Periphyton trong nuôi trồng thủy sản

Sự phát triển nhanh chóng trong nuôi trồng thủy sản đã tạo ra tiến bộ công nghệ mới như "nuôi trồng thủy sản dựa trên periphyton". Vậy preiphyton là gì và ứng dụng thế nào trong nuôi trồng thủy sản?

Thuật ngữ periphyton có từ rất lâu đời và được hiểu là toàn bộ phức hợp vi tảo, vi khuẩn dị dưỡng, sinh vật đáy và mảnh vụn phát triển trên chất nền ngập nước trong hệ thống thủy sinh. Periphyton có mặt ở khắp mọi nơi giống như thực vật phù du, được tìm thấy trong hầu hết các hệ sinh thái thủy sinh khác nhau, từ ao hồ đến đại dương và từ các vùng tự dưỡng đến phú dưỡng, ngoại trừ các con suối có nền đáy bùn và cát (Azim và Asaeda, 2005). 

Tiềm năng của peripython là gì?

Peripython có chức năng cung cấp oxy và sản xuất thức ăn giống như thực vật phù du nhưng có thể ổn định hơn và có thể được động vật thủy sinh sử dụng hiệu quả hơn. 

Ngoài ra, periphyton còn đóng vai trò như một chỉ báo về chất lượng nước vì quần thể của nó bao gồm một số lượng cao các loài sinh vật tự nhiên và rất nhạy cảm với sự biến đổi của môi trường (Flynn và cộng sự, 2013). Hơn thế nữa, màng lọc periphyton là một phương pháp xử lý sinh học nổi tiếng đối với nước ô nhiễm (Bradac và cộng sự, 2010).

Tuy nhiên, việc sử dụng periphyton trong xử lý sinh học vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, nhưng việc hiểu cách sử dụng nó trong quản lý nước mặt và nước thải là một bước tiến.

Ứng dụng như thế nào trong nuôi trồng thủy sản?

Khái niệm nuôi trồng thủy sản dựa trên periphyton đã được thử nghiệm và áp dụng với nhiều mức độ phụ thuộc khác nhau vào periphyton làm thức ăn hoặc chất nền làm nơi trú ẩn cho động vật nuôi.

Việc thiết kế bể periphyton trong hệ thống nuôi tuần hoàn có vai trò tạo ra sinh khối từ màng sinh học, oxy hóa NH₄⁺ thành NO₂^- và NO₃^- nhờ vi khuẩn tự dưỡng, hấp thụ chất dinh dưỡng vô cơ (TAN, NO₂^-, NO₃^-, PO₄^3-…), hấp thụ chất hữu cơ hòa tan và lơ lửng cỡ nhỏ. Đồng thời quá trình chuyển từ sản xuất dựa trên thực vật phù du sang sản xuất dựa trên sinh vật là một lợi thế chính để tăng hiệu quả của hệ thống bằng cách chuyển giao năng lượng và chất dinh dưỡng.

Phân tích gần đúng đã chỉ ra rằng periphyton chứa 27.19% protein thô, 18% lipid và 52% carbohydrate (Abwao và cộng sự, 2014). Periphyton đã được sử dụng thành công để tăng sản lượng cá rô phi (Mulholland và Rosemond, 1992), cá da trơn (Neori, 1996) và cá chép (Milstein và cộng sự 2008) trong các ao nước ngọt. Khi được sử dụng trong ao nuôi cá rô phi, thức ăn công nghiệp trong khẩu phần ăn của cá đã giảm 40% không những không gây ảnh hưởng đến năng suất tăng trưởng mà còn duy trì chất lượng nước ở mức cao (Neori, 1991).

Trong nuôi tôm cũng có nhiều bước tiến bộ đáng kể, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng peripython - một phức hợp của tảo tự dưỡng và vi khuẩn dị dưỡng giúp tăng cường các phản ứng miễn dịch trong tôm giống Litopenaeus vannamei (Zang và cộng sự, 2010) và Penaeus monodon (Anand và cộng sự, 2014). 

Yếu tố ảnh hưởng đến periphyton

Periphyton có thể bị tác động bởi nhiều yếu tố phi sinh học (chất nền, độ pH, ánh sáng, dòng nước, chất dinh dưỡng, nhiệt độ, độ lắng, thủy văn dòng chảy và các chất hữu cơ…) và sinh học (ký sinh trùng, ăn thịt, ăn cỏ, và các sinh vật như động vật giáp xác và côn trùng, ốc, ếch và cá…). Sự tác động của các yếu tố trên có thể dẫn đến sự phát triển quá mức của Periphyton – có thể gây ra ảnh hưởng bất lợi đối với hệ sinh thái dưới nước. Vì vậy để đạt được lợi ích tối ưu khi ứng dụng periphyton nên kiểm soát cũng như đảm bảo cân bằng các yếu tố trên. 

Nhìn chung, periphyton là một phần thiết yếu của một hệ sinh thái lành mạnh và chúng có thể giữ lại các chất dinh dưỡng và hóa chất thông qua các quá trình khác nhau. Nuôi trồng thủy sản dựa trên periphyton là một cách tiếp cận thân thiện với môi trường nên được ứng dụng rộng rãi hơn nữa trong tương lai.