Ngược lại, cây trồng làm sạch nước của bể cá thông qua rễ cây với sự hỗ trợ của vi khuẩn có lợi tạo ra nguồn nước sạch lưu thông cung cấp cho bể cá. Đây là mô hình chăn nuôi, trồng trọt đã được một số đơn vị toàn quân thực hiện hiệu quả, phù hợp với đơn vị đóng quân trong thành phố, vùng khô hạn, trên đảo… trong điều kiện hạn hẹp diện tích đất tăng gia sản xuất (TGSX), nguồn nước ngọt khan hiếm. Áp dụng mô hình Aquaponics công nghệ cao sẽ tạo ra sản phẩm chăn nuôi, trồng trọt sạch, chất lượng tốt, an toàn, bền vững, thích ứng với biến đổi khí hậu, hạn chế sự tác động tiêu cực đến môi trường, góp phần nâng cao hiệu quả TGSX.
Để giúp các đơn vị hiểu rõ hơn và áp dụng hiệu quả mô hình Aquaponics, chúng tôi cung cấp một số thông tin cơ bản sau:
Đặc điểm
Mô hình Aquaponics có thể trồng rau không cần bổ sung phân bón, hóa chất, chỉ sử dụng chất thải của cá với sự hỗ trợ của vi sinh vật (VSV), tạo thành chất dinh dưỡng cung cấp cho cây trồng phát triển. Quá trình nuôi trồng không phải xử lý nước trong bể nuôi, mà sử dụng cây trồng làm sạch nước, giúp thủy sản sinh trưởng tốt. Mô hình Aquaponics được áp dụng hiệu quả trên thế giới, nhưng tại Việt Nam, mô hình canh tác trồng lúa kết hợp với nuôi thủy sản như: tôm, cá, chạch, ốc… cũng được coi là mô hình Aquaponics đơn giản, góp phần nâng cao năng suất, giá trị sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, mô hình trên còn một số hạn chế như: thường xuyên phải cải tạo đất, chịu ảnh hưởng bất lợi của thời tiết, khó kiểm soát dịch bệnh… ảnh hưởng đến năng suất cây trồng và vật nuôi. Nhưng mô hình Aquaponics công nghệ cao khắc phục những hạn chế, không tốn nhiều thời gian chăm sóc, tiết kiệm nước, quản lý nước thải ra môi trường, dễ áp dụng trong mọi điều kiện, hạn chế tác động của sâu bệnh truyền qua môi trường đất, nâng cao chất lượng sản phẩm nông nghiệp, an toàn vệ sinh.
Nguyên lý vận hành
Mô hình được vận hành theo nguyên lý tuần hoàn. Nước trong bể nuôi cá có chứa thức ăn thừa và phân cá sẽ được dẫn sang bể lắng (bằng phương pháp thổi khí), tại đây chất lắng thô được đưa ra ngoài thông qua phễu lắng và van xả đặt tại đáy bể. Sau đó, nước tiếp tục được đưa qua bồn vi sinh (theo phương pháp chảy tràn) có chứa các hạt vi sinh và đĩa tạo ô-xy để nuôi VSV và cung cấp ô-xy cho cây. VSV sẽ chuyển hóa amoniac, chất độc thành nitrat và chất dinh dưỡng đi qua các hệ thống khay trồng rau, cây trồng dễ dàng hấp thụ chất dinh dưỡng. Khi nước quay trở lại bể nuôi thủy sản đã được làm sạch bởi rễ cây trồng. Như vậy, quá trình này cho phép cá, thực vật và vi khuẩn phát triển cộng sinh, phối hợp với nhau tạo ra môi trường thuận lợi cho các thành phần phát triển, nâng cao năng suất, chất lượng các loài thủy sản và cây rau.
Thành phần của hệ Aquaponics
Bể nuôi thủy sản: Là thành phần quan trọng nhất trong mô hình Aquaponics, chiếm khoảng 20% chi phí toàn hệ thống. Bể dạng tròn là tốt nhất, đáy phẳng sẽ tạo dòng chảy xoáy để đưa chất thải rắn vào tâm bể và dễ dàng thoát ra ngoài. Vật liệu của bể nuôi tốt nhất bằng nhựa hoặc sợi thủy tinh giá rẻ, dễ lắp đặt, độ bền cao và an toàn, màu sáng trắng hoặc xanh nước biển để tiện quá trình quan sát, theo dõi hoạt động vật nuôi và lượng thức ăn, chất thải ở đáy bể. Nếu chăn nuôi, trồng trọt quy mô lớn bể có thể làm bằng xi măng. Trên mặt bể nên làm mái nhà để hạn chế tảo phát triển hoặc dùng màng che nông nghiệp có tỷ lệ che 80 - 90% ánh sáng. Tốt nhất, toàn bộ hệ thống nằm trong khu vực nhà màng, nhà kính để tiện cho quá trình chăm sóc thủy sản, cây trồng hạn chế sâu bệnh.
Hệ thống lọc: Giữ lại chất thải dạng thô từ bể cá, đồng thời VSV sẽ chuyển hóa thành dinh dưỡng để cung cấp cho cây trồng, gồm lọc cơ và lọc vi sinh. Trong đó, lọc cơ là các thùng nhựa kích thước khác nhau tùy thuộc vào quy mô, được đặt giữa bể cá và khay trồng rau để tách và loại bỏ chất thải từ bể cá. Lọc vi sinh gồm: thùng chứa, lưới lọc và các hạt lọc bằng nhựa, khi nước từ hệ thống lọc cơ chảy sang sẽ được sục khí, thông qua lưới lọc, hạt lọc, các vi khuẩn, tạp chất sẽ bị chặn lại trên lưới lọc, hạt lọc, trở thành nước sạch.
Giá thể: Các loại giá thể có diện tích bề mặt rộng, thông thoáng, trơ về mặt hóa học, không bụi, không độc hại và có độ pH trung tính, khả năng thoát nước tốt, trọng lượng nhẹ, giá thành thấp và dễ tìm như: vỏ trấu đốt, xơ dừa, viên đất nung, sỏi núi lửa…
Máng trồng cây: Chất liệu bằng nhựa PVC cao cấp, màng dinh dưỡng hoặc khay trồng bè nổi có khả năng chống được tia UV, chịu được nhiệt độ cao, không bị giòn, mục, dễ dàng vệ sinh, kích thước tùy thuộc mức độ quy mô, tỷ lệ thể tích khay trồng so với thể tích bể cá là 2:1 hoặc 3:1.
Hệ thống bơm nước và bơm khí: Giúp lưu thông nước trong hệ thống tưới tự động. Nước được bơm từ bể nuôi cá đến các máng trồng rau thông qua các bộ lọc và hệ thống ống dẫn sau đó trả ngược về bể nuôi. Trong nước có ô-xy hòa tan cung cấp cho cá hô hấp và thúc đẩy quá trình chuyển hóa nitơ. Cần tính toán áp lực và lưu lượng của các loại máy bơm phù hợp để vận hành hệ thống. Số lần sục khí trong ngày phù hợp để đảm bảo lượng ô-xy hòa tan trong nước luôn lớn hơn 5mg/lít, không nên sục quá nhiều khiến nước bị đục.
Các thiết bị, vật tư khác: ống dẫn nước bằng nhựa PV, van xả, khung giá đỡ hệ thống trồng rau, thiết bị đo pH, hòa tan (DO)...
Kỹ thuật vận hành mô hình Aquaponics
Hằng ngày tiến hành bơm cấp nước cho các bồn trồng rau và sục khí 2 lần/ngày vào khoảng thời gian 7 - 8h sáng và 18 - 19h tối, nếu có điều kiện sử dụng bộ cảm biến hẹn giờ. Trong quá trình thực hiện cần quản lý tốt nguồn nước, bảo đảm nhiệt độ nước từ 18 - 30°C, lượng ô-xy hòa tan tối ưu là 5 - 8 mg/lít, độ pH là: 6 - 7 và nồng độ ammoniac (NH3) và nitrit (NO2) ở mức gần bằng 0 hoặc tối đa là 0,25 - 1,0 mg/lít.
Kỹ thuật nuôi cá
Lựa chọn giống: Hầu hết loài cá nước ngọt đều có thể nuôi, tùy vào điều kiện khí hậu nơi các đơn vị đóng quân, lựa chọn giống thủy sản phù hợp như: cá tra, cá trê, cá tai tượng, diêu hồng, rô phi, cá rô, cá lóc…
Thả cá: Nên thả với mật độ thấp để theo dõi sinh trưởng của cây trồng, nếu phát triển tốt thì đó là mật độ thích hợp. Khi thả cá giống cần đảm bảo nhiệt độ, pH giữa nước cũ và nước mới tương đương nhau.
Cho cá ăn đủ số lượng thức ăn, đảm bảo cân đối thành phần dinh dưỡng. Hằng ngày, cho cá ăn 2 lần, với lượng thức ăn bình quân 1,5 % trọng lượng cơ thể cá. Trong quá trình cho cá ăn và sau khi cá ăn từ 30 - 60 phút cần quan sát, theo dõi khả năng bắt mồi, lượng thức ăn thừa, chất thải để đánh giá tình trạng sức khỏe của cá và điều chỉnh lượng thức ăn phù hợp. Có thể sử dụng bộ hẹn giờ cho cá ăn tự động để tiết kiệm thời gian và công sức.
Phòng bệnh cho cá: Các bệnh truyền nhiễm thường gặp như: virus, vi khuẩn, nấm, bệnh ký sinh trùng… Trong quá trình chăm sóc cần thường xuyên cải tạo bể nuôi, chọn và xử lý cá giống tốt, không nên thả mật độ quá dày. Trước khi thả cá cần pha 15 g muối trong 1 lít nước và ngâm cá trong 15 phút (lưu ý không được để cá thiếu ô - xy).
Kỹ thuật trồng rau
Chọn giống: Lựa chọn các giống rau phù hợp điều kiện ngoại cảnh, có khả năng sinh trưởng, kháng sâu bệnh và phát triển tốt như: rau muống, xà lách, cải xanh, bắp cải, cải ngồng…
Gieo hạt và trồng: Quy trình gieo hạt giống phương pháp gieo hạt thông thường và gieo trực tiếp lên bề mặt giá thể. Khi cây con có từ 4 - 6 lá thật thì trồng trong giá thể. Lưu ý, lấp đất kín rễ cây, không nên trồng quá nông hoặc quá sâu sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây.
Chăm sóc: Từ khi gieo đến khi rễ cây có khả năng hút dung dịch cần phun tưới thường xuyên để giữ đủ ẩm cho hạt nảy mầm. Nếu trời quá lạnh, có sương muối hoặc quá nắng nóng đều phải che cho cây.
Khi cây bắt đầu bén rễ có khả năng hút dinh dưỡng, cần bổ sung dung dịch dinh dưỡng thường xuyên cho cây 1 lần/tuần. Thường xuyên tỉa lá già, lá bị sâu bệnh, theo dõi độ pH, DO trong nước để bón KOH, Ca(OH)2 cho phù hợp.
Phòng trừ sâu bệnh: Trồng rau trong mô hình Aquaponics, cũng bị một số loại sâu, bệnh phá hoại. Khi thấy sâu bệnh xuất hiện trên rau, tiến hành cách ly giảm bớt sâu bệnh tấn công và quét dầu nhớt xung quanh khay rau để ngăn kiến bò lên. Trường hợp rau bị sâu, bọ và ruồi… nên tiến hành bắt thủ công hoặc dùng vòi nước phun vào lá cây. Có thể dùng các loại bẫy dính hoặc bẫy Pheromone và thu hút tiêu diệt côn trùng. Sử dụng lưới bảo vệ để phòng trừ côn trùng gây hại với mắt lưới 0,15 mm ngừa bọ trĩ, 0,35 mm ngừa bọ chét và ruồi trắng; 0,8 mm ngừa sâu ăn lá.
Trên đây là những kiến thức cơ bản của Aquaponics công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp. Các đơn vị có thể nghiên cứu áp dụng hiệu quả trong TGSX để nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.
Thượng tá, TS NGUYỄN THẾ PHƯƠNG, Học viện Hậu cần