Tìm Hiểu Về Các Hệ Thống Nuôi Tôm Thâm Canh Khác Nhau Ở Châu Á

Việc ứng dụng thương mại hệ thống sản xuất biofloc và RAS giúp kiểm soát dịch bệnh trong nuôi tôm.

Trước giữa thập niên 1990, các bệnh ảnh hưởng chủ yếu đến ngành nuôi tôm phần lớn có nguồn gốc từ vi khuẩn. Tuy nhiên, kể từ cuối năm 1994 tại châu Á, sự xuất hiện của hàng loạt bệnh do virus nguy hiểm bao gồm virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV), virus gây bệnh vàng đầu (YHV), virus gây hoại tử cơ truyền nhiễm (IMNV) cùng nhiều tác nhân khác đã buộc ngành nuôi tôm phải điều chỉnh thiết kế và quy trình vận hành trang trại nhằm hạn chế nguy cơ bùng phát và lây lan dịch bệnh.

Trong những năm gần đây, các đợt bùng phát WSSV tại Ả Rập Xê Út trên tôm thẻ chân trắng (Penaeus indicus) tiếp tục cho thấy tầm quan trọng của việc tăng cường các biện pháp an toàn sinh học. Đặc biệt, kể từ năm 2009, sự xuất hiện và lan rộng của Hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính (AHPNS) – một bệnh do vi khuẩn mới khởi phát tại Trung Quốc, sau đó lan sang Việt Nam, Malaysia, Thái Lan, tiếp tục đến Mexico vào năm 2013 và Trung Mỹ vào năm 2015 đã gây thiệt hại kinh tế ước tính hàng tỷ đô la. Các đợt bùng phát dịch bệnh khác tại Brazil năm 2016 và WSSV vào đầu năm 2017 ở Úc, ảnh hưởng đến các trang trại nuôi tôm sú (Penaeus monodon), càng củng cố bằng chứng về sự cần thiết phải cải tổ hệ thống sản xuất tôm theo hướng an toàn và bền vững hơn.

Do các bệnh do virus và vi khuẩn cũ và mới xuất hiện ảnh hưởng đến ngành nuôi tôm của họ, một vài năm trước đây, nhiều quốc gia châu Á đã bắt đầu phát triển và sử dụng công nghệ sản xuất hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) và biofloc và/hoặc xử lý nước đầu vào cho hoạt động nuôi trồng và xử lý nước thải như các biện pháp an toàn sinh học để phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh.

Trong bài viết này, tôi sẽ thảo luận về các ví dụ về các hệ thống nuôi tôm sinh học (biofloc) và nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) khác nhau được sử dụng ở châu Á trong hai thập kỷ qua, bao gồm một số dự án mà tôi đã trực tiếp tham gia và cung cấp chuyên môn kỹ thuật, cũng như một số quan điểm về các công nghệ này.

Ao đơn với hệ thống quản lý kênh mương chung (Indonesia)

Công ty PT Dipasena Citra Darmaja (DCD) được thành lập năm 1987 và đã chuyển đổi khu đất ngập nước tự nhiên rộng 16.250 ha tại bờ biển phía Đông Bắc tỉnh Lampung, Nam Sumatra, thành một tổ hợp nuôi tôm tích hợp quy mô lớn với hơn 18.000 ao, mỗi ao có diện tích 0,20 ha.

Trang trại được vận hành theo mô hình chia sẻ lợi nhuận “plasma”, theo đó mỗi hộ gia đình đủ điều kiện quản lý hai ao nuôi diện tích 0,20 ha dưới sự hỗ trợ kỹ thuật và quản lý từ DCD. Đến năm 1995, công ty tiếp tục mở rộng thông qua việc phát triển thêm khu đất nhượng quyền liền kề khoảng 124.000 ha. Trên tổng diện tích gần 3.800 ha, hơn 7.700 ao nuôi với quy mô từ 0,25 đến 1,80 ha đã được xây dựng. Một công ty con là PT Wachyuni Mandira được phân bổ khoảng một phần ba diện tích này để triển khai mô hình “plasma” tương tự, trong khi các ao còn lại thuộc quyền sở hữu trực tiếp của công ty.

Hệ thống trang trại ban đầu được thiết kế theo mô hình vận hành ao đơn lẻ kết hợp với mạng lưới kênh mương chung. Các ao được bố trí theo hàng, với kênh cấp nước và kênh thoát nước nằm ở hai phía đối diện. Hệ thống kênh xả chính không chỉ đảm nhiệm chức năng thoát nước thải mà còn được sử dụng làm tuyến giao thông thủy phục vụ hoạt động quản lý và vận chuyển bằng tàu cao tốc và sà lan. Nguồn nước được lấy trực tiếp từ khu vực ven biển, trong khi nước thải được xả vào các con sông lớn ở thượng nguồn gần khu trang trại.

Mô hình nuôi tôm sú (Penaeus monodon) dựa trên hệ thống kênh mương và ao đơn lẻ đã đạt được thành công đáng kể trong giai đoạn đầu, cho đến khi các bệnh do virus xuất hiện, đặc biệt là sự bùng phát của WSSV vào giữa những năm 1990.

Tại nhiều quốc gia phát triển, bao gồm cả Indonesia, phần lớn các trang trại nuôi tôm đã điều chỉnh mô hình vận hành bằng cách xây dựng các hồ chứa nhằm xử lý nước trước khi đưa vào ao nuôi. Tuy nhiên, trang trại Dipasena trong một thời gian dài vẫn duy trì hệ thống nuôi đơn ao, khiến sản lượng đạt thấp và thiếu tính bền vững.

Khi ban quản lý mới tiếp quản vào năm 2006, mô hình ao đơn đã được tái cấu trúc thành các mô-đun nuôi, trong đó khoảng 20% tổng diện tích được dành làm khu chứa và xử lý nước dọc theo kênh cấp chính. Việc áp dụng hệ thống mô-đun đã góp phần phục hồi hoạt động sản xuất, giúp duy trì sản lượng ổn định thông qua chiến lược thay nước tối thiểu và chỉ sử dụng nguồn nước đã qua xử lý cho các ao nuôi. Tuy nhiên, hệ thống này vẫn chưa được trang bị giải pháp xử lý nước thải phát sinh trong quá trình vận hành và thu hoạch. Cũng trong giai đoạn này, trang trại đã chuyển đổi đối tượng nuôi sang tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei), thay thế loài nuôi trước đó.

Ao đơn với hệ thống xử lý nước thải (Indonesia)

Trang trại nuôi tôm PT Sekar Abadi Jaya (SAJ) ở Tây Sumbawa, Indonesia, sử dụng trực tiếp nước biển cho các ao nuôi. Trang trại này có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, bắt đầu từ bể lắng và kênh dẫn nước, gồm hai giai đoạn xử lý nước thải (đã được kiểm tra và phê duyệt bởi Bộ Môi trường Indonesia) trước khi thải trở lại đại dương.

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn trong các mô-đun (Indonesia)

Tại Indonesia, tập đoàn Charoen Pokphand tại trang trại nuôi tôm PT Central Pertiwi Bahari (CPB) ở Lampung, Nam Sumatra, vận hành theo mô hình mô-đun, trong đó mỗi mô-đun bao gồm 40 đến 60 ao vuông, mỗi ao rộng nửa hecta, với bể chứa và ao xử lý nước thải riêng, bao gồm cả kênh tuần hoàn từ ao sản xuất chảy đến ao lắng. Diện tích mặt nước của bể chứa/ao lắng chỉ bằng 20-25% so với ao sản xuất. Cách bố trí này có thể là một yếu tố gây ra dịch bệnh sau khi trang trại đi vào hoạt động. Hệ thống trang trại đã được thiết kế lại với việc thay nước tối thiểu hoặc bằng không trong một số giai đoạn nhất định của chu kỳ nuôi.

Hệ thống ao đơn với bể chứa và hệ thống xử lý nước thải (Malaysia)

Trang trại nuôi tôm Arca Biru Sdn. Bhd. thuộc Blue Archipelago tọa lạc tại Kedah, khu vực phía tây bắc Kuala Lumpur. Trước đây có tên là Samak Aquaculture, trang trại được thành lập vào đầu thập niên 1990 với định hướng nuôi tôm sú. Ban đầu, hệ thống sản xuất được thiết kế theo mô hình ao đất truyền thống, sử dụng nguồn nước biển chất lượng cao được dẫn từ một kênh đào dài 2,4 km.

Trang trại bao gồm 226 ao đất, phần lớn có diện tích 0,8 ha, được bố trí thành từng dãy với kênh cấp và thoát nước nằm ở hai phía đối diện. Nguồn nước biển sau xử lý được cung cấp từ hai ao chứa lớn, trong khi nước thải được xử lý qua các ao lắng trước khi xả ra biển. Hệ thống cửa cấp nước chính được thiết kế tương tự cửa kênh tưới tiêu, sử dụng các tấm ván gỗ để điều tiết nước vào kênh phụ. Cửa thoát nước và cửa thu hoạch của ao vận hành theo nguyên lý dòng chảy, sử dụng các tấm ván cống gỗ truyền thống. Thời điểm đó, hệ thống chưa có mương thoát nước trung tâm hay hố thu hoạch chuyên biệt.

Đầu năm 2010, trang trại được tái cấu trúc theo mô hình mô-đun an toàn sinh học. Các dãy ao đơn lẻ được chuyển đổi thành hệ thống mô-đun có lót polyethylene mật độ cao (HDPE) và tích hợp ao chứa xử lý nước. Hai mô-đun được lót hoàn toàn bằng HDPE, trong khi các mô-đun còn lại chỉ lót phần bờ trong của ao. Tổng số ao vẫn giữ ở mức 226, nhưng mỗi mô-đun mới bao gồm 20 ao diện tích 0,8 ha cùng hai ao ương có diện tích từ 0,4–0,6 ha. Bốn ao 0,8 ha nằm gần kênh cấp nước chính được cải tạo thành ao chứa phục vụ từng mô-đun.

Toàn bộ hệ thống cửa cấp và thoát nước được xây dựng lại theo tiêu chuẩn an toàn sinh học nhằm ngăn ngừa rò rỉ. Đồng thời, hệ thống mương thoát nước trung tâm được lắp đặt để loại bỏ bùn trong quá trình nuôi và tăng khả năng trữ nước của ao. Hệ thống cấp nước biển cũng được nâng cấp, đảm bảo nước phải đi qua bốn ao xử lý trước khi vào ao nuôi, nhờ đó chỉ có nguồn nước đã qua xử lý đạt chuẩn mới được cấp cho từng mô-đun sản xuất.

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (Malaysia)

Dự án iSHARP tại Malaysia được xây dựng theo mô hình hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS). Toàn bộ nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất được thu gom và dẫn về một bể lắng trung tâm để xử lý, sau đó được tái sử dụng hoặc xả ra môi trường theo quy định. Quy trình xử lý nước gồm bốn giai đoạn. Sau bể lắng, nước được chuyển qua hai kênh xử lý chính, nơi nuôi kết hợp cá, trai, hàu và rong biển nhằm thực hiện quá trình lọc sinh học, loại bỏ các hạt lơ lửng và thúc đẩy quá trình nitrat hóa các chất thải hòa tan. Ở giai đoạn cuối, nước được đưa vào một ao xử lý để sục khí và khử trùng hóa học bằng clo hoặc vôi, trước khi được dẫn trở lại kênh cấp chính hoặc xả ra môi trường. Các chỉ tiêu chất lượng nước như nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), tổng nitơ amoni (TAN) và nồng độ phốt phát được giám sát định kỳ, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu của cơ quan quản lý địa phương.

Chất lượng nước đầu ra sau xử lý đạt mức tương đương nước biển nguồn. Để phục vụ hoạt động nuôi trồng, nước này tiếp tục được xử lý tương tự như quy trình xử lý nước biển đầu vào, sau đó được bơm vào kênh cấp chính và phân phối trở lại các bể chứa trong từng mô-đun. Khi cần thiết, nước trong các bể chứa sẽ được xử lý bổ sung nhằm loại bỏ các mầm bệnh đặc hiệu trước khi cấp vào ao nuôi. Mỗi mô-đun bao gồm bốn bể chứa và được bố trí thành hai dãy với tổng cộng 24 ao nuôi.

Các phương pháp nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) áp dụng trong dự án tại Malaysia đã được tác giả mô tả từ năm 2013. Bên cạnh đó, công nghệ biofloc dựa trên quá trình tự nitrat hóa trong ao nuôi cũng đã được ghi nhận và ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, hệ thống tuần hoàn không đồng nghĩa với việc loại bỏ hoàn toàn nhu cầu bổ sung nước; lượng nước thất thoát do siphon bùn, bay hơi và rò rỉ vẫn cần được bù đắp bằng nguồn nước đã qua xử lý phù hợp trong quá trình vận hành.

Dự án có lợi thế khi tích hợp đồng thời hai hệ thống tuần hoàn (RAS kép), qua đó nâng cao mức độ an toàn sinh học và tính bền vững so với nhiều mô hình nuôi tôm truyền thống. Đợt thả giống đầu tiên được triển khai tại hai mô-đun vào tháng 10 năm 2011, và kể từ thời điểm đó, trang trại vận hành ổn định mà không ghi nhận bất kỳ trường hợp bùng phát dịch bệnh nào trên tôm.

Kết luận

Tại châu Á, người nuôi tôm đang áp dụng nhiều mô hình sản xuất khác nhau, từ quản lý ao đơn lẻ đến các hệ thống tuần hoàn (RAS) quy mô lớn. Tuy nhiên, không ít mô hình vẫn chưa kiểm soát hiệu quả tác động môi trường do hoạt động xả thải. Vì vậy, các nhà đầu tư và hộ nuôi quy mô nhỏ cần được tiếp cận đầy đủ thông tin về những hệ thống sản xuất thay thế để có cơ sở lựa chọn phù hợp. Đồng thời, ngành nuôi tôm cần tăng cường các biện pháp giảm thiểu tác động môi trường, bao gồm mở rộng triển khai các chương trình chứng nhận như Thực hành Nuôi trồng Thủy sản Tốt nhất của Global Aquaculture Alliance. Tình trạng tương tự cũng được ghi nhận tại các trại tôm bố mẹ, trại giống, vườn ươm và cả các cơ sở áp dụng hệ thống nuôi tuần hoàn (RAS), chủ yếu do quy trình xử lý nước thải trong quá trình vận hành chưa được thực hiện đầy đủ. Nước thải từ các cơ sở này có thể gây tác động môi trường, làm gia tăng nguy cơ bùng phát và lây lan dịch bệnh sang các khu vực nuôi lân cận. Tuy nhiên, công nghệ RAS đã được ứng dụng thành công tại nhiều cơ sở, góp phần nâng cao hiệu quả kiểm soát môi trường.

Hệ thống biofloc được đánh giá là giải pháp sản xuất ổn định và bền vững nhờ khả năng thúc đẩy quá trình tự nitrat hóa trong ao nuôi mà không cần thay nước thường xuyên. Mô hình này giúp giảm nguy cơ dịch bệnh do hạn chế thay nước, qua đó giảm thiểu sự xâm nhập của mầm bệnh và tăng cường an toàn sinh học. Hoạt động sục khí liên tục duy trì các chỉ tiêu môi trường như DO và pH ở mức ổn định; cộng đồng vi sinh vật phong phú và cân bằng hỗ trợ kích thích miễn dịch không đặc hiệu của vật nuôi, đồng thời hạn chế sự phát triển của các tác nhân cơ hội như Vibrio. Bên cạnh đó, việc loại bỏ bùn tích tụ định kỳ giúp kiểm soát mật độ biofloc ở mức phù hợp, đảm bảo hiệu quả vận hành hệ thống.

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn tái sử dụng nước và sử dụng các bộ lọc cơ học và sinh học, lượng nước sử dụng hạn chế là một lợi thế vì nước là nguồn tài nguyên hạn chế ở nhiều khu vực. Thuật ngữ “không xả thải” đôi khi được sử dụng liên quan đến nuôi trồng thủy sản, và mặc dù tất cả nước và bùn thải từ các trang trại có thể được thu gom, nhưng việc xử lý nước thải thường tốn kém. Ngoài ra, việc sử dụng nước hạn chế giúp việc loại bỏ các chất dinh dưỡng do động vật nuôi thải ra dễ dàng và rẻ hơn nhiều, vì lượng nước thải ra thấp hơn nhiều so với lượng nước thải ra từ một trang trại nuôi tôm/cá truyền thống. Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn có thể được coi là phương pháp thân thiện với môi trường nhất để sản xuất tôm/cá ở mức độ khả thi về mặt thương mại. Và các chất dinh dưỡng từ tôm/cá nuôi có thể được sử dụng làm phân bón cho đất nông nghiệp hoặc làm cơ sở để sản xuất khí sinh học.

Các yêu cầu mới về nước cho hệ thống tuần hoàn với các hệ thống khác nhau, nuôi cá và tôm.

Trong mọi mô hình nuôi trồng thủy sản, việc xây dựng và duy trì một hệ thống bền vững không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn trực tiếp nâng cao hiệu quả kinh tế. Trước thực trạng dịch bệnh ngày càng gia tăng, công tác xử lý nước thải từ các cơ sở nuôi hoặc hệ thống tuần hoàn khép kín (RAS) trở thành yêu cầu mang tính bắt buộc. Các nhà đầu tư, người nuôi và đội ngũ kỹ thuật cần nhận thức rõ rằng bất kỳ nguồn chất thải nào xả ra môi trường, nếu không được kiểm soát và xử lý đúng cách, đều có nguy cơ quay trở lại hệ thống sản xuất dưới dạng mầm bệnh, gây thiệt hại lâu dài cho hoạt động nuôi trồng.

Theo Nyan Taw

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/intensive-shrimp-farming-asia/

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

Xem thêm:

• Đánh Giá Nguy Cơ Lây Truyền Ở Tôm Đã Nấu Chín Nhiễm WSSV
• Ảnh Hưởng Của Cường Độ Sục Khí, Chất Lượng Nước, Chu Trình Dinh Dưỡng Và Cấu Trúc Cộng Đồng Vi Sinh Vật Trong Hệ Thống Biofloc Đến Tôm Thẻ Chân Trắng
• Liệu Trại Giống Tôm Có Phải Là Khâu Quan Trọng Nhất Để Có Một Vụ Mùa Thành Công Không?