English
中文 (中国)
Nuôi trồng thủy sản đang phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ cá ngày càng tăng trên toàn thế giới, đồng thời vẫn bảo vệ được các nguồn tài nguyên tự nhiên. Tuy nhiên, ngành này đang đối mặt với nhiều thách thức như dịch bệnh và tác động tiêu cực đến môi trường, ảnh hưởng đến tính bền vững lâu dài. Một hướng đi triển vọng là ứng dụng công nghệ Biofloc trong mô hình nuôi ghép cá rô phi cải tiến di truyền (GIFT) và cá rô phi chân trắng. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước, tận dụng tối đa tài nguyên mà còn làm giảm áp lực từ mầm bệnh, qua đó xây dựng một hệ thống nuôi trồng thủy sản hiệu quả, bền vững và có khả năng phục hồi cao, biến ngành này trở thành giải pháp thiết thực cho bài toán an ninh lương thực toàn cầu.
Ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và tạo sinh kế cho người dân trên toàn thế giới. Ấn Độ hiện là quốc gia đứng thứ hai về sản lượng thủy sản nuôi trồng, trong đó nuôi tôm và cá giữ vị trí then chốt. Tuy nhiên, ngành này cũng đối mặt với nhiều thách thức như thất thoát protein, ô nhiễm nguồn nước và sự phụ thuộc vào bột cá. Để hướng đến phát triển bền vững, các giải pháp thân thiện với môi trường như công nghệ Biofloc và mô hình nuôi ghép đang được chú trọng và triển khai ngày càng rộng rãi.
Tôm thẻ chân trắng, nổi bật với khả năng chuyển hóa thức ăn hiệu quả và sức đề kháng cao, phát triển vượt trội khi được nuôi ghép cùng cá rô phi GIFT, giống cá ăn tạp có khả năng phục hồi tốt. Tập tính ăn bổ sung của cá giúp tận dụng tối đa nguồn dinh dưỡng, cải thiện chất lượng nước và góp phần thúc đẩy nuôi trồng bền vững. Mô hình nuôi ghép này không chỉ tối ưu hóa năng suất thông qua việc tái sử dụng chất dinh dưỡng, mà còn giúp giảm chi phí và xây dựng một hệ sinh thái cân bằng, tạo điều kiện thuận lợi cho ngành thủy sản phát triển lâu dài.
Bối cảnh đánh bắt thủy sản và nuôi trồng thủy sản
Nuôi trồng thủy sản là một lĩnh vực đang phát triển mạnh mẽ, giữ vai trò then chốt trong việc đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu. Dù đã đạt được nhiều tiến bộ, thế giới vẫn còn khoảng 811 triệu người chịu ảnh hưởng bởi nạn đói, và 3 tỷ người không có đủ khả năng chi trả cho một chế độ ăn uống lành mạnh. Ngành nuôi trồng thủy sản hiện đang cung cấp nguồn thực phẩm thiết yếu và tạo sinh kế cho khoảng 820 triệu người trên toàn thế giới. Trong đó, Ấn Độ là quốc gia đứng thứ ba về sản lượng cá toàn cầu, chiếm 8% tổng sản lượng và giữ vị trí thứ hai về sản lượng nuôi trồng thủy sản.
Vào năm 2020, sản lượng nuôi trồng thủy sản trên toàn thế giới đã đạt 122,6 triệu tấn, bao gồm cá, động vật thân mềm và giáp xác. Từ năm 1961 đến 2019, mức tiêu thụ thực phẩm thủy sản đã tăng trưởng trung bình 3% mỗi năm – cao gấp đôi tốc độ tăng dân số toàn cầu trong cùng giai đoạn (1,6%). Tính bình quân đầu người, lượng thực phẩm thủy sản tiêu thụ đã tăng khoảng 1,4% mỗi năm, từ 9,0 kg vào năm 1961 lên đến 20,2 kg vào năm 2020.
Thách thức trong nuôi trồng thủy sản
Nuôi trồng thủy sản là nuôi các sinh vật dưới nước. Con người đã tham gia vào các hình thức nuôi trồng thủy sản khác nhau trong hàng nghìn năm. Ngày nay, hoạt động nuôi trồng thủy sản trải dài trên toàn cầu. Nhiều mục tiêu cơ bản không thay đổi đáng kể trong nuôi trồng thủy sản: tối đa hóa tốc độ tăng trưởng và giảm thiểu chi phí sản xuất. Tốc độ tăng trưởng nhanh chóng rút ngắn thời gian đạt được kích thước thương phẩm và giảm rủi ro. Nuôi trồng thủy sản phải đối mặt với những thách thức như mất chất dinh dưỡng, ô nhiễm nước và phụ thuộc vào bột cá và dầu cá.
Chỉ có khoảng 24%–37% lượng nitơ và 13%–28% lượng phốt pho trong thức ăn thủy sản được chuyển hóa thành sinh khối, phần còn lại bị thải ra môi trường dưới dạng chất thải, làm suy giảm chất lượng nước và tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh. Việc thay nước định kỳ là cần thiết để duy trì môi trường ao nuôi, nhưng cũng đồng thời góp phần vào ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, nhu cầu ngày càng cao về các nguồn protein và dầu thay thế trong nuôi trồng thủy sản cũng đang đặt ra nhiều thách thức về mặt kinh tế và môi trường.
Giải pháp công nghệ cho nuôi trồng thủy sản bền vững
Để giảm thiểu những vấn đề này, các công nghệ như biofloc, nuôi ghép, hệ thống raceway và hệ thống nuôi ao lót đã được phát triển.
Công nghệ biofloc (BFT)
Công nghệ biofloc là một phương pháp nuôi thủy sản bền vững, tận dụng cộng đồng vi khuẩn dày đặc để xử lý chất thải. Các vi khuẩn này giúp phân giải các hợp chất độc hại và chuyển hóa chất thải thành sinh khối – nguồn thức ăn tự nhiên cho vật nuôi. Nhờ vậy, công nghệ biofloc không chỉ nâng cao chất lượng nước, hạn chế dịch bệnh mà còn giảm đáng kể chi phí thức ăn. Việc áp dụng biofloc đòi hỏi phải điều chỉnh hợp lý tỷ lệ carbon/nitơ và duy trì sục khí liên tục để hệ vi sinh phát triển ổn định.
Quản lý biofloc hiệu quả giúp ngăn ngừa sự tích tụ của chất hữu cơ và duy trì sự cân bằng giữa các vi sinh vật có lợi. Công nghệ BFT đã được áp dụng thành công cho các loài như cá rô phi và tôm, góp phần cải thiện hiệu quả chuyển đổi thức ăn và giảm độc tính của amoniac cũng như nitrit.
Nuôi trồng thủy sản đa canh
Nuôi trồng đa canh là phương pháp nuôi thủy sản truyền thống, trong đó các loài thủy sản có thói quen ăn uống khác nhau được nuôi chung trong một ao, giúp tăng sản lượng hiệu quả. Phương pháp này bao gồm việc nuôi đồng thời các loài thủy sản tương thích với nhau, tận dụng tối đa tài nguyên và cải thiện chất lượng nước.
Trong phương pháp nuôi đơn canh, chất dinh dưỡng dư thừa tích tụ trong ao, gây suy giảm chất lượng nước. Ngược lại, nuôi đa canh giúp một loài tiêu thụ chất thải của loài khác, tạo ra một hệ sinh thái bền vững hơn. Một sự kết hợp hiệu quả là nuôi cá rô phi và tôm thẻ chân trắng P. vannamei: tôm ăn mùn bã hữu cơ và chất thải, trong khi cá rô phi lọc thực vật phù du, giúp giảm nguy cơ thiếu oxy vào ban đêm.
Ngoài ra, quá trình xáo trộn sinh học của tôm giúp tái chế chất dinh dưỡng và thúc đẩy sự phát triển của thực vật phù du. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng nuôi tôm đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và kết luận rằng các mô hình nuôi trồng thủy sản tích hợp, như nuôi đa canh, là giải pháp thay thế hiệu quả để giảm ô nhiễm (Bảng 1).
Hệ thống Raceway
Thuật ngữ “Raceway” trong nuôi trồng thủy sản là một cách gọi chung dùng để chỉ các hồ chứa nước có dòng chảy liên tục. Raceway được thiết kế đặc biệt để nuôi trồng các sinh vật thủy sinh theo phương thức thâm canh. Dòng nước chảy qua giúp loại bỏ chất rắn và các chất thải hòa tan, từ đó giảm thiểu lượng nước thải ra môi trường.
Công nghệ này không chỉ nâng cao chất lượng nước mà còn giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, trở thành một giải pháp hiệu quả cho nuôi trồng thủy sản thâm canh. Kênh dẫn nước có khả năng giải quyết những vấn đề lớn liên quan đến việc xử lý nước thải từ nuôi trồng thủy sản.
Hệ thống nuôi ao lót bạt
Ao đất thường được sử dụng để nuôi cá, tuy nhiên, chúng gặp phải một số vấn đề như rò rỉ nước liên tục. Những biến chứng liên quan đến hóa học đất nước vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng, và việc xác định nguyên nhân gây ra các vấn đề liên quan đến các chỉ số lý hóa học và sự tích tụ tải hữu cơ vẫn còn gặp nhiều khó khăn.
Hiệu suất tăng trưởng và chất lượng nước trong Biofloc
Lót ao bằng tấm Polyetylen mật độ cao (HDPE) mang lại nhiều lợi ích vượt trội, như giảm tình trạng rò rỉ, tiết kiệm chi phí bơm, ngăn ngừa các vấn đề do tương tác giữa đất và nước, đồng thời phù hợp với các phương pháp canh tác hiện đại. Mặc dù khoản đầu tư ban đầu có thể khá lớn, nhưng nó sẽ nhanh chóng được đền bù nhờ vào lợi ích đáng kể về mặt lợi nhuận. Vật liệu lót cần đảm bảo độ bền cao và chi phí hợp lý.
Hệ thống biofloc giúp cải thiện chất lượng nước bằng cách giảm amoniac và nitrit, ổn định pH và giảm bớt nhu cầu thay nước. Tỷ lệ carbon/nitơ trong biofloc được điều chỉnh sao cho tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn dị dưỡng đồng hóa amoniac. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng công nghệ BFT không chỉ nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn mà còn cải thiện chất lượng nước đối với các loài như cá rô phi, tôm và cá chép.
Thêm vào đó, công nghệ này còn giúp giảm chi phí vận hành và hạn chế tác động xấu đến môi trường. BFT là một trong những công nghệ sinh học vi sinh vật tiên tiến, được phát triển với đặc tính thân thiện với môi trường, không chỉ nâng cao năng suất mà còn hỗ trợ phát triển bền vững (Xem Bảng 1).
Lịch sử và tình trạng nuôi Penaeus vannamei và Tilapia GIF
Penaeus vannamei là loài tôm được nuôi rộng rãi nhất trên thế giới nhờ khả năng thích nghi tốt và tốc độ tăng trưởng nhanh chóng. Vào năm 2020, sản lượng của loài này đạt 5,8 triệu tấn, mang lại doanh thu hàng năm hơn 33 tỷ đô la Mỹ. Loài tôm này được nuôi phổ biến tại các khu vực như Mỹ Latinh, Trung Quốc, Ấn Độ và Đông Nam Á.
Tilapia GIF là một giống cá rô phi Oreochromis niloticus được chọn lọc và phát triển bởi Trung tâm Cá thế giới. Giống cá này đã đạt được sự cải thiện 85% về tốc độ tăng trưởng sau nhiều thế hệ chọn lọc. Ở nhiều quốc gia, cá rô phi được nuôi chung với tôm trong các hệ thống nuôi ghép, giúp cải thiện chất lượng nước và tăng năng suất.
Tác động đến sản lượng và chất lượng nước
Việc áp dụng phương pháp biofloc và nuôi ghép mang lại nhiều lợi ích trong việc cải thiện chất lượng nước, chủ yếu thông qua việc giảm thiểu chất thải hữu cơ và các chất dinh dưỡng hòa tan. Các chỉ số quan trọng như oxy hòa tan, pH và độ kiềm duy trì sự ổn định trong các hệ thống này, từ đó giảm bớt nhu cầu thay nước. Thêm vào đó, hoạt động của vi khuẩn trong biofloc giúp phân hủy chất thải hiệu quả và nâng cao khả năng sử dụng thức ăn của cá và tôm.
Tăng trưởng và enzym tiêu hóa trong biofloc
Hệ thống biofloc kích thích hoạt động của enzyme tiêu hóa ở các loài nuôi, từ đó cải thiện hiệu quả chuyển đổi thức ăn và thúc đẩy sự tăng trưởng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung biofloc vào chế độ ăn giúp tăng cường hoạt động của các enzyme protease và amylase ở cá rô phi và tôm, qua đó tối ưu hóa khả năng tiêu hóa và giảm sự phụ thuộc vào bột cá.
Miễn dịch và hệ vi sinh vật trong biofloc
Việc sử dụng biofloc giúp nâng cao khả năng miễn dịch của tôm và cá, đồng thời tăng cường sức đề kháng với bệnh tật. Sự đa dạng vi khuẩn trong các hệ thống biofloc thúc đẩy sự cạnh tranh giữa các tác nhân gây bệnh, từ đó tạo ra một môi trường ao nuôi khỏe mạnh hơn. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các loài vi khuẩn như Bacillus và Lactobacillus có trong biofloc đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tôm cá khỏi các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản.
Kết luận
Kết hợp giữa công nghệ biofloc và nuôi ghép là một chiến lược bền vững, mang lại lợi nhuận cao cho ngành nuôi trồng thủy sản. Các công nghệ này không chỉ tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, mà còn giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ giúp ngành nuôi trồng thủy sản trở nên thân thiện với môi trường và khả thi về mặt kinh tế.
Theo Aquaculture Magazine Editorial Team
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh
Xem thêm:
- Ước tính tổng chất rắn lơ lửng trong biofloc theo độ đục
- Phân tích phiên mã mRNA và RNA vòng cho thấy việc bổ sung Lactiplantibacillus plantarum đông khô vào khẩu phần ăn giúp tăng cường trí nhớ miễn dịch của tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) chống lại mầm bệnh
- Tác động của khẩu phần ăn của chiết xuất lá hương nhu tía Ocimum tenuiflorum lên các chỉ số tăng trưởng và phản ứng miễn dịch của tôm (Penaeus monodon) chống lại vi-rút gây hội chứng đốm trắng (WSSV)