Ảnh hưởng của sinh khối cá Chình Bông (anguilla marmorata) đến sinh trưởng và năng suất cải thảo (brassica campestris spp. pekinensis) trong hệ thống aquaponic qui mô trang trại

Nội dung text: Ảnh hưởng của sinh khối cá Chình Bông (anguilla marmorata) đến sinh trưởng và năng suất cải thảo (brassica campestris spp. pekinensis) trong hệ thống aquaponic qui mô trang trại

1. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 ẢNH HƯỞNG CỦA SINH KHỐI CÁ CHÌNH BÔNG (ANGUILLA MARMORATA) ĐẾN SINH TRƯỞNG VÀ NĂNG SUẤT CẢI THẢO (BRASSICA CAMPESTRIS SPP. PEKINENSIS) TRONG HỆ THỐNG AQUAPONIC QUI MÔ TRANG TRẠI Võ Phương Tùng1, Hồ Thanh Huy2, Nguyễn Phúc Cẩm Tú3, Chau Hêng4 1 Chi cục Thủy sản TP. Hồ Chí Minh 2 Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM 3 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 4 Công ty TNHH Nông sản Đồng Tháp Aqua Thông tin chung: ABSTRACT Ngày nhận bài: 30/09/2020 Ngày nhận kết quả bình Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xác định ảnh hưởng của sinh khối cá duyệt: chình ban đầu đến sinh trưởng và năng suất cá chình và cải thảo trong hệ 07/02/2021 thống quaquaponic. Thí nghiệm được tiến hành trong các hệ thống Ngày chấp nhận đăng: aquaponic gồm 3 bể nuôi cá chình và 160 m2 trồng cải thảo cho mỗi hệ 03/2021 thống. Thí nghiệm gồm ba nghiệm thức về sinh khối cá chình ban đầu (200 Title: kg, 250 kg và 300 kg) tương ứng trên cùng diện tích trồng cải thảo (160 m2) Effect of biomass of the giant với mật độ như nhau (16 cây/1,2 m2). Thời gian thực hiện trong 28 ngày và mottled eel (Anguilla thí nghiệm được thực hiện với 3 đợt nối tiếp nhau. Kết quả cho thấy, ở marmorata) on growth and nghiệm thức 2 (250 kg) tăng trưởng của cá chình và cải thảo cao nhất, khối yield of Chinese cabbage (Brassica campestris spp. lượng cá chình tăng 34,4 % và cải thảo đạt khối lượng trung bình 195,3 2 pekinensis) in a commercial g/cây với năng suất đạt 2,24 kg/m . aquaponic systems Keywords: TÓM TẮT Aquaponic system, eel, This study was conducted to evaluate the effect of initial eel biomasses on Chinese cabbage, growth rate growth and yield of eel and Chinese cabbage when combined in aquaponic Từ khóa: system. Experimental was conducted in aquaponic systems, with three eel Hệ thống aquaponic, cá tanks and 160 m2 of Chinese cabbage cultivation for one. The experiment chình, cải thảo, tăng trưởng included three treatments corresponding with of three innitial eel biomasses, 200 kg, 250 kg and 300 kg on the same cultivated area of 160 m2 with same density of 16 plants/1,2 m2. The experiment lastedin 28 days and was carried out in 3 consecutivecrops. Results showed that in treatment-2 (250 kg) the growth of eel and chineses cabbage is the highest, the eel weight gained 34.4% and Chinese cabbage obtained an average weight of 195.3 g/plant and yield of 2.24 kg/ m2. 1. GIỚI THIỆU đất, trong đó chất thải của cá được chuyển thành Aquaponic là hệ thống nuôi thủy sản kết hợp trồng chất dinh dưỡng cho cây trồng và cây trồng làm rau thủy canh trong hệ thống tuần hoàn không dùng sạch nước thải trả lại cho bể cá bằng các chu trình tự nhiên với sự góp mặt của vi khuẩn có lợi. 48
2. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Aquaponic được ghi nhận từ những năm của thập thường xuyên xảy ra. Năm 2017, Nguyễn Nhứt đã niên 70 và tiếp tục được nghiên cứu tại nhiều nơi thử nghiệm nuôi cá chình bông trong hệ thống tuần (Neagel, 1977; Lewis, Yopp và Schramm, 1978). hoàn và ghi nhận tốc độ tăng trưởng đặc trưng và Năm 2006, Rakocy và cs đề xuất mô hình khối lượng thu hoạch cao (0,6 %/ngày và 940 aquaponic hoàn chỉnh (UVI aquaponic system) và g/con) sau 13 tháng nuôi với tỉ lệ sống 82 %. được đánh giá là có khả năng phát triển mở rộng ở Trong nghiên cứu này chúng tôi chọn cá chình quy mô thương mại vì là mô hình sản xuất bền bông, thử nghiệm nuôi trong hệ thống aquaponic vững trên phương diện nâng cao năng suất và tiết cùng với cải thảo. Nghiên cứu nhằm xác định ảnh kiệm chi phí trên cùng một diện tích canh tác hưởng của sinh khối cá chình ban đầu đến tăng (Laura và cs, 2015). Aquaponic là một phương trưởng và năng suất cải thảo khi kết hợp sản xuất pháp canh tác tạo ra nguồn thực phẩm tự nhiên, giữa cá chình – cải thảo trong hệ thống aquaponic thân thiện với môi trường, khai thác các thuộc tính ở qui mô trang trại. tốt nhất của nuôi trồng thủy sản và trồng rau thủy 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN canh mà không cần phải xả nước thải, lọc nước CỨU hoặc thêm các loại phân bón hóa học. Ngoài ra, do 2.1 Địa điểm, thời gian và vật liệu nghiên cứu hệ thống được xây dựng trên thiết kế tách biệt giữa khu nuôi cá và khu trồng rau nên việc chọn lựa đối Địa điểm: Nghiên cứu được thực hiện tại Công ty tượng thủy sản và rau màu canh tác sẽ thuận lợi hơn TNHH Nông sản Đồng Tháp Aqua, Thị trấn Lấp và tùy vào ềđi u kiện, mục đích từng nơi mà có ựs Vò, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp. kết hợp cá, rau phù hợp nhất. Tuy nhiên, theo FAO Thời gian thí nghiệm: 84 ngày, từ 04/2020 – (2014) để đảm bảo đủ lượng dinh dưỡng cung cấp 06/2020. cho rau cũng như sự cân bằng hệ vi sinh vật hữu Vật liệu: ích cho hệ thống aquaponic vấn đề quan trọng nhất • Cá chình bông (Anguilla marmorata) đã được là đảm bảo sự cân bằng giữa mật độ hay sinh khối thuần dưỡng và chọn lựa tương đồng về kích cỡ của cá và rau sao cho sự cân đối đó được duy trì ổn với khối lượng ban đầu trung bình 202,6 ± 11,3 định trong suốt thời gian vận hành hệ thống. g/con và chiều dài trung bình 42,2 ± 0,6 cm. Lược khảo một số kết quả nghiên cứu về aquaponic • Cải thảo (Brassica campestris spp. Pekinensis) trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy có nhiều đối đã qua giai đoạn ươm mầm trên giàn ươm được tượng thủy sản được thử nghiệm như cá rô phi trồng áp trên những bè nổi (xốp cách nhiệt XPS, (Rakocy và cs, 2004, 2006; Ngô Thị Lam Giang, khoan lỗ) có diện tích 0,6 m2 (0,6m*1,0m) với 2017), cá lóc (Trần Thị Ngọc Bích, 2015), cá điêu mật độ 8 cây rau/bè (16 cây/1,2m2). hồng (Hứa Thái Nhân, 2019), cá trám cỏ (Lennard 2.2 Hệ thống thí nghiệm và Ward, 2019) và thường kết hợp với các loại rau phổ biến như: cải thìa, cải xanh, xà lách, rau Hệ thống aquaponic: Hệ thống được xây dựng dựa muống. theo nguyên lý của Rakocy và cs (2004, 2006) sử Hiện nay, tại các tỉnh vùng Tây Nam Bộ, nuôi cá dụng máy bơm công suất lớn bơm lượng nước đủ chình lồng bè hay trong ao đất đang phát triển lớn từ bể hồi – cấp nước để chảy đều về các bể cá. mạnh nhờ vào đặc điểm sinh trưởng và giá trị của Sau đó nước ra từ các bể cá chảy đều vào các nhánh cá chình cùng với thị trường ổn định, giá bán cao, của bể trồng rau theo phương pháp thủy canh. Sau mang lại thu nhập khá cho người nuôi. Tuy nhiên, cùng, nước theo các nhánh riêng lẻ khác chảy về bể nghề nuôi cá chình luôn tiềm ẩn nhiều rủi ro khi chi hồi – cấp nước. phí con giống cao và phụ thuộc vào đánh bắt tự Thí nghiệm được thực hiện trong nhà lưới có diện nhiên, thời gian nuôi kéo dài và đặc biệt là tình tích 1.000 m2, gồm 3 hệ thống thủy canh hoàn trạng biến đổi khí hậu nắng nóng và xâm nhập mặn chỉnh riêng biệt và giống nhau cho 3 nghiệm thức 49
3. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 của thí nghiệm. Mỗi hệ thống gồm 4 luống trồng Cá chình được cho ăn thức ăn dạng bột dính chứa cải thảo với diện tích 160 m2 và 3 bể nuôi cá với 45% protein của Công ty TNHH TM Quốc tế Hải tổng thể tích 12 m3. Thiên (Cheng và cs, 2013, trích dẫn bởi Nguyễn • Bể nuôi cá: hình tròn, cấu trúc bằng composite Nhứt, 2017). Cá được cho ăn 2 lần/ngày vào 5:00 gồm 2 bể đường kính 3,0 m và 1 bể đường kính – 6:00 và 17:00 – 18:00, lượng cho ăn theo nhu cầu 2,0 m. Mực nước luôn được ổn định ở mức 0,7 và được điều chỉnh thường xuyên qua theo dõi m. cường độ bắt mồi của cá để tránh việc cho ăn dư thừa hoặc thiếu. • Luống rau thủy canh: 4 luống được xây dựng bằng xi măng (lót bạt HDPE 0,5 mm) liền kề Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nhau với chiều dài 22 m, trong đó 3 luống rộng nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được thực hiện với 2 m, mỗi luống đặt 72 bè trồng rau và 1 luống ba đợt theo dõi nối tiếp nhau, mỗi đợt kéo dài 28 rộng 1,2 m có 44 bè trồng rau. Dòng nước từ ngày (tươngứ ng với một chu kỳ rau). Kết thúc đợt các bể cá chạy liên tục và nối liền qua các luống 1, tiến hành bố trí cá và rau khác cho đợt thứ 2 và rau về bể hồi cấp nước. Mực nước ở các luống tương tự cho đợt thứ 3. Cá bố trí ban đầu tại các đợt được giữ ổn định 0,3 m; đồng thời các luống thí nghiệm tương đương nhau về khối lượng và được lắp các đường ống Aero tube và sục khí chiều dài cá thể. liên tục. Dòng nước di chuyển nối tiếp qua 4 2.4 Chỉ tiêu theo dõi luống trước khi ra ngoài. 2.4.1 Các chỉ tiêu chất lượng nước • Hệ thống lọc – cấp nước: Mỗi hệ thống aquaponic rau-cá chình (tương ứng với mỗi Nhiệt độ, nồng độ oxy hòa tan (DO) và độ pH: nghiệm thức) có 1 hệ thống lọc – cấp nước riêng được đo 2 lần/ngày (8:00 và 16:00) bằng máy đo biệt gồm 1 bể lọc thô (1,2 m3), 1 bể lọc vi sinh cầm tay hiệu Hanna (0,8 m3) và 1 bể hồi – cấp nước (1 m3). Ammonia (NH3), Nitrite (NO2), Nitrate (NO3) và độ Kiềm (Alkalinity): Theo dõi 3 ngày/lần bằng 2.3 Bố trí thí nghiệm máy đo quang học 9500 (YSI) hoặc bộ kít của công Cá chình sau khi nuôi thuần dưỡng, đạt trạng thái ty Sera. Các yếu tố trên được xác định tại 3 vị trí: khỏe mạnh, bắt mồi tốt được chọn ngẫu nhiên thả bể hồi-cấp nước, bể nuôi cá và đầu luống rau trong vào các bể thí nghiệm. Thí nghiệm bao gồm 3 mỗi hệ thống. nghiệm thức, gồm 3 sinh khối cá chình thả ban đầu: Độ dẫn điện của nước (EC): Theo dõi 7 ngày/lần 200 kg, 250 kg và 300 kg tương ứng với các mật bằng máy đo cầm tay hiệu Hanna. độ thả cá là 17 kg/m3, 21 kg/m3 và 25 kg/m3. 2.4.2 Các thông số tăng trưởng của cá Cải thảo sau khi ươm từ hạt giống trong các rọ nhựa có giá thể (sơ dừa) trên giàn ươm 7- 8 ngày sẽ nảy Số lượng, khối lượng và chiều dài cá được xác định mầm và ra 1 - 2 lá được chuyển ngẫu nhiên vào các vào đầu và cuối thí nghiệm (dùng thước kẻ 50 cm bè rau của các nghiệm thức với mật độ 8 cây/ tấm và cân ồđ ng hồ Nhơn Hòa loại 1,0 kg). xốp (0,6 m2). Khối lượng và chiều dài cá được xác định trước khi Nguồn nước thí nghiệm được bơm trực tiếp từ sông thí nghiệm 1 ngày với 30 mẫu được thu ngẫu nhiên vào bể chứa lắng, sau đó nước được xử lý diệt tạp, từ toàn bộ đàn cáthí nghiệm. Sau khi kết thúc, mỗi vi khuẩn. Các yếu tố môi trường được điều chỉnh nghiệm thức được chọn ngẫu nhiên 30 cá thể để xác đạt yêu cầu chỉ tiêu chất lượng nước trước khi cấp định khối lượng và chiều dài. vào hệ thống thí nghiệm. Lưu tốc nước trong mỗi • Tỉ lệ sống (survival ratio, SR (%)) = (FF / IF) hệ thống được giữ ổn định ở mức 20 – 22 m3/giờ * 100.Với: IF, số lượng cá ban đầu (con); FF, (Rakocy và cs, 2004). Nhiệt độ được kiểm soát dao số lượng cá cuối TN (con). dộng từ 28 – 32 oC. (Chu Văn Công, 2005). 50
4. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 • Tốc độ tăng trưởng chiều dài ặđ c trưng: SGRL • Chiều dài rễ (cm): Chiều dài của rễ tính từ gốc (%/ngày) = [(LnL2 – LnL1) * 100] / (t2 – t1) tới chóp cuối rễ. • Tốc độ tăng trưởng khối lượng đặc trưng: • Số lá/cây (lá): Số lá trên mỗi cây cải. SGRW (%/ngày) = [(LnW2 – LnW1) * 100] / • Khối lượng cải thu hoạch (g/cây): Khối lượng (t2 – t1) của mỗi cây cải sau thu hoạch ở trạng thái tươi, Trong đó không nước và các tạp chất. • Năng suất thực tế (kg/m2): Xác định theo khối W1, W2 (g): Khối lượng cá ở thời điểm t1, t2 lượng thu hoạch thực tế tất cả các cây/diện tích L1, L2 (g): Chiều dài cá ở thời điểm t1, t2 tương ứng. t1, t2: Thời điểm kiểm tra 2.5 2Phương pháp xử lý số liệu • Hệ số chuyển đổi thức ăn (feed conversion Tất cả số liệu được thu thập, xử lý bằng phần ratio, FCR): mềm Excel và Minitab 16. So sánh sự khác biệt về FCR = Fs/(Mf – Mi) Với: Fs, khối lượng thức tăng trưởng của cá và sinh trưởng của cải giữa ba ăn cung cấp (g) nghiệm thức được thực hiện bằng phân tích phương Mf, Mi: sinh khối cá cuối và ầđ u thí nghiệm sai một yếu tố với Tukey test được dùng như kiểm định so sánh đối chiếu. Mức xác suất p < 0,05 được - Các thông số tăng trưởng của cải: chấp nhận như tiêu chuẩn đánh giá sự khác biệt có Các chỉ tiêu tăng trưởng được xác định bao gồm: ý nghĩa thống kê. Số liệu sinh trưởng và tỉ lệ sống chiều cao toàn cây, chiều dài rễ, số lá và năng suất. được trình bày với giá trị trung bình ± độ lệch Cải thảo được thu hoạch sau 28 ngày (tương ứng chuẩn với một chu kỳ tăng trưởng). Chọn ngẫu nhiên 15 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN cây/luống, tương ứng là 60 cây/nghiệm thức để xác 3.1 Biến động một số yếu tố chất lượng nước định các chỉ tiêu tăng trưởng của cải. Các luống cải sau khi thu hoạch đợt 1 sẽ được đồng thời trồng lại 3.1.1 Các yếu tố nhiệt độ, pH, oxy hòa tan (DO), cây con như bố trí đầu thí nghiệm để theo dõi đợt 2 độ kiềm và độ dẫn điện của nước (EC). và tương ựt cho đợt 3. Sự biến động các yếu tố môi trường ở các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm được thể hiện ở • Chiều cao cây (cm): Chiều dài từ gốc tới chóp Bảng 1. ngọn. Bảng 1. Biến động nhiệt độ, pH và DO trong hệ thống thí nghiệm Nghiệm thức Yếu tố NT1 NT2 NT3 Nhỏ Trung Lớn Nhỏ Trung Lớn Nhỏ Trung Lớn nhất bình nhất nhất bình nhất nhất bình nhất Sáng 26,9 28,4 29,5 27,2 28,6 29,8 27,2 28,6 29,8 Nhiệt độ (to) n = 28 Chiều 27,7 29,5 30,9 28,0 29,5 30,9 27,9 29,5 31,2 Sáng 6,4 6,8 7,2 6,1 6,7 7,3 6,1 6,8 7,2 pH n = 28 Chiều 6,4 6,9 7,5 5,9 6,8 7,4 6,1 6,9 7,5 DO (mg/L) Sáng 4,6 5,7 6,6 4,8 5,7 6,9 4,5 5,7 6,7 51
5. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Nghiệm thức Yếu tố NT1 NT2 NT3 Nhỏ Trung Lớn Nhỏ Trung Lớn Nhỏ Trung Lớn nhất bình nhất nhất bình nhất nhất bình nhất n = 28 Chiều 4,9 6,0 7,0 5,2 6,0 7,4 5,0 5,9 6,9 Độ Kiềm (mg CaCO3/L) 53,7 68,6 89,5 35,8 62,7 89,5 35,5 62,6 89,5 n = 8 Độ dẫn điện của nước – EC (mS/cm) 0,47 ± 0,01 0,58 ± 0.02 0,42 ± 0.03 n = 5 Kết quả xác định cho thấy nhiệt độ nước trung bình độ oxy hòa tan thích hợp cho mô hình aquaponic từ tại các nghiệm thức từ 28,4 – 29,5oC và chênh lệch 5,0 mg/L trở lên và với cá chình cũng phải đạt trong ngày dưới 2oC là phù hợp cho sự tăng trưởng ngưỡng 5,0 mg/L (Chu Văn Công, 2005). Nhìn của cá và cải thảo. Nhiệt độ thích hợp cho cá chình chung, oxy hòa tan tại các nghiệm thức liên tục bông từ 28 – 32oC (Chu Văn Công, 2005) với sự biến động nhưng luôn trong giới hạn thích hợp cho biến động trong ngày không quá 5oC (Boyd và cs, hệ thống thí nghiệm. o 1998) và cho rau trồng thủy canh là 28 – 29 C (Hứa Độ kiềm dao động từ 53,7 – 89,5 mgCaCO3/L. Kết Thái Nhân, 2019). Đối với hệ vi sinh vật (vi khuẩn quả này khác với nghiên cứu của Ngô Thị Lam nitrate hóa) thì nhiệt độ tối ưu là 17 – 34oC (FAO, Giang và cs (2017) khi ghi nhận độ kiềm trong hệ 2014). aquaponic dao động từ 30 – 120 mg CaCO3/L. Sự Độ pH tại các nghiệm thức có sự biến động trong khác biệt này có thể đến từ nguồn nước thí nghiệm thời gian thí nghiệm nhưng luôn dao động trong khác nhau. Tuy nhiên, sự biến động độ kiềm ở các ngưỡng thích hợp, cụ thể buổi sáng độ pH từ 6,7 - nghiệm thức tương tự nhau và phù hợp cho sự tăng 6,8 và buổi chiều từ 6,8 – 6,9 và sự chênh lệch trong trưởng của cá và cải thảo. ngày dưới 0,5. Theo Godded và cs (2015) độ pH Độ dẫn điện của nước – EC (Electrical nước thích hợp cho hệ thống aquaponic được xác Conductivity) tại các nghiệm thức dao động từ định trong khoảng 6,8 - 7,0 do cá phát triển tốt ở môi 0,47 – 0,58 mS/cm. Theo Graber và Junge (2009) trường pH từ 7,0 - 9,0, rau ăn lá thích hợp với pH độ dẫn điện của nước dao động từ 0,4 – 11,0 6,0 - 6,5 và vi khuẩn là trên 7,0. mS/cm là phù hợp cho hệ thống aquaponic. Nồng độ oxy hòa tan (DO) tại các nghiệm thức vào 3.1.2 Hợp chất nitơ: Ammonia, Nitrite, Nitrate buổi sáng trung bình 5,7 mg/L và buổi chiều trung Hàm lượng Aminia, nitrite và nitrate tại các bình 6,0 mg/L, sự chênh lệnh trong ngày không quá nghiệm thức được thể hiện tại Bảng 2 0,5 mg/L. Theo Rakocy và cs (2004, 2006) nồng Bảng 2. Biến động của Amonia, nitrie và nitrae Nghiệm thức Yếu tố NT1 NT2 NT3 Bể cấp nước 0,123 ± 0,016b 0,131 ± 0,017b 0,162 ± 0,023a NH3 (mg/L) n = 10 Bể cá 0,269 ± 0,046a 0,273 ± 0,020a 0,287 ± 0,035a 52
6. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Nghiệm thức Yếu tố NT1 NT2 NT3 Luống rau 0,183 ± 0,014ab 0,172 ± 0,029b 0,202 ± 0,022a Bể cấp nước 0,260 ± 0,039b 0,268 ± 0,050ab 0,309 ± 0,04a - NO2 (mg/L) Bể cá 0,396 ± 0,066b 0,434 ± 0,050b 0,511 ± 0,064a n = 10 Luống rau 0,331 ± 0,040a 0,351 ± 0,047a 0,387 ± 0,069a Bể cấp nước 20,504 ± 1,828b 24,077 ± 2,769a 23,401 ± 3,417ab - NO3 (mg/L) Bể cá 31,104 ± 2,589b 37,948 ± 3,553a 39,585 ± 3,007a n = 10 Luống rau 40,920 ± 2,538b 42,614 ± 2,367b 46,666 ± 3,215a * Giá thị thể hiện là trung bình ± độ lệch chuẩn; * Các giá trị cùng một hàng mang cùng chữ cái thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (P>0,05) - Hàm lượng ammonia (NH3) tại các nghiệm thức nồng độ NO2 tại bể cá luôn cao hơn các vị trí còn (NT) nhìn chung dao động từ 0,12 đến 0,29 mg/L lại (tại NT1 là 0,40mg/L; NT2 là 0,43mg/L và tại và tăng dần từ NT1 đến NT3, trong đó nồng độ NH3 NT3 là 0,51 mg/L) và cao hơn mức 0,3 mg/L theo của NT3 cao nhất và khác biệt có ý nghĩa thống kê khuyến cáo của Boyd và cs (1998) về ngưỡng nồng so với các nghiệm thức còn lại (NT1, NT2) (Bảng độ nitrie trong môi trường nước nuôi trồng thủy 2, Hình 2). Khi xét trên từng nghiệm thức, nồng độ sản. Tuy nhiên, nghiên cứu của Ngô Thị Lam - NH3 tại bể cá luôn cao nhất (0,27 – 0,29 mg/L) và Giang (2017) đã ghi nhận hàm lượng NO2 ở mức thấp dần ở luống rau (0,18 – 0,20 mg/L) và nhỏ 0,4 – 0,8 mg/L vẫn đảm bảo sự phát triển tốt ở cá nhất tại bể hồi – cấp nước (0,12 – 0,16 mg/L). Hàm rô phi trong thời gian 6 tháng khi kết hợp với các lượng NH3 trong môi trường ương nuôi tăng cao và loại rau khác nhau (cải xanh, cải ngọt và xà lách). - nhiều nhất tại bể nuôi cá nguyên nhân chính là do Nồng độ nitrate (NO3 ) dao động từ 20,5 – 46,7 cá thải trực tiếp và sự phân hủy liên tục các chất mg/L, thấp nhất ở các bể hồi – cấp nước (20,5 – thải hữu cơ từ thức ăn thừa và chất bài tiết gây ra. 24,0 mg/L), tăng lên ở bể cá (31,1 – 39,5 mg/L) và Sự giảm dần nồng độ NH3 từ bể cá đến bể rau và cao nhất tại luống rau (40,1 – 46,7 mg/L). Trong bể hồi – cấp nước có thể do sự chuyển hóa từ NH3 chu trình chuyển hóa nitơ của vi sinh vật từ - - sang NO2 và NO3 dưới tác động của hệ vi sinh vật ammonia, nitrite, nitrate (NH3 → NO2 → NO3 ), - được bổ sung định kỳ tại hệ lọc sinh học cũng như sản phẩm cuối cùng (NO3 ) vừa không độc hại với hệ vi sinh vật tự nhiên tồn tại trong hệ thống thủy sinh vật vừa là một trong những dạng đạm aquaponic, chủ yếu là các dòng vi khuẩn chuyển được thực vật hấp thu dễ dàng nhất (Nguyễn Phú - hóa NH3 như: Nitrosomonas, Nitrobacter. Ngoài Hòa, 2018). Tuy nhiên, giới hạn NO3 trong hệ + ra, NH3 trong nước ở trạng thái cân bằng với NH4 , aquaponic chỉ khuyến cáo trong khoảng 26,0 – 43,0 + + NH3 ↔ NH4 , NH4 được thực vật hấp thu do đó mg/L (Rakocy và cs 2004, 2006). Như vậy, nồng + NH3 chuyển qua NH4 , và giảm khi nước đi qua các độ nitrate tại các vị trí của NT1 và NT2 là phù hợp luống rau về bể hồi-cấp nước. Theo Rakocy và cs cho hệ thống aquaponic. Riêng tại NT3, nồng độ - (2004, 2006) nồng độ NH3 thích hợp cho hệ thống NO3 cao nhất (46,7 mg/L) vượt ngưỡng giới hạn aquaponic < 0,1 mg/L. và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p< 0,05) với các - NT1 và NT2. Nồng độ nitrite (NO2 ) tại các nghiệm thức dao động trong khoảng 0,26 – 0,51 mg/L, trong đó 53
7. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Hình 2. Sự biến động nồng độ NH3 tại các vị trí thu mẫu khác nhau Hình 3. Sự biến động nồng độ NH3 trong từng nghiệm thức 3.2 Tăng trưởng và tỷ lệ sống của cá chình Tốc độ tăng trưởng của cá chình ở các nghiệm thức sau khi kết thúc thí nghiệm được thể hiện qua Bảng 3. Bảng 3. Tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống cá chình tại các nghiệm thức Nghiệm thức Yếu tố NT 1 (200 kg) NT 2 (250 kg) NT 3 (300 kg) Khối lượng ban đầu (g/con) 202,6 ± 11,3a 202,6 ± 11,3a 202,6 ± 11,3a Khối lượng kết thúc (g/con) 263,7 ± 20,0a 263,8 ± 20,5ab 250,3 ± 23,1b Chiều dài ban ầđ u (cm) 42,2 ± 0,6a 42,2 ± 0,6a 42,2 ± 0,6a Chiều dài kết thúc (cm) 45,9 ± 1,2a 45,7 ± 1,2ab 45,0 ± 1,3b Sự tăng chiều dài (cm/con) 3,6 ± 0,7a 3,6 ± 0,8a 2,8 ± 0,9b a a b SGRL (%/ngày) 0,25 ± 0,04 0,26 ± 0,05 0,2 ± 0,06 Sự tăng khối lượng (g/con) 60,2 ± 9,11a 60,8 ± 9,9a 48,2 ± 15,9b a a b SGRW (%/ngày) 0,8 ± 0,08 0,81 ± 0,1 0,65 ± 0,18 54
8. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Sinh khối cá thu hoạch (kg) 264,3 336,0 380,6 Sự tăng sinh khối (kg) 64,3 86,0 80,6 Tỷ lệ tăng sinh khối (%) 32,14 34,40 26,87 Hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) 2,18 2,15 2,38 Tỷ lệ sống – SR (%) 100 100 100 * Giá thị thể hiện là trung bình ± độ lệch chuẩn; * Các giá trị cùng một hàng mang cùng chữ cái thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). Kết quả tại Bảng 3 cho thấy NT2 cá chình có mức trình thí nghiệm, cá thích nghi và sinh trưởng tốt, tăng sinh khối cao nhất với tỉ lệ 34,4 %, kế tiếp là không có dấu hiệu bệnh và cá chình không có tập NT1 (32,2 %) và thấp nhất tại NT3 (26,9 %). Tốc tính tấn công nhau, nhờ đó cá không bị hao hụt độ tăng trưởng đặc trưng về chiều dài và khối lượng trong cả các NT. của cá chình tương đương nhau giữa NT2 và NT1 Qua kết quả thí nghiệm cho thấy sự tăng trưởng cá (p<0,05) và cùng cao hơn có ý nghĩa với NT3 chình ở NT1 và NT2 không khác biệt nhau và cùng (p<0,05). cao hơn có ý nghĩa so với NT3 (p<0,05). Giữa NT1 Hệ số thức ăn (FCR) cao nhất tại NT3 (2,38), tiếp và NT2, kết quả tăng trưởng cá là tương đương đến ở NT1 (2,18) và thấp nhất ở NT2 (2,15). FCR ở nhau, nhưng sinh khối cá thả và cá thu ở NT2 cao thí nghiệm này tươngđương với kết quả nghiên cứu hơn, nhờ vào mật độ cá thả cao hơn. Trong thực tế của Nguyễn Nhứt và cs (2017), cá chình bông nuôi sản xuất việc tăng mật độ (cùng với đó là sinh khối) trong hệ thống tuần hoàn giai đoạn từ 100 – cá thả ban đầu đến mức độ phù hợp có ý nghĩa lớn 900g/con, FCR đạt 2,41 – 2,47. trong việc tăng năng suất, giảm chi phí nuôi và tăng Kết thúc thí nghiệm, ở cả 3 NT cá chình ềđ u đạt tỷ hiệu quả kinh tế. lệ sống đạt 100% (Bảng 3). Cá thí nghiệm ở kích 3.3 Sinh trưởng và năng suất của cải thảo cỡ lớn và được chọn lựa kỹ, sức khỏe tốt, khả năng thích nghi cao, đồng thời môi trường nuôi luôn Kết quả tăng trưởng và năng suất cải thảo tại các được duy trì trong khoảng thích hợp cho cá. Quá nghiệm thức thể hiện qua Bảng 4. Bảng 4. Các thông số tăng trưởng cải thảo tại các nghiệm thức Nghiệm thức Yếu tố NT 1 NT 2 NT 3 (200kg) (250kg) (300kg) Chiều cao thân (cm) 27,6 ± 1,4c 28,4 ± 1,6b 30,2 ± 1,2a Chiều dài rễ (cm) 38,8 ± 7,8a 38,9 ± 2,8a 39,9 ± 4,7a Số lá/cây (lá) 13,8 ± 0,9b 14,8 ± 0,4a 14,6 ± 0,7a Khối lượng cây (g/cây) 141,8 ± 4,7b 159,3 ± 11,7a 163,3 ± 11,9a 55
9. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Nghiệm thức Yếu tố NT 1 NT 2 NT 3 (200kg) (250kg) (300kg) Tổng sinh khối thực tế 928 1.073 1.095 (kg/NT) Năng suất thực tế (g/m2/NT) 1,93 2,24 2,28 * Giá thị thể hiện là trung bình ± độ lệch chuẩn; * Các giá trị cùng một hàng mang cùng chữ cái thì khác biệt không có ý nghĩa thống kê (P>0,05) Qua kết quả tại Bảng 4 cho thấy các chỉ tiêu tăng chuyển đổi chất dinh dưỡng; điều kiện tự nhiện trưởng của rau (chiều cao thân, chiều dài rễ, số lá (nhiệt độ, pH ). trên cây, khối lượng cây rau và năng suất) tại NT3 Kết quả thí nghiệm cho thấy khi tăng sinh khối cá có kết quả tốt nhất, kế tiếp là NT2 và thấp nhất tại thả nuôi trong các hệ thống thí nghiệm từ 200kg NT1. Trong đó, NT3 và NT2 tăng trưởng của cải đến 300 kg/hệ thống, lượng thức ăn hàng ngày cho sai khác không có ý nghĩa, và cùng cao hơn có ý cá tăng theo, dẫn đến lượng chất dinh dưỡng thải ra nghĩa thống kê với NT1 (p<0,05). từ bể cá cung cấp cho rau trong hệ thống cũng tăng Nghiên cứu của Trần Thị Ngọc Bích (2016) trên cá lên. Kết quả tăng trưởng và năng suất cải thảo tăng lóc với xà lách xoong cho kết quả năng suất rau lên theo sinh khối cá chình thả ban đầu từ NT1 đến 2 1,87 kg/m . Nghiên cứu của Hứa Thái Nhân và cs NT3, trong đó NT2 và NT3 là tương đương nhau (2019) nuôi lươn đồng kết hợp với cải thìa trong hệ và cùng cao hơn có ý nghĩa so với NT1 (p< 0,05). aquaponic, năng suất cải thìa dao động từ 1,78 – Tuy nhiên, đối với cá chình trong thí nghiệm, tốc 2 2,43 kg/m . độ tăng trưởng về sinh khối tốt nhất tại NT2 và Bảng 4 cũng cho thấy lượng thức ăn hàng ngày cho giảm dần về NT1 và thấp nhất tại NT3, trong đó cá chình tính bình quân trên một đơn vị diện tích NT1 và NT2 là tương đương nhau và cùng cao hơn 2 2 trồng cải (m ) tăng dần từ NT1 (31,3 g/m /ngày) ếđ n có ý nghĩa so với NT3 (p< 0,05). Như vậy, trong 2 NT2 (41,2 g/m /ngày) và cao nhất tại NT3 (42,9 hệ thống aqualponic kết hợp cá chình với cải thảo, 2 g/m /ngày), trong đó ở NT2 và NT3 cho kết tăng sinh khối cá thả ban đầu phù hợp là 250kg tương trưởng của cải tốt hơn NT1(p<0,05). Nghiên cứu ứng với diện tích trồng rau 160 m2. của Rakocy (Rakocy và cs, 2004) đã ghi nhận khối 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ lượng thức ăn từ 60 – 100 g/m2/ngày là phù hợp khi nuôi cá rô phi và một số loại rau ăn lá. Một nghiên 4.1 Kết luận cứu khác trên cá trê và rau muống lại ghi nhận lượng Hệ thống aquaponic kết hợp nuôi cá chình bông và thức ăn phù hợp là 15 – 42 g/m2/ngày (Endul và cs, cải thảo khi bố trí thích hợp đã duy trìổ n định chất 2010). Ngô Thị Lam Giang (2017) xác định lượng lượng nước trong giới hạn phù hợp cũng như đảm thức ăn cá tối ưu trong hệ thống aquaponic khi kết bảo sự tăng trưởng tốt nhất của cá chình và cải thảo hợp cá rô phi với cải thìa ở mức 1kg/m3 nước trong trong suốt thời gian thí nghiệm. cả hệ thống. Xác định lượng thức ăn cần thiết cho Xác định được mức sinh khối ban đầu 250 kg cho đối tượng nuôi thủy sản tương ứng với diện tích kết quả tốt nhất về tăng trưởng của cá chình (sinh trồng rau thủy canh đảm bảo cân bằng cho hệ thống khối tăng 34,4 %) và ảc i thảo đạt khối lượng 195,3 aquaponic còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài g/cây với năng suất đạt 2,24 kg/m2. cá nuôi, sinh khối và dạng thức ăn (độ đạm); loại rau 4.2 Khuyến nghị thủy canh và phương pháp trồng; mật độ rau trồng/m2; hệ thống lọc ảnh hưởng đến khả năng Từ kết quả của thí nghiệm cho thấy mô hình aquaponic kết hợp nuôi cá chình bông với cải thảo có thể phát triển ở qui mô trang trại đạt hiệu quả. 56
10. AGU International Journal of Sciences – 2021, Vol. 28 (2), 48 – 57 Nghiên cứu thêm về các diện tích trồng rau khác 5. Lennard, W. & Ward, J. (2019). A Comparison nhau với sinh khối cá chình ban đầu như nhau (250 of Plant Growth Rates between an NFT kg). Hydroponic System and an NFT TÀI LIỆU THAM KHẢO Aquaponic System. Horticulturae, 5 (2), 27. Boyd, E. C. (1998). Water quality for pond Lewis, W. M., Yopp, J. H., Schramm, & J. H. L. aquaculture. International Center for (1978). Use of hydroponics to maintain quality Aquaculture and Aquatic Environments, of recirculated water in a fish culture system. Alabama Agricultural Experiment Station, Transactions of the American Fisheries Auburn University. Society, 107 (1), 92–99. Trần Thị Ngọc Bích. (2016). Aquaponics: mô hình Laura, S., Eucario, G.L., Egardo, E., Kevin, M.F., thủy sản kết hợp bền vững và an toàn sinh & David, V.L., 2015. Evaluation of Biomass học nghiên cứu chuyên sâu: so sánh hiệu Yield and Water Treatment in Two Aquaponic quả hai mô hình thủy sản kết hợp: cá lóc Systems Using the Dynamic Root Floating (Channa sp) + rau xà lách xoong Technique (DRF). Sustainability, 7(11),15384- (Nasturtium officinale L.) và cá điêu hồng 15399; (Oreochromis sp) + rau xà lách xoong Naegel, L. (1977). Combined production of fish (Nasturtium officinale L.). Đề tài nghiên cứu and plants in recirculating water. Aquaculture, cấp trường của Trường Đại học Trà Vinh. 10, 17–24. Chu Văn Công. (2005). Nghiên cứu xây dựng quy Hứa Thái Nhân. (2019). Thử nghiệm xây dựng một trình kỹ thuật nuôi thương phẩm cá Chình tại số mô hình aquaponic nuôi thủy sản ở tỉnh Vĩnh miền Trung Việt Nam. Báo cáo khoa học của Long. Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp Sở của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III. Trường Đại học Cần Thơ. FAO. (2014). Small-scale aquaponic food Nguyễn Nhứt. (2017). Nghiên cứu ứng dụng công production. FAO Fisheries and aquaculture nghệ tuần hoàn để nuôi cá chình bông technical, 589. (Anguilla marmorata). Báo cáo nghiệm Ngô Thị Lam Giang. (2017). Xây dựng mô hình kết thu đề tài cấp Sở của Viện nghiên cứu Nuôi hợp trồng rau và nuôi cá trong chu trình trồng thủy sản II. khép kín (aquaponics) ở quy mô hộ gia Rakocy, J. E., Masser, M. P., & Losordo, T. M., đình. Đề tài nghiên cứu khoa học của Trường (2006). Recirculating aquaculture tank Đại học Nguyễn Tất Thành. production systems: Aquaponics Goddek, S., Delaide, B., Mankasingh, U., integrating fish and plant culture. Southern Ragnarsdottir, K.V., Jijakli, H., & Regional Aquaculture Center (CRAC), Thorarinsdottir, R. (2015). Challenges of Publication No. 454. Sustainable and Commercial Aquaponics. Rakocy, J.E., Shultz, R.C., Bailey, R.S., & Sustainabitily, 7, 4199 - 4224. Thoman, E.S., (2004). Aquaponics Production Graber, A., Junge, R. (2009). Aquaponic Systems: of Tilapia and Basil: Comparing a Batch and Nutrient recycling from fish wastewater by Staggered Cropping System. Agricultural vegetable production. Elsevier Desalination, Experiment Station University of the 247, 148–157. Virgin Islands. Nguyễn Phú Hòa. (2018). Chất lượng môi trường nước trong nuôi trồng thủy sản. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh. 57