Giới thiệu
Tôm thẻ chân trắng được nuôi truyền thống ở các vùng nước ven biển hoặc cửa sông với độ mặn dao động từ 15 đến 40 ‰. Tuy nhiên, do nhiều lý do xã hội và kinh tế khác nhau, việc nuôi tôm thẻ chân trắng hiện đang được thực hiện ở cả những nơi mà nước có độ mặn từ thấp đến trung bình (0 đến 10 ‰) lấy từ cống thủy lợi, sông, ... Thêm vào đó lượng nước sử dụng trong quá trình nuôi cũng dần giảm đi do nhiều lý do, trong đó nguyên nhân chủ yếu do lo ngại sự xâm nhập của nhiều loại mầm bệnh có thể gây thiệt hại lớn vào ao nuôi từ nguồn nước cấp.
Tôm thẻ chân trắng là loài tôm biển có đặc điểm sinh lý rộng muối, nghĩa là chúng có thể sống trong môi trường có độ mặn rất khác nhau từ 0 – 40 ‰. Trong điều kiện tự nhiên vấn đề độ mặn của môi trường sống rất thấp thường không ảnh hưởng đến sự phát triển của tôm thẻ chân trắng vì mật độ của chúng ở nơi đó là rất thưa và trong đó có đầy đủ thức ăn tự nhiên chúng ưa thích. Thêm vào đó, tôm cũng có thể di chuyển đến những nơi có điều kiện sống thích hợp hơn. Tuy nhiên, khi bị nuôi nhốt trong ao, tôm phải phụ thuộc hoàn toàn vào môi trường nước ao và thức ăn chúng được cho ăn. Trong điền kiện như vậy, đặc biệt là những nơi có độ mặn nước trên sông, kênh rạch sâu trong đất liền, độ mặn nước trong ao là rất thấp (vài phần ngàn ‰) tôm nuôi sẽ bị thiếu khoáng chất. Sự thiếu hụt khoáng chất trong thời gian dài sẽ làm cho tôm giảm tăng trưởng, mềm vỏ, cong thân, đục cơ, thậm chí chết, giảm tỷ lệ sống, giảm sức đề kháng với các loại mầm bệnh, khả năng chống chịu với sự biến động của môi trường giảm và cuối cùng sản lượng thu hoạch bị suy giảm đáng kể. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến kết quả vụ nuôi.
Do nuôi tôm ở vùng nước mặn thấp, các hệ thống nuôi có thể gặp nhiều vấn đề khó khăn khác nhau. Các phương thức nuôi được áp dụng ở các vùng ven biển hoặc cửa sông không thể áp dụng cho các vùng nước có độ mặn thấp. Nhìn chung, tôm cần nước có thành phần ion khoáng của các vùng nước ven biển, nơi sinh sống tự nhiên của chúng. Vì quá trình nuôi được thực hiện trong các vùng nước có nhiều mức muối khoáng clorua khác nhau, sinh lý chung của tôm bị thay đổi rất nhiều, ảnh hưởng đến khả năng sống sót, tăng trưởng và chức năng điều hòa thẩm thấu của tôm. Do vậy việc bổ sung khoáng chất cho tôm thẻ chân trắng nuôi trong ao có độ mặn thấp cần phải được thực hiện thường xuyên suốt vụ nuôi nhằm giúp tôm phát triển tốt, nâng cao tỷ lệ sống và tăng lợi nhuận của vụ nuôi.
Độ mặn của nước ao nuôi và khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu của tôm
Điều hòa áp suất thẩm thấu ở động vật giáp xác là một chức năng sinh lý quan trọng trong quá trình thích nghi của chúng với những thay đổi của môi trường. Khả năng điều hòa thẩm thấu được kích hoạt khi có sự khác biệt giữa độ thẩm thấu của huyết thanh của máu và độ thẩm thấu của môi trường. Khả năng điều hòa thẩm thấu của tôm thẻ chân trắng giảm dần một cách tự nhiên khi tôm dần đạt đến giai đoạn trưởng thành. Ấu trùng tôm có khả năng điều hòa thẩm thấu tốt nhất. Hoạt động điều hòa thẩm thấu là một hoạt động tiêu tốn năng lượng. Tôm cũng phải mất rất nhiều năng lượng dự trữ trong cơ thể cho hoạt động này. tôm thẻ chân trắng có thể đạt được tỷ lệ sống và tăng trưởng tối ưu trong môi trường nước có độ mặn từ 20 đến 26 ‰. Nếu sống trong môi trường có độ mặn cao tôm phải sử dụng năng lượng để duy trì áp suất thẩm thấu của máu cao. Tương tự như vậy, trong môi trường độ mặn thấp tôm cũng phải sử dụng năng lượng để duy trì áp suất thẩm thấu của máu thấp.
Ở giáp xác, hầu hết ammonium được bài tiết là sản phẩm của quá trình dị hóa axit amin. Các nghiên cứu cho thấy rằng ammonium được tôm tạo ra nhiều nhất ở độ mặn 32 ‰, thấp nhất ở 26 ‰ và mức trung bình ở 20 ppt. Do vậy tôm sẽ bài tiết ammonia cao hơn khi ở độ mặn 15 ‰ so với khi được nuôi ở 40 ‰. Sự gia tăng bài tiết các hợp chất nitơ ở tôm thẻ chân trắng nhằm thích nghi với độ mặn thấp là do sự gia tăng sự dị hóa của các axit amin liên quan đến việc điều chỉnh áp suất thẩm thấu của máu. Bằng cách tăng bài tiết ammonium, quá trình hấp thu natri xảy ra thông qua bơm trao đổi Na + / NH4 + để duy trì nồng độ thẩm thấu của máu. Sự thích nghi này làm cho tôm mất năng lượng dẫn đến tăng trọng và tỷ lệ sống thấp hơn. Một số tác giả đã liên kết điểm đẳng tích, áp suất thẩm thấu của máu và môi trường tương đương nhau mà không cần đến sự điều chỉnh, với các điều kiện tối ưu cho sự phát triển của tôm thẻ chân trắng.
Tầm quan trọng của khoáng chất
Khoáng chất có nhiều chức năng sinh lý và rất cần thiết trong việc duy trì áp suất thẩm thấu và điều chỉnh độ pH, duy trì sự cân bằng axit-bazơ máu và nước tiểu. Chúng cũng là thành phần quan trọng của vỏ chitin, mô mềm, enzym, vitamin, hormone, sắc tố và cần thiết cho sự co cơ và truyền các xung thần kinh. Canxi (Ca) và Magie (Mg) được coi là rất quan trọng đối với quá trình lột xác và hình thành vỏ mới. Tỷ lệ Na: K và Mg: Ca đóng vai trò quan trọng trong chức năng sinh lý khác nhau.
Vỏ chitin của hầu hết các loài giáp xác chứa khoáng chất chủ yếu là CaCO3 và một lượng nhỏ magiê, phốt pho và lưu huỳnh. Khoảng 99 % tổng thành phần vô cơ của bộ xương ngoài chitin rất khác nhau giữa các loài, vị trí trên cơ thể và giai đoạn của chu kỳ lột xác. Thành phần vô cơ của thức ăn tôm hay còn được gọi là chất tro bao gồm loại khoáng chất, trong đó có bảy khoáng chất cần thiết với hàm lượng lớn hơn so với 15 loại khoáng khác được yêu cầu ở hàm lượng rất nhỏ nên còn được gọi là khoáng đa lượng và khoáng vi lượng. Khoảng 22 khoáng chất, cả đa lượng và vi lượng, đã được tìm thấy cần thiết cho tôm. Canxi, phốt pho, kali, natri, clorua, magiê và lưu huỳnh được coi là các nguyên tố khoáng đa lượng trong khi sắt, kẽm, đồng, mangan, niken, coban, molypden, selen, crom, iốt, flo, thiếc, silic, vanadi và asen là các nguyên tố khoáng vi lượng. Một số khoáng chất được xác định là cần thiết cho tôm là canxi, phốt pho, magiê, kali, sắt, kẽm, đồng, iốt và selen.
Mặc dù khoáng chất rất quan trọng nhưng việc nghiên cứu nhu cầu khoáng của tôm lại chưa nhiều . Có lẽ do thực tế là tôm sống trong môi trường nước và có thể đáp ứng một phần yêu cầu của nó từ môi trường nước chúng sống và thức ăn chúng ăn. Tôm biển sống trong môi trường ưu trương và liên tục “uống” một lượng nhỏ nước, do đó nhu cầu về khoáng chất như canxi của chúng được đáp ứng một phần. Ngược lại, tôm nước ngọt uống ít hoặc không uống nước. Phốt pho, không có nhiều trong nước biển và phải hấp thu từ thực phẩm ăn vào. Do đó, nhu cầu khẩu phần của tôm đối với một số khoáng chất sẽ phụ thuộc vào lượng của khoáng đó có trong môi trường nước.
Tôm cần nguồn khoáng chất trong thức ăn để tăng trưởng vì quá trình lột xác lặp đi lặp lại làm khoáng chất bị mất đi. Khoáng chất hữu dụng, dạng khoáng tôm có thể hấp thụ và biến dưỡng được, đối với tôm phụ thuộc vào nguồn thức ăn và dạng khoáng được ăn vào, lượng dự trữ trong cơ thể, sự tương tác của các yếu tố khác có trong đường tiêu hóa và các mô cơ thể và tương tác khoáng chất với các thành phần hoặc chất chuyển hóa khác trong khẩu phần ăn. Các gốc mang một nguyên tố hydro, muối vô cơ hòa tan hoặc muối hữu cơ sinh học phải được cung cấp trong khẩu phần ăn của tôm. Sự hấp thụ phốt pho và canxi phụ thuộc vào sự hiện diện của acid chlorhydric do dạ dày tiết ra.
Yêu cầu về khoáng chất đối với nuôi tôm
Ngoài các thông số cơ bản về chất lượng nước, thành phần khoáng chất có trong nước cũng rất quan trọng trong nuôi tôm thẻ chân trắng. Nhu cầu khoáng thực tế rất khó định lượng do sự thay đổi trong tỷ lệ và thành phần ion khoáng của nước ao. Hàm lượng khoáng chất hữu dụng sẽ là một hàm số của nồng độ của chúng trong nước. Nói chung, mức độ khoáng chất trong nước ao phải tương tự hoặc ít hơn mức độ trong nước biển được pha loãng đến cùng độ mặn. Tuy nhiên, đặc tính nước ao của ngay cả những ao có vị trí rất gần nhau cũng sẽ không hoàn toàn giống nhau. Kết quả nghiên cứu cho thấy tôm post (PL) sống sót tốt hơn trong môi trường nước có độ mặn trên 4 ‰ so với 2 ‰. Tuy nhiên, tỷ lệ sống thay đổi tùy theo các hàm lượng khoáng chất khác nhau như Natri (Na +), Potasium (K +), Magie (Mg 2+), Canxi (Ca2 +), Clorua (Cl-) và Sulphate (SO4 2-) tồn tại trong hệ thống nuôi. Bất kỳ một trong các khoáng chất trên thiếu hụt đều dẫn đến khả năng sống và tăng trưởng kém.
Kali (K +) là ion dương nội bào chính cần thiết cho chức năng điều hòa các ion khác trong cơ thể, cân bằng axit-bazơ và quá trình biến dưỡng cơ bản. K + rất quan trọng đối với sự hoạt hóa Na + / K + ATPase. Đây là một loại enzyme trong màng sinh chất của tất cả các tế bào động vật có chức năng bơm đẩy Na và K qua lại màng tế bào qua đó điều chỉnh thể tích nội bào. Hoạt động của enzym này liên quan trực tiếp đến nồng độ K +. Khi K + không đủ sẽ ảnh hưởng đến khả năng điều hòa áp suất thẩm thấu một cách hiệu quả. Sự mất cân bằng giữa nồng độ K + và Na + trong máu có thể gây chết tôm.
Nồng độ K + thấp trong nước ao có tác động tiêu cực đến tỷ lệ sống của tôm. Các thí nghiệm hạ độ mặn cho tôm post 18-28 từ 36 ‰ xuống độ mặn 4 ‰ trong 48 giờ cho thấy nếu bổ sung muối K + vào nước sẽ nâng tỷ lệ sống lên thêm 20% so với nếu không bổ sung. Điều này cho thấy nhu cầu về kali trong nước cho sự tồn tại của tôm.
Các nghiên cứu khác đã báo cáo rằng trong điều kiện độ mặn thấp, khẩu phần chứa K + dạng chelate hóa hỗ trợ tốc độ tăng trưởng cao hơn so với khẩu phần cơ bản khi thử nghiệm với tôm cỡ 0,5 gam. Điều này cho thấy lợi ích của việc bổ sung và việc bổ sung như vậy là cần thiết ở những vùng nước có độ mặn thấp.
Kali và magiê là những cation cần thiết cho sự phát triển, tồn tại và điều hòa thẩm thấu của động vật giáp xác. Mg2 + là cation nhiều thứ hai trong tế bào. Kim loại này hoạt động như một thành tố trong nhiều phản ứng enzym quan trọng đối với hoạt động bình thường của sinh vật. Nó tham gia vào quá trình điều hòa, tổng hợp protein và tăng trưởng. Mg2 + cũng rất cần thiết trong quá trình chuyển hóa ở mô da tạo vỏ chitin và dẫn truyền thần kinh điều khiển hoạt động của cơ. Khi thiếu Mg2 +, enzyme Na + / K + ATPase không thủy phân được ATP và vì vậy sẽ tôm không điều hòa được áp suất thẩm thấu.
Tỷ lệ ion của khoáng chất trong nước
Trong nước biển bình thường, hàm lượng của các ion chính natri, magiê, canxi và kali tương ứng là 10.500, 1.350, 400 và 380 mg/L và tỷ lệ natri: magiê: canxi: kali là 27: 3: 1: 1. Tỷ lệ ion khoáng trong nước nói chung có tác động lớn hơn đến sức khỏe của tôm so với độ mặn. Nồng độ khoáng ion trong nước có độ mặn thấp không chỉ đơn giản là do nước biển pha loãng. Natri và kali đều mang một gốc muối điện tích âm duy nhất và sự hấp thụ kali của tôm có thể bị ảnh hưởng bởi nồng độ natri và ngược lại. Việc tôm hấp thụ magiê và canxi tương tự cũng có thể suy luận tương tự như vậy. Hơn nữa, tôm hấp thụ các ion qua mang của chúng trên cơ sở nồng độ mol thay vì nồng độ tính thể theo trọng lượng có trong một thể tích. Nồng độ mol của một ion dương chính là nồng độ của nó tính bằng gam trên lít chia cho khối lượng nguyên tử của nó (natri, 23 gam; kali, 39,1 gam; canxi, 40,08 gam; magiê, 24,31 gam). Tỷ lệ nồng độ mol của bốn ion này trong nước biển bình thường là khoảng 46: 6: 1: 1. Tỷ lệ mol natri: kali = 47,1 và mol canxi: magiê = 0,018 trong nước biển được cho là lý tưởng trong các ao nuôi tôm có độ mặn thấp. Trong khi natri (Na) và kali (K) quan trọng đối với chức năng điều hòa, canxi (Ca) và magiê (Mg) rất quan trọng đối với quá trình lột xác và hình thành vỏ mới.
Nói chung, mức độ khoáng chất trong nước ao có độ mặn thấp cần phải tương đương với mức độ và tỷ lệ ion có trong nước biển. Việc bổ sung các khoáng chất quan trọng có thể không có hiệu quả như mong muốn do sự hấp thụ khoáng của đáy ao, sự rửa trôi, thất thoát nước, hoặc bị pha loãng bởi lượng mưa lớn. Do đó, điều quan trọng là phải thường xuyên thực hiện phân tích thành phần ion khoáng trước khi thả tôm vào ao và trong suốt thời gian nuôi. Thành phần và tỷ lệ ion khoáng của nước nuôi có độ mặn thấp phải tương đương với nước biển thì mới duy trì tốt các chức năng sinh lý bình thường ở tôm.
Nuôi tôm thẻ chân trắng ở các vùng nước có độ mặn thấp phải sẽ gặp nhiều bất lợi do thiếu hụt khoáng chất. Thành phần ion của những vùng nước này thường thiếu một số khoáng chất quan trọng, bao gồm kali (K +) và magiê (Mg2 +). Ao thường phải được bổ sung Kali và Magiê hai hoặc ba lần trong thời gian nuôi thương phẩm từ 100 đến 160 ngày. Tỷ lệ nồng độ Mg: Ca cần được duy trì ở tỷ lệ 3: 1 nhằm giúp tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng và sản lượng tốt hơn.
Tỷ lệ ion của natri trên kali (Na: K) và magiê trên canxi (Mg: Ca) trong nước đóng một vai trò quan trọng trong các chức năng sinh lý. Các tỷ lệ ion này quan trọng hơn độ mặn tổng thể của nước. Tỷ lệ ion của các khoáng chất này không phù hợp có thể dẫn đến giảm khả điều hòa áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng bất lợi đến sự tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm. Tỷ lệ Na: K và Mg: Ca tốt nhất nên là 28: 1 và 3,4: 1 (tỷ lệ khối lượng được biểu thị bằng g / L hoặc mg / L). Tỷ lệ ion Ca: K, khoảng 1: 1 trong nước biển, cũng nên được duy trì trong nước có độ mặn thấp. Mặc dù tất cả các khoáng chất đều quan trọng nhưng K và Ca thường cần được kiểm tra và tỷ lệ bằng nhau của hai loại khoáng này (1:1) cần được duy trì trong quá trình nuôi thông qua việc thay đổi mức độ ion khoáng trong thức ăn hoặc trong nước. Ở những vùng nước có tỷ lệ Ca: K và Na: K cao, việc bổ sung K để giảm các tỷ lệ này ở những vùng nước có độ mặn thấp sẽ làm tăng tốc độ tăng trưởng của tôm. Tương tự, tỷ lệ Mg: Ca: K phải gần 3: 1: 1 (tỷ lệ khối lượng) và tỷ lệ Cl: Na: Mg gần với 14: 8: 1 (tỷ lệ khối lượng).
Khi các tỷ lệ ion này được duy trì, nước có độ mặn thấp sẽ thích hợp để nuôi tôm thẻ chân trắng, miễn là mức canxi cao (> 30 mg/L) và độ kiềm trên 75 mg/L. Nước có độ mặn thấp nếu được bổ sung thêm kali và magiê sẽ nuôi được tôm thẻ chân trắng. Tuy nhiên nếu tổng độ kiềm nhỏ hơn 50 mg/L (61 mg/L bicarbonate) tôm sẽ khó lột xác. Đây là yêu cầu tối thiểu về nồng độ của một số hoặc tất cả các khoáng chất quan trọng. Nồng độ tối thiểu của các ion quan trọng có thể tính bằng cách nhân hệ số của ion với độ mặn (ppt) của nước có độ mặn thấp (Bảng 1 dành cho nước có độ mặn thấp là 5 ‰).
Bảng 1. Các hệ số ion khoáng để ước tính nồng độ các ion riêng lẻ ở mức chấp nhận được đối với nuôi tôm ở vùng nước có độ mặn thấp. Ví dụ: nồng độ cần thiết của các ion khoáng ở độ mặn 5 ppt
