Chất lượng nước và quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản

Ao nuôi trồng thủy sản là một hệ thống động, có sự biến động liên tục và liên tục. Ao nông nghiệp thường trải qua nhiều thay đổi về mặt hóa học và vật lý. Việc trao đổi khí trong khí quyển, bao gồm oxy (O2), nitơ (N2) và carbon dioxide (CO2), với nước  ao rất quan trọng đối với quá trình trao đổi chất của cá và quá trình quang hợp của thực vật. Các chất vô cơ (khoáng chất) bị nước mưa hòa tan từ thành và đáy ao. Những thay đổi vật lý giữa ao và môi trường xung quanh bao gồm sự hấp thụ ánh sáng mặt trời (năng lượng bức xạ), năng lượng quang hợp và oxy cung cấp cho ao, trao đổi nhiệt và tốc độ thay đổi do bốc hơi và  mưa.

Sự thay đổi thể tích ao nuôi rất quan trọng vì chúng ảnh hưởng đến nồng độ các chất hòa tan trong ao và các yêu cầu tương ứng với điều kiện mới. Vì vậy, sự biến động của ao không chỉ phụ thuộc vào  đặc điểm, điều kiện riêng mà còn phụ thuộc vào điều kiện thời tiết của không khí xung quanh. Để có được  sản phẩm tốt từ ao nuôi  thủy sản, điều kiện trong và xung quanh ao nuôi phải đạt  trạng thái ổn định giữa các biến đổi hóa học và vật lý. Khi tất cả các quá trình cân bằng, chúng ta đạt đến trạng thái cân bằng. Trạng thái cân bằng của ao nuôi là điều kiện tối ưu cho nuôi trồng thủy sản, hài hòa hoàn hảo với môi trường.

Thành phần hóa học trong nước

Các nguyên tắc cần tuân thủ khi sản xuất ao nuôi trồng thủy sản: Chất lượng nước và hiệu quả sản xuất là kết quả trực tiếp của quá trình hóa học nước tốt. Nước có thể được coi  là “chất kết dính”; hoặc “ma trận” bị chi phối bởi các khí hòa tan,  chất vô cơ (khoáng chất) và chất hữu cơ. Ngoài các chất hòa tan, nước trong ao hồ còn hỗ trợ  các dạng sống như vi sinh vật, thực vật, động vật và làm trung gian cho những thay đổi hóa học giữa các dạng sống này. Tuy nhiên, nước  là một chất tương đối trơ về mặt hóa học và vật lý: nó vẫn có khả năng tích trữ nhiệt cao. Nước có những đặc tính gây tranh cãi, hoạt động như một dung môi tuyệt vời và khá đậm đặc. Điểm sôi của nước khá cao so với các phân tử tương ứng và điểm đóng băng khá thấp. Đặc tính này cho phép nó tồn tại ở dạng lỏng tĩnh trong nhiều điều kiện nhiệt độ khác nhau và khiến nó trở thành dung môi thích hợp nhất để hỗ trợ các dạng sống.

Duy trì chất lượng nước tốt là vô cùng cần thiết cho sự tồn tại và phát triển tối ưu của sinh vật  ao. Mức độ các chất chuyển hóa  ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của sinh vật trong ao thường thấp hơn mức mà cá/tôm cần để tồn tại. Chất lượng nước tốt được đặc trưng bởi lượng oxy vừa đủ và lượng sản phẩm trao đổi chất thấp. Trong nông nghiệp, tảo và các vi sinh vật như vi khuẩn gây ra quá trình trao đổi chất trong ao nuôi. Chất dinh dưỡng là nguồn cung cấp chất dinh dưỡng chính trong ao  nuôi. Lượng lớn thức ăn được đưa vào ao, thức ăn dư thừa, phân và các sản phẩm trao đổi chất  khác tạo môi trường thuận lợi cho tảo và vi sinh vật phát triển. 

Tại một số thời điểm, sự phát triển của tảo và vi sinh vật tăng tốc theo cấp số nhân. Điều này thường xảy ra vào nửa sau của mùa giải do cho ăn quá nhiều. Khoảng 30% lượng thức ăn dẫn vào ao nuôi được thu hoạch vào quý 3  và 50%  vào quý 4. suy ngẫm (còn được gọi là cái chết hàng loạt hoặc sụp đổ). Sự tăng hoặc giảm  đột ngột số lượng tảo và vi khuẩn gây ra những thay đổi mạnh mẽ về chỉ số chất lượng nước có thể  ảnh hưởng đến sự tăng trưởng.

1. Màu sắc

Màu nước trong ao nuôi là màu của các chất hòa tan hoặc không hòa tan trong nước, bao gồm tảo, vi khuẩn, các hợp chất hữu cơ, và các chất vô cơ. Màu nước có thể được quan sát bằng mắt thường, hoặc sử dụng các thiết bị đo màu nước chuyên dụng. Thường thì màu nước xanh lá chuối non (màu của tảo lục chiếm ưu thế) là nhất.

Các yếu tố gây nên màu nước bao gồm:

• Chất hòa tan có màu: Như màu vàng nâu đỏ của hợp chất sắt từ đất ngâm ra
• Các chất vân cặn: cát, phù sa, keo đất,.. làm nước đục màu đất
• Sinh vật phù du: Chủ yếu là các tảo phù du
• Các chất mùn bã hữu cơ: Thường gây cho nước màu đen và có mùi hôi thối.

2. Độ đục/ độ trong

Xác định độ trong, để đánh giá cân đối giữ 2 yêu cầu: Tảo phù du và bức xạ ánh sáng mặt trời.

Ao nuôi cá có mật độ tảo trên 2 triệu ct/lit độ trong thường (10-40 cm). Thủy vực tự nhiên mật độ tảo dưới 1 triệu ct/lit, nếu không bị đục bởi keo đất, phù sa thì độ trong thường rất lớn (>100 cm)

Dụng cụ đo độ trong thông dụng là đĩa đo độ trong hay còn gọi là đĩa secchi

Độ trong thích hợp cho ao nuôi cá từ 20 – 30 độ C

>> Tham khảo: 3 Cách đo độ đục trong nuôi trồng thủy sản hiện nay

3. Nhiệt độ nước

Chủ yếu từ ánh sáng mặt trời. Quy luật biến động nhiệt độ nước theo ngày đêm và theo mùa rõ rệt.

Do lưu giữ nhiệt lớn, nên dao động nhiệt độ của nước bao giờ cũng thấp hơn không khí trong cùng điều kiện => tốt do động vật biến nhiệt.

Nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của hầu hết thủy sinh vật ở Việt Nam trong khoảng 20 – 30 độ C

Dụng cụ để xác định nhiệt độ là nhiệt kế

4. Độ pH

Để đặc trưng cho mức độ diễn biến khác nhau của tính axit và tính kiềm của môi trường nước được gọi là độ pH.

Độ pH của các dung dịch nước biến thiên trong phạm vi từ 1 đến 14 độ kèm theo các thuộc tính sau:

* Nguồn gốc gây nên tính axit (pH < 7) của môi trường nước

Do nền đất, đất sét có nhiều oxit nhôm, đất đồi đỏ nâu có nhiều oxit sắt.

• Những ao mới đào hoặc quá trình cải tạo đào sâu xuống tầng đất dinh phèn (do sú vẹt chết tạo thành)
• Sự tích đọng mùn bã hữu cơ

* Nguồn gốc gây nên tính kiềm (pH > 7) của môi trường nước

• Do tác động của con người, trong quá trình sử dụng vôi để bón cho ao.
• Do nguồn nước chảy qua khu hệ núi đá vôi
• Ngoài các nguồn gốc trên, độ pH của môi trường bị ảnh hưởng của nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt.

5. Oxy hòa tan (DO)

Có hai nguồn bổ sung Oxy vào môi trường nước

• Từ không khí (hiện tượng khuyếch tán)
• Do sự quang hợp của tảo ngay trong vùng nước

Sự quang hợp của thực vật thủy sinh có vai trò rất lớn, chuyển hóa khí độc CO2 thành O2, chuyển hóa năng lượng ánh sáng mặt trời thành các dạng năng lượng dữ trữ của vật chất hữu cơ, tạo sinh khối cho vùng nước.

Sự quang hợp của tảo gây ra quy luật biến động ngày đêm của Oxy trong vùng nước: Oxy thấp nhất từ lúc sáng sớm (4 – 5 giờ) và cao nhất vào khoảng 2 giờ chiều.

Chắm bón duy trì mật độ tảo phù du từ 2 – 5 triều cá thể/lit, không những làm giàu dinh dưỡng cho ao mà còn tạo ra cơ chế sản xuất Oxy ngay trong vùng nước, giúp tôm cá phát triển, khỏe mạnh.

* Lượng Oxy thích hợp: Hàm lượng Oxy thích hợp cho nuôi cá, tôm phải > 3,0mg/l

* Những yếu tố gây tiêu hao Oxy trong vùng nước

• Sự hô hấp của thủy sinh vật
• Quá trình phân hưy mùn bã hữu cơ, thức ăn dư thừa, xác động thực vật thối rữa,..
• Chế độ phân bón, cho ăn cần được kiểm tra bằng chỉ tiêu Oxy thường xuyên, tránh cho tôm ca bị thiếu Oxy và nổi đầu vào ban đêm và sáng sớm.
• Dấu hiệu khi thiếu oxy trong ao nuôi…

6. Khí độc Hydrosunfure (H2S)

H2S trong nước chủ yếu do sự thối rữa của xác chết động thực vật. Bùn đáy ao quá bẩn khi phân hủy yếm khí (tức là thiếu Oxy). Bùn đáy vùng đầm lầy luôn có mặt H2S.

7. Amoniac (NH3)

Amoniac (NH3) là một hợp chất hóa học không màu, có mùi hăng đặc trưng, dễ bay hơi và tan trong nước. Amoniac là một chất độc, đặc biệt là đối với thủy sản. Amoniac trong ao nuôi là một chất thải của tôm cá và vi sinh vật trong ao. Nó được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ, bao gồm thức ăn thừa, phân tôm cá, và các chất hữu cơ khác trong ao.

8. Độ kiềm (Alkalinity) và Độ cứng (Hard)

Độ kiềm (Alkalinity) và độ cứng (Hard) là hai chỉ tiêu quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, sự sinh trưởng và phát triển của thủy sản.

Độ kiềm là khả năng đệm của nước, tức là khả năng trung hòa axit. Độ kiềm được đo bằng đơn vị mg/L CaCO3. Độ kiềm cao giúp ổn định pH của nước, ngăn ngừa pH dao động mạnh, gây hại cho thủy sản. Độ kiềm thích hợp cho nuôi trồng thủy sản dao động từ 75 đến 200 mg/L CaCO3. Độ kiềm thấp khiến pH của nước dễ bị dao động, gây hại cho thủy sản. Độ kiềm cao quá mức cũng có thể gây hại cho thủy sản, đặc biệt là các loài cá nước ngọt.

Độ cứng là tổng hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước. Độ cứng được đo bằng đơn vị mg/L CaCO3. Độ cứng cao giúp thủy sản hấp thụ khoáng chất tốt hơn, tăng cường sức đề kháng, chống lại bệnh tật. Độ cứng thích hợp cho nuôi trồng thủy sản dao động từ 100 đến 250 mg/L CaCO3. Độ cứng thấp khiến thủy sản khó hấp thụ khoáng chất, ảnh hưởng đến sức khỏe và sự sinh trưởng của thủy sản. Độ cứng cao quá mức cũng có thể gây hại cho thủy sản, đặc biệt là các loài tôm nước lợ.

9. Các dạng Đạm (Nitơ)

Đạm (Nitơ) là một nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu đối với sự sinh trưởng và phát triển của thủy sản. Đạm tham gia vào quá trình tổng hợp protein, các axit nucleic, axit amin, vitamin, enzim,… giúp thủy sản tăng trưởng nhanh, khỏe mạnh, tăng sức đề kháng và chống chịu với môi trường. Nếu hàm lượng đạm trong ao nuôi quá cao sẽ dẫn đến tình trạng phú dưỡng, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của thủy sản. Ngược lại, nếu hàm lượng đạm trong ao nuôi quá thấp sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu của thủy sản, dẫn đến chậm phát triển, giảm năng suất.

10. Chất hữu cơ – Độ tiêu hao Oxy

Chất hữu cơ là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ tiêu hao oxy trong nuôi trồng thủy sản. Chất hữu cơ có thể được phân thành hai loại chính là chất hữu cơ hòa tan và chất hữu cơ không hòa tan.

Chất hữu cơ hòa tan có thể được phân hủy bởi vi sinh vật hiếu khí trong điều kiện có oxy. Quá trình phân hủy này sẽ tiêu thụ oxy trong nước.

Chất hữu cơ không hòa tan thường lắng xuống đáy ao và bị phân hủy bởi vi sinh vật yếm khí. Quá trình phân hủy này cũng tiêu thụ oxy trong nước, đồng thời tạo ra các chất độc hại như NH3, NO2,…

5 Cách quản lý chất lượng nước hiệu quả

1. Duy trì các thông số chất lượng nước trong phạm vi lý tưởng

Để đảm bảo môi trường nước luôn ở trạng thái tốt nhất, việc theo dõi và duy trì các thông số chất lượng nước trong phạm vi lý tưởng là vô cùng quan trọng. Dưới đây là một số thông số quan trọng cần quan tâm:

Bảng 1: Dãy tham số lí tưởng cho từng chỉ tiêu chất lượng nước

Lưu ý: Mức độ lý tưởng cho các thông số chất lượng nước được trình bày ở trên chỉ mang tính chất tham khảo. Trên thực tế, phạm vi lý tưởng có thể thay đổi tùy thuộc vào vị trí trại, thời tiết và cơ sở hạ tầng.

2. Đo các thông số chất lượng nước định kỳ

Để duy trì mức độ lý tưởng của nước cho từng chỉ tiêu cụ thể, việc hiểu rõ các phép đo hiện tại là cực kỳ quan trọng. Thường xuyên thực hiện các đo lường là bước không thể thiếu để đảm bảo chất lượng nước luôn đạt chuẩn cao. Bằng cách thực hiện đo lường định kỳ theo các chỉ tiêu đã xác định, chúng ta có thể theo dõi và đánh giá xem có bất kỳ biến động nào không mong muốn trong môi trường nước nuôi trồng không, từ đó có thể xử lý vấn đề trước khi nó trở nên nghiêm trọng.

Ngoài ra, để tránh các sai sót có thể dẫn đến mất lợi nhuận, chúng tôi cũng khuyên bạn nên hiệu chuẩn các thiết bị đo lường của mình vào đầu mỗi chu kỳ sản xuất. Điều này sẽ giúp đảm bảo tính chính xác của các dữ liệu đo, đồng thời ngăn chặn được các vấn đề tiềm ẩn.

Dưới đây là bảng tham khảo khoảng thời gian được khuyến cáo để đo lường.

Bảng 2: Các chu kì thích hợp để đo các chỉ tiêu chất lượng nước

3. Kiểm soát hàm lượng photpho và động lực học của tảo

Tảo đóng vai trò quan trọng trong chuỗi thức ăn thủy sản. Tuy nhiên, không phải loại tảo nào cũng có lợi. Một số loại tảo độc hại và không thể được các sinh vật khác tiêu thụ. Nhờ khả năng kiểm soát lực nổi, tảo có hại dễ dàng tiếp cận nguồn dinh dưỡng và ánh sáng, giúp chúng phát triển nhanh hơn và lấn át các loài tảo khác. Loại tảo này bao gồm tảo xanh lam, vốn là một loại vi khuẩn có khả năng quang hợp.

Ao nuôi tôm thường chứa lượng lớn chất dinh dưỡng từ thức ăn. Hầu hết các chất dinh dưỡng này, đặc biệt là nitơ và phốt pho, không được tôm tiêu thụ hoàn toàn và tích tụ trong lớp trầm tích và cột nước. Từ 72% đến 89% lượng phốt pho đầu vào bị lãng phí, dẫn đến gia tăng tảo, tiềm ẩn nguy cơ tảo nở hoa gây hại.

Sau một thời gian ngắn, thường chỉ vài ngày sau khi tảo nở hoa, tảo sẽ đạt đến giai đoạn phát triển tối đa và chết. Hiện tượng này gọi là tảo tàn. Lượng tảo chết gia tăng lượng hữu cơ, đẩy nồng độ amoniac lên mức độc hại. Tảo tàn còn tiêu thụ lượng oxy lớn, dẫn đến suy giảm oxy, gây bệnh và chết vật nuôi.

Do vậy, việc theo dõi chặt chẽ hàm lượng phốt pho và tảo là vô cùng quan trọng để đảm bảo môi trường ao nuôi ổn định. Khi hàm lượng phốt pho tăng cao, dẫn đến gia tăng tảo, cần tăng cường trao đổi nước để ngăn chặn các vấn đề nêu trên.

>> Thao khảo: Thiết bị đo chất lượng nước đa thông số 

4. Duy trì hàm lượng ion trong ao nuôi ở mức cân bằng

Thành phần ion đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe và tăng trưởng của tôm, đặc biệt là trong quá trình lột xác và tái tạo vỏ mới. Thông tin quan trọng trong việc duy trì cân bằng là tỷ lệ Na:K (natri: kali) và Mg:Ca (magie: canxi). Để đảm bảo sự phát triển và giảm thiểu rủi ro lột xác không thành công, việc duy trì tỷ lệ ion ở mức cân bằng là rất quan trọng. Tuy chúng tôi khuyên là nên duy trì tỷ lệ 28:1 cho Na:K và 3,4:1 cho Mg:Ca, nhưng lưu ý rằng tỷ lệ lý tưởng có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của ao nuôi.

Nếu tỷ lệ ion trong ao nuôi bị mất cân bằng, việc đo lường thường xuyên là vô cùng quan trọng để điều chỉnh và duy trì sự cân bằng này. Trong quá trình thời gian, tỷ lệ ion có thể biến đổi do nhiều yếu tố khác nhau. Trong trường hợp mất cân bằng, bạn có thể sử dụng các sản phẩm chuyên dụng như kali clorua, magie clorua và hỗn hợp khoáng chất để điều chỉnh. Tuy nhiên, cần phải cẩn trọng vì không phải tất cả các sản phẩm đều tiết lộ đầy đủ thông tin về thành phần khoáng chất của chúng.

5. Thay nước ao nuôi thường xuyên

Thay nước được coi là một biện pháp kinh tế và hiệu quả để duy trì chất lượng nước trong ao nuôi. Nó không chỉ giúp ngăn chặn sự tích tụ amoniac vượt quá mức và hỗ trợ tôm vượt qua các giai đoạn căng thẳng trong chu kỳ như dịch bệnh hay thu hoạch, mà còn giúp duy trì chất lượng nước ổn định và tốt trước ngày thả nuôi (DOC) từ 30 đến 40 ngày.

Việc thay đổi lượng nước hàng ngày được khuyến nghị là từ 10 đến 30 phần trăm, và tỷ lệ này sẽ tăng khi lượng thức ăn đầu vào tăng. Trong trường hợp nồng độ amoniac tăng đột biến, việc tăng tỷ lệ trao đổi nước sẽ giúp giảm nồng độ amoniac xuống mức an toàn.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc thay nước có thể tăng nguy cơ xâm nhập mầm bệnh vào ao nuôi, do đó nên sử dụng nước đã qua xử lý kỹ lưỡng trước khi thay vào ao nuôi.

Để đảm bảo sức khỏe cho tôm/cá nuôi và nâng cao hiệu quả sản xuất, người nuôi cần chủ động xây dựng kế hoạch khắc phục sự cố chất lượng nước ao nuôi. Kế hoạch này bao gồm việc theo dõi thường xuyên các chỉ tiêu chất lượng nước, phân tích tình trạng nước, lập kế hoạch xử lý cụ thể cho từng vấn đề tiềm ẩn và thực hiện khi cần thiết.

Tuy nhiên, việc theo dõi và giám sát chất lượng nước liên tục đòi hỏi nhiều thời gian và công sức. Hiểu được điều này, Reecotech mang đến giải pháp “Giám sát chất lượng nước và hải văn trong nuôi trồng thủy sản“, giúp bà con theo dõi chất lượng nước ao nuôi 24/7 và nhận cảnh báo kịp thời khi có bất kỳ thay đổi nào vượt ngưỡng cho phép. Nhờ vậy, bà con có thể chủ động xử lý các vấn đề về chất lượng nước một cách nhanh chóng và hiệu quả, hạn chế tối đa thiệt hại do ảnh hưởng đến tôm/cá nuôi.