Chất thải và cân bằng vật chất trong hệ thống.pdf

CH T TH I VÀ CÂN B NG
V T CH T TRONG H TH NG


M c tiêu

Sinh viên n m v ng các n i d ng sau:
• Lo i ch t th i sinh ra trong nuôi th y s n
và bi n pháp lo i b ch t th i ra kh i b
ni
• Phương pháp tính lư ng ch t th i sinh ra
trong b nuôi


nh lư ng ch t th i
• Ch t khí: NH3, CO2, N2…
• Ch t h u cơ hịa tan
• Phân cá hịa tan

R t khó nh tính
và nh lư ng

nh tính và nh lư ng b ng cách
nghiên c u s chuy n hóa dinh dư ng
gi a th c ăn, cá và môi trư ng


Ch t th i trong h th ng tu n hồn
O2

MƠI TRƯ NG

D

Th c ăn th a
Bài ti t và hơ h p
D: Tiêu hóa; M: Trao

M

G

Th i phân
i ch t; G: tăng trư ng


nh lư ng ch t th i
Th c ăn tiêu th

Th c ăn th a

Tiêu hóa th c ăn

Th i phân (Fecal Loss)

Th c ăn s d ng

Bài ti t (Non-Fecal Loss)

Hô h p

CO2


Y u t nh hư ng n hi u qu
s d ng th c ăn c a cá
•
•
•
•
•
•
•

Lồi cá
Nhi t
Th i gian sinh trư ng
Thành ph n dinh dư ng c a th c ăn
Tiêu hóa th c ăn
Chuy n hóa th c ăn
Thành ph n dinh dư ng c a cá


Thành ph n c a th c ăn

Thành ph n dinh dư ng
Protein
Nitrogen
Fat
Carbohydrate
Ash

V t ch t khô

g COD/g dinh g COD/kg
g/kg th c ăn
dư ng
th c ăn
490
1,25
612,5
78,4
120
2,9
348
233
1,07
249,3
77
0
920
1209,8


Th c ăn th a (Uneaten feed)
•

i v i các lồi cá th c ăn th a kho ng
5-30%
•
i v i lo i th c ăn n i, th c ăn th a
g n như b ng 0

⇒ Khi thi t k h th ng tu n hoàn,
lư ng th c ăn th a ư c gi
nh
b ng 0


tiêu hóa (apparent digestibility)

Thành ph n th c ăn
Protein
M
Carbohydrate
Tro

tiêu hóa (%)
80
95
60
50

Th c ăn tiêu th = Th c ăn tiêu hóa ư c + Phân th i


Tính tốn lư ng v t ch t
th i qua phân (fecal loss)
FLx = Fx, th

c ăn

* (1-Dx)

Trong ó:
FL (g/kg th c ăn): Phân th i
F (g/kg th c ăn): Dinh dư ng trong th c ăn
D (t l ho c ph n trăm):
tiêu hóa
x: lo i ch t dinh dư ng (ch t khô, N, P,
protein, tro…)


Tính tốn lư ng v t ch t
th i qua phân (fecal loss)
tiêu hóa (Dx) ph thu c vào m c cho ăn
(feeding level). Do ó,
tiêu hóa ư c tính
theo công th c:
DDM = 53,68 - 1,041*R + 11,52*Qres
DN = 88,02 – 0,469 * R + 3.55 * Qres
Trong ó:
DDM (%):
tiêu hóa v t ch t khơ
DN (%):
tiêu hóa nitơ
R (g th c ăn/kg0,8/ngày): M c cho ăn
Qres (m3/ngày): Lưu lư ng qua hô h p k
Heinsbroek et al. (1989), áp d ng cho cá trên phi


Tính tốn lư ng v t ch t
tích lũy trong cá (fish gain)

Fx, cá = ((Wx,f*Cx,f/100)–
(Wx,f*Cx,f/100))/(Wx,f-Wx,i)*(1000/FCR)
Trong ó:
F (g/kg th c ăn): Dinh dư ng trong cá
Cf (%): T l ch t dinh dư ng trong cá thu ho ch
Ci (%): T l ch t dinh dư ng trong cá gi ng
W f (g): Kh i lư ng cá khi thu ho ch
W i: (g): Kh i lư ng cá khi th
FCR (kg/kg) : T l chuy n hóa th c ăn
x: lo i ch t dinh dư ng (ch t khô, N, P, protein, tro…)


Tính tốn lư ng v t ch t
tích lũy trong cá (fish gain)
V t ch t tích lũy trong cá (tăng trư ng) ph thu c
vào c cá:
Hogendoorn (1983), áp d ng
cho cá trê phi c <250g
DM = 100 * 0.17 W0.088
Protein = 100 * 0.13 W0.057
Desmares (1994), áp d
DM = 100 * 0.1471 W0.100 (%)
cá trê phi c >250g
Pro= 100 * 0.111 W0.059 (%)
Trong ó:
DM (%): T l tích lũy v t ch t khơ
Pro (%): T l tích lũy protein
W (g): Kh i lư ng cá

ng cho

Tính tốn lư ng v t ch t
bài ti t (Non-fecal loss)
NFLx = (Fx, th

c ăn

* Dx) – Fx, cá

Trong ó:
NFL (g/kg th c ăn): Ch t bài ti t qua mang, th n
F (g/kg th c ăn): Dinh dư ng trong th c ăn
D (t l ho c ph n trăm):
tiêu hóa
x: lo i ch t dinh dư ng (ch t khô, N, P, protein,
tro…)


Tiêu th oxy (g/kg th c ăn)

Tiêu th oxy (Oxygen consumption)

O2 = 1531,02 R-0.656

R (g th c ăn/kg0,8/ngày)

• M c tiêu th oxy ph thu c vào t l cho ăn, thành ph n
dinh dư ng, c cá, nhi t
và hàm lư ng oxy trong

nư c


CO2 sinh ra t hô h p (CO2 production)

Lư ng CO2 sinh ra t q trình hơ h p
ư c tính theo cơng th c:
CO2 = 1937.18 R-0.657
(RQ= mL CO2 sinh ra/mL O2 tiêu th = 0,925)


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
Tăng trư ng
(Growth)
Th c ăn tiêu th
(Feed intake)

• Gi

=

+
Phân th i
(Fecal loss)
+
Bài ti t
(Non-fecal loss)

nh lư ng th c ăn th a (uneaten feed) = 0

Cân b ng kh i lư ng (mass balance)

C cá, sinh kh i, m c cho ăn và t ng lư ng th c ăn (tính
cho 1 ngày)
L a/tu i
(ngày)
I/150
II/120
III/90
IV/60
V/30
VI/0
T ng

M c
Lư ng T l cho
C
S lư ng
cho ăn th c ăn ăn(g/kg0.8
cá(g)
cá
(%) (g/ngày) /ngày)

C cá
Sinh
FCR
ngày ti p kh i
(g/g)
theo(g) (kg)

899.8
611.2
376.9
197.7
74.9
10.0

0.98
0.93
0.88
0.82
0.73
0.58

11114
11546
11994
12460
12945
13448
73507

1.146
1.337
1.623
2.100
3.097
6.929

10.31
8.17
6.12
4.15
2.32
0.69

11.22
12.12
13.35
15.19
18.44
27.59

910.3
619.9
383.8
202.8
78.0
11.2

10000
7056.7
4520.6
2463.8
969.0
134.5
25144.7

T ng

lư ng
th c ăn
(kg/ngày)
114.6
94.4
73.3
51.7
30.0
9.3
373.3


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
T l tiêu hóa v t ch t khơ, nitơ và thành ph n dinh
dư ng c a cá (tính cho 1 ngày)
L a/tu i
(ngày)

Th c ăn tiêu th
DM
g/kg

I/150
II/120
III/90
IV/60
V/30
VI/0

920.0

920.0
920.0
920.0
920.0
920.0

N
g/kg
78.4
78.4
78.4
78.4
78.4
78.4

DM: V t ch t khơ; N: ni ơ

Th c ăn tiêu hóa
DM
%
70.8
69.9
68.6
66.7
63.3
53.8

N
%
91.63

91.21
90.63
89.77
88.25
83.96

Thành ph n dinh Thành ph n dinh
dư ng trư c thu dư ng khi thu
ho ch
ho ch
DM
N
DM
N
%
%
%
%
29.02
27.92
26.60
27.07
24.85
20.82

2.65
2.59
2.52
2.81
2.66

2.37

29.1
28.0
26.7
27.1
24.9
21.0

2.65
2.60
2.52
2.82
2.67
2.39


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
Phân b ch t th i và tăng trư ng c a cá (tính trên v t
ch t khơ)
L a/tu i
(ngày)
I/150
II/120
III/90
IV/60
V/30
VI/0
Trung bình

Phân b v t ch t khô/kg th c ăn
T ng
FL
NFL
FG
920
268.6
324.58
326.8
920
277.2
313.74
329.0
920
289.0
299.18
331.8
920
306.6
253.18
360.2
920
337.8
211.43
370.8
920
425.4
100.31
394.3
g/kg feed

Phân b
T ng
105392
86814
67480
47604
27612
8573
343475
920

t ng v t ch t khô (g)
FL
NFL
FG
30770 37183 37439
26162 29606 31047
21199 21944 24336
15866 13100 18638
10139 6346
11127
3964
935
3674
108100 109113 126262
290
292
338.2

FL: Ch t th i qua phân; NFL: Ch t th i qua hô h p và bài ti t; FG: tăng trư ng
c a cá


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
Phân b ch t th i và tăng trư ng c a cá (tính trên nitơ)
L a/tu i
(ngày)
I/150
II/120
III/90
IV/60
V/30
VI/0
Trung bình

Phân b v t ch t khô/kg th c ăn
T ng
FL
NFL
FG
150
78.4
6.6
43.09
120
78.4
6.9
42.10
90

78.4
7.3
40.81
60
78.4
8.0
34.05
30
78.4
9.2
30.66
0
78.4
12.6
22.26
g/kg feed

Phân b t ng v t ch t khô (g)
T ng
FL
NFL
FG
8981.2
751.3
4935.9 3294.0
7398.1
650.2
3972.8 2775.2
5750.4
538.6

2993.2 2218.7
4056.7
414.9
1762.0 1879.8
2353.0
276.6
920.1 1156.3
730.5
117.2
207.4
405.9
29270.0
2748.7 14791.4 11729.9
78.4
7.4
39.6
31.4

FL: Ch t th i qua phân; NFL: Ch t th i qua hô h p và bài ti t; FG: tăng trư ng
c a cá


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
Oxy tiêu th và CO2 sinh ra khi sinh kh i

L a/tu i
(ngày)
I/150
II/120
III/90

IV/60
V/30
VI/0

tt i a

T l cho ăn
T ng lư ng
Oxy tiêu th CO2 sinh ra
Oxy tiêu th
0.8
(g/kg
th c ăn
(g/kg feed) (g/kg feed)
(kg/day)
/ngày)
(kg/day)
11.2162
12.1182
13.3484
15.1865
18.4428
27.5851

313.5
298.0
279.7
257.0
226.3
173.7

395.7
376.1
353.0
324.3
285.4
219.1

114.6
94.4
73.3
51.7
30.0
9.3
373.3

35.9
28.1
20.5
13.3
6.8
1.6
106.3
284.6

CO2 sinh ra
(kg/day)
45.3
35.5
25.9

16.8
8.6
2.0
134.1
359.2


Cân b ng kh i lư ng (mass balance)
Cân b ng kh i lư ng v t ch t khô (DM) và nitơ (N)

Th c ăn
Ch t th i qua phân (FL)
L ng (42% DM, 56% N)
Không l ng
Ch t th i qua bài ti t (NFL)
Sinh trư ng
O2 tiêu th (PO2)
CO2 sinh ra (PCO2)

V t ch t khô
Nitơ
g/kg feed
%
g/kg feed
920.0
78.4
289.5
31.5
7.4
121.6

4.1
167.9
3.2
292.3
31.8
39.6
338.2
36.8
31.4
284.6
359.2

%
9.4

50.5
40.1