English
Việc dư thừa NH3 có thể dẫn đến những hậu quả bất lợi về mặt sinh lý, thậm chí gây chết vật nuôi.
Nồng độ NH3-N ở mức 0,45 mg /L làm giảm khoảng 50% tăng trưởng của 5 loài tôm thuộc họ tôm he.
Nitơ amoniac bao gồm hai dạng là không ion hóa (NH3) và ion amoni (NH4 +) xuất hiện trong nước của các hệ thống sản xuất nuôi trồng thủy sản. Đây là một sản phẩm chất thải của quá trình chuyển hóa protein của động vật thủy sản và quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi khuẩn và các vi sinh vật khác. Ngoài ra, nitơ amoniac cũng hình thành trong các ao nuôi từ các loại phân bón có chứa nitơ như: amoni sunfat, amoni photphat và urê thủy phân.
Tỷ lệ nitơ amoniac tồn tại dưới dạng NH3 tăng khi nhiệt độ nước và đặc biệt là pH tăng (Bảng 1). Độ mặn làm giảm tỷ lệ NH3 tại mức pH và nhiệt độ nhất định, nhưng tác động này không đáng kể. Ví dụ, ở pH 8 và 25oC, đóng góp của nitơ amoniac không ion hóa (NH3-N) vào nitơ amoniac ở các độ mặn khác nhau là: nước ngọt (4,90%), độ mặn 5 ppt (4,93%), 10 ppt (4,78%), 15 ppt (4,63%), 20 ppt (4,48%), 25 ppt (4,34%), 30 ppt (4,20%), 35 ppt (4,07%).
Phân số thập phân của nitơ amoniac (Bảng 1)
Bảng 1. Các phân số thập phân của nitơ amoniac tồn tại dưới dạng amoniac không ion hóa ở các giá trị pH và nhiệt độ nước khác nhau.
Hầu hết chất thải nitơ trong động vật thủy sản được vận chuyển trong máu đến mang. Tại đây nitơ sẽ được khuếch tán vào nước dưới dạng NH3. Khi nồng độ NH3 trong nước thấp, xung quanh môi trường này sẽ có một trường “pha trộn” nồng độ cao, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khếch tán amoniac từ máu động vật vào nước. Sự gia tăng của NH3 trong nước làm giảm trường “pha trộn” này, dẫn đến nồng độ NH3 trong máu cao hơn và dẫn đến những hậu quả bất lợi về mặt sinh lý. Hoặc thậm chí có thể gây chết cá thể nếu nồng độ NH3 tăng quá mức.
Độc tính của nitơ amoniac
Độc tính của nitơ amoniac đối với động vật thủy sản hầu như hoàn toàn do NH3, vì NH4+ tương đối không độc. Do đó, độc tính của NH3 phụ thuộc nhiều vào pH và nhiều khả năng xảy ra ở những vùng nước có pH trên 8. Tất nhiên pH của nước trong ao nuôi thường có sự dao động hàng ngày, pH có giá trị thấp nhất vào sáng sớm và giá trị cao nhất vào buổi chiều. Ở một số vùng nước có độ đệm yếu, độ kiềm thấp thường thấp do sự nở hoa dày đặc của thực vật phù du và ở những vùng nước có độ kiềm cao, pH có thể duy trì ở mức cao suốt cả ngày.
Đã có nhiều nghiên cứu về độc tính của amoniac đối với các loài nuôi trồng thủy sản trong điều kiện phòng thí nghiệm. Dữ liệu về độc tính thường được báo cáo là nồng độ amoniac (hay NH3-N) gây chết cho 50% sinh vật thử nghiệm (LC50). Thời lượng của các thử nghiệm khác nhau, nhưng nhiều thử nghiệm kéo dài 96 giờ. Các thử nghiệm LC50 96 giờ điển hình này đối với một số loài nuôi trồng thủy sản được trình bày trong Bảng 2.
Trong các nghiên cứu, tốc độ tăng trưởng của cá rô phi giảm dần khi nồng độ NH3-N trên 0,068 mg / L.
Các thí nghiệm LC50 96 giờ đối với NH3-N (Bảng 2)
Bảng 2: Thí nghiệm LC50 96 giờ của NH3-N trên các loài thủy sản phổ biến.
Các thí nghiệm LC50 của NH3 thường ít hơn 1,0 mg / L đối với các loài nước lạnh và 1,0-3,0 mg / L đối với các loài nước ấm. Không có nhiều sự khác biệt trong phạm vi thí nghiệm LC50 96 giờ giữa các loài sinh vật biển và sinh vật nước ngọt. Một số khác biệt được báo cáo trong thí nghiệm LC50 là do sự khác biệt giữa các loài về tính nhạy cảm với amoniac. Tuy nhiên, phần lớn sự thay đổi là kết quả của các điều kiện khác nhau trong các thử nghiệm độc tính, đặc biệt là nhiệt độ nước, pH và độ mặn.
Một nghiên cứu trên cá hồi vân báo cáo LC50 là 0,32-0,66 mg / L ở nhiệt độ từ 10 đến 13 độ C, nhưng từ 16 đến 19 độ C, LC50 là 0,86-0,93 mg / L. Điều này cho thấy NH3 độc hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Điều này hơi bất thường, bởi vì LC50 của nhiều chất độc giảm khi nhiệt độ nước tăng lên, cho thấy tính độc cao hơn tại vùng nước ấm hơn.
Độ pH không chỉ quan trọng trong việc xác định phần trăm nitơ amoniac ở dạng NH3 mà nó còn ảnh hưởng đến độc tính của NH3. Trong một nghiên cứu về cá da trơn, LC50 ở pH 6,0 là 0,74 mg / L, nhưng ở pH 8,8 là 1,91 mg / L. Ở cá hồi vân, LC50 tăng từ 0,13 mg / L ở pH 6,5 lên 0,66 mg / L ở pH 8,9. Mặc dù có tỷ lệ NH3 nhỏ hơn ở pH thấp hơn, nhưng NH3 độc hơn khi pH ở mức thấp.
Tăng độ mặn làm giảm độc tính của NH3. Ở tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương, LC50 tăng từ 1,2 mg / L ở độ mặn 15 ppt lên 1,6 mg / L ở độ mặn 35 ppt. Các kết quả tương tự cũng được báo cáo đối với các loài tôm và cá khác. Ảnh hưởng của nồng độ oxy hòa tan đến độc tính của NH3 là không rõ ràng. Từng có một nghiên cứu về điều này nhưng không tìm ra bất cứ ảnh hưởng nào. Tuy nhiên, một nghiên cứu khác cho thấy NH3 độc hơn đối với tôm sú ở nồng độ oxy hòa tan 2,3 mg/L hơn là 5,7 mg / L.
Trong các nghiên cứu, tốc độ tăng trưởng của cá rô phi giảm dần khi nồng độ NH3-N trên 0,068 mg / L.
Tác động dưới mức gây chết cá thể
Trong nuôi trồng thủy sản, các nhà sản xuất thường quan tâm đến các tác động dưới mức gây chết của một độc tố hơn là về tác động gây chết 50% LC50 của nó. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng tiếp xúc lâu với NH3 sẽ tạo ra những thay đổi sinh lý, gây ra các tổn thương ở mang, làm giảm tốc độ tăng trưởng và tăng khả năng mắc bệnh.
Một nghiên cứu với cá da trơn Mỹ cho thấy tăng trưởng giảm dần trong phạm vi nồng độ NH3-N 0,048-0,989 mg / L. Mức giảm tăng trưởng là 50% ở nồng độ 0,517 mg / L và không tăng trưởng ở nồng độ cao nhất. Tốc độ tăng trưởng của cá rô phi cũng giảm dần khi nồng độ NH3-N trên 0,068 mg / L.
Nồng độ NH3-N 0,45 mg / L làm giảm khoảng 50% sự tăng trưởng của từng loài trong số năm loài tôm thuộc họ tôm he. Cá hồi vân tiếp xúc liên tục với nồng độ NH3-N lên đến 0,073 mg / L không thấy giảm tốc độ tăng trưởng, nhưng xuất hiện các tổn thương mô được ghi nhận ở nồng độ 0,04 mg / L, và gia tăng nhiễm trùng đơn bào khi tăng trên 0,02 mg / L.
Hầu hết các nghiên cứu về độc tính được thực hiện ở nồng độ NH3-N tương đối ổn định. Trong các hệ thống nuôi, và đặc biệt là trong ao, nồng độ NH3-N thay đổi theo thời gian trong ngày và độ sâu. Ví dụ, trong một ao nước ngọt, pH có thể là 7,4 vào sáng sớm, khi nhiệt độ nước là 26 độ C và 8,8 vào buổi chiều, khi nhiệt độ nước là 28 độ C. Ở nồng độ amoniac-nitơ là 1,0 mg / L, nồng độ NH3-N vào buổi sáng sẽ là 0,015 mg / L, nhưng vào buổi chiều, nồng độ sẽ là 0,306 mg / L – lớn hơn gấp 20 lần.
Tuy nhiên, sự dao động hàng ngày của NH3-N lên đến 0,37 mg/L xảy ra trong ao không gây ra sự suy giảm về mức tăng trưởng của cá rô phi. Các tác giả của nghiên cứu đó đã kết luận rằng việc tiếp xúc với nồng độ amoniac dưới ngưỡng gây chết có thể ảnh hưởng tối thiểu đến sự phát triển của cá.
Cá và tôm tiếp xúc sớm với nồng độ NH3 dưới mức gây chết, ít bị ảnh hưởng bởi nồng độ nitơ NH3 cao hơn so với những động vật không tiếp xúc trước đó. Nồng độ amoniac-nitơ có xu hướng tăng theo thời gian trong các hệ thống nuôi khi sinh khối và thức ăn đầu vào tăng lên. Điều cho phép các loài vật nuôi thích nghi với nồng độ amoniac-nitơ cao hơn.
Nồng độ an toàn
Nồng độ an toàn khi tiếp xúc lâu dài với NH3-N và một số chất độc phổ biến khác thường được ước tính bằng cách nhân 0,1 hoặc 0,05 với LC50 96 giờ. Sử dụng 0,05 làm hệ số, nồng độ NH3-N an toàn sẽ nằm trong khoảng 0,015-0,045 mg/L đối với các loài nước lạnh và 0,050-0,50 mg / L đối với các loài nước ấm.
Tuy nhiên, do có sự thay đổi lớn về nồng độ NH3-N, pH và nhiệt độ nước theo thời gian, nên những tính toán này mang tính tương đối hơn là giá trị tuyệt đối. Do đó, việc theo dõi thường xuyên NH3-N trong các hệ thống nuôi, đặc biệt trong ao, là không cần thiết.
Bên cạnh đó, không có phương pháp chắc chắn nào để làm giảm nitơ amoniac trong điều kiện sử dụng tỷ lệ thay nước cao để đẩy amoniac ra khỏi các đơn vị nuôi hoặc giảm lượng thức ăn đầu vào và cho quá trình sản xuất. Các hình thức phổ biến của việc cấy vi khuẩn nitrat hóa hoặc sử dụng zeolite có thể có hạn chế. Vì vậy, có lẽ cách tiếp cận tốt nhất để quản lý nitơ amoniac là áp dụng mật độ thả và giảm tỉ lệ cho ăn nhắm giảm thiểu NH3-N đầu vào, đồng thời tránh sự nở hoa quá mức của thực vật phù du làm pH tăng cao.
Cần sục khí đủ để tránh mức oxy hòa tan thấp và khuyến khích quá trình oxy hóa nitơ amoniac thành nitrat bởi vi khuẩn nitrat hóa. Gây sự xáo trộn bề mặt nước bằng cách sục khí cũng giúp khuếch tán NH3 vào không khí. Nên phơi khô đáy áo giữa các vụ, bón vôi cho đất chua để đẩy nhanh quá trình oxy hóa chất hữu cơ giữa các vụ để làm giảm sự giải phóng nitơ amoniac vào nước trong suốt vụ mùa.
Theo The Fish Site
Biên dịch: Huỳnh Thùy – Công ty TNHH PTTS Bình Minh
Nguồn: https://www.aquaculturealliance.org/advocate/ammonia-toxicity-degrades-animal-health-growth
Xem thêm:
- Khai Thác Tối Đa Artemia Trong Nuôi Tôm
- LÀM SAO ĐỂ QUẢN LÝ CHẤT THẢI TỪ CÁC TRẠI NUÔI TÔM?
- 07 Giải Pháp Để Cải Thiện Chất Lượng Nền Đáy Ao Nuôi Tôm