Khoáng đa lượng trong nuôi tôm thẻ chân trắng ở độ mặn thấp

1. Tổng quan về khoáng chất

Khoáng được chia làm 2 loại: 7 khoáng đa lượng bao gồm Canxi (Ca), Chloride (Cl), Magie (Mg), Phốt-pho (P), Kali (K) và Lưu huỳnh (S). 16 khoáng vi lượng bao gồm nhôm (Al), Arsen (As), Cô-ban (Co), Chrom (Cr), đồng (Cu), Flo (F), Iod (I), Sắt (Fe), Man-gan (Mn), Molybden (Mo), Se-len (Se), Silic (Si), Ni-ken (Ni), thiếc (Sn), Va-na-di (V), Kẽm (Zn). 6 loại khoáng được xem là thiết yếu đối với tôm là Ca, Cu, Mg, P, K, Se, Zn.

2. Ý nghĩa sinh lý của khoáng đa lượng đối với tôm thẻ chân trắng

·       Ca và P

Ca và P là thành phần chính tạo nên lớp vỏ của tôm. Ca cần thiết cho sự đông máu (blood clotting), các chức năng của cơ, sự truyền dẫn thần kinh, điều hòa áp suất thẩm thấu và là đồng nhân tố tác động trong hệ enzyme. P là thành phần trong các phosphate hữu cơ như là các nucleotide phospholipid, coenzyme, ADN và ARN.

·       Na, Cl và K

Na⁺, Cl^-và K⁺tham gia vào quá trình điều hòa áp suất thẩm thấu, hoạt động enzyme Na⁺/K⁺ATPase trong tế bào. Na⁺có chức năng trong dẫn truyền xung động thần kinh cơ. K⁺có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tôm. Tôm thẻ chân trắng có biểu hiện biếng ăn, hoạt động kém, tăng trưởng chậm, thậm chí chết khi thiếu K⁺.

·       Mg

Mg rất quan trọng trong sự cân bằng bên trong và ngoài tế bào của tôm. Mg tham gia vào quá trình hô hấp tế bào và những phản ứng truyền dẫn phosphate. Mg là nhân tố kích hoạt cho tất cả các phản ứng trong quá trình trao đổi chất lipid, carbohydrate và protein. 

3. Nhu cầu khoáng chất trong khẩu phần ăn

Khi nuôi ở nồng độ muối thấp, có sự chênh lệch giữa áp suất thẩm thấu trong cơ thể và môi trường ngoài, kết quả là tôm sẽ lấy nước tự động thông qua mang và ruột. Tôm sẽ khó khăn hơn trong việc lấy muối khoáng hòa tan trong nuôi trường nước vì vậy khoáng phải được bổ sung trực tiếp trong khẩu phần ăn. Môi trường ngoài có thể đáp ứng đủ Na⁺và Cl^-của tôm. Trong khi đó, K+ thường thiếu hụt và cần cân đối khi nuôi tôm ở độ mặn thấp. Theo nhu cầu về hàm lượng K⁺thì việc bổ sung khoảng 1% trong khẩu phần là đủ. Tuy vậy, ảnh hưởng của K⁺còn chưa rõ ràng và ít được quan tâm trong quá trình nuôi.

Tôm được nuôi trong môi trường nước có độ mặn cao thì không cần bổ sung Ca. Trong thức ăn tôm thẻ, lượng P cần bổ sung dao động từ 1-2%. Ca có thể ảnh hưởng đến sự hữu dụng của P do đó tỉ lệ Ca trong khẩu phần không nên vượt quá 2,5%. Trong nước biển thường tồn tại rất cao hàm lượng Mg (~1.350 mg/L), vì vậy hàm lượng Mg thường được bài tiết đối với tôm thẻ, kết quả là hàm lượng Mg trong máu luôn thấp hơn môi trường ngoài. Do đó, tôm thẻ chân trắng có thể không cần yêu cầu bổ sung thêm Mg vào thức ăn. Mặt khác, những nguyên liệu phối trộn trong khẩu phần thức ăn tôm rất giàu Mg, do đó không cần thiết phải bổ sung Mg vào thức ăn tôm. Na⁺, Cl^-, K⁺, Ca²⁺và Mg²⁺thường tôm có thể nhận từ nước, đáp ứng phần nào nhu cầu sinh lý của tôm. Riêng PO₄^3-và SO₄^2-thì phải bổ sung thông qua con đường thức ăn.

Bảng 1: Nhu cầu về khoáng đối với tôm thẻ L. vannamei(Nguồn:Davis et al., 1993)

4. Nhu cầu khoáng chất trong môi trường nước

Lớp vỏ cutin của tôm được hình thành chủ yếu từ CaCO₃, với một lượng ít Mg, P và S. Tôm có thể hấp thu khoáng trực tiếp từ môi trường nước thông qua uống và hấp thụ qua mang. Do đó, sử dụng khoáng trực tiếp vào trong nước để bù vào lượng khoáng bị mất đi trong quá trình lột xác của tôm là rất cần thiết. Việc bổ sung khoáng chất vào thức ăn phụ thuộc vào khả năng hữu dụng sinh học của những loại khoáng này ở môi trường nước. Nghĩa là nếu khoáng dồi dào trong môi trường nước thì việc bổ sung vào khẩu phần ăn là không có ý nghĩa. Tuy nhiên, nếu tôm sống trong môi trường nước có độ mặn cao, nhu cầu về Ca²⁺, K⁺và Mg²⁺một phần được đáp ứng. Tuy nhiên, nếu tôm sống trong môi trường có độ mặn ~4‰ thì việc bổ sung 5-10 mgK⁺/L và 10-20 mgMg²⁺/L để bảo đảm tôm tăng trưởng bình thường và tỉ lệ sống cao. Trong nước nuôi tôm, tỉ lệ Na:K phải đạt 28:1, và Mg:Ca là 3,1:1.

5. Những nhân tố ảnh hưởng đến mức độ hữu dụng sinh học của khoáng chất

Khoáng hòa tan thường được hấp thụ cao nhất ở dạng các ion hòa tan, những hợp chất khác trao đổi điện tử với khoáng hình thành nên các hợp chất bền, ít tan sẽ khó được hấp thụ. Trong điều kiện acid ở niêm mạc dạ dày, các hợp chất bền này phân ly tạo thành muối và được hấp thu dễ dàng tại ruột. Mức độ hữu dụng sinh học của khoáng phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu làm thức ăn. Hiệu quả hấp thụ P từ bột cá của tôm thẻ chân trắng lên đến 46,5%, nhưng thực tế một số bột cá tương đối giàu khoáng nhưng khoáng hữu dụng lại rất thấp. pH trong dạ dày tôm thường nằm trong khoảng 7,0-8,0, vì vậy khả năng hấp thụ CaHPO₄và Ca₃(PO₄)₂trong thức ăn của tôm là rất kém.

6. Những vấn đề về khoáng khi nuôi tôm ở độ mặn thấp

Tôm thẻ chân trắng L. vannameilà loài rộng muối, có thể sống được ở độ mặn dao động từ 0-50‰, thích hợp nhất là từ 10-25‰. Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng khi tôm thẻ chân trắng được nuôi ở độ mặn thấp (5-15‰) sẽ tăng trưởng nhanh hơn hơn độ mặn cao. Nguyên nhân tại sao độ mặn thấp là thích hợp cho sự sinh trưởng của tôm là sự liên quan đến sự trao chất protein. Khi sống trong môi trường có độ mặn thấp, tôm bị bắt buộc sử dụng tổng acid amin tự do (free amino acid pool) (FAAP) để bù vào sự thay đổi thể tích tế bào. Hơn nữa, khi nuôi tôm ở nồng mặn thấp, khẩu phần ăn của tôm cần phải giảm hàm lượng carbohydrate (CHO). Sự điều hòa áp suất thẩm thấu của tôm trong môi trường này có liên quan đến protein trong thức ăn và hàm lượng protein trong máu.

Ở đồng bằng sông Cửu Long, nhiều hộ nuôi sử dụng nước ngầm để pha với nước biển để giảm độ mặn. Khi sử dụng nước ngầm để nuôi tôm sẽ có một số vấn đề sau: nước ngầm thường có hàm lượng DO thấp, và hàm lượng Mn và Fe cao. Trong môi trường có oxy thấp thì Mn và Fe thường ở dạng khử. Nếu sử dụng nước ngầm trực tiếp, sự kết tủa của các muối kim loại có thể ảnh hưởng đến mang tôm, gây stress hoặc gây chết tôm. Tuy nhiên, nếu được ngầm được xử lý, sau khi bơm, được sục khí mạnh, những kim loại Mn và Fe sẽ bị oxy hóa thành dạng phức đối với các chất oxy hóa, hydroxyl và carbonate. Mn bị oxy hóa thành MnO₂và Fe thành Fe(OH)₃kết tủa, lúc này nước mới được xem là an toàn đối với tôm. Tuy vậy, sự thiếu hụt về hàm lượng K và Mg trong nước ngầm có thể xảy ra và phải được điều chỉnh. Mặt khác, sự khác biệt về thành phần ion trong nước ngầm và nước biển rất khác nhau, do đó cần cẩn thận khi sử dụng nước ngầm. Trong nước biển tự nhiên, tỉ lệ Ca:Mg thường là 1:3,4 nhưng trong nước ngầm có thể lên đến 10:1. Sự không cân bằng này có thể ảnh hưởng đến sự điều hòa thẩm thấu và là một trong những nguyên nhân gây ra hội chứng co cơ ở tôm (Hình Ảnh).

Nên nhớ rằng, thành phần và tỉ lệ ion trong nước quan trọng hơn độ mặn của nước. Điều này được minh chứng khi sử dụng muối ăn NaCl pha loãng thì không thích hợp cho nuôi tôm tại bất kỳ độ mặn nào. Nếu độ mặn đủ, các ion Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺là rất quan trọng để cho tôm có thể sống được. Trong những ion này có thể bị thiếu nhưng thiếu K⁺là có thể ảnh hưởng nghiêm trọng hơn. Tỉ lệ Ca:K trong nước biển là 1:1. Đối với những ao nuôi có tỉ lệ Ca:K cao, việc bổ sung K vào trong nước để giảm tỉ lệ xuống là rất cần thiết. Về nguyên tắc, nước được xem thích hợp cho nuôi tôm thẻ là:

·       Độ mặn phải trên 0,5‰

·       Hàm lượng Na⁺, Cl^-, và K⁺phải giống như nước biển pha loãng ở cùng độ mặn, tỉ lệ giữa Ca:K, Mg:Ca, Na:K phải không thay đổi so với nước biển tự nhiên (Bảng 2).

·       Hàm lượng Ca cao và độ kiềm phải trên 75 mgCaCO₃/L.

Hình Ảnh: Hội chứng co cơ ở tôm

Bảng 2: Thành phần của nước ngầm bị nhiễm mặn, nước nước biển pha loãng và nước biển tự nhiên

7. Sự giảm sút khoáng đa lượng trong nước trong quá trình nuôi

Sau thời gian nuôi, K⁺mà Mg²⁺trong nước bị giảm sút do nhiều nguyên nhân như rò rĩ, phơi đáy ao, và sự hấp thụ của đất. Thêm vào đó, keo khoáng, các hạt sét cũng hấp thụ rất mạnh các ion hòa tan của của khoáng. Sự trao đổi K⁺trong nước và đất ít xảy ra trong ao mới đào và nuôi vụ đầu tiên hơn là những ao cũ, lâu năm. Đất có thể hấp thụ 25,8% hàm lượng K⁺trong nước. Trong khi đó, 98% lượng Mg²⁺trong nước bị mất đi do quá trình hấp thụ của lớp bùn đáy ao.

8. Phương pháp ước lượng hàm lượng thành phần ion trong nước ao nuôi có độ mặn thấp

Để ước lượng, đầu tiên ta phải biết được thành phần ion của nước biển tự nhiên (Bảng 3)

Bảng 3: Thành phần khoáng đa lượng trong nước biển 34‰

Trong đó: Tỉ lệ:Ca:K = 1:0,95;         Mg:Ca = 3,4:1;           Na:K = 28:1  

Ví dụ: Nước biển độ mặn 34‰ có hàm lượng K⁺là 380 mg/L. Vì vậy ở nước biển pha loãng 4‰ thì yêu cầu hàm lượng K⁺phải là 43 mg/L (380/35 × 4).

Cách khác, dựa vào Bảng 4ta có thể tính toán các ion theo công thức sau:

Nồng độ ion X (mg/L) = Độ mặn × Số nhân đối với ion X

Bảng 4: Nhân tố và yêu cầu về cân bằng ion ở các độ mặn khác nhau khi pha loãng nước biển

Ví dụ: Nếu nước có độ mặn 4‰ thì có 46,4 mg/L Ca²⁺(4‰ × 11,6); 156,4 mg/L Mg²⁺(4‰ × 39,1); 42,8 mg/L K⁺(4‰ × 10,7). Sau khi xác định các ion trong ao, nếu nước thiếu K và/hoặc Mg thì có thể bổ sung bằng một số sản phẩm nông nghiệp hoặc công nghiệp có thể hoàn thiện về cân bằng hàm lượng ion trong nước.

Bảng 5: Một số muối khoáng đa lượng được dùng trong việc bổ sung vào trong nước