FLOCponics: Mô hình hữu cơ độc đáo

Giải pháp hữu ích

Nhiều năm trở lại đây, Aquaponics và Biofloc là những mô hình NTTS thâm canh với ưu điểm an toàn sinh học, được ưa chuộng rộng rãi nhờ vào cách tiếp cận thân thiện với môi trường, không hóa chất, không kháng sinh và tối ưu vòng tuần hoàn dinh dưỡng. Nếu như Aquaponics giúp người nuôi tận dụng các nguồn chất thải của động vật thủy sản để tạo ra nguồn dinh dưỡng cho một giá trị gia tăng khác là thực vật (rau, củ…) thì Biofloc lại giúp các loài thủy sản nuôi có thêm nguồn thức ăn tự nhiên cũng như hạn chế được sự bùng phát dịch bệnh nhờ vào hệ vi sinh vật và các hạt flocs trong hệ thống.

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi thế đó thì cả hai mô hình đều có những hạn chế đang hiện hữu nhất định. Các loài thực vật được lựa chọn trong mô hình Aquaponics thường sẽ bị thiếu dinh dưỡng sau một thời gian vận hành. Nguyên nhân là do nguồn nước từ bể nuôi sẽ không có đủ một số vi lượng đặc thù cho sự phát triển của thực vật trong khi một số chất lại dư thừa và có nguy cơ ảnh hưởng đến cây trồng. Sau một thời gian vận hành, cây trồng trong hệ thống Aquaponics được thiết kế hoàn hảo cũng có thể xuất hiện hiện tượng bị úa, hoại tử cục bộ hoặc không tăng trưởng do bị thiếu hụt Fe, Ca và Ka; cùng với đó là sự dư thừa N và P. Hơn thế nữa, sự thiếu hụt và dư thừa các vi lượng trên cũng sẽ có thể có những tác động đến pH, độ kiềm và phần nào đó là độ mặn của toàn hệ thống, dẫn đến hệ vi sinh trong hệ thống lọc cũng bị ảnh hưởng theo đó. Còn với Biofloc, hiện tượng mất cân bằng các yếu tố liên quan đến tỷ lệ C/N và kiểm soát độ kiềm của nước cũng được xem là vấn đề nghiêm trọng. Khi các hạt flocs phát triển ở mức độ quá dày sẽ không còn có lợi mà thậm chí có nguy cơ gây hại đến cho động vật thủy sản. Vì vậy, từ những quan điểm trên, FLOCponics có thể là một giải pháp hữu ích.

Vận hành

FLOCponics thực chất là một phiên bản khác của Aquaponics với hệ thống NTTS được dựa trên công nghệ Biofloc. Một cách rõ ràng, chất lượng nước của bể NTTS bằng công nghệ Biofloc sẽ có thể mang lại hiệu quả tốt hơn cho cây trồng thủy sản. Bên cạnh đó, sự cân đối giữa lượng thủy sản nuôi, dung tích của bể và mật độ cây trồng cũng sẽ được tính toán kỹ lưỡng để mang lại sự cân bằng về mặt dinh dưỡng. Một nghiên cứu của Sara và cộng sự gần đây đã đưa ra các thiết kế cơ bản của một hệ thống FLOCponics. Theo đó, về cơ bản sẽ có hai cách thiết kế là “kết hợp” và “riêng biệt”. Thiết kế riêng biệt là mô hình mà trong đó, hệ thống NTTS Biofloc sẽ được kết nối với hệ thống trồng thực vật thủy canh thông qua một hệ thống lọc được đặt độc lập. Thiết kế kết hợp là mô hình mà hệ thống lọc sẽ không cần thiết mà nước từ hệ thống Biofloc sẽ đi trực tiếp đến hệ thống thủy canh. Hiện vẫn chưa ghi nhận bất kỳ nghiên cứu nào liên quan đến sự so sánh hiệu quả giữa hai cách thiết kế này.

Trong một hệ thống Aquaponics riêng lẻ, hầu hết dinh dưỡng cho thực vật thủy canh đều đến từ nguồn thức ăn thừa và chất thải của động vật thủy sản. Tuy nhiên, với việc duy trì Biofloc bằng các nguồn carbon khác nhau để điều chỉnh mật độ vi khuẩn và flocs trong nước, nguồn cung dinh dưỡng cho cây có thể được cải thiện. Lượng C, N có thể được chuẩn hóa thông qua flocs và các ion khác thiết yếu cho cây trồng có thể được tạo ra thêm thông qua hoạt động điều chỉnh độ kiềm của nước. Ngoài ra, việc tận dụng bộ rễ của thực vật như một cơ chế lọc tự nhiên cũng có thể giúp cân bằng ngược lại cho các vật chất flocs cũng như hệ vi sinh vật trong bể nuôi. Một số nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng lượng N và P trong nước đã được hấp thụ bởi cây trồng khoảng 14 – 40% khi FLOCponics được vận hành. Các kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự phát triển của các loại rau như rau diếp, rau chân vịt, rau húng hay rau cải xanh cũng cho những kết quả bước đầu khá tích cực khi được áp dụng FLOCponic. Đồng thời, sự phát triển của các loài thủy sản như cá rô phi, cá nheo Mỹ và TTCT cũng ổn định khi được nuôi trong mô hình này.

Mô hình tương lai?

Mặc dù có nhiều tiềm năng, tuy nhiên, vẫn có những kết quả chưa thực sự đúng với kỳ vọng như là sinh khối và sản lượng của các loài thủy sản nuôi trong FLOCponics chưa được cao và chất lượng của các loài rau vẫn còn ở mức hạn chế. Nguyên nhân nằm ở sự tính toán cân bằng về chất lượng nước và tỷ lệ trao đổi cũng như hàm lượng chất lơ lửng trong Biofloc. Mặt khác, việc cần có những yêu cầu phù hợp về thành phần loài cũng đáng được cân nhắc khi mà các nghiên cứu hiện tại mới chỉ xác định ở mức sơ khai cho một số loài cơ bản. Cùng đó phải đảm bảo nguồn dinh dưỡng cho vật nuôi về mặt sức khỏe nếu có nguy cơ nhiễm bệnh. Khoáng chất cho cây trồng nên được tính toán cẩn thận dựa trên đầu vào của Biofloc. Về khả năng áp dụng, hệ thống FLOCponics có thể được áp dụng trong ngắn hạn. Đối với sản xuất đại trà, FLOCponics chủ yếu làm tăng đặc tính bền vững của các loài đơn canh dựa trên Biofloc bằng cách thu hồi chất dinh dưỡng và mở rộng sự đa dạng của sản phẩm, thay vì thúc đẩy hiệu suất tăng trưởng cao hơn của động vật. Vì vậy, FLOCponics trong tương lai đòi hỏi nghiên cứu cung cấp một cơ sở dữ liệu vững chắc, bắt nguồn từ các thiết lập thử nghiệm với các thiết kế tương tự như các thiết lập sản xuất thương mại.

Lê Chinh