Phân Tích Hiệu Suất Sản Xuất Nuôi Tôm Litopenaeus vannamei Và Chất Lượng Nước Trong Ao Đất Và Ao Lót HDPE

Sự gia tăng liên tục của nhu cầu hải sản trên thế giới đặt ra yêu cầu cấp thiết đối với ngành nuôi trồng thủy sản trong việc tối ưu hóa hệ thống sản xuất mà vẫn duy trì tính bền vững. Trong nuôi tôm thâm canh, hiệu quả sản xuất có mối liên hệ mật thiết với thiết kế ao nuôi và năng lực kiểm soát các yếu tố môi trường. Nghiên cứu này chỉ ra rằng hệ thống ao lót polyethylene mật độ cao (HDPE) mang lại năng suất vượt trội, cao hơn 133% so với ao đất truyền thống, chủ yếu nhờ cải thiện khả năng quản lý chất thải và tăng cường an toàn sinh học. Bên cạnh việc giảm chi phí sản xuất trong dài hạn, hệ thống này còn nâng cao tính bền vững về kinh tế thông qua việc duy trì năng suất thu hoạch cao và cải thiện hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng.

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là một trong những loài thủy sản có giá trị kinh tế quan trọng nhất trên thế giới nhờ khả năng thích nghi tốt với nhiều điều kiện độ mặn và nhiệt độ khác nhau, tỷ lệ sống cao và phù hợp với các hệ thống nuôi thâm canh. Đến năm 2020, sản lượng tôm thẻ chân trắng toàn cầu đã đạt khoảng 5,8 triệu tấn, chiếm hơn 50% tổng sản lượng tôm nuôi trên thế giới. Dự báo trong những năm tới, nhu cầu đối với loài này sẽ tiếp tục gia tăng do sự gia tăng dân số và những thay đổi trong xu hướng tiêu dùng.

Tại Indonesia, mục tiêu mở rộng sản xuất tôm đã thúc đẩy việc cải tiến các phương thức nuôi, trong đó lựa chọn loại ao nuôi là một yếu tố then chốt vì ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước và hiệu quả quản lý chất thải. Hiện nay, hai loại ao được sử dụng phổ biến là ao đất và ao lót bạt polyethylene mật độ cao (HDPE). Ao đất có ưu điểm là chi phí đầu tư thấp, đồng thời hỗ trợ các quá trình sinh học tự nhiên như chu trình dinh dưỡng, cung cấp khoáng chất và ổn định pH thông qua sự tương tác giữa nước và nền đáy ao. Tuy nhiên, loại ao này cũng tồn tại nhiều hạn chế, bao gồm nguy cơ rò rỉ nước, xói mòn bờ, làm tăng độ đục và phụ thuộc lớn vào chất lượng nền đất. Theo thời gian, sự tích tụ chất hữu cơ cùng các hợp chất độc như amoniac và hydro sunfua trong nền đáy có thể làm suy giảm chất lượng môi trường nuôi, giảm năng suất và gia tăng nguy cơ thiệt hại do dịch bệnh hoặc mất mùa.

Ao nuôi lót bạt HDPE đã được chứng minh mang lại năng suất và tỷ lệ sống của tôm cao hơn đáng kể so với ao đất truyền thống, với năng suất có thể đạt khoảng 9,3 tấn/ha. Thiết kế đáy lót bạt kết hợp hệ thống thu gom chất thải giúp loại bỏ chất hữu cơ hiệu quả, đồng thời kiểm soát tốt hơn các hợp chất độc hại trong môi trường nuôi. Nhờ đó, hiệu quả vận hành tăng khoảng 133% và hiệu quả sử dụng thức ăn cải thiện khoảng 24%.

Bên cạnh đó, các hệ thống nuôi lót bạt HDPE thường tạo ra môi trường nuôi ổn định và dễ kiểm soát hơn so với ao đất. Việc thoát nước và xử lý chất thải được thực hiện hiệu quả hơn, góp phần duy trì chất lượng nước, giảm mật độ vi khuẩn gây bệnh như Vibrio, từ đó nâng cao tỷ lệ sống và hiệu quả sản xuất của tôm. Tuy nhiên, mô hình này cũng tồn tại một số hạn chế, bao gồm chi phí đầu tư ban đầu cao và việc loại bỏ sự tương tác tự nhiên giữa đất với nước, dẫn đến nhu cầu bổ sung khoáng chất nhân tạo nhằm đáp ứng quá trình trao đổi chất của tôm và duy trì cân bằng sinh thái trong ao nuôi.

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các loại hình ao nuôi, phần lớn vẫn tập trung vào các hệ thống nuôi quảng canh hoặc bán thâm canh. Các nghiên cứu chuyên sâu về tác động của loại ao trong điều kiện nuôi thâm canh vẫn còn hạn chế. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện nhằm lấp đầy khoảng trống đó thông qua việc đánh giá ảnh hưởng của loại ao nuôi đến chất lượng nước, tỷ lệ sống của tôm, năng suất sản xuất và hiệu quả kinh tế trong hệ thống nuôi tôm thâm canh.

Chuẩn bị nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại Tây Java, Indonesia nhằm so sánh hiệu quả giữa ba ao đất và ba ao lót bạt HDPE trong nuôi tôm thẻ chân trắng (L. vannamei). Trong suốt quá trình thí nghiệm, các mẫu nước, tôm, thực vật phù du và vi khuẩn được thu thập định kỳ để theo dõi chất lượng nước cũng như các đặc điểm sinh học của hệ thống nuôi. Hiệu quả sản xuất được đánh giá thông qua các chỉ tiêu gồm năng suất, tỷ lệ sống (SR), tốc độ tăng trưởng trung bình hằng ngày (ADG) và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR). Đồng thời, phân tích hiệu quả kinh tế được thực hiện dựa trên các yếu tố chi phí, doanh thu và lợi nhuận, sử dụng tỷ lệ lợi ích – chi phí (BCR) làm chỉ số đánh giá. Các phép phân tích thống kê, bao gồm kiểm định t, kiểm định Mann–Whitney và hệ số tương quan Pearson, được sử dụng để xác định sự khác biệt cũng như mối liên hệ giữa các biến số. Thông qua phương pháp tiếp cận này, nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của vật liệu đáy ao đến hiệu quả nuôi tôm, chất lượng môi trường nước và tính khả thi về mặt kinh tế của mô hình nuôi thâm canh.

Kết quả cho thấy vật liệu nền ao có tác động đáng kể đến chất lượng nước và cấu trúc quần xã thực vật phù du. Các ao đất có xu hướng xuất hiện tảo lam với mật độ cao hơn, làm tăng nguy cơ tích tụ các độc tố như microcystin, có thể gây tổn thương mô và ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe của tôm. Ngược lại, ao lót bạt HDPE duy trì môi trường nước ổn định hơn, với quần xã thực vật phù du chủ yếu là tảo lục có lợi. Điều này góp phần duy trì nồng độ oxy hòa tan cao hơn, cải thiện điều kiện môi trường nuôi và nâng cao sức khỏe tổng thể của tôm.

Kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy loại hình ao nuôi có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất sản xuất của tôm thẻ chân trắng (L. vannamei). So với ao đất, hệ thống ao lót bạt HDPE mang lại hiệu quả vượt trội. Cụ thể, năng suất và tỷ lệ sống (SR) của tôm trong ao HDPE cao hơn có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), với năng suất tăng khoảng 133% so với ao đất. Ngược lại, ao đất ghi nhận tốc độ tăng trọng trung bình hằng ngày (ADG) cao hơn (p < 0,05). Mặc dù có sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng, hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) trong ao HDPE thấp hơn 24% so với ao đất, phản ánh khả năng sử dụng thức ăn hiệu quả hơn. Nhìn chung, hệ thống ao HDPE cho thấy hiệu quả sản xuất vượt trội so với ao đất.

Các thông số chất lượng nước cũng có sự khác biệt đáng kể giữa hai loại ao (p < 0,05). Ao đất có nhiệt độ, pH và điện thế oxy hóa – khử (ORP) cao hơn, trong khi ao HDPE có độ mặn, oxy hòa tan (DO), độ cứng, tổng chất hữu cơ (TOM), hàm lượng nitrit và tổng số vi khuẩn (TBC) cao hơn. Cụ thể, độ mặn và DO trong ao đất lần lượt đạt 21,93 psu và 4,56 mg/L, thấp hơn so với ao HDPE (25,07 psu và 5,03 mg/L). Sự khác biệt về điều kiện môi trường nước cũng được phản ánh qua cấu trúc quần xã thực vật phù du. Ao đất có mật độ thực vật phù du cao hơn và ghi nhận sự hiện diện của bốn ngành chính gồm Dinophyta, Cyanophyta, Bacillariophyta và Chlorophyta (Hình 1a, 1b). Trong giai đoạn đầu của vụ nuôi, Chlorophyta chiếm ưu thế ở ao đất, tuy nhiên sau ngày nuôi thứ 56, nhóm này dần bị thay thế bởi Cyanophyta. Trái lại, trong ao HDPE, Chlorophyta duy trì vai trò ưu thế trong suốt thời gian nuôi, cho thấy hệ sinh thái tảo ổn định hơn so với ao đất.

Mối quan hệ giữa các thông số chất lượng nước và tỷ lệ sống của tôm được đánh giá thông qua phân tích tương quan Pearson. Kết quả cho thấy, ở ao đất không ghi nhận mối tương quan có ý nghĩa thống kê giữa các thông số chất lượng nước và tỷ lệ sống (p > 0,05), đồng thời các hệ số tương quan đều ở mức yếu (Hình 2a). Điều này cho thấy tỷ lệ sống của tôm trong ao đất có thể chịu tác động đồng thời của nhiều yếu tố khác nhau hoặc bởi những biến số chưa được đưa vào phân tích. Ngược lại, trong ao lót bạt HDPE, nhiều thông số chất lượng nước có mối tương quan đáng kể với tỷ lệ sống của tôm (Hình 2b). Cụ thể, độ mặn và độ cứng có tương quan thuận ở mức trung bình với tỷ lệ sống (p < 0,01; r > 0,50), cho thấy khi hai thông số này tăng trong phạm vi thích hợp thì tỷ lệ sống của tôm cũng có xu hướng tăng. Trong khi đó, tổng nitơ amoni (TAN) và nitrit có tương quan nghịch ở mức trung bình với tỷ lệ sống (p < 0,01; r < -0,50), phản ánh rằng sự gia tăng của các hợp chất nitơ độc hại này làm giảm khả năng sống sót của tôm. Những kết quả này nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc kiểm soát các chỉ tiêu chất lượng nước, đặc biệt trong các hệ thống nuôi thâm canh sử dụng ao lót bạt HDPE.

Kết quả phân tích kinh tế cho thấy, mặc dù mô hình ao đất có tổng chi phí vận hành thấp hơn so với ao lót bạt HDPE, nhưng năng suất và doanh thu đạt được cũng thấp hơn đáng kể. Việc đầu tư hệ thống ao HDPE làm tăng chi phí khoảng 17,54%, song đổi lại doanh thu tăng tới 57,20% so với ao đất. Tỷ lệ lợi ích trên chi phí (BCR) chưa chiết khấu của ao đất chỉ đạt 0,89, thấp hơn mức 1, phản ánh mô hình này chưa mang lại hiệu quả kinh tế. Ngược lại, ao HDPE đạt BCR là 1,72, cho thấy đây là mô hình có khả năng sinh lợi và đảm bảo tính khả thi về mặt tài chính. Bên cạnh đó, tỷ lệ lợi ích/chi phí gia tăng (IBCR) của hệ thống ao HDPE đạt 5,67, nghĩa là mỗi một đơn vị chi phí đầu tư bổ sung có thể tạo ra 5,67 đơn vị lợi ích. Kết quả này khẳng định rằng, mặc dù đòi hỏi mức đầu tư ban đầu cao hơn, mô hình ao lót bạt HDPE vẫn mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội so với mô hình ao đất truyền thống.

Tóm lại, hệ thống ao lót bạt HDPE cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội so với ao đất truyền thống, bao gồm năng suất cao hơn, tỷ lệ sống của tôm được cải thiện, khả năng kiểm soát chất lượng nước tốt hơn và hiệu quả kinh tế cao hơn. Những kết quả này cho thấy ao HDPE là lựa chọn phù hợp và bền vững hơn đối với các mô hình nuôi tôm thâm canh.

Việc sử dụng lớp lót HDPE góp phần hạn chế sự tiếp xúc giữa nền đáy ao và môi trường nuôi, từ đó làm giảm tác động bất lợi của sự suy thoái nền đáy và hạn chế sự tích tụ các tác nhân gây bệnh, đặc biệt là vi khuẩn Vibrio. Khác với ao đất, nơi điều kiện yếm khí và điện thế oxy hóa – khử thấp thường thúc đẩy quá trình hình thành khí hydro sunfua (H₂S) độc hại, ao lót bạt HDPE duy trì môi trường đáy ổn định hơn, góp phần cải thiện điều kiện nuôi và tạo nền tảng thuận lợi cho sản xuất tôm thâm canh đạt hiệu quả cao.

Thảo luận

Nghiên cứu này cho thấy loại hình ao nuôi có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả sản xuất tôm, trong đó hệ thống ao lót bạt HDPE vượt trội hơn đáng kể so với ao đất truyền thống. Ao HDPE đạt năng suất trung bình 9,3 tấn/ha, cao hơn nhiều so với 3,92 tấn/ha ở ao đất, đồng thời duy trì tỷ lệ sống của tôm ở mức cao hơn. Ngược lại, ao đất chỉ đạt tỷ lệ sống 27,32%, nhiều khả năng do ảnh hưởng của các đợt bùng phát dịch bệnh trong quá trình nuôi. Bên cạnh đó, hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) ở ao đất đạt 1,88, cao hơn ngưỡng tối ưu (<1,5), phản ánh hiệu quả sử dụng thức ăn thấp. Hiện tượng này có thể liên quan đến việc tôm giảm bắt mồi do chịu tác động của các tác nhân gây bệnh, chẳng hạn như Enterocytozoon hepatopenaei (EHP), dẫn đến suy giảm tăng trưởng và hiệu quả nuôi. Những kết quả trên nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc cải thiện điều kiện môi trường nuôi nhằm nâng cao sức khỏe, tỷ lệ sống và năng suất của tôm.

Mặc dù hệ thống ao lót bạt HDPE đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao hơn khoảng 17,54% so với ao đất, nhưng nhờ tỷ lệ sống và năng suất được cải thiện, mô hình này tạo ra doanh thu cao hơn tới 57,20%. Phân tích hiệu quả kinh tế cũng cho thấy tỷ lệ lợi ích/chi phí (BCR) chưa chiết khấu của ao HDPE đạt 1,72, khẳng định tính khả thi và khả năng sinh lợi của mô hình. Trong khi đó, với tỷ lệ sống thấp và BCR dưới ngưỡng hòa vốn, mô hình ao đất không còn đảm bảo hiệu quả kinh tế trong điều kiện nghiên cứu.

Sự khác biệt về chất nền đáy ao tạo ra những biến đổi đáng kể về chất lượng nước do quá trình tương tác giữa đất và nước, vốn chỉ xảy ra trong hệ thống ao đất. Mặc dù phần lớn các chỉ tiêu chất lượng nước đều nằm trong ngưỡng thích hợp cho nuôi tôm thẻ chân trắng (L. vannamei), một số thông số như tổng chất hữu cơ (TOM), tổng amoni (TAN) và nitrit vẫn vượt ngưỡng khuyến cáo. So với ao đất, ao lót bạt HDPE có hàm lượng TOM cao hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của quần thể vi khuẩn, thể hiện qua tổng số vi khuẩn (TBC) cao hơn. Hoạt động của vi khuẩn cũng thúc đẩy quá trình nitrat hóa, làm gia tăng nồng độ TAN và nitrit trong nước của hệ thống ao HDPE.

Sự khác biệt về nền đáy ao còn ảnh hưởng đến cấu trúc quần xã thực vật phù du. Ao đất ghi nhận mật độ tảo lam cao hơn so với ao HDPE, có thể liên quan đến tỷ lệ nitơ/phốt pho thấp cùng với sự hạn chế về nguồn khoáng chất. Trong điều kiện này, tảo lam có lợi thế cạnh tranh nhờ khả năng cố định nitơ từ khí quyển. Tuy nhiên, sự phát triển mạnh của nhóm tảo này tiềm ẩn nhiều rủi ro vì chúng có thể sản sinh các độc tố như microcystin (khoảng 45 μg/L), gây tổn thương mô gan tụy, làm gia tăng tình trạng stress và tỷ lệ chết ở tôm. Một số nghiên cứu đã phát hiện sự hiện diện của microcystin trong các mẫu tôm chết, củng cố giả thuyết rằng hiện tượng nở hoa của tảo lam có liên quan mật thiết đến các đợt chết hàng loạt trong ao nuôi.

Chất lượng nước có vai trò quan trọng đối với tỷ lệ sống của tôm thông qua sự tương tác giữa các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học. Mặc dù ao HDPE ghi nhận nồng độ TAN và nitrit cao hơn, nhưng các thông số môi trường nhìn chung vẫn được duy trì ở trạng thái cân bằng, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và sống sót của tôm. Ngược lại, ở ao đất, mối tương quan giữa chất lượng nước và tỷ lệ sống tương đối yếu, cho thấy các yếu tố khác có thể đóng vai trò quyết định. Trong đó, chất lượng trầm tích đáy ao được xem là một nguyên nhân quan trọng. Giá trị thế oxy hóa – khử (ORP) thấp, dao động từ -191 đến -109 mV, phản ánh điều kiện yếm khí trong nền đáy, thúc đẩy quá trình hình thành khí hydro sunfua (H₂S). Đây là hợp chất có độc tính cao đối với tôm và được xem là một trong những nguyên nhân góp phần làm gia tăng tỷ lệ tử vong trong các ao đất.

Đối với nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh, việc chuyển đổi từ ao đất sang hệ thống ao lót bạt HDPE được xem là một giải pháp quan trọng nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và hướng đến phát triển bền vững. Mặc dù mô hình ao HDPE đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao hơn khoảng 17,54%, nhưng nhờ cải thiện khả năng kiểm soát môi trường nuôi, tỷ lệ sống và năng suất, hệ thống này tạo ra doanh thu cao hơn tới 57,20% so với ao đất.

Phân tích hiệu quả kinh tế cho thấy ao đất có tỷ lệ lợi ích/chi phí (BCR) chỉ đạt 0,89, phản ánh hiệu quả đầu tư chưa đáp ứng ngưỡng khả thi về mặt kinh tế. Ngược lại, ao lót bạt HDPE đạt BCR là 1,72, khẳng định khả năng sinh lợi vượt trội. Đặc biệt, tỷ lệ lợi ích/chi phí gia tăng (IBCR) của mô hình HDPE đạt 5,67, cho thấy mỗi đơn vị chi phí đầu tư tăng thêm có thể tạo ra 5,67 đơn vị lợi ích, chứng minh hiệu quả đầu tư rất cao.

Nhìn chung, hệ thống ao lót bạt HDPE không chỉ nâng cao khả năng kiểm soát các yếu tố môi trường, giảm rủi ro trong quá trình nuôi và cải thiện tỷ lệ sống của tôm mà còn mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội. Những lợi thế này giúp ao HDPE trở thành lựa chọn phù hợp cho nuôi tôm thâm canh theo hướng bền vững, góp phần nâng cao thu nhập của người nuôi và tăng cường tính ổn định của chuỗi cung ứng thủy sản.

Kết luận

So với ao đất truyền thống, hệ thống ao lót bạt HDPE cho thấy hiệu quả sản xuất vượt trội nhờ duy trì chất lượng nước ổn định hơn, đặc biệt là khả năng kiểm soát sự phát triển của tảo lam. Đây là nhóm vi khuẩn lam có thể sinh độc tố, làm suy giảm sức khỏe và tỷ lệ sống của tôm nuôi. Bên cạnh đó, ở các ao đất, sự suy giảm chất lượng nền đáy theo thời gian cũng là một yếu tố quan trọng làm giảm tỷ lệ sống và năng suất của tôm, khiến mô hình này dần mất đi tính khả thi về mặt kinh tế.

Việc sử dụng bạt HDPE giúp cách ly nền đáy ao với lớp đất tự nhiên, hạn chế những ảnh hưởng bất lợi từ sự suy thoái chất lượng đất, đồng thời tạo môi trường nuôi ổn định và dễ quản lý hơn. Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn khoảng 17,54% so với ao đất, hệ thống ao lót bạt HDPE đã chứng minh được hiệu quả kinh tế rõ rệt khi giúp tăng tổng doanh thu lên đến 57,20%. Những kết quả này cho thấy, đầu tư vào ao lót bạt HDPE không chỉ cải thiện điều kiện môi trường nuôi, nâng cao tỷ lệ sống và năng suất của tôm mà còn mang lại lợi nhuận cao hơn, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và hướng tới phát triển bền vững trong nuôi tôm thâm canh.

Nguồn: https://aquaculturemag.com/2026/06/08/analyze-of-production-performance-of-shrimp-litopenaeus-vannamei-culture-and-water-quality-on-earthen-pond-quality-on-earthen-pond-and-hdpe-lined-pond/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh

Xem thêm:

• Mùi Vị Lạ Trong Các Sản Phẩm Nuôi Trồng Thủy Sản, Phần 1
• Mùi Vị Lạ Trong Các Sản Phẩm Nuôi Trồng Thủy Sản, Phần 2
• Từ Ong Đến Tôm: Sự Lan Truyền Xung Quanh Khả Năng Miễn Dịch Bẩm Sinh Có Thể Định Hình Lại Sản Xuất Và Phòng Ngừa Bệnh Tật Trong Nuôi Tôm