1. QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
AO NUÔI THỦY SẢN
Wate r Quality for Pond Aquaculture
Claude E. Boyd
Bộ môn Khai thác và Nuôi trồng thủy sản
Đại học Auburn, Alabama 36894 Hoa kỳ
Lược dịch: Trương Quốc Phú
Vũ Ngọc Út

2. MỤC LỤC
CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC...................................................... 1
NHIỆT ĐỘ......................................................................................................................... 1
QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP ............................................................................................. 3
VẬT CHẤT TRONG NƯỚC............................................................................................ 6
Chất hữu cơ.................................................................................................................... 9
NỘNG ĐỘ MUỐI VÀ TỔNG CHẤT RẮN HÒA TAN .................................................. 9
TỔNG ĐỘ KIỀM VÀ TỔNG ĐỘ CỨNG...................................................................... 10
ĐỘ A-XÍT........................................................................................................................ 11
TIÊU HAO OXY SINH HÓA HỌC VÀ HÓA HỌC...................................................... 12
ĐỘ TRONG..................................................................................................................... 13
CHLOROPHYLL-A VÀ NĂNG SUẤT SINH HỌC SƠ CẤP ...................................... 13
CHẤT RẮN LƠ LỬNG, ĐỘ ĐỤC VÀ MÀU NƯỚC................................................... 14
pH .................................................................................................................................... 15
OXY HÒA TAN.............................................................................................................. 17
Khả năng hòa tan ......................................................................................................... 17
Ảnh hưởng lên đối tượng nuôi..................................................................................... 20
Phiêu sinh vật và oxy hòa tan ...................................................................................... 21
Trầm tích đáy và oxy hòa tan ...................................................................................... 26
Thức ăn và oxy hòa tan................................................................................................ 26
NITƠ................................................................................................................................ 27
Hấp thu của thực vật.................................................................................................... 27
Phân hủy nitơ trong vật chất hữu cơ............................................................................ 28
Nitrate hóa ................................................................................................................... 28
Phản nitrate hóa ........................................................................................................... 29
Sự bay hơi của ammonia.............................................................................................. 29
Tóm tắt......................................................................................................................... 30
PHỐT-PHO...................................................................................................................... 30
Phân hủy phốt-pho trong ao......................................................................................... 30
Phản ứng với bùn ......................................................................................................... 30
Tóm tắt......................................................................................................................... 31
ĐẤT AO .............................................................................................................................. 32
KẾT CẤU CỦA ĐẤT ..................................................................................................... 32
SỰ TRAO ĐỔI CATION................................................................................................ 33
ĐỘ PHÈN (ĐỘ AXÍT).................................................................................................... 33
CHẤT HỮU CƠ VÀ QUÁ TRÌNH OXY HÓA-KHỬ................................................... 35
ĐẤT AO VÀ NĂNG SUẤT NUÔI................................................................................. 37
QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC.................................................................................... 38
BÓN PHÂN..................................................................................................................... 38
Phân hóa học................................................................................................................ 38
Phân hữu cơ ................................................................................................................. 41
Cải tạo ao ..................................................................................................................... 41
BÓN VÔI......................................................................................................................... 41
CÁC CHẤT ĐỘC............................................................................................................ 43
Dioxyt carbon .............................................................................................................. 43
Ammonia ..................................................................................................................... 43
Nitrite........................................................................................................................... 45
H2S............................................................................................................................... 46
SỤC KHÍ CƠ HỌC......................................................................................................... 47
ii

3. SỰ LUÂN CHUYỂN CỦA NƯỚC................................................................................ 50
XỬ LÝ KHÁC................................................................................................................. 51
Chế phẩm vi sinh ......................................................................................................... 52
Thuốc tím (permanganat kali) ..................................................................................... 52
Chất kết tủa.................................................................................................................. 52
Khử trùng..................................................................................................................... 53
Xử lý nền đáy ao.......................................................................................................... 53
KIỂM SOÁT THỰC VẬT THỦY SINH........................................................................ 54
KIM LOẠI NẶNG .......................................................................................................... 55
THUỐC TRỪ SÂU ......................................................................................................... 56
TÍNH TOÁN LIỀU XỬ LÝ ............................................................................................ 56
PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG NƯỚC................................................................................. 57
THU MẪU NƯỚC.......................................................................................................... 58
CÁC LOẠI KIT PHÂN TÍCH......................................................................................... 58
ĐỘ TRONG..................................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 60
iii

4. Chất lượng nước bao gồm tất cả các yếu tố vật lý, hóa học và sinh học ảnh hưởng
đến việc sử dụng nước. Trong nuôi thủy sản thường quan tâm đến tính chất của
nước ảnh hưởng đến tỉ lệ sống, sinh sản, sinh trưởng hoặc quản lý cá hay các sinh
vật nuôi theo hướng có lợi. Có nhiều yếu tố chất lượng nước nhưng chỉ có vài yếu
tố thường đóng vài trò quan trọng. Người nuôi thủy sản nên điều khiển các yếu tố
đó bằng các biện pháp kỹ thuật. Ao nuôi có chất lượng nước tốt sẽ cho năng suất
cao và tôm cá khỏe hơn so ao nuôi có chất lượng nước kém. Hiểu biết về các
nguyên lý về chất lượng nước sẽ giúp người nuôi xác định được tiềm năng của thủy
vực, cải thiện điều kiện môi trường ao nuôi, tránh hiện tượng sốc liên quan đến
bệnh và ký sinh trùng và sản xuất hiệu quả hơn.
Những công trình khoa học và sách về động thái và quản lý chất lượng nước ao thì
khá chi tiết và mang tính kỹ thuật. Vì vậy, Boyd và Lichtkopper (6) soạn sách
hướng dẫn ngắn gọn về những khía cạnh lớn vế chất lượng nước ao và phương pháp
quản lý cho người nuôi thủy sản. Ấn phẩm đó rất phổ biến nhưng hiện nay không
còn xuất bản nữa. Sách này là một bản sửa đổi từ sách của Boyd và Lichtkopper.
Nó bao gồm nhiều yếu tố chất lượng nước quan trọng như: nồng độ muối, pH và độ
kiềm, o xy hòa tan, phiêu sinh vật, dinh dưỡng và sự chuyển hóa độc chất. Nó giải
thích các yếu tố liên quan của sử dụng phân bón, thức ăn đến sự gia tăng sản lượng
nuôi. Nó cũng thảo luận đến việc cải thiện chất lượng nước thông qua biện pháp sục
khí và các biện pháp khác. Tất cả các khía cạnh chất lượng nước và quản lý nước
không thể trình bày trong một quyển sách nhỏ. Những thiếu sót có thể góp ý với
Boyd (2) hoặc Boyd và Tucker(7).
CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC
NHIỆT ĐỘ
Các loài nước ấm sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt độ 25-32o C. Ở vùng nhiệt đới vĩ độ
thấp, nhiệt độ nước thường biến động trong khoảng đó quanh năm, nhưng nhiệt độ
rất thấp vào mùa đông làm chậm sự sinh trưởng của các loài sinh vật nuôi nước ấm
và sinh vật làm thức ăn của chúng. Với lý do này, quá trình cho ăn và bón phân
được ngừng hoặc giảm vào mùa đông trong thời tiết ôn đới.
Nhiệt độ ảnh hưởng lên các quá trình hóa học và sinh học. Nhìn chung, tốc độ phản
ứng hóa học và sinh học tăng gấp đôi khi tăng nhiệt độ 10o C. Có nghĩa rằng thủy
sinh vật sẽ tiêu thụ O2 gấp đôi ở 30o C so với 20o C và phản ứng hóa học sẽ gấp 2 lần
nhanh hơn ở 30o C so với 20o C. Do đó, nhu cầu O2 hòa tan của thủy sinh vật cao hơn
trong nước ấm so với nước lạnh. Xử lý hóa chất cho ao cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt
độ. Trong nước ấm phân bón hòa tan nhanh hơn, thuốc diệt cỏ có tác dụng nhanh
hơn, thuốc cá phân hủy nhanh hơn và tỉ lệ tiêu thụ O2 của sinh vật phân hủy hữu cơ
lớn hơn.
1

5. Trong ao, nhiệt xâm nhập vào ơ bề mặt và tầng nước mặt nóng nhanh hơn tầng
nước sâu. Bởi vỉ tỉ trọng của nước (khối lượng trên đơn vị thể tích) giảm khi nhiệt
độ tăng trên 4oC, nước tầng mặt trở nên quá ấm và nhẹ, chúng không thể hòa trộn
với nước lạnh, nặng ở tầng sâu. Sự phân chia của nước ao thành lớp nước ấm và
nước lạnh riêng biệt được gọi là hiện tượng phân tầng. Phía trên, lớp nước ấm được
gọi là tầng mặt (epilimnion) và phía dưới, lớp nước lạnh được gọi là tầng sâu
(hypolimnion). Lớp nước thay đổi nhiệt độ nhanh giữa tầng mặt và tầng sâu được
gọi là tầng biến nhiệt (thermoline).
Không khí
Gió
0
Tầng mặt Gió là nước xáo trộn Nước ấm
1
Tầng giữa Nhiệt độ giảm nhanh
2
Tầng sâu Nước lạnh
3
4
20 25 30 35
o
Nhiệt độ ( C)
Hình 1: S ự phân tầng nhiệt trong một ao tương đối sâu
6:00 am 3:00 pm
Vào ban ngày không khí ấm và nước
tầng mặt ấm hơn nước tầng sâu
Vào cuối buổi chiều và đêm không khí lạnh
và nước tầng mặt lạnh hơn nước tầng sâu
0
0,5
1,0
1,5
24 26 28 30 32 34 36
o
Nhiệt độ ( C)
Hình 2: S ự phân tầng và phá vỡ phân tầng nhiệt trong ngày ở ao nuôi thủy sản cạn
2

6. Nhiệt độ trong ao phân tầng nhiệt được trình bày ở Hình 1. Trong vùng ôn đới,
những ao lớn có thể phân tầng trong mùa xuân và duy trì phân tầng đến mùa thu.
Trong ao nhỏ, cạn ở vùng ôn đới và vùng nhiệt đới sự phân tầng thường diễn ra
hàng ngày. Vào ban ngày, nước tầng mặt ấm tạo thành lớp nước riêng biệt. Vào ban
đêm, lớp nước mặt bị lạnh đi bằng nhiệt độ của lớp nước phía dưới và hai lớp nước
hòa trộn với nhau (Hình 2). Thảo luận rộng hơn về sự phân tầng có thể tìm thấy
trong bất kỳ sách về hồ ao học.
Trong một vài trường hợp thời tiết, nước tầng mặt có thể đạt đến 35o C hoặc hơn.
Nhiệt độ này trên mức tối ưu cho hầu hết các loài nước ấm, nhưng sinh vật có thể
trú ẩn ở tầng nước sâu. Cá và giáp xác thì chịu đựng kém với sự thay đổi nhiệt độ
đột ngột. Không nên chuyển chúng đột ngột thả chúng vào nước có nhiệt độ cao
hơn hoặc thấp hơn. Thông thường sự thay đội nhiệt độ đột ngột khoảng 3 hay 4o C
sẽ gây sốc hoặc gây chết sinh vật. Ảnh hưởng thường trầm trọng hơn khi chuyển
sinh vật từ lạnh sang ấm. Bởi vì nhiệt độ tăng khi độ cao giảm nên phải điều chỉnh
nhiệt độ khi chuyển sinh vật từ vùng có độ cao (altitude) cao đến vùng có độ cao
thấp.Thủy sinh vật có thể chịu đựng sự thay đổi từ từ của nhiệt độ. Thí dụ, tăng
nhiệt độ vài oC trong vài giờ sẽ không gây ảnh hưởng đến sinh vật, nhưng chuyển
chúng từ nơi nhiệt độ thấp và thả đột ngột vào nơi có nhiệt độ cao hơn vài độ chúng
có thề chết.
QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP
Trong ao, thực vật là nguồn vật chất hữu cơ đầu tiên cung cấp thức ăn cho động vật
thủy sinh. Thực vật có khả năng sử dụng CO2 , nước, muối dinh dưỡng và ánh sáng
để sản xuất ra vật chất hữu cơ ở dạng đường đơn (C6 H12 O6 ) và O2 được tạo thành
như một sản phẩm phụ. Quá trình này được gọi là quang hợp, carbon vô cơ trong
CO2 bị khử thành carbon hữu cơ trong đường. Năng lượng ánh sáng (ánh sáng mặt
trời) được chuyển hóa thành năng lượng hóa học của đường. Sơ lược phản ứng
quang hợp như sau:
Năng lượng mặt trời + 6CO2 + 6H2 O → C6 H12 O6 + 6O2
Phân tử đường đơn được sản xuất từ thực vật xanh qua quang hợp gân như là toàn
bộ năng lượng dùng cho sinh vật sống. Cả thực vật và động vật đều phụ thuộc vào
quá trình quang hợp sản xuất ra năng lượng. Phân tử đường đơn cũng là nền tảng
cho những hợp chất hữu cơ phức tạp. Thực vật tổng hợp carbohydrate phức tạp
(tinh bột, cellulose…), protein, mỡ, vitamin và các hợp chất khác từ đường sản xuất
trong quá trình quang hợp. Thực vật cũng xây dựng mô của chúng từ các hợp chất
đó và dùng đường chuyển hóa từ quang hợp như một nguồn cung cấp năng lượng.
Động vật không thể sản xuất ra vật chất hữu cơ. Chúng phải ăn trực tiếp thực vật
3

7. hoặc động vật ăn thực vật. Tất cả năng lượng, dinh dưỡng và vật chất cấu trúc cần
thiết của động đật có nguồn gốc từ thực vật.
Bảng 1: Nồng độ của các nguyên tố điển hình trong nước ao và trong thực vật
phù du (TVPD)
TVPD Nhân tố hàm
Nguyên tố Nước (ppm)
(ppm khối lượng ướt) lượng
C 10 9500 950
N 0,1 1600 16000
P 0,005 165 33000
S 2,5 125 50
Cl 5,0 25 5
Ca 10,0 100 10
Mg 2,0 50 25
K 1,0 150 150
Na 3,0 1050 350
Fe 0,1 30 300
Mn 0,05 15 300
Zn 0,005 1,25 250
Cu 0,005 3,0 600
B 0,02 0,7 35
Hô hấp là một quá trình cơ bản thứ 2 trong nuôi trồng thủy sản. Quá trình hô hấp,
vật chất hữu cơ kết hợp với O2 (oxy hóa) giải phóng ra nước, CO2 và năng lượng.
Tế bào thực vật và động vật có khả năng hấp thu một số năng lượng giải phóng ra từ
quá trình oxy hóa để dùng nó cho các hoạt động sống. Phần còn lại mất ở dạng
nhiệt. Đứng trên quan điểm sinh thái, hô hấp thì ngược với quang hợp.
C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2 O + Năng lượng nhiệt
Trong quá trình quang hợp CO2 bị khử thành carbon hữu cơ, hấp thụ năng lượng và
giải phóng O2 , trong khi quá trình hô hấp carbon hữu cơ bị oxy hóa thành CO2 , giải
phóng năng lượng và hấp thụ O2 . Về mặt sinh hóa học, quá trình quang hợp và quá
trình hô hấp là 2 quá trình hoàn toàn riêng biệt, nhưng về sinh thái thì quang hợp và
hô hấp có thể được nghĩ là phản ứng đảo ngược. Khi quá trình quang hợp nhanh
hơn hô hấp, oxy sẽ tăng và CO2 sẽ giảm. Đây là tình trạng thường xảy ra ban ngày.
Vào ban đêm, quá trình quang hợp ngừng nhưng quá trình hô hấp thì diễn raca3 này
và đêm. Vì vậy, vào ban đêm o xy giảm và CO2 tăng.
chuỗi thức ăn hay lưới thức ăn trong một ao nuôi thủy sản (Hình 3) khởi đầu là thực
vật. Trong ao, thực vật mong muốn nhất là thực vật phù du. Sinh vật này là loài tảo
hiển vi lơ lửng trong nước. Tảo thường có màu xanh, nhưng đôi khi có màu xanh
4

8. lam, vàng, đỏ, đen hoặc nâu. Khi nước ao có chứa đủ tảo để làm đổi màu, nó được
gọi là “tảo nở hoa” hay tổng quát hơn là “phiêu sinh nở hoa”. Tảo có thể sinh
trưởng ở đáy ao nơi có đủ ánh sàng cho quá trình quang hợp. Tảo có thể bị ăn bởi
các loài động vật nhỏ hay được gọi là động vật phù du. Gộp chung thực vật phù du
và động vật phu du thì gọi là sinh vật phù du. Sinh cật phù du chết, mảnh vở của
chúng tạo thành xác hữu cơ (detritus) làm thức ăn cho vi khuẩn, nấm và sinh vật
khác. Xác hữu cơ lắng tụ xuống đáy ao; chúng làm giàu cho đất với chất hữu cơ.
Đáy ao nuôi dưỡng một quân thể vi khuẩn, nấm, tảo và các sinh vật nhỏ được gọi là
sinh vật đáy. Côn trùng thủy sinh thì phong phú trong ao chúng ăn sinh vật phù du,
sinh vật đáy hoặc xác hữu cơ. Ở những vùng nước cạn trong ao với nước trong, thực
vật lớn (macrophyte) có thể phát triển. Thực vật lớn có thể phát triển nổi trên mặt
nước ao và cấu trúc to lớn của chúng gây tăng nghẽn thủy vực; vì vậy, thực vật lớn
thường không mong muốn có trong ao nuôi thủy sản. Tùy thuộc vào loài động vật
nuôi chúng có thể ăn sinh vật phù du, sinh vật đáy, xác hữu cơ, côn trùng thủy sinh,
cá nhỏ và giáp xác hoặc ăn nhiều loại thức ăn. Một số loài ăn thực vật lớn, như loài
cá trắm cỏ có thể được dùng để khống chế thực vật lớn trong ao.
Phytoplankton
Zooplankton Côn trùng Cá Rô phi
Detritus
Phytoplankton
Côn Cá thái Cá
Zooplankton
trùng dương chẽm
Detritus
Phytoplankton
Côn trùng Cá
Zooplankton
chẽm
Detritus
Sinh vật đáy
Chuổi thức ăn
của đại dương Bột cá Cá hồi,
Thức ăn viên Tôm
Sản phẩm Bột thực vật
nông nghiệp
Hình 3: Lưới thức ăn trong ao nuôi thủy sản
5

9. Để làm tăng năng suất ao nuôi, cần thiết phải làm tăng số lượng thức ăn. Điều này
có thể thực hiện bằng cách cải thiện điều kiện để tăng năng suất thực vật phu du,
chúng sẽ lần lượt làm tăng năng suất của các loài sinh vật làm thức ăn tự nhiên
khác. Thông thường, cần thiết cung cấp dinh dưỡng vô cơ nào đó ở dạng phân
chuồng hoặc phân bón hóa học để làm tăng sự sinh trưởng của thực vật phù du. Dĩ
nhiên trong nuôi thủy sản, thức ăn chế biến cung cấp cho ao nuôi thường có chuổi
thức ăn ngắn. Hơn nữa, thức ăn chế biến cho năng suất cao hơn so với bón phân,
nhưng cho ăn thức ăn chế biến không làm thay đổi sự phụ thuộc của nuôi thủy sản
với thực vật. Thức ăn nuôi thủy sản thường được chế biến từ sản phẩm của thực vật
hoặc từ sản phẩm của động vật được chuyển hóa từ thực vật trên cơ sở chuỗi thức
ăn.
Thực vật phù du thì vô cùng quan trọng trong sự thay đổi hàm lượng O2 trong ao.
Bởi vì sự phát triển của thực vật phu du được tăng cường bởi dinh dưỡng từ phân
bón và thức ăn, hàm lượng oxy biến động lớn xảy ra giữa ngày và đêm. Thực vật
phù du nở hoa quá mức có thể dẫn đến làm cạn kiệt oxy, gây số hoặc gây chết sinh
vật nuôi vào ban đêm và hàm lượng oxy vượt quá bão hòa trên mặt nước vào ban
ngày. Chất lưọng nước trong ao bị chi phối lớn bởi sự phong thú của tảo và sự cân
bằng giữa quang hợp và hô hấp.
VẬT CHẤT TRONG NƯỚC
Vật chất vô cơ hòa tan trong nước bao gồm hầu hết nguyên tố trong vỏ trái đất và
trong khí quyển. Bảy ion (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO4 2- và HCO3 -) thường chiếm
95% hoặc hơn của khối lượng các ion hòa tan trong nước. Những ion khác (thí dụ,
PO4 3-, NH4 +, NO3 -) thì vô cùng quan trọng cho sinh vật mặc dù hàm lượng của
chúng tương đối thấp.
Sự sinh trưởng của thực vật đòi hỏi nhiều nguyên tố vô cô. Hầu hết các loài cần ít
nhất các nguyên tố sau: C, H, O, N, S, P, Cl, B, Mo, Ca, Mg, Na, K, Zn, Cu, Fe và
Mn. Tảo Khuê cần silic. Thực vật thủy sinh tạo ra oxy trong quá trình quang hợp và
chúng hấp thu H từ trong nước. CO2 đi vào nước từ không khí và từ quá trình hô
hấp của vi khuẩn phân hủy hữu cơ, thực vật sống và động vật trong nước. Các
nguyên tố khác đi vào ao qua quá trình cấp nước, từ các chất khoáng không hòa tan
ở đáy ao hoặc từ phân bón và thức ăn. Dĩ nhiên, một số tảo và vi khuẩn có khả năng
cố định đạm. Tức là, chúng có thể hấp thu nitơ phân tử (N2 ) từ không khí hòa tan
vào trong nước và chuyển hóa nitơ này thành nitơ hữu cơ chứa trong mô thực vật.
Nitơ và phốt-pho rất có khả năng giới hạn sự sinh trưởng của thực vật hơn các
nguyên tô dinh dưỡng khác. Hàm lượng điển hình của các yếu tố dinh dưỡng trong
nước và trong sinh khối của thực vật phù du được trình bày ở Bảng 1.
6

10. Nhân tố hàm lượng (concentration factor) cho biết hàm lượng của mỗi nguyên tố
được tích lũy bên trong thực vật phù du trên hàm lượng của nguyên tố đó trong
nước. Thiếu nitơ và phốt-pho thì có liên quan đến nhu cầu của thực vật phu du hơn
các các nguyên tố khác. Vì vậy, phân bón được đưa vào cho để cung cấp nguồn dự
trữ tư nhiên về nitơ và phốt-pho. Ao nước lợ chứa hàm lượng lớn của SO43-, Cl-,
Ca2+, Mg 2+, K+ và Bo hơn so với ao nước ngọt (Bảng 1). Tuy nhiên, hàm lượng của
các yếu tố dinh dưỡng khác thì tương tự giữa ao nước ngọt và nước lợ và nitơ và
phốt-pho cũng là dinh dưỡng then chốt cho sự màu mỡ của ao nước lợ.
Sau nitơ và phốt-pho, carbon là nguyên tố quan trọng kế tiếp giới hạn năng suất
sinh học trong ao nuôi. Nguồn carbon thì đặc biệt thấp trong môi trường acid và
môi trường pH cao. Bón vôi nông nghiệp để trung hòa axít và tăng độ kiềm và
nguồn carbon cho ao nhiễm phèn. Cách rẻ tiễn để cải thiện nguồn carbon trong
nước có pH cao là bón phân hữu cơ quá trình phân hủy sinh ra CO2 . Hàm lượng
thấp của kim loại ít khi giới hạn sự sinh trưởng của thực vật, nhưng hàm lượng quá
cao trong nước ô nhiễm có thể gây độc.
Động vật thủy sinh cần đủ hàm lượng các ion để thỏa mãn nhu cầu thẩm thấu, sẽ
được thảo luận sau, nhưng chúng không có nhu cầu nghiêm nhặt cho các ion riêng
biệt. Hàm lượng cao của kim loại nặng có thể gây độc cho động vật thủy sinh. Hàm
lượng oxy hòa tan trong nước là nhân tố quyết định đến sinh sản, sinh trưởng, sự
tồn tại và khả năng kháng bệnh của động vật nuôi. Các dạng của các chất vô cơ
khác nhau và khoảng thích hợp của chúng được trình bày ở Bảng 2.
7

11. Bảng 2: Khoảng hàm lượng thích hợp của các chất vô cơ hòa tan trong nước
nuôi thủy sản
Nguyên tố Dạng trong nước Hàm lượng mong muốn
O O2 (oxy phân tử) 5-15 mg/L
H H+ (-lg[H+] = pH) 7-9
N N2 (nitơ phân tử) Bão hòa hoặc thấp hơn
NH4 + (ammoniu m) 0,2-2 mg/L
NH3 (ammonia) < 0,1 mg/L
NO3 - (nitrate) 0,1-10 mg/L
NO2 - (nitrite) < 0,3 mg/L
S SO4 3- (sulfate) 5-100 mg/L
H2 S Không phát hiện
C CO2 1-10 mg/L
Ca Ca2+ 5-100 mg/L (nước ngọt)
< 500 mg/L (nước lợ)
Mg Mg2+ 5-100 mg/L (nước ngọt)
< 1.500 mg/L (nước lợ)
Na Na+ 0-100 mg/L (nước ngọt)
<11.000 mg/L (nước lợ)
K K+ 1-10 mg/L (nước ngọt)
< 400 mg/L (nước lợ)
Bicarbonate HCO3 - 20-300 mg/L (…ao có cho ăn)
50-300 mg/L (ao cá rô phi và giáp xác)
Carbonate CO3 2- 0-20 mg/L
Cl Cl- 1-100 mg/L (nước ngọt)
< 20.000 mg/L (nước lợ)
P HPO4 2-, H2 PO4 -… 0,005-0,2 mg/L
Si H2 SiO3 , HSiO3 -… 2-20 mg/L
Fe Fe2+ 0 mg/L
Fe3+ Vết
Tổng Fe 0,05-0,5 mg/L
Mn Mn2+ 0 mg/L
MnO2 Vết
Tổng Mn 0,05-0,2
Zn Zn 2+ < 0,01 mg/L
Tổng Zn 0,01-0,05 mg/L
Cu Cu 2+ 0,005 ng/L
Tổng Cu 0,005-0,01 mg/L
B H3 BO3 , H2 BO3 -… 0,05-1 mg/L
Mo MoO3 Vết
Nồng độ muối Tổng tất cả các ion 50-2.000 mg/L (nước ngọt)
2.000-35.000 mg/L (nước lợ)
Củng với các chất hữu cơ hòa tan, nước ao còn có thể chứa phù sa vô cơ lơ lửng.
Các hạt phù sa thường vào ao trong nguồn nước cấp hoặc chúng lơ lửng trong nước
do sóng hay dòng chảy gây ra do tác động của sục khí hay gió. Các hạt to sẽ lắng tụ
trong đáy ao, nhưng một số hạt nhỏ có thể duy trình lơ lửng trong thời gian dài gây
8

12. đục nước. Độ đục do hạt đất thì không có lợi nó hạn chế sự xâm nhập của ánh sáng
vào trong nước ở mức thấp hơn 20-25 cm.
Chất hữu cơ
Chất hữu cớ có khoảng biến động lớn trong nước. Các hợp chất hòa tan bao gồm
đường, tinh bột, a-xít amin, polypeptide, protein, a-xít béo, tannin, a-xít humic,
vitamin … Những hạt lớn vật chất hữu cơ đang phân hủy được gọi là xác hữu cơ
(detritus) cũng rất nhiều. Dĩ nhiên, sinh vật phù du và vi khuẩn cũng góp phần vào
chất hữu cơ trong nước. Không dễ dàng để phân tích hợp chất hữu cơ cụ thể. Thông
thường, tổng khối lượng vật chất hữu cơ hoặc tổng khối lượng hạt vật chất hữu
trong nước được xác định. Khoảng thích hợp của hàm lượng vật chất hữu cơ thì
không rõ ràng, nhưng nước ao thường chứa ít hơn 50 mg/L vật chất hữu cơ.
Chất hữu cơ trong nước, đặc biệt sinh vật phu du gây đục nước. Độ đục do sinh vật
phù du thì có lợi trong khi nước đục do hạt sét lơ lửng thì không có lợi.
Ao tốt nhất khi nước đục do sinh vật phù du gây ra với tầm nhìn (độ trong) của
nước nằm trong khoảng 20-40 cm. Ở mức này, thức ăn tự nhiên đầy đủ, oxy hòa tan
cho động vật thủy sinh dồi dảo và ánh sáng không xâm nhập tới đáy ao gây ra sự
phát triển của thực vật lớn (macrophyte). Thực vật lớn thủy sinh sống nổi như lục
bình (Eichhornia crassipes), rau diếp (Pistia stratiodes), bèo tấm (Lemna sp.)…
không thể khống chế chúng bằng nước đục.
NỘNG ĐỘ MUỐI VÀ TỔNG CHẤT RẮN HÒA TAN
Tổng hàm lượng của tất cả các ion hòa tan là nồng độ muối. Trong nước ngọt, nồng
độ muối thường được tính bằng mg/L. Trong vùng ẩm, nước lục địa thường chứa
50-250 mg/L nồng độ muối. Nước với nồng độ muối lớn hơn 500 mg/L thường
không thích hợp cho mục đích sử dụng và nồng độ muối lớn hơn 1.000 mg/L sẽ có
vị mặn. Ở vùng khô cằn và ngay cả vùng ẩm trong mùa khô, nước nội địa có thể trở
nên mặn. Thí dụ, ao nội địa ở vùng khô cằn như Miền tây Úc hoặc Miền tây nước
Mỹ thường có nồng độ muối 3.000-5.000 mg/ L. Hầu hết cá nước ngọt có thể sống
tốt trong nước có nồng độ muối đến 2.000 mg/L; một số loài chịu đựng nồng độ
muối cao hơn.
9

13. Hình 4: Mối quan hệ gia lượng mưa và nồng độ muối trong ao tôm, Guayaquil,
Ecuador
Trong ao nước lợ, nồng độ muối thay đổi phụ thuộc nồng độ muối của nguồn nước.
Nước đại dương thường có nồng độ muối khoảng 35.000 mg/L, nhưng nước vùng
cửa sông có thể tương tự như nước ngọt trong mùa mưa và nồng độ muối cao hơn
trong mùa khô. Một số cửa sông kín nồng nộ muối cao hơn nước biển trong mùa
khô bởi vì ion bị cô đặc do bốc hơi. Nồng độ muối giảm ở vùng xa cửa sông và
nồng độ muối có thể phân tầng ở đáy sâu của cửa sông.
Thông thường, nồng độ muối của nước lợ được tính bằng phần ngàn thay vì mg/L.
Một phần ngàn là 1.000 mg/L. Loài nước lợ có thể chịu đựng sự biến động lớn của
nồng độ muối. tôm biển như Penaeus vannamei và P. monodon có thể được nuôi
thành công ở ao ven biển vượt quá khoảng nồng độ muối 1-40 phần ngàn. Tuy
nhiên, hầu hết nông dân nuôi tôm muốn nồng độ muối khoảng 20-25 phần ngàn
trong ao của họ. Nồng độ muối biến động hàng năm trong ao tôm ở Ecuador được
trình bày ở Hình 4. Chú ý rằng nồng độ muối thì liên quan đến lượng mưa.
Tổng nồng độ của các chất hòa tan trong nước là tổng chất rắn hòa tan. Thông
thường, nồng độ muối và tổng chất rắn hòa tan thì tương tự.
TỔNG ĐỘ KIỀM VÀ TỔNG ĐỘ CỨNG
Tổng hàm lượng bazơ trong nước tính bằng mg/L của CaCO3 là tổng độ kiềm. Bazơ
trong nước bao gồm hydroxide, ammonia, borate, phosphate, silicate, bicarbonate
và carbonate, nhưng trong hầu hết nước ao, bicarbonate và carbonate được có hàm
lượng cao hơn các bazơ khác.
10

14. Tổng độ kiềm trong nước có nguồn gốc từ sự hòa tan của đá vôi trong đất, vì vậy
hàm lượng tổng độ kiềm được xác định đầu tiên qua tính chất của đất. Thí dụ, ao ở
vùng đất cát thường có tổng độ kiềm dưới 20 mg/L, trong khi ao ở vùng đất đá vôi
có tổng độ kiềm trên 100 mg/L. Các nhân tố khác như nhau, tổng độ kiềm vùng cô
cằn sẽ cao hơn vùng ẩm ướt. Mức độ dinh dưỡng của nước ao tăng với sự gia tăng
tổng độ kiềm đến ít nhất 150 mg/L. Tuy nhiên, ao với tổng độ kiềm trên 20 mg/L có
thể năng suất cá và động vật thủy sinh khác cao. Nếu độ kiềm dưới 20 mg/L cần
thiết phải bón vôi.
Tổng hàm lượng của tất cả ion dương hóa trị 2 trong nước tính bằng mg/L của
CaCO3 là tổng độ cứng. Can-xi va Ma-giê là các ion dương hóa trị 2 ưu thế trông
gần như tất cả loại nước ao. Theo quy luật chung, độ cứng giống độ kiềm chúng,
chúng có nguồn gốc từ sự hòa tan của đá vôi. Khi đá vôi hòa tan, nó cho một lượng
bằng nhau của độ cứng và độ kiềm.. Trong hầu hết nước, tổng độ cứng và tổng độ
kiềm tương đương nhau. Tuy nhiên, một số ngoại lệ được tìm thấy. Ở vùng khô căn
carbonate hầu như bị kết tủa khi nồng độ muối tăng và điều này gây nên độ kiềm
thấp hơn độ cứng. Trong nước a-xít cao, độ cứng thường lớn hơn độ kiềm bởi vì
bicarbonate bị trung hòa bởi a-xít nhưng ion độ cứng vẫn duy trì. Ở một số vùng bờ
biển, nước giếng ngầm có thể có độ kiềm cao hơn độ cứng bởi vì trao đổi của Na và
Ca trong tầng nước ngầm. Nước giếng ngầm loại này được gọi là được làm mềm tự
nhiên. Khi nước như thế được dùng để cấp cho ao, quá trình quang hợp có thể gây
ra pH cao. Một số thí dụ về tổng độ kiềm, tổng độ cứng và pH trong nước ao từ các
vùng khí hậu khác nhau được trình bày ở Bảng 3. Khoảng thích hợp của tổng độ
cứng là tương đương với tổng độ kiềm.
Bảng 3: Tổng độ kiềm, tổng độ cứng và pH trong nước ở các vùng khác nhau
Tình trạng ao Tổng độ kiềm Tổng độ cứng pH
(mg/L) (mg/L) Sáng Chiều
Vùng ẩm, đất a-xít 5-15 5-20 6,5-7,5 8,5-9,5
Vùng ẩm, đất đá vôi 75-250 75-250 7,5-8,5 8,0-9,0
Vùng khô cằn 150-300 200-700 7,5-8,5 8,5-9,5
Cấp nước từ nước
100-500 5-20 8,0-8,5 9,0-11,0
ngầm mềm tự nhiên
Nước lợ 75-125 1.000-6.000 7,5-8,0 8,5-9,0
ĐỘ A-XÍT
CO2 có tính a-xít nhưng thường không làm giảm pH của nước dưới 4,5. Nước có
pH thấp chứa a-xít khoáng mạnh - thường là a-xít sulfuric. Nước như thế không có
tính kiềm, không thích hợp cho nuôi thủy sản.
11

15. A-xít khoáng trong nước là giá trị đo của tổng a-xít tính bằng mg/L của CaCO3
tương tương. Có thể nghĩ rằng độ a-xít khoáng như là độ kiềm âm, bởi vì nó thể
hiện lượng CaCO3 cần thêm vào nước để làm tăng pH đến điểm mà CaCO3 nhiều
hơn sẽ gây nên tính kiềm.
TIÊU HAO OXY SINH HÓA HỌC VÀ HÓA HỌC
Tỉ lệ oxy tiêu thụ bởi phiêu sinh vật và vi khuẩn trong mẫu nước ao được đo để xác
định tiêu hao oxy sinh hóa học. Mẫu nước nguyên hay pha loãng được ủ trong điều
kiện tối trong 5 ngày ở nhiệt độ 20o C. Lượng oxy trong nước mất đi trong giai đoạn
ủ là tiêu hao oxy sinh hóa học (BOD). Ao nuôi thủy sản điển hình có giá trị BOD từ
5-20 mg/L. BOD càng cao khi mức độ giàu vật chất hữu cơ càng lớn. Mặc dù BOD
thường được đo trong nước ao nhưng khoảng thích hợp thì không được xác định rõ.
Oxy giảm đến mức nguy hiểm trong ao không sục khí khi BOD quá 20 mg/L.
Tiêu hao oxy hóa học được đo bằng cách chuyển hóa tất cả chất hữu cơ trong mẫu
nước thành CO2 và nước nhờ sự oxy hóa của K2 Cr2 O7 và a-xít H2 SO4 . Lượng
K2 Cr2 O7 được sử dụng trong quá trình oxy hóa được đo và lượng oxy tương đương
với K2 Cr2 O7 là tiêu hao oxy hóa học (COD). Thí dụ, nếu mẫu nước có COD là 50
mg/L, thì cần 50 mg/L o xy để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ. COD là một chỉ số
cho mức độ giàu hữu cơ của nước ao. COD của nước ao có thể biến động từ dưới
10 đến 200 mg/L. Thông thường thì biến động từ 40-80 mg/L.
BOD và COD thường không được sử dụng nhiều trong quản lý ao nuôi thủy sản,
nhưng chúng thường được dùng trong việc đánh giá mức độ của chất ô nhiễm trong
nước thải. Bởi vì mối quan tâm gần đây là sự ảnh hưởng của chất thải lên thủy vực
mà chất thải đổ vào, quản lý môi trường được mong đợi trở thành vấn đề lớn trong
nuôi trồng thủy sản. Vì vậy, người nuôi thủy sản nên hiểu biết về BOD và COD.
12

16. Hình 5: Đĩa secchi
ĐỘ TRONG
Đĩa secchi là một đĩa có đường kính 20 cm được sơn đen trắng xen kẽ nhau trên
mỗi phần tư đĩa (Hình 5). Nó được làm nặng ở dưới đáy và cột ở giữa phí trên mặt
đĩa một dây đo. Độ sâu mà ở đó không còn nhìn rõ đĩa là độ trong của nước. Rõ
ràng, cần phải tiêu chuẩn hóa quá trình đo độ trong. Trong nhiều thủy vực có mối
liên quan lớn giữa độ trong và mật độ sinh vật phù du. Bởi vì mật độ sinh vật phù
du tăng, độ trong giảm. Tuy nhiên, nếu nước chứa nhiều chất gây đục từ hạt sét hay
xác hữu cơ thì độ trong không liên quan đến mật độ thực vật phù du. Mối quan hệ
tổng quát giữa độ trong và điều kiện của sinh vật phù du được trình bày ở Bảng 4.
CHLOROPHYLL-A VÀ NĂNG SUẤT SINH HỌC SƠ CẤP
Có thể đo hàm lượng chlorophyll-a và dùng no như một chỉ số về mức độ phong
phú của thực vật phù du. Nhìn chung, hàm lượng chlorophyll-a tăng, mật độ thực
vật phù du tăng. Ao nuôi thủy sản tốt thường có hàm lượng chlorophyll-a khoảng
50-200 µg/L (0,05-0,2 mg/L)
Năng suất sinh học sơ cấp thì được tính trên số lượng vật chất hữu cơ cố định được
bởi quá trình quang hợp. Trong ao, thực vật phù du thường là sinh vật sản xuất vật
chất hữu cơ lớn nhất. Năng suất sinh học sơ cấp thường được tính băng g/m2 /ngày.
Mặc dù, tài liệu về nuôi thủy sản rất nhiều về chlorophyll-a và năng suất sinh học sơ
13

17. cấp, nhưng khó có thể đo được hai yếu tố này trong nuôi thủy sản. Đo độ trong là
một phương pháp đơn giản để đánh giá mức độ phong phú của thực vật phù du.
CHẤT RẮN LƠ LỬNG, ĐỘ ĐỤC VÀ MÀU NƯỚC
Thuật ngữ đục cho biết nước chứa vật chất lơ lửng làm ngăn cản sự truyền ánh
sáng. Trong ao nuôi thủy sản, độ đục tạo ra do sinh vật phù du thì có lợi, trong khi
độ đục gây ra do hạt sét lơ lửng thì không có lợi. Hạt sét lơ lửng ít khi đủ cao trong
nước đến mức gây hại cho động vật. Nếu ao nhận nước rửa trôi mang nhiều bùn và
sét, bùn sẽ lắng tụ dưới đáy ao che phủ trứng cá và sinh vật đáy. Hạt sét mịn hơn lơ
lửng trong nước gây cản trở sự xâm nhập của ánh sáng và giới hạn sự sinh trưởng
của thực vật. Hạt sét gây đục dai dẳng giới hạn độ trong là 30 cm hoặc thấp hơn
ngăn cản sự nở hoa của phiêu sinh vật. Phương pháp để khống chế độ đục do hạt sét
sẽ được thảo luận sau.
Một số ao nhận một lượng lớn vật chất từ thực vật từ lưu vực của chúng. Chất chiết
từ xác thực vật (humate) thường làm nước có màu. Màu từ chất chiết của xác thực
vật thường có màu tối là cho nước có màu giống màu trà hay cà phê nhạt. Nước ao
với hàm lượng humate cao thì có tính a-xít và tổng độ kiềm thấp. Mặc dù màu nước
không gây ảnh hưởng bất lợi đến động vật một cách trực tiếp, nó chỉ gây hạn chế
ánh sáng và làm giảm sự sinh trưởng của thực vật. Sử dụng vôi nông nghiệp có thể
loại bỏ humate từ nước tự nhiên.
Ngoài màu, nước còn có váng (scum), bọt (foam) và bong bóng (bubble) và những
vật chất khác trên bề mặt. Vắng thường do tảo nổi. Bọt thường do protein trong
nước và bóng bóng là do oxy quá bão hòa hoặc khí metan, CO2 vác chất khí khác
sinh ra từ sự phân hủy vật chất hữu cơ.
Bảng 4: Mối quan hệ của độ trong và điều kiện của thực vật phù du nở hoa
Độ trong (cm) Chú thích
Nhỏ hơn 20 Ao quá đục. Nếu ao quá đục với thực vật phù du, sẽ có trở
ngại do hàm lượng oxy hòa tan thấp. khi nước đục do hạt đất
lơ lửng, năng suất sinh học sẽ thấp
20-30 Độ đục quá mức
30-45 Nếu nước đục do thực vật phu du thì ao có điều kiện tốt
45-60 Thực vật phù du thấp
Lớn hơn 60 Nước quá trong, năng suất sinh học thấp, nguy hiểm từ cỏ
thủy sinh
Chất rắn lơ lửng gây đục nước được đo bằng khối lượng của tổng vật chất giữ lại
khi nước ao đi qua giấy lọc mịn. Hàm lượng chất rắn lơ lửng thường biến động
trong khoảng 10-50 mg/L, nhưng hàm lượng sẽ cao hơn xảy ra trong ao rất đục. độ
đc được xác định bằng lượng ánh sáng bị hấp thụ bởi nước. Thiết bị được gọi
14

18. nephelometer hoặc turbidimeter được dùng để đo độ đục. Độ đục trong ao thường
bến động trong khoảng 10-50 NTU. Người nuôi thường ít khi đo chất rắn lơ lửng
hay độ đục; họ dựa vào độ trong để đánh giá độ được của nước ao.
Người nuôi thì không không thường quan sát và ghi nhận màu của nước. Màu do
chất lơ lửng và chất hòa tan gây nên, khi màu thay đổi điều kiện chất lượng nước
đặc biệt là quần xã thực vật phù du cũng thay đổi. Một số nông dân quan sát ao của
họ đủ để dự đoán sự ổn định của nước cho cá nuôi qua độ trong, màu nước và tình
trạng của ao.
pH
Độ pH được định nghĩa là trừ logarit của nồng độ ion H+:
pH = - log [H+]
Đơn giản hơn pH thể hiện tính a-xít và bazơ của nước. Thực tế, nước với pH bằng 7
được cho không có tính a-xít và không có tính bazơ; nó được gọi là trung tinh.
Nước có pH dưới 7 thì có tính a-xít. Nước có pH trên 7 thì có tính bazơ. Thang đo
pH mở rộng từ 0-14; pH của nước càng khác với giá trị 7 thì càng có tính a-xít hay
bazơ.
Bảng 5: Ảnh hưởng của pH trong ao cá và giáp xác
pH Ảnh hưởng
4 Điểm chết a-xít
4-5 Không sinh sản
5-6 Sinh trưởng chậm
6-9 Sinh trưởng tốt nhất
9-11 Sinh trưởng chậm
11 Điểm chết bazơ
Độ pH của hầu hết ao nước ngọt thì trong khoảng 6-9, và trong một ao xác định
thường có sự biến động pH ngày-đêm 1-2 độ. Ao nước lợ thường có giá trị pH
khoảng 8-9 và sự biến động pH ngày-đêm nhỏ hơn trên ao nước ngọt. Sự biến động
pH theo ngày-đêm là kết quả của sự thay đổi tỉ lệ quang hợp của thực vật phù du và
các loài thực vật khác trong chu kỳ sáng vào ban ngày. CO2 có tính thể hiện qua
phương trình sau:
CO2 + H2 O = HCO3 - + H+
Nếu nồng độ CO2 tăng, nồng độ ion H+ tăng và pH giảm. Ngược lại, nếu nồng độ
CO2 giảm, nồng độ ion H+ giảm và pH tăng. Vì vậy, khi thực vật phù du hấp thụ
CO2 từ trong nước khi có ánh sáng, pH của nước tăng. Vào ban đêm, CO2 không
được hấp thụ bởi thực vật phù du, nhưng tất cả sinh vật trong ao đều thải CO2 qua
hô hấp. Bởi vì CO2 tích lũy trong nước vào ban đêm, pH giảm. Chu kỳ biến động
15

19. pH theo ngày đêm được minh họa trong Hình 6. Biến động pH ngày-đêm thì không
luôn luôn lớn như trình bày trong hình này, nhưng khoảng biến động pH lớn khi
thực vật phù du phong phú. Ao có tổng độ kiềm vừa hoặc cao thường có giá trị pH
cao hơn vào sáng sơm so với ao có tổng độ kiệm thấp. Tuy nhiên, khi thực vật phù
du phong phú, pH cao hơn nhiều vào buổi chiều xảy ra trong ao có độ kiềm thấp so
với ao có độ kiềm cao hơn. Điều này là do khả năng đệm của độ kiềm cao.
Ảnh hưởng trực tiếp của pH lền cá và giáp xác được trình bày ở Bảng 5. Tuy nhiên,
có ngoại lệ với các ảnh hưởng này. Thí dụ, một số loài cá ở sông Amazon sống và
sinh sản trong nước có pH 4-4,5. Trong nước mặt, pH trên 9 xảy ra trong thời gian
ngắn thường không gây hại cho các đối tượng nuôi.
Hình 6: Biến động pH theo ngày đêm trong ao nuôi cá
Nơi pH của nước ao quá thấp, có thể bón vôi để cải thiện pH. pH thấp thường xảy
ra hơn pH cao. Điều nàu là may mắn vì không có cách chắc chắn để làm giảm pH.
Thông thường sự cố a-xít trong ao không gây ảnh hưởng trực tiếp lên sinh trưởng,
sinh sản hoặc sự sống, nhưng có ảnh hưởng của độ kiềm thấp và bùn a-xít lên năng
suất của sinh vật phù du và sinh vật đáy. Dĩ nhiên, sự ảnh hưởng được phản ánh qua
năng suất của cá và loài sinh vật nuôi khác. Ở một số vùng ven biển, đất chứa 1-5%
lưu huỳnh ở dạng pyrite . Đất như thế gọi là đất phèn tiềm tàng. Nếu ao được xây
dựng trên đất như thế, phèn tiềm tằng bị phơi bày ra không khí trên các đê hoặc bờ,
sự oxy hóa đất phèn có thể tạo thành a-xít sulfuric. A-xít này có thể chảy vào trong
16

20. ao gây nên pH vô cùng thấp. Pyrite sắt thường kết hợp với than đá trầm tích và sự
tiêu nước từ khai thác than đá cũng có thể chứa a-xít sulfuric từ sự oxy hóa pyrite
gây giảm thấp pH.
OXY HÒA TAN
Oxy hòa tan là yếu tố chất lượng nước quan trong trong ao nuôi. Người nuôi cần
hiểu kỹ nhân tố ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan trong nước ao. Họ cũng cần
có nhận thức của hàm lượng oxy hòa tan thấp lên sinh vật nuôi.
Khả năng hòa tan
Khí quyển chứa 20,95% o xy. Ở áp suất tiêu chuẩn (760 mm thủy ngân), áp lực của
oxy trong không khí là 159,2 mm (760 x 0,2095). Áp lực của oxy trong không khí
chuyển oxy vào nước đến khi áp lực của oxy trong nước bằng với áp lực oxy trong
không khí. Khi áp lực o xy trong nước và không khí bằng nhau, oxy hòa tan được
gọi là cân bằng hay bão hòa.
Độ hòa tan của oxy ở mức bão hòa trong điều kiện áp lục không khí tiêu chuẩn ở
nhiệt độ khác nhau được cung cấp ở Bảng 6. Chú ý rằng, hàm lượng oxy hòa tan
bão hòa giảm rõ rệt kh i nhiệt độ nước tăng. Hàm lượng o xy hòa tan bão hòa cũng
giảm khi nồng độ muối tăng, nhưng ảnh hưởng này thì không lớn đối với khoảng
nồng độ muối cho nuôi thủy sản nước ngọt. Khi nồng độ muối cao, nước giữ ít oxy
hòa tan hơn nồng độ muối thấp. Hàm lượng oxy hòa tan bão hòa giảm khi áp lực
không khí giảm. Sự biến động áp lực không khí ở một vị trí xác định có thể không
được chú ý, nhưng sự biến động áp lực khí theo độ cao phải được tính toán khi sử
dụng số liệu ở Bảng 6.
Nếu biết áp lực ở một nơi đặc biệt cho dù không biết độ cao nơi đó, việc hiệu chỉnh
số liệu trong Bảng 6 có thể được thực hiện theo phương trình:
DOc =DOt [BP/760]
Trong đó: DOc = hàm lượng oxy bão hòa hiệu chỉnh
DOt = hàm lượng oxy bão hòa ở Bảng 6
BP = áp lực kh í nơi đo
Khi không biết áp lực khí, sự thay đổi áp lực ước chừng theo sự tăng độ cao như
sau: 0-600 m, áp lực khí giảm 4% mỗi 300m; 600-1.500 m, áp lực khí giảm 3% mỗi
300 m; 1.500-3.000 m, áp lực khí giảm 2,5% mỗi 300 m. Thí dụ, giả định độ cao
của mặt nước ao là 250 m và nhiệt độ nước là 30o C. Áp lực khí ước đoán là:
760 – 760 [(250 x 0,03)/ 300] = 741 mm
Ở 30 oC và áp lực kh í 760 mm, hàm lượng oxy hòa tan bão hòa là 7,54 mg/L (Bảng
6). Hàm lượng oxy hòa tan bão hòa thực sự ở mặt ao là:
17

21. DOc = 7,54 [741/760] = 7,35 mg/ L
Áp lực ở một điểm trong ao bị ảnh hưởng bởi độ sâu của điểm dưới mặt nước. Khối
lượng của nước phía trên điểm đó gọi là áp lực thủy tĩnh và tổng áp lực là áp lực
thủy tĩnh cộng với áp lực khí. Độ bão hòa oxy ở một điểm là một hàm của tổng áp
lực. Vì vậy, độ bão hòa oxy tăng khi độ sâu tăng. Khoảng tăng áp lực cùng với sự
tăng độ sâu là 73,42 mm Hg/m. Vi vậy, nếu áp lực khí là 760 mm Hg và độ sâu là 1
m, tổng áp lực là 760 + 73,42 = 833,42 mg Hg. Ao nuôi thủy sản thì cạn và ảnh
hưởng của độ sâu lên độ bão hòa oxy thường không được chú ý.
18

22. Bảng 6: Độ hòa tan của oxy (mg/L) trong nước ở nhiệt độ và nồng độ muối khác nhau từ không
khí ẩm với áp lực 760 mm Hg. Theo Colt (9)
Nhiệ t độ Độ mặn, phần ngàn (ppt)
(°C) 0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 14,602 14,112 13,638 13,180 12,737 12,309 11,896 11,497 11,111
1 14,198 13,725 13,268 12,825 12,398 11,984 11,585 11,198 10,815
2 13,813 13,356 12,914 12,487 12,073 11,674 11,287 10,913 10,552
3 13,445 13,004 12,576 12,163 11,763 11,376 11,003 10,641 10,291
4 13,094 12,667 12,253 11,853 11,467 11,092 10,730 10,380 10,042
5 12,757 12,344 11,944 11,557 11,183 10,820 10,470 10,131 9,802
6 12,436 12,036 11,648 11,274 10,911 10,560 10,220 9,892 9,573
7 12,127 11,740 11,365 11,002 10,651 10,311 9,981 9,662 9,354
8 11,832 11,457 11,093 10,742 10,401 10,071 9,752 9,414 9,143
9 11,549 11,185 10,833 10,492 10,162 9,842 9,532 9,232 8,941
10 11,277 10,925 10,583 10,252 9,932 9,621 9,321 9,029 8,747
11 11,016 10,674 10,343 10,022 9,711 9,410 9,118 8,835 8,561
12 10,766 10,434 10,113 9,801 9,499 9,207 8,923 8,648 8,381
13 10,525 10,203 9,891 9,589 9,295 9,011 8,735 8,468 8,209
14 10,294 9,981 9,678 9,384 9,099 8,823 8,555 8,295 8,043
15 10,072 9,768 9,473 9,188 8,911 8,642 8,381 8,129 7,883
16 9,858 9,562 9,276 8,998 8,729 8,468 8,214 7,968 7,730
17 9,651 9,364 9,086 8,816 8,554 8,300 8,053 7,814 7,581
18 9,453 9,174 8,903 8,640 8,385 8,138 7,898 7,664 7,438
19 9,261 8,990 8,726 8,471 8,222 7,982 7,798 7,521 7,300
20 9,077 8,812 8,556 8,307 8,065 7,831 7,603 7,382 7,167
21 8,898 8,641 8,392 8,149 7,914 7,685 7,463 7,248 7,038
22 8,726 8,476 8,233 7,997 7,767 7,545 7,328 7,118 6,914
23 8,560 8,316 8,080 7,849 7,626 7,409 7,198 6,993 6,794
24 8,400 8,162 7,931 7,707 7,489 7,277 7,072 6,872 6,677
25 8,244 8,013 7,788 7,569 7,357 7,150 6,950 6,754 6,565
26 8,094 7,868 7,649 7,436 7,229 7,027 6,831 6,641 6,456
27 7,949 7,729 7,515 7,307 7,105 6,908 6,717 6,531 6,350
28 7,808 7,593 7,385 7,182 6,984 6,792 6,606 6,424 6,248
29 7,671 7,462 7,259 7,060 6,868 6,680 6,498 6,321 6,148
30 7,539 7,335 7,136 6,943 6,755 6,572 6,394 6,221 6,052
31 7,411 7,212 7,018 6,829 6,645 6,466 6,293 6,123 5,959
32 7,287 7,092 6,903 6,718 6,539 6,364 6,194 6,029 5,868
33 7,166 6,976 6,791 6,611 6,435 6,265 6,099 5,937 5,779
34 7,049 6,863 6,682 6,506 6,335 6,168 6,006 5,848 5,694
35 6,935 6,753 6,577 6,405 6,237 6,074 5,915 5,761 5,610
36 6,824 6,647 6,474 6,306 6,142 5,983 5,828 5,676 5,529
37 6,716 6,543 6,374 6,210 6,050 5,894 5,742 5,594 5,450
38 6,612 6,442 6,277 6,117 5,960 5,807 5,659 5,514 5,373
39 6,509 6,344 6,183 6,025 5,872 5,723 5,577 5,436 5,297
40 6,410 6,248 6,091 5,937 5,787 5,641 5,498 5,360 5,224
19

23. Thực vật phát triển trong ao sản sinh oxy qua quá trình quang hợp vào ban ngày,
thực vật có thể sản xuất oxy rất nhanh làm cho hàm lượng oxy tăng trên bão hòa.
Nước chứa oxy hòa tan cao hơn mức bão hòa ở áp lực khí và nhiệt độ nhất định
được gọi là quá bão hòa. Nước cũng có thể chứa oxy hòa tan dưới mức bão hòa là
điều kiện phổ biến. Hô hấp bởi sinh vật trong ao có thể gây giảm mức oxy hòa tan;
oxy hòa tan giảm dưới mức bão hòa vào ban đêm.
Kho oxy hòa tan dưới mức bão hòa, có sự chuyển động thực sự của phân tử oxy từ
không khí vào nước. Oxy hòa tan ở mức bão hòa, số lượng phân tử oxy ra khỏi
nước bằng với số lượng phân tử oxy đi vào; không có sự chuyển động thực sự của
phân tử oxy. Sự chuyển động thực sự của phân tử oxy từ nước ra không khí xảy ra
khi nước có hàm lượng oxy hòa tan quá bão hòa. Sự khác biệt giữa áp lực o xy trong
nước và trong không khí càng lớn, chuyển động thực của phân tử oxy càng lớn.
Mức độ bão hòacu3a oxy hòa tan trong nước thường được tính bằng phần trăm bão
hòa. Phương trình để tính phần trăm bão hòa.
Phần trăm bão hòa (%) = (DO trong nước/ DO bão hòa) x 100
Thí dụ, nếu áp lực khí là 760 mg, nhiệt độ nước là 20oC và hàm lượng oxy hòa tan
là 11,0 mg/L, phần trăm bão hòa là (11,0 /9,08) x 100 = 121,1%.
Ảnh hưởng lên đối tượng nuôi
Ảnh hưởng của hàm lượng oxy hòa tan trong ao nuôi thủy sản được tóm tắt ở Bảng
7. Hàm lượng oxy hòa tan có giảm rất thấp gây chết sinh vật nuôi. Tuy nhiên, ảnh
hưởng bất lợi của oxy hòa tan thấp thường gây giảm sinh trưởng và sự nhạy cảm
với bệnh lớn hơn. Trong ao có hàm lượng oxy thấp thường xuyên, sinh vật sẽ ít ăn
và chúng sẽ không chuyển hóa thức ăn một cách hiệu quả như ở ao nuôi có hàm
lượng hòa tan bình thường.
Khí quá bão hòa cũng có thể gây hại cho sinh vật nuôi. Bệnh bọt khí là kết quả của
sự hình thành bọt khí trong máy. Điều này có thể xảy ra khi sinh vật ở trong nước
quá bão hòa khí bị đột ngột chuyển sang nước có hàm lượng khí dưới mức bão hòa.
Máu quá bão hòa khí dưới điều kiện khí quá bão hòa, nhưng ở nồng độ khí hòa tan
thấp khí quá bão hòa sẽ tạo thành bọt khí. Các bọt khí gây ảnh hưởng bất lợi trên
các cơ quan khác nhau và các quá trình sinh lý. Trường hợp phổ biến nhất gây quá
bão hòa khí là nước rơi từ trên đập cao, khí rò rỉ vào mặt hút của máy bơm và
chuyển đột ngột sinh vật từ nước lạnh sang nước ấm hơn. Quang hợp có thể gây quá
bão hòa oxy ở tầng mặt của ao, nhưng điều này thường không gây hại cho sinh vật.
Chúng có thể di chuyển đến nơi sâu hơn nơi hàm lượng oxy hòa tan thấp hơn và
hàm lượng oxy bão hòa cao hơn.
20

24. Phiêu sinh vật và oxy hòa tan
Ánh sáng xuyên qua nước ao và bị tắt rất nhanh và tỉ lệ tắt tăng khi số lượng hạt vật
chất (độ đục) trong nước tăng. Quá trình quang hợp xảy ra nhanh nhất ở tầng nước
mặt và hàm lượng oxy hòa tan giảm theo độ sâu. Sinh vật phù du nở hoa làm giảm
sự xâm nhập của ánh sáng và lượng ánh sáng có thể dùng cho quang hợp ở độ sâu
nhất định thì tương ứng với số lượng sinh vật phù du. Trong ao có nhiều sinh vật
phù du hàm lượng oxy hòa tan có thể fall to 0 mg/L ở độ sâu 1,5 m hoặc 2 m (Hình
7). Bởi vì điều này nên tốt nhất là sử dụng ao tương đối cạn (1-1,5 m) để nuôi thủy
sản nơi có thời tiết và nguồn nước cấp cho phép. Dĩ nhiên, trong vùng có mùa khô
dài thì có thể không thể duy tri đủ mức nước sâu trong ao cạn.
Hình 7: Ảnh hưởng của độ sâu lên hàm lượng oxy hòa tan trong ao với số lượng sinh
vật phù du khác nhau
21

25. Hình 8: Ảnh hưởng của thời gian và mật độ sinh vật phù du lên hàm lượng oxy hòa
tan ở tầng mặt
Hàm lượng oxy hòa tan thể hiện trong một chu ký ngày đêm. Hàm lượng oxy hòa
tan thấp nhất xảy ra lúc bình minh. Vào ban ngày có ánh sáng, quang hợp làm hàm
lượng oxy hòa tan tăng và hàm lượng oxy hòa tan đạt mức cao nhất vào buổi chiều.
Vào ban đêm, quá trình quang hợp ngừng các sinh vật trong ao tiếp tụ sử dụng oxy
làm cho hàm lưng oxy hòa tan giảm. Chu kỳ ngày đêm của oxy hòa tan thì dễ nhận
thấy trong ao tảo phát triển quá mức (Hình 8). Ảnh hưởng của chu kỳ ngày đêm của
oxy hòa tan lên sinh trưởng của đối tượng thủy sản thì chưa rõ, nhưng hầu hết người
nuôi cho rằng sinh trưởng sẽ tốt khi hàm lượng oxy hòa tan không dưới 25-30% bão
hòa vào ban đêm và không duy trì mức thấp này quá 1-2 giờ.
22

26. Hình 9: Ảnh hưởng của mây lên hàm lượng oxy hòa tan trong ao
Thời tiết nhiều mây có thể ảnh hưởng đến hàm lượng oxy hòa tan được minh họa ở
Hình 9. Kết quả này là do thời tiết nhiều mây làm giảm tốc độ quang hợp do ánh
sáng hạn chế, nhưng nó ít hoặc không ảnh hưởng đến hô hấp. Ảnh hưởng của thời
tiết nhiều mây thì dễ thấy hơn ở ao có thực vật phù du nở hoa so với ao ít sinh vật
phù du.
Tóm lại, bởi vì tỉ lệ phân bón và thức ăn tăng trong ao nuôi thủy sản, sự phong phú
của thực vật phù du tăng. Điều này làm năng suất nuôi cao hơn, nhưng cũng làm
hàm lượng o xy hòa tan biến động lớn giữa ngày và đêm và giảm theo độ sâu. Nếu tỉ
lệ bón phân và cho ăn quá cao, thực vật phù du nở hoa sẽ trở nên dày đặc làm sinh
trưởng của sinh vật nuôi giảm hoặc sinh vật nuôi sẽ chết do hàm lượng oxy hòa tan
thấp. Người nuôi phải điều chỉnh tỉ lệ bón phân và cho ăn để cho có đủ cà sinh vật
phù du và oxy hòa tan cho năng suất cao. Bởi vì sự đáp ứng khác nhau của từng ao
về phân bón và thức ăn nên không thể khuyến cáo riêng biệt, mức tối đa, an toàn
của phân bón hoặc tỉ lệ cho ăn và thời gian thích hợp áp dụng cho tất cả ao nuôi.
Người quản lý ao cần thiết quan sát mỗi ao nuôi cẩn thận và điều chỉnh phân bón và
thức ăn cho thích hợp với từng ao.
23

27. Hình 10: S ự thay đổi mật độ thực vật phù du trong ao trước, trong và sau khi tàn
Thực vật phù du trong ao có thể tàn đột ngột và bị phân hủy làm cạn kiệt oxy hòa
tan. Một thí dụ về thực vật phù du tàn được trình bày ở Hình 10 và ảnh hưởng của
tảo tàn lên hàm lượng oxy hòa tan được minh họa ở Hình 11. Hàm lượng oxy hòa
tan không phục hồi trở lại bình thường cho đến khi thực vật phù du mới nở hoa trở
lại. Hầu hết phytoplankton tàn bao gồm cả loài tảo lam. Trong thời tiết yên tĩnh, tảo
lam thường tạo thành váng trên mặt ao. Ánh sáng mặt trời mạnh có thể đột ngột gây
chết tảo trên váng. Tảo làm có hàm lượng nitơ cao trong mô của chúng, vì vậy
chúng phân hủy rất nhanh.
24

28. Hình 11: Hàm lượng oxy hòa tan trong ao trước, trong và sau khi thực vật phù du tàn
Hình 12: Ảnh hưởng của tỉ lệ cho ăn lên hàm lượng oxy hòa tan lúc bình minh và lên
độ trong của ao
25

29. Thảm tảo sợi phát triển trên đáy ao, trong điều kiện nào đó, có thể nổi lên mặt nước
ao và chết đi. Hiện tượng này cũng làm cạn kiệt oxy hòa tan.
Trầm tích đáy và oxy hòa tan
Mặc dù sinh vật phù du phong phú thường là nhân tố ưu thế trong động thái oxy hòa
tan trong ao nuôi, trầm tích đáy cũng tiêu thụ oxy. Trầm tích đáy, đặc biệt là ao cũ
nơi tích tụ số lượng trầm tích giàu hữu, có thể có nhu cầu oxy lớn. Có rất ít nghiên
cứu về tỉ lệ tiêu thụ oxy hòa tan bởi đất ao, nhưng có bằng chứng rằng hô hấp bởi
quần thể sinh vật đáy có thể lấy đi 2-3 mg/L oxy hòa tan trong nước ao trong 24
giờ.
Thức ăn và oxy hòa tan
Sự phong phú của thực vật phù du có thể được khống chế bởi cung cấp dinh dưỡng
và hàm lượng oxy hòa tan được điều hòa trong phạm vi lớn bởi thực vật phù du.
Thức ăn cung cấp cho sinh vật nuôi gây ra ô nhiễm nước ao bởi chất thải hữu cơ và
vô cơ. Thức ăn thừa cũng phân hủy giải phóng dinh dưỡng vào trong nước. Vì vậy,
sự phong phú của thực vật phù du và trở ngại do oxy hòa tan thấp tăng theo sự gia
tăng tỉ lệ thức ăn. (Hình 12). Dẫn liệu này cho thấy rằng tỉ lệ cho ăn 40-50
kg/ha/ngày sẽ gây ra oxy hòa tan thấp hơn mức cho phép. Tỉ lệ cho ăn cao có thể
được sử dụng trong ao nuôi nếu sục khí được áp dụng. Cá rô phi thì chịu đựng oxy
thấp hơn các các loài cá khác và tỉ lệ cho ăn hơi cao có thể không có sục khí.
Tỉ lệ chuyển hóa thức ăn được xác định là lượng thức ăn sử dụng chia cho sản
lượng (khối lượng thu hoạch trừ cho khối lượng thả ban đầu). Thí dụ, giả định răng
1 ha có sản lượng là 5.000 kg cá và 9.000 kg thức ăn được sử dụng. tỉ lệ chuyển hóa
thức ăn là:
9.000 kg thức ăn/ 5.000 kg cá = 1.80
Tỉ lệ chuyển hóa thức ăn thấp cho biết hiệu quả lớn hơn so với tỉ lệ chuyển hóa thức
ăn cao. Quản lý tốt ao nuôi, tỉ lệ chuyển hóa thức ăn từ 1,5-2 có thể đạt được với
hầu hết loài cá và giáp xác. Thức ăn nuôi thương phẩn thường chứa độ ẩm không
quá 5-10%, nhưng hầu hết động vật thủy sinh thì có 75% nước. Tỉ lệ chuyển hóa
thức ăn vật chất khô thì lớn hơn tỉ lệ chuyển hóa thức ăn tính bằng cách chia khối
lượng tươi cho khối lượng thức ăn. Đối với cá nheo, 1.800 kg thức ăn có thể sản
xuất ra 1.000 kg cá tươi. Thức ăn có khoảng 92% vật chất khô, do đó vật chất khô
cung cấp là 1.656 kg. Cá thí có khoảng 25% vật chất khô, do đó chúng chứa khoảng
250 kg vật chất khô. Tỉ lệ chuyển hóa thức ăn vật chất khô là 6,62. Vì vậy, 5,62 kg
khối lượng khô tương đương của chất thải và thức ăn thừa trong ao trong suốt quá
trình sản xuất ra 1.000 kh cá tươi. Vật chất khô này có chứa dinh dưỡng được giải
26

30. phóng ra nước ao bởi quá trình hô hấp và bài tiết và bởi quá trình phân hủy thức ăn
thừa và phân cá. Dinh dưỡng này làm tăng năng suất sinh học của thực vật phù du
và tạo thành vật chất hữu cơ trong hệ sinh thái ao bởi thực vật. Vì vậy, khi tỉ lệ cho
ăn tăng, chất thải và dinh dưỡng nạp vào ao tăng. Nói cách khác, ao trở nên giàu
dinh dưỡng hoặc nhiễm bẩn do tỉ lệ cho ăn tăng. Nếu tỉ lệ cho ăn quá cao, cá sẽ bị
sốc do chất lượng nước quá xấu. Trở ngại về chất lượng nước đầu tiên xảy ra
thường xuyên là hàm lượng oxy thấp vào sáng sớm. Trở ngại này có thể được giải
quyết bằng sục khí, nhưng nếu tỉ lệ cho ăn đủ cao, hàm lượng ammonia có thể trở
nên đủ cao gây độc. Mặc dù thí dụ là là đối với cá nheo, nguyên lý có thể áp dụng
tốt cho ao nuôi các loài thủy sản khác.
Một ảnh hưởng của cho ăn quá mức lên ao nuôi cá và giáp xác là làm tăng tỉ lệ
chuyển hóa thức ăn. Bởi vì tỉ lệ cho ăn tăng, hàm lượng oxy hòa tan vào ban đêm
giảm. Hàm lượng oxy hòa tan thấp kéo dài có ảnh hưởng xấu đến bắt mồi và trao
đổi chất của cá và giáp xác, giá trị chuyển hóa thức ăn dường như tăng mạnh nếu tỉ
lệ cho ăn tăng đến mức làm hàm lượng oxy hòa tan giảm thấp hơn 2-3 mg/L vào
ban đêm.
NITƠ
Chu trình nitơ được trình bày ở Hình 13. Nitơ có thể đi vào ao nuôi từ không khí
dạng nitơ phân tử (N2 ) , và một số phân t73 nitơ có thể được cố định trong chất hữu
cơ nhờ tảo lam và vi khuẩn. Nước mưa rơi vào ao có chứa nitrate và vài dạng khác
nhau của nitơ có thể đi vào ao qua cấp nước. Nitơ vô cơ có thể được đưa vào trong
phân bón và nitơ hữu cơ trong thức ăn và phân hữu cơ. Trong ao, nitơ trải qua sự
biến đổi từ hoạt động sinh học. Các hoạt động này sẽ được thảo luận sau.
Hấp thu của thực vật
Tất cả thực vật có thể dùng nitrate và ammonium, và như đã trinh bày ở trên, tảo
lam có thể cố định nitơ. Thực vật phù du có thể hấp thu một lượng lớn ammonium
và chúng là nhân tố chi phối hạn chế hàm lượng ammonia trong nước ao. Trong
thực vật nitơ bị khử thành ammonia và kết hợp với carbon hữu cơ tảo thành a-xit
amin. A-xít amin kế đến liên kết với nhau tao thành protein. Thực vật có thể được
tiêu thụ bởi động vật và chúng có thể chết đi và trở thành xác hữu cơ.
27

31. NH3 + H+ ⇔ NH4+ NO 2-
N trong không khí
N trong động vật N trong thực vật NO 3-
Hình 13: Chu trình nitơ trong ao cá
Phân hủy nitơ trong vật chất hữu cơ
Một số vật chất hữu cơ chết (xác hữu cơ hoặc hạt vật chất nhỏ hơn trong đất và
trong nướ) được tiêu thụ trực tiếp bởi động vật. Cuối cùng, hầu hết chất hữu cơ chết
trở thành chất nền (thức ăn) cho vi sinh vật (vi khuẩn, khuẩn tia, nấm). Nhân tố ảnh
hưởng đến tốc độ phân hủy hữu cơ là nhiệt độ, pH, nguồn oxy và bản chất của chất
hữu cơ. Vi sinh vật phân hủy hữu cơ thí hiện diện trong tất cả ao và mật độ của
chúng tăng khi vật chất hữu cơ tăng. Sự phân hủy vi sinh tăng cùng với sự tăng
nhiệt độ đến 40o C và trong khoảng nhiệt độ này, nhiệt độ tăng 10 oC sẽ làm tốc độ
phân hủy tăng gấp đôi. Sự phân hủy vật chất hữu cơ diễn ra nhanh ở pH 7-8. Vì
vậy, trong ao a-xít dường như vật chất hữu cơ tích tụ trừ khi được bón vôi để cải
thiện pH. Vật chất hữu cơ có hàm lượng nitơ cao so với hàm lượng carbon của nó
(tỉ lệ C/N thấp) sẽ phân hủy nhanh hơn vật chất có tỉ lệ C/N cao. Ngoài ra, nhiều
nitơ sẽ được giải phóng ra môi trường dạng ammonia nhờ vi sinh vật phân hủy khi
chất nền có tỉ lệ C/N thấp. Nếu vật chất hữu cơ có nitơ thấp, sẽ không có đủ nitơ
trong nó để hoàn thành quá trình phân hủy bởi vi sinh vật. Trường hợp này, vi
khuẩn và vi sinh vật khác phải hấp thụ nitrate hoặc ammonia từ trong nước để sử
dụng trong quá trình phân hủy vật chất hữu cơ. Loại bỏ nitơ trong môi trường bởi vi
sinh vật làm thiếu hụt nitơ trong chất hữu cơ được gọi là sự hấp thụ nitơ.
Nitrate hóa
Ammonia giải phóng vào nước ao bởi quá trình phân hủy có thể được sử dụng bởi
thực vật hoặc nó bị nitrate hóa thành nitrate bởi vi khuẩn hóa tự dưỡng. Sự oxy hóa
28

32. ammonium thành nitrite bởi vi khuẩn thuộc giống Nitrosomonas là bước đầu của
quá trình nitrate hóa:
NH4 + + 1 ½ O2 → NO2 - + 2H+ + H2 O
Bước thứ 2, nitrite bị o xy hóa bởi vi khuẩn giống Nitrobacter:
NO2 - + 1½ O2 → NO3 -
Vi khuẩn này dùng năng lượng giải phóng từ sự oxy hóa ammonium thành nitrite để
khử CO2 thành carbon hữu cơ. Nói cách khác, vi sinh vật này có thể sản xuất chất
hữu cơ không bằng con đường quang hợp. Dĩ nhiên, lượng vật chất hữu cơ sản xuất
bởi quá trình nitrate hóa trong ao thì nhỏ so với quá trình quang hợp. Quá trình
nitrate hóa thì quan trọng trong việc làm giảm hàm lượng ammonia trong ao và điền
này có lợi cho nuôi thủy sản bởi vì ammonia có khả năng gây độc. Tuy nhiên, quá
trình nitrate hóa cũng có ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng nước. Nó là một nguồn
a-xít trong ao bởi vì ion H+ được giải phóng và nó sử dụng oxy vì nó cần oxy để
oxy hóa ammonia
Phản nitrate hóa
Trong điều kiện thiếu oxy nhiều vi sinh vật có thể sử dụng nitrate hay hợp chất nitơ
oxy hóa khác như nguồn oxy và điện tử nhận hydro trong quá trình hô hấp. Vì vậy,
sự phân hủy vật chất hữu cơ có thể diễn ra trong điều kiện thiếu oxy. Quá trình dị
dỡng này được gọi là phản nitrate (khử nitơ) bởi ví khí N2 được giải phóng như là
chất trao đổi và mất khỏi ao. Thí dụ, nitrate có thể bị khử thành nitrite, kế đó nitrite
bị khử thành oxide nitơ và cuối cùng oxide nitơ bị khử thành khí N2 . Về mặt sinh lý,
quá trình này đúng nhất có thể được gọi là hô hấp nitrate. Phản nitrate xảy ra trong
đất ao nơi có hàm lượng oxy hòa tan thấp. Phản nitra1te thì làm mất một lượng lớn
nitơ trong ao và được tóm tắt qua phương trình:
6NO3 + 5CH3 OH → 5CO2 + 3N2 + 7H2 O + 6OH-
Trong phương trình phản nitrate hóa ở trên, methanol được dùng làm nguồn carbon.
Dĩ nhiên, nhiều hợp chất carbon hữu cơ có thể được dùng bởi vi khuẩn phản nitrate
hóa.
Sự bay hơi của ammonia
Một số ammonia thoát khỏi ao trực tiếp vào không khí khi áp lực khí ammonia
trong nước cao hơn áp lực khí ammonia trong không khí. Quá trình này xảy ra
nhiều ở pH trên 9. Sự quan trọng của bay hơi ammonia trong cân bằng nitơ trong ao
thì ít được biết đến, nhưng nó được cho rằng là không có ý nghĩa trong hầu hết các
ao bởi vì pH thì không quá cao đủ để giúp làm mất nhanh vào không khí.
29

33. Tóm tắt
Bởi vì t ỉ lệ cao nitơ tuần hoàn bên trong hệ sinh thái ao và sự cố định nitơ bởi tảo
làm và vi khuẩn, không cần thiết sử dụng lượng lớn nitơ trong phân bón. Trong ao,
một lượng lớn nitơ đi vào ao qua thức ăn và một lượng lớn ammonia đi vào nước từ
sinh vật nuôi và từ quá trình phân hủy thức ăn thừa và phân (động vật). Vì vậy, mối
quan tâm lớn trong ao nuôi thâm canh là sự tích lũy quá mức hàm lượng ammonia
trong nước ao.
PHỐT-PHO
Hàm lượng phốt-pho trong nước ao thấp. Phốt-pho được đưa vào ao qua phân bón
để kích thích thực vật phù du nở hoa, làm tăng sinh vật làm thức ăn tự nhiên và làm
tăng năng suất nuôi. Trong ao có cho ăn, một phần phốt-pho trong thức ăn không
được đồng hóa bởi sinh vật nuôi đi vào nước làm tăng năng suất thực vật phù du.
Phân hủy phốt-pho trong ao
Chu trình phốt-pho trong ao được minh họa ở hình 14. Khi phốt-phát được cung cấp
qua phân bón hóa học, hàm lượng cao của phốt-phát sẽ lưu lại trong nước vài giờ
hoặc vài ngày. Tuy nhiên, hàm lượng sẽ giảm nhanh vê mức ban đầu. Một số phốt-
pho mất trong nước do thực vật và vi khuẩn hấp thụ. Thực vật phù du nở hoa quá
mức có thể hấp thụ một lượng lớn phốt-pho. Tuy nhiên, phần lớn phốt-pho sẽ bị hấp
thụ trong đất. Ngay cả phốt-pho ban đầu được thực vật phù du hấp thụ cuối cùng
cũng bị khoáng hóa tứ vật chất hữu cơ và đi vào trong đất.
Lượng phốt-pho đi vào ao từ nguồn tự nhiên, bao gồm giải phóng từ đất thì thường
khá nhỏ ngay cả trong ao năng suất cao. Phốt-pho phải được cung cấp qua phân bón
để duy trì năng suất. Phốt-pho trong phân hữu cơ được giải phóng khi phân được
phân hủy bởi vi khuẩn. Lượng phốt-pho thu hoạch từ động vật thủy sinh thường
thấp hơn 1/3 lượng phốt-pho cung cấp vào ao. Tuy nhiên, sinh khối động vật thu
hoạch từ ao nuôi là mất phốt-pho nhiều nhất trong hệ sinh thái. Hầu hết phốt-pho
đưa vào ao giữ lại trong ao ở dạng hợp chất phốt-phát không hòa tan trong đất.
Không may, phốt-pho trong đất không thể dùng được đối với loài thực vật không có
gốc trong ao.
Phản ứng với bùn
Phốt-pho vô cơ trong đất hoặc bùn xuất hiện ở dạng phốt-phát can-xi, phốt-phát sắt
hay phốt-phát nhôm. Trong đất phèn, ion nhôm xuất hiện ở hàm lượng khá cao và
phản ứng với phốt-phát để tạo thành phốt-phát nhôm không hòa tan theo phản ứng:
Al3+ + H2 PO4 - = AlPO4 +2H+
Ở cùng điều kiện pH, ion nhôm xếp trước ion sắt vài bậc trong bùn hiếu khí. Vì vậy,
phốt-phát đầu tiên phản ứng với nhôm, nhưng sự tồn tại của phốt-phát sắt cho thấy
30

34. một số phốt-phát nhôm được chuyển thành phốt-phát sắt. Khi bùn trở nên yếm khí,
phốt-phát sắt hòa tan và nước yếm khí ở đáy ao có thể có nhiều phốt-phát. Vì vậy,
khi nước trở nên hiếu khí trở lại thì phốt-phát sắt sẽ kết tủa. Khi pH đất ao tăng,
hàm lượng ion nhôm giảm, do đó, ít phốt-phát kết tủa dưới dạng phốt-phát nhôm.
Nơi nào có pH từ 6-7, sự kết tủa của phốt-phát nhôm là nhân tố chi phối loại phốt-
phát trong nước. Khi pH trong đất tăng, hàm lượng can-xi tăng và phốt-phát kết tủa
dạng phốt-phát can-xi. Thời gian dài, phốt-phát can-xi bị chuyển hóa thành dạng
khống apatic (đá phốt-phát) không hòa tan. Khi pH và hàm lượng can-xi cao apatic
có thể kết tủa trực tiếp từ trong nước. Bùn cũng chứa phố-pho hữu cơ. Sự phân hủy
vật chất hữu cơ nhờ vi sinh vật sẽ giải phóng phốt-phát mà sẽ thàm gia phản ứng
với nhôm, sắt và can-xi.
Thực vật phù du có thể hấp thụ nhanh phốt-phát từ trong nước, vì vậy một tỉ lệ lớn
của phốt-pho cung cấp cho ao có thể đi vào tế bào thực vật phù du và thức đẩy sinh
trưởng. Tế bào tảo có thể được tiêu thụ bởi động vật thủy sinh, nhưng hầu hết thì
chết và lắng tụ xuống đáy. Các nghiên cứu cho thấy khoảng 70% phốt-phát cung
cấp vào ao qua phân bón hay thức ăn cuối cùng tìm thấy chúng trong bùn. Phốt-pho
trong đất đáy ao thi cân bằng với phốt-pho trong nước, nhưng mặc dù vậy, hàm
lượng phốt-pho trong nước rất thấp. Vì vậy, trầm tích ao dường như là chất lắng
hơn là nguồn phốtphô.
Xác hữu cơ
Phốt-pho
hữu cơ
hòa tan SV tiêu thụ
Cấp vào Mất
TV phù du
- Rửa trôi
- Cấp nước - Tháo nước
- Không khí Phốt-phát - Hoạt động
- Xác T.vật Thực vật lớn của ĐV
- Hoạt động - Thu hoạch
của ĐV
- Phân bón
- Thức ăn Mất trong Hoạt động
trầm tích vi sinh
Hình 14: Chu trì phốt-pho trong ao nuôi cá
Tóm tắt
Phốt-phát phải được được cung cấp định kỳ thường xuyên qua bón phân nhằm duy
trì mật độ mong muốn của thực vật phù du. Trong ao có cho ăn, sự phân hủy của
31

35. thức ăn thừa và phân động vật liên tục cung cấp phốt-pho cho nước. Sự hấp thụ bởi
đất là một hiện tượng mong muốn trong ao có cho ăn bởi vì nó kiểm soát hàm lượng
phốt-pho trong nước và là một nhân tố quan trọng ngăn ngừa sự phát triển quá mức
của thực vật phù du. Dĩ nhiên, nếu tỉ lệ cho ăn đủ lớn, hàm lượng phốt-pho dư thừa
trong nước có thể trở nên đủ lớn gây trở ngại về thực vật phù du nở hoa cho dù đất
hấp thụ.
ĐẤT AO
Đất đóng nhiều vai trò quan trọng trong ao nuôi thủy sản. Đất đáy ao và bờ ao đóng
vai trò như lòng chảo chứa nước. Đất đáy ao giữ và phóng thích cả chất dinh dưỡng
và vật chất hữu c và cũng là môi trường cho sinh vật đáy, thực vật và vi khuẩn phát
triển. Những sinh vật này có thể làm nguồn thức ăn cho những sinh vật khác hoặc
cá, và chúng cũng tái tạo lại chất dinh dưỡng và phân hủy vật chất hữu cơ. Một số
loài thủy sản nuôi kiếm ăn trên nền đáy và một số làm tổ và đẻ trứng trên nền đáy
ao.
Bùn đáy ao có nguồn gốc từ bờ. Tuy nhiên, điều kiện đất trong đáy ao khác với điều
kiện đất trên bề mặt, trên bờ. Vật chất hữu cơ bổ sung vào ao hoặc được tạo ra trong
ao, vật chất rắn lơ lửng vào ao từ nước chảy tràn và các chất lơ lửng từ đáy ao do
dòng chảy liên tục tích tụ trên đáy ao tạo thành lớp bùn đáy. Hàm lượng o xy hòa tan
thường thấp dưới nền đáy và các quá trình phân hủy vật chất hữu cơ xảy ra thường
chậm hơn so với trên bờ. Cũng như vậy, carbonat, hydroxyt sắt và phốt-phát trong
nước thường kết tủa dưới nền đáy. Đáy ao là nơi tiếp nhận cuối cùng các dư lượng
của vật chất được bổ sung vào hoặc tạo ra trong ao. Mô tả chi tiết về đất đáy ao
được trình bày trong tài liệu của Boyd (1995).
KẾT CẤU CỦA ĐẤT
Kết cấu của một loại đất là tỉ lệ của các hạt sỏi, cát, bùn và sét có trong đất. Phân
tích kích thước hạt của đất nông nghiệp sẽ cho kết quả tỉ lệ của cát, bùn và sét và từ
đó tên kết cấu của đất – ví dụ như đất mùn cát, mùn sét,… có thể được ấn định với
sự hỗ trợ của một tam giác đất (xem các giáo trình nào về đất). Tuy nhiên, trong
nghiên cứu đất ao thì việc sử dụng hệ thống phân loại đất nông nghiệp thường
không có giá trị. Mặt khác, cũng nên biết có bao nhiêu đất sét trong đất ao vì sét là
phần đất xảy ra các phản ứng hóa học. Đất cũng chứa vật chất hữu cơ và vật chất
hữu cơ như đất sét có phản ứng hóa học rất cao.
Thường có khái niệm không đúng cho rằng đất ao nên chứa một lượng lớn đất sét
để chống thẩm lậu. Đất dùng làm đáy ao và bờ ao nên chứa một ít sét nhưng với
khoảng 10-20% là được, nếu đất đó có chứa hạt với nhiều kích thước khác nhau.
Đất chứa 25% hoặc nhiều hơn nữa hạt sét thường rất dính và khó trải rộng và nén
nện trong quá trình làm ao. Bờ ao đắp bởi loại đất này sẽ rất trơn. Quá trình phơi ao
32

36. và các bước xử lý khác với đáy ao có nhiều sét giữa các vụ nuôi cũng thường rất
khó khăn.
SỰ TRAO ĐỔI CAT ION
Các hạt keo của chất hữu cơ và khoáng sét trong đất ao có cực âm và hấp dẫn các
cation xung quanh (ion dương). Có một sự cân bằng xảy ra giữa hàm lượng cation
trong nước xung quanh các hạt đất và số lượng cation hấp thụ trên các hạt đất (Hình
15). Nếu một lượng lớn ion K được đưa vào nước có hệ cân bằng như mô tả ở Hình
15 thì hàm lượng ion K gia tăng trong nước sẽ phá vỡ sự cân bằng này. Để thiết lập
lại các điều kiện cân bằng, ion K sẽ thay thế một số ion được hấp thụ trên bề mặt
hạt đất và hàm lượng của tất cả các ion trong nước sẽ tăng lên.
Hình 15: Trao đổi cation giữa đất và nước
Cation trên các chất keo và nước xung quanh là các cation trao đổi và vị trí hấp thụ
trên bề mặt keo đất được gọi là vị trí trao đổi. Một số cation được giữ chặt hơn một
số khác trên bề mặt keo. Nhìn chung mức độ về lực hút giữa các cation với chất keo
gia tăng theo số hoá trị của cation. Như vậy, ion Al (hoá trị +3) được giữ chặt hơn
ion can-xi (hoá trị +2) và ion Ca được hút mạnh hơn ion K (hóa trị +1).
Số lượng cation có thể được hấp thụ trên đất được gọi là khả năng trao đổi cation
(CEC). CEC được đo bằng milli đương lượng cation trên 100g đất khô (meq/100 g).
Như vậy, CEC của đất càng lớn thì khả năng trao đổi và giữ ion càng lớn. CEC của
bùn đáy ao nằm trong khoảng nhỏ hơn 1 meq/100 g đến lớn hơn 100 meq/100 g.
CEC tăng khi tỉ lệ sét, chất hữu cơ hoặc cả hai tăng. Một số loại đất sét có khả năng
trao đổi cation lớn hơn một số loại khác. Đất ao với giá trị CEC từ 10-40 meq/100 g
là tốt nhất cho nuôi trồng thủy sản. CEC là đặc tính tự nhiên của đất, thường không
thể thay đổi được bằng việc xử lý ao.
ĐỘ PHÈN (ĐỘ AXÍT)
Các cation được hấp thụ trên bề mặt trao đổi trong đất là axít (ion Al3+, Fe3+ và H+)
hoặc bazơ (ion Ca2+, Mg2+, K+, Na+ và NH4 +). Tỉ lệ của tổng khả năng trao đổi
chiếm bởi các ion axít được gọi là độ không bão hòa bazơ. Trong hầu hết các loại
33

37. đất, số lượng nhỏ ion H+ hoặc Fe3+ sẽ xuất hiện ở vị trí trao đổi. Ion axít chủ yếu là
ion Al3+.
Phản ứng axít của nhôm có thể được thấy như sau :
Al-đất = Al3+ + 3H2 O = Al (OH)3 +3H+.
Do độ không bão hòa bazơ của đất gia tăng nên một lượng nhỏ ion Al3+ đủ để phản
ứng với nước và làm gia tăng ion H+. Vì thế pH đất giảm với sự gia tăng độ không
bão hòa bazơ.
Dùng vôi trung hòa tính axít trong bùn được minh họa ở Hình 16. Carbonate can-xi
phản ứng với H+ và trung hòa chúng. Điều này làm giảm đi nồng độ H+ trong dung
dịch và nhiều ion Al3+ được phóng thích ra từ trong đất. Ion Al3+ phóng thích từ đất
được thay thế bởi ion Ca2+ tạo ra từ quá trình trung hòa H+ bằng CaCO3 . Kết quả
cuối cùng như sau: nhôm được loại ra khỏi đất và kết tủa dưới dạng hydroxyt nhôm;
can-xi thay thế nhôm trong đất; độ không bão hòa bazơ của đất giảm; pH đất tăng.
Hình 16: Trung hòa độ axít của đất băng carbonat can-xi
Các ao đôi khi được xây dựng ở những vùng đã từng là những đầm lầy nước lợ
trước đây. Khi các dòng sông với lượng lớn trầm tích được tống ra biển, lượng trầm
tích này được tích tụ ở vùng gần bờ biển. Sau khi lượng tích tụ này vượt trên mức
nước thấp trung bình, thảm thực vật bắt đầu hình thành. Do quá trình tích tụ tiếp
tục, vùng ven biển dần dần bồi tụ và rừng ngập mặn phát triển. Trong rừng ngập
mặn, rễ cây giữ lại các loại rác hữu cơ và vô cơ và sự phân hủy khối lượng lớn rác
tạo ra môi trường yếm khí. Kết quả là vi khuẩn khử lưu huỳnh trở nên ưu thế và
sun-phít hình thành bởi vi khuẩn tích tụ trong các khe hở trong bùn đáy dưới dạng
H2 S hoặc dạng kết hợp với sắt hình thành kết tủa của sun-phít sắt. Sun-phít sắt tiếp
tục trải qua phản ứng hóa học tạo thành sắt di-sun-phít kết tinh để tạo thành py-rit
sắt.
34

38. Chừng nào bùn đáy chứa pyrite vẫn còn bị ngập nước và yếm khí thì nó tồn tại tình
trạng khử và ít thay đổi. Tuy nhiên, nếu được tháo cạn nước và phơi khô, quá trình
oxy hóa xảy ra và axít sun-phua-ric được tạo ra. Phản ứng tóm tắt quá trình hình
thành axít sun-phua-ric từ pyrite sắt như sau:
FeS2 +3,75O2 + 3,5H2 O Fe (OH)3 + SO4 2- + 4H+.
Hydroxit sắt kết tinh dưới dạng một chất màu nâu đỏ trong nền đáy. Sau khi tháo
cạn, nền đáy chứa pyrite được gọi là đất phèn tiềm tàng hoặc “đất sét mèo”.
Dưới điều kiện hiếu khí đất phèn sẽ có pH dưới 4,0. pH của đất phèn thường sẽ
giảm xuống đến 3 đơn vị khi phơi khô. Nhận dạng đất phèn tại hiện trường đôi khi
có thể dựa vào mùi H2 S từ nền đáy khi bị khuấy động, nhưng để đánh giá chính xác,
nên đo pH trước và sau khi phơi khô.
Trong ao, vấn đề phèn thường bắt nguồn từ bờ bao. Đáy ao thường ngập nước và
yếm khí vì thế axít sulfuric không được tạo thành. Tuy nhiên, bờ bao khô và axít
sulfuric hình thành trong suốt thời kỳ khô và chảy vào ao khi mưa. Phèn trên bờ có
thể được kiểm soát bằng việc bón vôi và tạo ra một màng phủ với những loài cỏ có
khả năng chịu phèn. Rất may đất phèn không phải là vấn đề thường gặp trong các
ao nước ngọt.
CHẤT HỮU CƠ VÀ QUÁ TRÌNH OXY HÓA-KHỬ
Chất hữu cơ tích tụ ở bề mặt giữa nước và đất và hoạt động của vi khuẩn rất mạnh
trên lớp bề mặt. Do nước không di chuyển tự do trong nền đáy nên hoạt động vi
khuẩn nhanh chóng làm giảm hàm lượng oxy trong nước ở nền đáy. Thường, điều
kiện hiếu khí (có sự hiện diện của oxy) sẽ chỉ xảy ra ở vài mm lớp trên cùng của
nền đáy. Khi hàm lượng oxy giảm, đ iện thế oxy hoá - khử giảm xuống và nhiều hợp
chất bị khử. Một hợp chất được cho là bị khử khi một hoặc nhiều quá trình sau đây
xảy ra: nó lấy được hydro, mất o xy hoặc trở thành điện tích âm. Một số hợp chất
khử đặc trưng xảy ra trong bùn đáy bao gồm:
NO3 - thành NO2 -
NO2 - thành NH3
NO2 - thành N2
NH3 thành N2
Fe3+ thành Fe2+
Mn4+ thành Mn2+
SO4 2- thành H2 S
CO2 thành CH4 (metan).
35