Cần xác định số lượng các cation chủ yếu để giải quyết thách thức về mất cân bằng ion trong các ao nuôi tôm có độ mặn thấp.
Thông thường các muối khoáng như kali clorua (KCl), kali magiê sulfat (K2SO4.2MgSO4), magiê sulfat (MgSO4.7H2O) hoặc magiê clorua (MgCl2.6H2O) được sử dụng cho ao nuôi tôm có độ mặn thấp (Nguồn: GAA)
Bài viết dưới đây do tiến sĩ Claude E. Boyd, hiện là Giáo sư danh dự tại Đại học Auburn (bang Alabama, Mỹ), viết để nói về các muối thường được sử dụng và cách tính liều lượng xử lý để có tỷ lệ thích hợp của các ion chủ yếu trong ao nuôi tôm có độ mặn thấp.
Nồng độ thấp của kali, đôi khi là của magiê có thể ảnh hưởng xấu đến tỷ lệ sống và tăng trưởng của tôm khi nước ao nuôi có độ mặn thấp. Người ta thường sử dụng các muối khoáng như kali clorua (KCl), kali magiê sulfat (K2SO4.2MgSO4), magiê sulfat (K2SO4.2MgSO4) hoặc magiê clorua (MgCl2.6H2O) cho các ao nuôi tôm có độ mặn thấp (Bảng 1).
Tuy nhiên, việc xác định số lượng muối cần thiết để chống lại sự mất cân bằng ion là một vấn đề, bởi vì nồng độ tối thiểu của cation chủ yếu (Na+, K+, Ca2+ và Mg2+) cần thiết cho các chức năng sinh lý của các loài thuộc họ tôm he hiện không được biết một cách chắc chắn.
Bảng 1. Muối kali và muối magiê sử dụng ở các ao nuôi có độ mặn thấp.
Mất cân bằng các ion
Tôi đã nhận thức được sự mất cân bằng các ion ở tôm nuôi cách đây vài năm, vì một người nuôi ở Ecuador đã gửi cho tôi một bản báo cáo phân tích nước ao nuôi có độ mặn thấp (8‰), nước này sẽ làm tôm post không sống được. Nồng độ canxi (khoảng 100 mg/l), magiê (khoảng 425 mg/l) và natri (khoảng 2.500 mg/l) là bình thường, nhưng nồng độ kali dưới 1 mg/l. Nồng độ kali bình thường đối với nước biển pha loãng tới 8‰ sẽ vào khoảng 90 mg/l.
Mặc dù tôi đã khuyến cáo bổ sung kali chỉ đến 50 mg/l, nhưng sau khi được bổ sung, tôm post đã sống khỏe. Năm sau, một trang trại nuôi tôm trong đất liền mới được thành lập ở bang Alabama có độ mặn nước trong ao khoảng 2‰. Trong tháng nuôi đầu tiên tôm bị chết rất nhiều. Phân tích nước cho thấy nồng độ kali khoảng 6 mg/l, tôi đã đề nghị tăng nồng độ kali lên 50 mg/l, vì nồng độ này đã thành công ở Ecuador. Sau khi bổ sung kali, hiện tượng tôm chết đã chấm dứt.
Trong nước biển bình thường, tỷ lệ các ion chính (Na+:Mg2+:Ca2+:K+) là 27:3:1:1 (Bảng 1). Nồng độ tương đương của các cation chính trong nước biển có độ mặn thấp có thể được ước lượng từ tỷ lệ của mỗi cation này (tính bằng mg/l) trong nước biển có độ mặn thông thường (Bảng 2).
Để đạt được tỷ lệ về nồng độ kali và magiê trong ao nuôi tương tự như trong nước biển, tương ứng với hệ số 11,01 và 39,1 (Bảng 2), độ mặn phải được tăng lên nhiều lần.
Ví dụ, tại độ mặn 2‰, các nồng độ tương đương với nước biển sẽ là 22 mg/l (= 2 x 11,01 - ND) đối với kali và 78 mg/l (= 2 x 39,13 - ND) đối với magiê.
Bảng 2. Hệ số nhân theo độ mặn (ppt, ‰ ) để các cation có nồng độ tương tự nước biển.
Nồng độ các ion trong nước có độ mặn thấp không chỉ đơn giản xuất phát từ sự pha loãng của nước biển. Các nồng độ này phụ thuộc vào kiểu, số lượng và tính chất hòa tan của các muối có trong đất, cấu tạo địa chất ở các nơi nước ao tiếp xúc cũng như tùy thuộc vào khí hậu. Tỷ lệ các cation chính trong nước mặn ở tầng mặt và nước ngầm có thể khác nhau hoàn toàn khi ở ngoài biển và vùng cửa sông.
Natri và kali đều mang một điện tích dương, và sự hấp thu kali của tôm có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ natri và ngược lại. Điều này cũng đúng khi áp dụng đối với magiê và canxi. Hơn nữa, tôm hấp thu các ion bằng mang của chúng trên cơ sở nồng độ mol (M) hơn là dựa vào khối lượng hay thể tích. Nồng độ mol của các cation chính được tính theo g/l chia theo khối lượng phân tử (natri: 32g; kali 29,1g; canxi: 40,08g; magiê: 24,31g). Tỷ lệ nồng độ mol của bốn ion trên trong nước biển xấp xỉ bằng 46:6:1:1.
Tính toán xử lý
Người ta cho rằng, tỷ số mol Na:K và Ca:Mg có trong nước biển có thể là lý tưởng trong các ao nuôi tôm có độ mặn thấp. Các số này lần lượt là 47,1 và 0,018. Mức xử lý kali và magiê có thể được thành lập dựa trên cơ sở nồng độ mol như sau:
K trong ao tương tự nước biển (M) = Na trong ao (M)/47,1.
Mg trong ao tương tự nước biển (M) = Ca trong ao (M)/0,018.
Hàm lượng K (mg/l) = (K lý tưởng - K trong ao) x 39,1.
Hàm lượng Mg (mg/l) = (Mg lý tưởng - Mg trong ao) x 23,31.
Thông thường có khác nhau chút ít về mức xử lý tính toán theo nồng độ mol hoặc theo khối lượng/thể tích. Ví dụ, độ mặn của nước là 5‰, có 1.800 mg/l (0,0783 M) Na, 25 mg/l (0,000639 M) K, 60 mg/l (0,0015 M) Ca, 20 mg/l (0,000823 M) Mg. Mức xử lý K và Mg để đạt được nồng độ tương tự trong nước biển lần lượt là 30 mg/l và 176 mg/l. Trong khi đó, mức xử lý để có được tỷ lệ tương tự (Na/K và Ca/Mg) trong nước biển là 40 mg/l kali và 182 mg/l magiê.
Xử lý ở mức cao hơn là cẩn thận
Tỷ lệ tương tự trong nước biển của các cation được tính toán như trên cho thấy chúng cao hơn mức cần thiết đối với tôm, bởi vì tôm có thể duy trì chức năng sinh lý bình thường trong một khoảng khá rộng nồng độ các ion. Tuy nhiên, sử dụng mức xử lý cao hơn là cẩn thận.
Nồng độ kali và magiê giảm dần sau khi xử lý do sự hấp thu hai nguyên tố này khi các cation trao đổi vị trí ở đất đáy ao và kali bị cố định ở các lớp bên trong của đất sét. Lượng mưa làm giảm nồng độ ion và các ion bị mất khi nước tràn bờ. Ao thường phải được xử lý hai hoặc ba lần trong khoảng thời gian nuôi từ 100 - 160 ngày. Tại bang Alabama, những ao đã được xử lý bằng muối kali và magiê hàng năm trong 16 năm liên tục vẫn phải cần được tiếp tục xử lý.
Nồng độ kali thường là quan trọng hơn nồng độ magiê, và tôi nghi ngờ rằng những lợi ích của việc dùng magiê thường có hiệu quả về chi phí. Tôi đề nghị ban đầu chỉ cố gắng xử lý đối với kali. Nồng độ kali tối thiểu không được biết đến, và chắc chắn khác biệt với độ mặn và nồng độ các ion khác. Mức xử lý kali từ 20 - 30 mg/l có thể là thích hợp, nhưng để kéo dài thời gian cho đến khi xử lý lại, có thể dùng kali từ 50 - 75 mg/l. Nồng độ kali cần được theo dõi theo từng tháng để đảm bảo thỏa đáng.
Bên cạnh việc có được nồng độ các cation chủ yếu phù hợp với sinh lý của tôm nuôi, nước ao nuôi cần phải có nồng độ bicarbonate trên 60 mg/l (độ kiềm tổng cộng > 50 mg/l, tính theo CaCO3) và nồng độ độ cứng canxi tối thiểu phải lớn bằng độ kiềm tổng cộng (50 mg/l độ cứng canxi = 20 mg/l canxi).
Độ kiềm là cần thiết để cung cấp carbon vô cơ cho các loài thực vật thủy sinh, độ kiềm và canxi tạo hệ đệm cho nước chống lại sự tăng pH do việc loại bỏ khí CO2 và bicarbonat khỏi nước để sử dụng trong quá trình quang hợp. Vôi nông nghiệp được sử dụng để tăng độ kiềm và độ cứng, nhưng nồng độ canxi và độ cứng canxi cũng có thể tăng lên bằng cách sử dụng calcium sulfate. Cần 1,72 mg/l canxi sunfat (CaSO4.2H2O) để tăng 1 mg/l độ cứng canxi (0,4 mg/l canxi).
Theo GAA - Tổng cục thủy sản