Tóm tắt luận án: Nghiên cứu mô phỏng quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng chủ yếu tác động đến môi trường ao nuôi cá Tra Việt Nam.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------

Lê Xn Thịnh

NGHIÊN CỨU MƠ PHỎNG Q TRÌNH CHUYỂN HĨA
CÁC CHẤT DINH DƢỠNG CHỦ YẾU TÁC ĐỘNG ĐẾN
MƠI TRƢỜNG AO NI CÁ TRA VIỆT NAM

TĨM TẮT LUẬN ÁN TIỄN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2022


Cơng trình được hồn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. Đặng Xuân Hiển
2. PGS.TS. Trần Văn Nhân

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.
Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), năm
2019, Việt Nam xuất khẩu cá Tra sang 131 thị trường trong đó có 8 thị
trường chính gồm: Trung Quốc – Hồng Kơng, Mỹ, EU, ASEAN, Mexico,
Brazil, Colombia và Nhật Bản đạt 1,61 tỷ USD [1].
Có thể thấy được ngành sản xuất và chế biến xuất khẩu cá Tra có tầm quan
trọng rất lớn đối với sự phát triển của đất nước: Vùng đồng bằng sơng
Mekong chiếm 12% tổng diện tích và chiếm khoảng 80% lượng sản xuất
thủy sản của cả nước.
Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng này lại dấy lên mối quan tâm từ
người tiêu dùng, nhà sản xuất, các tổ chức phi chính phủ, các cơ quan nhà
nước về các ảnh hưởng tiêu cực về mặt môi trường và xã hội như ô nhiễm
nguồn nước gây ra bởi chất thải, thức ăn dư thừa, cá chết và hóa chất của
các trang trại nuôi và các cơ sở chế biến cá Tra [2].
Với lượng chất thải lớn và nồng độ các chất ô nhiễm khá cao, chất thải từ
ao nuôi cá Tra đã và đang ảnh hưởng tới không chỉ với mơi trường xung
quanh mà cịn đối với ngành thủy sản (sức khỏe của cá, các vấn đề lâu dài
về sản lượng).
Phương pháp mơ hình hóa được sử dụng để mơ tả các quá trình diễn ra
trong hồ là một giải pháp hữu hiệu nghiên cứu theo dõi diễn biến các thành
phần trong hồ ni cá Tra, dự đốn các thay đổi của các q trình với điều
kiện mơi trường khác nhau.
Luận án “Nghiên cứu mơ phỏng q trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng
chủ yếu tác động đến môi trường ao ni cá Tra Việt Nam” thực hiện tính

tốn, mơ phỏng các q trình chuyển hóa của các chất dinh dưỡng chủ yếu,
một số quá trình sinh học và mối tương quan của các yếu tố tác động đến
môi trường ao nuôi cá Tra.

1

|Trang


2. Mục đích nghiên cứu
 Đánh giá được các đặc trưng chất lượng mơi trường của ao ni; Có
được bộ số liệu đánh giá về ảnh hưởng về việc bổ sung enzyme trong
thức ăn đề việc giảm phát thải Phốt pho ra môi trường ao nuôi;
 Xây dựng được mô hình số phục vụ tính tốn, mơ phỏng các q trình
chuyển hóa của các chất dinh dưỡng chủ yếu, một số quá trình sinh
học và mối tương quan của các yếu tố tác động đến môi trường ao
nuôi cá Tra ở ĐBSCL (Việt Nam).
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu
- Các chất dinh dưỡng và các thông số chất lượng nước trong ao nuôi cá
Tra nước ngọt ở Đồng bằng sơng Cửu Long.
- Các q trình sinh học của môi trường ao nuôi cá Tra ở điều kiện Việt
Nam;
Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu ở đây tập trung vào các đặc trưng dinh dưỡng chủ yếu
trong ao ni cá Tra.
- Các q trình sinh học diễn ra trong ao và sự phát triển của cá đối với
các điều kiện ao nuôi.
Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát các thông số đặc trưng chủ yếu của môi trường ao nuôi cá

Tra ở điều kiện ĐBSCL (Việt nam);
- Khảo sát quy trình bổ sung enzym phytase vào trong thức ăn nuôi cá
Tra;
- Thiết lập mối quan hệ tương hỗ giữa các thông số môi trường trong ao
nuôi cá Tra;
- Xây dựng thiết lập mơ hình số mơ phỏng các thông số môi trường N
và P trong nước và bùn đáy ao, mơ hình số mơ phỏng q trình phát
triển động thực vật phù du trong ao nuôi cá Tra. Các phương trình

2

|Trang


được giải số và được code số bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, sau đó
được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm bằng các bộ số liệu đo thực tế.
4. Các đóng góp của luận án
Tính mới của luận án:
- Xác định được các thông số đặc trưng về môi trường ao nuôi: DO,
PO43-, TP, NO3-, NH4+, TN.
- Đã đưa ra tỷ lệ bổ sung enzym phytase phù hợp vào trong thức ăn là
0,01% theo trọng lượng khô.
- Luận án đã phát triển được mơ hình tốn mơ phỏng các q trình sinh
học trong ao nuôi cá Tra ở Việt Nam; mô hình đã được kiểm nghiệm
hiệu chỉnh và cho độ chính xác cần thiết có thể sử dụng giúp tác
nghiệp/hỗ trợ công tác quản lý vận hành các ao nuôi cá Tra.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Tính sáng tạo: Việc sử dụng mơ hình tốn để mơ phỏng, qua đó điều
chỉnh các chế độ dinh dưỡng cho ao ni cá giúp cắt giảm chi phí giá
thành, thời gian nuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường thể hiện tính

sáng tạo của luận án.
- Tính khoa học: Nghiên cứu dựa trên q trình thu thập, phân tích mẫu
của ao ni thực tế và dựa trên ngun lý q trình chuyển hóa các
chất dinh dưỡng chính N, P, C, O2 qua đó so sánh kết quả đo thực và
số liệu của mơ hình để hiệu chỉnh đưa ra được mơ hình hồn chỉnh.
- Giá trị thực tiễn: Mơ hình mơ phỏng q trình chuyển hóa các chất
dinh dưỡng trong ao nuôi cá Tra ở Việt Nam rất quan trọng. Mô hình
sẽ giúp các trang trại ni cá Tra quản lý tốt q trình ni cá bằng
cách kiểm sốt tốt hơn các yếu tố đầu vào như: thức ăn, nước cấp, thay
nước, nạo bùn, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường.

3

|Trang


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về cá Tra
Cá Tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác
định ở ĐBSCL. Tên loài Pangasianodon hypophthalmus được Rainboth sử
dụng lần đầu vào năm 1996 để chỉ định cho lồi cá Tra. Hiện nay đã có 11
lồi thuộc họ cá Tra được tìm thấy ở Việt Nam, trong đó có 5 lồi là đối
tượng ni quan trọng trong ao và bè.
1.2 Tổng quan về enzyme trong thức ăn thủy sản
Vai trò và tác dụng của enzyme Phytase trong thức ăn thủy sản
Phytase làm giảm số lượng các chất dinh dưỡng thải ra môi trường bằng
cách tạo ra liên kết phốt pho cho cá tăng trưởng, vì thế nó được đưa vào cơ
thể cá thay vì thải ra. Phytase được bổ sung vào chế độ ăn cải thiện prơtein
và axit amin tiêu hóa ở cá, ngồi ra nó có thể cải thiện năng lượng trao đổi
của thức ăn bằng cách phá vỡ hợp chất phytase-lipid.

Các nghiên cứu ứng dụng của enzyme phytase trong nuôi trồng thủy sản
Phytase là một enzym có thể giải phóng phytate được đính phosphor (P) để
sử dụng trong đường tiêu hố của vật ni dạ dày đơn. Một số thí nghiệm
cho thấy việc bổ sung enzyme phytase vào thức ăn giúp thủy phân phytate
giải phóng phốt pho và một số dưỡng chất khác từ đó cải thiện được hiệu
quả sử dụng thức ăn, phốt pho và tốc độ tăng trưởng của cá.
1.4. Tổng quan về mơ hình và mơ hình hóa
Có rất nhiều mơ hình đã được phát triển góp phần vào việc quản lý sơng hồ
trên thế giới.
Mơ hình PC Lake nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng trong hồ nơng
Mơ hình mơ phỏng các cấu tử trong cột nước và lớp trầm tích bên trên, bao
gồm các thành phần hữu sinh và vô sinh quan trọng, mà không phân tầng
theo chiều sâu cũng như khơng có sự sai khác nồng độ các cấu tử theo
chiều ngang hoặc chiều dọc của hồ; mô hình cho phép mơ phỏng cả vùng
đất ngập nước với thảm thực vật ngập nước.

4

|Trang


Nghiên cứu về mơ hình hóa chu trình photpho gây phú dưỡng hồ
Loosdrecht
Mơ hình mơ phỏng chu trình photpho và tăng trưởng sinh vật phù du trong
hồ nông, phú dưỡng Loosdrecht (Hà Lan) trước và sau các biện pháp phục
hồi. Bên cạnh đó mơ hình cịn mơ phỏng ba nhóm tảo bao gồm: tảo lục, tảo
lam, tảo cát; động vật phù du, cá, mùn hữu cơ và trầm tích (cacbon và
photpho).
Nghiên cứu mơ hình động lực dinh dưỡng trong ao nuôi cá bán thâm
canh

Nghiên cứu của Li (2003) đã đưa ra mơ hình mơ phỏng mối quan hệ giữa
các thành phần dinh dưỡng có trong ao ni cá rơ phi ở sơng Nile. Mơ hình
được phát triển dựa trên phần mềm mô phỏng STELLA II được thiết kế để
xác định các yếu tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng của cá.
Nghiên cứu mơ hình phú dưỡng hồ Washington
Mơ hình nghiên cứu mối tương quan dinh dưỡng phức tạp trong hồ
Washington, Hoa Kỳ sử dụng để thử nghiệm các kế hoạch quản lý thay thế
bao gồm: các chu kỳ nguyên tố (như C, N, P, Si, O), thực vật phù du (tảo
cát, tảo lục, tảo lam), động vật phù du các nhóm được coi là cần thiết.
Mơ phỏng các chất dinh dưỡng và động học của thực vật phù du trong
hồ Bắc Mỹ
Bushra (2021) đã mô tả và cung cấp các công thức để dùng phần mềm
MINLAKE2020 mô phỏng thực vật phù du không ổn định (được định
lượng bằng cách sử dụng nồng độ chlorophyll-a), động vật phù du và các
chất dinh dưỡng cho cả giai đoạn có nước bình thường và đóng băng.
Các nghiên cứu về xây dựng mơ hình mơ phỏng trong ni trồng thủy
sản ở Việt Nam
Trieu và Minjiao Lu (2013) đã nghiên cứu mơ hình mơ phỏng ni tơ và phốt
pho thải ra từ các điểm khác nhau (nuôi ao và nuôi bè), thải liên tục (nuôi
bè) và thải gián đoạn (nuôi ao) ra sông Mekong.

5

|Trang


N.V.A Tuấn và các cộng sự (2016) cũng đã ứng dụng mơ hình Mike 11 mơ
phỏng q trình lan truyền chất ô nhiễm do nuôi trồng thủy sản trên một số
sông lớn tỉnh Quảng Trị.

6

|Trang


CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, THÍ NGHIỆM
2.1 Thí nghiệm, thu mẫu và phân tích các thơng số mơi trƣờng ao ni
Bố trí thí nghiệm
P, độ ẩm, đạm
thơ, protein
tiêu hóa
Nước ra

Thức ăn
Nước cấp
vào
BOD, COD,

BOD, COD,

-

TSS, H S, NO
2
-

2

-

Bùn đáy

TSS, H S, NO ,
-

Khối lượng cá,
độ đạm, FCR,
độ ẩm
2.1.P,Sơ
đồ bố

TN, TP

2

2

BOD, COD, TSS,
-

-

H S, NO , NO ,

3
Hình
trí thí nghiệm, thu mẫu phân2 tích 2mơi trường
Nghiên cứu đo đạc các thơng số môi trường thông qua nuôi thử nghiệm cá
Tra được thực hiện từ tháng 5 đến tháng 11 năm 2016 trong 4 ao ni với
diện tích mỗi ao 200 m2, sâu 2,5 m tại Trang trại thủy sản mẫu (dự án

SUPA) quận Cái Răng – tp Cần Thơ.
Thí nghiệm gồm 2 nghiệm thức thức ăn có và khơng có bổ sung enzyme
phytase. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần và được bố trí trong 4 ao ni.
Thức ăn được sử dụng là thức ăn cho cá tra có hàm lượng protein thô là
28% và 22%.
Phương pháp thu mẫu và phân tích
Hàm lượng đạm thơ, ẩm độ và hàm lượng phốt pho trong mẫu thức ăn và
mẫu cá được phân tích theo phương pháp từ Hiệp hội phân tích hóa học AOAC, 2000.
Ẩm độ: được xác định bằng cách sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC
cho đến khi khối lượng không đổi (khoảng 4-5 giờ).
Các mẫu được thu thập tại cùng một điểm dưới cầu cho ăn, nơi cá được cho
ăn mỗi lần.
Độ pH, nhiệt độ và DO được đo được đo trực tiếp tại ao mỗi ngày (lúc 8
giờ sáng và 4 giờ chiều) bằng máy phân tích HANNA. Các mẫu của các

7

|Trang


thông số khác như COD, BOD, TSS, H2S, TAN, P-PO43-, TKN, TP, NNO2-, N-NO3- đã được thu trước khi nuôi (L1) và 10 ngày một lần vào buổi
sáng (tổng cộng 13 lần).
Mẫu nước được bảo quản và phân tích tuân theo hướng dẫn và tiêu chuẩn
(APHA et al, 1995).
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thiết lập mơ hình
Từ các nghiên cứu trước đây về mơ hình ao/hồ, một mơ hình cấu trúc của
các quá trình sinh học diễn ra trong ao ni cá Tra được xây dựng như sau:

Hình 2.2. Mơ hình cấu trúc diễn ra trong ao ni cá Tra
Mơ hình khái niệm

Mơ hình gồm 13 biến trạng thái gồm: thực vật phù du (3 nhóm: Diatoms,
Greens, Cyanobacteria); tổng chất hữu cơ dạng hạt (POC); tổng chất hữu
cơ hòa tan (DOC); tổng Nito hữu cơ; tổng Photpho hữu cơ; chất vơ cơ
(NH4+, NO3-, PO43-); nồng độ oxy hịa tan (DO); số lượng cá; và sinh khối
cá trong ao. 10 biến phụ gồm: 6 biến phụ về hàm lượng N và P trong mỗi
nhóm thực vật phù du; 4 biến phụ khác: tổng Nito hữu cơ hòa tan (DON),
8

|Trang


tổng Nito hữu cơ dạng hạt (PON) và tổng Photpho hữu cơ hòa tan (DOP),
tổng Photpho hữu cơ dạng hạt (POP).

Hình 2.4. Mơ hình khái niệm các q trình xảy ra trong ao nuôi cá Tra
Ma trận tác động tương hỗ
Trên cơ sở nghiên cứu mối liên hệ giữa các nghiên cứu tổng quan về các
chu trình P, N, quá trình phát triển của cá, các quá trình sản xuất bậc 1, bậc
2, quá trình cấp dưỡng, bổ sung thức ăn thiết lập nên ma trận định tính thể
hiện mối quan hệ tương hỗ giữa biến trạng thái trong đầm hồ ni cá Tra.
Xây dựng các phương trình tốn học
Phương trình sự phát triển của cá trong hồ ni cá Tra
Dựa trên nghiên cứu của Li (2003), các phương trình về phát triển của cá
trong ao nuôi được mô tả như sau:
Lƣợng thức ăn tự dƣỡng dƣới dạng năng lƣợng
dA / dt = AFG – AFC – AFR – AFM
Lƣợng thức ăn dinh dƣỡng dị dƣỡng dƣới dạng năng lƣợng
dH / dt = AFM + FW – HFC – HFS – HFD
9

|Trang


Tổng sinh khối cá trong ao
(

)

( )

Tổng khối lƣợng cá trong ao
dFP / dt = F – INT(FB
)
Các phương trình tính tốn các thơng số mơi trường
Thực vật phù du:
(

)

(

)

( )×

-

(

)

( )( ( )

()
( )

(

(

)

( )

)

(

)

( ))

(

(
(

)
()

)

- ∑

(

)

)

(

)

Động vật phù du:
(

)

(
(
(

)

(

))

(∑

)

( )

)

(

(
( )( ( )

( ))

(

(

)
(

)

)

Amoni:
( )

(
()

()

∑

∑

(

)

( )
( )( ( )

)

∑

( ))

()

)
(

()

( ))

( )( ( )

)

(

(

)

(

)

∑

)

()

( )

)

()

( )
(

)

Photpho:

Phương trình mơ tả sự biến đổi của phốt pho trong ao nuôi cá:
( )

∑

(

)

(

)

(

)
10

|Trang


∑

()

(

)

(

)

∑

(

)
()

()
( )
(

( )( ( )

()

( )( ( )

()

∑

( )

( ))

()

()
(

)

)

Oxy hịa tan (DO):
Phương trình mơ tả sự biến đổi của ôxy hoà tan trong ao nuôi cá:
( )

∑

(

(
( )

(

(

)

∑

(

)

∑

)
( )
()
( )
()
( )

)

( )

()

( )

(
()
()

)

( )( ( )

( ))

( )( ( )

( ))

( )

( )
(

))

Phương pháp giải hệ phương trình vi phân
Phương pháp giải hệ phương trình vi phân bằng thuật tốn Runge Kutta
bậc 4.
Số hóa các phương trình
Các phương trình tốn được giải bằng phương pháp số sử dụng ngơn ngữ
lập trình Matlab 2019.

11

|Trang


Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu khảo sát biến động môi trƣờng trong ao nuôi
3.1.1 Biến động Nhiệt độ, pH, DO giữa đối chứng và thí nghiệm
Trong ao đối chứng (Control Pond - CT), các thông số vào buổi sáng và
buổi chiều dao động trong các phạm vi nhiệt độ 29,3-33,3oC, pH 6,8-8,5,
và DO 1,6-8,3 mg/L. Trong ao thí nghiệm (Experiment Pond - ET), các
thơng số cũng dao động trong phạm vi nhiệt độ 29,5-33,1oC, pH 7,0-8,0 và
DO 2,0-8,5 mg/L.
9
8

DO (mg/L)
CT-sang
ET-sang
CT-chieu

7
6
5
4
3
2
1
0
10

20

30

40

50

60

70

80

Thời gian (ngày)

90 100 110 120 130

Hình 3.1. Biến động DO trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau
3.1.2 Biến động của BOD và COD
Giá trị COD biến động ở mỗi mẫu thu được trong cả ao đối chứng (CT) và
ao thí nghiệm (ET) khi thêm phytase. COD trước khi tăng ở ET là: 35,5 ±
1,36 mg/L và ở CT 23,5 ± 2,04 mg/L (P> 0,05) và COD sau khi thu hoạch
ở ET là 57,6 ± 4,53 và tại CT là 20,8 ± 2,26 mg/L (P < 0,05). Tại ET, COD
dao động trong khoảng 28.8-156 mg/L, giá trị trung bình của COD trong cả
giai đoạn là 62,4 ± 33,2 mg/L cao hơn CT (COD 20,8-119 mg/L, giá trị
trung bình là 47,5 ± 30,6 mg/L).

12

|Trang


COD mg/L

mgCOD/g cá

180
160
140
120
100
80
60

40
20
0

120
CT
ET

100

CT
ET

80
60
40
20
0

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110

120
130

10 20 30 40 50 60 70 80 90100110120130
Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

Hình 3.2. Biến động COD trong ao nuôi cá Tra ở các thời điểm khác nhau
BOD mg/L

25
20

CT
ET

mg
BOD/g
35 cá
30
25

15

CT

20
10

ET

15
10

5
Thời gian (ngày)

5

Thời gian (ngày)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130

0

0

Hình 3.3. Giá trị BOD trong ao nuôi cá Tra ở các thời điểm khác nhau
3.1.3 Biến động của TSS
Giá trị TSS khơng có sự khác biệt đáng kể giữa ao đối chứng (CT) và ao thí
nghiệm (ET) khi thêm phytase (p> 0,05). Trong CT, giá trị TSS là 26,5 222 mg/L, trung bình là 118 ± 60,5 mg/L. Trong ao thí nghiệm, TSS là
35,0 - 208 mg/L, trung bình là 116 ± 67,0 mg/L. Giá trị TSS trong nghiên
cứu này có xu hướng tăng theo thời gian nuôi (L1 - L9).

13

|Trang


TSS mg/L

250

mg TSS/ g cá

CT
200

150

ET

150

CT

ET

100

100

50
50

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130

0

0

Hình 3.4. Hàm lượng của TSS trong ao nuôi cá Tra ở các thời điểm khác
nhau
3.1.4 Biến động của TAN, NH3 và NH4+
Giá trị TAN của ao được thể hiện trong hình dưới. Trong ao đối chứng CT,
trung bình TAN là 1,78 ± 0,035 mg/L (0,172 - 1,1 mg/L) và giá trị trung
bình của ao thí nghiệm là 1,83 ± 0,047 mg/L (0,16 – 3,04 mg/L). TAN đã
tăng nhanh từ mẫu thứ nhất đến mẫu thứ năm và giảm dần vào cuối kỳ.
Những kết quả này cũng tương tự với các nghiên cứu khác của Nguyễn
Thanh Phương et al. (2012) [118] với TAN trong ao là khoảng 2,86 – 4,06
mg/L.
TAN mg/L
3.5

mgTAN/ g cá
CT

3.0

ET

2.5

3.0
2.5

CT

2.0

2.0

1.5

1.5

1.0

1.0

0.5

Thời gian (ngày)

0.0

0.5

ET

Thời gian (ngày)

0.0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Hình 3.5. Dao động của TAN trong ao nuôi cá Tra ở các thời điểm khác
nhau

14

|Trang


TAN là tổng giá trị của NH3 và NH4+, trong đó NH3 là khí rất độc cho cá.
NH3 trong ao đối chứng CT là khoảng 0,005 – 0,25 mg/L, trung bình 0,043
± 0,067 mg/L; trong ao thí nghiệm ET là 0,002 – 0,172 mg/L, trung bình
0,042 ± 0,050 mg/L.
3.1.5 Biến động TP
Giá trị TP trong ao đối chứng và ao thí nghiệm ngày càng tăng, đặc biệt từ
mẫu thứ 8, giá trị TP trong ao thí nghiệm thấp hơn đáng kể (p < 0,05) so
với ao đối chứng. Điều này đã được thể hiện rõ ở mẫu thứ 9 và 13, nồng độ
TP tại ao thí nghiệm có thêm phytase (1,82 mg/L và 3,14 mg/L) thấp hơn
nhiều so với ao đối chứng (3,49 mg/L và 3,47 mg/L). Do đó, việc bổ sung
phytase vào thức ăn đã tạo ra kết quả tốt hơn, giảm TP và cải thiện điều
kiện môi trường trong các ao nuôi cá Tra.
5.0

4.0
3.0

2.0 mg TP/g
cá

TP mg/L

1.5

CT

CT
ET

ET
1.0

2.0
0.5

1.0

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

130

0.0

0.0

Hình 3.10. Giá trị TP trong ao ni cá Tra ở các thời điểm khác nhau

15

|Trang


3.1.6 Biến động TN, TP bùn đáy ao
mgTP/L bùn (a)
8
7
6
5
4
3
2
1
0

mgTP/L
6
bùn/g cá
5
CT

CT
ET

4

ET

3
2
Thời gian (ngày)

1
Thời gian (ngày)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130

0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

Hình 3.11. Biến động TP trong bùn ao cá Tra ở các thời điểm khác nhau
Nồng độ P-PO43- tăng từ đầu đến cuối giai đoạn nuôi trong cả ao đối chứng
CT và ao thí nghiệm ET. Giá trị trung bình của P-PO43- tại ao đối chứng:
1,15 ± 1,07 mg/L (dao động từ 0,045 – 3,16 mg/L) cao hơn ao thí nghiệm:
0,816 ± 0,68 mg/L (dao động từ 0,07 – 1,88 mg/L) (p > 0,05).
mgTN/L bùn (b)

mg
4.5
TN/L
bùn/g
4.0 cá

5
4

CT
ET

3.5

3

3.0

3

2.5

2

2.0

2

1.5

1

1.0

1

Thời gian (ngày)

0.5

CT
ET

Thời gian (ngày)

0.0

0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10
20

30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130

4

Hình 3.12. Hàm lượng TN trong bùn ao cá Tra ở các thời điểm khác nhau

16

|Trang


3.1.7 Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung enzime phytase lên hiệu quả sử
dụng thức ăn và môi trường ao nuôi cá Tra
Đánh giá tốc độ tăng trƣởng, tỉ lệ sống và hiệu quả sử dụng thức ăn
của cá Tra ở thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm cho thấy tăng trưởng tuyệt đối (DWG) của cá ở nghiệm
thức bổ sung phytase điều thể hiện cao hơn và có ý nghĩa thống kê
(P<0,05) so với nghiệm thức đối chứng qua các lần thu mẫu.
Hiệu quả của bổ sung enzyme phytase lên môi trƣờng
Kết quả phân tích cho thấy: Hàm lượng P-PO43-, TP và TP bùn tại ao thí

nghiệm thấp hơn lần lượt là 40,9%, 23,6% và 23,9% so với ao đối chứng
đều nằm ở mức thích hợp cho cá Tra ni. Do đó việc bổ sung enzyme
phytase đã giúp làm giảm hàm lượng phốt pho trong ao nuôi cá Tra.
3.2. Mô phỏng q trình phát triển và chuyển hóa các chất dinh dƣỡng
chủ yếu trong ao
3.2.1 Ơxy hịa tan
Kết quả từ việc thu thập và phân tích số liệu cho thấy hàm lượng DO ban
đầu 6,5 mg/L là khá cao trong những ngày bắt đầu nuôi và giảm dần trong
20 ngày đầu xuống ở mức 2,7 mg/L. Sau đó nồng độ DO lại tăng dần trong
những ngày tiếp theo và đạt đỉnh ở ngày thứ 40 ở mức 6,8 mg/L.
Hàm lượng DO trong ao
nuôi

Hàm lượng DO

5.0

10
Hàm lượng DO (mg/L)

CT 1
CT 2
ET 1
ET 2

Hàm lượng DO (mg/L)

DO thực tế

5

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120

0.0
Thời gian (ngày)

0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

110
120

10.0

Thời gian (ngày)

Hình 3.19. Biến thiên nồng độ DO tại ao nuôi thực địa (trái) mô phỏng
biến thiên của DO trong ao nuôi cá (phải) tại các thời điểm khác nhau
17

|Trang


Kết quả mô phỏng cho thấy nồng độ DO từ mơ hình khơng có sự khác biệt
q lớn so với nồng độ DO đo được từ thực tế. Sai số của kết quả mô
phỏng so với thực tế trong khoảng 5,1 – 27%, trung bình 12,58% và đều
cùng chung xu thế biến thiên với nhau.
3.2.2 Phốt pho
Các chất nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được coi là những thành phần cần
thiết trong chất dinh dưỡng nuôi cá. Tổng nitơ vơ cơ hịa tan và phốt pho
hịa tan trong nước và tổng nitơ và phốt pho trầm tích được coi là bốn biến
trạng thái quan trọng.
Do khơng có số liệu thực tế nên photpho hữu cơ được hiệu chỉnh gián tiếp
qua TP (tổng phốt pho). Như vậy kết quả hiệu chỉnh của photpho giữa giá
trị thực tế và mô hình được biểu diễn qua: PO4 và TP.
Sai số trung bình của đồ thị hiệu chỉnh PO4 và TP lần lượt là 40 % và
30,83% (≤40%). Sự sai khác mà mơ hình khơng thể mơ phỏng là bởi các
yếu tố khách quan như sự thay đổi trong điều kiện thời tiết, nhiệt độ khơng
cịn lý tưởng, hay bởi lượng nhỏ cá chết (0-6%) trong suốt quá trình sinh

trưởng, phát triển của cá Tra, thay đổi trong việc quản lý của con người: bổ
sung và thay nước.
Đồ thị hiệu chỉnh PO4

Đồ thị hiệu chỉnh TP
5

3.5
PO4 thực tế
PO4 mơ hình

2
1.5
1

4
3
2

TP (mg/L)

2.5

PO4 (mg/L)

3

TP thực tế

1

0.5

0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

0
Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

Hình 3.21. Đồ thị hiệu chỉnh PO4 (trái) và TP (phải) trong ao nuôi cá theo
thời gian
3-

18

|Trang