Chế phẩm sinh học xử lý nước nuôi trồng thủy sản giúp tận dụng nguồn nước, bảo vệ môi trường, tăng năng suất vật nuôi.
Tận dụng tro trấu để lên men vi khuẩn
Một trong những loại ô nhiễm phổ biến nhất ở các vùng nuôi trồng thủy sản tại Việt Nam hiện nay là ô nhiễm amoni (NH3) – một loại chất độc phát sinh từ các thức ăn dư thừa và chất thải của tôm cá.
Mặc dù nồng độ amoni trong các vùng nuôi trồng thủy sản thường không cao bằng các loại nước thải sinh hoạt song vẫn dễ dàng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng của các loài thủy sản chỉ với hàm lượng rất nhỏ.
Ô nhiễm amoni sẽ kéo theo ô nhiễm nitrit - hợp chất cực kỳ độc cho động vật thủy sinh, đặc biệt là các ấu trùng nuôi, chỉ với hàm lượng nitrit vượt quá 0,3 mg/l sẽ ức chế vận chuyển oxy trong máu.
Hiện nay, các cơ sở nuôi trồng thủy sản đã áp dụng nhiều giải pháp để làm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm amoni, trong đó giải pháp tăng cường sinh học - sử dụng các chế phẩm sinh học chứa các vi khuẩn có khả năng oxy hóa amoni và nitrit được coi là phù hợp nhất do có tính ổn định cao và thân thiện với môi trường.
Trên thị trường hiện nay cũng lưu hành nhiều loại chế phẩm sinh học xử lý nước nhiễm amoni, tuy nhiên hầu hết vẫn là sản phẩm nhập khẩu. Bởi vậy các chế phẩm này thường có giá thành cao, chất lượng chưa được kiểm chứng triệt để về mức độ an toàn, vi khuẩn không có nguồn gốc rõ ràng và đôi khi không phù hợp với điều kiện ngoại cảnh của Việt Nam.
Để khắc phục những nhược điểm đó, TS Hoàng Phương Hà và các cộng sự ở Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã đề xuất quy trình sản xuất chế phẩm sinh học dùng đề xử lý nước bị nhiễm amoni, dựa trên nguyên lý hoạt động của nhóm vi khuẩn nitrat hóa. Quy trình này là kết quả của quá trình nghiên cứu lâu dài mà TS Hoàng Phương Hà theo đuổi từ khi còn làm nghiên cứu sinh.
Về bản chất, quy trình sản xuất chế phẩm này cũng tương tự quy trình sản xuất các chế phẩm sinh học chứa vi khuẩn xử lý ô nhiễm nước nói chung, điểm khác biệt lớn nhất là tỉ lệ phối trộn các thành phần.
Các bước cụ thể bao gồm: Chuẩn bị môi trường khoáng cơ sở và nền mang (tro trấu); Hoạt hóa và nhân giống riêng rẽ các chủng vi khuẩn oxy hóa amoni và chủng vi khuẩn oxy hóa nitrit; Thu sinh khối; Chuẩn bị môi trường lên men xốp bằng cách phối trộn dịch sinh khối vi khuẩn – môi trường – nền mang theo tỉ lệ 1-10-20; Lên men trong 3 ngày ở nhiệt độ 28 độ C; Sấy, kiểm tra mật độ tế bào và đóng gói.
Việc sử dụng tro trấu là cơ chất cho bước lên men xốp của quy trình sản xuất là một điểm hoàn toàn mới so với các chế phẩm xử lý nước nhiễm amoni khác trên thị trường. Cách này vừa phù hợp cho sự phát triển của vi khuẩn, vừa tận dụng được nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam. Từ quy trình trên, các nhà khoa học sẽ thu được chế phẩm sinh học chứa hỗn hợp các chủng vi khuẩn nitrat hóa.
Làm sạch nước để tái sử dụng
Khi bổ sung chế phẩm vào môi trường nước bị ô nhiễm amoni, đặc biệt là nước nuôi trồng thủy sản, các vi khuẩn này sẽ bám dính trên chất mang của hệ thống hoặc trôi nổi theo dòng nước, sử dụng các hợp chất nitơ vô cơ gây ô nhiễm làm nguồn thức ăn, nhờ đó giúp nguồn nước luôn luôn được làm sạch.
Bước đầu nhóm đã tạo được chế phẩm nitrat hóa cho mục đích xử lý nước nuôi trồng thủy sản bị ô nhiễm nitơ và cũng đã được thử nghiệm ngoài thực tế tại đầm nuôi tôm thuộc tỉnh Sóc Trăng, kết quả đã loại bỏ đến 99% các thành phần nitơ trong quá trình nuôi tôm mà không cần thay nước.
Chế phẩm có hiệu quả cao trong việc làm sạch môi trường nước bị ô nhiễm amoni, giúp tái sử dụng nước nuôi trồng thủy sản mà không cần thay nước, lại an toàn, đơn giản, dễ thực hiện và phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam.
Tuy vậy theo nhóm nghiên cứu, chế phẩm này mới chỉ giải quyết được quá trình nitrat hóa, để hoàn thiện sản phẩm thì cần phải có thêm quá trình thứ 2 là khử nitrat trong đó bao gồm cả khử nitrit, như vậy sẽ loại bỏ triệt để amoni và nitrit.
Do đó nhóm tiếp tục hoàn thiện công nghệ sản xuất chế phẩm nitrat hóa - khử nitrat để xử lý môi trường nước nuôi thủy sản. Các vi khuẩn khử nitrat/nitrit mà nhóm nghiên cứu phân lập được có thể thực hiện trong điều kiện thiếu khí, nên hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi sự cung cấp oxy cho động vật thủy sản trong suốt quá trình nuôi.
Các chủng vi khuẩn khử nitrat/nitrit phân lập được có khả năng khử nitrit hiếu khí, trong đó ST26 có hoạt tính mạnh nhất đạt hiệu quả chuyển hóa nitrit tới 99% chỉ trong 2 ngày và không phát hiện nitrit ở ngày tiếp theo. Đến ngày thứ tư thì hiệu quả khử nitrit của ST20 đạt 92,6%, BL5 đạt 87,5%.
Hiệu quả xử lý nitrit ở điều kiện hiếu khí giảm 1/2 thời gian so với điều kiện kỵ khí. Ba chủng vi khuẩn khử nitrat/nitrit này đã được định danh và thuộc các chi Pseudomonas và Bacillus, khi chúng kết hợp với các vi khuẩn nitrat hóa thuộc chi Nitrosomonas và Nitrobacter (đã được nghiên cứu trước đó) tạo chế phẩm xử lý hoàn hảo và triệt để các hợp chất nitơ vô cơ trong đầm ao nuôi tôm thương phẩm.
Khi so sánh với chế phẩm Pondplus ngoài thị trường mà người dân thường dùng để xử lý ni-tơ thì chế phẩm nitrat hóa - khử nitrat nghiên cứu này có hiệu quả xử lý đồng bộ amoni và nitrit cao và ổn định ở các nồng độ ni tơ từ 20, 50 và 100 mg N/L, đạt 97 - 98%, trong khi khả năng loại bỏ amoni của chế phẩm Pondplus chỉ đạt khoảng 60%.
Chế phẩm đã được thử nghiệm tại đầm nuôi tôm thẻ chân trắng trên diện tích 3.000 m2 tại Trà Vinh của công ty cổ phần Maya farm trong suốt 3 vụ nuôi tôm (90 ngày/vụ) với mật độ nuôi 300 con/m2.
Kết quả cho thấy hàm lượng amoni và nitrit trong môi trường nuôi tôm dưới ngưỡng cho phép (theo QCVN 38:2011/BTNMT, hàm lượng amoni không quá 1 mgN/L).
Sản lượng thu hoạch đạt trung bình 3367 kg/vụ, tỷ lệ tôm chết thấp, tăng doanh thu trên 10% cho người nuôi so với đầm nuôi tôm không sử dụng chế phẩm nghiên cứu.
