Vi khuẩn quang hợp làm sạch ao nuôi tôm, cá

Thoạt nhìn, chiếc lọ chứa dung dịch màu đỏ trên tay anh Nguyễn Hà Minh Quân - Giám đốc điều hành Công ty TNHH IBAS - trông không có vẻ gì đặc biệt, ngoài việc nó có một mùi rất đặc trưng như mùi trứng thối. “Đó là lý do người nông dân gọi đây là vi sinh thối”, anh hài hước chia sẻ tại hội thảo giới thiệu “Hệ thống sản xuất vi khuẩn quang hợp (Photosynthetic Bacteria - PSB) tại chỗ quy mô công nghiệp” do Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ TP.HCM vào tuần trước.

Loại vi sinh thối đó thực chất chính là vi khuẩn quang hợp (Photosynthetic Bacteria - PSB), vi khuẩn có khả năng tổng hợp thức ăn bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trờI và sử dụng các nguồn dinh dưỡng như CO2 hoặc sinh trưởng quang dị dưỡng với các chất hữu cơ làm nguồn carbon. Vi khuẩn quang hợp khác với vi khuẩn lam ở chỗ chúng không có chất diệp lục để hấp thụ ánh sáng mà chúng chứa chất diệp lục khuẩn, có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn hơn chất diệp lục.

Song loại vi khuẩn này có gì đặc biệt để anh Nguyễn Hà Minh Quân xem là “giải pháp làm sạch môi trường ao nuôi tôm, cá”? “Rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng nguyên nhân gây ô nhiễm ao nuôi là từ các hoạt động của quá trình chăn nuôi thủy hải sản. Chất thải từ vật nuôi, thức ăn dư thừa, các hóa chất tích tụ ở đáy tạo thành lớp bùn ô nhiễm, phân hủy thành các chất như sulfide, ammonia, khí metan,… trong đó sulfide, NH3, NO2 là chất gây hại trực tiếp cho vật nuôi làm giảm năng suất, thậm chí là các tác nhân chính gây tử vong nhanh cho tôm, cá…”, anh giải thích.

Khi muốn làm sạch nguồn nước nuôi tôm, cá, người nông dân thường nghĩ ngay đến việc hút xi phông đáy, thay nước, và sử dụng hóa chất tẩy khử trùng. “Nhưng đó đều chỉ là những giải pháp mang tính nhất thời, nó không giải quyết rốt ráo được vấn đề sâu xa nhất, đó là chúng ta chưa thể cung cấp ao nuôi một môi trường bền vững, sạch sẽ”, anh Quân nhận định sau quãng thời gian làm việc với người nông dân.

Theo anh, chế phẩm PSB sẽ giúp giải quyết được vấn đề này. Không giống như thực vật, tảo và vi khuẩn lam, vi khuẩn quang hợp sử dụng hydro (H2), hydro sunfua (H2S) hoặc lưu huỳnh (S) làm chất cho điện tử. Chúng có tác dụng kiểm soát khí độc trong ao nuôi như hạ ammonia (NH3), giúp tôm tăng trọng tốt hơn, làm giảm hệ số FCR đáng kể khoảng 30%, làm sạch chất lượng nước và tăng khả năng hòa tan oxy (DO).

Vi khuẩn trong chế phẩm PSB thường gặp hiện nay là các loài Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus, Rhodovulum sulfidophilum, Rhodobacter sphaeroid, Phodospririllum rubrum, Thiobacillus sp. Cụ thể, chia sẻ trên UV-Việt Nam, theo PGS.TS Phạm Thị Tuyết Ngân, Khoa Thủy sản, trường Đại học Cần Thơ, tác dụng có lợi của chế phẩm PSB là do sự sinh sản nhanh chóng của vi khuẩn quang hợp có trong chế phẩm đã hạn chế được sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh khác trong ao nuôi. Do vậy, sử dụng vi khuẩn quang hợp có thể kiểm soát một số bệnh như bệnh đỏ thân, bệnh đen mang, bệnh vi khuẩn dạng sợi. Chế phẩm còn cải thiện được chất lượng nước thông qua giảm được các chất độc hại như hấp thu, phân hủy chất hữu cơ, loại bỏ mùi hôi…

Tuy nhiên, anh Nguyễn Hà Minh Quân không phải là người duy nhất nghĩ đến việc ứng dụng giải pháp này. Trên thực tế, rất nhiều nhà khoa học đã tiến hành tuyển chọn và phân lập được các chủng có khả năng xử lý các hợp chất hữu cơ và sulfide cao nhất để tạo ra được chế phẩm ứng dụng xử lý đáy ao nuôi thủy sản.

Song khác với các cơ sở sản xuất chế phẩm PSB khác, anh và các cộng sự của mình tại IBAS nảy ra ý tưởng chuyển giao công nghệ sản xuất PSB tại chỗ cho các trại tôm, cá. Theo đó, hệ thống sản xuất PSB sẽ bao gồm khuẩn PSB F1, môi trường nuôi cấy; hệ thống cấp nước sạch khử chlorine; hệ thống kệ đỡ trung tải ba tầng; đèn hồng ngoại; bình chứa plastic… Vi khuẩn quang hợp PSB được tiếp xúc với ánh sáng hồng ngoại để thúc đẩy quá trình nhân sinh khối từ (F1), (F2) đến (F3). Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ môi trường, dinh dưỡng, pH tối ưu tạo điều kiện cho vi khuẩn quang hợp rút ngắn thời gian nhân sinh khối, cho ra sản lượng từ vài chục ngàn đến vài triệu lít mỗi tháng.

Theo anh Quân, hệ thống sản xuất tại chỗ sẽ giúp các trang trại lớn và doanh nghiệp hạn chế được các bước trung gian và chi phí không cần thiết để vận chuyển chế phẩm. “Có rất nhiều yếu tố cấu thành nên giá của một chai PSB từ nhà sản xuất đến trang trại, như bình đựng, phí vận chuyển, bao bì chất lượng có khả năng bảo vệ được vi khuẩn sống v.v.”, anh Quân phân tích. “Hệ thống sản xuất cũng được lắp đặt nhanh chóng và tiện lợi, ở bất cứ đâu, ngay cả tại trang trại, chứ không nhất thiết chỉ ở nơi có cơ sở điều kiện vật chất tốt”.

Việc có sẵn một hệ thống sản xuất tại chỗ lại càng trở nên tiện lợi cho người nông dân, khi bên cạnh việc xử lý sulfide trong nước thải, sản xuất chế phẩm xử lý nước nuôi trồng thủy hải sản, PSB còn được dùng làm thức ăn cho vật nuôi và thủy hải sản, sản xuất các chất có hoạt tính sinh học cao và phân bón sinh học…

Hiện tại, anh Quân tiết lộ công ty IBAS đang nghiên cứu hợp chất 5-ALA có trong PSB. “Các nhà khoa học Nhật Bản đã tiến hành nghiên cứu trên heo, tỷ lệ sống sót và sức khỏe của heo tăng lên. Và cũng đã có những báo cáo lâm sàng cho thấy 5-ALA có khả năng kiểm soát sự lây lan của COVID-19. Sắp tới, các nhà khoa học Nhật sẽ điều chế thuộc điều trị COVID-19 dựa trên công dụng của hợp chất này”, anh chia sẻ.

Đó cũng là điều đã được PGS.TS Phạm Thị Tuyết Ngân đề cập đến trong bài viết của mình, vi khuẩn quang hợp có công dụng làm thức ăn cho tôm cá, vì chúng có giá trị dinh dưỡng cao, hàm lượng protein có thể đạt khoảng 60% và chứa nhiều vitamin thiết yếu trong đó có vitamin nhóm B, sắc tố carotenoid, folacin và chất kích thích tăng trưởng. Mặt khác do có kích thước nhỏ nên chúng còn là thức ăn vừa miệng của ấu trùng tôm, cá và nhuyễn thể hai mảnh vỏ. Ngoài ra, chúng còn giúp dự phòng và điều trị bệnh với khả năng hạn chế sự phát triển của vi khuẩn Vibrio gây bệnh, cải thiện sự thèm ăn của tôm cá và tiêu hóa của chúng cũng như thúc đẩy sự phát triển của sinh vật phù du thực vật và kiểm soát sự phát triển quá mức của tảo.

Trong một báo cáo vào năm 2020, các nhà khoa học quốc tế cho biết đã thử nghiệm thành công khi sử dụng vi khuẩn quang hợp (Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter capsulatus Rhodobacter sphaeroid, Phodospririllum rubrum và Aifella marina) bổ sung vào thức ăn trên tôm thẻ, thí nghiệm khả năng gây sốc tôm bằng ammonia (NH3) và khả năng hạn chế sự phát triển của vi khuẩn Vibrio gây bệnh. Kết quả sau 28 ngày nuôi cho thấy tôm tăng trọng tốt hơn ở các nghiệm thức bổ sung vi khuẩn quang hợp; hệ số FCR giảm đáng kể (1,2) so với đối chứng (1,7). Khả năng chịu đựng sốc ammonia của tôm đạt tốt nhất khi cho ăn thức ăn bổ sung vi khuẩn Rhodopseudomonas và ức chế được vi khuẩn gây bệnh Vibrio parahaemolyticus và V. campbellii trong điều kiện in vitro.

Do đó, theo anh Nguyễn Hà Minh Quân, việc sản xuất tại chỗ PSB sẽ giúp các trang trại chủ động được công nghệ từ việc xử lý nước cho đến thực phẩm cho tôm, cá, giúp tôm, cá phòng chống các loại bệnh - giảm thiểu lượng kháng sinh phải sử dụng. “Người nông dân thường bảo với tôi rằng, nuôi tôm có nghĩa là nuôi nước. Đa phần hoạt động nuôi tôm, cá cũng đồng nghĩa với việc duy trì môi trường sống của tôm cá - làm sao đảm bảo nó có thể phát triển tốt nhất”, anh Quân chia sẻ. “​​Tôi không cho rằng PBS là chiếc đũa thần, nhưng tôi có thể nói đó là chế phẩm tốt trong việc duy trì chất lượng ao nuôi”.