Theo các nhà quản lý tham gia, một công nghệ mới đang được thử nghiệm tại Thanh Đảo có thể đại diện cho một trong những bước chuyển biến quan trọng nhất trong sản xuất tôm trong nhiều năm qua: hệ thống nuôi tôm trong mái vòm khí bơm hơi.

Trung Quốc, một trong những quốc gia hàng đầu thế giới về nuôi trồng tôm, sản xuất hơn 2 triệu tấn mỗi năm. Loài tôm nuôi hàng đầu ở Trung Quốc là tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei). Chúng cần nhiệt độ nước trong khoảng 26 – 33 ºC để phát triển hiệu quả nhất, với nhiệt độ tối ưu được báo cáo là 27 ºC (Wyban et al., 1995; Rahman et al., 2007). Loài này chủ yếu được nuôi trong ao đất và ao lót bạt, đây là phương pháp nuôi ngoài trời được thực hiện rộng rãi nhất ở nhiều tỉnh, chiếm khoảng 70% tổng sản lượng. Tuy nhiên, do một số hạn chế trong việc kiểm soát dịch bệnh, duy trì an toàn sinh học, chi phí sản xuất và không thể tiếp tục chu kỳ nuôi trong thời gian mùa đông lạnh giá, ngành nuôi tôm đã chuyển sang mô hình trang trại nhà kính công nghiệp và đã nhanh chóng mở rộng trong những năm gần đây.

Các trang trại nhà kính này được xây dựng với màng nhựa phủ trên các bể bê tông nhỏ, nơi tôm được nuôi trong không gian kín. Điều này cho phép kiểm soát nhiệt độ trong hệ thống, với các thiết bị gia nhiệt nước bổ sung trong bể chứa để duy trì nhiệt độ nước ở mức mong muốn. Hệ thống này cải thiện hiệu quả giữ nhiệt, đặc biệt là trong thời kỳ lạnh, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho hiệu suất sản xuất cao hơn, ngay cả trong mùa đông.

Mặc dù phổ biến, mô hình này cũng có những nhược điểm. Mức tiêu thụ năng lượng của các hệ thống nhà kính này rất cao trong thời kỳ mùa đông, dẫn đến chi phí vận hành cao hơn. Ngoài ra, vào mùa hè cao điểm, khi nhiệt độ ngoài trời có thể đạt gần 40 ºC, nhiệt độ bên trong các hệ thống nhà kính này có thể vượt quá 60 ºC, dẫn đến nhiệt độ nước tăng cao và sự dao động nhiệt không ổn định trong hệ thống, tạo ra điều kiện làm việc không thuận lợi.

Mái vòm khí và ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

Là bước tiến mới nhất trong việc áp dụng hệ thống môi trường kiểm soát để cải thiện an toàn sinh học, chất lượng nước và hiệu quả sản xuất, một số trang trại nuôi tôm ở Trung Quốc đang thử nghiệm mái vòm khí bơm hơi. Đây là những công trình lớn, nhẹ, được giữ vững bằng áp suất không khí bên trong thay vì khung cứng. Chúng được làm bằng màng vải bền với bề mặt cong khép kín. Những mái vòm này đóng vai trò vừa là mái nhà vừa là tường và được neo trên các bể nuôi tôm thâm canh, tạo ra một chu vi an toàn sinh học khép kín hoàn toàn trong trang trại.

Hình dạng của mái vòm được duy trì và giữ thẳng đứng bằng máy thổi khí, giữ cho không khí bên trong được nén nhẹ hơn khoảng 100-200 Pa so với bên ngoài. Các khóa khí được đặt ở lối vào giữ cho sự chênh lệch áp suất không đổi. Mái vòm bao gồm màng hai lớp với các tấm cách nhiệt được chèn giữa chúng để cải thiện hiệu suất cách nhiệt. Ngoài ra, các tấm mờ được đặt ở trên cùng của mái vòm để giữ cho sự khuếch tán ánh sáng mặt trời ở mức độ thích hợp. Màng chủ yếu được làm bằng các vật liệu như sợi polyester được phủ màng PVC và PVDF. Những mái vòm khí này gần đây đã trở nên phổ biến nhờ tính linh hoạt trong ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như trong thể thao để che chắn các sân tennis trong nhà, sân bóng đá, bể bơi, và trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu như không gian thử nghiệm được kiểm soát. Tuy nhiên, việc ứng dụng cấu trúc này trong thực tiễn nuôi trồng thủy sản tương đối mới, chỉ có một vài dự án thí điểm và thử nghiệm thương mại chứng minh lợi ích tiềm năng của nó trong nuôi tôm.

Lợi ích cho nuôi tôm

Phương pháp mới này trong nuôi trồng thủy sản thân thiện với môi trường hơn và hiệu quả hơn so với hệ thống nhà kính truyền thống và kiểm soát khí hậu hàng ngày tốt hơn. Nó có thể giảm sự dao động nhiệt độ bên trong hệ thống, tạo điều kiện kiểm soát nhiệt độ ổn định bên trong mái vòm đồng thời bảo vệ ao khỏi mưa, gió hoặc ánh nắng mặt trời gay gắt. Điều kiện môi trường ổn định liên tục hỗ trợ chuyển hóa thức ăn tốt hơn, giảm căng thẳng, do đó dẫn đến tỷ lệ sống sót và tăng trưởng được cải thiện. Các cấu trúc này tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc sản xuất sinh khối và có thể hoạt động với hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, do đó giảm sự trao đổi nước. Hệ thống mái vòm khí kín có thể hạn chế sự xâm nhập của mầm bệnh và động vật hoang dã, mang lại an toàn sinh học tốt hơn. So với nhà kính truyền thống, các mái vòm được nâng đỡ bằng không khí yêu cầu ít thép kết cấu hoặc vật liệu cách nhiệt hơn và có khả năng mở rộng dễ dàng vì chúng có thể được lắp đặt trên các cơ sở hạ tầng ao hồ hiện có.

Ứng dụng thí điểm mái vòm khí và các nghiên cứu liên quan

Mô hình nuôi trồng thủy sản tiên tiến này đã được Tập đoàn Nuôi trồng Thủy sản Minsheng tại tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc thử nghiệm, nơi tôm thẻđược nuôi bên trong một mái vòm khí bơm hơi như một phần của dự án thí điểm. Ngoài việc nuôi tôm, cơ sở này cũng đang nghiên cứu các ứng dụng rộng hơn của hệ thống khép kín này trong nuôi trồng thủy sản. Tổng cộng có hai thử nghiệm nuôi trồng thủy sản đang được tiến hành để xác định hiệu quả của mái vòm khí bơm hơi này so với hệ thống nhà kính trong sản xuất nuôi tôm. Cả hai thử nghiệm đều được tiến hành đồng thời, sử dụng cùng một hệ thống, tôm và thiết lập.

Một trong những thí nghiệm tập trung vào việc xác định hiệu suất tăng trưởng của tôm P. vannamei được nuôi trong hai thiết lập kiểm soát môi trường khác nhau: mái vòm khí và hệ thống nhà kính truyền thống. Trong thí nghiệm kéo dài sáu tuần, tôm giống có trọng lượng ban đầu trung bình 1,88 g và chiều dài cơ thể 3 mm được thả với mật độ 400 con/m3 trong hai hệ thống mái vòm không khí và hệ thống nhà kính riêng biệt, mỗi hệ thống được lặp lại trong ba bể bê tông (6,5 m × 6,5 m × 1,6 m). Tôm trong cả hai hệ thống đều được cho ăn cùng một loại thức ăn thương mại theo trọng lượng cơ thể, năm lần một ngày. Thức ăn được bổ sung hỗn hợp vitamin, chiết xuất hoạt tính sinh học từ tỏi và các chất bổ sung thảo dược Trung Quốc để duy trì sức khỏe đường ruột. Việc thay 3% nước trong mỗi bể được thực hiện trước mỗi lần cho ăn để loại bỏ chất thải và phân. Kiểm tra định kỳ nồng độ oxy hòa tan (>6 mg/l), độ mặn (21 ‰) và nitrit (<0,5 mg/l) được thực hiện để đảm bảo chất lượng nước tối ưu trong mỗi bể và lượng thức ăn tiêu thụ được đánh giá bằng khay đựng thức ăn một giờ sau mỗi lần cho ăn để đảm bảo mức tiêu thụ thức ăn ở mức chấp nhận được. Nước cho các bể nuôi trong cả hai hệ thống đều được lấy từ các giếng ngầm, bơm nước lên một bể chứa, sau đó nước được chuyển đến bể lắng để loại bỏ cặn bẩn và được làm nóng đến khoảng 30 °C trước khi phân phối đến các bể nuôi.

Thí nghiệm thứ hai, cũng được tiến hành trong sáu tuần, nghiên cứu hiệu suất tăng trưởng và chức năng gan tụy của tôm được nuôi ở các mật độ khác nhau trong môi trường được kiểm soát của hệ thống mái vòm bơm hơi này. Trong thí nghiệm này, tôm thẻ (kích thước ban đầu trung bình: nặng 1,88 g và dài 3 mm) được thả ở bốn mật độ khác nhau là 400 con/m3, 500 con/m3, 600 con/m3 và 700 con/m3 trong các bể bê tông có kích thước 6,5 m × 6,5 m × 1,6 m, và mỗi nghiệm thức được thực hiện trong ba bể lặp lại. Tôm được nuôi bằng các phương pháp tương tự như thí nghiệm đầu tiên về cho ăn và vệ sinh. Vào cuối thời gian thử nghiệm, tôm được đo trọng lượng, tốc độ tăng trưởng và lấy mẫu gan tụy để đánh giá chức năng enzym của từng nhóm thí nghiệm kiểm soát.

Kết quả từ thử nghiệm 1 cho thấy có sự khác biệt rõ rệt giữa nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước. Nhiệt độ ổn định hơn, tạo điều kiện sinh trưởng tốt hơn dưới mái vòm khí. Biên độ dao động nhiệt độ hàng ngày trong hệ thống nhà kính lên tới hơn 24℃ giữa nhiệt độ cao nhất và thấp nhất, trong khi đó ở hệ thống mái vòm khí chỉ dao động khoảng 2,9℃. Mặc dù nhiệt độ nước trung bình hàng ngày trong hệ thống nhà kính cao hơn khoảng 1℃ so với hệ thống mái vòm khí, nhưng vẫn có sự dao động đáng kể khoảng 1,1℃, điều này không có lợi cho tôm. Trong khi đó, biên độ dao động nhiệt độ nước hàng ngày ở hệ thống mái vòm khí là không đáng kể, chỉ 0,2℃. Hơn nữa, lợi ích rõ ràng khác là đối với nhân viên và những người ra vào mái vòm khí so với nhà kính truyền thống. Tôm phát triển tốt hơn trong hệ thống mái vòm khí với tốc độ nhanh hơn 13,41% so với hệ thống nhà kính dựa trên dữ liệu tăng trưởng, mang lại giá trị kinh tế tốt. Thí nghiệm thứ hai đang được tiến hành, và chúng tôi hy vọng sẽ sớm báo cáo kết quả và xác định mật độ thả giống tối ưu trong hệ thống mái vòm khí.

Kết quả của hai thí nghiệm này dự kiến ​​sẽ mở rộng hiểu biết về cách tiếp cận công nghệ mới sử dụng mái vòm khí cách nhiệt có thể bơm hơi có thể góp phần cải thiện các hoạt động nuôi trồng thủy sản.

Những cân nhắc về môi trường và kinh tế

Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn so với hệ thống nhà kính, nhưng hiệu quả hoạt động lâu dài, năng suất cao hơn và giảm nguy cơ dịch bệnh có thể bù đắp chi phí đầu tư ban đầu. Mức tiêu thụ năng lượng cho quạt gió khá khiêm tốn so với việc sưởi ấm hoặc làm mát toàn bộ cơ sở. Vật liệu thường có thể tái chế, phù hợp với các mục tiêu bền vững. Lợi ích lâu dài thực sự cần được đánh giá và so sánh với hệ thống nhà kính truyền thống và cả hệ thống ao đất. Mỗi địa điểm và hệ thống nuôi trồng sẽ có những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Chúng ta cần cân bằng nhu cầu về hệ thống sản xuất thực phẩm hiệu quả, an toàn sinh học với những rủi ro liên quan đến hệ thống ngoài trời, vốn là môi trường phần lớn không được kiểm soát. Sau khi được chứng minh, công nghệ này có thể được chuyển giao cho các loài thủy sản khác, cho phép linh hoạt hơn trong các khu vực nuôi trồng. Ưu điểm chính khác của công nghệ mái vòm khí là nó cung cấp một môi trường làm việc ổn định và thoải mái hơn cho nhân viên. Điều này có nghĩa là nhân viên có thể dành nhiều thời gian hơn ở khu vực nuôi trồng, quản lý hệ thống và đảm bảo sức khỏe của tôm.

Hướng phát triển trong tương lai

Các dự án thí điểm quy mô nhỏ đang được tiến hành để kiểm tra tính khả thi của việc sử dụng các mái vòm khí bơm hơi này để nuôi các loài khác và làm nơi tạm giữ cho các loài thủy sinh khác.

Theo The Fish Site