Thức Ăn Ép Đùn Kết Hợp Với Công Nghệ Cho Ăn Bằng Âm Thanh Giúp Tối Đa Hóa Sản Lượng Nuôi Tôm

Kết quả thử nghiệm tại các trang trại nuôi tôm thương phẩm ở Ecuador cho thấy các chỉ số sản xuất được cải thiện

Nghiên cứu này đã đánh giá thức ăn dạng viên và ép đùn, cũng như các chiến lược cho ăn thủ công và tự động tại các trang trại nuôi tôm thương mại ở Ecuador từ năm 2018 đến năm 2020. Kết quả cho thấy thức ăn ép đùn kết hợp với công nghệ cho ăn bằng âm thanh giúp tối đa hóa sản lượng của trang trại nuôi tôm.

Xu hướng hiện nay là xác định các lĩnh vực sản xuất có thể được cải thiện và thực hiện các điều chỉnh có thể giúp các trang trại nuôi trồng thủy sản tăng hiệu quả và lợi nhuận bằng cách áp dụng các công nghệ mới trong các lĩnh vực này. Trong nuôi tôm, các lĩnh vực này được xác định khá rõ ràng; một là sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản tạo nên chi phí sản xuất đáng kể, và hai là về các chiến lược cho ăn.

Ưu điểm của thức ăn thủy sản ép đùn so với dạng viên

Có sự khác biệt quan trọng giữa các quy trình sản xuất thức ăn chăn nuôi. Ép đùn như một công nghệ chế biến đã được điều chỉnh từ các ứng dụng khác nhau để cho các loài nuôi trồng thủy sản ăn và đại diện cho một trong những phát triển linh hoạt và tiết kiệm năng lượng nhất khi nói đến việc chế biến nguyên liệu thức ăn chăn nuôi.

Một trong những thách thức lớn nhất để thích ứng với phương pháp ép đùn cho thức ăn và nuôi tôm là đảm bảo độ chìm của thức ăn xuống đáy, điều này đạt được thông qua các hệ thống khử khí được thiết kế sao cho cho phép loại bỏ nước dưới dạng hơi nước, do đó cho phép các viên ép đùn có thể chìm 100%.

Có rất nhiều cấu hình hoặc tùy chọn công nghệ để sản xuất thức ăn cho tôm dạng ép đùn. Ví dụ, với việc sử dụng máy đùn trục vít đôi có kiểm soát năng lượng cơ học cụ thể, tốc độ cắt được điều chỉnh bằng cách quản lý tốc độ của trục vít. Bằng cách này, cũng có thể bù hao mòn để năng lượng cơ học không đổi. Cuối cùng, với việc kiểm soát mật độ viên, có thể cải thiện tính ổn định của thức ăn trong nước, cũng như các đặc điểm và lợi thế khác khi so sánh với phương pháp tạo viên truyền thống.

Hình 1: Mô hình dòng chảy của thức ăn dạng viên (A) so với thức ăn ép đùn (B) trong phễu thử nghiệm.

Kỹ thuật ép đùn đóng vai trò hàng đầu trong bối cảnh sản xuất thức ăn thủy sản hiện đại. Không giống như ép viên, quy trình ép đùn bao gồm nấu và trộn nguyên liệu ở nhiệt độ và áp suất cao trong thời gian ngắn (≈5 giây). Máy đùn có thể được sử dụng để phát triển thức ăn chăn nuôi với các ứng dụng cụ thể, vì chúng cải thiện khả năng kiểm soát nguyên liệu thô tốt hơn và sử dụng các thành phần trước đây được coi là không thích hợp do thành phần dinh dưỡng. Mặt khác, ép đùn như một quy trình sản xuất đa chức năng cho phép một số ứng dụng để sản xuất thức ăn nuôi trồng thủy sản cho ấu trùng, ương giống và nuôi thương phẩm.

Các điều kiện sản xuất ép đùn có tác động trực tiếp đến các đặc tính hóa lý của thức ăn, có thể ảnh hưởng đến độ bền và tính ổn định của viên. Các điều kiện trong quá trình chế biến cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng của các thành phần hoặc khả năng tiêu hóa thức ăn. Ngoài ra, quy trình ép đùn làm biến tính các enzyme không mong muốn và vô hiệu hóa một số yếu tố phản dinh dưỡng, giúp tăng cường khả dụng sinh học của các thành phần.

Trong những ngày đầu sử dụng máy cho ăn tự động, sự kết hợp của chúng với khẩu phần thức ăn viên đã ảnh hưởng đến các thông số sản xuất. Tuy nhiên, đối với thức ăn cho tôm, chúng tôi thấy trước sự chuyển đổi liên tục và tiến bộ sang thức ăn ép đùn, loại thức ăn này có thể chịu được áp lực vật lý tốt hơn mà không bị phân hủy, và cuối cùng cho phép toàn bộ dinh dưỡng được cung cấp trực tiếp cho tôm được cho ăn.

Đây là trường hợp của ngành công nghiệp cá hồi Chile vào những năm 1980, phải mất một vài năm để lợi ích của việc sử dụng khẩu phần ăn ép đùn kết hợp với lồng nuôi cá biển trở nên rõ ràng và các nhà sản xuất có thể tận dụng công nghệ này. Quá trình phát triển trong nuôi cá hồi hướng tới việc sử dụng thức ăn ép đùn rất có khả năng tăng nhanh vì thức ăn trong lồng biển được vận chuyển đến các máng ăn bằng ống khí nén. Chúng hoạt động dựa trên các luồng không khí mang thức ăn từ phễu mẹ đến các máng ăn và làm cho việc tạo ra thức ăn mịn (bụi) cũng như vỡ ra và phân hủy của thức ăn trong thức ăn dạng viên rõ ràng hơn nhiều.

Vì vậy, trong vài năm tới có thể thay thế dần thức ăn viên cho tôm. Ở một số vùng, việc vận hành một nhà máy ép đùn thức ăn chăn nuôi đòi hỏi nhiều đầu tư và chuyên môn hóa hơn, giúp quá trình này diễn ra nhanh hơn những vùng khác. Tuy nhiên, lợi ích của thức ăn thủy sản ép đùn bù đắp cho giá cả và sự phức tạp của hoạt động sản xuất, làm cho công nghệ này ngày càng được các nhà sản xuất chấp nhận do khả năng thích ứng với tự động hóa trong việc phân phối thức ăn trong ao nuôi. Các nỗ lực nên tập trung vào cách cải thiện các phương pháp ép đùn thức ăn cho tôm để cải thiện hơn nữa tính phù hợp của chúng khi sử dụng với máy cho ăn tự động.

Một số tác giả đã báo cáo về những lợi ích trong việc sử dụng thức ăn ép đùn trong nuôi giáp xác. Ví dụ, Misra và cộng sự (2002) nghiên cứu tôm càng xanh hậu ấu trùng (Macrobranchium rosembergii) (14,5 đến 14,9 mg) được cho ăn bằng thức ăn viên và thức ăn ép đùn trong 60 ngày cho thấy tốc độ tăng trưởng vượt trội, khả năng thủy phân và tỷ lệ hiệu quả protein tốt hơn đối với thức ăn ép đùn. Thức ăn ép đùn cũng ít mất chất dinh dưỡng nhất, thể hiện qua tỷ lệ chuyển hóa thức ăn thấp hơn.

Chamberlain (2004) đã đánh giá hai loại thức ăn viên và thức ăn đùn ở hai kích cỡ khác nhau của tôm thẻ chân trắng giống L. vannamei được thả với mật độ 50 con/m² trong 12 tuần; kết quả cho thấy khả năng sống sót và tăng trọng cao hơn, cũng như hiệu quả sử dụng thức ăn cao hơn đối với động vật nhận thức ăn ép đùn. Tacon và cộng sự (2003) đã chứng minh rằng thức ăn ép đùn tạo ra sự tăng trưởng tốt hơn so với thức ăn viên khi thử nghiệm trên tôm 0,95g trong hệ thống bể trong nhà có nước sạch. Gần đây hơn, kết quả được công bố bởi Molina và Espinoza (2019, 2020) cho thấy hiệu suất tốt hơn của thức ăn ép đùn do cải thiện khả năng tiêu hóa protein, carbohydrate và axit amin. Ngoài ra, các đặc tính vật lý vượt trội của nguồn thức ăn ép đùn sẽ duy trì tính toàn vẹn của chúng khi sử dụng bộ cấp liệu tự động.

Hình 2: So sánh chỉ số độ cứng giữa thức ăn dạng ép đùn và năm loại thức ăn dạng viên.

Các điều kiện trong quá trình chế biến ảnh hưởng đến chất lượng dinh dưỡng của các thành phần và ảnh hưởng đến khả năng tiêu hóa như Welker và cộng sự (2018) đã chỉ ra đối với cá hồi vân. Ngoài ra, quá trình ép đùn làm biến tính các enzym không mong muốn và vô hiệu hóa một số yếu tố kháng dinh dưỡng giúp cải thiện khả dụng sinh học của các thành phần. Tác động tương tự này đã được báo cáo bởi Molina và Espinoza, (2020) đối với tôm thẻ chân trắng giống L. vannamei, trong đó kết quả thử nghiệm cho thấy hệ số tiêu hóa của các axit amin khác nhau bao gồm arginine, isoleucine, lysine, methionine, threonine, glycine và proline, thường cao hơn đáng kể trong thức ăn ép đùn hơn thức ăn viên.

Thức ăn ép đùn trong hệ thống cho ăn tự động

Dòng chảy tốt hơn trong phễu

Thức ăn ép đùn rất phù hợp với hoạt động của thiết bị cho ăn tự động, giảm thiểu lượng hạt mịn tối thiểu được tạo ra giúp động cơ phân phối hoạt động liên tục dưới các phễu nơi nạp nguyên liệu. Các loại cấp liệu không ép đùn khác tạo ra các hạt mịn, ảnh hưởng đến các bộ phận của hệ thống cấp liệu, tắc nghẽn và hỏng hóc cơ khí. Và độ cứng của nguồn cấp dữ liệu ép đùn, cũng như đặc tính giúp dòng chảy dễ dàng, cũng rất quan trọng để duy trì hoạt động liên tục trong máy cấp liệu tự động.

Ngoài ra, chiều dài không đổi và chính xác của đường cắt máy đùn tạo điều kiện thuận lợi cho việc xả vào phễu cấp liệu, dẫn đến chiều dài viên thức ăn ổn định hơn và lượng thức ăn trên mỗi kg cao hơn so với thức ăn viên. Điều này cho phép sắp xếp các viên ép đùn trong phễu tốt hơn, nhỏ gọn hơn và hiệu quả hơn, với ít khoảng trống hơn giữa các viên.

Về sự tương tác giữa phễu cấp liệu và thức ăn ép đùn, cần lưu ý rằng thiết kế và lựa chọn vật liệu cho phễu đã được cải thiện đáng kể trong những năm gần đây. Vật liệu phễu phải cho phép dòng chảy không bị gián đoạn và hệ số ma sát giữa nguyên liệu nạp và vật liệu phễu phải càng thấp càng tốt. Ngoài ra, dòng chảy tự do của nguyên liệu trong phễu phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng của hình nón xả, nhưng hệ số ma sát giữa nguyên liệu và nguyên liệu cũng bị ảnh hưởng.

Bởi vì thức ăn ép đùn mịn hơn nên tạo ra ít ma sát hơn (hệ số ma sát thấp hơn), dẫn đến khả năng khai thác tốt hơn so với thức ăn viên (Hình 1). Thức ăn dạng viên có xu hướng bị kẹt ở một số phần nhất định của phễu, tạo thành mô hình “phễu” (Hình 1A), trong khi thức ăn ép đùn chảy tự do theo dòng chảy lớn về phía lỗ dưới (Hình 1B).

Khả năng chống lại áp lực cơ học mạnh

Một khía cạnh khác có tầm quan trọng lớn là sức chịu đựng của thức ăn ép đùn khi chúng đi qua các động cơ định lượng. Thức ăn ép đùn có độ bền hơn thức ăn viên. Một chỉ số cho thấy khả năng chống lại áp lực cơ học của thức ăn thủy sản là chỉ số độ bền của viên (PDI).

Để đánh giá sự khác biệt về độ bền của thức ăn ép đùn và các loại thức ăn viên khác nhau, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm độ bền bằng cách sử dụng Holmen NHP 100 (Máy kiểm tra thức ăn viên di động Holmen mới, Holmen Feed, Norfolk, UK). Trong thiết bị này, một dòng khí trong trạng thái “lốc” xáo trộn mẫu thức ăn bên trong một buồng có lỗ thông, liên tục loại bỏ các mảnh thức ăn bị tách ra trong quá trình thử nghiệm. Phễu có lỗ đường kính 2,5 mm và thời gian đo là 120 giây.

Kết quả cho thấy độ bền của thức ăn ép đùn cao hơn bất kỳ thức ăn viên nào được thử nghiệm (Hình 2). Do chỉ số độ cứng cao nên thức ăn có khả năng chịu đựng tốt hơn khi xử lý, bảo quản và vận chuyển, cũng như định lượng thông qua máy cho ăn tự động.

Xu hướng nạp thức ăn bằng khí nén đến phễu cho ăn trong các trang trại nuôi tôm đang được phát triển, vì vậy việc xác định PDI là một cách để dự đoán độ bền mà mỗi loại thức ăn sẽ có trong các điều kiện áp lực cơ học này. Trong quá trình vận chuyển (khí nén) này, thức ăn dạng viên không giống như thức ăn ép đùn, phân hủy và tạo ra bụi và các hạt mà động vật mục tiêu không còn ăn được nữa.

Đặc điểm âm thanh tốt hơn

Do các đặc tính vật lý của nó, các thức ăn dạng đùn dường như là lý tưởng để sử dụng kết hợp với hệ thống cho ăn tự động bằng âm thanh, vì độ cứng cao hơn là một lợi thế để phát hiện âm thanh. Peixoto và cộng sự (2020) đã báo cáo rằng kết cấu của khẩu phần ăn có liên quan chặt chẽ với cường độ âm thanh khi tôm đang ăn, do đó độ cứng cao hơn của khẩu phần ăn ép đùn có thể là một lợi thế để tôm phát hiện âm thanh.

Thử nghiệm thực địa

Chúng tôi đã chọn dữ liệu cho 639 ao đất nuôi tôm, diện tích trung bình từ 8 đến 12 ha và nằm ở tỉnh Guayas, Ecuador; dữ liệu cho các ao này là cho giai đoạn sản xuất 2018 đến 2020. Tôm trong các ao này được cho ăn 35% protein, thức ăn viên thương mại và thức ăn ép đùn. Thời gian sản xuất được chọn để đánh giá ảnh hưởng của loại thức ăn (dạng viên và ép đùn) và các phương pháp cho ăn được sử dụng (thủ công, hẹn giờ tự động và âm thanh tự động) đối với sự tăng trưởng, tỷ lệ sống, năng suất và chuyển đổi thức ăn của tôm. Việc cho ăn thủ công một hoặc hai lần một ngày tương ứng với giao thức và quản lý đã thiết lập được áp dụng bởi mỗi trang trại nuôi tôm với các ao được cho ăn thức ăn viên hoàn chỉnh về mặt dinh dưỡng, đường kính 2,0 mm và thức ăn ép đùn đường kính 1,9 mm.

Đối với dữ liệu cho ăn tự động theo thời gian, các thiết bị cho ăn bằng năng lượng mặt trời có bộ hẹn giờ đã được lập trình để phân phối thức ăn mỗi giờ trong bán kính phân tán từ 12 đến 15 mét. Đối với việc cho ăn thủ công, các chế độ ăn này có 35% protein với cùng kích thước viên. Hai nhãn hiệu máy cho ăn tự động được sử dụng cho thức ăn viên và nhãn hiệu thứ ba có đặc điểm tương tự được sử dụng cho thức ăn dạng đùn.

Nhóm chu kỳ sản xuất thứ ba, dựa trên việc sử dụng hai nhãn hiệu máy cho ăn [âm thanh) tự động có ống nghe dưới nước, được kết nối từ xa với máy tính chạy chương trình xử lý âm thanh do hàm tôm tạo ra khi cho ăn thức ăn viên và tính toán lượng thức ăn tiếp theo để phân phối.

Kết quả cho thấy các ao sử dụng thức ăn ép đùn cho ăn thủ công tạo ra năng suất cao hơn (49 so với 40 lbs mỗi ha mỗi ngày) so với các ao sử dụng thức ăn viên, mặc dù chu kỳ sản xuất kéo dài hơn 12 ngày (Bảng 1). Xu hướng tương tự cũng xảy ra đối với máy cho ăn tự động có hẹn giờ, với năng suất cao hơn trong các ao sử dụng thức ăn ép đùn. Tuy nhiên, mặc dù FCR của chúng cao hơn một chút, nhưng trọng lượng thu hoạch của chúng lại cao hơn 3g so với trọng lượng cuối cùng đạt được với thức ăn viên. Và năng suất cao hơn 22% khi các nguồn thức ăn ép đùn với các nguồn cấp âm thanh tự động.

Bảng 1. Kết quả kỹ thuật chăn nuôi tại các trang trại nuôi tôm thương mại sử dụng thức ăn viên và thức ăn ép đùn, và các phương pháp cho ăn khác nhau – máy cho ăn thủ công và tự động (AA) có hẹn giờ hoặc ống nghe dưới nước (phương pháp âm thanh) – trong giai đoạn 2018-2020 ở tỉnh Guayas, Ecuador.

Về mật độ thả giống, chúng tôi quan sát thấy rằng chiến lược cho ăn hỗ trợ bằng âm thanh tăng số lượng động vật trên mỗi khu vực và vẫn đạt được trọng lượng cuối cùng lớn hơn. Số ngày trên mỗi chu kỳ ít hơn 10% khi sử dụng kết hợp thức ăn ép đùn và thiết bị cho ăn bằng âm thanh, so với thức ăn viên và thiết bị cho ăn bằng âm thanh.

Thức ăn tích lũy trung bình tương ứng với sự kết hợp giữa thức ăn ép đùn – máy cho ăn âm thanh tương đối cao hơn (44,11 kg/ha/ngày) so với tất cả các chiến lược khác và sự kết hợp của chúng. Điều này dẫn đến tốc độ tăng trưởng hàng tuần cao hơn (1,72 g/tuần), cũng như thu hoạch được nhiều pound hơn trung bình (6.327 lbs./ha) đối với sự kết hợp này. FCR giảm rõ ràng so với thức ăn viên kết hợp thức ăn âm thanh (1,67 so với 1,96). Máy cho ăn theo thời gian và khẩu phần ăn dạng ép đùn cũng cho thấy kết quả tốt hơn so với máy cho ăn theo thời gian và chế độ ăn dạng viên về khối lượng thu hoạch và năng suất.

Các chiến lược cho ăn theo âm thanh có tỷ lệ sống sót trung bình là 52%, điều này có liên quan đến trọng lượng cuối cùng cao nhất đạt được (27g), so với các chiến lược khác đạt được trọng lượng cuối cùng trung bình là 23g với tỷ lệ sống sót trung bình là 55%.

Nói chung, chiến lược cho ăn bằng âm thanh làm cho sự khác biệt về sản xuất trở nên rõ ràng hơn khi so sánh với khẩu phần ăn dạng viên và ép đùn. Các chu kỳ nhận được nguồn thức ăn ép đùn bằng cách sử dụng máy cấp thức ăn tự động âm thanh đã đạt được hiệu quả tăng trưởng và cho ăn cao nhất, đồng thời giảm số ngày sản xuất (khoảng 18 ngày).

Thảo luận

Nuôi trồng thủy sản chính xác đòi hỏi sự kết hợp của các yếu tố vật lý, dinh dưỡng và quản lý, là một phần của phương pháp tiếp cận ngày càng cần thiết. Các đặc điểm của khẩu phần ăn ép đùn, vật lý, hóa học và sinh học, cho phép sử dụng các chất dinh dưỡng thức ăn tốt hơn, hiệu quả hơn nhờ chế biến tốt hơn, bổ sung vào thiết bị phân phối tự động giúp cải thiện các chỉ số năng suất của tôm, giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng và chuyển đổi thức ăn.

Chất lượng dinh dưỡng tốt hơn của thức ăn ép đùn (với khả năng tiêu hóa tốt hơn đối với protein, carbohydrate và axit amin thiết yếu) được bổ sung vào thời gian chính xác, phân phối thức ăn theo yêu cầu giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng của tôm và hiệu quả sử dụng thức ăn.

Với việc ngày càng có nhiều trang trại nuôi tôm áp dụng thức ăn ép đùn – hỗ trợ cải thiện năng suất nuôi tôm – chúng tôi hy vọng sản lượng tôm sẽ tăng mà không cần thêm diện tích sản xuất (ao), điều này cũng phản ánh tính bền vững của ngành.

Theo César Molina Poveda, Manuel Espinoza Ortega

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/extruded-feeds-combined-with-acoustic-feeding-technology-maximizes-shrimp-farm-production/

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

TÔM GIỐNG GIA HÓA- CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức