Tối Ưu Hóa Tự Động Hóa Thức Ăn: Cải Thiện Hệ Thống Cho Ăn Theo Thời Gian Và Theo Yêu Cầu Trong Nuôi Tôm Thẻ Chân Trắng Litopenaeus Vannamei Trong Ao Nuôi Bán Thâm Canh

Tóm tắt

Sự thành công liên tục của nghề nuôi tôm phụ thuộc vào việc cải thiện quản lý thức ăn và giảm chi phí lao động. Tôm là loài ăn tạp, ăn nhiều bữa nhỏ với khả năng dự trữ thức ăn trong dạ dày hạn chế. Do đó, hiệu suất tăng lên có thể đạt được bằng cách chia thức ăn thành nhiều bữa. Nghiên cứu ban đầu đã chứng minh rằng việc chuyển từ hệ thống cho ăn 2 lần mỗi ngày sang hệ thống cho ăn đa lần làm tăng tốc độ tăng trưởng và sản lượng. Những cải tiến hơn nữa đã được thực hiện với các hệ thống cho ăn theo nhu cầu (bão hòa). Mục tiêu của nghiên cứu này là tiếp tục phát triển phương pháp cho ăn tiêu chuẩn (SFP) cho các hệ thống cho ăn tự động để tối đa hóa tốc độ tăng trưởng trong sản xuất tôm thẻ tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei bán thâm canh. Đối với nghiên cứu này, một thử nghiệm sản xuất trong ao kéo dài 13 tuần đã được thực hiện tại 16, 0.1 ha ao ngoài trời, được thả ở mức 26 con tôm/ m² và cho ăn 40% protein thô 1,5 mm trong 4 tuần đầu tiên và thức ăn tối ưu hóa đậu nành protein 2,4 mm (protein thô 35%) trong 9 tuần, cả 2 đều do Zeigler Inc. sản xuất. 4 nghiệm thức bao gồm: 3 nghiệm thức cho ăn cố định lần lượt là 130, 145 và 160% SFP (SFP + 30%, SFP + 45%, SFP + 60%) được cho ăn bằng cách sử dụng bộ hẹn giờ tự động và nghiệm thức thứ 4 sử dụng hệ thống cấp liệu âm AQ1 theo yêu cầu. Không có sự khác biệt thống kê nào được tìm thấy giữa các nghiệm thức về tỷ lệ sống sống (dao động 75,2-81,4%) và FCR (dao động 0,96-1,11). Nhìn chung, nguồn thức ăn đầu vào gia tăng dẫn đến sản lượng cao hơn. Phản ứng tốt nhất là với hệ thống AQ1 đã điều chỉnh thức ăn đầu vào trong thời gian thực và cuối cùng cung cấp đầu vào thức ăn cao hơn dẫn đến tôm và năng suất lớn hơn. Dựa trên kết quả của nghiên cứu này và các thử nghiệm trước đó, các phương pháp cho ăn tiêu chuẩn cho các hệ thống tự động có thể được phát triển nhưng cho đến nay, các hệ thống phản hồi tự động hoạt động trong thời gian thực thực hiện các thực hành được tiêu chuẩn hóa.

1.Giới thiệu

Tôm là một trong những loại thủy sản phổ biến nhất. Trong nuôi trồng thủy sản, tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei là loài tôm được ưa chuộng do đặc điểm nuôi và sự chấp nhận của người tiêu dùng. Sự thành công liên tục của nghề nuôi tôm sẽ dựa vào việc tăng cường, cải thiện quản lý thức ăn và giảm chi phí lao động. Chi phí thức ăn là một trong những chi phí biến đổi quan trọng nhất, nguồn thức ăn cung cấp dinh dưỡng và cũng như tạo ra chất thải sinh học trong sản xuất tôm (Taconand Forster, 2003). Thức ăn cho tôm có sẵn trên thị trường nói chung là đủ (Quintero và Roy, 2010), nhưng việc áp dụng đúng cách là điều cần thiết để cải thiện tối đa kinh tế và môi trường trong các trang trại nuôi trồng thủy sản (Chatvijitkul và cộng sự, 2017; Van và cộng sự, 2017).

Tôm là động vật đáy ăn tạp (Cuzon và cộng sự, 2004; Dall và cộng sự, 1990; Varadharajan và Pushparajan, 2013) với khả năng lưu trữ thức ăn hạn chế bên trong đường tiêu hóa, dẫn đến tiêu hóa liên tục một lượng nhỏ thức ăn nhưng lại chậm hơn. Một số nghiên cứu đã cho thấy hiệu suất tăng trưởng được nâng cao đối với nuôi tôm với nhiều lần cho ăn trong suốt cả ngày (Carvalho and Nunes 2006; Jescovitch, và cộng sự, 2018; Ullman, và cộng sự, 2019a). Điều này là do sự sẵn có của thức ăn ngày càng tăng nhưng thời gian thức ăn tiếp xúc với nước cũng có thể làm giảm giá trị dinh dưỡng (Obaldo, và cộng sự, 2002). Ullman và cộng sự (2019c) đã báo cáo hiệu suất tăng trưởng giảm và FCR cao hơn đối với thức ăn tôm mà trước đó đã “bị rã” trong hơn 0,5 giờ trước khi cho ăn. Điều này cho thấy rằng thức ăn ngâm trong nước càng lâu thì giá trị dinh dưỡng càng thấp, do đó cho thấy ưu tiên các bữa ăn nhỏ có thể tiêu thụ nhanh. Cho ăn nhiều lần với số lượng nhỏ và tiêu thụ nhanh chóng có thể cải thiện việc cung cấp chất dinh dưỡng thông qua việc giảm lọc chất dinh dưỡng dẫn đến cải thiện sự tăng trưởng và quản lý chất thải. Tuy nhiên, việc cung cấp nhiều bữa ăn có thể rất tốn công sức và không thể thực hiện được về mặt kinh tế ở các khu vực như Châu Mỹ nơi chi phí lao động cao so với Đông Nam Á, nơi có xu hướng sử dụng nhiều thức ăn hơn mỗi ngày (Davis và cộng sự, 2018).

Trái ngược với nhiều loài cá, hành vi kiếm ăn của tôm không thể nhận thức trực quan về lượng thức ăn. Hơn nữa, ước tính đầy đủ về quy mô quần thể và sinh khối là điều cần thiết cho việc quản lý thức ăn chăn nuôi (NRC, 2011), đặc biệt phức tạp trong các hệ thống nước đục như ao. Do đó, việc ước tính hoặc điều chỉnh thức ăn đầu vào để đáp ứng nhu cầu ăn vào của tôm có thể rất khó khăn. Do đó, có nhiều chiến lược khác nhau để quản lý thức ăn đầu vào cho sản xuất tôm.

Các bảng thức ăn được sử dụng thường xuyên bởi nông dân (Casillas-Hernandez và cộng sự, 2006) dựa trên dữ liệu chu kỳ sản xuất trước đó và đóng vai trò là tài liệu tham khảo cho các chu kỳ trong tương lai bất kể hệ thống phân phối thức ăn. Khay thức ăn là một trong những chiến lược quản lý thức ăn phổ biến nhất vì chúng cho phép ước tính tổng lượng thức ăn (Martinez-Cordova, và cộng sự, 1998). Tuy nhiên, một kỹ thuật sử dụng nhiều lao động là một trở ngại lớn (Bador và cộng sự, 2013; Davis và cộng sự, 2018; Ullman và cộng sự, 2019a). Để đáp ứng nhu cầu cải thiện các quy trình quản lý thức ăn chăn nuôi của ngành nuôi tôm, một số kỹ thuật và công nghệ đã được phát triển để giải quyết vấn đề này.

Bộ hẹn giờ không phải là một công nghệ mới và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực và hệ thống sản xuất nuôi trồng thủy sản khác nhau. Những máy cho ăn này cho phép tăng số lượng thức ăn mà không ảnh hưởng tiêu cực đến chi phí lao động. Ullman và cộng sự (2019a) đã báo cáo không có cải thiện đáng kể nào trong sản lượng đối với các ao được cho ăn cùng một lượng thức ăn 2 lần/ngày trái ngược với các ao được cho ăn cùng một lượng nhưng cho ăn 6 lần/ngày. Điều này chỉ ra rằng năng suất tốt hơn có thể đạt được bằng cách tăng cả số lượng bữa ăn và thức ăn đầu vào. Đồng thời, thức ăn chăn nuôi cũng là một công cụ quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Phản hồi ăn đơn giản nhất ở cá có thể quan sát trực tiếp – nhưng điều này lại không thể thực hiện trong nuôi tôm do kích thước tôm và rất khó quan sát trong nước. Sử dụng một cách tiếp cận khác, trong thập kỷ qua, các hệ thống cho ăn phản hồi âm thanh theo yêu cầu đã được chứng minh là một công cụ đáng tin cậy trong nuôi tôm (Silva, và cộng sự, 2019). Các hệ thống cho ăn này phản ứng với tiếng ồn lách cách đặc trưng do tôm tạo ra trong khi cho ăn. Các nghiên cứu trước đây của Napaumpaipom và cộng sự (2013) về mật độ cao, hệ thống thâm canh và Jescovitch và cộng sự (2017), Ullman và cộng sự (2019a; 2019b) trong điều kiện bán thâm canh đã cho thấy sự cải thiện về hiệu suất tăng trưởng bằng cách áp dụng hệ thống thức ăn theo âm thanh so với kỹ thuật nạp bằng tay và hẹn giờ trong các hệ thống bán thâm canh. Để tiếp tục, nghiên cứu này nhằm mục đích cải thiện các phương pháp cho ăn theo thời gian bằng cách điều chỉnh lượng thức ăn và so với các hệ thống cung cấp thức ăn bằng âm thanh.

2.Vật liệu và phương pháp

Thử nghiệm này được thực hiện tại Sở Bảo tồn và Tài nguyên Thiên nhiên Alabama, Trung tâm Nuôi trồng Thủy sản Claude Peteet, Gulf Shores, Alabama. Ấu trùng tôm thẻ chân trắng L. vannamei (2,3 mg) được lấy từ Hệ thống cải tiến tôm (Islamorada, FL, Hoa Kỳ), thích nghi và nuôi dưỡng trong hệ thống nhà kính trong 18 ngày. Tôm con (6 mg) sau đó được thả trong các ao ngoài trời với mật độ 26 con/m². Nghiên cứu sản xuất được thực hiện tại 16, 0.1 ha ao ngoài trời trong thời gian sản xuất 13 tuần.

Các ao được sử dụng trong thời kỳ sinh trưởng có diện tích bề mặt khoảng 0,1 ha (46 x 20 x 1,0 m) được lót bằng polyetylen mật độ cao 1,52 mm với lớp đất cát 25 cm ở phía dưới. Các ao chứa đầy nước lợ (10,8 – 12,9 g/L) từ Kênh nội địa giữa Mobile và Vịnh Perdido, Alabama, được lọc qua một túi lọc lưới vải 250 μm. Bón thêm vôi vô cơ vào ao 2 tuần trước khi thả giống để cải thiện năng suất của ao (1687 mL 32-0-0 và 303 mL 10-34-0 cho 5,70 kg/ha N và 1,03 kg/ha P). Việc xử lý bón phân tương tự đã được lặp lại cho mỗi ao một tuần sau khi thả ao vì chỉ số Secchi cho tất cả các ao vẫn xấp xỉ với tổng độ sâu của ao. Để cố gắng duy trì lượng oxy hòa tan (DO) trên 3 mg/L, tất cả các ao đã được cung cấp một thiết bị sục khí bề mặt 2 hp (Aire-O2, Aeration Industries International, Inc., Minneapolis, MN, Hoa Kỳ) làm nguồn sục khí cơ học chính và một thiết bị sục khí bề mặt 1 hp (Aquarian, Air-O-Lator, Kansas City, MO, Hoa Kỳ) để dự phòng và/ hoặc sục khí bổ sung. Không thay nước trong suốt thử nghiệm này.

2.1. Quản lý thức ăn chăn nuôi

Tất cả các ao đều được cung cấp hai khẩu phần ăn giống nhau: khẩu phần ăn thương mại 1,5 mm (40% protein thô, 9% lipid thô) được sản xuất bởi Zeigler Inc. (Gardners, PA, Hoa Kỳ) trong 4 tuần đầu tiên và thức ăn tối ưu hóa đậu nành protein 2,4 mm (protein thô 35%, 8% lipid thô) do Zeigler Inc. sản xuất từ tuần thứ 4 trở đi theo các nghiệm thức. Công thức khẩu phần ăn cho thí nghiệm này giống như công thức được sử dụng bởi Ullman và cộng sự (2019a). Để đánh giá tiềm năng tự động hóa, 4 nghiệm thức được sử dụng là phương pháp cho ăn tiêu chuẩn (SFP) + 30%, SFP + 45%, SFP + 60% và hệ thống cho ăn bằng âm thanh thụ động (hệ thống cho ăn âm thanh SF200, Hệ thống AQ1, Tasmania, Úc). SFP được tính toán dựa trên mức tăng trọng dự kiến là 1,3 g/tuần, tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) là 1,2 và tỷ lệ chết hàng tuần là 1,5% trong thời kỳ sinh trưởng. SFP được sử dụng trong thí nghiệm này dựa trên Davis và cộng sự (2006) được phát triển để tối ưu hóa sự tăng trưởng và FCR khi sử dụng 2 lần cho ăn mỗi ngày, dẫn đến kết quả khả quan theo báo cáo của Sookying và cộng sự (2011). Nó cũng được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho việc phát triển một phương pháp cho ăn theo thời gian với kết quả khả quan cũng như được báo cáo bởi Sookying và cộng sự (2011), Van và cộng sự (2017), Jescovitch và cộng sự (2018) và Ullman và cộng sự (2019a; 2019b). Mỗi trong số 4 lần lặp lại cho mỗi nghiệm thức được gán ngẫu nhiên cho một ao ngoại trừ việc xử lý hệ thống AQ1 do hạn chế về điện. Tất cả các nguồn thức ăn được sử dụng để điều trị SFP là bộ hẹn giờ BioFeeder (BioFeeder SA, Guayaquil, Ecuador), cho ăn 20 phút/lần từ 07:00 đến 19:00. Quản lý nguồn cấp thức ăn Biofeeder (ví dụ: đặt lượng thức ăn, bật/tắt) được thực hiện từ xa bằng phần mềm cụ thể của bộ hẹn giờ. Hệ thống cho ăn AQ1 cho ăn ad libitum bằng hydrophone với phần mềm máy tính để theo dõi hoạt động cho ăn. Tất cả các ao dưới sự quản lý của hệ thống AQ1 cũng được trang bị cảm biến DO dưới nước (đặt cách đáy ao khoảng 10 cm) và hệ thống được thiết lập để chỉ cho phép cho ăn khi mức DO trên 4 mg/L. Trong cả 4 ao được xử lý hệ thống AQ1, thiết bị sục khí chính được kết nối với hệ thống để nó có thể kiểm soát hoạt động của thiết bị sục khí dựa trên thông tin do cảm biến DO cung cấp. Tất cả các ao đều được cho ăn thủ công một lượng dựa trên SFP 2 lần/ngày trong 30 ngày đầu tiên sau đó BioFeeders được bắt đầu. Hệ thống AQ1 được bắt đầu vào ngày sản xuất ao thứ 34.

2.2. Lấy mẫu và chất lượng nước

Sau 17 ngày nuôi trong ao, tôm được lấy mẫu hàng tuần trong suốt chu kỳ sản xuất còn lại bằng cách sử dụng lưới chài (bán kính 1,52 m và lưới 0,96 cm) để thu thập khoảng 60 con mỗi ao. Lấy mẫu ao cho phép ghi lại trọng lượng để đánh giá tăng trưởng và kiểm tra sức khỏe nói chung. Các ao được theo dõi (DO, nhiệt độ, độ mặn và pH) ít nhất 3 lần/ ngày, vào lúc mặt trời mọc (05:00-05:30 giờ), buổi chiều (14:00-14:30 giờ) và buổi tối (19:00-20:00 giờ), sử dụng máy đo YSI ProPlus (Yellow Springs Instrument Co., Yellow Springs, OH, Hoa Kỳ). Thông số đọc đĩa Secchi được ghi lại mỗi tuần 1 lần khi tổng nitơ amoniac (TAN) và nồng độ Chlorophyll-a được ghi lại 2 lần/tuần. Các mẫu nước được lấy vào buổi sáng trên bề mặt và TAN được phân tích bằng điện cực chọn lọc ion amoniac hiệu suất cao (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, Hoa Kỳ). Hiệu chuẩn trực tiếp điện cực được thực hiện bằng cách chuẩn bị pha loãng nối tiếp chất chuẩn amoniac 100 +/- 1 mg/L (được chứng nhận có thể truy xuất nguồn gốc theo vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn NIST) để tạo ra ba tiêu chuẩn amoniac (0.1, 1.0 và 10.0 mg/L), việc hiệu chuẩn được thực hiện trước khi phân tích mỗi tuần. Các mẫu diệp lục được lấy mỗi tuần 1 lần bằng cách lọc mẫu nước qua các bộ lọc sợi thủy tinh (đường kính 47 mm) bằng bơm chân không. Bộ lọc được giữ trong hộp nhựa 35 mm và được chuyển đến Trung tâm Thủy sản E.W Shell tại Đại học Auburn. Các phân tích được thực hiện theo các phương pháp phân tích tiêu chuẩn cho Chlorophyll-a bằng cách lọc màng, chiết xuất acetone-methanol của thực vật phù du và quang phổ (Eaton, và cộng sự, 2005).

Tất cả các ao xử lý AQ1 đều được cung cấp cảm biến DO với thông tin oxy theo thời gian thực trên các ao đó. Tất cả các cảm biến đã được làm sạch 2 lần mỗi ngày để tránh tắc nghẽn và đọc sai. Hiệu chuẩn chỉ được thực hiện 1 lần trong toàn bộ chu kỳ. Do lỗi thiết bị gần cuối chu kỳ, một trong những ao xử lý AQ1 đã ngắt kết nối cảm biến DO và sục khí tự động và được cho ăn ad libitum từ năm 07:00 đến năm 19:00.

2.3. Thu hoạch và giá trị tôm

Các ao được thu hoạch trong 3 ngày vào cuối giai đoạn nuôi 13 tuần. Các ao đã được thoát nước 1 phần và đêm trước khi thu hoạch, mức độ đã giảm xuống còn khoảng 1/3 và sục khí được cung cấp bằng cách sử dụng thiết bị sục khí bề mặt. Vào ngày thu hoạch, lượng nước còn lại đã được rút hết và tôm được bơm ra khỏi bể đánh bắt bằng máy bơm thủy lực được trang bị ống hút đường kính 25 cm (bơm Aqua-Life, Magic Valley Heli-arc and Manufacturing, Twin-Falls, Idaho, Hoa Kỳ). Máy bơm được đặt trong bể đánh bắt và tôm được bơm, loại bỏ nước và thu gom vào một chiếc xe tải chở hàng. Tôm sau đó được rửa sạch, cân với số lượng lớn và 150 con được chọn ngẫu nhiên để đo trọng lượng riêng lẻ và xác định phân bố kích thước. Một phần phụ của những con tôm này đã được thu thập và đông lạnh để phân tích tiếp theo. Toàn bộ cơ thể gần với phân tích khoáng chất của tôm được thực hiện bởi Phòng thí nghiệm Trung Tây (Omaha, NE, Hoa Kỳ).

Giá tôm được sử dụng là mức trung bình trong ba năm (2014-2016) theo báo cáo của Urner Barry (Urner Barry, Toms River, NJ, Hoa Kỳ) đối với tôm thẻ chân trắng nuôi Mỹ Latinh. Giá trị một phần được tính bằng cách trừ chi phí thức ăn vào giá trị sản xuất như được tính từ giá Urner Barry và phân bổ quy mô tôm sản xuất. Giá thức ăn là $1.72/kg cho khẩu phần ăn khởi đầu và $1.09/kg cho khẩu phần ăn.

2.4. Phân tích thống kê

Phân tích thống kê dữ liệu tăng trưởng được thực hiện với SAS 9.4 (Viện SAS, Cary, NC, Hoa Kỳ) để thực hiện phân tích một chiều về phương sai để xác định sự khác biệt đáng kể (giá trị p < 0,05) giữa các nghiệm thức, các giả định cho ANOVA đã được đáp ứng. Student-Newman-Keuls thử nghiệm nhiều phạm vi đã được sử dụng để xác định sự khác biệt giữa các nghiệm thức. Ảnh hưởng của đầu vào thức ăn trong các lần xuất hiện DO thấp đã được phân tích thông qua phân tích hồi quy.

3.Kết quả

Trong thử nghiệm này, các thông số chất lượng nước chính được giữ trong phạm vi điển hình cho sản xuất tôm (Boyd và Tucker, 1992) (Bảng 1). Để đánh giá ảnh hưởng của việc nạp chất dinh dưỡng đối với nhu cầu oxy. Trong mùa hè, DO thường dưới 2.5. Hình 1 cho thấy lượng DO thấp trong mỗi ao được xác định bằng nghiệm thức. Phân tích hồi quy được thực hiện trên toàn bộ tập dữ liệu được hồi quy so với đầu vào nguồn cấp thức ăn cuối cùng. Mặc dù thức ăn đầu vào ảnh hưởng đến nhu cầu oxy sinh học (BOD) của ao và hầu hết các trường hợp xảy ra đã được đăng ký vào buổi sáng, không có mối tương quan tuyến tính (R² = 0,0944) (Hình 1) giữa số lần xuất hiện oxy thấp (<2,5 mg/ L) trong số đọc DO và lượng thức ăn đầu vào cho mỗi ao.

Bảng 1 – Tóm tắt các thông số chất lượng nước cho 4 nghiệm thức trong giai đoạn nuôi 13 tuần. Các giá trị được trình bày dưới dạng trung bình ( độ lệch chuẩn và giá trị tối đa và tối thiểu được trình bày trong ngoặc đơn

^aDO – lượng oxy hòa tan

^bTAN –  Tổng nitơ amoniac

Dữ liệu sản xuất được tóm tắt trong Bảng 2 với trọng lượng và năng suất cuối cùng thường theo lượng thức ăn đầu vào. Trọng lượng cá thể cuối cùng trung bình của tôm khác nhau đáng kể giữa nghiệm thức hẹn giờ và AQ1 nhưng không phải giữa các nghiệm thức thức ăn hẹn giờ. Tăng trưởng và năng suất hàng tuần khác nhau đáng kể giữa hai nghiệm thức có đầu vào thức ăn thấp hơn (SFP + 30% và SFP + 45%) và xử lý thức ăn đầu vào cao nhất (AQ1). Tỷ lệ sống sót dao động trong khoảng từ 72,5 đến 81,4% và FCR trong khoảng từ 0,96 đến 1,11 nhưng không tìm thấy sự khác biệt thống kê giữa các thông số này. Hình 3 và 4 trình bày các nghiệm thức trung bình thức ăn đầu vào và trọng lượng cá nhân trung bình trong suốt chu kỳ sản xuất. Lượng thức ăn đầu vào (kg/ha) khác nhau giữa các nghiệm thức, như thể hiện trong Bảng 2.

Bảng 2 – Tóm tắt phản ứng của tôm thẻ chân trắng đối với các quy trình quản lý thức ăn khác nhau

Bảng 3 – Phương tiện thành phần toàn thân cho từng nghiệm thức theo phân tích của Phòng thí nghiệm Trung Tây (Omaha, NE, Hoa Kỳ)

Kết quả phân tích đầu vào thức ăn được tóm tắt trong Hình 4. Dữ liệu được tóm tắt trong Hình 4 không bao gồm dữ liệu cho đến ngày 17 do thiếu mẫu mặc dù lượng thức ăn đã được điều chỉnh vào ngày 10 dựa trên sự tăng trưởng và tỷ lệ sống dự kiến. Các phân tích dữ liệu kết hợp cho thấy sự khác biệt ngày càng tăng về kích thước như được chỉ ra trước đó bởi Hình 2 và 3.

Hình 4 – Lượng thức ăn đầu vào được tính toán ngược được biểu thị bằng trọng lượng cơ thể phần trăm cho các kích cỡ khác nhau của tôm. Hồi quy thể hiện kết quả của dữ liệu tổng hợp.

Phân tích thành phần toàn bộ cơ thể gần đây được tóm tắt trong Bảng 3. Nghiệm thức SFP + 60% tôm sản xuất với tần suất thấp hơn đáng kể so với SFP + 45% nhưng không có sự khác biệt thống kê nào khác được tìm thấy trong bất kỳ thông số nào khác được đánh giá trong phân tích thành phần toàn thân.

Chi phí thức ăn và giá trị kinh tế của tôm sản xuất được tóm tắt trong Bảng 2. Sự khác biệt đáng kể đã được tìm thấy cho tất cả các nghiệm thức trong cả đầu vào thức ăn và chi phí thức ăn. Tuy nhiên, đối với giá trị tôm và chênh lệch thống kê thu nhập một phần chỉ được tìm thấy giữa cả nghiệm thức SPF + 30% và SFP + 45% so với AQ1.

4.Thảo luận

Thức ăn cho tôm thương phẩm được coi là phù hợp về mặt dinh dưỡng và là một trong những chi phí vận hành chính của hầu hết các trang trại. Để đảm bảo đầu tư vào thức ăn chất lượng cao được tối đa hóa, điều quan trọng là phải tập trung vào các quy trình cho ăn Tôm thông thường được cho ăn 2 đến 4 bữa một ngày bằng cách phân tán bằng tay hoặc thông qua việc sử dụng khay thức ăn. Tuy nhiên, tôm có thể được mô tả là động vật chăn thả ở chỗ chúng đã tiến hóa để tìm ra những mảng thức ăn nhỏ với tần suất cao cho thấy tần suất thức ăn là một động lực quan trọng của lượng chất dinh dưỡng. Ullman và cộng sự (2019a) đã báo cáo sự gia tăng đáng kể trọng lượng cuối cùng của tôm được nuôi với 6 lần cho ăn/ngày so với những con được cho ăn một lượng thức ăn tương tự trong 2 lần cho ăn mỗi ngày. Việc sử dụng tự động hóa để tăng số lần cho ăn không chỉ tạo điều kiện cho tôm tăng trưởng mà còn cải thiện cân bằng kinh tế khi nhu cầu lao động giảm và hiệu quả thức ăn được cải thiện (Davis và cộng sự, 2018). Ứng dụng của bộ cho ăn tự động đã cho thấy nhiều lợi thế so với các phương pháp thông thường. Trong các bộ cho ăn tự động, các hệ thống cho ăn bằng âm thanh theo yêu cầu đã cho thấy hiệu suất được cải thiện so với các bộ đếm thời gian đơn giản hơn (Jescovitch và cộng sự, 2018; Napaumpaipom và cộng sự, 2013; Ullman và cộng sự, 2019a; 2019b) và trong một số trường hợp, chất lượng nước được cải thiện đã được báo cáo.

Trong toàn bộ chu trình sản xuất này, việc quản lý chất lượng nước nhằm mục đích giữ mức oxy hòa tan trên 3 mg/L. Với sự thay đổi giữa các ao cũng như sự thay đổi trong quản lý thức ăn, rất khó để đưa ra kết luận về dữ liệu chất lượng nước. Jescovitch và cộng sự (2018) đã báo cáo mức độ TAN tăng lên liên quan đến việc tăng lượng thức ăn đầu vào bằng cách sử dụng hệ thống AQ1. Tuy nhiên, tải lượng thức ăn cao hơn đáng kể so với nghiên cứu đã đề cập trước đó nhưng có sự khác biệt tối thiểu về chất lượng nước. Việc thiếu sự khác biệt giữa các mức thức ăn đầu vào sẽ cho thấy nằm trong khả năng xử lý của hệ sinh thái trong ao. Trong điều kiện sục khí được quản lý bằng hệ thống AQ1 điểm đặt tự động hoặc thông qua quản lý thủ công. Mặc dù được quản lý, chúng tôi đã đếm những ngày DO giảm xuống dưới 2,5 mg/L. Dữ liệu này được vẽ dựa trên đầu vào thức ăn cho mỗi ao và được trình bày trong Hình 1. Sự hồi quy này có sự phù hợp rất yếu (R² 0,0944) và các thử nghiệm thống kê tiếp theo cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức (p = 0,2469) cuối cùng xác nhận rằng các ao có thể xử lý tải lượng chất dinh dưỡng.

Hình 1- Mối quan hệ giữa tổng lượng oxy xuất hiện thấp (< 2,5 mg/L) mỗi nghiệm thức và tổng lượng thức ăn đầu vào.

Trong 30 ngày đầu tiên, chương trình cho ăn cho tất cả các nghiệm thức đã được lập trình trước sau SFP được mô tả trước đó, giả định các ước tính cho mật độ cũng như tăng trưởng. Mặc dù đây không phải là một giao thức tối ưu hóa nhưng người ta cho rằng năng suất chính là một phần đáng kể lượng chất dinh dưỡng và đầu vào thức ăn phải được tăng lên một cách có hệ thống để cho phép điều hòa ao với tải lượng thức ăn cao. Ngoài ra, vì thức ăn cho tôm thấp hơn trong các ao chuỗi thức ăn, năng suất chính có nhiều khả năng là một trong những nguồn dinh dưỡng chính ở giai đoạn này và thức ăn thừa cũng sẽ kích hoạt sự phát triển của thực vật phù du (NRC, 2011). Sau 30 ngày nuôi cấy, các nghiệm thức đã được bắt đầu và thức ăn được phân tán bằng cách sử dụng bộ nạp hẹn giờ. Vào ngày 34, hệ thống AQ1 đã được bắt đầu. Tổng lượng thức ăn đầu vào (kg/ha) khác nhau đáng kể cho mỗi lần xử lý (Bảng 2). Bằng cách đánh giá đầu vào thức ăn thông qua chu kỳ sản xuất (Hình 2) và so sánh điều này với mức tăng trưởng trung bình của từng cá nhân (Hình 3), có thể nhận ra một số khác biệt về thức ăn. Từ ngày 38 đến ngày 45, đầu vào thức ăn cho hệ thống cho ăn AQ1 đã giảm đáng kể. Có hai cách giải thích có thể xảy ra về điều này: kích thước nhỏ của tôm tạo ra tín hiệu âm thanh tối thiểu dẫn đến đầu vào thức ăn thấp hoặc năng suất sơ cấp vẫn là nguồn thức ăn đủ cho tôm trong loại kích thước đó. Vì không có sự khác biệt về trọng lượng trung bình, có vẻ như đầu vào thức ăn giảm không ảnh hưởng đến tăng trưởng. Từ thời điểm này, đầu vào nguồn cấp dữ liệu AQ1 tăng đều đặn cho đến ngày thứ 59, nơi nó đạt đỉnh. Từ 50 ngày đến khi kết thúc sản xuất, đầu vào thức ăn chăn nuôi cao nhất cho các nghiệm thức AQ1. Dựa trên trọng lượng mẫu, rõ ràng là có tới 45 ngày nuôi, mức đầu vào thức ăn thấp nhất là chấp nhận được. Tuy nhiên, sau thời điểm này nghiệm thức SFP + 30% và SFP + 45% xử lý thức ăn dẫn đến tôm nhỏ hơn hoặc tốc độ tăng trưởng giảm. Tôm được nuôi bằng mức SFP + 60% duy trì mức tăng trưởng tương tự như hệ thống AQ1 cho đến ngày 73, sau đó có vẻ như tăng trưởng đã giảm. Dữ liệu này khiến chúng tôi tin rằng có thể đạt được tốc độ tăng trưởng cao với đầu vào thức ăn thấp hơn AQ1 mặc dù đến một lúc nào đó thức ăn sẽ trở thành một yếu tố hạn chế cho sự tăng trưởng. Bất kể không có sự khác biệt nào về FCR giữa các nghiệm thức đã được đăng ký và các giá trị được báo cáo là nhiều hơn mức chấp nhận được trong tất cả các nghiệm thức.

Hình 2– Lượng thức ăn đầu vào hàng tuần (kg/ao) thông qua chu kỳ sản xuất trung bình cho mỗi nghiệm thức. Đầu vào thức ăn tương đương trong 30-34 ngày đầu tiên. Thời gian được bắt đầu vào ngày 30 và bộ cấp thức ăn AQ1 vào ngày 34.

Tôm không được lấy mẫu trong tuần đầu tiên vì rất khó lấy mẫu đại diện với tôm nhỏ trong ao. Do đó, ngoại trừ vài tuần đầu tiên sản xuất, dữ liệu thu thập được có thể được sử dụng để phát triển đường cong thức ăn. Để làm điều này, tỷ lệ sống cuối cùng được sử dụng để tính toán lại số lượng tôm ước tính tại bất kỳ thời điểm nào và phần trăm trọng lượng cơ thể được tính toán. Dữ liệu này được trình bày trong Hình 4 không bao gồm dữ liệu từ 17 ngày đầu tiên sản xuất. Dữ liệu này sau đó có thể được sử dụng làm tỷ lệ thức ăn khuyến nghị cho tôm được sản xuất trong các điều kiện tương tự.

Các phân tích hoặc dữ liệu kết hợp cũng cho thấy tôm điều chỉnh tăng trưởng dựa trên lượng thức ăn đầu vào cao hơn dẫn đến tôm lớn hơn. Ủng hộ kết luận này là thực tế là các ao nuôi SFP + 60% cũng ghi nhận tỷ lệ sống trung bình cao hơn về số lượng. Ngoài ra, mặc dù thức ăn đầu vào chỉ được phân biệt với ngày 30 trở đi (Hình 2), có thể xác định các cá thể lớn hơn (Hình 3) trong các ao SFP + 60% cùng lúc với đầu vào thức ăn theo tỷ lệ phần trăm trọng lượng cơ thể (Hình 4) vẫn tương tự. Điều này có thể là hậu quả của tỷ lệ sống cao hơn về số lượng (Bảng 2) trong nghiệm thức này bất kể đầu vào thức ăn cao hơn và tôm cũng điều chỉnh sự tăng trưởng của chúng thành thức ăn đầu vào. Nói tóm lại, phân tích kết hợp dữ liệu được tóm tắt trong Hình 3 và 4 chỉ ra rằng tôm có thể điều chỉnh sự tăng trưởng của chúng dựa trên nguồn thức ăn sẵn có, điều đó cũng cho thấy rằng có thể có một ngưỡng cho lượng thức ăn đầu vào mà qua đó tăng trưởng tương đối không tăng. Do đó, từ góc độ quản lý chất lượng nước và kinh tế, dữ liệu cho thấy tôm có thể được cho ăn SFP + 30% cho đến khi kích thước riêng lẻ đạt khoảng 18 gram (~ ngày 50) và sau đó đầu vào thức ăn sẽ được tăng lên SFP + 60% cho đến khi kết thúc sản xuất. Thậm chí có thể tăng thêm đầu vào thức ăn trong hai tuần sản xuất cuối cùng, như đã thấy trong hệ thống AQ1, là nguyên nhân làm tăng thêm kích thước tôm (Bảng 2).

Hình 3- Cân nặng cá nhân trung bình hàng tuần (g) tính theo mức trung bình cho mỗi nghiệm thức.

Quản lý thức ăn và thành phần dinh dưỡng của khẩu phần ăn được biết là ảnh hưởng đến thành phần trung tâm của động vật mặc dù tôm dường như ít phản ứng hơn các động vật khác. Để đánh giá sự thay đổi có thể có về hàm lượng dinh dưỡng, phân tích gần nhất về thành phần cơ thể tôm nguyên con (Bảng 3) đã được xác định. Hàm lượng tro trong tôm được cho ăn trong SFP cao hơn đáng kể + 45% so với SFP + 60%. Ullman, và cộng sự (2019b) đã báo cáo sự khác biệt trong một số hợp chất giữa các nghiệm thức, cụ thể là hàm lượng chất béo cao hơn để điều chỉnh lượng thức ăn đầu vào cao hơn. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, không có sự khác biệt nào được tìm thấy trong bất kỳ thành phần nào ngoại trừ tro. Trong nghiên cứu này, hàm lượng tro cao hơn đáng kể ở tôm được nuôi trong quá trình xử lý SFP + 60% so với những con ở khẩu phần ăn SFP + 60%. Sự thay đổi về hàm lượng tro không nhất quán giữa các nguồn thức ăn đầu vào; do đó có thể chỉ đơn giản là do sự thay đổi tự nhiên trong dữ liệu hoặc có thể thay đổi nhỏ các khoáng chất vĩ mô như Ca và P.

5. Kết luận

Kết quả của nghiên cứu này nhấn mạnh kết quả đạt được trong các nghiên cứu tương tự của Jescovitch và cộng sự (2018) và Ullman và cộng sự (2019a; 2019b), chỉ ra rằng sản lượng và giá trị của tôm thẻ chân trắng L. vannamei cao hơn khi được sản xuất trong nuôi ao bán thâm canh có thể đạt được thông qua việc áp dụng các hệ thống phản hồi âm thanh dựa trên nhu cầu. Nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng có thể thiết lập một phương pháp cho ăn hiệu quả theo thời gian. Do đó, giảm sự khác biệt về hiệu suất giữa hai công nghệ. Tuy nhiên, việc sử dụng hiệu quả các bộ hẹn giờ phụ thuộc rất nhiều vào kế hoạch cho ăn đầy đủ dựa trên các chu kỳ sản xuất trước đó cũng như các quan sát sau khi cho ăn. Ước tính kém về tỷ lệ sống sót, tăng trưởng và phản ứng thức ăn có khả năng ảnh hưởng tiêu cực đến tăng trưởng, điều kiện môi trường (chất lượng nước) và hiệu quả tài chính.

Đối với bản chất bên trong của công nghệ phản hồi là cung cấp theo yêu cầu trong thời gian thực, hầu như không thể có bất kỳ bộ hẹn giờ nào sẽ hiệu quả như hệ thống phản hồi thụ động thời gian thực. Tuy nhiên, kết quả này xác nhận rằng một phương pháp cho ăn tiêu chuẩn có thể được phát triển cho hệ thống cho ăn tự động sẽ hỗ trợ tốc độ tăng trưởng nâng cao được thấy khi sử dụng các hệ thống này. Do đó, cung cấp hướng dẫn cho cấp độ công nghệ này. Giá trị sản phẩm tăng cũng có thể bù đắp chi phí lắp đặt và vận hành của bất kỳ công nghệ nào trong số này. Tuy nhiên, theo báo cáo của Ullman và cộng sự (2019a), không thể cung cấp chính xác chi phí thực hiện do thiếu tính tuyến tính vốn có của cơ sở và thiết lập sản xuất.

Theo João Reis, Romi Novriadi, Anneleen Swanepoel, Jingping Guo, Melanie Rhodes, D. Allen Davis

Nguồn: https://sci-hub.hkvisa.net/10.1016/j.aquaculture.2019.734759

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

TÔM GIỐNG GIA HÓA- CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG 

Xem thêm:

• Gia tăng giá trị thu hoạch tôm: Cải thiện màu sắc tôm bằng cách làm tối môi trường
• Người nuôi tôm ở Indonesia đang vượt qua những thách thức hiện tại như thế nào
• Liệu Vi Tảo Có Thể Là Tương Lai Của Siêu Thực Phẩm Bền Vững Không?