hệ thống tuần hoàn nước — *Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn đã được coi là một cách tiếp cận hiệu quả để tiết kiệm nước và năng lượng. Ảnh opolzeivrede.*

Nitơ là một nguyên tố có trong tất cả các sinh vật, bao gồm cả con người. Là một trong những nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất, nitơ liên tục chuyển hóa trong sinh quyển ta gọi là chu trình nitơ. Chu trình nitơ bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hoạt động của con người và phụ thuộc vào nhiều yếu tố môi trường.

Trong hệ thống sản xuất thức ăn thủy sản, 4 trong số 9 dạng nitơ bao gồm: nitơ hữu cơ, amoni (NH4+), nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) yêu cầu giám sát tránh đạt đến nồng độ độc hại cho các sinh vật trong hệ thống. Trường hợp dư thừa nitơ thì việc loại bỏ nó là cần thiết. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dạng độc hại như NH4+ và NO2-.

Đầu vào chính của nitơ trong hệ thống nuôi trồng thủy sản là thông qua các protein trong thức ăn cho cá dưới dạng nitơ hữu cơ. Chúng được cá ăn vào, chuyển hóa và biến đổi thành amoniac (NH3), chủ yếu được thải vào môi trường nước qua sự bài tiết của cá. Nitơ hữu cơ còn sót lại trong phân cá, thức ăn không tiêu thụ và sinh khối phân hủy được khoáng hóa thành NH4+. Các dạng nitơ vô cơ này có thể tiếp tục chuyển hóa thành NO2- và NO3- thông qua quá trình nitrat hóa, thành khí nitơ thông qua quá trình khử nitơ hoặc được vi sinh và thực vật đồng hóa thành sinh khối. Vi sinh vật có đóng góp quan trọng trong việc làm giản nồng độ nitơ trong nước nuôi trồng thủy sản.

Chu Wang và cộng sự 2021, đã tiến hành một thí nghiệm thực địa trong ao nuôi trồng thủy sản tuần hoàn khép kín được tăng cường vi khuẩn, vi tảo để đánh giá tiềm năng cải thiện sản lượng cá và chất lượng nước.

sơ đồ

Sơ đồ lợi ích vi khuẩn và vi tảo trong ao nuôi trồng thủy sản tuần hoàn.

Kết quả cho thấy nồng độ tổng nitơ (TN), tổng amoniac-N (TAN) và nitrit-N trong nhóm vi khuẩn - vi tảo đã giảm lần lượt 29,15%, 51,28% và 33,48% so với xử lý mà không có bất kỳ phân đoạn sinh học nào. Kết quả trên cho thấy, để lọc nước hiệu quả, các quy trình sinh học (sử dụng lọc sinh học, bổ sung men vi sinh...) cần được kết hợp với ao tuần hoàn.

Ngoài ra, kết quả của nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc bổ sung vi khuẩn-vi tảo trong ao tuần hoàn làm tăng sản lượng cá đáng kể (13,3%).

Phân tích cộng đồng vi sinh vật cho thấy việc bổ sung vi khuẩn-vi tảo với màng sinh học làm giảm sự phong phú của vi khuẩn giúp chuyển đổi nitơ hữu cơ thành amoniac-N và làm tăng sự phong phú của cộng đồng vi khuẩn liên quan đến quá trình khử nitơ, điều này cho thấy quá trình chuyển đổi nitơ hữu cơ thành nitơ vô cơ bị giảm và quá trình khử nitơ được tăng lên.

Việc bổ sung vi khuẩn-vi tảo trong ao tuần hoàn thúc đẩy cộng đồng vi khuẩn từ đó cải thiện chất lượng nước góp phần làm giảm hàm lượng nitơ trong nước một cách hiệu quả và tăng sản lượng cá nuôi.

Nguồn: ChuWang et at (2021).Improvement of fish production and water quality in a recirculating aquaculture pond enhanced with bacteria-microalgae association, ScienceDirect, Aquaculture, 2021.