Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TẠ VĂN PHƯƠNG

PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC
VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM
THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN

Cần Thơ, 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TẠ VĂN PHƯƠNG

PHÁT TRIỂN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BIOFLOC
VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG NUÔI TÔM
THẺ CHÂN TRẮNG (Litopenaeus vannamei)

CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN
MÃ SỐ: 62620301

Người hướng dẫn khoa học:
PGs. Ts. NGUYỄN VĂN HÒA
PGs. Ts. NGUYỄN VĂN BÁ

Cần Thơ, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan luận án với tựa đề “Phát triển quy trình công nghệ biofloc và
khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)”
được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của bản thân và các kết quả của
nghiên cứu này chưa được công bố trong bất cứ luận án nào trước đây.
Tạ Văn Phương

i


LỜI CẢM TẠ
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Ban chủ
nhiệm Khoa Thủy sản, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau Đại học - Trường Đại học Cần Thơ
Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Sinh Học Ứng dụng - Trường Đại học Tây Đô,
đã tạo điều kiện cho tôi được thực hiện chương trình Nghiên cứu sinh.
Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Bộ môn Hải sản, Phòng Đào tạo và
Phòng Quản lý Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ đã rất nhiệt tình, tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi hoàn thành chương trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin trân trọng và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGs.Ts.
Nguyễn Văn Hòa và PGs.Ts. Nguyễn Văn Bá trong những năm qua đã ân cần hướng
dẫn, động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận cho tôi học tập, nghiên cứu để
chăm bồi kiến thức và hoàn thành Luận án này.
Xin gửi lời cảm ơn đến NCS. Nguyễn Thành Tâm, Ths. Nguyễn Lê Hoàng
Yến, Ths. Nguyễn Xuân Linh, Ks. Nguyễn Hải Đăng, Ks. Nguyễn Thị Huyền Trang,
Ks. Bùi Bảo Trang, Ks. Lê Thị Vinh, Ks. Nguyễn Văn Kiều, Ks. Nguyễn Thành
Nhân, Ks. Nguyễn Hải Âu, Ks. Nguyễn Thị Hồng Đặm, Ks. Lê Bảo Trân, Ks. Võ
Huệ Thư, Ks. Lê Duy Khánh, Ks. Phạm Thị Ngọc Trúc, Ks. Nguyễn Thị Diễm, Ks.

Lê Hoài Phong, Ks. Trương Cẩm Linh, Ks. Hồ Minh Thi, Ks. Nguyễn Quốc Lịnh,
cùng các anh chị em đồng nghiệp công tác tại Khoa sinh học Ứng dụng - Trường Đại
học Tây Đô đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành
Luận án.
Xin chân thành cảm ơn các anh chị Nghiên cứu sinh các Khóa 2010, 2011 và
2012; các bạn ở Lớp Cao học Thủy sản K19, 20 đã cùng tôi gắn bó, giúp đỡ nhau
trong suốt thời gian học tập tại Khoa Thủy sản - ĐHCT. Bên cạnh đó xin cám ơn đến
Ts. Phạm Trường Yên, Ks. Nguyễn Thị Đẹp, Ths. Nguyễn Phúc Nhân, Ths.Trần
Thanh Hải (Chi cục Thủy sản Cần Thơ), Ts. Trần Văn Việt, Ts. Lê Quốc Việt, Ts.
Huỳnh Thanh Tới, Ths. Trần Nguyễn Hải Nam, Ths. Trần Xuân Lợi (Khoa Thủy sản
– ĐHCT), anh Nguyễn Huỳnh Long, Phạm Thị Thúy Hồng (công ty Việt Úc Bạc
Liêu), NCS. Phạm Công Kỉnh (Trang trại tôm nuôi Kỉnh – Thanh, Thạnh Phú - Bến
Tre), Ths. Phùng Thị Hồng Gấm (Công ty Thủy sản Huy Thuận, Bến Tre).
Trân trọng cảm ơn đến Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Chi cục
Nuôi trồng Thủy sản, Trung tâm Khuyến nông - Khuyến ngư và bà con ngư dân các
tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và Bạc Liêu đã tạo điều kiện thu thập số liệu điều tra.

Tạ Văn Phương

ii


TÓM TẮT
Nghiên cứu "Phát triển quy trình công nghệ biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi
tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)" được tiến hành tại Khoa Thủy sản – Đại học
Cần Thơ, Khoa Sinh học ứng dụng – Trường Đại học Tây Đô, tỉnh Ninh Thuận, Bến Tre và
Bạc Liêu. Thời gian thực hiện từ năm 2012 – 2015. Nghiên cứu ứng dụng quy trình công
nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng
ứng dụng trong nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm ở Đồng Bằng Sông Cửu
Long nói chung .

Trong nghiên cứu khảo sát mô hình nuôi tôm tôm thẻ chân trắng (TCT) theo quy trình
nuôi truyền thống -TT (30 hộ) và mô hình ứng dụng biofloc-BFT (37 hộ) ở Ninh Thuận. Kết
quả cho thấy, việc ứng dụng biofloc chỉ được áp dụng từ khoảng năm 2011, khi ứng dụng
BFT thì mật độ thả cao (150 con/m2) và sử dụng công suất của quạt nước (48 HP/ha) lớn
hơn so với nuôi TT (82,6 con/m2; 14,5 HP/ha). Ở mô hình nuôi BFT với 100% hộ sử dụng
nguồn carbohydrate là rỉ đường và có 50% số hộ bổ sung thêm bột gạo, việc bổ sung thêm
bột gạo cho hiệu quả kinh tế cao hơn (tăng thêm 4,2%) so với chỉ sử dụng rỉ đường. Năng
suất tôm nuôi BFT đạt cao hơn (15,2 tấn/ha) so với mô hình nuôi TT (9,10 tấn/ha). Chi phí
đầu tư mô hình nuôi BFT cao hơn khoảng 1,5 lần so với mô hình TT; lợi nhuận mang lại từ
mô hình BFT cao hơn (862 triệu đồng/ha) so với nuôi TT (288 triệu đồng/ha) và số hộ nuôi
có lợi nhuận và tỷ suất lợi nhuận lần lượt là 80%, 0,76 so với TT là 60% và 0,32.
Khi nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc: (thí nghiệm 1) độ
mặn (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) kết hợp với các mức protein trong thức ăn (38%, 42%, 46%)
và (thí nghiệm 2) nguồn gốc carbohydrate (Rỉ đường, Glycerol, Bột gạo và Bột mì) và tỷ lệ
C:N khác nhau (10:1, 20:1 và 30:1). Kết quả đã xác định ở độ mặn 10-20‰, protein trong
thức ăn là 42% và nguồn carbohydrate bổ sung là bột gạo với tỷ lệ C:N từ 10-20 là phù hợp
để ứng dụng vào nuôi tôm. Nên phần tỷ lệ C:N sẽ được làm rõ thêm ở thí nghiệm 3 và thí
nghiệm 4, còn độ mặn sẽ nghiên cứu thêm ở thí nghiệm 5.
Khi nghiên cứu ương vèo tôm post trong thời gian 4 tuần (thí nghiệm 3) với các tỷ lệ
C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (5:1; 10:1; 15:1 và 20:1) và phương thức
bổ sung theo hàm lượng tổng ammonia (TAN) trong nước; Thí nghiệm 4: thí nghiệm với
các tỷ lệ C:N khác nhau với nguồn carbohydrate là bột gạo (ĐC, BG10, BG15 và BG20) và
phương thức bổ sung theo nitrogen của protein trong thức ăn (TA). Kết quả cho thấy dù
phương thức bổ sung theo hàm lượng TAN trong nước hay theo nitrogen của protein trong
thức ăn thì đều cho thấy tỷ lệ C:N=15:1 là tốt nhất. Nhưng đây là kết quả từ hai thí nghiệm,
nên cần nghiên cứu so sánh phương thức bổ sung để khẳng định lại được tiến hành ở thí
nghiệm 6.
Nghiên cứu và ứng dụng nuôi tôm TCT theo quy trình công nghệ biofloc: (thí nghiệm
5) ảnh hưởng mật độ (100, 300 và 500 con/m3) kết hợp với độ mặn (5‰, 10‰, 15‰ và
20‰); (thí nghiệm 6) thời gian thủy phân bột gạo (12; 24 và 48 giờ) kết hợp với phương

thức bổ sung khác nhau (bổ sung theo protein trong thức ăn và theo TAN trong môi trường
nước); (thí nghiệm 7) đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn; (thí nghiệm 8) ảnh hưởng việc
luân chuyển nước và (thí nghiệm 9) ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường lên sự tăng
trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm nuôi. Kết quả cho thấy, khi nuôi tôm với mật độ 100-300
con/m3 và độ mặn 15‰ đạt tỷ lệ sống (71,1 – 100%) cao hơn so với các nghiệm thức mật độ
và độ mặn khác. Phương thức bổ sung bột gạo theo thức ăn và thời gian thủy phân 48 giờ thì
tỷ lệ sống (97,3%) và sinh khối tôm nuôi (1.018 g/m3) đạt cao nhất và khác biệt có ý nghĩa

iii


thống kê (p<0,05) so với các nghiệm thức khác. Khi sử dụng nguồn carbohydrate là bột gạo
để bổ sung trong nuôi tôm TCT có thể giảm đến 20% lượng thức ăn; nhưng tốc độ tăng
trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối vẫn không có khác biệt so với sử dụng 100% lượng thức ăn.
Bên cạnh đó, việc luân chuyển nước trong nuôi tôm theo công nghệ BFT cũng giúp tôm
tăng trưởng nhanh (11,9 g/con), đạt tỷ lệ sống (67,3%) và sinh khối (1.263 g/m3) cao hơn so
với nghiệm thức không luân chuyển nước hay có luân chuyển kết hợp với rút cặn. Ngoài ra,
việc sử dụng nguồn carbohydrate từ bột gạo kết hợp với rỉ đường theo tỷ lệ 70:30 thì sinh
khối tôm nuôi đạt cao nhất (1.435 g/m3).
Dựa trên các kết nghiên cứu thí nghiệm, các thực nghiệm được ứng dụng nuôi tôm
TCT theo quy trình BFT ở quy mô sản xuất đã được triển khai ở Bến Tre và Bạc Liêu. Kết
quả mô hình nuôi ở Bến Tre với mật độ 100 con/m2, sử dụng nguồn carbohydrate bổ sung từ
bột gạo và rỉ đường, tỷ lệ C:N=15:1 cho lợi nhuận 583 triệu đồng/ha/vụ và tỷ suất lợi nhuận
(0,94) cao hơn so với mô hình nuôi TT (lợi nhuận 198 triệu đồng/ha và tỷ suất lợi nhuận
0,45). Tương tự, khi ứng dụng BFT nuôi tôm TCT ở Công ty Việc Úc Bạc Liêu với mật độ
với mật độ 150 con/m2 với năng suất khá cao 22,6 tấn/ha/vụ và lợi nhuận 824 triệu
đồng/ha/vụ. Trong khi đó mô hình nuôi TT năng suất chỉ đạt 18,2 tấn/ha/vụ tương đương
với năng suất có cùng mật độ tôm nuôi theo BFT ở Ninh Thuận (18,6 tấn/ha/vụ) và lợi
nhuận chỉ đạt 453 triệu/ha/vụ.
Các kết quả của nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng, góp phần phát triển kỹ thuật

tạo biofloc và ứng dụng quy trình công nghệ biofloc trong ương nuôi tôm thẻ chân trắng nói
riêng và nghề nuôi tôm nói chung. Đây có thể là hướng đi mới cho nghề nuôi tôm ở ĐBSCL
trong thời gian tới.
Từ khóa: Nguồn carbohydrate, tỷ lệ C:N, bột gạo, rỉ đường, hạt biofloc

iv


ABSTRACT
The study on "Development of Biofloc technology and potential application for whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei) farming" was carried out at College of Aquaculture and
Fisheries, Can Tho University and College of Applied Biology, Tay Do University,
Vietnam, Ninh Thuan, Bac Lieu and Ben Tre provinces. Period of studying from 2012 to
2015. The aims of study is to analysis and evaluate potential application biofloc technology
in both of white leg shrimp culture and costal shrimp culture in the Mekong delta.
The study surveyed on households, who are culturing white leg shrimp in Ninh Thuan
province, and compared on traditional culture households - (30 households) with applied
biofloc technological households - BFT (37 households). Results showed that BFT was
applied in this area since 2011, density stocking and air pumping system of BFT households
and traditional culture households was 150 ind./m2; 48 horse power/ha and 82.6 ind/m2; 14.5
horse power/ha), respectively. In BFT households, 100% household used carbohydrate is
molasses and 50% households supplemented rice flour, the supplementation of rice flour to
help the farmers save the costs (profit increased 4.2%) compare with adding molasses only.
Productivity of household applied BFT attained 15.2 tones/ha/crop, whereas household
applied traditional type was 9.10 tones/ha/crop. Total cost of BFT households was higher
1.5 times than traditional culture households; the net profits of BFT households and
traditional culture households was 862 million VNDs/ha/crop and 288 million
VNDs/ha/crop, respectively. Ratios of profit households and rate profit in BFT households
and traditional culture households were 80%, 0.76 and 60%, 0.32, respectively.
Studying to identify the factors have effective to create biofloc: (Experiment 1)
salinity is (0‰, 10‰, 20‰, 30‰) combined with feeding has protein was (38%, 42%, 46%)

and (experiment 2) with carbohydrate from molasses, glycerol, rice flour and cassava flour)
and ratio lệ C:N was (10:1, 20:1 and 30:1). Results found that at the salinity 10-20‰,
protein in feeding was 42% and carbohydrate supplemented from rice flour with ratio C:N
from 10-20 is good for shrimp culture. So, ratio of C:N should be studied detail in
experiment 3 and experiment 4, the salinity should be studied in experiment 5.
Study on nursing postlarvae in 4 weeks (experiment 3) with various ratios of C:N and
carbohydrate source from rice flour (5:1; 10:1; 15:1 and 20:1), method to supplement based
on total ammonia (TAN) in water; experiment 4: the experiment with various ratios of C:N,
the carbohydrate source is from rice flour (with the treatments control, rice flour 10, rice
flour 15 and rice flour 20) and supplement method based on itrogen of protein in feeding.
Result showed that supplement based on TAN or protein in feeding have ratio of C: N=15:1
is the best. It found that from two experiments, it needed to be compared the supplementing
method to confirm result; it was carried out the experiment 6.
Studied and applied to rear white leg shrimp in BFT: (experiment 5) about affecting
of density stocking (100, 300 and 500 ind./m3) combined with salinity (5‰, 10‰, 15‰ and
20‰); (experiment 6) to identify the time to decompose rice flour (12; 24 and 48 hours)
combined with various suplemented methods (based on protein in feeding and based on
TAN in the water environment); (experiment 7) to evaluate abilities to save food;
(experiment 8) to evalutate effective of creating the current in the tank and (experiment 9)
to identify effective suplementing ratio of rice flour and molasses to growth, survival rate
and biomass of shrimp. Result showed shrimp has the best growth rate in desnsity stocking
100-300 ind./m3 and salinity was 15‰ (survival rate 71 – 100%). Suplementing method of
rice flour based on feeding and decomposing time was 48 hourse (97,3%) and shrimp

v


attained highest biomass (1,018g/m3), this results has sighnificant difference with other
treatments (p<0.05). Feeding can be saved 20%, when rice flour was used as carbonhydrate
source in white leg shrimp; but growth rate, survival rate and biomass were not significant

differences compare with suplementing 100% feeding. Furthermore, creating the current in
the tank in BFT helped fast growth rate of shrimp (11.9 g/ind), surval rate attained 67,3%
and biomass (1.263 g/m3), it was higher the treatment without creating the current or
creating the current has removed sediment in the bottom of the tank. Besides, using
carbohydrate source from rice flour combined with molasses based on the ratio 70:30
shrimp attained highest biomass (1.435g/m3).
Based on results of the experiments in the laboratory, application of BFT used applied
in the practice in large scale in Ben Tre and Bac Lieu provinces. Result showed that when
density stocking was 100 ind /m2in Ben Tre, carbohydrate source from rice flour and
molasses with ratio C:N=15:1, the profit attained 583 millions VNDs/ha/crop and profit
ratio was 0,94, it was higher than tradtional culture type (profit was 198 million VNDs /ha
and profit rate was 0.45). Similarly, BFT was carried out in Viet- Uc company in Bac Lieu
province with density stocking 150 ind./m2 and yield was 22.6 tonnes/ha/crop and the profit
was 824 milions VNDs /ha/crop. Whereas yield of tradtional culture type was 18.2
tonnes/ha/crop it equals yield of shrimp applied BFT in Ninh Thuan province (18.6
tones/ha/crop) and profit was 453 millions VNDs/ha/crop.
Results of this study has significant to contribute for development BFT in white leg
shrimp culture and coastal shrimp culture. This is the new procedure for coastal srhimp
culture in the Mekong Delta in the future.
Key words: Carbohydrate source, ratio of C:N, rice flour, molasses, biofloc

vi


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành hạt biofloc ............................................. 8
Bảng 2.2: Giá trị dinh dưỡng hạt biofloc với nguồn carbohydrate bổ sung khác nhau ......... 11
Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng của hạt biofloc................................................................ 18
Bảng 2.4: Thành phần acid béo của biofloc với các nguồn carbohydrate khác nhau............ 19
Bảng 2.5: Ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc trên một số đối tượng tôm cá.................... 25

Bảng 2.6: Tỷ lệ các thành phần nguyên tố trong vi khuẩn và protein ................................... 35
Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng loại thức ăn sử dụng ....................................................... 47
Bảng 3.2: Hàm lượng carbohydrate của các nguồn nguyên liệu ........................................... 47
Bảng 3.3 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung theo hàm lượng Protein với C:N=10:1..... 48
Bảng 3.4 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung để đạt C:N khác nhau đối ........................ 48
Bảng 3.5 Cách tính lượng carbohydrate bổ sung với nguồn và tỷ lệ C:N ............................ 48
Bảng 3.6 Phương pháp cố định và thời gian lưu trữ mẫu ..................................................... 65
Bảng 3.7: Phương pháp phân và chu kỳ thu mẫu .................................................................. 65
Bảng 4.1: Trình độ học vấn của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT .............................. 68
Bảng 4.2: Các thông số ao nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ........................................... 69
Bảng 4.3: Thời gian cải tạo ao nuôi của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ................. 70
Bảng 4.4: Con giống và mật độ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ................................... 70
Bảng 4.5: Thời gian nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT ..................................................... 72
Bảng 4.6: Nhóm gây màu chuẩn bị nước ao nuôi thẻ chân trắng ở Ninh Thuận................... 74
Bảng 4.7: Nhóm dinh dưỡng bổ sung vào thức ăn nuôi thẻ chân trắng ................................ 75
Bảng 4.8: Chi phí sản xuất trong nuôi thẻ chân trắng theo mô hình TT và BFT .................. 78
Bảng 4.9: Hạch toán hiệu quả sản xuất mô hình nuôi thẻ chân trắng TT và BFT................. 79
Bảng 4.10: Nhiệt độ và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức ..................... 80
Bảng 4.11: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ......................................................... 81
Bảng 4.12: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 82
Bảng 4.13: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 83
Bảng 4.14: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức............................................. 84
Bảng 4.15: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức ......................................... 85
Bảng 4.16: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức.......................................... 86
Bảng 4.17: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức .................................... 87
Bảng 4.18: Mật độ vi khuẩn Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức ................................. 89
Bảng 4.19: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein .................. 90
Bảng 4.20: Chiều rộng trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức.................................... 91
Bảng 4.21: Biến động chiều dài hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein .................... 91
Bảng 4.22: Lượng biofloc (FVI) trung bình giữa các nghiệm thức....................................... 92

Bảng 4.23: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức................................. 93
Bảng 4.24: Lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức.................................... 93
Bảng 4.25: Nhiệt độ (oC) và pH trung bình buổi sáng chiều giữa các nghiệm thức.............. 94
Bảng 4.26: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức .......................................................... 95
Bảng 4.27: Hàm lượng TSS trung bình giữa các nghiệm thức.............................................. 96
Bảng 4.28: Hàm lượng VSS trung bình giữa các nghiệm thức ............................................. 97
Bảng 4.29: Hàm lượng TAN trung bình giữa các nghiệm thức............................................. 98
Bảng 4.30: Hàm lượng Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức .......................................... 99
Bảng 4.31: Hàm lượng Nitrate trung bình giữa các nghiệm thức........................................ 100
Bảng 4.32: Mật độ tổng vi khuẩn trung bình giữa các nghiệm thức ................................... 102
Bảng 4.33: Mật độ Vibrio trung bình giữa các nghiệm thức .............................................. 102
Bảng 4.34: Tỷ lệ Vibrio trong mật độ tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ...................... 103
Bảng 4.35: Lượng biofloc trung bình giữa các nghiệm thức .............................................. 105

vii


Bảng 4.36: Lượng biofloc trung bình cuối thí nghiệm giữa các nghiệm thức .................... 106
Bảng 4.37: Protein trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức............................... 106
Bảng 4.38: Hàm lượng lipid trung bình trong hạt biofloc giữa các nghiệm thức ............... 107
Bảng 4.39: Chiều dài trung bình hạt biofloc giữa các nghiệm thức ................................... 107
Bảng 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N .......... 107
Bảng 4.41: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .................................. 108
Bảng 4.42: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N ........ 108
Bảng 4.43: Biến động hàm lượng đạm vô cơ và vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N .................... 109
Bảng 4.44: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N khác nhau............. 110
Bảng 4.45 Sự ảnh hưởng của tỉ lệ carbohydrate đến tăng trưởng và tỉ lệ sống tôm ........... 110
Bảng 4.46: Biến động nhiệt độ và pH giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .................................. 111
Bảng 4.47: Biến động độ kiềm, độ đục và hàm lượng TSS, VSS giữa các tỷ lệ C:N ........ 112
Bảng 4.48: Biến động TAN, NO2-, mật độ Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các tỷ lệ C:N .... 112

Bảng 4.49: Biến động FVI, chiều rộng và chiều dài hạt biofloc giữa các tỷ lệ C:N .......... 113
Bảng 4.50: Tăng trưởng, tỷ lệ sống và sinh khối tôm giữa các tỷ lệ C:N khác nhau .......... 114
Bảng 4.51: Biến động nhiệt độ và pH với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau ............. 115
Bảng 4.52: Biến động độ kiềm với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........................ 116
Bảng 4.53: Biến động hàm lượng TSS với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau............ 117
Bảng 4.54: Biến động hàm lượng TAN với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau .......... 117
Bảng 4.55: Biến động hàm lượng NO2- với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........... 118
Bảng 4.56: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với mật độ tôm nuôi và độ mặn ................... 119
Bảng 4.57: Biến động vi khuẩn Vibrio với mật độ tôm nuôi và độ mặn ............................ 119
Bảng 4.58: Chiều dài hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau..................... 120
Bảng 4.59: Chiều rộng hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau .................. 120
Bảng 4.60: Thể tích hạt biofloc với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau....................... 120
Bảng 4.61: Biến động mật độ động vật phiêu sinh (cá thể/L) giữa các nghiệm thức......... 121
Bảng 4.62: Khối lượng tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau..................... 122
Bảng 4.63: Tỷ lệ sống tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau ...................... 122
Bảng 4.64: Sinh khối tôm nuôi với mật độ tôm nuôi và độ mặn khác nhau........................ 122
Bảng 4.65: Nhiệt độ trung bình buổi sáng và buổi chiều giữa các nghiệm thức ................ 123
Bảng 4.66: Độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ....................................................... 124
Bảng 4.67: Biến động hàm lượng TAN và NO2- giữa các nghiệm thức ............................. 124
Bảng 4.68: Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình giữa các nghiệm thức ........................ 127
Bảng 4.69: Mật độ vi khuẩn Vibrio và tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ..................... 128
Bảng 4.70: Nhiệt độ và pH trung bình sáng chiều giữa các nghiệm thức ........................... 131
Bảng 4.71: Độ kiềm và Độ đục trung bình giữa các nghiệm thức....................................... 132
Bảng 4.72: Tổng vật chất lơ lửng (TSS) và vật chất dễ bay hơi (VSS)............................... 132
Bảng 4.73: Tổng ammonia và Nitrite trung bình giữa các nghiệm thức ............................. 133
Bảng 4.74: Số lượng trung bình thực vật và động vật phiêu sinh giữa các nghiệm thức .... 134
Bảng 4.75: Mật độ của Vi khuẩn Vibrio và Tổng vi khuẩn giữa các nghiệm thức ............ 136
Bảng 4.76: Chiều rộng (R), chiều dài (D) và thể tích hạt biofloc giữa các nghiệm thức .... 136
Bảng 4.77: Chiều dài và khối lượng trung bình tôm nuôi giữa các nghiệm thức................ 137
Bảng 4.78: Tỷ lệ sống (%) và sinh khối tôm nuôi giữa các nghiệm thức............................ 137

Bảng 4.79: Nhiệt độ trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức ................................. 138
Bảng 4.80: Độ đục và độ kiềm trung bình giữa các nghiệm thức ....................................... 138
Bảng 4.81: Hàm lượng TAN và NO2- trung bình giữa các nghiệm thức............................. 139
Bảng 4.82: Hàm lượng TSS , VSS và FVI trung bình giữa các nghiệm thức...................... 140
Bảng 4.83: Chiều dài (D) và chiều rộng (R) hạt biofloc giữa các nghiệm thức .................. 140
Bảng 4.84: Mật số phiêu sinh động thực vật giữa các nghiệm thức .................................... 141
Bảng 4.85: Mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio giữa các nghiệm thức ...................... 142

viii


Bảng 4.86: Chiều dài và khối lượng trung bình giữa các nghiệm thức ............................... 142
Bảng 4.87: Tỷ lệ sống và sinh khối tôm trung bình trong các nghiệm thức........................ 143
Bảng 4.88: Nhiệt độ và pH trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm................. 143
Bảng 4.89: Độ kiềm, TSS và VSS trung bình giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm ...... 144
Bảng 4.90: Hàm lượng đạm vô cơ hòa tan giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm .......... 145
Bảng 4.91: Hàm lượng Oxy, H2S và PO43- giữa các nghiệm thức trong thí nghiệm .......... 146
Bảng 4.92: Biến động số lượng phiêu sinh thực vật và động vật trong thí nghiệm............. 147
Bảng 4.93: Mật độ tổng vi khuẩn, vi khuẩn Vibrio trong nước và trong biofloc ................ 148
Bảng 4.94: Mật độ vi khuẩn lactic trung bình trong nước và trong biofloc ........................ 148
Bảng 4.95: Biến động lượng và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức......................... 149
Bảng 4.96: Chiều dài, khối lượng, tỷ lệ sống và sinh khối giữa các nghiệm thức .............. 149
Bảng 4.97: Nhiệt độ và pH trung bình sáng và chiều giữa các nghiệm thức....................... 150
Bảng 4.98: Trung bình các yếu tố thủy lý hóa giữa các nghiệm thức ................................. 151
Bảng 4.99: Trung bình các yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức. 152
Bảng 4.100: Các thông số kỹ thuật giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát ... 153
Bảng 4.101: Các thông số chi phí giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát ..... 154
Bảng 4.102: Các thông số tài chính giữa ao nuôi thực nghiệm và ao nuôi được khảo sát .. 154
Bảng 4.103: Trung bình các yếu tố thủy lý sáng và chiều giữa các nghiệm thức ............... 155
Bảng 4.104: Yếu tố thủy hóa giữa các nghiệm thức............................................................ 156

Bảng 4.105: Yếu tố thủy sinh và kích cỡ hạt biofloc giữa các nghiệm thức ....................... 157
Bảng 4.106: Các thông số kỹ thuật giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng.......... 158
Bảng 4.107: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng ......... 158
Bảng 4.108: Các thông số tài chính giữa nghiệm thức biofloc và ao nuôi đối chứng ......... 159

ix


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1: Ảnh hưởng lưu tốc và cường độ khuấy đảo đến sự hình thành hạt biofloc .......... 10
Hình 2.2: Công suất khuấy đảo nước trong hệ thống biofloc ................................................ 10
Hình 2.3: Cấu trúc hóa học của PHB (trái) và PHB tích lũy trong tế bào vi khuẩn (phải).... 12
Hình 2.4: Thành cơ bản trong hạt biofloc.............................................................................. 15
Hình 2.5: Sản lượng tôm nuôi thế giới giai đoạn 1992-2012 (FAO, 2013)........................... 42
Hình 2.6: Sản lượng tôm thẻ nuôi ở châu Á giai đoạn 2008-2012 (FAO, 2013) .................. 43
Hình 2.7: Thống kê sản lượng tôm sú và tôm thẻ của Việt Nam từ 2009-2015 .................... 44
Hình 3.10: Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc. 59
Hình 3.11: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT ................... 60
Hình 3.12: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Thạnh Phú - Bến Tre ...... 61
Hình 3.13: Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở tỉnh Bạc Liêu .................. 63
Hình 3.14: Một số hình ảnh và trang thiết bị phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm........... 64
Hình 3.15: Một số hình ảnh hạt biofloc và động thực vật phổ biến trong phân tích mẫu ..... 64
Hình 3.2: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình truyền thống tại Ninh Hải .............. 50
Hình 3.3: Khảo sát thực tế nuôi tôm thẻ theo quy trình biofloc tại Ninh Phước .................. 50
Hình 3.4: Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn lên sự hình thành biofloc ........ 52
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N lên sự hình thành biofloc ........ 53
Hình 3.6: Ương vèo tôm post với tỷ lệ C:N dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước .... 54
Hình 3.7: Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT .. 56
Hình 3.8: Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung carbohydrate ............... 57
Hình 3.9: Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc 58

Hình 4.1: Số năm kinh nghiệm của hộ nuôi tôm thẻ chân trắng TT và BFT......................... 67
Hình 4.2: Mối tương quan giữa mật độ và năng suất tôm thẻ chân trắng TT và BFT........... 73
Hình 4.3:Biến động độ kiềm với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau .......................... 81
Hình 4.4: Biến động TSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau ............................... 82
Hình 4.5: Biến động VSS với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau............................... 83
Hình 4.6: Biến động TAN với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau.............................. 84
Hình 4.7: Biến động Nitrite với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau............................ 85
Hình 4.8: Biến động Nitrate với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau........................... 86
Hình 4.9: Biến động số lượng và tần suất giống động thực vật theo thời gian thí nghiệm ... 87
Hình 4.10: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein ................... 88
Hình 4.11: Biến động mật độ vi khuẩn Vibrio với độ mặn và hàm lượng protein ................ 88
Hình 4.12: Tỷ lệ Vibrio trong tổng vi khuẩn với độ mặn và hàm lượng protein................... 89
Hình 4.13: Biến động chiều rộng hạt biofloc với độ mặn và hàm lượng protein ................. 90
Hình 4.15: Biến động lượng biofloc với độ mặn và hàm lượng protein khác nhau .............. 92
Hình 4.16: Biến động độ đục với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau.............. 95
Hình 4.18: Biến động TSS với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ........................ 97
Hình 4.22: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc ....................... 101
Hình 4.24: Biến động mật độ tổng vi khuẩn với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N ........... 102
Hình 4.25: Chiều rộng hạt biofloc với nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau .......... 103
Hình 4.26: Chiều dài hạt biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ...... 104
Hình 4.27: Hàm lượng Biofloc với các nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau ......... 105
Hình 4.28: Biến động hàm lượng TAN (trái) và NO2- (phải) với các tỷ lệ C:N ................. 109
Hình 4.29: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N ............ 109
Hình 4.30: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ C:N khác nhau ............... 111
Hình 4.31: Biến động hàm lượng TAN và NO2- với các tỷ lệ C:N khác nhau .................... 112
Hình 4.32: Biến động mật độ tổng vi khuẩn và vi khuẩn Vibrio với các tỷ lệ C:N ............ 113
Hình 4.33: Biến động chiều dài và khối lượng tôm với các tỷ lệ Bột gạo khác nhau ......... 114

x

Hình 4.34: Sự biến động TSS giữa các nghiệm thức........................................................... 116
Hình 4.35: Sự biến động TAN giữa các nghiệm thức ......................................................... 117
Hình 4.36: Sự biến động NO2- giữa các nghiệm thức.......................................................... 118
Hình 4.37: Thành phần và tần suất động thực vật bắt gặp trong hạt biofloc ....................... 121
Hình 4.38: Biến động hàm lượng TAN giữa các nghiệm thức............................................ 125
Hình 4.39: Biến động hàm lượng Nitrite (NO2-) giữa các nghiệm thức .............................. 125
Hình 4.40: Biến động chiều rộng hạt biofloc giữa các nghiệm thức ................................... 126
Hình 4.41: Biến động chiều dài hạt biofloc giữa các nghiệm thức...................................... 126
Hình 4.42: Biến động hàm lượng biofloc (FVI) giữa các nghiệm thức............................... 127
Hình 4.45: Khối lượng tôm theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân bột gạo ..... 129
Hình 4.46: Tỷ lệ sống tôm nuôi theo phương thức bổ sung và thời gian thủy phân ........... 130
Hình 4.47: Sinh khối tôm nuôi theo phương thức bổ và thời gian thủy phân bột gạo......... 130
Hình 4.48: Biến động mật độ tảo Khuê giữa các nghiệm thức............................................ 134
Hình 4.49: Biến động mật độ Rotifer giữa các nghiệm thức ............................................... 135

xi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
FAO:

Food and Agriculture Organization (Tổ chức Lương thực và Nông
nghiệp Liên Hợp Quốc

GAA:

Global Aquaculture Alliance (Liên minh Nuôi trồng Thủy sản toàn cầu)

ĐBSCL: Đồng bằng sông Cửu Long

TCT:

Tôm thẻ chân trắng

TT:

Truyền thồng

BFT:

Bio Floc Technology (công nghệ biofloc)

FVI:

Floc Volume Index (thể tích biofloc)

NA:

Nutrient Agar (cấy tổng vi khuẩn)

TCBS:

Thiosulphate Citrate Bile Sucrose Agar (cấy vi khuẩn Vibrio)

NTU:

Nephelometric Turbidity Unit (Đơn vị đo độ đục)

CFU:

Colony Forming Unit (đơn vị hình thành khuẩn lạc)

NT:

Nghiệm thức

BG:

Bột Gạo

RĐ:

Rỉ Đường

GLY:

Glycerol

BM:

Bột mì (bột khoai mì)

ĐC:

Đối chứng

DO:

Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan)

COD:

Chemical Oxygen Demand (nhu cầu Oxy hóa học)

TAN:

Total Ammonia Nitrogen (tổng amôn)

TSS:

Total Suspended Solids(tổng vật chất lơ lửng)

VSS:

Volatile Suspended Solids (vật chất lơ lửng dễ bay hơi)

FCR:

Feed Convertion Ratio (hệ số thức ăn)

xii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM TẠ ..............................................................................................................ii
TÓM TẮT ...................................................................................................................iii
ABSTRACT ................................................................................................................. v
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................... vii
DANH SÁCH HÌNH ................................................................................................... x

DANH TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................................xii

Chương 1: GIỚI THIỆU ................................................................................. 1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6

Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1
Mục tiêu tổng quát............................................................................................. 3
Mục tiêu cụ thể................................................................................................... 3
Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 3
Ý nghĩa nghiên cứu ............................................................................................ 4
Điểm mới của luận án.........................................................................................4

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................... ....5
2.1 Khái niệm biofloc ............................................................................................... 5
2.2 Cơ sở hình thành hạt biofloc............................................................................. 5
2.2.1 Cơ sở hình thành hạt biofloc trong tự nhiên ..................................................... 5
2.2.2 Cơ sở hình thành biofloc trong ao nuôi theo quy trình biofloc......................... 6
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành biofloc ........................................ 8
2.3.1 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến hình thành hạt biofloc .................... 9
2.3.2 Cường độ luân chuyển nước trong hệ thống biofloc ..................................... 10
2.3.3 Nguồn carbohydrate bổ sung vào hệ thống biofloc ........................................ 11
2.3.4 Lượng chất hữu cơ đưa vào hệ thống.............................................................. 12
2.4 Điều kiện hình thành hạt biofloc .................................................................... 14
2.5 Thành phần và lợi ích của hạt biofloc............................................................ 14
2.5.1 Thành phần vi sinh vật trong hạt biofloc ........................................................ 14

2.5.2 Thành phần dinh dưỡng hạt biofloc ................................................................ 16
2.6 Nuôi tôm theo quy trình truyền thống........................................................... 19
2.6.1 Các yếu tố thủy lý hóa ao nuôi theo quy trình truyền thống........................... 19
2.6.2 Một số hạn chế trong nuôi tôm theo quy trình truyền thống .......................... 22
2.7 Những lợi ích và khả năng ứng dụng quy trình biofloc ............................... 24
2.7.1 Những lợi ích nuôi theo quy trình biofloc ...................................................... 24
2.7.2 Khả năng ứng dụng nuôi theo quy trình biofloc ........................................... 25
2.7.3 Cải thiện môi trường ao nuôi .......................................................................... 26
2.7.4 Tăng hiệu quả kinh tế và tăng năng suất......................................................... 26
2.7.5 Tạo ra sản phẩm sạch và kiểm soát dịch bệnh ................................................ 27

xiii


2.8.

Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ và lượng carbohydrate hữu cơ bổ
sung theo quy trình biofloc........................................................................... 28
2.8.1. Phương pháp ước lượng nitrogen vô cơ trong ao nuôi ................................... 28
2.8.2. Phương pháp ước lượng và nguồn carbohydrate hữu cơ bổ sung .................. 30
2.9. Hệ vi khuẩn trong môi trường nước .......................................................... 35
2.10. Sơ lược về tôm thẻ chân trắng ..................................................................... 38

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................... 46
3.1.
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4.
3.2.

3.3.
3.3.1.

Phương pháp nghiên cứu tổng quát ............................................................ 46
Thời gian và địa điểm nghiên cứu................................................................... 46
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................... 46
Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 46
Phương pháp bố trí thí nghiệm tổng quát........................................................ 47
Sơ đồ nghiên cứu ........................................................................................... 49
Phương pháp nghiên cứu chi tiết các nội dung .......................................... 49
Khảo sát hiện trạng kỹ thuật và tài chính mô hình nuôi tôm thẻ chân
trắng ở Ninh Thuận ...................................................................................... 49
3.3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc................... 51
3.3.2.1. Ảnh hưởng của độ mặn và protein trong thức ăn khác nhau lên sự hình
thành biofloc (TN1).................................................................................... 51
3.3.2.2. Ảnh hưởng của nguồn carbohydrate và tỷ lệ C:N khác nhau lên sự hình
thành biofloc (TN2).................................................................................... 52
3.3.3. Thí nghiệm ương vèo tôm post thành giống cỡ lớn theo công nghệ biofloc
với các phương thức bổ sung bột gạo khác nhau ....................................... 53
3.3.3.1. Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N
được tính dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước (TN3) .................... 53
3.3.3.2. Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm post bằng công nghệ biofloc với tỷ lệ C:N
được tính dựa theo hàm lượng protein thức ăn (TN4) ............................... 54
3.3.4. Thí nghiệm nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc với các hình thức khác
nhau ................................................................................................................ 55
3.3.4.1. Ảnh hưởng mật độ nuôi và độ mặn lên tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm
TCT (TN5) ................................................................................................. 55
3.3.4.2. Ảnh hưởng thời gian thủy phân và phương thức bổ sung bột gạo lên tăng
trưởng và tỷ lệ sống của tôm TCT (TN6) .................................................. 56
3.3.4.3. Đánh giá khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm TCT theo qui trình

biofloc (TN7).............................................................................................. 57
3.3.4.4. Ảnh hưởng việc luân chuyển nước trong nuôi tôm TCT theo quy trình
biofloc (TN8).............................................................................................. 58

xiv


3.3.4.5.

Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và rỉ đường trong nuôi tôm TCT theo qui
trình biofloc (TN9) ..................................................................................... 59
3.3.5. Triển khai ứng dụng nuôi tôm TCT theo công nghệ biofloc ở qui mô sản
xuất (thực nghiệm) ........................................................................................ 61
3.3.5.1. Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo quy trình biofloc ở Bến Tre................... 61
3.3.5.2. Thực nghiệm nuôi tôm TCT theo qui trình biofloc trong nhà ở Bạc Liêu.. 63
3.4. Phương pháp thu và phân tích mẫu ............................................................ 64
3.4.1. Phương pháp thu và trữ mẫu ........................................................................... 65
3.4.2. Phương pháp phân tích mẫu........................................................................... 65
3.5.
Phương pháp thu thập và xử lý số liệu....................................................... 66

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................... 68
4.1 KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ KHÍA CẠNH KỸ THUẬT VÀ HIỆU QUẢ SẢN
XUẤT GIỮA NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO TRUYỀN
THỐNG (TT) VÀ BIOFLOC (BFT) TẠI NINH THUẬN........................... 68
4.1.1 So sánh các yếu tố kỹ thuật giữa mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô
hình TT và mô hình BFT ................................................................................ 68
4.1.2 So sánh hiệu quả sản xuất trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo mô hình TT và
mô hình BFT ................................................................................................... 78
4.2 PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HÌNH THÀNH

BIOFLOC ......................................................................................................... 80
4.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của độ mặn và hàm lượng protein đến sự hình
thành biofloc trong điều kiện không có tôm ................................................... 80
4.2.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nguồn gốc và tỷ lệ C:N đến sự hình thành
biofloc trong điều kiện không có tôm ............................................................. 94
4.3. MỘT SỐ THÍ NGHIỆM ƯƠNG VÈO TÔM THẺ CHÂN TRẮNG
THEO QUY TRÌNH BIOFLOC Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
....................................................................................................................... 108
4.3.1. Thí nghiệm 3: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính
dựa theo tổng ammonia (TAN) trong nước .................................................. 108
4.3.2. Thí nghiệm 4: Ương vèo tôm Post bằng công nghệ biofloc và C:N được tính
dựa theo hàm lượng protein thức ăn ............................................................ 111
4.4. MỘT SỐ THÍ NGHIỆM NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG THEO QUY
TRÌNH BIOFLOC Ở QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM ....................... 115
4.4.1. Thí nghiệm 5: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với mật độ và
độ mặn khác nhau ......................................................................................... 115
4.4.2. Thí nghiệm 6: Nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc với thời gian và
phương thức bổ sung bột gạo khác nhau ...................................................... 123

xv


4.4.3. Thí nghiệm 7: Khả năng tiết kiệm thức ăn trong nuôi tôm thẻ chân trắng theo
quy trình biofloc............................................................................................ 131
4.4.4. Thí nghiệm 8: Phương thức luân chuyển nước trong nuôi tôm thẻ chân trắng
theo quy trình biofloc .................................................................................... 137
4.4.5. Thí nghiệm 9: Ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung bột gạo và Rỉ đường trong nuôi tôm
thẻ chân trắng theo quy trình biofloc ............................................................ 143
4.5. ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN
TRẮNG Ở QUI MÔ SẢN XUẤT .............................................................. 149

4.5.1. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh tại
Thạnh Phú – Bến Tre ................................................................................... 149
4.5.2. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm thẻ trong nhà lưới tại công ty Việt
Úc – Bạc Liêu ............................................................................................... 155
4.6. THẢO LUẬN CHUNG VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG QUY TRÌNH
BIOFLOC TRONG NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG......................... 159

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................ 163
5.1. Kết luận........................................................................................................... 163
5.2. Đề xuất ............................................................................................................ 164
DANH MỤC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................... 165
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 166
PHỤ LỤC A ............................................................................................................ 182
PHỤ LỤC B ............................................................................................................ 190
PHỤ LỤC C ............................................................................................................ 195

xvi


Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1.

Đặt vấn đề

Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) là loài được nuôi phổ biến trên thế
giới, với sản lượng tôm thẻ chân trắng năm 2014 đạt hơn 3 triệu tấn chiếm 82,7%
tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ. Tổng sản lượng tôm nuôi nước lợ trong giai đoạn
từ năm 2006-2010, sản lượng tăng hằng năm khoảng 5%, nâng sản lượng tôm năm
2010 lên gần 4 triệu tấn và sản lượng giữ ổn định trong năm 2011, nhưng lại giảm
mạnh (9,7%) vào năm 2012 còn xấp xỉ 3,5 triệu tấn giảm sau đó sản lượng tăng lên

khoảng 3,68 triệu tấn năm 2014, nhưng tăng chủ yếu là do tăng diện tích và năng suất
nuôi không ổn định (Aquaculture Asia Pacific, 2015). Sản lượng tôm nuôi sụt giảm
năm 2012 chủ yếu là do bùng phát hội chứng tôm chết sớm (AHPND) tại một số
nước châu Á như Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam và Malaysia (FAO, 2013).
Để hạn chế dịch bệnh lây nhiễm mô hình nuôi tôm ít hay không thay nước trở
nên phổ biến, ngoài việc làm giảm xả chất thải ra môi trường ngoài còn giúp tăng
cường an toàn sinh học cho tôm nuôi (Grillo et al. 2000; McIntosh et al. 2001). Một
vài nghiên cứu thử nghiệm của hệ thống nuôi tôm thẻ chân trắng không thay nước
thành công có thể kể đến như của Decamp et al. (2002) và Burford et al. (2003). Tuy
nhiên, việc nuôi tôm không thay nước cho thấy quản lý tốt dịch bệnh nhưng lại tích
lũy nhiều vật chất hữu cơ, vi sinh vật và nhất là các dạng nitrogen vô cơ có thể gây
độc (Ammonia và Nitrite).
Trong ao nuôi tôm thực vật phiêu sinh có thể hấp thu, đồng hóa tổng amomnia
(TAN) và nitrate (Burford et al. 2004), tảo phân bố chủ yếu ở tầng nước mặt trong
khi sự tích lũy nitrogen vô cơ gây độc ở tầng đáy lại cao, nên đây có thể xem là sự bất
lợi khi ứng dụng tảo làm tác nhân đồng hóa (Van Rijn, 1996). Bên cạnh đó quá trình
nitrate hóa là một cơ chế góp phần để loại bỏ ammonia từ cột nước. Nhưng quá trình
nitrate hóa diễn ra chậm đồng thời thường bị sự ức chế bởi ánh sáng và pH
(Hargreaves, 1998) do đó ammonia và nitrite có thể tích lũy trong ao nuôi tôm ở nồng
độ cao nên chính chúng lại làm giảm mật độ của quần thể vi khuẩn nitrate hóa dẫn
đến sự suy giảm chất lượng nước môi trường ao nuôi (Alcaraz et al. 1999).
Thành phần vi sinh vật trong nước rất đa dạng, trong đó vi khuẩn dị dưỡng
chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số vi khuẩn, chúng có thể loại bỏ nitrogen vô cơ trong ao,
nên phần lớn NH4+ và NO3- được hấp thu và chuyển hóa bởi các vi khuẩn dị dưỡng và
phần còn lại được chuyển thành nitrite hay nitrate nhờ nhóm vi khuẩn Nitrosomonas
hay vi khuẩn Nitrobacter (Montoya et al. 2002). Vi khuẩn dị dưỡng trong hệ thống
nuôi trồng thủy sản có thể sử dụng nitrogen từ thức ăn tôm dư thừa, phân thải của
tôm và nitrogen vô cơ hòa tan trong nước (Fuhrman et al. 1988).

1

Trong nuôi trồng thủy sản để kiểm soát nitrogen vô cơ với những ao nuôi không
thay nước nếu bổ sung thêm carbon hữu cơ (carbohydrate) có thể kiểm soát được sự
tích tụ của nitrogen vô cơ (Kochva et al. 2009). Thật vậy, Avnimelech (1999) đã
chứng minh rằng khi bổ sung carbohydrate vào ao nuôi cá rô phi với tỷ lệ C:N dao
động từ 10:1 đến 20:1 thì có thể loại bỏ nitrogen vô cơ hiệu quả. Năm 2000,
McIntosh đã nuôi thành công tôm thẻ chân trắng trong ao với mô hình không thay
nước và thức ăn cho tôm với hàm lượng protein rất thấp chỉ 18% tương đương với tỷ
lệ C:N=20:1.
Năm 1999, Avnimelech đã xây dựng phương pháp bổ sung nguồn carbohydrate
nhằm giúp phát huy vai trò của vi khuẩn dị dưỡng cho quy trình công nghệ biofloc và
bắt đầu một số thử nghiệm trên tôm, cá (Avnimelech et al. 2003). Theo quan sát của
Avnimelech (2006) và Ray et al. (2012) cho thấy trong hệ thống nuôi trồng thủy sản
thâm canh khi có bổ sung thêm carbohydrate cho thấy nhiều lợi ích (i) cải thiện chất
lượng nước, giảm áp lực của nghề nuôi đến môi trường, (ii) do vậy có thể tăng mật độ
nuôi và cho năng suất cao (iii) ít bùng phát dịch bệnh do vi khuẩn có khả năng tạo
chất kháng khuẩn poly-β-hydroxybutyrate (PHB) và kháng sinh (iv) nhờ đó giúp tôm
tiêu hóa tốt và lớn nhanh điều này giúp tiết kiệm thức ăn cũng như giảm chi phí thuốc
hóa chất phòng trị bệnh.
Nhiều tác giả đã và đang đi sâu nghiên cứu theo hướng chuyển đổi từ nhóm sinh
vật tự dưỡng sang sử dụng nhóm sinh vật dị dưỡng để xử lý các chất thải hữu cơ tồn
lưu trong ao nuôi thủy sản, vì chúng thuận lợi hơn và hiệu quả hơn trong việc tái sử
dụng nước (Ray et al. 2012). Nghiên cứu của Avnimelech (1999) cho thấy các hệ
thống xử lý chất thải dạng vật chất lơ lửng thì quần thể vi khuẩn dị dưỡng chiếm ưu
thế. và đồng thời môi trường ao nuôi được cải thiện nên giúp hạn chế thay nước cho
ao nuôi tôm cá thương phẩm (Burford et al. 2003). Trong ao nuôi tôm, khi bổ sung
thêm carbohydrate giúp gia tăng mật số cũng như tối ưu hóa hoạt động sống của vi
khuẩn dị dưỡng. Nhằm phát uy vai trò phân hủy và đồng hóa của vi khuẩn. Kết quả
của việc bổ sung carbohydrate làm hình thành nhiều hạt bông cặn sinh học, quy trình

nuôi này được gọi là quy trình biofloc và những bông cặn sinh học được gọi là hạt
biofloc (Burford et al. 2003).
Tổng kết của Taw (2011) cho thấy rằng, công nghệ biofloc được đề xuất và ứng
dụng vào những năm 2000 bởi Avnimelech, McIntosh (2000); Taw (2005) và quy
trình biofloc đã được ứng dụng ở một số quốc gia trên thế giới chủ yếu theo mô hình
nước chảy trong nhà kính ở Mỹ, Mexico và nuôi trong ao lót bạt ngoài trời ở một số
trang trại tại Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Ấn Độ và Trung Quốc từ năm 20052011. Ứng dụng quy trình biofloc trong nuôi tôm bước đầu khá khả quan, năng suất
tôm nuôi tăng, môi trường ao nuôi được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, quy trình hiện
tại còn nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và ứng dụng cho phù hợp.

2


Việt Nam là quốc gia có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi
tôm nước lợ (Trần Viết Mỹ, 2009). Nhưng năng suất tôm nuôi không ổn định do ô
nhiễm môi trường và tình hình dịch bệnh diễn ra trên diện rộng. Dịch bệnh tôm nuôi
nước lợ bùng phát mạnh thành dịch từ cuối năm 2011 và năm 2012, cả nước có
khoảng 100.776 ha diện tích tôm nước lợ bị thiệt hại do dịch bệnh (trong đó 91.174
ha nuôi tôm sú và 7.068 ha nuôi tôm thẻ), bao gồm hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính
(AHPND), đốm trắng, đầu vàng gây thiệt hại lớn về kinh tế cho người nuôi và ảnh
hưởng đến sản lượng và giá trị xuất khẩu (Bộ NN & PTNT, 2012). Nhằm hạn chế
dịch bệnh thì nhiều quy trình nuôi được đề xuất, trong đó quy trình công nghệ biofloc
có khả năng ứng dụng rất cao, nhưng đây là quy trình công nghệ nuôi mới nên hiểu
biết còn rất hạn chế, các ứng dụng còn tản mạn và tự phát nên việc đi sâu nghiên cứu
ứng dụng và phát triển trong điều kiện ở Việt Nam là cấp bách và cần thiết, do đó đề
tài: “Phát triển quy trình công nghệ Biofloc và khả năng ứng dụng trong nuôi
tôm thẻ Chân trắng (Litopenaeus vannamei)” được thực hiện.
1.2.

Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu ứng dụng quy trình công nghệ Biofloc trong nuôi tôm thẻ chân
trắng nhằm làm cơ sở khoa học giúp nghề nuôi phát triển một cách hiệu quả, bền
vững theo hướng an toàn sinh học.
1.3.

Mục tiêu cụ thể

Bổ sung thêm các dữ liệu về quy trình công nghệ biofloc trong nuôi tôm thẻ
chân trắng nhằm làm cơ sở phân tích đánh giá khả năng ứng dụng trong nuôi tôm thẻ
chân trắng nói riêng và nghề nuôi tôm nói chung.
1.4.

Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát, đánh giá khía cạnh kỹ thuật - tài chính giữa mô hình nuôi tôm thẻ
truyền thống và mô hình nuôi theo quy trình biofloc tại Ninh Thuận.
 Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành biofloc trong điều kiện
không có tôm.
 Một số thí nghiệm ương vèo tôm post thành giống cỡ lớn và nuôi tôm thẻ chân
trắng theo quy trình công nghệ biofloc ở quy mô phòng thí nghiệm.
 Ứng dụng quy trình công nghệ biofloc trong nuôi tôm thẻ chân trắng ở qui mô
sản xuất.

3


1.5.

Ý nghĩa nghiên cứu

 Luận án đã góp phần làm tăng sự hiểu biết về quy trình công nghệ biofloc, các
hiểu biết này nhằm giúp cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng nói riêng và các đối
tượng lợ mặn nói chung vùng ven biển phát triển bền vững.
 Luận án đã góp thêm quy trình nuôi mới - quy trình công nghệ biofloc, có thể
nuôi với mật độ cao, nâng cao năng suất, tăng hiệu quả sản xuất và đồng thời tăng
lợi nhuận cho người nuôi tôm nói chung.
 Luận án đã góp phần mở rộng cơ hội lựa chọn mô hình và quy trình nuôi cho
người dân sống ở vùng ven biển, đồng thời tạo ra sản phẩm sạch và giảm thiểu
ảnh hưởng tiêu cực của nghề nuôi đến môi trường xung quanh.
1.6.

Điểm mới của luận án

- Luận án đã khẳng định rằng việc bổ sung thêm nguồn carbohydrate cho ao nuôi
tôm thẻ chân trắng là cần thiết, đặc biệt nguồn carbohydrate là bột gạo. Việc bổ
sung thêm carbohydrate có khả năng cải thiện môi trường đồng thời có thể tăng
mật nuôi và tăng hiệu quả sản xuất.
- Luận án xác định trong điều kiện có nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc
ở độ mặn 15‰, thức ăn có hàm lượng đạm 40-42% với tỷ lệ là 70% bột gạo và
30% rỉ đường được bổ sung theo thức ăn với tỷ lệ C:N=15:1 trong điều kiện luân
chuyển nước là phù hợp.
- Luận án đã kiểm chứng trong điều kiện thực nghiệm nuôi tôm theo quy trình
biofloc làm gia tăng lượng FVI (2,5 lần), tăng mật độ tổng vi khuẩn (21%), tăng
động vật phiêu sinh (3,2 lần) và tăng mật độ vi khuẩn lactic 22,3%. Đồng thời làm
giảm hàm lượng TAN (38,3%) và giảm mật độ vi khuẩn Vibrio (25,8%), đặc biệt là
giảm tỷ lệ vi khuẩn màu xanh (42,5%) trong tổng số vi khuẩn Vibrio so với nuôi
tôm theo quy trình truyền thống.
- Luận án đã đúc kết được, nuôi tôm thẻ chân trắng theo quy trình biofloc tốc tăng
trưởng của tôm thẻ chân trắng nhanh hợn (12,2%), tăng tỷ lệ sống tôm nuôi

(17,6%), góp phần nâng cao năng suất (33,4%), tăng giá bán (7,93%), giảm giá
thành sản xuất (13,2%) và tiết kiệm chi phí thức ăn (5,05%) nên lợi nhuận mang lại
tăng gấp đôi (2 lần) trong khi chi phí đầu tư tăng thêm khoảng 26,2% so với quy
trình nuôi tôm truyền thống.
- Luận án đã xây dựng quy trình nuôi tôm thẻ chân trắng theo công nghệ biofloc phù
hợp với thực tiển sản xuất ở Đồng Bằng Sông Cửu Long.

4


Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.

Khái niệm biofloc

Trong môi trường ao nuôi, các chất lơ lửng trong ao bao gồm vi khuẩn, tảo,
động vật phiêu sinh, vật chất hữu cơ dư thừa từ thức ăn và phân thải từ tôm nuôi có
khuynh hướng liên kết lại tạo thành những hạt gọi là cụm sinh học hay bông cặn sinh
học, những bông cặn sinh học này là nơi cư trú và nhân mật số của vi sinh vật được
gọi chung là hạt biofloc (Hargreaves, 2006). Hạt biofloc bao gồm rất nhiều loài vi
sinh vật trong nước khác nhau như: vi khuẩn dạng sợi, vi khuẩn, tảo, động vật nguyên
sinh, động vật không xương sống, mảnh vụn hữu cơ và các hạt keo (Avnimelech,
2009). Biofloc là những hạt mịn, xốp, nhẹ và dễ nén, có đường kính từ 0,1 - 2,0 mm;
chúng được xem là hệ sinh thái độc đáo gồm các phần tử giàu dinh dưỡng và có khả
năng tồn tại lơ lửng trong môi trường nước (Avnimelech, 2012).
2.2.

Cơ sở hình thành hạt biofloc

2.2.1. Cơ sở hình thành hạt biofloc trong tự nhiên

Trong môi trường nước tự nhiên, khi vi khuẩn bắt đầu phát triển thì nguyên sinh
động vật (protozoa) cũng bắt đầu sinh trưởng và phát triển, trong suốt giai đoạn này
chất hữu cơ trong nước bị phân hủy và hấp thu với tốc độ cao nhất, sự chuyển hóa
của chất hữu cơ giúp vi sinh vật tạo thành tế bào mới (Min et al. 2010). Tốc độ trao
đổi rất nhanh của vi khuẩn làm cho nhu cầu tiêu thụ oxy rất cao, nếu không đảm bảo
đủ hàm lượng oxy hòa tan, lúc này oxy trở thành yếu tố giới hạn tốc độ trao đổi chất
và sinh trưởng (Nguyễn Lân Dũng, 2005).
Nguyễn Văn Kiệm (2005) cho rằng tỷ lệ thức ăn - vi sinh vật (F:M) tỷ lệ này
giảm rất nhanh vì thức ăn đã bị cạn nhưng mật độ vi khuẩn không ngừng tăng lên (tế
bào cũ và cả tế bào mới). Tới một thời điểm nhất định, thức ăn trở nên thiếu và trở
thành yếu tố giới hạn trong việc sinh trưởng. Pha sinh trưởng bắt đầu chuyển sang
pha sinh trưởng chậm, lúc này vi khuẩn lẫn protozoa đều bắt đầu giảm, một ít tế bào
bắt đầu chết và bắt đầu hình thành hạt biofloc (Malik et al. 2003).
Vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ càng nhanh để tích lũy năng lượng, khi năng
lượng của hệ giảm, mật số vi khuẩn càng cao thì năng lượng hệ thống giảm càng
nhanh và năng lượng bắt đầu bị thiếu, nên lực hấp dẫn giữa hai tế bào lúc này lớn hơn
lực vận động của bản thân, nên ngay tức khắc chúng liên kết lại và dính với nhau khá
chặt nhờ lớp màng nhầy bao quanh cơ thể. Hai tế bào cùng chuyển động, chẳng bao
lâu rồi ba, rồi bốn (Nguyễn Lân Dũng, 2000). Cứ như thế các hạt biofloc có kích
thước nhỏ có xu hướng liên kết lại hình thành hạt biofloc có kích thước lớn hơn
(Schneider et al. 2005).

5


Vi khuẩn không còn đủ năng lượng từ phần thức ăn còn lại trong nước, nên
chúng bắt đầu phân hủy phần thức ăn dự trữ trong tế bào. Lipid và carbohydrate dự
trữ bắt đầu được sử dụng trước và sau đó là protein. Mức năng lượng vừa giảm thì tốc
độ tạo hạt biofloc lại tăng nhanh (Malik et al. 2005). Những nhóm protozoa có giả túc
bơi tự do lúc này trở nên thiếu thức ăn, chúng trở nên kém phát triển nhường chỗ cho

protozoa dạng sống bám phát triển và chúng chiếm ưu thế trong suốt pha hô hấp nội
bào (Michaud et al. 2006). .
Vi khuẩn bắt đầu chết, enzyme nội bào phân hủy làm tan các chất nội bào của
cơ thể của chúng rất nhanh, chất dinh dưỡng khuếch tán ra ngoài những vi khuẩn còn
sống sót sẽ tận dụng làm nguồn thức ăn này để duy trì sự sống của chúng (Ryan &
Russell, 2013). Để giảm bớt sự tiêu hao năng lượng thì chất nhầy của những vi khuẩn
sống sẽ gắn kết với vi khuẩn đã chết bên cạnh để hấp thụ chất dinh dưỡng, nếu không
có nguồn thức ăn mới được cung cấp bổ sung thì hệ vi khuẩn sẽ mất cân bằng và suy
giảm (Lương Đức Phẩm, 2009). .
Nhóm protozoa có giả túc bơi lội tự do cũng suy giảm và loài protozoa có tiêm
mao cũng bắt đầu giảm theo, nhưng luân trùng (rotifer) lại bắt đầu tăng. Rotifer có
thể sử dụng những hạt keo tụ nhỏ. Nếu thời gian dài thì làm cho tất cả mọi loài sinh
vật hầu như đều chết, chỉ còn lại một số rất ít vi khuẩn dạng sống tiềm sinh và phần
trơ bền vững của vỏ tế bào (Malik et al. 2003). Nhưng nếu hệ thống được cung cấp
các chất hữu cơ đã được thủy phân, các chất hữu cơ dạng hòa tan thì tế bào vi khuẩn
sống tiềm sinh tái tạo quần thể và chu kỳ mới bắt đầu hoạt động (Nguyễn Lân Dũng,
2005).
2.2.2. Cơ sở hình thành biofloc trong ao nuôi theo quy trình biofloc
Trong các hệ thống nước thải dân dụng từ lâu đã ứng dụng vi khuẩn để xử lý
chất thải hữu cơ theo phương thức bùn hoạt hóa (Arundel, 1995). Nhiều nghiên cứu
cho thấy các hệ thống xử lý chất thải hiếu khí có nhiều vật chất dạng lơ lửng, nơi mà
các quá trình dị dưỡng chiếm ưu thế, có tiềm năng ứng dụng rất cao cho ao nuôi tôm
thương phẩm (Avnimelech, 1999; Burford et al. 2003). Sự phát triển của tảo và vi
khuẩn dị dưỡng trong ao thường có mối quan hệ với nhau. Trong ao nuôi vi khuẩn và
vi tảo được xem là hệ thống điều hòa sinh học với nền tảng là phân hủy, chuyển hóa
dinh dưỡng hay xử lý chất thải giúp cải thiện chất lượng nước môi trường ao nuôi
(Avnimelech, 1999).
Khi ứng dụng quần thể vi khuẩn để hấp thụ nitrogen vô cơ trong ao nuôi cho
thấy thuận lợi hơn nhiều so với sử dụng tảo bởi quần thể vi khuẩn phát triển nhanh
hơn và không phụ thuộc vào ngày hay đêm do ít chịu tác động của thời tiết, việc

chuyển đổi từ nitrogen vô cơ có thể gây độc trong môi trường thành nitrogen hữu cơ
(protein) trong cơ thể vi khuẩn, chính nhờ quá trình này làm cải thiện môi trường ao

6


nuôi đáng kể (Somacha, 2011). Trong những ao nuôi có phương thức và cường độ
sục khí khác nhau thì tốc độ và số lượng hạt sinh học hình thành khác nhau. Khi sục
khí mạnh thì độ đục, hạt chất lơ lửng trong ao nuôi cao, tạo nên lượng giá thể lơ lửng
lớn tạo điều kiện cho vi khuẩn dị dưỡng phát triển mạnh hơn (Emerenciano et al.
2013). Khi các ao được sục khí mạnh tạo nên sự xáo trộn mạnh trong ao nên số lượng
các hạt sinh học có kích cỡ nhỏ tăng lên nhanh chóng và phổ biến hơn (Avnimelech,
2007).
Quá trình phân hủy diễn ra mạnh khi hàm lượng oxy hòa tan và mật độ vi khuẩn
dị dưỡng ở mức cao. Các vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí có khả năng liên kết lại trên nền
chất hữu cơ tạo nên các chất hữu cơ dạng lơ lửng, các vật chất hữu cơ có điều kiện
tiếp xúc với oxy nhiều hơn, nên quá trình phân hủy và đồng hóa diễn ra mạnh hơn khi
chúng phân bố đều trong tầng nước. Giới hạn sự sống của tôm cá trong ao nuôi thâm
canh thường là oxy, nên khi có sự cố trong quá trình cung cấp oxy thì vật chất dinh
dưỡng tích tụ với một lượng lớn ở đáy ao trong điều kiện thiếu oxy chúng trở nên gây
độc và có thể gây chết tôm (Avnimelech & Ritvo, 2003).
Hiệu suất (E) hấp thụ carbohydrate của vi khuẩn dị dưỡng khoảng 40-60% vật
chất hữu cơ mà chúng trình phân giải để xây dựng và phân chia tế bào mới
(Avnimelech, 1999; Browdy et al. 2012). Để xây dựng tế bào mới vi khuẩn dị dưỡng
cần hàm lượng đạm đã được phân hủy thành những dạng đơn giản, cho nên các dạng
đạm vô cơ trong nước được ưu tiên sử dụng (Ray et al. 2012). Để quá trình tổng hợp
xảy ra nhanh và mạnh thì tỷ lệ carbohydrate gấp nhiều lần tổng ammonia hay viết
cách khác là C:N cần được cân đối (Avnimelech, 1999). Nghiên cứu của Browdy et
al. (2012) chỉ ra rằng nền tảng của biofloc là phát triển mật độ vi khuẩn, để vi khuẩn
dị dưỡng phát triển cần bổ sung thêm nguồn carbohydrate để tạo năng lượng cho quá

trình sinh tổng hợp protein cho cơ thể, nên vi khuẩn sẽ hấp thu thêm hàm lượng
ammonia (TAN) từ môi trường nước.
Công nghệ biofloc phát huy hiệu quả cần phải tạo được cơ chế để chuyển đổi từ
chỗ quần xã thực vật phù du (tảo) chiếm ưu thế sang quần thể vi khuẩn dị dưỡng
chiếm ưu thế. Điều này có thể làm được bằng cách điều chỉnh tỷ lệ C:N của các
nguồn dinh dưỡng đầu vào. Các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng carbon hữu cơ như là một
nguồn năng lượng để kết hợp với nitrogen vô cơ để tổng hợp protein tạo ra tế bào mới
(Avnimelech, 1999). Để vi khuẩn có thể chuyển nitrogen vô cơ sang dạng protein
sống thì nguồn carbonhydrate phải phong phú, chính vì vậy mà việc điều chỉnh tỷ lệ
C:N là vô cùng quan trọng.
Kích thước của tế bào vi khuẩn thường khoảng một vài μm, bên ngoài chúng
được bao bọc bởi một lớp dung dịch mỏng (dịch nhầy), có tác dụng điều hòa sự
khuếch tán của các chất dinh dưỡng vào cơ thể cũng như việc đào thải các chất bài

7