Thông Số Chất Lượng Nước Thường Bị Bỏ Qua: pH

Điều quan trọng là duy trì mức độ axit mong muốn trong ao nuôi trồng thủy sản

Người nông dân dần nhận thức được tầm quan trọng của việc theo dõi nồng độ oxy hòa tan trong hệ thống sản xuất và cung cấp sục khí bổ sung trong ao nuôi tôm cá thâm canh. Tuy nhiên, các thông số chất lượng nước dù tưởng chừng đơn giản khác lại thường bị bỏ qua. Một trong những thông số đó là độ pH, trong hóa học là thang số dùng để chỉ trạng thái axit hoặc kiềm của dung dịch nước.

Trên thực tế, độ pH của nước có thể dao động từ 0 đến 14 và liên quan đến nồng độ ion hydro (một axit mạnh) trong nước ao. Nước ao có thể mang tính axit (pH < 7,0), trung tính (pH = 7,0) hoặc kiềm (pH > 7,0). Nhìn chung, cá và tôm nuôi có năng suất và sức khỏe tốt hơn ở giá trị pH của nước từ 7,5 đến 8,5, vì những giá trị này phù hợp với độ pH của máu và huyết tương của chúng (Hình 1).

Tương tự như oxy hòa tan, pH trong ao nuôi cũng có thể biến động lớn trong ngày, đặc biệt ở những ao có nhiều tảo (Hình 2). Vào buổi chiều, pH thường tăng cao, thậm chí vượt ngưỡng 9,0, do quá trình quang hợp mạnh mẽ của vi tảo. Hiện tượng này xảy ra ngay cả ở ao có khả năng đệm tốt (giàu cacbonat và bicacbonat, tức độ kiềm tổng cao, giúp pH ổn định hơn). Khi pH vượt quá mức thích hợp, cá và tôm sẽ giảm bắt mồi, chậm lớn, hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) xấu đi và khả năng miễn dịch cũng bị suy giảm.

Độ pH của nước quyết định mức độ độc hại của amoniac đối với cá và tôm

Độ pH của nước có ảnh hưởng trực tiếp đến nguy cơ ngộ độc amoniac. Amoniac là một chất độc hại phổ biến trong ao nuôi, phát sinh từ quá trình trao đổi chất của cá và tôm (chủ yếu bài tiết qua mang), cũng như từ sự phân hủy chất hữu cơ do vi khuẩn gây ra như tảo chết, phân, chất thải hữu cơ và thức ăn thừa. Ngoài ra, một số loại phân bón vô cơ dùng trong nuôi thủy sản cũng có thể làm tăng lượng amoniac trong ao. Lượng amoniac tổng (TAN) trong nước ao có thể được đo dễ dàng bằng các bộ test chất lượng nước thương mại đáng tin cậy. Amoniac tồn tại dưới hai dạng: NH₄⁺ (ion amoni, ít độc hại hơn) và NH₃ (amoniac dạng khí, độc hại hơn đối với thủy sinh vật). Trong các ao nuôi thâm canh, tổng amoniac thường dao động từ gần bằng 0 đến mức cao khoảng 8–12 ppm.

Có nhiều yếu tố tác động đến nồng độ amoniac tổng trong ao nuôi thủy sản, trong đó quan trọng nhất là lượng thức ăn cho tôm cá, chất lượng thức ăn và tần suất thay nước. Đặc biệt, độ pH của nước đóng vai trò quyết định trong việc phân chia tỷ lệ giữa các dạng amoniac. Khi pH thấp, dạng amoniac ít độc hại (NH₄⁺) chiếm ưu thế (xem Bảng 1). Nhưng khi pH tăng, NH₄⁺ sẽ chuyển dần sang dạng độc hại NH₃, làm nồng độ NH₃ trong nước tăng lên. Chẳng hạn, ở nước ngọt với pH 7,0 chỉ có khoảng 0,7% amoniac tồn tại ở dạng độc NH₃; nhưng khi pH tăng lên 9,0 thì tỷ lệ này nhảy vọt lên khoảng 42%, và đạt đến 88% ở pH 10 (Bảng 1).

Ví dụ, trong một ao nước ngọt có tổng lượng amoniac là 6 ppm và pH = 7,0, chỉ khoảng 0,7% tồn tại dưới dạng amoniac độc hại (NH₃). Như vậy, hàm lượng NH₃ chỉ là 0,042 ppm (tính theo: 6 ppm × 0,7% = 0,042 ppm). Tuy nhiên, ở những ao có nhiều tảo lam, pH nước thường tăng lên mức 9,0 hoặc cao hơn vào buổi chiều. Khi pH đạt 9,0, tỷ lệ NH₃ độc hại chiếm đến 42%, đồng nghĩa với việc ao có tổng amoniac 6 ppm sẽ chứa khoảng 2,5 ppm NH₃ (6 ppm × 42% = 2,5 ppm).

Độ pH của nước	Tỷ lệ phần trăm (%) amoniac taxi (NH3) trên tổng amoniac ở 28℃*		Tổng amoniac tối đa (ppm hoặc mg/L) không vượt quá 0,2 ppm NH3
	FW (0 ppt)	Tây Nam (36 ppt)	FW (muối 0 ppt)	SW (muối 36 ppt)
6,5	0,22	0,18	89,1	108,7
7.0	0,71	0,58	28.3	34,5
7,5	2.20	1,81	9.1	11.1
8.0	6,64	5.51	3.0	3.6
8,5	18.36	15,57	1.1	1.3
9.0	41,67	36,83	0,48	0,54
9,5	69,23	64,84	0,29	0,31
10.0	87,67	85,36	0,23	0,23

Nồng độ amoniac độc hại dưới 0,2 ppm thường không gây ảnh hưởng xấu đến tôm cá. Tuy nhiên, khi vượt quá 1 ppm, amoniac có thể gây căng thẳng và thậm chí dẫn đến chết (trong khoảng 0,7 – 3 ppm NH₃) đối với nhiều loài thủy sản. Vì vậy, mức 0,2 ppm NH₃ nên được coi là “ngưỡng cảnh báo”, và người nuôi cần có biện pháp quản lý kịp thời để tránh vượt quá mức này. Ảnh hưởng của pH cũng rất quan trọng: ở pH 9,0, chỉ cần amoniac tổng đạt 0,5 ppm là đã đến ngưỡng cảnh báo 0,2 ppm NH₃. Trong khi đó, ở pH 7,0, ngưỡng cảnh báo chỉ xuất hiện khi amoniac tổng lên đến 28 ppm (hoặc 34 ppm trong môi trường nước mặn) – một mức rất khó xảy ra trong các ao nuôi được quản lý tốt. Tuy nhiên, một số loài tôm cá lại nhạy cảm hơn với amoniac, nên người nuôi có thể phải áp dụng ngưỡng cảnh báo thấp hơn để đảm bảo an toàn.

May mắn là tình trạng pH cao vốn làm tăng độc tính của amoniac đối với cá và tôm thường chỉ xuất hiện vào buổi trưa và chiều. Ban đêm, khi quá trình quang hợp ngừng lại và khí CO₂ tích tụ, độ pH trong nước giảm xuống, từ đó phần nào giúp giảm độc tính amoniac cho vật nuôi. Tuy nhiên, sang ngày hôm sau, pH lại tăng trở lại, khiến cá và tôm tiếp tục phải chịu tác động của amoniac độc hại. Nhiều hộ nuôi thường gia tăng mật độ thả giống, lượng thức ăn và sục khí với kỳ vọng nâng cao sản lượng. Thế nhưng, cách làm này lại khiến chất lượng môi trường xấu đi, dẫn đến hiệu quả sản xuất thấp. Khi cá và tôm thường xuyên tiếp xúc với nồng độ amoniac độc hại, chúng sẽ giảm khả năng bắt mồi, tăng trưởng chậm, hệ số FCR kém hiệu quả và sức đề kháng suy giảm.

Dịch bệnh lan rộng, tỷ lệ chết cao và tăng chi phí sản xuất là những hậu quả dễ gặp khi cá, tôm thường xuyên tiếp xúc với độ pH cao vào buổi chiều kèm theo nồng độ amoniac độc hại. Vì vậy, người nuôi cần đặc biệt chú ý theo dõi độ pH và tổng lượng amoniac trong ao để hạn chế rủi ro.

Nhiễm độc tự nhiên do pH cao và amoniac

Cá và tôm phân hủy bất kỳ protein (axit amin) dư thừa nào trong chế độ ăn để tạo ra năng lượng, glucose và glycerol (tiền chất của chất béo). Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy này là amoniac, cần được bài tiết nhanh chóng từ máu ra môi trường nước. Nhìn chung, hàm lượng protein (axit amin) trong thức ăn càng cao thì lượng amoniac sinh ra từ quá trình phân hủy axit amin càng lớn. Việc đào thải amoniac diễn ra thuận lợi nhờ sự khuếch tán đơn giản của NH₃ từ máu ra nước, đặc biệt khi độ pH của nước thấp hơn pH máu (pH máu cá nước ngọt thường nằm trong khoảng 7,4 – 7,8).

Khi độ pH của nước cao vượt quá độ pH trong máu, quá trình khuếch tán amoniac qua mang bị cản trở, khiến amoniac tích tụ trong máu cá và gây hiện tượng “tự nhiễm amoniac” (Hình 3). Nhiều loài cá đã được ghi nhận có nồng độ amoniac trong máu tăng mạnh khi pH nước trên 9,0. Hiện tượng này phổ biến ở cá nhưng chưa thấy báo cáo ở tôm. Tuy vậy, vì cơ chế thải amoniac ở cá và tôm khá tương đồng, khả năng tôm cũng bị tích tụ amoniac trong huyết tương khi sống trong môi trường có pH cao. Do đó, cần thêm các nghiên cứu để kiểm chứng giả thuyết này.

Ở cá, hiện tượng tự nhiễm độc amoniac có thể xảy ra ngay cả khi trong nước không có nhiều amoniac độc hại. Khi tiếp xúc với môi trường nước có pH từ 9,0 trở lên trong nhiều ngày hoặc cả tuần, cá sẽ tích tụ amoniac trong máu, dẫn đến ngộ độc và có thể chết. Tình trạng này thường gặp ở những ao có nhiều tảo xanh vào các ngày nắng gắt. Việc cá chết hàng loạt do tự nhiễm độc amoniac đặc biệt phổ biến trong các ao ương hoặc nuôi được bón nhiều phân hay cho ăn khẩu phần giàu protein. Trong điều kiện đó, sự phát triển mạnh của thực vật phù du làm pH nước buổi chiều thường tăng vượt mức 9,5.

Do ao ương cá giống thường nông và có tốc độ hô hấp thấp hơn nhiều so với tốc độ quang hợp, nên tình trạng pH cao kéo dài gần như suốt đêm, không giúp cá giảm bớt khó chịu hoặc có cơ hội bài tiết amoniac trở lại bình thường. Tình trạng tự nhiễm độc amoniac càng trầm trọng hơn khi cá được cho ăn quá nhiều và/hoặc sử dụng thức ăn giàu protein, một thực tế phổ biến ở nhiều trại giống cá. Người nuôi thường không nghĩ các trường hợp cá chết có liên quan đến ngộ độc amoniac, bởi trong nước ao gần như không phát hiện amoniac. Nguyên nhân là vi tảo đã nhanh chóng hấp thụ amoniac, sử dụng nó như nguồn nitơ. Tuy nhiên, thực tế amoniac bên trong máu cá vẫn tích tụ, gây khó chịu và thậm chí gây chết.

Mặc dù ít gặp hơn, hiện tượng cá tự nhiễm độc amoniac vẫn có thể xảy ra trong các ao nuôi thương phẩm. Do ao nuôi thường sâu hơn ao ương, cá có xu hướng bơi xuống tầng nước sâu khi ở đó có đủ oxy hòa tan, vì môi trường này thường có độ pH thấp hơn so với lớp nước mặt chứa nhiều vi tảo. Chính hành vi “né tránh pH cao” này có thể là nguyên nhân khiến cá giảm hoạt động kiếm ăn vào buổi chiều trong ao nuôi thương phẩm, ngay cả khi oxy, nhiệt độ đều đảm bảo và không có sự hiện diện của amoniac độc hại ở tầng mặt.

Cá có thể thay đổi phản ứng ăn uống giữa những ngày môi trường thuận lợi và những ngày bất lợi, khiến tốc độ tăng trưởng giảm và khả năng chuyển hóa thức ăn suy yếu. Vì vậy, tình trạng tự nhiễm amoniac ở mức dưới ngưỡng gây chết thường diễn ra âm thầm, nhưng lại làm giảm hiệu quả tăng trưởng và hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR), từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất và lợi nhuận của người nuôi. Đồng thời, sức đề kháng của cá cũng suy giảm, khiến chúng dễ mắc bệnh hơn. Trong nhiều trường hợp, nguy cơ tử vong mãn tính do nhiễm khuẩn là điều khó tránh khỏi. Khi nồng độ amoniac trong máu tăng đến mức nguy hiểm, cá có thể chết hàng loạt và đột ngột trong ao nuôi.

Theo Fernando Kubitza

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

Xem thêm:

• Nền tảng di truyền và an ninh sinh học vững chắc đang được xây dựng cho tôm sú gia hoá ở Brazil
• Nghiên cứu đánh giá những thay đổi về chất lượng đối với tôm thẻ chân trắng trong mô phỏng chuỗi cung ứng tôm sống
• Tác dụng của taurine trong khẩu phần ăn đối với sự trưởng thành và tình trạng sức khỏe của tôm thẻ chân trắng bố mẹ