Effect of initial density on the growth of Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana cultured in plat plate glass photobioreactor

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

EFFECT OF INITIAL DENSITY ON THE GROWTH OF

Nannochloropsis oculata & Isochrysis galbana

CULTURED IN PLAT PLATE GLASS PHOTOBIOREACTOR

Dang To Van Cam¹, Trinh Trung Phi¹, Dieu Pham Hoang Vy¹, Le Thanh Huan¹,

Đang Thi Nguyen Nhan¹

ABSTRACT

Study on the effect of initial density on the growth of Nannochloropsis oculata and Isochrysis gal-

bana cultured in ﬂat plate glass reactor were carried out in National Breeding Center for Southern

Marine Aquaculture, Research Institure for Aquaculture No.2. Initial density effects the growth of

N. oculata on speciﬁc growth rate and time to reach maximal density. There was no difference in

growth between population with initial density of 20 and 30 million cells.ml^-1, reach maximal den-

sity at 310 million cells.ml^-1after 15 days (exp. I.1) or at 305 million cells.ml^-1after 13 days (exp.

I.2). Whereas, population with initial density of 5 million cells.ml^-1needed 3 more days to reach

these maximal densities. Similarly, initial density effect the growth of I. galbana also on speciﬁc

growth rate and maximal density. Populations with initial density of 0,5, 1 and 2 million cells.ml^-1

reach maximal density at 26, 28, 31 million cells.ml^-1, respectively (exp. II.1) or 21, 27, 34 million

cells.ml^-1(exp. II.2). Maximal density of popuplation with 2 million cells.ml^-1are higher than those

the others. The average speciﬁc growth rate of both species are effected by initial density in a gen-

eral trend is the higher initial density, the lower speciﬁc growth rate. For N. oculata, 0,22 or 0,26.

day^-1; 0,17 or 0,21.day^-1and 0,15 or 0,18.day^-1at populations with initial densities in turn are 5; 20

and 30 million cells.ml^-1; exp. I.1 or I.2. For I. galbana, 0,40 or 0,38.day^-1; 0,33.day^-1and 0,28.day^-1

at populations with initial densities in turn are 0,5; 1 and 2 million cell.ml^-1; exp. II.1 or II.2. The ob-

tained results show that initial density at 20 million cells.ml^-1and 2 million cells.ml^-1for N. oculata

and I. galbana, respectively, are the best for starting the culture in ﬂat plate glass photobioractor.

Keywords: Flat plate glass reactor, initial density, Isochrysis galbana, Nannochloropsis oculata

Người phản biện: ThS. Võ Minh Sơn

Ngày nhận bài: 12/9/2013

Ngày thông qua phản biện: 25/9/2013

Ngày duyệt đăng: 15/10/2013

¹National Breeding Center for Southern Marine Aquaculture, Research Institute for Aquaculture No.2

E-mail: [email protected]

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

48

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

TÁI TẠO NGUꢀN DINH DƯꢁNG TỪ BꢂN THẢI CÁ TRA

(Pangasianodon hypophthalmus) NUÔI THƯƠNG PHꢃM LÀM

PHÂN BꢄN HꢅU CƠ PHỤC VỤ TRꢀNG TRỌT

Nguyễn Nhứt¹, Nguyễn Hꢀng Quân¹, Nguyễn Văn Huỳnh¹, Lê Ngọc Hạnh¹,

Nguyễn Văn Hảo¹, Marc Verdegem², Johan Verreth²

TÓM TẮT

Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng nguꢀn chất thải rắn trong các hệ thống nuôi cá tra thương

phꢁm làm phân hꢂu cơ, để xử lý chất thải rắn giảm ô nhiễm và tái tạo chất thải tạo sản phꢁm cꢃ giá

trị. Chất thải rắn từ ao nuôi truyền thống và hệ thống nuôi tuần hoàn được thu thập và ủ với rơm làm

phân hꢂu cơ trong điều kiện yếm khí trong 60 ngày. Kết quả cho thấy thành phần dinh dưꢄng như

nitrogen tổng, phosphorus tổng, Ca, Mg, K và axít humic của phân hꢂu cơ tạo từ nguꢀn bꢅn thải hệ

thống RAS cao hơn phân hꢂu cơ làm từ bꢅn thải trong ao nuôi cꢃ ý nghĩa (p<0,05). Thành phần dinh

dưꢄng của phân hꢂu cơ làm bằng bꢅn ao cá thâm canh thể hiện nitrogen tổng (0,74%), phosphorus

tổng (0,34%), K (0,37%) và axít humic (0,36%). Trong khi đꢃ, thành phần dinh dưꢄng của phân hꢂu

cơ làm từ phân trong hệ thống RAS là nitrogen tổng (1,13%), phosphorus tổng (2,42%), K (0,5%)

và axít humic (0,44%). Các thành phần của hai loại phân hꢂu cơ trên thấp hơn phân hꢂu cơ thương

mại theo quy định của tiêu chuꢁn Việt Nam. Để thương mại hꢃa cần thiết bổ sung thêm dưꢄng chất

trên hai loại phân hꢂu cơ này.

Từ khꢃa: cá tra, bùn thải, phân hữu cơ, dinh dưỡng, rơm

I. MỞ ĐẦU

2010). Lượng bꢅn thải từ ao nuôi cá tra thương

phꢁm được ước tính 33,3 L bꢅn/kg cá sản xuất

và chứa lượng TN = 45,6 mg/L, TP = 22,7 mg/L

được bơm định kỳ ra sông (Anh và ctv., 2010)

vừa gây ô nhiễm vừa mất lượng dinh dưꢄng khá

lớn, trong khi đꢃ nhu cầu phân bꢃn dưới dạng

dinh dưꢄng nitrogen và phosphorus rất cần thiết

cho hoạt động ngành trꢀng trọt tại vꢅng nuôi cá

tra lớn.Việc nghiên cứu và phát triển công nghệ

phân bꢃn hꢂu cơ từ nguꢀn phân cá tra gꢃp phần

làm giảm thiểu ô nhiễm nước và tái sử dụng

nguꢀn dinh dưꢄng cho cây trꢀng mang lại hiệu

quả kinh tế và môi trường bền vꢂng cho khu vực.

Quan trọng nhất là cải thiện tính bền vꢂng của

nghề nuôi cá tra thương phꢁm hiện nay.

Tổng diện tích nuôi cá tra thương phꢁm

hiện nay khoảng 5.442 ha và sản lượng cá tra

nuôi 835.000 tấn năm 2008 (Phan Thanh Lam

và ctv., 2009). Hơn 90% diện tích nuôi cá tra

thương phꢁm (Bosma và ctv, 2008) chủ yếu là

nuôi ao đất với năng suất nuôi dao động từ 70 –

850 tấn/ha/vụ (Phan Thanh Lam và ctv., 2009).

Thức ăn sử dụng cꢃ hàm lượng protein thấp từ

22 – 30% với hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR)

dao động từ 1,6 -1,86 đꢀng nghĩa với sự hấp

thụ dinh dưꢄng cho sinh trưởng và phát triển cá

thấp, chất thải sinh ra từ nguꢀn thức ăn khá lớn

gây ô nhiễm môi trường nước đáng kể (Bosma

và ctv., 2008; Lam và ctv., 2009; De silva và ctv.,

¹Phòng Sinh học Thực Nghiệm, Viện Nghiên cứu Nuôi trꢀng Thủy sản 2.

E-mail: nhut3006[email protected]

²Đại học Wageningen, Hà Lan.

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

49

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1. Thời gian nghiên cứu

60% tại trang trại nuôi cá tra thương phꢁm tại

thị xã Sa Đéc, Đꢀng Tháp. Bꢅn thải từ hệ thống

nuôi tuần hoàn trong nhà cꢃ độ ꢁm 60%. Rơm

khô sau khi thu hoạch 5 ngày thu thập tại huyện

Bình Minh, Vĩnh Long. Thꢅng xốp ủ cách nhiệt

kín khí cꢃ kích thước 40 cm x 40 cm x 60 cm

(rộng x cao x dài) lắp đặt nhiệt kế đo nhiệt độ

cố định.

Bắt đầu từ tháng 2 năm 2013 và kết thúc

tháng 4 năm 2013.

2.2. Nguyên vật liệu nghiên cứu

Bꢅn thải từ ao nuôi cá tra truyền thống ở

tháng nuôi thứ 4 giꢂa chu kỳ nuôi cꢃ độ ꢁm

Hình 1: (a) vị trí lấy mẫu và mô hình nuôi truyền thống, (b) mô hình nuôi tuần hoàn pilot

Bảng 1: Thông tin hệ thống nuôi thí nghiệm

Thông số kỹ thuật

Đơn vị

Ao nuôi

7.000

RAS

Diện tích ao

m²

m

1,25

0,8

Độ sâu mực nước nuôi

4

28.000

6,1

Khối lượng nước nuôi

m³

1

Mật độ nuôi

con/m³

ngày

g/con

con

kg

260

Thời gian nuôi

124

Kích cỡ cá tại điểm lấy mẫu

Số lượng cá tại thời điểm lấy mẫu

Ước lượng năng suất cá tại thời điểm

Tổng thức ăn tiêu thụ

196,3

204

136.000

26.696,8

40.045,2

6.000

242

49,164

48,8

0,0976

0

kg

Tổng lượng bùn đã hút ra khỏi ao

Thay nước hàng ngày

m³

7.000

Thành phần thức ăn theo bao bì

Protein

Chất béo

Tinh bột

Ẩm độ

%

26

5

26

5

58

11

58

11

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

50

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

60 ngày theo phương pháp của Phụng và ctv

(2009). Bꢅn ao nuôi cá và hỗn hợp rơm-bꢅn ban

đầu được phân tích các chỉ tiêu TN, TP, Ca, Mg,

DM, TOC, pH và acid humic. Sau 60 ngày ủ

không khống chế nhiệt hỗn hợp này gọi là phân

hꢂu cơ được phân tích các thành phần TN, TP,

Ca, Mg, DM, TOC, pH và acid humic.Trộn đều

hỗn hợp định kỳ 4 ngày lần. Thí nghiệm được

lập lại 3 lần.

Thí nghiệm 1: Nghiên cứu phân hữu

cơ từ nguồn bùn thải cá tra thương phẩm

trong ao nuôi

Rơm khô cắt nhỏ 1-2 cm trộn với bꢅn ao

được thu thập từ ao nuôi cá tra thương phꢁm

theo tỷ lệ 1:1 theo khối lượng. Điều chỉnh hỗn

hợp rơm + bꢅn ở độ ꢁm 60% trước khi ủ yếm

khí bằng nước giếng ngầm. 10 kg hỗn hợp

(bꢅn+rơm) được ủ trong thꢅng xốp kín không

cho không khí bên ngoài tiếp xúc và thoát hơi

nước ra ngoài. Hỗn hợp được ủ trong 60 ngày

theo phương pháp của Phụng và ctv., (2009).

Bꢅn ao nuôi cá và hỗn hợp rơm-bꢅn ban đầu

được phân tích các chỉ tiêu TN, TP, Ca, Mg,

DM, TOC, pH và a-xít humic. Sau 60 ngày ủ

không khống chế nhiệt hỗn hợp này gọi là phân

hꢂu cơ được phân tích các thành phần TN, TP,

Ca, Mg, DM, TOC, pH và a-xít humic. Trộn đều

hỗn hợp định kỳ 4 ngày lần. Thí nghiệm được

lập lại 3 lần.

2.4. Phương pháp lấy mẫu và phân

tích mẫu

Phương pháp lấy mẫu bùn:

Bꢅn ao được lấy mẫu ngẫu nhiên bằng

ống nhựa PVC đường kính 60 mm theo phân

bố ngẫu nhiên 11 vị trí lấy mẫu trong ao (hình

1a) đủ số lượng bꢅn làm thí nghiệm. Độ sâu lớp

bꢅn lấy 20 cm. Tổng số lượng bꢅn lấy đủ làm

thí nghiệm và được trộn đều đꢀng nhất chia đều

cho 3 lô thí nghiệm và lấy mẫu phân tích các chỉ

số dinh dưꢄng. Bꢅn ao được phơi trong khay

nhựa trong điều kiện phòng để đạt đến độ ꢁm ≤

60% làm thí nghiệm. Thông số kỹ thuật ao nuôi

lấy mẫu tại thời điểm lấy mẫu trình bày bảng 1.

Bꢅn của hệ thống tuần hoàn được lấy thông qua

hệ thống lắng xoáy tròn nước (Swirl separator)

của 3 hệ thống nuôi cꢅng mật độ, loại thức ăn và

chế độ ăn như nhau (hình1b).

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu làm phân

hữu cơ từ nguồn bùn thải của hệ thống tuần

hoàn nuôi cá tra thương phẩm trong nhà

Tương tự như phương pháp thí nghiệm 1,

Rơm khô cắt nhỏ 1-2 cm trộn với bꢅn được thu

thập từ hệ thống nuôi cá tra thương phꢁm bằng

công nghệ tuần hoàn quy mô pilot theo tỷ lệ 2:1

theo khối lượng (2 rơm : 1 bꢅn). Điều chỉnh

hỗn hợp rơm + bꢅn ở độ ꢁm 60% bằng thêm

nước ngầm trước khi ủ yếm khí. 10 kg hỗn hợp

(bꢅn+rơm) được ủ trong thꢅng xốp kín không

cho không khí bên ngoài tiếp xúc và thoát hơi

nước ra ngoài. Hỗn hợp được ủ yếm khí trong

Phương pháp phân tích mẫu:

Mẫu bꢅn ban đầu và phân hꢂu cơ được

phân tích các thành phần như tổng nitrogen,

tổng phosphorus, vật chất khô, tổng các-bon

hꢂu cơ, a-xít humic, Kali (K), Canxi (Ca), Mage

(Mg) và pH.

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

51

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

Chỉ tiêu phân tích

Phương pháp

Tổng Nitrogen

Macrokjeldahl theo qui trình 4500-Norg B (APHA.,2005)

Phương pháp Persulfste theo 4500-P B (APHA.,2005)

Tổng Phosphorus

Vật chất khô

Sấy khô 105⁰C đến khi trọng lượng không thay đổi (APPA.,2005)

Sử dụng phương pháp nung nhiệt độ cao 550⁰C cháy hết hꢂu cơ.

Sử dụng phương pháp xử lý bằng a-xít phꢃng thích CO₂(Brian,2002)

Sử dụng phương pháp IHSS của (Swift.,1996)

Tro

TOC

A-xít humic

K

Phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS)

Sử dụng máy đo pH điện cực cho đất Hanna -HI 99121

Ca

Mg

pH

2.5. Phân tích và xử lý số liệu

Các thành phần dinh dưꢄng cꢃ ý nghĩa thống kê

khi P < 0,05.

So sánh các thành phần dinh dưꢄng của

bꢅn thải cá tra trong ao nuôi truyền thống và

hệ thống tuần hoàn trước khi và sau khi ủ làm

phân hꢂu cơ. Sử dụng phương pháp so sánh

T-test bằng phần mềm SPSS phiên bản 11.5.

III. KẾT QUẢ

3.1. Đặc điểm nguồn chất thải rắn trong

hệ thống nuôi cá tra thương phẩm

Bảng 2: Đặc điểm của bꢅn của các hệ thống nuôi và rơm làm nguyên liệu phân bꢃn hꢂu cơ

P

Chỉ tiêu

Đơn vị

Bùn ao nuôi

Bùn RAS

Rơm

bùn ao và

RAS

pH

-

6,50 ± 0,00^a

0,48 ± 0,01^a

0,27 ± 0,01^a

5,49 ± 0,05^a

15,42 ± 0,04^a

84,50 ± 0,13^b

0,76 ± 0,01^a

0,39 ± 0,01^b

0,12 ± 0,02^b

0,35 ± 0,00^b

9,83± 2,91

6,70 ± 0,00^a

2,24 ± 0,05^b

2,95 ± 0,04^b

34,37 ± 0,91^b

65,63 ± 0,66^b

35,01 ± 0,59^a

9,30 ± 0,58^b

0,35 ± 0,01^a

0,03 ± 0,00^a

0,27 ± 0,01^a

11,88 ± 0,58

-

<0,001

< 0,001

Tổng nitrogen

%

1,36 ± 0,01

0,35 ± 0,00

38,43 ± 0,56

82,63 ± 0,00

17,37 ± 0,00

0,01 ± 0,02

0,18 ± 0,01

1,68 ± 0,05

-

Tổng phosphorus

%

Tổng các-bon hữu cơ

%

Vật chất hữu cơ

%

Tro

%

Ca

%

Mg

%

K

%

Axit humic

C/N

Mole/Mole

24,16 ± 0,46

Ký tự trên mỗi số trung bình trên mỗi dòng khác nhau (a,b) thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05)

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

52

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

dao động từ 0,47 – 0,49%, tổng các-bon hꢂu

Tại bảng 2, bꢅn thải cá tra nuôi thương

phꢁm trong ao nuôi truyền thống và hệ thống

nuôi tuần hoàn được phân tích các thành phần

dinh dưꢄng liên quan đến làm phân hꢂu cơ.

Rơm khô làm nguyên liệu bổ sung cho tăng tỷ

lệ C/N thích hợp cho làm phân hꢂu cơ trong

thí nghiệm này được phân tích. Hầu như các

thành phần dinh dưꢄng bꢅn thải trong ao nuôi

truyền thống được đánh giá thấp nitrogen tổng

cơ khá thấp (5,49%) và thành phần tro chiếm

cao (85,5%). Kết quả phân tích các thành phần

dinh dưꢄng từ nguꢀn bꢅn của hai hệ thống thể

hiện khác biệt lớn giꢂa ao nuôi truyền thống

và tuần hoàn (RAS). Trong đꢃ đa số các dinh

dưꢄng của bꢅn trong hệ thống nuôi RAS cao

hơn so với ao nuôi (P <0,05).

3.2. Sự biến đổi thành phần dinh dưỡng

của bùn trong quá trình ủ 60 ngày

Bảng 3: Sự biến động dinh dưꢄng trước và sau ủ yếm khí

Hỗn hợp bùn ao + rơm

Hỗn hợp bùn RAS + rơm

Chỉ tiêu

pH

Đơn vị

Ban đầu

6,80 ±0,01

0,92 ±0,01

0,31 ±0,01

60 ngày

Ban đầu

60 ngày

-

7,15 ± 0,01^a

0,74 ± 0,03^a

0,34 ± 0,12^b

7,20±0,03

1,66±0,01

1,22±0,01

7,62 ± 0,01^b

1,13 ± 0,08^b

2,42 ± 0,60^a

Tổng nitrogen

Tổng phosphorus

%

Tổng các-bon hữu cơ

%

21,96 ±0,31

16,76 ± 2,40^a

35,99±0,68

28,48 ±1,51^b

Vật chất hữu cơ

%

49,03 ±0,27

50,98 ±0,28

0,39 ±0,01

0,28 ±0,01

0,90 ±0,04

0,17 ±0,00

44,92 ± 4,71^a

55,08 ± 4,71^b

0,22 ± 0,01^a

0,10 ± 0,01^a

0,37 ± 0,01^a

0,36 ± 0,14^a

76,82±0,37

23,25±0,46

3,11±0,19

0,24±0,02

1,13±0,03

0,09±0,00

76,48 ± 0,28^b

23,52 ± 0,28^a

2,08 ± 0,78^b

0,13 ± 0,03^b

0,50 ± 0,04^b

0,44 ± 0,21^b

Tro

Ca

Mg

K

Axit humic

Mole/

Mole

C/N

20,44 ±1,70

19,42±0,87^a

20,07±0,51

21,67±0,53^a

Ký tự trên mỗi số trung bình trên mỗi dòng khác nhau (a,b) thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05)

Kết quả thể hiện tại bảng 3 cho thấy tự ở hệ thống RAS, hàm lượng phosphorus và

hàm lượng tổng phosphorus và a-xít humic a-xít humic cao hơn hỗn hợp ban đầu, trong

của phân hꢂu cơ bꢅn trong ao nuôi thương khi đꢃ tổng nitrogen, Ca, K và Mg của phân

phꢁm cao hơn hỗn hợp bꢅn ban đầu.Trong khi hꢂu cơ thấp hơn sau khi ủ 60 ngày (P<0,05).

đꢃ tổng nitrogen, K, Ca, Mg lại thấp hơn so Tại bảng 3 và hình 2, thể hiện thành phần dinh

với bꢅn nguyên thủy ban đầu (P<0,05). Tương dưꢄng ủ yếm khí trong thời gian 60 ngày của

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

53

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

thống nuôi ao và RAS cꢃ sự khác biệt khá rõ

rệt với mức ý nghĩa thống kê (P<0,05). Lượng

a-xít humic của 2 loại phân hꢂu cơ trong thí

nghiệm này cꢃ sự khác biệt (P< 0,05).

hai nguꢀn nguyên liệu bꢅn và kết hợp với

rơm lúa tăng cường tỷ lệ C/N để thực hiện

quá trình phản ni-trát trong điều kiện yếm khí.

So sánh thành phần dinh dưꢄng của phân hꢂu

cơ của hai nguyên liệu khác nhau từ các hệ

Hình 2: Các thành phần dinh dưꢄng thiết yếu phân hꢂu cơ nguꢀn bꢅn của hai hệ thống nuôi cá tra.

Ký tự trên mỗi số trung bình trên mỗi dòng khác nhau (a,b) thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05)

IV. THẢO LUẬN

nꢂa là ao nuôi cá tra luôn được thay nước hàng

ngày và đáy ao yếm khí thực hiện quá trình

phản ni-trát, làm rửa trôi và giảm hàm lượng

nitrogen trong bꢅn đáng kể. Kết quả nghiên

cứu này được đánh giá tương đꢀng với báo

cáo của (Anh và ctv., 2010; Trương Quốc Phú

và ctv., 2012). Khi xét về tiêu chuꢁn phân bꢃn

hꢂu cơ của BNN&PTNN (2007), hàm lượng

nitogen là < 3% thế nhưng hàm lượng nitrogen

trong thí nghiệm này thấp (0,48%) đây là một

trong nhꢂng vấn đề khꢃ khăn khi chỉ sử dụng

bꢅn thải ao nuôi là phân bꢃn. Tương tự như

thế, hàm lượng tổng nitrogen của bꢅn thải cá

tra trong hệ thống nuôi tuần hoàn (2,1%) thấp

hơn tiêu chuꢁn phân hꢂu cơ Việt Nam.

4.1. Đánh giá thành phần dinh dưỡng

của bùn ao và RAS nuôi cá tra thương phẩm

Kết quả tại bảng 2 phân tích các thành

phần dinh dưꢄng chính của bꢅn đáy ao nuôi cá

tra thương phꢁm và hệ thống RAS nhằm mục

tiêu xác định tiềm năng sử dụng nguꢀn dinh

dưꢄng này làm phân bꢃn hꢂu cơ phục vụ cho

trꢀng trọt.

Tổng nitrogen:

Tổng nitogen trong bꢅn đáy ao thấp hơn

bꢅn của RAS 4,3 lần mặc dꢅ sử dụng cꢅng loại

thức ăn đạm thấp (26%). Sự khác biệt này do

thời gian bꢅn tích lũy trong ao nuôi dài hơn (>

2 tháng) trong khi đꢃ hệ thống RAS bꢅn được

lấy liên tục với thời gian lưu ngắn 24 giờ, với

thời gian ngắn bꢅn chưa kịp phân hủy ở tất cả

hai điều kiện hiếu khí và yếm khí. Một lý do

Tổng phosphorus:

Tương tự như hàm lượng Tổng phosphorus

trong bꢅn ao được phân tích khá thấp trong

nghiên cứu này 0,27% trọng lượng bꢅn khô.

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

54

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

Kết quả nghiên cứu tương tự như báo cáo của (Nguyễn Nhứt và ctv, 2009), một lý do khác ao

(Anh và ctv., 2010; Trương Quốc Phú và ctv., nuôi luôn thay nước hàng ngày cꢅng với hoạt

2012). Hàm lượng tổng phosphorus trong bꢅn động của cá làm xáo trộn nền đáy ao theo nước

ra ngoài. Trong thực tế, chúng tôi nhận xét thấy

rằng cá tra thải phân lỏng lơ lꢂng trong nước,

hạn chế sự lắng động vật chất hꢂu cơ đáy ao.

Trong khi đꢃ, bꢅn thu từ hệ thống RAS thời

gian lưu 24 giờ và bằng thiết bị lọc chuyên biệt

nên khả năng phân giải hꢂu cơ ít hơn nhiều so

với ao. Theo báo cáo của Phụng và ctv (2009)

tổng các-bon hꢂu cơ trong bꢅn đáy ao trung

bình 8,3% cao hơn kết quả nghiên cứu này

(5,49%). Sự khác biệt này cꢃ thể do vị trí ao,

chế độ thay nước, chế độ chăm sꢃc thành phần

thức ăn và chu kỳ nuôi. Trương Quốc Phú và

ctv (2012) khẳng định rằng vật chất hꢂu cơ

khác biệt trong ao nuôi cá tra dao động theo

chu kỳ nuôi do quá trình tích tụ.

cá tra cao hơn với nghiên cứu của Seo và Boyd

(2011) trên đối tượng cá nheo dao động từ 0,05

– 0,17%. Thông thường phosphorus thường

lắng tụ trên nền đáy ao cꢃ nguꢀn gốc hơn 85%

từ nguꢀn thức ăn Gross và ctv (1998) trong

điều kiện ao khép kín hay ít thay nước. Hàm

lượng tổng phosphorus của bꢅn đáy ao thấp

hơn xấp xỉ 10 lần so với bꢅn RAS cꢅng thức ăn

và đối tượng nuôi (P<0,05). Sự khác nhau giꢂa

hai hệ thống về quản lý chất lượng nước và tỷ

lệ thay nước. Ao nuôi thay nước hơn 7000m³/

ngày, trong khi đꢃ RAS không diễn ra thay

nước. Sự thay nước diễn ra hàng ngày kết hợp

với cá vận động làm xáo trộn nền đáy ao khiến

phosphorus được rửa trôi và theo nước xả ra

sông dẫn đến sự tích lũy đáy ao thấp.

Khoáng vi lượng:

Hàm lượng khoáng của nguyên liệu làm

phân bꢃn như Mg, Ca và K được xem là nguꢀn

dinh dưꢄng thiết yếu cho thực vật phát triển.

Nguꢀn Mg, Ca và K trong ao và trong hệ thống

nuôi RAS chủ yếu từ nguꢀn nước, phꢅ sa và

thức ăn. Tại bảng 2, Ca, Mg và K trong bꢅn ao

tương ứng là 0,76%, 0,39% và 0,12%. Trong

khi đꢃ lượng Ca, Mg và K trong bꢅn của hệ

thống RAS tương ứng 9,3%, 0,35% và 0,03%

trong vật chất khô. Sự khác biệt Ca của bꢅn ao

và RAS khác biệt lớn (P <0,05) do nguꢀn thức

ăn chiếm 4% CaCO₃(36g CaCO₃/kg thức ăn

độ ꢁm 10%) không bị rửa trôi và tiêu hꢃa trong

hệ thống RAS. Hàm lượng K bꢅn nguyên liệu

ao lớn hơn bꢅn của RAS 4 lần cꢃ thể do tích tụ

từ nguꢀn phꢅ sa từ sông. So sánh với kết quả

phân tích của Trương Quốc Phú và ctv (2012)

thì bꢅn thải ao nuôi tương ứng về kết quả. Khi

so sánh với bꢅn thải của cá hꢀi cho thấy thành

phần Ca, Mg và K trong hệ thống nuôi RAS

cho cá tra cao hơn kết quả phân tích (tương

ứng 8,7%, 0,01%, 0,015%) của Roque (2003).

Tổng Các-bon hữu cơ:

Số lượng của các-bon hꢂu cơ (TOC) trong

nguyên liệu làm phân hꢂu cơ được đánh giá

một trong các chỉ tiêu lựa chọn quan trọng để

làm phân. Bꢅn ao nuôi cá tra được phân tích

TOC khá thấp trung bình 5,49% không thích

ứng cho việc làm phân hꢂu cơ nếu không thêm

rơm vào để tăng tỷ lệ các-bon. Nguꢀn các-bon

tham gia vào quá trình ủ yếm khí là nguꢀn

năng lượng cung cấp cho hoạt động vi sinh

trong điều kiện yếm khí hoàn toàn và không

hoàn toàn tạo sinh khối. Khi so sánh với bꢅn

thải của hệ thống RAS (38,43%) thì TOC của

bꢅn đáy ao thấp hơn 7 lần (p<0,05). Sự khác

biệt hàm lượng TOC của bꢅn thải giꢂa ao nuôi

và RAS liên quan đến thời gian lưu và chế độ

thay nước. Trong ao nuôi độ sâu 4m tầng đáy

oxy hoàn tan thấp < 1 mg/L cꢃ thể xảy ra quá

trình phản ni- trát sử dụng các-bon hꢂu cơ

là nguꢀn năng lượng cho vi sinh hoạt động,

tiêu tốn lượng các-bon đáng kể giải phꢃng N₂

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

55

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

khí của cả hai nguꢀn phân từ ao và RAS điều

này cꢃ thể là do quá trình yếm khí thực hiện

quá trình yếm hoàn toàn và không hoàn toàn

vi sinh vật chuyển đổi nitrogen trong bꢅn thành

một phần khí nitrogen bay hơi thoát ra ngoài

làm giảm hàm lượng nitrogen. Tổng các-bon

hꢂu cơ được phân hủy làm nguꢀn năng lượng

cho vi sinh vật phát triển trong quá trình ủ giải

phꢃng khí các-bonic làm giảm hàm lượng hꢂu

cơ đáng kể cho cả hai hoại bꢅn thải phân cá

tra trong thí nghiệm này. Kết quả này được so

sánh tương đꢀng với nghiên cứu của Phụng và

ctv (2009). Khoáng chất thiết yếu Ca, Mg và

K cũng giảm theo trong quá trình ủ, nguyên

nhân này chưa được rõ, nhưng kết quả của

thí nghiệm này tương tự như nghiên cứu của

Phụng và ctv (2009).

4.2. Đánh giá thành phần dinh dưỡng

của phân hữu cơ từ nguồn nguyên liệu bùn

ao và bùn trong hệ thống RAS nuôi cá tra

Tại bảng 3, cho thấy rằng dinh dưꢄng trong

các hỗn hợp rơm + bꢅn trước và sau khi ủ yếm

khí 60 ngày của hai nghiệm thức rơm + bꢅn

ao và rơm + bꢅn RAS cꢃ sự khác biệt theo xu

thế tăng ở các chỉ tiêu pH, phosphorus và axít

humic và xu thế giảm ở các thành phần dinh

dưꢄng như nitrogen, tổng hꢂu cơ và khoáng

cần thiết (Ca, Mg và K).

Biến động pH, phosphorus và axít humic:

Kết quả thể hiện ở bảng 3 cho thấy pH,

phosphorus và axít humic gia tăng đáng kể

sau khi ủ làm phân trong điều kiện yếm khí 60

ngày. Quá trình yếm khí đã thực hiện quá trình

yếm khí hoàn toàn và yếm khí không hoàn toàn

kết hợp với C/N trong khoảng tối ưu từ 20 -21

làm tích lũy phosphorus trong cơ thể vi sinh

vật đáng kể. Quá trình phản ni-trát trong suốt

quá trình ủ hấp thụ ion H⁺và giải phꢃng OH^-

tăng kiềm tính của phân tạo nên pH phân tăng

cꢃ ý nghĩa (Nguyễn Nhứt và ctv.,2011). Chỉ

tiêu pH của phân bꢃn của 2 loại nguyên liệu

kết hợp với rơm sau khi ủ 60 ngày mang tính

trung tính (pH > 7) sẽ lợi ích cho cây trꢀng

phát triển. Nꢀng độ axít humic trong điều kiện

cꢃ hꢂu cơ dưới sự phân hủy của vi khuꢁn yếm

khí tạo ra giúp cho cây trꢀng phát triển bộ rễ và

phát triển nhanh được chứng minh bởi Atiyeh

và ctv (2002). Đây là một trong nhꢂng chỉ tiêu

quan trọng trong phân hꢂu cơ đã được đề cập

(Tiêu chuꢁn ngành Việt Nam., 2007).

So sánh phân hữu cơ từ phân cá tra của

hai hệ thống nuôi:

Từ hình 2 cho thấy, thành phần phân bꢃn

hꢂu cơ (Nitrogen, phosphorus, Ca, Mg, K,

a-xít humic) sử dụng nguyên liệu bꢅn trong ao

thấp dinh dưꢄng hơn so với hệ thống nuôi RAS

sau 60 ngày ủ yếm khí cꢃ ý nghĩa thống kê

(P<0,05) đꢀng nghĩa với chất lượng phân bꢃn

hꢂu cơ của bꢅn RAS tốt hơn cꢃ ý nghĩa. Điều

này chứng tỏ nguꢀn nguyên liệu ban đầu quyết

định chất lượng của phân hꢂu cơ. Lượng tổng

các-bon hꢂu cơ và tỷ lệ C/N của bꢅn RAS sau

khi phối trộn với rơm lúa cao hơn so với bꢅn

ao. Xét thấy rằng để cân bằng tỷ lệ C/N trong

hỗn hợp tạo phân bꢃn hꢂu cơ trong thí nghiệm

này, bꢅn RAS cần khối lượng rơm gấp hai lần

so với bꢅn lấy từ ao.

Biến động nitrogen, tổng các-bon hữu cơ

và khoáng chất:

Từ nghiên cứu này cho thấy cả hai loại

Nitrogen, tổng các-bon và các thành phần phân hꢂu cơ từ hai nguꢀn nguyên liệu bꢅn

ao và RAS cꢃ thể làm phân bꢃn cho lúa đạt

khoáng Ca, Mg và K giảm sau 60 ngày ủ yếm

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

56

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

Nông Thôn ban hành năm 2007, nếu không

thêm dinh dưꢄng vào phân. Tuy nhiên, cꢃ thể

kết hợp với các loại phân bꢃn khác ứng dụng

vào ngành trꢀng trọt. Phân hꢂu cơ từ hai nguꢀn

bꢅn thải từ ao nuôi và hệ thống RAS cꢃ thể là

giải pháp xử lý và tái tạo dinh dưꢄng chất thải

rắn cho nghề nuôi cá tra ĐBSCL.

năng suất cao hơn và tiết kiệm nguꢀn phân

bꢃn vô cơ (Phụng và ctv, 2009). Tuy nhiên, để

thương mại hꢃa đạt tiêu chuꢁn của phân bꢃn

hꢂu cơ theo tiêu chuꢁn của Bộ Nông Nghiệp

và Phát Triển Nông Thôn (2007) thì phân bꢃn

hꢂu cơ trong thí nghiệm này cần phải bổ sung

các thành phần dinh dưꢄng và khoáng chất

cần thiết cho cây trꢀng phát triển và đáp ứng

theo nhu cầu thị trường mở rộng. Về nhu cầu

nguyên vật liệu theo ước tính tổng diện tích

nuôi cá tra 5000 ha nuôi cá tra ở ĐBSCL cꢃ

thể cung cấp 270.550 tấn/năm vật chất khô làm

phân bꢃn hꢂu cơ (Nguyễn Nhứt và ctv., 2013)

và cần khối lượng rơm khô ruộng lúa tương

ứng 270.550 tấn/năm sản xuất được 541.100

tấn phân hꢂu cơ/năm. Nếu như sử dụng công

nghệ tuần hoàn RAS cho cả diện tích ao nuôi

cꢅng năng suất thì khối lượng bꢅn khô cꢃ khả

năng thu 439.026 tấn/năm cần khối lượng rơm

khô 878.052 tấn rơm khô sản xuất lượng phân

bꢃn hꢂu cơ cho trꢀng trọt khoảng 1.756.104

tấn/năm.

5.2. Đề xuất

Để phát triển nghề nuôi cá tra bền vꢂng ở

ĐBSCL cần phát triển công nghệ tái sử dụng

nguꢀn thải rắn làm phân hꢂu cơ tại quy mô trang

trại nuôi cá tra hay gia đình phục vụ cho ngành

trꢀng trọt là bước phát triển mang tính chiến

lược dễ thực hiện ở hiện nay và trong tương lai.

Phân bꢃn hꢂu cơ làm từ bꢅn của hệ thống nuôi

cá tra thâm canh RAS cꢃ ý nghĩa thực tiễn ứng

dụng trong tương lai giải quyết ô nhiễm môi

trường và tái tạo giá trị sản phꢁm thải gꢃp phần

giảm chi phí sản xuất cá thương phꢁm đáng kể

trong hệ thống RAS. Cần nghiên cứu tiếp theo

thêm và cân bằng dinh dưꢄng vào phân hꢂu cơ

từ bꢅn thải cá tra để thương mại hꢃa, đạt tiêu

chuꢁn thương mại theo tiêu chuꢁn của ngành.

V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

5.1. Kết luận

Bꢅn thải từ ao nuôi cá tra cꢃ thành phần

dinh dưꢄng và hàm lượng hꢂu cơ thấp hơn bꢅn

thải trong hệ thống nuôi RAS (p<0.05). Thành

phần dinh dưꢄng của phân hꢂu cơ làm bằng

nguꢀn thải rắn từ hệ thống nuôi tuần hoàn cao

hơn bꢅn của ao nuôi cꢃ ý nghĩa (p<0,05). Xét về

chất lượng phân hꢂu cơ làm từ bꢅn thải của hai

hệ thống nuôi cá tra không đáp ứng được tiêu

chuꢁn ngành của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển

LỜI CẢM ƠN

Cảm ơn Bộ Nông Nghiệp và PTNT đã tài

trợ nghiên cứu này thuộc chương trình sinh học

thủy sản đến năm 2020. Đề tài “Nghiên cứu xây

dựng công nghệ nuôi cá tra (Pangasiusnodon

hyophthalmus)thâm canh bằng hệ thống tuần

hoàn bảo đảm an toàn sinh học và không gây

ô nhiễm môi trường”, hợp đꢀng số 168/HĐ-

KHCN-CNSH, ngày 15 tháng 3 năm 2011.

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

57

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

determination of total organic các-bon (TOC) in

TÀI LIỆU THAM KHẢO

soilsanssediments.NCEA-C-1282,EMASC-001.

Nguyễn Nhứt, Lê Ngọc Hạnh, Nguyễn Văn Hảo.,

2013.Ước tính phát thải của ao nuôi cá tra

(Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở

Đꢀng Bằng Sông Cửu Long. Tạp chí Nghề cá

sông Cửu Long, số 1/2013, trang: 20-29.

De Silva, Brett A. Ingram, Phuong T. Nguyen,Tam

M. Bui, Geoff J. Gooley, Giovanni M. Turchini.,

2010. Estimation of Nitrogen and Phosphorus in

Efﬂuent from the Striped Catﬁsh Farming Sector

in the Mekong Delta, Vietnam. AMBIO. 39, 504–

514.

Nguyễn Nhứt, M. Vedergem, E. Eding, J.Verreth.,

2011. Thiết kế và vận hành hệ thống nuôi cá tuần

hoàn “Không thay nước” kết hợp với thiết bị lọc

bꢅn yếm khí. Tạp chí Nghề cá sông Cửu Long,

1011, trang: 229 -241.

Gross.A, Boyd.C, Lovell and Eya., 1998. Phospho-

rus Budgets for Channel Catﬁsh Ponds Receiving

Diets with Different Phosphorus Concentrations.

Journal of the World Aquaculture society, Vol 29,

No1.

Trương Quốc Phú và Trần Kim Tính., 2012. Thành phần

hꢃa học bꢅn đáy ao nuôi cá tra (Pangasianodon

hypophthalmus) thâm canh. Tạp chí Khoa học ĐH

Cần Thơ: 22a, trang : 290-299.

Lam T. Phan , T. M. B., Thuy T.T. Nguyen , Geoff

J. Gooley , Brett A. Ingramd, Hao V. Nguyen

,Phuong T. Nguyen, Sena S. De Silva., 2009.

Current status of farming practices of striped

catﬁsh, Pangasianodon hypophthalmus in the

Mekong Delta, Vietnam. Aquaculture 296, 227–

236.

Tiêu chuꢁn phân bꢃn Việt Nam., 1997. http://

thuvienphapluat.vn/phap-luat/tim-van-

b a n . a s p x ? k e y w o r d = p h % C 3 % A 2 n % 2 0

b%C3%B3n&type=39&match=True&area=0

Anh P.T., 2010. Mitigating water pollution in

Phung, C.V., Phuc, N.B., Hoang, T.K. and Bell, R.W.,

2009. Recycling of ﬁsh pond waste for rice

cultivation in the Cuu Long delta, Vietnam. In:

Nair, J., Furedy, C., Hoysala, C. and Doelle, J.

Technologies and Management for sustainable

Biosystems. Nova Science Publishers, New York,

87-93.

Vietnamese

aquaculture

production

and

processing industry the case of pangasius and

shrimp, PhD Thesis, 35-40.

Atiyeh. R.M, Lee.S, Edwards.C.A, Arancon N.Q,

Metzger. J.D., 2002.The inﬂuence of humic

acids derived from earthworm-processed organic

wastes on plant growth. Bioresource Technology

84; 7–14

Seo, J., Boyd, C.E., 2001. Effects of bottom soil

management practices on water quality

improment in channel catﬁsh Ictalurus punctatus.

Aquacultural Engineering 25, 83-97.

APHA, AWWA, WPCF., 2005. Standard methods for

the Examination of Waterand Wastewater. 20th

Edition. American Public Health Association,

Washington, D.C.

Swift, R.S., 1996.Organic matter characteriza-

tion. In: Methods of Soil Analysis: Part 3,Chemi-

cal Methods (eds D.L., Sparks,J.M., Bar-

tels &J.M.Bigham). Soil Science Socie-

ty of America, Madison,WI., 1018 1020.

Bosma, C. T. T. H., José Potting., 2009. Environmental

Impact Assessment of the pangasius sector in the

Mekong Delta. Science report, 1-38.

Brian A. Schumacher., 2002. Methods for the

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

58

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2

REUSING NUTRIENTS OF STRIPED CATFISH (Pangasianodon

hypophthalmus) SOLID WASTE TO COMPOSTING FERTILIZER FOR

ARGRICULTURE

Nguyen Nhut¹, Nguyen Hong Quan¹, Nguyen Van Huynh¹, Le Ngoc Hanh¹,

Nguyen Van Hao¹, Marc Verdegem², Johan Verreth²

ABSTRACT

The aim of this research used solid waste of pangasius from growout systems for composting

fertilizer,which can treat solid waste for reducing pollution and reuses waste to create a value prod-

uct. The solid waste from traditional pond and the recirculating aquaculture system were collected

and combined with rice straw to incubate composting under anaerobic condition during 60 days.

The result showed that nutrients of compost ferilizer as total nitrogen, total phosphorus, Ca, Mg, K

and humic acid based on sludge in the RAS were signiﬁcantly higher than those in traditional pond

(p<0.05). The nutrients of compost from sludge source in traditional pond showed total nitrogen

(0.74%), total phosphorus (0.34%), K (0.37%) and humic acid (0.36%), while those from sludge in

the RAS were total nitrogen (1.13%), total phosphorus (2.42%), K (0.5%) and humic acid (0.44%).

The both composts in this experiment presented lower nutrients concentration than commercial

compost fertilizer following Vietnamese standard. To commercialise those compost fertilizers, they

are necessary to add more nutrients into them.

Keywords: triped catﬁsh, sludge, compost, nutrient, rice straw

Người phản biện: ThS. Lưu Đức Điền

Ngày nhận bài: 12/9/2013

Ngày thông qua phản biện: 25/9/2013

Ngày duyệt đăng: 15/10/2013

¹Department of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No2

E-mail: nhut3006[email protected]

²Wageningen university, the Netherlands.

TAÏP CHÍ NGHEÀ CAÙ SOÂNG CÖÛU LONG - 2 - THAÙNG 11/2013

59