Công nghệ biofloc được Giáo sư Yoram Avnimelech khởi xướng ở Israel từ giữa những năm 1990 và do McIntosh thực hiện đầu tiên trong nuôi tôm thương phẩm ở Belize, Indonesia.

Hệ thống biofloc được phát triển để nâng cao khả năng kiểm soát môi trường trong nuôi trồng thủy sản. Thông thường, nuôi tôm với mật độ cao cần phải có một hệ thống xử lý chất thải. Hệ thống biofloc cho phép các chất thải hữu cơ và quần thể vi sinh vật tồn tại trong ao nuôi. Thông qua quá trình xáo 7 trộn nước và sục khí để duy trì sự hiện diện của các hạt floc, chất lượng nước được đảm bảo. Công nghệ biofloc là giải pháp giải quyết 2 vấn đề: (1) Loại bỏ các chất dinh dưỡng chuyển hóa vào sinh khối vi khuẩn dị dưỡng xử lý nước ao nuôi, (2) Sử dụng biofloc làm thức ăn bổ sung tại chỗ cho đối tượng nuôi. Do đó, công nghệ biofloc làm giảm chi phí thức ăn và được coi là giải pháp để phát triển bền vững ngành nuôi trồng thủy sản quy mô công nghiệp. Quản lý hệ thống nuôi theo công nghệ biofloc không đơn giản, đòi hỏi những kỹ thuật tương đối phức tạp cần thiết để đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt và đạt năng suất cao.

Những nghiên cứu đầu tiên hướng tới áp dụng biofloc được khởi xướng từ năm 1944 ở Mỹ. Bùn hoạt tính được sử dụng để thay thế cho giải pháp dùng sinh vật phù du để xử lý nước thải vì giải pháp này hạn chế ở điểm đòi hỏi hàm lượng ôxy hòa tan cao và thường không ổn định. Như vậy, có thể hiểu biofloc là sử dụng vi khuẩn dị dưỡng có khả năng hình thành biofloc trong nước. Tuy nhiên không phải tất cả các vi sinh vật trong nước đều có khả năng hình thành biofloc, ví dụ trong giống Bacillus chỉ có hai loài có khả năng hình thành biofloc. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của vi sinh vật tạo biofloc là phải có khả năng tổng hợp nên các hợp chất Polyhydroxy alkanoate (PHA), đặc biệt là chất Poly β-hydroxy butirate. Đây là một dạng hợp chất polymer sinh học có tác dụng kết dính các thành phần khác tạo thành Biofloc dạng bông lơ lửng trong nước.

Biofloc bao gồm 70 - 80% chất hữu cơ, vi khuẩn dị dưỡng, các tinh thể muối (calcium carbonate hydrate), hạt keo, vi khuẩn dị dưỡng, động vật nguyên sinh, luân trùng, mùn bã hữu cơ, nấm, tảo (dinoflagellates và khuê tảo) được liên kết bởi polymer sinh học (PHA) do vi sinh vật tiết ra (hình 3). Đường kính trung bình của biofloc từ 0,2 - 2,0 mm. Một số loài vi sinh vật có khả năng hình thành biofloc bao gồm: Zooglea ramigera, Escherichia intermedia, Paracolobacterium aerogenoids, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Flavobacterium, Pseudomonas alcaligenes, Sphaerotillus natans…

Thành phần dinh dưỡng trong biofloc: 25 - 56% protein, 25 - 29% cácbon hữu cơ và có chứa nhiều các axít amin. Tôm thẻ chân trắng có thể dùng chân để lấy các hạt biofloc và ăn trực tiếp hoặc ăn các mùn bã hữu cơ lắng ở đáy ao. Với tôm thẻ chân trắng, chúng có khả năng lọc và ăn trực tiếp các hạt biofloc lơ lửng trong nước hoặc ăn các biofloc lắng ở đáy ao đầm nuôi. Đây là nguồn thức ăn tự nhiên rất giàu dinh dưỡng

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Công ty TNHH Công nghệ đầu tư và phát triển Toàn Thắng thuộc Phân viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản Bắc Trung Bộ - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản I cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài KS. Ngô Quang Thắng thực hiện đề tài “Ứng dụng công nghệ Biofloc xây dựng mô hình tôm thẻ (Litopenaeus vannamei) quy mô công nghiệp tại Nghệ An” với mục tiêu chuyển giao và tiếp nhận thành công quy trình công nghệ nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng ứng dụng công nghệ nuôi tôm hiện tại, góp phần phát triển nghề nuôi tôm tại tỉnh Nghệ An.

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) có nguồn gốc từ Nam Mỹ, không phân bố tự nhiên ở vùng biển các nước châu Á. So với tôm sú (Penaeus monodon), tôm thẻ chân trắng có những ưu điểm sau:

1) Tốc độ sinh trưởng nhanh;

2) Tôm thẻ chân trắng phân bố đều trong nước, nên có thể nuôi mật độ cao;

3) Tôm thẻ chân trắng có tỷ lệ sống và sinh trưởng tốt hơn nhiều lần so với tôm sú trong điều kiện độ mặn biến động lớn, thấp (thậm chí 0‰); nhiệt độ thấp (< 15^oC);

4) Tôm thẻ chân trắng đòi hỏi thức ăn có hàm lượng Protein thấp hơn tôm sú dẫn đến giá thành sản xuất thấp hơn tôm sú 20 - 30%;

5) Tôm thẻ chân trắng có khả năng kháng bệnh cao hơn tôm sú nhất là những dòng đã được gia hóa;

6) tôm thẻ chân trắng dễ sinh sản và gia hóa hơn tôm sú.

Do những ưu điểm trên nên tôm thẻ chân trắng đang được nhiều nước ưu tiên phát triển nuôi đối tượng này.

Tôm thẻ là loài tôm ăn tạp. Giống như các loài tôm he khác, thức ăn của nó cũng cần thành phần: protid, lipid, vitamin và muối khoáng... thiếu hay không cân đối đều ảnh hưởng đến sức khỏe và tốc độ lớn của tôm. Khả năng tiêu tốn thức ăn của tôm Thẻ chân trắng rất cao, trong điều kiện nuôi lớn bình thường, lượng cho ăn chỉ cần bằng 5% thể trọng tôm (thức ăn uớt). Trong thời kỳ tôm sinh sản đặc biệt là giữa và cuối giai đoạn phát dục của buồng trứng thì nhu cầu về lượng thức ăn hằng ngày tăng lên gấp 3 - 5 lần.

Protein là thành phần qan trọng nhất trong thức ăn của tôm. Nhu cầu protein trong khẩu phần thức ăn cho tôm thẻ chân trắng khoảng 34 - 38%, thấp hơn so với các loài tôm nuôi cùng họ khác (tôm sú cần 40%, tôm he Nhật Bản cần 60% protein).

Ngoài ra thức ăn cho tôm nuôi cũng cần các thành phần như: Glucid, lipid, vitamin và các khoáng chất… Nếu các thành phần dinh dưỡng thiếu hoặc không cân đối đều ảnh hưởng sức khỏe và tốc độ tăng trưởng của tôm.

Tôm thẻ chân trắng có thể ăn được mùn bã hữu cơ, thức ăn tự nhiên (tảo, động vật phù du) và thức ăn viên đã phân rã. Đối với tôm sú, khi thức ăn viên bị phân rã thì tôm sú không thể ăn được, ngược lại tôm thẻ chân trắng có khả năng bắt mồi với các mảnh thức ăn đã phân rã và thức ăn lơ lửng trong nước. Đây là đặc điểm và cơ sở khoa học để ứng dụng công nghệ biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng. Tôm thẻ chân trắng có nhu cầu protein thấp (khoảng 34 - 38%) nhưng thực tế khi cho tôm ăn thức ăn có hàm lượng protein cao khoảng 38 - 42% (protein dành cho nuôi tôm sú) thì tôm thẻ chân trắng có tốc độ phát triển tốt hơn tôm sú rất nhiều. Mật độ tôm nuôi có thể lên đến 140 - 300 con/m²; tỷ lệ sống của tôm chân thẻ trắng cao có thể trên 90%.

Sau 2 năm thực hiện, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Đơn vị chủ trì Dự án đã tiếp nhận thành công quy trình công nghệ nuôi tôm thương phẩm tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ứng dụng công nghệ Biofloc và áp dụng nuôi tôm thẻ chân trắng trong điều kiện ở Nghệ An.

- Xây dựng thành công mô hình nuôi tôm thương phẩm tôm thẻ chân trắng công nghệ Biofloc quy mô 2,5ha (trong đó 1,5ha tại hộ công ty và 1 ha tại hộ dân) qua 2 vụ thu được Sản lượng đạt được 67,666 tấn thương phẩm. Hệ số thức ăn đạt 0,8-1,17, năng suất đạt 13,553 tấn/ha, chi phí sản xuất/kg tôm giảm 14% so với công nghệ nuôi thông thường đang áp dụng tại địa phương. Các mô hình nuôi đạt hiệu quả kinh tế.

- Đào tạo được 5 kỹ thuật viên cho đơn vị tiếp nhận và 2 hộ dân nắm vững quy trình kỹ thuật nuôi thương phẩm tôm thẻ chân trắng ứng dụng công nghệ Biofloc. Tập huấn được 50 hộ dân ở địa phương nắm vững lý thuyết và làm chủ công nghệ Bioflac trong nuôi tôm thẻ chân trắng.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18719/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)