Mô hình mái vòm khí bơm căng: Hướng đi triển vọng của ngành tôm

Từ ao đất đến nhà kính

Là một trong những quốc gia dẫn đầu thế giới về nuôi tôm, Trung Quốc hiện đạt sản lượng trên 2 triệu tấn/năm với đối tượng chủ lực là tôm thẻ chân trắng. Các nghiên cứu cho thấy tôm thẻ phát triển hiệu quả nhất trong khoảng 26 – 33°C, với ngưỡng tối ưu khoảng 27°C. Chính yêu cầu sinh học này đã định hình các mô hình nuôi tôm tại Trung Quốc trong nhiều thập kỷ qua.

Trong thời gian dài, ao đất và ao lót bạt ngoài trời vẫn là phương thức phổ biến nhất, chiếm khoảng 70% tổng sản lượng. Tuy nhiên, mô hình này bộc lộ hạn chế: khó kiểm soát dịch bệnh, an toàn sinh học thấp, phụ thuộc lớn vào thời tiết và đặc biệt là không thể duy trì sản xuất trong mùa đông lạnh ở các tỉnh phía bắc. Trước những áp lực đó, ngành tôm Trung Quốc đã dịch chuyển mạnh mẽ sang mô hình nuôi công nghiệp trong nhà kính.

Các trang trại nhà kính sử dụng màng nhựa phủ lên các bể bê tông quy mô nhỏ, tạo không gian khép kín giúp kiểm soát nhiệt độ và môi trường nước. Hệ thống gia nhiệt được lắp đặt để duy trì nhiệt độ nước ở mức lý tưởng, qua đó cho phép nuôi tôm quanh năm, kể cả trong mùa đông. Nhờ khả năng giữ nhiệt tốt, mô hình này nhanh chóng lan rộng và góp phần đáng kể vào việc gia tăng sản lượng.

Tuy nhiên, khi quy mô ngày càng mở rộng, những điểm yếu của nhà kính cũng dần lộ rõ. Mức tiêu thụ năng lượng vào mùa đông rất cao, đẩy chi phí vận hành tăng mạnh. Ngược lại, vào mùa hè, khi nhiệt độ ngoài trời có thể chạm ngưỡng 40°C, nhiệt độ bên trong nhà kính đôi khi vượt 60°C, ảnh hưởng đến sức khỏe tôm và tạo điều kiện làm việc khắc nghiệt cho người lao động. Do đó, một mô hình mới đã bắt đầu được thử nghiệm: hệ thống nuôi tôm dưới mái vòm khí bơm căng.

Đơn giản, đột phá

Mái vòm khí bơm căng là dạng công trình nhẹ, không sử dụng khung cứng truyền thống mà được giữ vững bằng áp suất không khí bên trong. Toàn bộ mái và vách được tạo thành từ màng vải kỹ thuật bền chắc, có bề mặt cong khép kín, được neo cố định lên nền móng hoặc trực tiếp phủ lên các bể nuôi thâm canh. Khi hệ thống quạt hoạt động, áp suất bên trong vòm cao hơn bên ngoài khoảng 100-200 Pa, đủ duy trì hình dạng ổn định của công trình. Các cửa ra vào được thiết kế dạng buồng đệm khí nhằm giữ chênh lệch áp suất không đổi.

Cấu trúc mái vòm gồm hai lớp màng, giữa các lớp có vật liệu cách nhiệt nhằm tăng hiệu quả giữ nhiệt. Phần đỉnh vòm sử dụng vật liệu bán trong suốt để khuếch tán ánh sáng mặt trời, đảm bảo cường độ chiếu sáng phù hợp cho hệ thống nuôi. Vật liệu phổ biến là sợi polyester phủ PVC hoặc PVDF, vừa nhẹ vừa có độ bền cao trước điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Trên thế giới, mái vòm khí đã được ứng dụng rộng rãi trong thể thao, nghiên cứu và các không gian cần kiểm soát vi khí hậu. Tuy nhiên, trong nuôi trồng thủy sản, đây vẫn là một khái niệm tương đối mới. Chỉ trong vài năm gần đây, một số dự án thí điểm và thương mại tại Trung Quốc mới bắt đầu khai thác tiềm năng của cấu trúc này cho nuôi tôm.

So với nhà kính truyền thống, mái vòm khí cho phép kiểm soát vi khí hậu chính xác hơn, giảm mạnh biên độ dao động nhiệt giữa ngày và đêm. Hệ thống khép kín giúp hạn chế mưa, gió, bức xạ nhiệt cực đoan, đồng thời giảm nguy cơ xâm nhập của mầm bệnh và động vật hoang dã. Điều kiện môi trường ổn định giúp tôm giảm stress, cải thiện hệ số chuyển đổi thức ăn, nâng cao tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng. Mô hình này cũng đặc biệt phù hợp với hệ thống biofloc hoặc nuôi tuần hoàn, góp phần giảm thay nước và áp lực môi trường.

Một lợi thế quan trọng khác là khả năng mở rộng linh hoạt. Mái vòm khí có thể lắp đặt trên các cơ sở hạ tầng sẵn có, không đòi hỏi nhiều thép kết cấu hay vật liệu cách nhiệt như nhà kính, từ đó mở ra khả năng cải tạo các trại nuôi hiện hữu theo hướng hiện đại hơn.

Triển vọng kinh tế, môi trường

Tại tỉnh Sơn Đông, tập đoàn thủy sản Minsheng đã triển khai một dự án thí điểm nuôi tôm thẻ trong mái vòm khí bơm căng, với mục tiêu đánh giá toàn diện hiệu quả kỹ thuật và sinh học của mô hình này so với nhà kính truyền thống. Hai thí nghiệm được tiến hành song song trong cùng điều kiện cơ sở hạ tầng, con giống và quy trình quản lý.

Thí nghiệm thứ nhất tập trung so sánh tăng trưởng của tôm nuôi trong hai môi trường kiểm soát khác nhau: mái vòm khí và nhà kính. Tôm giống có khối lượng trung bình 1,88 g được thả với mật độ 400 con/m³ trong các bể bê tông kích thước 6,5 × 6,5 × 1,6 m. Tôm ở cả hai hệ thống được cho ăn cùng loại thức ăn thương mại, bổ sung vitamin, chiết xuất tỏi sinh học và thảo dược Trung Quốc nhằm hỗ trợ sức khỏe đường ruột. Các chỉ tiêu môi trường như ôxy hòa tan, độ mặn và nitrit được kiểm soát nghiêm ngặt, trong khi nước nuôi được lấy từ giếng ngầm, xử lý lắng lọc và gia nhiệt trước khi cấp vào bể.

Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về ổn định nhiệt. Trong nhà kính, biên độ dao động nhiệt không khí trong ngày có thể lên tới hơn 24°C, trong khi dưới mái vòm khí chỉ khoảng 2,9°C. Nhiệt độ nước trong nhà kính dao động trung bình 1,1°C mỗi ngày, còn trong mái vòm khí chỉ khoảng 0,2°C. Nhờ môi trường ổn định hơn, tôm nuôi dưới mái vòm khí đạt tốc độ tăng trưởng cao hơn khoảng 13,4% so với nhà kính, đồng thời điều kiện làm việc cho người lao động cũng dễ chịu hơn đáng kể.

Thí nghiệm thứ hai, hiện vẫn đang tiếp tục, nhằm xác định mật độ nuôi tối ưu trong mái vòm khí, với các mức 400 – 700 con/m³. Ngoài các chỉ tiêu tăng trưởng, nghiên cứu còn đánh giá chức năng gan tụy của tôm nhằm làm rõ tác động sinh lý của mật độ nuôi cao trong môi trường khép kín.

Xét về kinh tế và môi trường, chi phí đầu tư ban đầu cho mái vòm khí có thể cao hơn nhà kính, song hiệu quả vận hành dài hạn, năng suất cao hơn và rủi ro dịch bệnh thấp hơn được kỳ vọng sẽ bù đắp khoản đầu tư này. Năng lượng tiêu thụ chủ yếu dành cho hệ thống quạt, thấp hơn nhiều so với chi phí sưởi hoặc làm mát toàn bộ nhà kính. Vật liệu cấu thành mái vòm có khả năng tái chế, phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững.

Về dài hạn, mô hình mái vòm khí không chỉ mở ra hướng đi mới cho nuôi tôm mà còn có tiềm năng ứng dụng cho nhiều loài thủy sản khác, cũng như các hệ thống lưu giữ, ương dưỡng trong điều kiện kiểm soát cao. Quan trọng hơn, nó đặt ra một câu hỏi chiến lược cho ngành thủy sản toàn cầu: Làm thế nào để cân bằng giữa nhu cầu sản xuất thực phẩm hiệu quả, an toàn sinh học cao với những rủi ro ngày càng lớn từ môi trường nuôi mở?. Nếu được chứng minh thành công ở quy mô thương mại, mái vòm khí bơm căng có thể trở thành một biểu tượng mới cho kỷ nguyên nuôi trồng thủy sản công nghệ cao không chỉ ở Trung Quốc, mà còn vượt ra ngoài biên giới quốc gia này.

Vũ Đức
Theo Fishfarmingexpert