Tầm quan trọng của Oxy hòa tan trong việc nuôi tôm thẻ chân trắng

Hiện nay, quy mô công nghiệp sản xuất tôm ở hầu hết các quốc gia chủ yếu là nuôi tôm thẻ chân trắng. Sản lượng tôm sú giảm mỗi năm thì tương ứng với gia tăng sản lượng tôm thẻ. Các quốc gia chính vẫn còn sản xuất tôm sú với số lượng lớn gồm có Bangladesh, Việt Nam, Ấn Độ và Philippines. Hơn thế nữa, các quốc gia sản xuất tôm hàng đầu, như Thái Lan, Trung Quốc và Indonesia, hầu như chỉ sản xuất tôm thẻ chân trắng. Tại Việt Nam và Indonesia sản lượng tôm thẻ chân trắng đang tăng lên mỗi năm trong khi sản lượng của tôm sú lại tiếp tục giảm đi. Lý do chính cho của việc phổ biến nuôi tôm thẻ chân trắng là vì qua nhiều năm biến đổi gen đã dẫn đến một loại dễ nuôi, ngay cả trong điều kiện thâm canh thì vẫn tăng trưởng nhanh chóng và có kích thước phù hợp. Ngược lại, tôm sú có kết quả không phù hợp, mặc dù bây giờ có thể để có được tôm giống lò ấp chứ không phải từ tự nhiên. Hiệu quả kinh tế của tôm sú không thể so sánh với tôm thẻ chân trắng. 

Hầu như tất cả các nước sản xuất cùng một loại tôm và đều có mục tiêu là xuất khẩu tôm. Ngoại lệ duy nhất là Brazil, nơi mà tôm thẻ chân trắng chủ yếu phục vụ cho nhu cầu trong nước, bởi vì giá thành cao. Trung Quốc cũng sản xuất một lượng tôm đáng kể cho thị trường trong nước. Trong tương lai có khả năng là Trung Quốc sẽ phải nhập khẩu tôm hơn do tỷ lệ phát triển kinh tế ở Trung Quốc cao. Bằng cách so sánh, hầu hết các cường quốc kinh tế lớn trên thế giới, như Mỹ, EU và Nhật Bản, tất cả đều trải qua thời kỳ suy thoái kinh tế. Nó có thể sẽ mất một thời gian dài trước khi nền kinh tế của họ phát triển mạnh mẽ trở lại. Những quốc gia này là những quốc gia nhập khẩu tôm chính trên thế giới. Điều này không chắc rằng sẽ có gia tăng mạnh mẽ trong nhu cầu tôm và giá sẽ tăng lên trong tương lai gần, trừ khi có một số vấn đề đột xuất, chẳng hạn như sự bùng phát bệnh hay thời tiết khắc nghiệt, trong một số các nước sản xuất tôm lớn, dẫn đến giảm nguồn cung cấp tôm tại thị trường thế giới. Đối với doanh nghiệp, nhà sản xuất tôm cần phải tìm cách để đảm bảo rằng sản lượng của ổn định, trong khả năng của hệ thống sản xuất của, và họ có thể kiểm soát chi phí sản xuất để duy trì cạnh tranh.

Chúng ta biết rằng chi phí thức ăn chiếm khoảng 40-50% trong tổng chi phí sản xuất tôm. Như vậy, những nỗ lực cắt giảm chi phí ở thường tập trung vào việc kiểm soát lượng thức ăn cho tôm để không có chất thải dư thừa hoặc không cần thiết. Quản lý thức ăn thích hợp sẽ duy trì chất lượng nước tốt trong ao nuôi dẫn đến đạt năng suất cao. Tuy nhiên, quản lý thức ăn tốt không phải là yếu tố duy nhất cần thiết để đảm bảo rằng tôm phát triển tốt. Nếu lượng oxy hòa tan (Dissolved Oxygen - DO) trong ao là quá thấp, tôm sẽ ăn ít hơn và sẽ có nhiều thực phẩm thừa. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các thông số khác của chất lượng nước, và nếu chất lượng nước giảm xuống dẫn đến tôm yếu và dễ bị nhiễm trùng do vi khuẩn. Các điều kiện này gây ra tỷ lệ sống thấp. Khi oxy hòa tan trong nước thấp, tốc độ tăng trưởng của tôm chậm và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) là rất cao. Phải mất nhiều thời gian để hoàn thành một vụ tôm hơn khi oxy hòa tan thấp. Chúng ta có thể thấy rằng trong giai đoạn 2010-2011, có rất nhiều vấn đề hơn với bệnh do vi khuẩn hơn so với trước. Trong quá khứ, nhiễm trùng do vi khuẩn ít khi là một vấn đề với nuôi tôm thẻ chân trắng. Điều này chỉ ra rằng có cái gì đó sai hoặc một cái gì đó thiếu sót trong việc thực hành quản lý nuôi trồng thủy sản đang được áp dụng ở hiện tại. Thông thường là có vấn đề trong việc cho tôm ăn quá mức. Thức ăn dư thừa gây ra sự tích tụ các chất thải trong ao nuôi, trong đó khuyến khích sự tăng trưởng của vi khuẩn gây bệnh Vibrio. Khi oxy hoặc oxy hòa tan trong ao ở mức thấp trong suốt thời gian nuôi, thì có khả năng tôm sẽ bị bệnh.

Nồng độ oxy hòa tan (DO) thích hợp cho tôm phát triển bình thường là trên 4mg/lít (ppm) lên đến điểm bão hòa. Lượng khí oxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ nước. Khi nhiệt độ cao hơn thì nước có khả năng giữ ít oxy. Đối với nuôi tôm thì tốt nhất duy trì nồng độ oxy hòa tan (DO) trong khoảng 6-8 mg/lít, hoặc trên 4 mg/lít trong suốt thời gian nuôi. Trong thực tế, trên hầu hết các trang trại nuôi chỉ giữ hàm lượng oxy hòa tan cao trong tháng đầu tiên hoặc hai tháng đầu của mùa vụ. Ở một số trang trại, một khi tôm được 30 ngày tuổi trở lên, khoảng ban đêm, hàm lượng oxy hòa tan giảm xuống dưới mức 3mg/lít (3ppm) từ khoảng nửa đêm đến sáng sớm trước khi bình minh. Tình trạng này được tìm thấy trên các trang trại nuôi quảng canh không có thiết bị sục khí và trang trại nuôi bán thâm canh hoặc đôi khi trong trại nuôi thâm canh.

Nuôi Quảng Canh 

Hầu như tất cả các nước châu Mỹ Latinh đều nuôi tôm theo mô hình quảng canh. Kích thước ao là rất lớn, từ 3 lên đến 100 héc-ta, nhưng hầu hết là khoảng 10-20 héc-ta. Các ao thường khá nông, chỉ sâu chừng 1m đến 1,2m, và nước được thay thường xuyên, hầu như thay nước mỗi ngày hoặc cách ngày. Làm như vậy bởi vì đất ở đáy ao khá xốp (bị thẩm thấu nước nhanh). Các quy trình chuẩn bị ao nuôi là để khô ao sau khi thu hoạch, cày đáy ao, và thêm vôi trước khi bơm nước vào lại các ao. Nước được đưa qua một bộ lọc để ngăn chặn hiện sinh vật không mong muốn rồi sau đó bơm vào ao. Tôm được thả vào ao sau khi đã được ươm 2 tuần trong hệ thống nuôi tôm raceway. Mật tôm khác nhau, nhưng trung bình là 10-20 con tôm trong mỗi mét vuông. Điều thú vị đáng lưu ý là hầu hết ơ các nước Mỹ Latinh, thức ăn tôm luôn được đặt chỉ trong khay thức ăn. Mỗi ao có thể có khoảng 30 khay thức ăn hoặc nhiều hơn trên mỗi héc-ta. Nuôi và kiểm tra các khay thức ăn còn sót lại là một thủ tục rất tốn thời gian. Phải mất một thời gian dài để người lao động đi đưa thức ăn vào mỗi khay thức ăn để nuôi tôm trong ao. Hầu hết các trang trại nuôi tôm chỉ cho ăn một lần một ngày, hay một số ít thì cho ăn hai lần một ngày, vào buổi sáng và buổi tối. Rất ít các trang trại nuôi, chẳng hạn như ở Honduras, sử dụng phương pháp cho rải thức ăn, cách này được sử dụng trong hầu hết các nước châu Á và ít sử dụng khay ăn

Những bất lợi của việc sử dụng khay thức ăn là bên cạnh việc mất thời gian cho ăn, thì tôm phải cạnh tranh để có thức ăn trong một khu vực nhỏ. Điều này dẫn đến nhiều thức ăn rơi ra khỏi khay ăn và rơi xuống dưới khay, gần với đáy ao. Khi tôm cố gắng để có được thức ăn bên dưới khay, nó tạo ra một khu vực trũng và ngày càng trũng sâu hơn, rộng hơn khi tôm càng lớn. Các vũng trũng này sớm bị bùn đất và thức ăn mới rơi xuống vùi lấp, tạo thành các trầm tích và lãng phí. Rất khó để xác định chính xác tôm được ăn bao nhiêu vì phải mất nhiều thời gian để cho thức ăn vào các khay và kiểm tra các khay. Một số khay thì hết thức ăn trong khi một số khay khác thì còn lại một lượng lớn thức ăn. Cách cho ăn này dẫn đến tôm tăng trưởng chậm và FCR thường cao hơn so với các nuôi rải thức ăn. Đối với cách nuôi rải thức ăn thì thức ăn được rải xuống xung quanh các khu vực sạch sẽ trong ao và chỉ có khoảng 4 khay thức ăn cho mỗi héc-ta, hoặc thậm chí ít hơn cho các ao nuôi rất lớn. Ví dụ, một ao 25 héc-ta có thể chỉ có 25 khay thức ăn.

Nuôi Bán Thâm Canh

Ở các trang trại bán thâm canh ở các nước Mỹ Latin, mật độ nuôi thường cao hơn khoảng 20-60 tôm mỗi mét vuông. Các ao cũng là sâu tầm 1m-1,2m và có thiết bị sục khí, nhưng không nhiều; trung bình khoảng 6-18 mã lực / héc-ta. Các ao nhỏ hơn, khoảng 1-3 ha hoặc lên đến 10-20 ha trên một số trang trại. Chỉ với một vài thiết bị sục khí thì không thể tập trung chất thải đến trung tâm của các ao được như thực tại ở Thái Lan. Hầu hết các trang trại đều đặt thiết bị sục khí sao cho dòng nước chảy theo hướng nước vào từ một đầu ao và thoát nước ra ở phía còn lại của ao. Theo phương pháp này, một lượng lớn trầm tích có xu hướng tích tụ trong các khu vực giữa các thiết bị sục khí. Giống như với các trang trại nuôi quảng canh, hầu như tất cả các trại bán thâm canh ở Mỹ Latinh chỉ đặt thức ăn nuôi tôm trong khay. Một số trang trại sử dụng phương pháp rải thức ăn với vài khay thức ăn, nhưng vì chỉ có một vài thiết bị sục khí nên có vấn đề với tốc độ tăng trưởng, tốc độ tăng trưởng của tôm chậm lại sau khi đạt khoảng 50 ngày tuổi. Bởi vì mức độ oxy hòa tan giảm rất nhiều vào ban đêm. Đồng thời, trầm tích và chất hữu cơ tích tụ ở đáy ao. Cùng với tăng trưởng chậm, tôm suy yếu và tỷ lệ sống sẽ thấp hơn. Hệ số chuyển đổi thức ăn FCR thường là rất cao. 

Nuôi Thâm Canh

Ở các trang trại nuôi tôm ở Thái Lan, hầu hết người nuôi tôm đều lắp đặt thiết bị sục khí có công suất ít nhất là 36 mã lực cho mỗi héc-ta để đảm bảo rằng có đủ nước để giữ đáy ao sạch trong khu vực cho ăn. Các trầm tích được cuốn về phía trung tâm của ao. Đương nhiên, các thiết bị sục khí cũng giúp tăng lượng oxy hòa tan trong nước vì vậy mà chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi vi sinh vật hiệu quả hơn. Oxy hoàn tan không nên giảm xuống dưới 4 ppm, ngay cả vào sáng sớm. Nếu muốn sản tôm năng suất cao, hầu hết các trang trại sử dụng nhiều hơn thiết bị sục khí, dựa trên các nguyên tắc chung khoảng 450 kg tôm cho mỗi 1 hp công suất thiết bị sục khí. Điều này áp dụng cho hệ thống quản lý trang trại mà nước không được thay thường xuyên, nhưng thức ăn được quản lý chặt chẽ. Nếu người nuôi tôm nhận thấy rằng oxy hòa tam giảm xuống dưới 4 ppm vào buổi sáng hoặc tôm dường như ngày càng phát triển chậm hơn so với bình thường, hầu hết họ sẽ thu hoạch một phần để giảm bớt số lượng tôm trong ao, vì vậy không cần thiết sử dụng nhiều thức ăn cho vụ nuôi còn lại. Thêm lượng lớn thức ăn vào ao nuôi mỗi ngày có ảnh hưởng đến việc cung cấp oxy và chất lượng nước. Các trang trại thành công trong việc giữ oxy hòa tan có nồng độ oxy không ít hơn 4 ppm thậm chí vào buổi sáng, thường rất thành công, tốc độ tăng trưởng tốt, tỷ lệ sống sót cao và tiêu tốn thức ăn thấp. Khi oxy hòa tan được duy trì ở mức ít nhất là 4 ppm, thì tôm ít khi bị bệnh phân trắng hoặc nhiễm trùng do vi khuẩn. Ngược lại, ở các trang trại nơi oxy hòa tan giảm xuống dưới 4 ppm vào ban đêm, tôm sẽ tăng trưởng chậm trong suốt thời gian nuôi và bệnh phân trắng là rất phổ biến.

Thường là không thể xử lý kịp khi một số lượng lớn tôm bị nhiễm bệnh do vi khuẩn. Thông thường, người nuôi tôm phải thu hoạch mùa vụ sớm, khoảng 70-90 ngày, có nghĩa là mục tiêu sản xuất không đạt yêu cầu và thông số chuyển đổi thức ăn FCR khá cao. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu kinh doanh thủy sản (ABRC) đã làm một thí nghiệm trong đó tôm nặng 7g, được nuôi trong bể cá chứa đầy nước ở độ mặn 25 ppt và giữ ở nhiệt độ 29± 1 độ C, đó là nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển tôm . Tôm được chia thành 3 nhóm, với 3 bể cá cảnh cho từng nhóm, như sau:

Nhóm 1: Oxy hòa tan được giữ ở mức trên 4 ppm liên tục

Nhóm 2: Oxy hòa tan được giữ ở mức 2-4 ppm

Nhóm 3: Oxy hòa tan được giữ ở mức ít hơn 2 ppm

Tôm được cho ăn 3 lần một ngày, mỗi lần cho ăn cách nhau 4 giờ đồng hồ. Mỗi lần cho ăn với tỉ lệ thức ăn bằng 1.1% trọng lượng cơ thể trong thức ăn chế biến, khi tôm được 10 g thì cần được cho ăn với tỉ lệ bằng 3,3% trọng lượng cơ thể mỗi ngày (Limsuwan và Chanratchakool, 2004). Các nhà nghiên cứu đếm số lượng thức ăn viên cho tôm và thức ăn còn lại trong hồ cá 15, 30, 45 và 60 phút sau khi ăn. Kết quả được trình bày ở bảng 1.

Bảng 1. Lượng tiêu thụ thức ăn của tôm thẻ chân trắng tại ba nồng độ oxy hòa tan khác nhau.

Giá trị trung bình có ký hiệu chữ cái khác nhau trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (P <0,05)

Từ Bảng 1, chúng ta có thể thấy rằng tôm được nuôi trong môi trường nước có nguồn oxy hòa tan dồi dào (nồng độ oxy hòa tan trên 4ppm) sẽ tiêu thụ thức ăn rất nhanh chóng, lượng thức ăn chỉ còn 21,03 % sau 15 phút. Tôm đã ăn hết thức ăn trong vòng 45 phút. Ờ đàn tôm được nuôi trong môi trường nước với nồng độ oxy hòa tan 2-4 ppm thì tiêu thụ thức ăn chậm hơn, nhưng sẽ ăn hết thức ăn trong vòng 45 phút. Tôm trong môi trường nước với oxy hòa tan dưới 2 ppm ăn rất ít và sau 45 phút, thì lượng thức còn lại là 59,27%. Một số con tôm cố gắng ăn thức ăn khi chúng ở gần bề mặt nước, nơi mà mức độ oxy cao. Trong điều kiện thí nghiệm, thức ăn dư thừa bị rơi xuống đáy bể sẽ được hút lên bằng hệ thống lọc nước, nhưng trong điều kiện trang trại thì lượng thức ăn còn sót lại vẫn ở trong ao và ảnh hưởng đến nguồn nước. Amoniac và chất hữu cơ tích tụ trong nước và số lượng của vi khuẩn tăng. Điều này gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe tôm. Khi tôm suy yếu oxy hòa tan lượng oxy thấp, thì chúng gặp vấn đề về lột xác và hầu hết tôm sẽ chết khi đang lột xác hoặc ngay sau khi lột xác

Hầu hết các trang trại nuôi tôm, nồng độ oxy hòa tan thích hợp vào ban ngày là ở  trên 4 ppm. Vào những ngày trời nắng, các thực vật phù du trong nước quang hợp và tạo ra oxy. Ở các ao có lượng thực vật phù du trong nước lớn thì nồng độ oxy hòa tan có thể tăng lên trên 10 ppm vào buổi chiều. Điều này thường xảy ra ở các trại nuôi thâm canh có độ mặn thấp và lượng sinh vật phù du sinh cao, và các thiết bị sục khí được tắt vào ban ngày khi trời nắng nóng. Tuy nhiên, ngay cả ở các trang trại khi mà nồng độ oxy hòa tan vào ban ngày là khá cao thì sau khoảng 21:00 đêm mức oxy vẫn bắt đầu giảm vì sự hô hấp của các sinh vật phù du, tôm và các vi sinh vật sẽ làm phân huỷ chất hữu cơ. Nồng độ oxy hòa tan giảm xuống rất thấp từ khoảng nửa đêm đến sáng sớm. Trong khoảng thời gian trước bình minh thì lượng oxy hòa tan có thể xuống đến 3-4 ppm, 2-3 ppm hoặc thậm chí thấp hơn 2 ppm tại một số trang trại. Đây cũng là tình trạng của các trang trại rộng lớn không có thiết bị sục khí và mật độ nuôi tôm thấp, và các trang trại bán thâm canh với  mật độ từ 30-60 con/m2 nhưng sụt khí với công suất chỉ có 6-18 hp/hecta. Lượng DO thường giảm xuống khoảng 2-3 ppm hoặc thậm chí thấp hơn nhiều lần vào ban đêm. Tôm phát triển chậm, tỷ lệ sống thấp và FCR tăng cao. Tôm sẽ phát triển tốt hơn ở các ao nuôi có nồng độ oxy cao.

Một thí nghiệm khác chứng minh rằng ngoài việc ảnh hưởng đến sức ăn của tôm, nồng độ oxy hòa tan cũng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng tôm, tỷ lệ sống và FCR. Trong thí nghiệm này, tôm thẻ chân trắng có trọng lượng trung bình là 7,6 g/con được nuôi trong bể có thể tích là 500 lít được làm từ sợi thủy tinh được chứa nước có độ mặn là 25 ppt và duy trì nhiệt độ nước liên tục ở 29 + 1oC. Có 30 con tôm trong một bể, hoặc mật độ tôm ở mức là 54 con/m2. Trong điều kiện ao nuôi, tôm thường tăng trưởng chậm do lượng oxy hòa tan thấp sau 50-60 ngày nuôi. Đối với những thí nghiệm, những con tôm được chia ngẫu nhiên thành 3 nhóm, với 3 lần lặp lại cho mỗi nhóm:

Nhóm 1: oxy hòa tan luôn được giữ ở mức trên 4 ppm trong suốt thời gian làm thí nghiệm

Nhóm 2: oxy hòa tan được giữ ở mức trên 4 ppm trong 12 giờ và ở mức 2-4 ppm trong 12 giờ (từ 18: 00- 06:00)

Nhóm 3: oxy hòa tan được giữ ở mức trên 4 ppm trong 12 giờ và ít hơn 2 ppm trong 12 giờ (từ 18: 00- 06:00)

Tôm được cho ăn 3 lần một ngày vào lúc 8:00, 12:00 và 16:00.

Sau 60 ngày, tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng, trọng lượng trung bình, năng suất và FCR đạt được kết quả cao nhất thuộc về  đàn tôm được nuôi trong môi trường nước có nồng độ oxy hòa tan trên 4 ppm được duy trì trong suốt thời gian thí nghiệm, và kết quả Nhóm 2 và nhóm 3 thì thấp hơn, theo thứ tự đó, bạn có thể nhìn thấy từ bảng 2 và 3. Những kết quả này khẳng định rõ ràng rằng hàm lượng oxy hòa tan là một yếu tố quan trọng để đạt được kết quả mong muốn trong nuôi tôm. Thêm vào đó, các chỉ số huyết học và đáp ứng miễn dịch (như tổng số tế bào máu) của tôm cũng cao hơn ở thí nghiệm có hàm lượng oxy hòa tan > 4 ppm so với hai thí nghiệm còn lại (Bảng 4). Các yếu tố miễn dịch khác cũng cao hơn ở nhóm tôm trong thí nghiệm có hàm lượng oxy hòa tan cao. Chi tiết hơn có thể xem bài báo "Ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan lên tăng trưởng, tỷ lệ sống, miễn dịch không đặc hiệu của tôm thẻ chân trắng, L. vannamei cảm nhiễm vi khuẩn Vibrio harveyi" của tác giả Nonwachai et al., 2011 (Effects of Dissolved Oxygen Levels on Growth, Survival, Non-Specific Immune Characteristic of Pacific White Shrimp Litopenaeus vannamei and Challenged with Vibrio harveyi, Nonwachai et al., 2011)

Bảng 2: Trọng lượng trung bình của tôm thẻ chân trắng được nuôi ở những môi trường có nồng độ oxy khác nhau

Giá trị trung bình với các ký hiệu chữ cái khác nhau trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0.05).

Bảng 3 Tỷ lệ sống của tôm L. vannamei ở các môi trường có nồng độ oxy hòa tan khác nhau

Giá trị trung bình với các ký hiệu chữ cái khác nhau trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0.05).

Bảng 4 Tổng số tế bào máu (THC) của L. vannamei theo ba cấp độ D oxy hòa tan khác nhau.

Giá trị trung bình với các ký hiệu chữ cái khác nhau trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0.05).)

Để đạt được sản lượng tôm thẻ chân trắng mong muốn, bên cạnh việc chú ý đến chất lượng của tôm giống, chọn thời vụ thích hợp trong năm, và sử dụng các biện pháp quản lý trang trại được đề nghị, người nông dân cũng nên chú ý tới việc duy trì mức oxy hòa tan trong nước trong suốt thời gian nuôi. Để đạt hiệu quả cao hơn thì nên tập trung vào việc giữ mức oxy cao hơn là sử dụng nhiều loại hóa chất hoặc các sản phẩm khác để cố gắng giải quyết vấn đề do oxy nồng độ thấp gây ra. Nếu giữ nồng độ oxy hòa tan ở mức độ phù hợp trong suốt thời vụ nuôi, tôm sẽ phát triển tốt và khỏe mạnh. Do đó sẽ không cần phải lo lắng đến các vấn đề về bệnh ký sinh trùng hay nhiễm khuẩn trên tôm nữa.