Cải tiến gần đây ở các hệ thống nuôi tôm Raceway siêu thâm canh không thay nước
Tóm tắt:
Một nghiên cứu tiếp theo tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu nuôi trồng hải sản AgriLife Texas đang tìm hiểu các phương pháp để cải tiến hiệu quả kinh tế của các hệ thống nuôi tôm siêu thâm canh. Các tác giả mới đây đã tiến hành thực nghiệm ở 2 hệ thống biofloc nuôi tôm thẻ chân trắng không thay nước. Một thực nghiệm đã chứng minh rằng tôm từ một dòng tăng trưởng nhanh đã giúp giảm đáng kể thời gian một vụ nuôi. Trong một thực nghiệm ở các kênh nuôi raceway mới hơn và lớn hơn, máy phun không lỗ Venturi được cấp bằng sáng chế đã cung cấp sự thông khí và tuần hoàn nước hiệu quả hơn các hệ thống thông khí trước đó.
Hình: Hệ thống nuôi raceway (nuôi nước chảy) trước đây (trái) đã sử dụng các máy sục khí để thông khí và tuần hoàn nước. Các hệ thống nuôi raceway mới hơn và lớn hơn tận dụng các máy phun không lỗ Venturi để tuần hoàn nước.
Những cải tiến gần đây ở các hệ thống siêu thâm canh, kiểm soát biofloc, hạn chế xả thải trong nuôi tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei đề xuất là các hệ thống này có thể có lợi khi được sử dụng để sản xuất tôm sống hoặc tôm tươi, không bao giờ đông lạnh phục vụ cho các thị trường nhỏ riêng biệt. Những hệ thống này đem lại mức độ an toàn sinh học nâng cao và giảm rủi ro các thiệt hại vụ nuôi do bùng phát dịch bệnh virút. Hơn nữa, vận hành các hệ thống không thay nước này tối thiểu hóa tác động xấu của nước thải đến kênh thu nước thải.
Được hỗ trợ bởi Chương trình nuôi tôm biển Mỹ (USMSFP), các tác giả tại Phòng thí nghiệm nuôi trồng hải sản AgriLife Texas đang nghiên cứu nhằm cải tiến hiệu quả kinh tế của các hệ thống siêu thâm canh không thay nước để sản xuất tôm làm thực phẩm. Các thành viên của chương trình USMSFP sử dụng mô hình kinh tế và các lượng số khác để đánh giá những cải tiến trong các thực hành quản lý và các hệ thống nuôi tôm được sử dụng để sản xuất tôm cỡ bán trên thị trường. Các cơ sở tham gia đều cố gắng để tiêu chuẩn hóa các yếu tố như độ mặn, mật độ thả, thức ăn và nguồn tôm bột để các so sánh có ý nghĩa hơn.
Hai nghiên cứu mới đây đã so sánh năng suất của tôm nuôi ở AgriLife trong các kênh nuôi raceway thể tích 40m3 “cũ” và kênh nuôi raceway thể tích 100m3 “mới” sử dụng các phương pháp thông khí và trộn nước khác nhau.
Mô tả hệ thống
Những dự án trước đây của các nhà nghiên cứu tại AgriLife sử dụng một máy phun Venturi truyền động bằng bơm để đưa không khí và/hay oxy bổ sung vào hệ thống ống phân phối trung tâm lắp dọc theo đáy của các kênh nuôi raceway để trộn nước hay thông khí. Hệ thống cũ bao gồm 6 kênh nuôi raceway thể tích 40m3, kích thước kênh 3 × 28 m trong nhà vòm làm bằng sợi thủy tinh kích thước 32 × 26 m. Một máy bơm công suất 2 hp và máy phun Venturi để đưa không khí khí quyển hoặc hỗn hợp oxy và không khí vào nước nuôi. Các máy sục khí và khuếch tán khí cung cấp thêm sự tuần hoàn và trộn nước.
Các máy hớt bọt (hớt bọt protein hữu cơ) thương mại cỡ nhỏ kiểm soát chất hạt và các chất hữu cơ hòa tan. Hệ thống này đã hoạt động tốt trong nhiều nghiên cứu trước đây để sản xuất 8 – 9 kg/m3 cỡ tôm bán trên thị trường.
Hệ thống mới bao gồm hai kênh nuôi raceway thể tích 100m3 (kích thước 33 m × 3 m) trong nhà vòm hai lớp polyfilm. Để giảm thiểu các chi phí vận hành bằng cách giảm sử dụng năng lượng và loại bỏ nhu cầu oxy bổ sung, một máy phun không lỗ Venturi mới cấp bằng sáng chế được lắp đặt để cung cấp sự thông khí, hòa trộn và tuần hoàn. Các máy phun này hiện được sử dụng trong một số cơ sở xử lý nước thải, cần ít bảo dưỡng so với các phương pháp sục khí khác.
Tổng cộng 14 vòi phun được bố trí song song với hướng của dòng chảy dọc theo đáy mỗi vách kênh nuôi raceway. Ngoài ra, một vòi được sử dụng để cấp nguồn cho máy hớt bọt tự chế
để loại bỏ chất hạt và chất hữu cơ hòa tan. Hai máy bơm công suất 2 hp sẵn sàng để cấp nguồn cho các vòi phun trong mỗi kênh raceway. Tuy nhiên, khi sức tải thấp toàn bộ hệ thống có thể được vận hành chỉ với một máy bơm.
Cả hai hệ thống cũ và mới đều được trang bị các hệ thống báo động và theo dõi lượng oxy hòa tan, các số liệu được đưa về một máy tính trong phòng thí nghiệm mà cũng có thể được truy cập ở các địa điểm từ xa. Theo dõi thời gian thực là một công cụ quản lý có giá trị giúp giảm thiểu căng thẳng, bảo tồn các nguồn lực và thường đổi hướng nào khác có thể để không trở thành các biến cố thảm khốc.
Thực nghiệm 1: Hệ thống cũ
Trong nghiên cứu này, mỗi kênh trong bốn kênh raceway cũ được lấy nước pha từ 12 m3 nước biển, 8,5 m3 nước giàu bifloc đã được sử dụng trong một thực nghiệm ương giống trước đó dài 42 ngày không thay nước và 19,5 m3 nước thủy cục. Các kênh nuôi raceway được thả với mật độ 500 con/m3 tôm thẻ chân trắng L. vannamei ấu niên trọng lượng 1,9 g/con từ một dòng tăng trưởng nhanh do Viện Hải dương học ở Makapuu Point, Hawaii, Mỹ cung cấp. Độ mặn ở bốn kênh raceway là 18 ppt.
Để làm so sánh, một kênh raceway thứ 5 được đưa vào hoạt động với độ mặn 30 ppt và mật độ thả giống tương tự nhưng trọng lượng ấu niên nhỏ hơn một chút là 1,4 g. Cho tôm ăn loại thức ăn thương phẩm chứa 35% protein thô đặc chế cho các hệ thống thâm canh vận hành hạn chế thay nước. Thức ăn được cho bằng tay vào ban ngày và bằng máy cho ăn tự động vào ban đêm.
Các thông số chất lượng nước được duy trì ở phạm vi bình thường trong nuôi tôm thẻ chân trắng L. vannamei. Nhiệt độ nước, pH và hàm lượng oxy hòa tan trung bình tương ứng là 29,4 ˚C, 7,3 và 5,7 mg/L. Chất rắn có thể lắng được đo hàng ngày, trong khi ammonia, nitrite, nitrate, độ kiềm, độ đục và tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) được theo dõi ít nhất một tuần một lần.
Tôm được thu hoạch bằng vó. Tỷ lệ sống và hệ số chuyển đổi thức ăn tương tự nhau giữa các độ mặn 18 ppt và 30 ppt, trong khi tốc độ tăng trưởng hàng tuần ở hệ thống nuôi có độ mặn cao hơn thì tốt hơn một chút dẫn đến năng suất cao hơn (Bảng 1).
Thực nghiệm 2: Hệ thống mới
Hai kênh nuôi raceway với mỗi kênh thể tích 100 m3 được lấy nước trộn từ 55 m3 nước biển, 10 m3 nước sạch thủy cục đã khử trùng bằng chlorin và 35 m3 nước giàu biofloc từ một nghiên cứu ương giống trước đó. Tôm thẻ chân trắng, L. vannamei ấu niên trọng lượng 3,14 g – dòng kháng virut Taura do Hệ Thống Cải thiện Tôm tại Islamorada, Florida, Mỹ cung cấp được thả với mật độ 390 con/m3.
Cho tôm ăn cùng loại thức ăn đã sử dụng ở hệ thống khác. Thức ăn được cho bằng tay vào ban ngày và bằng băng chuyền tự động vào ban đêm. Các thông số chất lượng nước được duy trì trong phạm vi bình thường với giá trị trung bình về nhiệt độ nước là 29,8˚C, độ mặn là 28,5 ppt, pH là 7,1 và hàm lượng oxy hòa tan (DO) là 5,8 mg/L. Chất rắn có thể lắng được đo hàng ngày.
Tôm được thu hoạch từ chậu thu hoạch sử dụng một máy bơm chuyển cá thương phẩm. Tỷ lệ sống tốt với mức trung bình là 83%. Tôm tăng trọng trung bình ở mức 1,46 g/tuần và trọng lượng cuối cùng trung bình đạt 25,2g. Các hệ số chuyển đổi thức ăn trung bình là 1,77, trong khi sản lượng tôm trung bình của thực nghiệm này đạt 8,4 kg/m3.
Các quan điểm
Các số liệu sản xuất từ năm nay rất đáng khích lệ (đã sản xuất trên 3,588 kg) và đã học hỏi được một số bài học giá trị. Các máy hớt bọt kích cỡ nhỏ hơn chuẩn hiện được sử dụng ở cả hai hệ thống nuôi raceway và quan sát thấy một số tôm chết trong các giai đoạn có lượng chất rắn nhiều khi ở các nhiệt độ cao và các mức hàm lượng oxy hòa tan (DO) trung bình. Đơn giản nhưng hiệu quả, các bể lắng được lắp đặt để kiểm soát các chất rắn và cung cấp oxy bổ sung cho đến khi tỉ lệ chết giảm dần.
Trong 62 ngày đầu tiên của vụ sản xuất, phương pháp thông khí áp dụng trong hệ thống raceway mới thể tích 100m3 có thể cung cấp 6,5 kg/m3 tôm dùng một máy bơm công suất 2 hp không có máy thổi khí. Một phân tích kinh tế sơ bộ đã cho thấy hệ thống này hiệu quả hơn về mặt nhu cầu năng lượng và nhân công so với hệ thống Venturi trước đây.
Thực nghiệm ở kênh nuôi raceway trước đây đã chứng mình rằng việc sử dụng tôm giống từ một dòng tăng trưởng nhanh đã giảm đáng kể thời gian vụ nuôi và sẽ giảm thêm các chi phí nuôi và có khả năng tăng vụ nuôi mỗi năm. Trong các thực nghiệm tương lai, các tác giả hy vọng kết hợp việc sử dụng các dòng tôm tăng trưởng nhanh với hiệu suất của các hệ thống nuôi raceways mới để đạt được kết quả tốt hơn nữa.
