Nước tầng mặt và tầng đáy có giống nhau không?
Khi kiểm tra chất lượng nước ao tôm, người nuôi thường lấy một mẫu nước ở gần bờ hoặc nhúng máy đo xuống khoảng 20–30 cm rồi xem kết quả đó là đại diện cho toàn bộ ao.
Cách làm này có thể chấp nhận được khi ao được khuấy trộn rất tốt và các tầng nước tương đối đồng nhất. Tuy nhiên, trong nhiều tình huống, nước tầng mặt và nước gần đáy có thể khác nhau đáng kể về nhiệt độ, độ mặn, DO, pH, ORP và một số chất hòa tan.
Sự khác biệt này đặc biệt dễ xuất hiện khi:
- Ao tương đối sâu.
- Trời nắng nóng kéo dài.
- Mưa lớn.
- Mật độ tảo cao.
- Nước có nhiều chất rắn hoặc biofloc.
- Đáy tích tụ nhiều chất hữu cơ.
- Quạt nước phân bố không phù hợp.
- Có những vùng dòng chảy yếu.
- Ao bước vào giữa và cuối vụ.
Do đó, câu trả lời chính xác là:
Nước tầng mặt và tầng đáy có thể khá giống nhau khi ao được trộn tốt, nhưng cũng có thể trở thành hai môi trường rất khác nhau khi xảy ra phân tầng hoặc tải hữu cơ đáy cao.
Vì sao cùng một ao mà nước lại khác nhau theo chiều sâu?
Nước không phải lúc nào cũng được trộn hoàn toàn.
Tầng mặt và tầng đáy chịu những tác động khác nhau.
Tầng mặt:
- Nhận nhiều ánh sáng.
- Tiếp xúc trực tiếp với khí quyển.
- Thường chịu tác động mạnh của gió và quạt nước.
- Nhận trực tiếp nước mưa.
- Tảo quang hợp mạnh hơn vào ban ngày.
Trong khi đó, tầng gần đáy:
- Nhận ít ánh sáng hơn.
- Không tiếp xúc trực tiếp với không khí.
- Là nơi phân, thức ăn dư và xác tảo lắng xuống.
- Có nhu cầu oxy lớn từ quá trình phân hủy hữu cơ.
- Chịu ảnh hưởng trực tiếp của bùn và trầm tích.
Vì vậy có thể hình dung:
Tầng mặt chịu ảnh hưởng mạnh của khí quyển và quang hợp, còn tầng đáy chịu ảnh hưởng mạnh của bùn, hữu cơ và quá trình phân hủy.
Nếu hệ thống quạt và dòng chảy không đủ để trộn hai vùng này, sự khác biệt sẽ ngày càng rõ.
DO thường là chỉ tiêu khác biệt rõ nhất
Trong nhiều ao, DO tầng mặt có xu hướng cao hơn DO gần đáy.
Nguyên nhân là tầng mặt nhận oxy từ:
- Quang hợp của tảo.
- Trao đổi với khí quyển.
- Quạt nước và sục khí.
Trong khi tầng đáy liên tục tiêu thụ oxy để phân hủy:
- Phân tôm.
- Thức ăn dư.
- Xác tảo.
- Vi sinh vật chết.
- Các chất hữu cơ khác.
FAO cũng lưu ý thức ăn và chất hữu cơ phân hủy có thể sử dụng lượng lớn oxy ở vùng nước gần đáy, và thiếu oxy trong ao tôm thường xuất hiện trước ở vùng đáy.[1][2]
Nghiên cứu thực tế cho thấy DO có thể giảm theo độ sâu
Một nghiên cứu trên các ao tôm quảng canh tại Đồng bằng sông Cửu Long đã khảo sát các đặc tính nước theo chiều sâu. Kết quả cho thấy nhiệt độ và DO giảm đáng kể khi độ sâu tăng.[3]
Đáng chú ý, các tác giả nhận thấy ở dưới khoảng 5–10 cm phía trên của cột nước, hô hấp có thể vượt quá quang hợp trong những hệ thống nghiên cứu.
Điều này minh họa một nguyên tắc rất quan trọng:
Chỉ cần đi xuống sâu hơn trong cột nước, cán cân tạo oxy – tiêu thụ oxy đã có thể thay đổi.
Nhưng DO đáy không phải lúc nào cũng thấp hơn
Không nên biến nguyên tắc trên thành:
“DO đáy lúc nào cũng thấp hơn DO mặt.”
Nếu ao:
- Nông.
- Có dòng chảy mạnh.
- Được sục khí tốt.
- Không phân tầng.
- Ít hữu cơ đáy.
thì nước có thể được trộn khá đồng đều và DO giữa các tầng chênh lệch rất ít.
Một nghiên cứu theo dõi ao tôm sú trong 15 tuần tại Malaysia ghi nhận DO mặt và đáy phần lớn không khác biệt đáng kể trong giai đoạn đầu, nhưng sự khác biệt trở nên rõ hơn vào giai đoạn cuối vụ, khi DO mặt thường cao hơn đáy.[4]
Điều này rất hợp lý vì càng về cuối vụ:
Thức ăn ↑ → chất thải ↑ → bùn ↑ → nhu cầu oxy đáy ↑.
Nhiệt độ tầng mặt và tầng đáy cũng có thể khác nhau
Ban ngày, bức xạ mặt trời làm lớp nước phía trên nóng lên trước.
Trong ao đủ sâu và ít trộn:
Nước mặt ấm hơn → nhẹ hơn → nằm phía trên.
Trong khi nước phía dưới lạnh hơn và có khối lượng riêng lớn hơn.
Nếu chênh lệch đủ lớn, có thể hình thành phân tầng nhiệt.
Khi đó:
- Tầng trên tương đối ấm và được trộn tốt.
- Tầng dưới mát hơn nhưng ít trao đổi với mặt nước.
FAO mô tả ở các ao sâu, lớp nước phía trên có thể được gió khuấy trộn và có quang hợp mạnh, trong khi lớp nước phía dưới bị cách ly tương đối, không nhận đủ ánh sáng và DO giảm dần do phân hủy hữu cơ.[5]
Ao tôm nông có thể ít phân tầng nhiệt hơn
Phần lớn ao nuôi tôm thương phẩm không sâu như hồ chứa nên phân tầng nhiệt thường không bền vững bằng các thủy vực sâu.
Quạt nước, gió và hoạt động vận hành ao có thể phá phân tầng khá nhanh.
Trong nghiên cứu ao tôm sú tại Malaysia, nhiệt độ mặt và đáy dao động khoảng 29,5–31,6°C và không có khác biệt đáng kể trong phần lớn thời gian theo dõi.[4]
Điều này cho thấy:
Không phải chỉ vì có tầng mặt và tầng đáy mà chắc chắn nhiệt độ sẽ khác nhau.
Điều cần kiểm tra là ao cụ thể có đang được trộn tốt hay không.
Sau mưa, độ mặn tầng mặt và tầng đáy có thể khác rất nhiều
Đây là một trong những tình huống phân tầng dễ gặp nhất ở ao tôm.
Nước mưa có độ mặn rất thấp và nhẹ hơn nước mặn.
Sau một trận mưa lớn:
Nước nhạt → nằm phía trên.
Nước mặn hơn → nằm phía dưới.
Nếu quạt và dòng chảy chưa trộn hai lớp với nhau, việc đo độ mặn ở tầng mặt có thể cho kết quả hoàn toàn khác với môi trường gần đáy.
FAO ghi nhận mưa lớn có thể tạo lớp nước ngọt nổi trên lớp nước mặn, và sự phân tầng này có thể dẫn đến thiếu oxy ở tầng nước mặn phía dưới.[2]
Một trường hợp thực tế cho thấy mức chênh rất lớn
Một tài liệu FAO về các ao nuôi ven biển tại Malaysia ghi nhận phân tầng nước xảy ra khá thường xuyên sau mưa. Trong các ao quan sát, sự khác biệt giữa mặt và đáy từng đạt khoảng:
- Nhiệt độ: 5–10°C.
- pH: 1–3 đơn vị.
- Độ mặn: 5–10‰.
- DO: 1–3 mg/L.[6]
Đây là số liệu quan sát trong những điều kiện cụ thể và không phải mức chênh lệch bình thường mà mọi ao đều có.
Giá trị của ví dụ là cho thấy:
Khi phân tầng thực sự xảy ra, một mẫu nước tầng mặt có thể hoàn toàn không đại diện cho môi trường mà tôm đang sống gần đáy.
Sau mưa, tầng mặt có thể đẹp hơn về DO nhưng xấu hơn về độ mặn và pH
Phân tầng không đơn giản theo kiểu:
Tầng mặt luôn tốt – tầng đáy luôn xấu.
Ví dụ trong trường hợp FAO ghi nhận sau một trận mưa lớn:
- Nước mặt có DO rất cao nhưng độ mặn thấp và pH rất thấp.
- Nước đáy có độ mặn cao hơn nhưng DO thấp.
Tôm vì vậy có thể rơi vào tình thế:
Ở dưới thì thiếu oxy, lên trên lại gặp môi trường pH và độ mặn thay đổi mạnh.
Đây là lý do khi tôm nổi lên sau mưa, không nên mặc định rằng:
“Tôm lên mặt chỉ vì thiếu oxy.”
Cần đo đồng thời:
DO + pH + nhiệt độ + độ mặn theo chiều sâu.
pH tầng mặt và tầng đáy cũng có thể khác nhau
Ban ngày, tảo ở vùng có ánh sáng sử dụng CO2 để quang hợp.
Khi CO2 giảm:
pH có xu hướng tăng.
Trong khi đó, tầng gần đáy có:
- Ít quang hợp hơn.
- Hô hấp vi sinh mạnh hơn.
- Phân hủy hữu cơ tạo CO2.
Do đó trong nhiều trường hợp vào ban ngày:
pH mặt > pH đáy.
Nghiên cứu ao tôm sú tại Malaysia cũng ghi nhận từ khoảng tuần 7 đến cuối vụ, pH tầng đáy thường thấp hơn tầng mặt.[4]
Nhưng hướng chênh lệch pH cũng không cố định
Sau mưa lớn, nước mặt có thể nhận một lượng nước có pH và độ kiềm thấp.
Khi đó:
pH tầng mặt có thể thấp hơn pH tầng đáy.
Vì vậy không nên sử dụng quy tắc:
“pH mặt luôn cao hơn pH đáy.”
Cách chính xác hơn là:
Quang hợp thường có xu hướng làm pH tầng mặt cao hơn vào ban ngày, nhưng mưa, nguồn nước cấp, phân tầng và các điều kiện khác có thể làm xu hướng đảo ngược.
ORP gần đáy thường khác tầng mặt rõ hơn khi hữu cơ tích tụ
ORP phản ánh trạng thái oxy hóa – khử của môi trường.
Ở tầng mặt, nơi thường có DO tốt hơn, môi trường thường có tính oxy hóa mạnh hơn.
Xuống gần đáy:
Hữu cơ ↑ → phân hủy ↑ → tiêu thụ O2 ↑ → ORP có xu hướng ↓.
Đặc biệt bên trong bùn, ORP có thể thấp hơn rất nhiều so với nước phía trên.
Do đó cần phân biệt:
- ORP nước mặt.
- ORP nước gần đáy.
- Redox/Eh trực tiếp trong trầm tích.
Ba phép đo này không phải một.
Cảm biến ORP treo gần đáy vẫn chưa phải ORP của bùn
Ví dụ đầu dò ORP được đặt cách đáy 20 cm.
Nó đang đo:
ORP của nước cách đáy 20 cm.
Nó không cho biết chính xác điều kiện bên trong lớp bùn.
Chỉ vài millimet hoặc centimet bên dưới bề mặt bùn hữu cơ có thể đã chuyển sang điều kiện khử mạnh mặc dù nước phía trên vẫn còn oxy.
Vì vậy, nếu mục tiêu là đánh giá đáy chuyên sâu, phải đo trực tiếp trầm tích bằng phương pháp phù hợp.
TAN ở mặt và đáy có thể khác nhau không?
Có thể.
Đáy ao là nơi chứa nhiều nitơ hữu cơ từ:
- Phân.
- Thức ăn dư.
- Xác tảo.
- Chất hữu cơ.
Khi những vật chất này được khoáng hóa:
N hữu cơ → NH4+/NH3.
Do đó nước ngay trên lớp bùn có thể nhận ammonium khuếch tán từ trầm tích.
Nếu đồng thời DO thấp, khả năng nitrat hóa ở vùng đáy cũng có thể bị hạn chế.
Vì vậy trong một hệ thống phân tầng mạnh, có khả năng:
TAN ở tầng đáy cao hơn tầng mặt.
Tuy nhiên, TAN là chất hòa tan và quạt nước có thể phân bố nó khá nhanh. Trong một ao được trộn tốt, sự chênh lệch theo chiều sâu có thể rất nhỏ.
Do đó không nên mặc định TAN đáy luôn cao hơn.
NO2 và NO3 còn phức tạp hơn
Chu trình cơ bản là:
TAN → NO2- → NO3-.
Các bước này phụ thuộc vào:
- DO.
- Hệ vi sinh.
- pH.
- Độ kiềm.
- Biofilm và chất rắn.
Trong vùng thiếu oxy, các con đường chuyển hóa nitơ có thể khác vùng giàu oxy.
Do đó, không có quy luật đơn giản:
“NO2 đáy luôn cao hơn mặt.”
Điều có giá trị hơn là đo TAN và NO2 tại những vị trí nghi ngờ khi ao có dấu hiệu phân tầng hoặc đáy xấu.
CO2 thường có xu hướng cao hơn ở vùng hô hấp mạnh
Ban ngày, tầng mặt có nhiều tảo quang hợp nên CO2 được tiêu thụ.
Ở tầng đáy:
- Quang hợp yếu hơn.
- Tôm hô hấp.
- Vi sinh vật hô hấp.
- Hữu cơ phân hủy.
đều có thể tạo CO2.
Do đó trong điều kiện phân tầng:
CO2 đáy có thể cao hơn + DO đáy thấp hơn + pH đáy thấp hơn.
Đây là ba thông số có liên hệ chặt với nhau.
Sulfide và H2S là vấn đề đặc biệt của vùng đáy
H2S được hình thành khi vật chất hữu cơ bị phân hủy trong điều kiện khử đủ mạnh và có sulfate thích hợp.
Điều kiện này thường dễ xuất hiện trong:
- Bùn.
- Hố gom chất thải.
- Vùng dòng chảy yếu.
- Lớp nước rất gần đáy.
FAO mô tả hydrogen sulfide trong ao tôm liên quan trực tiếp đến lớp chất hữu cơ tích tụ dưới đáy; bùn có thể chuyển màu đen và xuất hiện mùi đặc trưng khi bị khuấy động.[1]
Do đó, nếu chỉ lấy mẫu tầng mặt để kiểm tra H2S trong một ao đang nghi ngờ vấn đề đáy, có thể bỏ sót vùng có nguy cơ lớn nhất.
Chất rắn cũng không phân bố hoàn toàn giống nhau
Các hạt lớn có xu hướng lắng xuống.
Dòng quạt nước còn có thể vận chuyển:
- Phân.
- Thức ăn dư.
- Biofloc.
- Xác tảo.
về một số vùng nhất định.
Nghiên cứu trên các ao tôm thâm canh có quạt nước cho thấy bố trí paddlewheel tạo ra hai vùng rất khác nhau:
- Vùng ngoài ao được trộn và sục khí tốt.
- Vùng trung tâm có dòng chảy chậm hơn, gần như tù đọng và có phân tầng theo chiều sâu.[7]
DO buổi sáng ở vùng trung tâm thấp hơn đáng kể vùng được trộn tốt.
Điều này chứng minh rằng không chỉ có khác biệt:
Mặt ↔ đáy
mà còn có khác biệt:
Vị trí này ↔ vị trí khác trong cùng một ao.
Vậy một ao thực sự có bao nhiêu “loại nước”?
Về quản lý thực tế, không nên coi ao như một cốc nước đã khuấy đều.
Có thể tồn tại:
- Nước tầng mặt.
- Nước giữa tầng.
- Nước gần đáy.
- Nước gần quạt.
- Nước vùng cuối dòng.
- Nước tại hố gom.
Mỗi vùng có thể có điều kiện hơi khác nhau.
Tuy nhiên, mục tiêu quản lý không phải là đo hàng chục điểm mỗi ngày.
Mục tiêu là xác định:
Ao có được trộn đủ tốt để một vài điểm đo thực sự đại diện hay không.
Khi nào nước mặt và đáy thường khá giống nhau?
Sự khác biệt thường nhỏ hơn khi:
- Ao tương đối nông.
- Quạt nước đủ công suất.
- Dòng chảy bao phủ tốt toàn ao.
- Không có phân tầng nhiệt hoặc độ mặn.
- Bùn hữu cơ được loại thường xuyên.
- Mật độ tảo và chất rắn vừa phải.
- Thời tiết ổn định.
Trong trường hợp đó, DO, nhiệt độ, pH và độ mặn mặt – đáy có thể khá gần nhau.
Đây cũng là một dấu hiệu cho thấy hệ thống khuấy trộn đang hoạt động tốt.
Khi nào nên nghi ngờ nước mặt và đáy đang rất khác nhau?
Nên kiểm tra theo chiều sâu khi:
- Vừa mưa lớn.
- Ao sâu.
- Trời nắng nóng và ít gió.
- Tảo quá dày.
- Biofloc hoặc TSS cao.
- DO gần sáng thường thấp.
- Tôm tụ gần quạt hoặc nổi lên tầng mặt.
- Tôm tránh một vùng đáy.
- Đáy có mùi hôi.
- Bùn chuyển đen.
- Ao bước vào cuối vụ.
- Quạt nước vừa gặp sự cố.
Sau mưa là lúc đặc biệt nên đo theo chiều sâu
Sau mưa lớn, nên kiểm tra tối thiểu:
DO + nhiệt độ + độ mặn + pH
ở:
- Tầng mặt.
- Giữa tầng nước.
- Gần đáy.
Ví dụ minh họa:
| Tầng |
Độ mặn |
DO |
pH |
| Mặt |
10‰ |
6,0 mg/L |
7,7 |
| Giữa |
14‰ |
5,0 mg/L |
7,8 |
| Gần đáy |
19‰ |
3,5 mg/L |
7,6 |
Các số liệu trên chỉ là ví dụ minh họa.
Nếu chỉ đo mặt nước, người nuôi có thể chỉ thấy:
“Độ mặn giảm.”
Nhưng đo ba tầng lại phát hiện:
Ao đang phân tầng độ mặn và DO tầng đáy thấp.
Đây là thông tin hoàn toàn khác về mặt quản lý.
Cuối vụ cũng nên so sánh mặt và đáy thường xuyên hơn
Cuối vụ có:
- Sinh khối lớn.
- Lượng thức ăn cao.
- Bùn nhiều.
- Chất hữu cơ cao.
- Nhu cầu oxy đáy lớn.
Do đó, một ao đầu vụ gần như đồng nhất có thể bắt đầu xuất hiện gradient theo chiều sâu vào cuối vụ.
Nghiên cứu ao tôm sú 15 tuần là một ví dụ: giai đoạn đầu DO và pH giữa mặt và đáy tương đối giống nhau, nhưng sự khác biệt trở nên rõ hơn trong nửa sau của vụ nuôi.[4]
Đo nước lúc nào cũng quan trọng không kém đo ở đâu
Ngay tại cùng một vị trí và độ sâu, kết quả buổi chiều và gần sáng có thể rất khác.
Buổi chiều:
- Tảo đã quang hợp nhiều giờ.
- DO thường cao.
- pH thường cao hơn.
Gần sáng:
- Ao đã hô hấp suốt đêm.
- DO thường thấp.
- CO2 tăng.
- pH thường thấp hơn.
Do đó, nếu mục tiêu là phát hiện nguy cơ thiếu oxy đáy, đo lúc 15 giờ có giá trị rất khác đo lúc 4–6 giờ sáng.
Không nên lấy mẫu mặt để đánh giá mọi chỉ tiêu
Có thể phân nhóm thực tế như sau:
| Chỉ tiêu |
Khả năng khác giữa mặt và đáy |
Khi nào đặc biệt nên đo nhiều tầng? |
| DO |
Có thể rất rõ |
Gần sáng, cuối vụ, tảo dày, đáy nhiều hữu cơ |
| Độ mặn |
Có thể rất rõ sau mưa |
Sau mưa lớn, cấp nước mới |
| Nhiệt độ |
Tùy độ sâu và mức trộn |
Nắng nóng, ao sâu, sau mưa |
| pH |
Có thể khác do quang hợp và CO2 |
Tảo dày, phân tầng, sau mưa |
| ORP |
Thường đáng chú ý gần đáy |
Bùn nhiều, mùi hôi, cuối vụ |
| TAN |
Có thể khác khi phân tầng mạnh |
Đáy nhiều hữu cơ, DO đáy thấp |
| NO2 |
Không có quy luật đơn giản |
TAN/NO2 đang tăng, phân tầng rõ |
| Sulfide/H2S |
Nguy cơ thường tập trung vùng đáy |
ORP thấp, bùn đen, mùi đáy |
Nên lấy mẫu tầng mặt và tầng đáy như thế nào để so sánh?
Muốn biết hai tầng có khác nhau hay không, cách lấy mẫu phải nhất quán.
Có thể sử dụng cách đơn giản:
- Mẫu tầng mặt: lấy ở độ sâu cố định dưới mặt nước, tránh chỉ hớt lớp nước ngay trên bề mặt.
- Mẫu tầng đáy: lấy nước ở vùng gần đáy nhưng tránh khuấy bùn nếu mục tiêu là đo nước chứ không phải đánh giá trầm tích.
Ví dụ có thể quy ước:
- Tầng mặt: khoảng 20–30 cm dưới mặt nước.
- Tầng đáy: khoảng 10–20 cm phía trên bề mặt bùn.
Đây là một cách bố trí thực hành, không phải quy định bắt buộc cho mọi chương trình quan trắc.
Điều quan trọng là các lần đo sau phải thực hiện ở cùng độ sâu và cùng vị trí để dữ liệu có thể so sánh.
Không nên chạm bùn khi đang muốn đo nước gần đáy
Nếu đầu dò hoặc dụng cụ lấy mẫu cắm vào bùn, các chất trong nước lỗ rỗng và hạt bùn có thể được giải phóng ra mẫu.
Kết quả TAN, sulfide, độ đục hoặc ORP có thể thay đổi đáng kể.
Do đó cần phân biệt hai mục tiêu:
Đo nước gần đáy
và:
Đo trực tiếp bùn/trầm tích.
Không nên trộn hai loại phép đo rồi so sánh như cùng một dữ liệu.
Nếu chỉ có một máy đo cầm tay, nên kiểm tra theo trình tự nào?
Khi nghi ngờ ao đang phân tầng, có thể kiểm tra:
Tầng mặt → tầng giữa → gần đáy.
Tại mỗi tầng ghi:
- Độ sâu.
- DO.
- Nhiệt độ.
- pH.
- Độ mặn hoặc EC.
Nếu thiết bị có ORP, có thể bổ sung ORP.
Chỉ khoảng vài phút kiểm tra theo chiều sâu đã có thể cho biết ao đang tương đối đồng nhất hay đang phân tầng rõ.
Nếu chỉ có một cảm biến cố định thì nên đặt ở đâu?
Không có vị trí duy nhất tối ưu cho mọi mục tiêu.
Nếu mục tiêu là đo một giá trị tương đối đại diện cho môi trường tôm sống, cảm biến không nên:
- Đặt quá sát mặt nước.
- Đặt ngay bên cạnh quạt hoặc vòi sục khí.
- Đặt ngay trong hố bùn nếu muốn đại diện toàn ao.
Nên chọn vùng:
- Có tôm thường xuyên hoạt động.
- Có dòng nước đại diện.
- Không phải điểm cực đoan.
Nếu mục tiêu là cảnh báo riêng nguy cơ đáy, có thể bố trí thêm cảm biến gần đáy.
Hai cảm biến ở hai độ sâu có giá trị gì?
Đây là một phương án rất hữu ích trong ao thâm canh.
Ví dụ:
- Cảm biến A: tầng nước đại diện.
- Cảm biến B: gần đáy.
Khi đó có thể theo dõi:
ΔDO = DO tầng trên − DO tầng đáy.
ΔT = nhiệt độ tầng trên − nhiệt độ tầng đáy.
ΔS = độ mặn tầng trên − độ mặn tầng đáy.
Nếu các chênh lệch này tăng đột ngột sau mưa, hệ thống có thể phát hiện phân tầng sớm hơn việc chỉ chờ DO xuống dưới một ngưỡng.
Ví dụ một hệ thống quan trắc phát hiện phân tầng
Giả sử trước mưa:
| Thông số |
Tầng trên |
Gần đáy |
| Độ mặn |
18‰ |
18‰ |
| DO |
5,8 mg/L |
5,4 mg/L |
Sau mưa:
| Thông số |
Tầng trên |
Gần đáy |
| Độ mặn |
11‰ |
17‰ |
| DO |
5,6 mg/L |
3,8 mg/L |
Đây chỉ là ví dụ minh họa.
Điều đáng quan tâm không phải riêng độ mặn 11‰ hay DO 3,8 mg/L mà là:
Độ mặn giữa hai tầng đã chênh mạnh và đồng thời DO đáy đang giảm.
Đó là bằng chứng tốt hơn cho thấy ao đang phân tầng.
Quạt nước có thể làm nước mặt và đáy giống nhau hơn
Một trong những chức năng rất quan trọng của quạt nước không chỉ là đưa oxy vào nước mà còn là:
Tạo dòng và trộn các khối nước.
Khi trộn tốt:
- Nhiệt được phân bố đều hơn.
- Độ mặn đồng đều hơn.
- Oxy được đưa xuống tầng sâu.
- Giảm nguy cơ hình thành vùng nước tù.
Nghiên cứu về bố trí paddlewheel trong ao tôm cho thấy cách bố trí thiết bị ảnh hưởng rõ đến DO tầng đáy; một kiểu bố trí tạo phân phối oxy xuống đáy hiệu quả hơn kiểu khác.[8]
Như vậy, không chỉ số lượng quạt mà cách tạo dòng cũng quyết định mức độ đồng nhất của ao.
Nhưng trộn nước không có nghĩa nên khuấy cả bùn đáy
Mục tiêu là:
Trộn cột nước và đưa oxy xuống gần đáy.
Không phải:
Khuấy mạnh toàn bộ lớp bùn hữu cơ lên nước.
Nếu bùn đang ở trạng thái khử mạnh, việc làm xáo trộn lớp bùn có thể đưa:
- Chất hữu cơ.
- Ammonium.
- Sulfide.
- Chất rắn.
vào cột nước.
Vì vậy, thiết kế dòng chảy tốt cần vừa phân phối oxy vừa gom được chất thải để loại khỏi ao.
Tôm sống ở tầng nào?
Tôm penaeid thường có mối liên hệ rất chặt với vùng đáy.
Do đó, chất lượng nước tầng mặt đẹp không đủ để kết luận môi trường sống của tôm đang tốt.
Nếu:
- DO mặt tốt.
- pH mặt tốt.
- Nhiệt độ mặt tốt.
nhưng:
- DO đáy thấp.
- ORP đáy thấp.
- Bùn nhiều.
thì tôm vẫn có thể chịu stress.
Đây là lý do trong nuôi tôm, thông tin vùng gần đáy thường có giá trị đặc biệt.
Một kết quả mặt nước đẹp có thể tạo cảm giác an toàn giả
Ví dụ lúc 15 giờ:
- DO mặt: rất tốt.
- pH mặt: bình thường.
- Độ mặn mặt: trong khoảng quen thuộc.
Người nuôi có thể kết luận ao đang ổn.
Nhưng nếu cùng lúc tầng đáy:
- DO thấp.
- pH thấp hơn.
- ORP giảm.
- Bùn tích tụ.
thì bức tranh hoàn toàn khác.
Do đó, câu hỏi đúng không chỉ là:
“Thông số nước ao bao nhiêu?”
Mà phải là:
“Thông số đó được đo ở đâu, độ sâu nào và lúc mấy giờ?”
Những tình huống cần đo cả mặt và đáy ngay
Nên kiểm tra nhiều tầng khi:
- Tôm tụ gần mặt hoặc quanh quạt.
- Tôm giảm ăn sau mưa.
- Độ mặn mặt giảm nhanh.
- DO gần sáng giảm.
- Tảo quá dày hoặc vừa tàn.
- Đáy có mùi hôi.
- Bùn chuyển đen.
- ORP bắt đầu giảm.
- TAN hoặc NO2 tăng bất thường.
- Cuối vụ, lượng thức ăn cao.
- Có khu vực nước ít chuyển động.
Bảng tóm tắt: mặt và đáy thường khác nhau thế nào?
| Đặc điểm |
Tầng mặt |
Tầng gần đáy |
| Ánh sáng |
Cao |
Thấp hơn |
| Quang hợp |
Thường mạnh hơn |
Thường yếu hơn |
| Trao đổi với không khí |
Trực tiếp |
Gián tiếp qua trộn nước |
| DO |
Thường cao hơn khi phân tầng |
Dễ thấp hơn do hữu cơ và bùn |
| Nhiệt độ ban ngày |
Có thể cao hơn |
Có thể thấp hơn |
| Độ mặn sau mưa |
Có thể thấp hơn nhiều |
Có thể vẫn cao |
| pH ban ngày |
Thường cao hơn khi quang hợp mạnh |
Có thể thấp hơn do CO2 và hô hấp |
| ORP |
Thường oxy hóa hơn |
Dễ giảm khi hữu cơ cao |
| Ảnh hưởng của bùn |
Thấp hơn |
Rất rõ |
| Nguy cơ sulfide |
Thường thấp hơn |
Đáng chú ý khi đáy khử mạnh |
Lưu ý: bảng trên mô tả xu hướng thường gặp khi ao có phân tầng hoặc tải hữu cơ đáy. Không phải mọi ao đều có các khác biệt này.
Làm sao biết ao của mình có đang phân tầng?
Cách đơn giản nhất là đo cùng một thông số ở nhiều độ sâu.
Ưu tiên:
DO + nhiệt độ + độ mặn + pH.
Nếu kết quả giữa mặt và đáy gần giống nhau, ao có thể đang được trộn khá tốt.
Nếu xuất hiện chênh lệch rõ, đặc biệt:
Độ mặn mặt thấp hơn nhiều + DO đáy thấp hơn nhiều
sau mưa, khả năng phân tầng rất đáng xem xét.
Nếu:
DO đáy giảm + ORP giảm + bùn tăng
vào cuối vụ, nguyên nhân có thể nghiêng nhiều hơn về tải hữu cơ đáy và khả năng phân phối oxy.
Điều quan trọng không phải làm cho mọi tầng hoàn toàn giống nhau
Trong một hệ sinh thái ao, một mức chênh lệch nhỏ theo không gian là bình thường.
Mục tiêu quản lý không phải làm:
DO, pH, nhiệt độ và độ mặn tại mọi centimet nước giống hệt nhau.
Mục tiêu là tránh hình thành những vùng:
- Thiếu oxy.
- Phân tầng kéo dài.
- Tích tụ chất thải.
- ORP quá thấp.
- Điều kiện bất lợi cho tôm.
Do đó, sự khác biệt nhỏ mặt – đáy chưa chắc là vấn đề.
Điều đáng quan tâm là:
Chênh lệch có đang tăng hay không và tầng đáy có đang tiến vào điều kiện bất lợi hay không.
Kết luận
Nước tầng mặt và tầng đáy không nhất thiết giống nhau.
Trong ao được trộn tốt, sự khác biệt có thể nhỏ. Nhưng khi ao phân tầng hoặc đáy tích tụ nhiều hữu cơ, hai tầng có thể trở thành những môi trường rất khác nhau.
Tầng mặt thường:
- Nhận nhiều ánh sáng hơn.
- Quang hợp mạnh hơn.
- Trao đổi trực tiếp với khí quyển.
- Chịu tác động trực tiếp của mưa.
Tầng đáy thường:
- Nhận ít ánh sáng.
- Chịu nhu cầu oxy từ bùn và hữu cơ.
- Nhận chất thải lắng xuống.
- Dễ xuất hiện ORP thấp và điều kiện khử hơn.
Vì vậy, trong những điều kiện nhất định có thể thấy:
DO mặt > DO đáy.
pH mặt > pH đáy vào ban ngày.
Độ mặn mặt < độ mặn đáy sau mưa.
ORP đáy < ORP tầng trên.
Nhưng đây là xu hướng thường gặp, không phải quy luật tuyệt đối. Một ao có quạt và dòng chảy tốt có thể có nước khá đồng nhất giữa mặt và đáy.
Do đó, khi quan trắc ao tôm, không nên chỉ hỏi:
“DO, pH hay độ mặn của ao là bao nhiêu?”
Mà cần hỏi:
“Đo ở vị trí nào, độ sâu nào và vào thời điểm nào?”
Đặc biệt sau mưa, cuối vụ, khi tảo biến động hoặc khi tôm có biểu hiện bất thường, nên kiểm tra:
DO + nhiệt độ + độ mặn + pH
ở ít nhất tầng mặt và gần đáy.
Nếu nghi ngờ vấn đề đáy, bổ sung:
ORP + TAN + NO2 + kiểm tra bùn và sulfide khi cần.
Một phép đo tầng mặt có thể cho thấy “nước đẹp”, nhưng nếu tôm sống gần một tầng đáy đang thiếu oxy và tích tụ hữu cơ thì kết quả đó chưa phản ánh đúng môi trường mà tôm thực sự phải chịu.
Tài liệu tham khảo
- FAO. Shrimp Culture: Pond Design, Operation and Management – Water Quality Management. Nội dung về DO, quang hợp, hô hấp, chất hữu cơ và H2S trong ao tôm.
- FAO. Manual on Pond Culture of Penaeid Shrimp. Nội dung về thiếu oxy vùng đáy và phân tầng sau mưa.
- Alongi, D.M., Dixon, P., Johnston, D.J., Tien, D.V. & Xuan, T.T. (1999). Pelagic processes in extensive shrimp ponds of the Mekong delta, Vietnam. Aquaculture, 175, 121–141. DOI: 10.1016/S0044-8486(99)00078-2.
- Monitoring of Water Quality and Microalgae Species Composition of Penaeus monodon Ponds in Pulau Pinang, Malaysia. Nghiên cứu theo dõi DO, pH, nhiệt độ và ánh sáng tại tầng mặt và tầng đáy trong 15 tuần nuôi.
- FAO. Improving Pond Water Quality. Nội dung về phân tầng nhiệt, tầng nước phía trên và vùng nước đáy thiếu oxy.
- FAO. Malaysia Coastal Aquaculture Development – Water Stratification. Quan sát chênh lệch pH, nhiệt độ, độ mặn và DO giữa mặt và đáy sau mưa.
- Delgado, P.C., Avnimelech, Y., McNeil, R., Bratvold, D., Browdy, C.L. & Sandifer, P. (2003). Physical, chemical and biological characteristics of distinctive regions in paddlewheel aerated shrimp ponds. Aquaculture, 217, 235–248. DOI: 10.1016/S0044-8486(02)00231-4.
- Analysis of the efficiency of two dispositions of paddle-wheel aerators in shrimp ponds of Litopenaeus vannamei. Nghiên cứu về phân bố DO theo chiều ngang và chiều sâu ở ao tôm sử dụng paddlewheel.
0 nhận xét:
Đăng nhận xét