiến và là tài liệu giảng dạy trong ngành nuôi trồng thủy sản

- Các trung tâm khuyến nông, các hộ nông dân: Từ kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ tìm ra được một số thông số kỹ thuật phục vụ cho việc nuôi cá Lóc thâm canh đạt hiệu quả cao và bền vững

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 GIỚI THIỆU VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Lóc

Nghề nuôi cá Lóc đã và đang có nhiều tồn tại như: (i) Người nuôi đầu tư để đạt năng

suất thật cao, đã sử dụng lượng thức ăn quá lớn, dẫn đến một lượng lớn nước thải và chất thải rắn từ nguồn thức ăn dư thừa, phân và các chất bài tiết của cá được xả vào

môi trường, làm cho môi trường nuôi và nguồn nước cấp bị ô nhiễm; (ii) Các độc tố

phát sinh từ quá trình phân hủy chất thải trong ao nuôi làm cho môi trường nuôi bị suy thoái, dịch bệnh xảy ra ngày nhiều, dẫn đến một lượng lớn hóa chất được sử dụng để phòng trị, những lượng hóa chất này sẽ tồn lưu trong sản phẩm và môi trường

Theo Martins và cs, (2010), Emmanuelle và cs, (2009), các nước phát triển đã ứng

dụng rất thành công hệ thống tuần hoàn trong sản xuất thâm canh trên các đối tượng

cá nước ngọt và cá biển Ở Việt Nam, quy trình lọc sinh học tuần hoàn được áp dụng phổ biến trong các trại sản xuất giống (Nguyễn Thanh Phương, Trần Ngọc Hải, Trần

Thị Thanh Hiền, Marcy N Wilder, 2003)

Vì vậy, việc thử nghiệm mô hình nuôi cá Lóc trong hệ thống tuần hoàn cần được nghiên cứu và phát triển Trong đó, nghiên cứu về chất lượng nước và cân bằng vật chất dinh dưỡng trong hệ thống nuôi này sẽ là cơ sở quan trọng cho việc phát triển nghề nuôi cá Lóc thâm canh trong hệ thống tuần hoàn

2.2 LƢỢC KHẢO VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.2.1 Các nghiên cứu về đặc điểm sinh học cá Lóc

Kết quả nghiên cứu hình thái học hiện nay đã công bố có 30 loài cá Lóc họ

Channidae bao gồm 2 giống Channa và Parachanna Riêng giống Channa có 27 loài phân bố chủ yếu ở Châu Á và giống Parachanna có 3 loài phân bố ở Châu Phi

(www.fishbase.org)

Cá Lóc phân bố ở Việt Nam chỉ có duy nhất một giống Channa gồm 8 loài, sống

trong các ao hồ sông ngòi, đặc biệt là ở Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng (Nguyễn Văn Hảo, 2005):

Cá Trèo đồi (Channa asiatica)

Hình 2.1: Cá Lóc đen (Channa striata, Bloch, 1793)

Qua so sánh hình

Lóc Đầu nhím thì số lượng tia vây, vẩy đường bên, tỉ lệ số đo và đặc điểm đặc trưng ngoại hình không có sự khác biệt lớn nên đây chỉ là một loại hình duy nhất Khi phân

tích hình thái và DNA giữa cá Lóc môi trề và cá Lóc đen (C striata

khác so với cá Lóc C striata (Nguyễn Văn Hòa, 2008)

2.1.1.2 Phân bố và khả năng thích nghi

Cá Lóc (Channa striata) là loài cá nước ngọt, phân bố ở các quốc gia thuộc Châu Phi

và Châu Á Cá có tập tính ăn động vật (ếch, nhái, cá, côn trùng, …) Là loài cá có cơ quan hô hấp khí trời nên sống được trong môi trường có hàm lượng oxy hòa tan thấp,

có thể sống ngoài môi trường nước trong thời gian dài nếu mang được giữ ẩm Cá thường sống trong những thủy vực nông, nước tĩnh, có nhiều cây cỏ thủy sinh để dễ trú ẩn và bắt mồi Cá có khả năng chui sâu vào lớp bùn đáy khi gặp nguy hiểm hoặc vào mùa khô và sống ở đó cho đến khi môi trường thích hợp trở lại (Muntaziana,

M.P.A., S.M.N Amin, A Aminur Rahman, A.A Rahim, K Marimuthu., 2012) Cá

sống và phát triển tốt trong môi trường có pH thấp từ 4 -5 Thông thường, cá thích sống ở nơi nước tĩnh có mực nước trung bình khoảng từ 5 - 1 m, có nhiều rong đuôi chó, cỏ, đám bèo, lục bình vì ở nơi đó cá rất dể ẩn mình để rình mồi Mùa hè cá thường hoạt động và bắt mồi ở tầng nước mặt Mùa đông cá thích hoạt động ở tầng nước sâu hơn trong thuỷ vực Chất nước có pH thích hợp cho hoạt động sống và phát triển của cá Lóc từ 6,5 - 7,5 và cá cũng có thể sống ở vùng nước lợ, trong điều kiện nồng độ muối thấp hơn 5‰ (Pillay, 1990)

Trong tự nhiên cá có thể đạt kích thước 1 m chiều dài, trước đây thường bắt gặp cá

có kích cỡ 60-70 cm Tuy nhiên, do áp lực khai thác, kích cỡ cá thường gặp chỉ đạt dưới 30 cm (Tonsanga, 1960) Cá tăng trưởng nhanh hơn trong điều kiện nuôi, với thức ăn và mật độ phù hợp sau 9 tháng nuôi cá đạt khối lượng 300-500 g và đạt 500-

800 g sau 11 tháng (Boonyaratpalin, M., E W Mc Coyand và T.Chitapalapong., 1985)

2.1.1.3 Đặc điểm dinh dưỡng

Cá Lóc có dạng hình thon dài, lược mang dạng hình núm, thực quản ngắn, vách dầy, bên trong thực quản có nhiều nếp nhăn, dạ dày to hình chữ Y Cá Lóc là loài cá dữ có tính ăn động vật điển hình Quan sát ống tiêu hóa của cá cho thấy thức ăn là cá tạp chiếm 63,01%, tép 35,94%, ếch nhái 1,03% và sau cùng là bọ gạo, côn trùng và mùn

bã hữu cơ chiếm 0,02% (Dương Nhựt Long, 2003)

Trong quá trình phát triển, ấu trùng cá Lóc mới nở thường tập trung thành đàn với mật độ cao và bơi ở tầng mặt, bơi phía dưới là cá cái để bảo vệ con Sau 3 ngày cá

nở, cá bắt đầu sử dụng thức ăn bên ngoài, thức ăn lúc này thường là Luân trùng, Daphnia, Moina (Duong Nhut Long, Nguyen Van Trieu, Le Son Trang, Lam My Lan, Jean-Claude Micha., 2004)

Do phụ thuộc vào điều kiện thức ăn có trong các thủy vực, nên tỉ lệ sống trong tự nhiên của cá khá thấp Khi cơ thể cá có chiều dài từ 3 – 8 cm, chúng có thể săn bắt các loại tép và cá con có kích cở nhỏ hơn và khi cơ thể cá đạt chiều dài trên 10 cm cá chuyển tính ăn như tính ăn của loài trưởng thành Cá thường ăn mồi sống và bắt mồi chủ động, thức ăn chủ yếu là các loài động vật tôm, tép, cá tạp mồi phải phù hợp với cỡ miệng của chúng (Nguyễn Văn Kiểm và cs., 1999; trích trong Dương Nhựt Long, 2011)

Theo các nghiên cứu trước đây, cá Lóc có sự lựa chọn thức ăn khác nhau qua từng giai đoạn phát triển, thức ăn của cá thay đổi khi kích cỡ cá tăng Cá mới nở còn sử dụng dinh dưỡng từ khối noãn hoàng Từ ngày thứ 4 -5, khi khối noãn hoàng đã hết,

cá bắt đầu ăn thức ăn bên ngoài Lúc này, cá bột ăn các loài động vật phù du vừa cỡ miệng chúng như luân trùng, trứng nước Khi cá dài cỡ 5-6 cm, chúng có thể rượt bắt các loài tép và cá có kích cỡ nhỏ hơn chúng Khi cơ thể đạt trên 10 cm, cá có tập tính

ăn như cá trưởng thành (Phạm Văn Khánh, 2003)

Cá Lóc ăn thịt lẫn nhau khi có sự sai khác về kích cỡ Nghiên cứu của Quin và Fast.,

(1996b) cho thấy tỷ lệ kích cỡ cá nhỏ/cá lớn bằng 0,64/L sẽ có hơn 40% cá nhỏ bị cá lớn ăn thịt và đến 100% cá nhỏ bị cá lớn ăn thịt khi tỷ lệ này bằng 0,35/L Tính ăn thịt lẫn nhau của cá Lóc giống được dựa trên kích thước/hình thái của độ rộng miệng,

độ rộng đầu và chiều dài cơ thể đối với chiều dài con vật ăn thịt Victor (1992), trích dẫn bởi Phan Hồng Cương (2009), cũng nhận thấy khi được nuôi đơn trong điều kiện dinh dưỡng thấp (tỷ lệ dạ dày rỗng cao 75%), thức ăn cho cá cung cấp không thích hợp, cá phụ thuộc vào thức ăn tự nhiên và lúc này chúng thể hiện tính ăn nhau rất lớn

2.1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng

Giai đoạn cá nhỏ, cá tăng chủ yếu về chiều dài, cá càng lớn tăng trọng càng nhanh Trong điều kiện tự nhiên, sức lớn của cá phụ thuộc vào thức ăn có sẵn trong thủy vực Do vậy, tỷ lệ sống của cá trong tự nhiên khá thấp Trong điều kiện nuôi có thức

ăn và chăm sóc tốt cá có thể lớn từ 0,8-1 kg/con sau 5-6 tháng nuôi (Duong Nhut Long và cs, 2004) Theo Phạm Văn Khánh (2003), trong điều kiện chăm sóc tốt và thức ăn đầy đủ cá có thể lớn từ 0,5-0,8 kg/năm và đạt tỷ lệ sống cao

Nuôi cá Lóc cho thức ăn tự chế tăng trưởng chậm hơn so với cá ăn thức ăn là cá tạp (Duong Nhut Long và cs, 2004; Phan Hồng Cương, 2009) Khi so sánh tăng trưởng của cá Lóc nuôi với 03 loại thức ăn khác nhau là cá tạp, thức ăn tự chế và thức ăn viên công nghiệp cho thấy, cá cho ăn thức ăn cá tạp tăng trưởng nhanh nhất (6,59 g/ngày), so với cá ăn thức ăn viên công nghiệp (6,11 g/ngày) và thức ăn tự chế (5,77 g/ngày) Hệ số tiêu tốn thức ăn lần lượt là 1,4; 3,1; và 3,9 khi sử dụng thức ăn công nghiệp, thức ăn tự chế và thức ăn cá tạp (Dương Nhựt Long, 2011)

2.1.1.5 Đặc điểm sinh sản

Trong tự nhiên, cá Lóc thường đẻ trứng vào sáng sớm sau những trận mưa một hai ngày ở nơi yên tĩnh có nhiều cây cỏ thủy sinh Theo Pillay (1990) khi cá Lóc thành thục sinh dục, có thể dùng não thùy thể cá Chép kết hợp với HCG hay chỉ thuần HCG với liều lượng liên hệ mật thiết với chất lượng cá Lóc bố mẹ nuôi vỗ thành thục

sinh dục, nhằm kích thích cá sinh sản thành công

2.2.2 Các nghiên cứu về việc sử dụng thức ăn trong nuôi cá Lóc

(Trần Thị Thanh Hiền và cs 2009)

Kết quả nghiên cứu của Quin và Fast (1996b) cho thấy khi sử dụng thức ăn chế biến

50% đạm đã hạn chế được hiện tượng ăn nhau trên cá Lóc bột (Channa striata) có

khối lượng và chiều dài trung bình lần lượt là 0,81±0,29 g và 3,8±0,73 cm Khi cho

cá ăn với khẩu phần 5% khối lượng thân thì hiệu quả sử dụng thức ăn tốt và tỷ lệ ăn

nhau của cá giảm Tuy nhiên, cá Lóc (Channa striata) bột có khối lượng 0,2 g không

thể sử dụng được thức ăn chế biến do cá chưa có hệ thống enzym cho tiêu hóa nhưng

cá có thể sử dụng thức ăn chế biến nếu cho cho cá ăn ấu trùng artemia kết hợp với thức ăn chế biến sau đó thay thế dần artemia bằng thức ăn chế biến (Qin, J., A W Fast, D Deanda và R P Weidenbach., 1997)

Mohanty và Samantaray (1996) khi xây dựng công thức thức ăn cân bằng dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế, đã thực hiện các thí nghiệm ở các mức đạm khác nhau lên

tăng trưởng của cá Lóc (Channa striata) với khối lượng trung bình là 0,55 g Sau 8

tuần nuôi cho thấy cá tăng trưởng tốt nhất và hiệu quả sử dụng thức ăn cao nhất ở

nghiệm thức thức ăn có hàm lượng đạm là 55% và cá được cho ăn 10% khối lượng thân (trích dẫn bởi Phan Hồng Cương, 2009)

Theo Hashim (1994) tăng trưởng trên cá Lóc bột (Channa striata) (0,58-0,95) g bị

ảnh hưởng bởi hàm lượng đạm trong thức ăn Các kết quả nghiên cứu trên cho thấy

cá Lóc có thể sử dụng tốt thức ăn chế biến và cần có hàm lượng đạm cao trên 40% trong khẩu phần thức ăn

và cs, 2009; Trần Thị Bé, 2010)

Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng cám gạo làm thức ăn cho cá Lóc ở giai đoạn giống cỡ 4 – 5g/con, gồm 4 nghiệm thức với hàm lượng cám gạo được sử dụng 0%, 10%, 20%, 30% Kết quả cho thấy tăng trưởng của cá đạt cao nhất ở nghiệm thức chứ 10% cám gạo, tốc độ tăng trưởng ngày (DWG) đạt 0,29 g/ngày, chi phí thức ăn giảm từ 4,49 – 7,9% cho 1 kg tăng trọng so với nghiệm thức đối chứng (Võ Minh Quế Châu, 2010)

Sử dụng thức ăn có hàm lượng khác nhau cho cá Lóc ở giai đoạn nuôi thương phẩm được Duong Nhut Long và cs, (2004) nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng tăng trưởng của cá Lóc khi ương và nuôi thâm canh trong ao đất Thức ăn ở giai đoạn ương chứa 30%, 40%, 50% protein và cá tạp Sau 45 ngày ương, cá ở nghiệm thức cho ăn cá tạp có tăng trọng trung bình/ngày cao nhất Kết quả sau 200 ngày nuôi ở thử nghiệm nuôi cá Lóc thâm canh trong ao đất, thức ăn có hàm lượng protein thô 25%, 30% và cá tạp cho thấy tăng trưởng, tỷ lệ sống và FCR ở nghiệm thức sử dụng thức ăn cá tạp là cao nhất, kế tiếp là nghiệm thức thức ăn chế biến chứa 30% protein

Ở nghiệm thức thức ăn chế biến chứa 25% protein cho tăng trưởng và tỷ lệ sống thấp nhất Như vậy, cá tạp vẫn là thức ăn tốt nhất cho cá Lóc trong ương và nuôi thâm canh Tuy nhiên từ thí nghiệm này cũng chứng minh, có thể sử dụng thức ăn chế biến với hàm lượng cao để ương nuôi cá Lóc

Trong sản xuất thức ăn, ngoài nhu cầu dinh dưỡng của đối tượng nuôi này, chất kết dính cũng quan trọng để giữ cho thức ăn bền trong nước với thời gian nhất định hạn chế thất thoát dinh dưỡng do tan rã thức ăn Hashim và Saat (1992) nghiên cứu sử dụng các loại rong biển Ulva spp, Sargassum spp, Polycavernosa spp, Gracilaria spp

và carragenan kết hợp với bột mì làm chất kết dính cho thức ăn chế biến của cá Lóc bột Sáu khẩu phần thức ăn với 5 loại tảo kết hợp với hàm lượng 5% mỗi loại kết hợp 5% bột mì, khẩu phần đối chứng chỉ chứa 10% bột mì Thí nghiệm tiến hành trong 8 tuần để đánh giá khả năng kết dính sau 60 phút cũng như ảnh hưởng của các thành phần chất kết dính lên tăng trưởng của cá Lóc bột Kết quả cho thấy khẩu phần sử dụng carragenan có tính bền trong nước cao nhất (98,90%) và có có sự khác biệt với các loại rong biển và kết quả tăng trưởng cao nhất

2.2.3 Các nghiên cứu về kỹ thuật nuôi cá Lóc

Theo Lai và Lam (1998), lịch sử nghề nuôi cá Lóc bắt đầu ở Trung Quốc từ những năm 1950 dưới hình thức nuôi giữ cá ngoài tự nhiên Vào những năm đầu thập kỷ

1970, việc kích thích cho thành thục và sinh sản thành công trong điều kiện nuôi góp phần cho việc cung cấp con giống và thúc đẩy nghề nuôi cá Lóc phát triển ở Trung Quốc Nghề nuôi cá Lóc cũng được phát triển ở miền trung và miền đông Thái Lan Sau đó phát triển nhanh vào những năm 1980 để thay thế cho nghề nuôi cá Trê đang

bị ảnh hưởng bởi dịch bệnh và giá cả biến động với sản lượng hàng năm đạt 7.255 tấn trị giá khoảng 11 triệu USD (Boonyaratpalin, M., E W Mc Coyand và T Chitapalapong, 1985) Cá Lóc chiếm 13% tổng sản lượng cá nước ngọt trên thị trường nội địa ở Ấn Độ và trở thành đối tượng nuôi quan trọng ở nhiều quốc gia như Philipines, Malaysia và Việt Nam (Muntaziana, M.P.A., S.M.N Amin, A Aminur Rahman, A.A Rahim, K Marimuthu, 2012)

Theo Phan Hồng Cương (2009) cá Lóc là đối tượng nuôi khá phổ biến ở An Giang trong ao, vèo và bè Diện tích ao nuôi phổ biến từ 1.000 – 2.000 m2, thể tích vèo từ

50 – 300 m3 và thể tích bè từ 100 – 300 m3 Cá Lóc được thả nuôi quanh năm và cá được thả nuôi tập trung vào tháng 4 – 7 âm lịch

Kết quả điều tra của Nguyễn Thị Diệp Thúy (2010) nghề nuôi cá Lóc ở địa bàn nghiên cứu (Cần Thơ, Hậu Giang, An Giang và Đồng Tháp) với 5 mô hình nuôi là

ao đất, vèo ao, vèo sông, lồng/bè và bể bạt Và mùa vụ nuôi cá Lóc tập trung nhất từ tháng 2 - 4 âl và thu hoạch phổ biến từ tháng 8 -10 âl Kích cỡ giống thả nuôi trung bình của cá Lóc đen/lai là 1,3g/con Thức ăn sử dụng nuôi cá Lóc chủ yếu là cá tạp nước ngọt (51,7%) và cá tạp biển (41,9%) Hệ số tiêu tốn thức ăn trung bình nhóm cá Lóc đen là 4,3

Nghiên cứu về chuỗi giá trị của cá Lóc, mật độ nuôi bình quân của các mô hình nuôi

là 114con.m-3, trong đó nuôi vèo sông là có mật độ cao nhất 190 con.m-3

Kích cỡ giống thả từ 350-785 con/kg, tỷ lệ sống dao động từ 48,7-56,1% Và hệ số thức ăn tươi sống (FCR) là 3,9 - 4,3; thức ăn viên 1,2 – 1,4 (Đỗ Minh Chung, 2010)

Lê Xuân Sinh và Nguyễn Minh Chung (2009) khi khảo sát 62 hộ nuôi cá Lóc trong

bể ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, diện tích bể trung bình là 34,4 ± 30,6 m2

với mực nước bể nuôi là 0, 8 ± 0,2 m Cá Lóc được thả nuôi ở mật độ 111,7 ± 136,7 con/m2 cho năng suất và tỷ lệ sống lần lượt là 74,9 ± 96 kg.m-3

và 46,1 ± 23,6% Các kết quả thực nghiệm xây dựng mô hình nuôi cá Lóc trong bể lót bạt của Dương Nhựt Long (2011) cho thấy, tỷ lệ sống của cá Lóc nuôi trong bể lót bạt dao động từ 55,3-71,5%, năng suất cá nuôi dao động từ 360-602 kg/bể (15m2) và khối lượng cá Lóc lúc thu hoạch đạt từ 382-560 g/con

Kết quả thí nghiệm của Lam Mỹ Lan và cs (2009) tại 9 nông hộ xã Hòa An, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang với 03 mật độ thả khác nhau 100, 80, 60con/m2

nuôi trong bể lót bạt nilon với mực nước duy trì là 0,7 m trong suốt quá trình nuôi Cá Lóc

được cho ăn bằng cá tạp, cua và ốc bưu vàng với lượng thức ăn từ 5 – 10% khối lượng thân Sau 4 tháng nuôi, cá đạt khối lượng trung bình từ 267 – 304 g/con Tỷ lệ sống là 52,7 – 70,5% Năng suất trung bình cá ở mật độ 100 và 80 con là 18,9 và 15,2 kg/m2 Ở mật độ 60 con, năng suất đạt thấp hơn có ý nghĩa thống kê (P<0,05) so với mật độ cao nhất

Tiêu Quốc Sang (2012) khi thả nuôi cá Lóc với 3 mật độ 100con/m2

, 150con/m2, 200con/m2 ở tỉnh An Giang trong bể lót bạt với mực nước duy trì là 0,7 m trong suốt quá trình nuôi Cá Lóc được cho ăn bằng bằng thức ăn viên có hàm lượng đạm giảm dần từ 44% đến 30%, cho ăn theo nhu cầu Sau 4,5 tháng nuôi cá ở bể nuôi mật độ 100con.m-2 có tỷ lệ sống cao nhất (79,6%) nhưng ở mật độ 200con/m2 lại cho năng suất và lợi nhuận cao nhất

2.2.4 Nghiên cứu về hệ thống lọc tuần hoàn nước

2.2.4.1 Giới thiệu hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn nước

Smith Math (2003) đã định nghĩa về lọc sinh học phục vụ cho nuôi trồng thủy sản là quá trình nuôi các vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn hiếu khí sống bám ở các màng lọc sinh học trên bề mặt vật liệu lọc, sinh trưởng và phát triển do các chất dinh dưỡng trong nước thải từ hệ thống bể nuôi

Nước thải từ hệ thống lọc này được loại trừ các chất hữu cơ hòa tan và muối dinh dưỡng vô cơ (NH4+, NH3, NO2-, NO3) bởi các vi khuẩn nitrite và nitrate, sau đó nước sạch được cấp trở lại hệ thống bể nuôi (Smith Math, 2003)

Mục đích của hệ thống tuần hoàn nước là duy trì chất lượng nước tốt trong suốt vụ nuôi, vì khi chất lượng nước xấu đi thì vật nuôi sẽ bị stress, sinh trưởng chậm hoặc ngừng tăng trưởng hoặc có thể tử vong do sự gia tăng của dịch bệnh (Wheaton, 1991)

Sử dụng hệ thống tuần hoàn nước có rất nhiều lợi ích như: (i) Cho phép gia tăng sức sản xuất và không tăng nguồn nước sử dụng trong quá trình ương nuôi.(ii) Giảm thiểu nguồn nước thải ra môi trường, lượng chất thải giảm xuống chỉ còn từ 3-4% tổng hàm lượng các chất thải ở hệ thống thay nước (Heinsbroek & Kamstra, 1990) Như vậy, áp dụng hệ thống tuần hoàn giúp kiểm soát được các yếu tố môi trường trong bể ương, bể xử lý, khống chế hàm lượng NH3 dưới mức gây độc, tạo ra môi trường ổn định giúp cho vật nuôi sinh trưởng phát triển tốt Hạn chế sử dụng thuốc kháng sinh do chúng làm ức chế một số loài vi khuẩn có lợi của lọc sinh học

2.2.4.2 Một số mô hình tuần hoàn nước trên thế giới

Những nghiên cứu ban đầu về hệ thống tuần hoàn nước trên thế giới tập trung vào việc hấp thu chất dinh dưỡng của thực vật phù du và những loài thực vật thuỷ sinh khác để đồng hoá chất dinh dưỡng (chất hữu cơ) dư thừa trong ao nuôi Hệ thống sản xuất bao gồm: một hoặc một dãy ao liên tiếp như hồ chứa nước xanh để cung cấp cho ao nuôi Một vài hệ thống có kết hợp với mương sử dụng tảo hoặc thực vật thuỷ

sinh như những máy lọc để giảm hàm lượng các chất dinh dưỡng trước khi đưa chúng trở lại ao nuôi (Huguenin, J.E và J Colt, 1989)

Hệ thống tuần hoàn nước hiện nay được sử dụng phổ biến ở các nước Châu Âu bao gồm một bể lắng dùng để loại thải những chất rắn lơ lửng và một cấu trúc xử lý sinh học dùng để oxy hóa các chất hữu cơ hoà tan

Hình 2.2: Sơ đồ nuôi cá Chình trong hệ thống tuần hoàn ở Châu Âu (Huguenin, J.E

và J Colt 1989)

2.2.4.3 Một số mô hình tuần hoàn nước ở Việt Nam

Ở Việt Nam hệ thống tuần hoàn sử dụng lọc sinh học chỉ được áp dụng trong sản xuất giống tôm sú và tôm càng xanh

Đỗ Thị Thanh Hương (1986) với đề tài thử nghiệm ương ấu trùng tôm càng xanh trong hệ thống tuần hoàn Hệ thống tuần hoàn trong thí nghiệm là hệ thống các bể kính để ương ấu trùng và mỗi ngày thay 10% thể tích nước bể ương Hệ thống tuần hoàn theo tác giả là một hệ thống nuôi thay nước liên tục và nước mới thay là nước

đã được lọc bằng sinh học, các chất thải qua các phản ứng sẽ không còn gây độc cho tôm Trong đề tài, tác giả không nêu rõ phương pháp thiết kế và vận hành bể lọc sinh học Kết quả chỉ tập trung vào tỷ lệ sống và chất lượng của tôm giống

Thấy rõ lợi ích của hệ thống lọc sinh học tuần hoàn, nhiều đề tài tập trung nghiên cứu để hoàn thiện qui trình sản xuất giống tôm sú trong hệ thống tuần hoàn được tiến hành Lúc ấy phương pháp thiết kế và vận hành bể lọc được nghiên cứu sâu hơn, kể

cả tốc độ nước tuần hoàn trong bể ương, mật độ vi khuẩn Nitrate hóa và diện tích bề mặt của giá thể cũng được đề cập đến

Bể lọc cơ học (tách chất rắn lơ lững)

Bể cá Chất thải

Bể lọc sinh học (oxy hoá các chất hữu cơ hoà tan)

Oxy hoá

Dòng nước đã xử lý sinh học

Thạch Thanh, Trương Trọng Nghĩa, Nguyễn Thanh Phương (1999) khi tiến hành bố trí nghiệm ương ấu trùng tôm sú với 3 hệ thống thay nước, không thay nước và lọc sinh học cho thấy có sự khác biệt về tỷ lệ sống ở PL7 Kết quả cho thấy ở hệ thống không thay nước cho tỷ lệ sống thấp nhất (33%), kế đến là hệ thống thay nước (41%)

Một kết quả công bố gần đây của Nguyễn Nhứt (2013), khi tiến hành thí nghiệm nuôi

cá Tra thâm canh bằng hệ thống tuần hoàn quy mô pilot cho thấy có sự khác biệt rất lớn của 2 hệ thống RAS và nước chảy thể hiện qua sự sử dụng nước và tỷ lệ thay nước RAS kết quả cho thấy tỷ lệ thay nước (2%/ngày bao gồm lấy mẫu nước và bốc hơi) trong khi đó hệ thống nước chảy (FT) thay nước 1600% Sự tiêu thụ nước hệ thống RAS khoảng 75 – 200 L/kg cá thấp hơn nhiều so với hệ thống nước chảy FT (15-20m3/kg cá)

2.2.4.4 Các loại hệ thống lọc tuần hoàn thường được sử dụng

Hệ thống lọc tuần hoàn bao gồm: Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling filter), đĩa lọc sinh học (Rotating biological contactor), lọc hạt (Bead filter), lọc giá thể chuyển động (Moving bed biofilm reactor), lọc giá thể chìm (Submerged filter), lọc dòng đáy (Fluidized bed filter) Trong đó lọc chảy nhỏ giọt, lọc quay và lọc giá thể chuyển

động được sử dụng phổ biến

- Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling biofilter): nguồn nước phun đều trên bề mặt

lớp vật liệu lọc và do vậy lớp vật liệu lọc có thể tiếp xúc với không khí trong quá trình hoạt động của bể

Hình 2.3: Bể lọc sinh học nhỏ giọt Những thuận lợi của lọc chảy nhỏ giọt (trickling filter) so với các loại lọc khác là: độ bền quy trình cao (do xy hòa tan cao); khử CO2 tốt ; nước sẽ mát hơn vào mùa hè nóng; và dễ thiết kế xây dựng, vận hành và quản lý

Tuy nhiên hệ thống này cũng tồn tại nhiều khuyết điểm: tỷ lệ thể tích nước xử lý thấp; lớp màng nhày vi sinh vật (biofilm) dễ bong tróc; và rủi ro sự cố nghẹt khi thiết

kế và vận hành không hợp lý (Eding E.H., A Kamstra, J.A.J Verreth, E.A Huisman,

A Klapwijk, 2006)

- Đĩa lọc sinh học (Rotating biodisk):

Người ta dùng các đĩa plastic hay bằng thủy tinh có bề mặt gồ ghề tạo điều kiện cho

vi khuẩn dễ bám Các đĩa này được gắn vào trục nằm ngang xuyên qua tâm đĩa, khoảng 40% đĩa ngập trong bể nước Khi dòng chảy qua bể, trục được cho quay bởi một môtơ và màng vi khuẩn trên đĩa vừa tiếp xúc với môi trường nước vừa tiếp xúc với môi trường không khí

Hình 2.4: Đĩa lọc sinh học

Hệ thống lọc này có những thuận lợi là: sục khí thụ động, ít bị nghẹt, khử khí tốt, dễ kết nối với các bộ phận khác Bên cạnh đó hệ thống này cũng có những nhược điểm

là: thiết bị đắt tiền, nguyên lý hoạt động phức tạp, chiếm diện tích lớn (Wheaton, 2003)

- Hệ thống lọc giá thể chuyển động

Hệ thống lọc giá thể chuyển động (moving bed bioreactor) được phát triển đầu tiên ở

Na Uy vào những năm đầu của thập niên 80 Hiện nay hệ thống này được sử dụng phổ biến ở châu Âu trong các mô hình nuôi thương phẩm lớn nhỏ vì những tiện ích: quá trình xử lý của vi sinh vật được diễn ra liên tục, màng vi sinh vật không bị bong tróc với diện tích bề mặt lớn và không cần vệ sinh nhiều Màng vi sinh vật hoạt động trên giá thể được diễn ra liên tục thông qua quá trình sục khí và chuyển động của giá thể và thông thường thể tích giá thể chiếm khoảng 50-70% thể tích lọc (Weiss J S., Marcos Alvarez, Chi-Chung Tang, Robert W Horvath, F James, 2005)

Mô tả hệ thống

Hệ thống lọc giá thể chuyển động bao gồm bể nuôi, bể lắng, bể chứa và bể lọc sinh học (Hình 2.5)

Hình 2.5: Hệ thống lọc giá thể chuyển động

(1.Bể nuôi; 2: Bể lắng; 3: Bể chứa; 4: Bể lọc sinh học)

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc giá thể chuyển động

Theo Hochheimer & Wheaton (1998) nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc giá thể chuyển động như sau:

Bể lọc gồm giá thể hạt nhựa…nhằm cung cấp bề mặt cho vi khuẩn Nitrate hóa bám

và sinh sống (vi khuẩn Nitrate hóa là nhóm vi khuẩn biến đổi ammonia hoặc nitrite thành nitrate) Nước có chứa ammonia và nitrite chảy qua lớp vật liệu lọc, vi khuẩn Nitrate hóa sử dụng ammonia và nitrite như là nguồn năng lượng cung cấp cho sự sống và sinh sản

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc sinh học là nước từ các bể ương nói chung được thay đổi liên tục khi đi qua các bể lọc nhờ các tác nhân sinh học (vi khuẩn) sẽ biến đổi các hợp chất chứa amonia (NH3 độc ) thành nitrate (NO3- không độc) và quay trở lại bể ương nên chỉ cần một lượng nước nhất định cho suốt chu kỳ ương

1

2

3

4

Quá trình nitrat trong hệ thống tuần hoàn nước xảy ra dưới sự tham gia của nhóm vi khuẩn tự dưỡng là Nitrosomonas và Nitrobacter nhằm biến đổi ammonia (NH3) độc thành dạng nitrat không độc để cải thiện chất lượng nước cho hệ thống ương Nguồn oxy được lấy từ oxy hòa tan ở trong nước hay oxy trong không khí Năng lượng được sinh ra từ quá trình oxy hóa được vi khuẩn sử dụng để sinh tổng hợp protid và các chất xây dựng tế bào

Trong hệ thống tuần hoàn nếu hàm lượng của ammonia và nitrite cao thì không thuận lợi cho sự phát triển của ấu trùng tôm Sự hình thành ammonia và nitrite rất đặc biệt trong hệ thống lọc sinh học Ở giai đoạn đầu số lượng vi khuẩn Nitrosomonas còn thấp, chất thải do tôm thải ra dưới dạng NH3 và thức ăn thừa bị phân huỷ tạo thành

NH3, NH3 sẽ tăng nhanh trong hệ thống và chuyển thành NH4+ Sau đó số lượng vi khuẩn Nitrosomonas tăng lên cao chuyển NH4+ thành NO2- NO2- lại tăng lên và sau

đó giảm xuống khi vi khuẩn nitrobacter hình thành Sau đó, NO3- tăng lên từ từ, sau 4 tuần NO2- giảm xuống đến mức thích hợp NO3- không gây độc và là nguồn dinh dưỡng tốt cho thủy sinh vật

Quá trình Nitrate hóa trong hệ thống tuần hoàn nước xảy ra dưới sự tham gia của nhóm vi khuẩn tự dưỡng là Nitrosomonas và Nitrobacter Sinh vật tự dưỡng chỉ có khả năng sử dụng một nguồn năng lượng rất nhỏ so với sinh vật dị dưỡng Về mặt sinh thái học cho phép sử dụng một lượng nhỏ chế phâm sinh học để làm giảm một lượng lớn ammonia

2.2.5 Một số nghiên cứu về sự phân bố vật chất dinh dƣỡng trong nuôi trồng thủy sản

Tanveer (2010) (trích bởi Nguyễn Thị Hồng Nho, 2012) dựa trên phân tích cân bằng khối lượng của ammonia tổng số (TAN) và nitrate (NO3 – N), một mô hình toán học cho nuôi cá vàng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) đã được phát triển để xác định tốc độ dòng chảy cần thiết vào các thời điểm khác nhau để duy trì các chất ô nhiễm khác nhau dưới mức mong muốn Sau đó các mô hình có thể dự đoán nồng độ của thông số chất lượng nước như NH4 - N và NO3 - N trong GRAS

Bể nuôi được giả định là một hệ thống hoàn chỉnh, kín và giả định thức ăn dư thừa trong hệ thống nuôi = 0 Như vậy, nồng độ của tất cả các thông số chất lượng nước bên trong và tại đầu ra của bể nuôi được giả định là không thay đổi Xem xét cân bằng khối lượng NH4 - N và giả định rằng 10% của sản xuất NH4 - N trải qua quá trình nitrat hóa trong các đơn vị nuôi, phương trình sau đây có thể được viết trong điều kiện trạng thái ổn định

Q(i).CNH4-N in - Q(i)CNH4 – Nout+ 0.9 PRNH4 – Nf(i) + Qr(i).CNH4 – Nf(i) -Qr(i).CNH4 –

Nout(i)=0

Trong đó:

CNH4 – Nin, nồng độ TAN trong nước đầu vào

CNH4 – Nout, NH4 - N nồng độ bên trong các đơn vị nuôi và cũng tại đầu ra của đơn vị đơn vị nuôi, hệ thống nuôi giả định là kín và dòng chảy hỗn hợp

CNH4 – Nf, NH4 - N tập trung tại đầu ra của bộ lọc nhỏ giọt

PRNH4-N, NH4 - N tỷ lệ sản xuất sinh khối (kg) * tỷ lệ phần trăm trọng lượng cơ thể *

KNH4-N

KNH4-N đại diện cho số lượng sản xuất của NH4-N mỗi đơn vị trọng lượng của thức ăn chăn nuôi áp dụng Nó thay đổi với kích thước sinh khối do đó phụ thuộc vào thời gian Vì vậy KNH4-N là một hàm của thời gian

Giá trị của CNH4 – Nf có thể được xác định bằng cách sử dụng phương trình:

CNH4 – Nout = CNH4 – Nin e-K1t

Cân bằng khối lượng nitrogen nitrat được mô tả từ phương trình:

NH4+ + 2O2 = NO2- + 2 H2O

1 mol NH4 - N sản xuất được 1 mol NO3 - N

Như vậy, phương trình cân bằng khối lượng nitrogen nitrate ở trạng thái ổn định có thể được thể hiện như sau:

Q(i).Nin(i)-Q(i).CNO3=Nout(i)+0.1PRNH4-N(i)+Qr(i){Nf - Nout(i)}=0 Trong đó:

CNO3-CNO3 – Nf, nitrogen nitrate tập trung tại đầu ra của bộ lọc nhỏ giọt

Mô hình đã được hiệu chuẩn bởi hoạt động của GRAS tại tốc độ dòng chảy khác nhau từ 3,0 đến 6,5 L/phút biểu thức xác định của K1 và KNH4-N được phát triển Sau khi hiệu chỉnh, mô hình đã được xác nhận với các dữ liệu thu được từ các thí nghiệm được tiến hành từ ngày 71 đến ngày 75 tại tốc độ dòng chảy khác nhau từ 7,0 - 9,0 L/phút và sử dụng các thông số K1, K2 và KNH4-N Mô hình này đã được tìm thấy có hiệu quả để xác định tỷ lệ cần thiết dòng chảy tuần hoàn và các hợp chất nitrogen vô

cơ trong nước cho nuôi cá vàng trong hệ thống tuần hoàn

Nghiên cứu của Nguyễn Thanh Long và Võ Thành Toàn (2008) trong ao nuôi tôm

Sú thâm canh (Bảng 2.1) Từ kết quả của nghiên cứu này thì chỉ một lượng nhỏ đạm

và lân được tích lũy cho sự tăng trưởng của tôm, phần lớn đạm và lân thải ra môi trường Đạm tích lũy nhiều trong nước trong khi lân thì tích lũy trong bùn đáy ao nhiều

Bảng 2.1: Sự phân bố nitơ và photpho trong ao nuôi tôm sú lúc thu hoạch (%)

(27 con/m 2 )

NT2 (35 con/m 2 )

Tổng N cung cấp từ thức ăn (%)

Tích lũy trong tôm (%)

Tích lũy trong nước (%)

Tích lũy trong đất (%)

Lượng thất thoát (%)

100,00 16,23±1,97a

29,77±1,01a

26,04±3,26a

27,96±6,23a

100,00 16,37±0,68a

28,39±2,26a

29,59±0,63a

25,65±2,31a

Tích lũy trong tôm (%)

Tích lũy trong nước (%)

Tích lũy trong đất (%)

Lượng thất thoát (%)

Tổng P cung cấp từ thức ăn (%)

100,00 9,00±2,26a

1,91±0,15a

31,13±3,63a

57,96±1,51a

100,00 8,40±0,72a

Theo Truong Quoc Phu và Cao Van Thich (2008) trong tổng số thức ăn cung cấp cho

cá tra chỉ có 32,6% vật chất khô, 42,7% nitrogen và 29,8% phosphorus được tích lũy trong cá, phần còn lại được thải loại dưới dạng thức ăn dư thừa thối rữa lắng đọng dưới đáy ao và thải ra môi trường nước Đây là nguồn chất thải nguy hiểm, là một nguyên nhân quan trọng gây ra sự biến đổi chất lượng nước trên sông rạch, đặc biệt

là những vùng nuôi cá Tra ở các con sông, rạch nhỏ

Lượng chất rắn thải ra môi trường sau vụ nuôi 93,7 tấn/1000 m2

(tính trên trọng lượng khô), lượng chất thải lỏng là 7.793 m3/1000 m2

(Cao Văn Thích, 2008) Một nghiên cứu của Tạ Văn Phương (2009) trong 1 vụ nuôi tôm Sú thâm canh, hàm lượng đạm tích lũy là 924 kg/123 ngày/4000 m2

mùa mưa và 122kg/75 ngày/4000

m2 Lân tích lũy là 30,4 kg và 6,76 kg ở mùa mưa và mùa nắng tương ứng, chất thải ướt lần lượt mùa mưa và mùa nắng là 17.769 kg/ha/vụ và 2.434 kg/ha/vụ (10 tuần) Tổng lượng nước thải ra môi trường 14.320 m3

và 5.200 m3 nước thải có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao, tổng lượng bùn sên vét 20.203 kg/ha/năm (18,4 m3

)

Nguyễn Đăng Khoa (2012), cho rằng cá Lóc nuôi trong hệ thống tuần hoàn, tích lũy vật chất khô (DM) và đạm (N) lần lượt là 25,32% và 40,05% Cá bài tiết DM và N dưới dạng hòa tan là 12,68% và 26,36% Cá thải DM và N qua phân là 11,97% và

11,37% DM và N tích lũy trong sinh khối vi khuẩn nitrate hóa là 0,28% và 0,54% Lượng DM và N thất thoát do rò rỉ và bay hơi là 49,74% và 22,22% Để sản xuất ra 1

kg cá lượng nitơ và vật chất khô cần cung cấp là 59,33 g và 893,52 g Cá tích lũy được lượng nitơ và vật chất khô là 20,72 g và 226,24 g Lượng nitơ và vật chất khô thải ra môi trường là 38,61 g và 667,28 g

Nguyễn Thị Hồng Nho (2012), khi nghiên cứu cân bằng vật chất dinh dưỡng trong

hệ thống tuần hoàn ương cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) đã cho rằng: cá

tích lũy vật chất khô (DM) và đạm (N) là 33,85% và 35,21% Cá bài tiết DM và N dưới dạng hòa tan là 29,24% và 42,54% Cá thải DM và N qua phân là 8,38% và 12,93% Để sản xuất ra 1 kg cá giống, cần cung cấp 765,34g DM (có chứa 48,7 g N),

cá tích lũy 251,63 g DM (có chứa18,5g N), lượng chất thải là 513,71 g DM (có chứa 30,2 g N)

2.2.6 Chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản

Môi trường nước ao nuôi bao gồm tổng thể các mối quan hệ của các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học Các yếu tố này tác động và có mối quan hệ hữu cơ với nhau Sự biến động của yếu tố này sẽ kéo theo sự biến động của các yếu tố khác Arnol E

Greenberg, Lenore S Clesceri, Andrew D Eaton (1992) đã phân loại đặc điểm môi

trường ao nuôi ra thành nhiều nhóm, trong đó đặc tính vật lý và kết hợp của vật chất bao gồm các yếu tố độ trong, độ đục, vật chất lơ lửng và hòa tan; thành phần vô cơ phi kim loại như là CO2, TAN, PO43-, NO2-, NO3-…; thành phần hữu cơ kết hợp bao gồm COD, BOD, tanin…; và các thông số đánh giá sinh học như vi khuẩn, chlorophyll – a, phytoplankton, zooplankton…

Tuy nhiên dù các thông số trên được phân chia như thế nào thì chất lượng môi trường ao nuôi cũng đều do các yếu tố trên quyết định, từ đó sẽ có những ảnh hưởng

ít nhiều đến đời sống của đối tượng nuôi Mỗi đối tượng đòi hỏi một điều kiện môi trường có chất lượng khác nhau để thích nghi Các yếu tố này luôn luôn biến đổi và chịu sự chi phối bởi tác động bên ngoài

2.2.6.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ là một nhân tố môi trường có ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt động sống như: sinh trưởng, dinh dưỡng, sinh sản…đặc biệt là đối với cá vì cá là loài động vật biến nhiệt Theo Boyd (1998) đối với cá khi nhiệt độ môi trường gia tăng, cá tăng cường

độ trao đổi chất, cường độ hô hấp, tuyến sinh dục chín nhanh, phôi phát triển nhanh

và gây nhiều dị hình

Việc gia tăng nhiệt độ nước sông có thể làm thay đổi cấu trúc hệ sinh thái nước Các loài tảo lục, tảo lam chịu nhiệt tốt sẽ chiếm ưu thế nếu nhiệt độ nước sông trên 32 o

C Khi tăng nhiệt độ, việc hô hấp của cá sẽ gia tăng nhưng oxy hòa tan lại suy giảm, do

đó một số loài cá có thể bị chết Trứng cá, cá con rất nhạy cảm với gia tăng nhiệt độ (Lê Trình, 1997)

Theo Lê Như Xuân (1994) thì khoảng nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển cá nhiệt đới là 25 – 30oC và theo Trần Minh Đức (2010) thì nhiệt độ trong ao ương dao động

Theo Boyd (1990) thì khoảng pH tối ưu cho tôm cá phát triển và sinh sản lả từ 6,5 – 9,0 Điểm chết đối với chúng là pH < 4 và pH > 11 pH trong các ao ương cá tra từ mới nở đến 30 ngày biến động từ 7,1 – 8,4 (Trần Minh Đức, 2010)

Theo Dương Thúy Yên (2003) thì cá tra có thể sống trong môi trường có điều kiện

pH rất thấp (khoảng 4,0), do đó ảnh hưởng của pH thấp lên cá tra nuôi là ít xảy ra Theo TCVN 5945: 2005, tiêu chuẩn nước thải được đổ vào các vực nước thường được dùng cho làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt (mức A), chỉ số pH = 6 - 9

Ở mức B (pH = 5,5 - 9), thì được đổ vào các vực nước nhận thải khác trừ các thủy vực quy định ở mức A Nếu ở mức C (pH = 5 - 9), chỉ được phép thải vào các nơi quy định (như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước thải tập trung )

2.2.6.3 Độ kiềm tổng cộng

Tổng độ kiềm trong nước có nguồn gốc từ sự hòa tan của đá vôi trong đất nên hàm lượng tổng độ kiềm được xác định đầu tiên qua tính chất của đất (Boyd, 1990) Theo Boyd (1990) sự tồn tại của các dạng CO2, HCO3-, CO32- có lên quan đến độ kiềm và pH của nước Trong nước, các ion HCO3-, CO32-, NH4+, OH-, PO43-, SiO32-đều có tính bazơ gây nên độ kiềm của nước Tuy nhiên, nước dùng trong nuôi trồng thủy sản thì HCO3-, CO32- tạo nên độ kiềm của nước là chính Có thể phân biệt thành

2 loại độ kiềm :

Độ kiềm tổng cộng: tổng hàm lượng bazơ chuẩn độ trong nước thể hiện bằng đơn vị

mg CaCO3/L, pH>5

Độ kiềm phenoltalein hay độ kiềm carbonate, pH>8,34

Theo Boyd (1990) thì độ kiềm gia tăng cùng với sự gia tăng mức độ dinh dưỡng của nước ao Hàm lượng kiềm lớn hơn 20 mg CaCO3/L là thích hợp cho ao nuôi giúp ổn định pH và tăng lượng khoáng

2.2.6.4 Độ đục và TSS

Vật chất lơ lửng thường đi vào ao nuôi thông qua nước cấp, nước mưa hoặc do bởi sóng gió hay dòng nước chảy mạnh làm xói lở bờ ao Phần lớn những vật chất này sẽ lắng tụ xuống đáy ao, nhưng một phần sẽ lơ lửng trong nước trong một thời gian dài gây nên độ đục trong nước Ngoài ra ao nuôi tôm cá nước đục còn do phiêu sinh thực vật có trong ao thì đây là yếu tố có lợi, vì chúng là thức ăn cho tôm cá, trong khi đó

độ đục do vật chất phù sa hay vật chất hữu cơ thì ít nhiều cũng gây hại cho đối tượng nuôi và hàm lượng này thích hợp cho ao nuôi dao động trong khoảng 0 – 100 NTU (Boyd, 1990)

Các chất rắn không tan khi được thải vào nước làm tăng lượng chất lơ lửng, tức làm tăng độ đục của nước Các chất này có thể là gốc vô cơ hay hữu cơ, có thể được vi khuẩn ăn Sự phát triển của vi khuẩn và các vi sinh vật khác lại càng làm tăng độ đục của nước làm giảm độ xuyên thấu của ánh sáng

Theo Lawson (1995),hàm lượng TSS thích hợp trong ao nuôi thủy sản phải nhỏ hơn

80 mg/L

Theo TCVN 5945: 2005, tiêu chuẩn nước thải được đổ vào các vực nước thường được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt (mức A), tổng chất rắn lơ lửng phải ≤ 50mg/L Ở mức B (50 mg/L< tổng chất rắn lơ lửng ≤100 mg/L), thì được đổ vào các vực nước nhận thải khác trừ các thủy vực quy định ở mức A Nếu ở mức C (100 mg/L< tổng chất rắn lơ lửng ≤200 mg/L), chỉ được phép thải vào các nơi quy định (như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước thải tập trung )

2.2.6.5 Nitrite (NO 2 - ) và nitrate (NO 3 - )

Nitrite trong nước có thể do các nguồn ô nhiễm xâm nhập vào hoặc là hợp chất trung gian của quá trình phân hủy sinh ra từ ammoniac thành nitrat Nó cũng là tác nhân

gây độc đối với động vật thủy sinh (Lê Văn Cát và cs, 2006)

Boyd và cs (2000) đã chỉ ra rằng hàm lượng NO2- trong ao nuôi thuỷ sản phải nhỏ hơn 1,0 mg/L

Trong các thủy vực nitrite được tạo thành từ quá trình oxy hóa ammonia và amonium nhờ hoạt động vi khuẩn hóa tổng hợp nitrosomonas theo phản ứng sau:

NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + 2H+ + H2O + 76 kcal

Trong điều kiện không có oxy, nhiều loài sinh vật có thể sử dụng nitrate hoặc một dạng oxy hóa khác của nitrogen (thay vì oxy) như một chất nhận điện tử trong quá trình hô hấp Quá trình dị dưỡng này được gọi là khử nitrate (hô hấp nitrate) hay quá trình phản nitrate hóa Các hợp chất trung gian trong quá trình phản nitrate hóa thường là những dạng độc nên không có lợi cho thủy sinh vật (Boyd, 1990)

Theo Schwedler và cs (1985) những nhân tố sau đây có ảnh hưởng đến độ độc của

nitrite: hàm lượng chloride, pH, kích cỡ cá, tình trạng dinh dưỡng, sự nhiễm bệnh,

hàm lượng oxy hòa tan… do đó không thể xác định được nồng độ gây chết, nồng độ

an toàn của nitrite trong nuôi trồng thủy sản (trích dẫn bởi Boyd, 1990)

Nitrate trong thủy vực là sản phẩm của quá trình nitrate hóa nhờ hoạt động của một

số vi khuẩn hóa tự dưỡng như Nitrobacter (nước ngọt) hay Nitrospira, Nitrosococcus

(nước lợ mặn) và nitrate còn được cung cấp từ nước mưa khi có sấm chớp

Nitrate là một trong những dạng đạm được thực vật hấp thụ dễ nhất, không độc với thủy sinh vật Theo Boyd (1998) nitrate là dạng đạm không độc nhưng với hàm lượng quá cao cũng không có lợi cho tôm cá, khi hàm lượng nitrate trong nước cao

sẽ làm tảo phát triển quá mức Theo nhận định của ông thì hàm lượng NO3- thích hợp trong ao nuôi thuỷ sản từ 0,2 - 3,0 mg/L Lawson (1995) đã nhận xét hàm lượng

NO3-thích hợp cho ao nuôi thuỷ sản là nhỏ hơn 3,0 mg/L

2.2.6.6 Tổng đạm amôn (TAN)

Tổng đạm amôn bao gồm NH3 và NH4+, trong đó NH4+ là dạng phân đạm cần thiết cho sự phát triển của thực vật, nó thúc đẩy sự phát triển mạnh của tảo trong các ao nuôi Khi cơ thể động vật đồng hóa protein trong thức ăn thì một phần chuyển thành amoniac và được bài tiết vào trong nước Nồng độ NH3 trong các ao nuôi tỷ lệ thuận với lượng thức ăn sử dụng (Lê Văn Cát, Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, 2006) Đạm amôn còn sinh ra trong nước do quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ có chứa N (protein)

Nồng độ NH3 được xem là an toàn cho ao nuôi là 0,13 ppm (Chen & Chin, 1988) Các hợp chất vô cơ hòa tan quan trọng của nitơ là NH3, NH4+, NO3-, và NO2- Trong

đó NH3+ và NO2- được xem là độc đối với động vật thủy sinh, còn NH4+ và NO3- là nguồn dinh dưỡng tốt mà thực vật thủy sinh dễ hấp thu nhất tạo nên các hợp chất hữu

cơ trong thủy vực Ngoài ra NH3 và muối của nó sẽ biến thành đạm nitrite (NO2-) và nitrate (NO3-) nhờ vi khuẩn nitrite và nitrate hóa Tuy nhiên NH3 được cung cấp trong thủy vực từ quá trình phân hủy bình thường các protein, xác bã động thực vật, sản phẩm bài tiết của động vật hay từ phân bón vô cơ và hữu cơ, trong đó nguồn NH3

chủ yếu từ sự bài tiết trực tiếp của động vật thủy sinh (Chen và cs, 1993)

Quá trình hình thành NH3 nhiều hay ít còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của môi trường ao nuôi Vì vậy quản lý pH ao nuôi tốt là gián tiếp hạn chế được lượng NH3

gây độc cho tôm (Boyd, 1998)

Kết quả của Trần Minh Đức (2010) thì hàm lượng NH3/NH4+ở ao ương cá Tra biến

động từ 0,44 – 0,78 mg/L Jared Krause và cs (2006) cho rằng khi pH <7,8 hầu hết

các loài có thể chịu đựng được nồng độ TAN 1 -2 mg/L Boyd (1998) nhận định nước dùng cho nuôi trồng thủy sản thì hàm lượng TAN tốt nhất là không được vượt quá 2 mg/L

2.2.6.7 Tổng đạm (TN)

Hàm lượng tổng đạm (TN) của ao nuôi cá tra đầu vụ khá cao (3 – 5 mg/L), cao gấp 2 lần so với ao nuôi cá thâm canh Tháng cuối cùng của vụ nuôi hàm lượng TN tăng

lên đột ngột (vượt 15 mg/L), cao hơn 3 – 5 lần so với các ao nuôi thâm canh của các đối tượng khác (cá Rô phi, tôm Sú…)(Lê Bảo Ngọc, 2004) Kết quả nghiên cứu TN trong ao nuôi cá Tra thâm canh của Cao Văn Thích (2008) cho thấy hàm lượng TN phụ thuộc lớn vào nguồn thức ăn và mô hình nuôi, dao động 20,9±3,8 mg/L.

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 MẨU NGHIÊN CỨU

Thời gian và địa điểm nghiên cứu:

- Thời gian: tháng 12/2013 đến 01/2014

- Địa điểm: Trại thực nghiệm- Bộ môn Thủy sản- trường Trung cấp Kinh tế Kỹ

thuật An Giang

Nguồn cá thí nghiệm, thức ăn:

Cá Lóc dùng thí nghiệm có kích cỡ trung bình 6,8 0,03g/conđược mua từ trại giống tỉnh An Giang Cá thí nghiệm khi mua về sẽ được nuôi dưỡng trong bể composite và

và tập cho ăn thức ăn công nghiệp, sau đó mới tiến hành đưa vào thí nghiệm Cá bố trí thí nghiệm được chọn kích cỡ đồng đều, khỏe mạnh, không có dấu hiệu bệnh lý Thức ăn được sử dụng: thức ăn viên dành cho cá có vẩy với hàm lượng đạm 40% ghi trên bao bì

Nguồn nước dùng cho thí nghiệm:

Sử dụng nguồn nước máy sau khi khử chlorine

3.2 THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU

3.2.1 Bố trí thí nghiệm

Cá được thuần pH từ môi trường nước dưỡng có độ pH <7 đến pH >8, trước khi đưa vào hệ thống thí nghiệm

Cá được bố trí với mật độ 40 con/100L

Hệ thống tuần hoàn được cấy vi khuẩn và vận hành trước khi bố trí thí nghiệm một tuần

Thí nghiệm có 2 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại ba lần

Nghiệm thức 1: Nuôi trong 3 hệ thống tuần hoàn độc lập

Nghiệm thức 2: Nuôi trong 3 bể composite (150 L/bể)

Chế độ cho ăn: Trong thời gian thí nghiệm, mỗi ngày cá được cho ăn 3 lần (6h; 12h

và 18h), cho ăn theo nhu cầu

Chế độ thay nước (đối với nghiệm thức 2):

Bảng 3.1: Chế độ thay nước của nghiệm thức 2

Thời gian (tuần) Tần suất thay nước Lượng nước thay đổi

Hệ thống nuôi được sục khí liên tục trong suốt thời gian thí nghiệm

3.2.2 Các chỉ tiêu theo dõi

3.2.2.1 Các yếu tố chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá Lóc

Thu mẫu: mẫu nước được thu định kỳ 1 lần/tuần để phân tích các chỉ tiêu: pH, độ

kiềm,TN, TSS, TAN, NO2-, NO3-

Mẫu chất thải rắn được thu định kỳ 1 lần/ngày để phân tích các chỉ tiêu TN, DM, thu

ở bể lắng (vị trí van xả đáy)

Nhiệt độ nước trong hệ thống được kiểm tra ngày 2 lần (7h và 15h)

Phương pháp bảo quản và phân tích mẫu

Mẫu nước: thu vào chai nhựa l000 mL và bảo quản trong tủ lạnh

Mẫu chất rắn: thu và bảo quản trong tủ đông

Nhiệt độ: đo nhiệt đô bằng máy đo điện cực YSI.556 (USA)

pH: đo pH bằng máy đo điện cực YSI.556 (USA)

TAN: xác định bằng phương pháp 4500 – NH3 F Phenate (APHA và cs., 1995)

N-NO-2: xác định bằng phương pháp 4500 – NO2 B Diazonium (APHA và cs.,

1995)

N-NO3-: xác định bằng phương pháp 4500 – NO3 E Khử Cadmium (APHA và

cs., 1995)

Tổng đạm (TN): công phá mẫu theo phương pháp persulfate (APHA và cs, 1998)

Sau đó dùng phương pháp Salicylate để xác định TN

Đối với mẫu bùn đáy, thức ăn và mẫu cá sử dụng phương pháp Kjeldahl sau đó xác định TN bằng phương pháp Indo-phenol blue và Molypden blue

Chất rắn lơ lửng (TSS): thu mẫu vào chai nhựa 1 lít, giữ lạnh và phân tích bằng

phương pháp lọc mẫu qua giấy lọc Giấy lọc mẫu được sấy ở 1050C và đốt ở 5000

C (Arnol và cs., 1995)

Độ ẩm: bùn đáy, thức ăn cá,và mẫu cá: sấy ở nhiệt độ 1050C trong 3 giờ

3.2.2.2 Mức độ tích lũy nguồn dinh dưỡng (TN, DM) trong hệ thống tuần hoàn nuôi

cá Lóc

Thu mẫu