Xuyên suốt lịch sử, con người đã thấu hiểu điều này và sáng tạo ra những hệ thống thay cho phương thức độc canh (monoculture) mà trong đó chất thải từ một loài có thể làm lợi cho loài khác.
Có thể thấy rõ điều đó trong mô hình aquaponics: dinh dưỡng trong chất thải của cá có thể được tận dụng để làm giàu cho nguồn nước nơi cây đang sinh trưởng. Tới lượt cây sẽ giúp loại bỏ các hợp chất hòa tan, giữ cho nước sạch để có thể tái sử dụng. Sự xoay vòng của việc canh tác cùng lúc hai loài và coi dinh dưỡng là phó sản (co-product) chứ không phải chất thải sẽ giúp làm tăng hiệu suất khi sản xuất được lượng thực phẩm nhiều hơn trên cùng một đơn vị đầu vào, đồng thời cho phép hai bên hỗ trợ nhau.
Trong khi aquaponics đang có được chỗ đứng tại Bắc Mỹ, thể hiện qua sự mở rộng gần đây của Springworks Farms và Upward Farms thì việc triển khai một hệ thống thủy sinh mở hơn – mang tên IMTA – mới chỉ đang dò dẫm ở phương Tây.
IMTA là gì?
Tiến sĩ Thierry Chopin, hiện đang làm việc với Chopin Coastal Health Solutions & Magellan Aqua Farms ở Canada là người đã đặt ra thuật ngữ IMTA vào năm 2003-2004, mặc dù đã nghiên cứu về chủ đề này từ năm 1995.
Theo định nghĩa của ông, IMTA là sự kết hợp, theo tỷ lệ và quy mô tương ứng, của việc nuôi trồng các loài ở hai cấp trong chuỗi thức ăn trở lên, dựa trên những chức năng sinh thái bổ túc của chúng, chẳng hạn các loài ăn thức ăn (VD: cá vây), loài ăn dưỡng chất hữu cơ dạng hạt (VD: nhuyễn thể, thân mềm, cá ăn thực vật,…), và loài ăn dưỡng chất vô cơ hòa tan (VD: đại tảo, vi tảo và thực vật).
Điều này, theo TS. Chopin có thể mang lại lợi ích to lớn cho cả môi trường lẫn người canh tác.
Các loài rong biển đặc biệt hữu ích trong việc cung cấp oxy và hấp thu dưỡng chất, đặc biệt là nitơ hòa tan, phốtpho và carbon. Vì thế rong biển có thể trở thành một đề xuất hấp dẫn cho những khu vực ven biển đang chịu tác động của hiện tượng axit hóa. Không chỉ mang lại sinh kế cho người dân ven biển, các loài rong thực sự còn bù đắp cho hệ sinh thái và góp phần cải thiện chất lượng nước trong khu vực mà chúng được trồng. Nhuyễn thể là loài ăn lọc và cũng giúp làm trong nước thông qua quá trình lọc bỏ hạt và sinh vật phù du. Việc nuôi những loài này thậm chí còn cung cấp nơi cư trú cho nhiều cư dân khác của đại dương.
Nhờ sự tham gia vào quá trình khử cacbon – cực kỳ quan trọng đối với Trái đất, cùng sự chuyển dịch chế độ ăn theo hướng tiêu thụ các nguồn thức ăn thủy sinh cacbon thấp bền vững, IMTA hứa hẹn sẽ giúp nhân loại đối phó với nguy cơ mất an ninh lương thực, giảm thiểu phát thải nhà kính và dấu ấn cacbon từ những hệ thống chăn nuôi trên cạn. Điều này sẽ góp phần đáng kể vào việc xoa dịu tình trạng biến đổi khí hậu.
Cần điều chỉnh các quy định
“Ở Canada có một quy định lâu đời, yêu cầu việc canh tác một loài phải được thực hiện cách xa các loài khác ít nhất 125m. Tại Na Uy, khoảng cách này có thể là 1 hay thậm chí 5 km, tùy theo từng khu vực,” TS. Chopin lý giải. Ông đã vận động chính phủ Canada trong suốt gần một thập kỷ để thay đổi điều này.
“Trong 8 năm, Cơ quan Thanh tra Thực phẩm Canada (CFIA) đã kiểm chứng sản phẩm tảo bẹ và vẹm trong mô hình IMTA của chúng tôi để tìm kiếm các hóa chất tồn dư, kim loại nặng (bao gồm cả thủy ngân), asen, thuốc trừ sâu, PCB và vi khuẩn. Tất cả những thông số này đều nằm dưới mức cho phép của CFIA, FDA (Hoa Kỳ) và Chỉ dẫn Châu Âu (European Directives) về an toàn thực phẩm. Điều này cũng tương tự với vi khuẩn. Chúng tôi không hề phát hiện thấy vi khuẩn E. coli và các mầm bệnh gây hại khác trên các mẫu,” TS. Chopin cho biết.
Kết quả cũng đồng nghĩa với việc quy định cuối cùng cũng được thay đổi để cấp phép IMTA trong vùng biển của Canada.
“Rong biển cần đầu vào. Đó là dưỡng chất trong nước. Chẳng hạn, nếu bạn đang nuôi cá hồi tại vịnh thì đó có thể là nguồn cung cấp dưỡng chất cho rong biển. Các cơ quan quản lý nên nhìn xa hơn việc chỉ quản lý riêng từng loài và cần hiểu về tất cả những loại hình tương tác [giữa các loài] lẫn kỹ thuật nuôi trồng kết hợp trong một vùng nước theo cách tiếp cận quản lý dựa trên hệ sinh thái,” TS. Chopin nói.
Thử nghiệm IMTA tại Mỹ và châu Âu
TS. Kyla Orr hiện đang đưa IMTA vào triển khai tại một trại nuôi cá hồi thương phẩm ngoài khơi bờ biển Tây Scotland để trồng rong biển cung cấp cho công ty KelpCrofting LLC. Cô còn hợp tác cùng một dự án nghiên cứu bậc tiến sĩ tại Đại học Stirling để khảo cứu chất lượng nước, lớp trầm tích và đặc tính sinh học tại các địa điểm để hiểu rõ hơn về những tác động cục bộ từ mô hình này, cũng như định lượng nguồn dưỡng chất được hấp thụ và sự hồi phục [sinh thái] đang diễn ra.
Dự án này sẽ giúp các cơ quan quản lý trong vùng hiểu được về những lợi ích và chấp nhận IMTA như đối với aquaponics. Rong biển thu hoạch từ hệ thống IMTA đang được xét nghiệm vi khuẩn gây bệnh trước khi được đưa về đất liền, chế biến và phân phối. Nhưng trở ngại lớn nhất mà cô lưu tâm chính là thị trường.
“Các trại nuôi cá hồi trước đây thường có hồ sơ báo chí không quá đẹp khiến mọi người dễ có ấn tượng tiêu cực. Tất cả những gì mà chúng tôi có thể làm là cần phải thật kỹ lưỡng và minh bạch trong quá trình thử nghiệm rồi để mọi người tự kiểm chứng. Chúng tôi đang đồng hành với đường cong học tập cùng nhận thức của công chúng,” Orr nói. Kết quả đến nay cho thấy chưa có bất cứ rủi ro nào với tảo bẹ nuôi gần trại.
TS. Michael Chambers tại Phòng Thí nghiệm Duyên hải thuộc ĐH. New Hampshire cũng đang triển khai một mô hình ITMA mang tên Aquafort ở ngoài khơi bờ biển Portsmouth, New Hampshire. Tại đây, cá hồi vân (steelhead trout) được nuôi cùng với vẹm và rong biển. Cá lớn đạt trọng lượng khoảng 2kg ở vùng nước chảy xiết thuộc cửa sông Piscataqua, từ tháng 10 năm trước đến khoảng tháng 6, 7 năm sau. Rong biển cũng có lịch trình phát triển gần như tương tự.
TS. Chambers đang sáng tạo một mô hình cho những người canh tác đại dương có thể phát triển mạnh mẽ hơn trong tương lai trên thị trường.
“Khi kết hợp nuôi nhiều loài, người canh tác có thể chiếm được thị phần trên nhiều thị trường với những lịch trình thu hoạch khác nhau, và tạo ra một mô hình kinh doanh linh hoạt hơn,” ông lưu ý.
“Aquafort thậm chí còn đóng vai trò như một thỏi nam châm thu hút các loài động vật và đại tảo khác,” TS. Chambers nói.
Điều thú vị là sự phong phú của nhiều loài ở những cấp khác nhau trong chuỗi thức ăn tại vùng biển New Hampshire đã giúp hoạt động thử nghiệm của Chambers được cấp phép dễ dàng hơn.
“Ban đầu, chúng tôi đã gặp khó khăn khi xin giấy phép nuôi cá hồi ở đây do mối lo ngại về nguy cơ phì dưỡng. Chỉ sau khi bổ sung thêm rong biển và vẹm, đồng thời nhấn mạnh khả năng tận dụng các chất dinh dưỡng, dự án của chúng tôi mới được phê chuẩn,” ông giải thích.
Tìm kiếm sự cân bằng
Mọi thứ trên đời đều cần sự cân bằng. Mặc dù việc trồng rong biển nổi tiếng là “không có hoặc cần rất ít đầu vào”, cũng như chỉ làm lợi cho hệ sinh thái, nhưng đó mới chỉ là một phần của câu chuyện. Rong biển hiện đang được trồng với mật độ cao ở một vài nơi trên thế giới (99,5% tại 9 quốc gia và vùng lãnh thổ Châu Á) khiến dưỡng chất trong nước cạn kiệt và ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của cả hệ sinh thái. Có đề xuất cho rằng các vịnh và vùng nuôi trồng thủy sản nên được nghỉ ngơi (bỏ hoang một vài năm) để phục hồi. Việc chuyển từ thái cực này sang thái cực khác không thể là giải pháp tốt.
“Quá nhiều thứ tốt hiện diện cùng lúc (chẳng hạn tảo biển và thân mềm) cũng có thể gây hại. Tất cả các sinh vật đều ăn thứ gì đó và thải ra thứ khác. Không có loại thức ăn nào sinh ra mà không cần đầu vào, cũng như ‘không bữa trưa nào miễn phí’”, TS. Chopin nhận định.