Mô hình Aquaponics là gì?

“Nhất nước, nhì phân, tam cần tứ giống”. Nói đến trồng rau hẳn ai cũng nghĩ đến phải dùng đất, phải bón phân, tưới nước phải không ạ? Nhưng xưa rồi! Trong một vài thập kỷ vừa qua, nền nông nghiệp hiện đại phát triển trên thế giới cũng đã được ứng dụng tại Việt Nam. Và nhiều người biết thêm về mô hình trồng rau thuỷ canh, khí canh.

Còn mô hình Aquaponics là gì? Thú thực khi tôi viết bài viết này, tôi cũng mới biết về Mô hình Aquaponics. Tức là cách đây 2 năm khi mà dịch Covid hoành hành. Nghĩ đến việc trồng rau sạch. Tìm hiểu từ các nguồn trên Internet tôi mới biết đến Aquaponics. Và các bạn biết không, nó thật là vi diệu.

Mục lục bài viết

1. Định nghĩa về Aquaponics:

Aquaponics là thuật ngữ kết hợp giữa aquaculture (nuôi trồng thủy sản) và hydroponics (thủy canh). Theo một chu kỳ tuần hoàn khép kín. Mô hình Aquaponics sử dụng nước chứa chất thải từ bể cá để cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng. Vi khuẩn nitrate hóa và các loại sinh vật dị dưỡng chuyển chất thải sang dạng dinh dưỡng (nitrat). Đây là loại vi lượng cây trồng có thể hấp thụ trực tiếp. Nước được lọc sạch bởi cây trồng và cung cấp trở lại cho bể cá. Đây là hệ thống tuần hoàn khép kín tận dụng lợi ích của nhau một cách hoàn hảo.

=> Nói túm gấu áo gấu quần lại thì nó cũng tương tự như thuỷ canh. Nhưng ở đây nó không dùng nước có pha sẵn dung dịch dinh dưỡng hưu cơ. Mà nó dùng nước có chứa chất thải của cá để nuôi cây. Đơn giản chỉ thế thôi.

2. Vi khuẩn và sinh vật dị dưỡng trong hệ thống Aquaponnics

Trong cơ thể con người có dạ dày, ruột non, ruột già, gian, mật hay các bộ phận tiêu hoá khác. Nhờ các loại men tiết ra giúp chuyển hoá thức ăn thành các chất dinh dưỡng nuôi cơ thể. Trong hệ thống Aquaponics thì vi khuẩn có lợi và các sinh vật dị dưỡng cũng có chức năng tương tự như men tiêu hoá.

Do vậy vi khuẩn và sinh vật dị dưỡng đóng vai trò then chốt trong hệ thống aquaponics. Vi khuẩn là cầu nối giữa cá và cây. Nó như là bộ máy xử lý chất thải cá thành dinh dưỡng cho cây. Vi khuẩn trong hệ Aquaponics bao gồm:

a. Vi khuẩn nitrat hóa trong hệ thống aquaponics

Quá trình nitrat hóa có 2 nhóm vi khuẩn quan trọng nhất là Nitrosomonas – nhóm oxy hóa amoniac thành nitrit (AOB), và Nitrobacter – là nhóm oxy hóa nitrit thành nitrat (NOB).

Quá trình nitrat hóa diễn ra như sau:

Vi khuẩn AOB chuyển amoniac (NH₃) thành nitrit (NO₂-)
Sau đó vi khuẩn NOB chuyển đổi nitrit (NO₂-) thành nitrat (NO₃-)

Muốn quá tình nitrat hóa diễn ra hiệu quả cần xây dựng một tập đoàn vi khuẩn mạnh khỏe. Đối với hệ thống mới khởi động điều này có thể mấy nhiều ngày hoặc vài ba tuần. Nhiều hệ thống đã thất bại ngay từ đầu khi vi khuẩn chưa phát triển mạnh đã thả cá hoặc thả quá nhiều cá.

Các tập đoàn vi khuẩn thường có màu nâu nhạt hoặc màu tro. Chúng có độ nhớt và mùi đặc trưng, và không quá hôi. Vi khuẩn đòi hỏi có vị trí trú ngụ rộng, giàu oxy và NH3, NO2.

b. Sinh vật dị dưỡng và quá trình khoáng hóa trong mô hình aquaponics

Nhóm vi khuẩn quan trọng không kém với aquaponics là nhóm Sinh vật dị dưỡng lấy carbon hữu cơ để ăn và chủ yếu liên quan đến việc phân hủy chất thải rắn và chất thải thực vật. Hầu hết các loài cá chỉ giữ lại 30 – 40% thực phẩm chúng ăn, có nghĩa là 60-70% những gì chúng ăn được thải ra dưới dạng chất thải.

Trong số chất thải này, 50-70% là chất thải hòa tan được giải phóng dưới dạng amoniac. Tuy nhiên, chất thải còn lại là hỗn hợp hữu cơ chứa protein, carbohydrate, chất béo, vitamin và khoáng chất. Các vi khuẩn dị dưỡng chuyển hóa các chất thải rắn này trong một quá trình gọi là khoáng hóa tạo ra các vi chất dinh dưỡng thiết yếu cung cấp cho thực vật trong aquaponics (Xem hình dưới đây).

Các sinh vật dị dưỡng, cũng như một số loại nấm xuất hiện tự nhiên. Giúp phân hủy phần rắn của chất thải cá, giải phóng các chất dinh dưỡng. Quá trình khoáng hoá là rất cần thiết vì cây không thể hấp thụ các chất dinh dưỡng dưới dạng rắn. Chất thải phải được chia thành các phân tử đơn giản để rễ cây hấp thụ. Vi khuẩn dị dưỡng có thể ăn bất kỳ dạng chất hữu cơ nào. Chẳng hạn như chất thải rắn, thức ăn thừa, thực vật chết, hoặc thậm chí là vi khuẩn chết.

Sinh vật dị dưỡng cũng yêu cầu lượng oxy hòa tan cao như vi khuẩn nitrat hóa. Chúng phát triển rất thấp và tập trung ở nơi chất thải rắn tích tụ. Thường ở dưới đáy khay rau trong mô hình aquaponics dâng ngập xả cạn (Media bed), hoặc trong bộ lọc với hệ thống NFT, DWC.

Quá trình khoáng hóa còn được hỗ trợ bởi giun đất, giun quế ấu trùng, và các loài giáp xác.

c. Các loại vi khuẩn không mong muốn trong hệ thống Aquaponics

Vi khuẩn khử sulfat

Trong điều kiện thiếu oxy thì loại vi khuẩn này sẽ xuất hiện. Chúng lấy năng lượng từ phản ứng oxy hóa khử tạo ra H₂S ( Hydro sulfua có mùi trứng thối). Đây là một chất cực độc cho cá.

Hệ thống aquaponic có mật độ thả cá cao. Nếu lọc không đủ mạnh và nhanh thì vi khuẩn này sẽ phát triển rất nhanh và tạo ra các chất độc cho cá. Mô hình aquaponics quy mô thương mại thường có bể tách H₂S còn mô hình quy mô nhỏ thì không cần thiết.

Tuy nhiên nếu ngửi thấy mùi trứng thối trong hệ thì phải tăng cường sục oxy. Và ngăn ngừa tích tụ chất thải.

Vi khuẩn gây bệnh

Ngăn chặn mầm bệnh xâm nhập vào hệ thống bằng cách:

Đảm bảo vệ sinh tốt.
Tránh sử dụng nguồn nước ô nhiễm
Không cho cá ăn thức ăn ôi thiu
Ngăn ngừa các loài động vật như gà, vịt, chuột, chó, mèo tiếp xúc với hệ thống.
Thận trọng với nước mưa vì có thể có phân chim. Nếu sử dụng nước mưa phải đảm bảo mái nhà sạch hoặc nước qua xử lý.