Nội dung

VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II THỬ NGHIỆM GIẢI PHÁP GIẢM PHÁT THẢI KHÍ NHÀ KÍNH TRÊN NUÔI TÔM THẺ THÂM CANH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Nguyễn Văn Phụng1*, Phan Thanh Lâm1, Đoàn Văn Bảy1, Đỗ Thúy Hà2, Patrik Henriksson3, Đinh Xuân Lập4, Nguyễn Thế Diễn4 TÓM TẮT Mục tiêu chính của nghiên cứu này là nhằm đo lường các chỉ số giảm phát thải khí nhà kính (GHGs) trong nuôi tôm thâm canh thông qua việc thực hiện mô hình trình diễn với các giải pháp cải tiến về kỹ thuật và quản lý trong quy trình nuôi tôm thẻ chân trắng (TCT) tại Đồng bằng sông Cửu Long. TCT được thả trong ao đất với mật độ là 80-90 con/m2 ở hai nhóm nghiệm thức thí nghiệm. Thời gian nuôi trung bình kéo dài khoảng 2 đến 3 tháng. Phương pháp đánh giá vòng đời (LCA) và phần mềm chuyên dụng CMLCA được hỗ trợ để phân tích và đánh giá tác động môi trường từ hoạt động sản xuất. Các loại tác động môi trường bao gồm nóng lên toàn cầu (GW), chua hóa (Acd) và phú dưỡng hóa (Eut) được phân tích và tính toán. Kết quả phân tích LCA cho thấy, để sản xuất 1 tấn tôm thương phẩm thì ao thí nghiệm cho các chỉ số: tác động nóng lên toàn cầu là 10.187 kg CO2-eq, tác động chua hóa là 69 kg SO2-eq và tác động phú dưỡng hóa là 55 kg PO4-eq có khác biệt đáng kể và thấp hơn so với ao đối chứng. Trong các tác động phát thải khí nhà kính thì quá trình sản xuất thức ăn đóng vai trò quan trọng và chiếm tỷ lệ đóng góp cao nhất, kế đến là quá trình vận hành ao nuôi. Tác động gây phát thải phú dưỡng hóa chiếm tỷ lệ cao nhất trong quá trình vận hành tại trang trại nuôi tôm. Các giải pháp tác động kỹ thuật trong quá trình vận hành ao nuôi đã góp phần làm giảm tỷ lệ phú dưỡng hóa so với canh tác truyền thống lần lượt là 43,66 và 47,13%. Từ khóa: LCA, tôm thẻ, nóng lên toàn cầu, chua hóa, phú dưỡng hóa I. GIỚI THIỆU Qua nhiều thập kỷ phát triển, nghề nuôi tôm nước lợ đã trở thành hoạt động ngày càng quan trọng và đóng vai trò chính trong nền kinh tế - xã hội của đất nước, tạo ra sinh kế cho hàng triệu nông hộ vùng ven biển và góp phần quan trọng vào kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam. Diện tích nuôi tôm nước lợ trên cả nước tăng từ 455.786 ha năm 2001 lên đến 736.000 ha năm 2018, trong đó năm 2018 diện tích nuôi tôm sú đạt 632.000 ha, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng (TCT) đạt 104.000 ha. Sản lượng đạt được tương ứng năm 2018 khoảng 762.000 tấn (trong đó sản lượng nuôi TCT chiếm khoảng 60%) mang lại kim ngạch xuất khẩu khoảng 3,6 tỷ USD (Tổng cục Thủy sản, 2018; VASEP, 2018). Tuy nhiên, việc nhanh chóng mở rộng diện tích nuôi tôm ở quy mô thâm canh để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu đã gây ra những tác động tiêu cực ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh. Các nguồn nước thải và chất thải trong hoạt động sản xuất nuôi tôm là các tác nhân chính góp phần làm ô nhiễm môi trường. Một số nguồn thải chính như: i) nước thải từ nguồn thức ăn dư thừa, phân và các chất bài tiết của tôm; ii) bùn thải chứa các loại hóa chất, thuốc kháng sinh tích tụ và tồn lưu cho môi trường; iii) phát thải từ việc sử dụng nhiên liệu: điện, dầu từ các thiết bị vận hành như máy bơm, máy Phòng Sinh thái nghề cá & Tài nguyên Thủy sinh vật, Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II. Tổ chức Oxfam Việt Nam, 22 Lê Đại Hành, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội 3 Trung tâm nghiên cứu phục hồi Stockholm, Kraftriket 2B, 114 19 Stockholm, Thụy Điển 4 Trung tâm hợp tác quốc tế nuôi trồng và khai thác thủy sản bền vững, 10 Nguyễn Công Hoan, Quận Ba Đình, Hà Nội * Email: nguyenvanphung_ts2003@yahoo.com 1 2 24 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II sục khí,… tại ao nuôi. Các nguồn phát thải này góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính (CO2, SO2, PO4) làm gia tăng tác động của biến đổi khí hậu. Hiện nay, chủ trương của Nhà nước là phát triển bền vững nghề tôm nước lợ để góp phần tái cơ cấu ngành thủy sản, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu (QĐ 1648/QĐBNN-TT, 2013). Do đó, các yếu tố canh tác trong sản xuất nuôi tôm thâm canh và nhận thức về tác động nguồn phát thải cần được quan tâm để sản xuất nghề tôm bền vững hơn. Các kết quả nghiên cứu về phát thải khí CO2, SO2 và PO4 trong quá trình vận hành hoạt động sản xuất tại trang trại/nông hộ ở Việt Nam còn rất hạn chế và chỉ dừng lại ở mức độ ước lượng thông qua phương pháp điều tra phỏng vấn hộ/trang trại nuôi thủy sản và chưa có nghiên cứu thực nghiệm để tính toán chi tiết lượng phát thải ra ngoài môi trường từ hệ thống ao tôm thâm canh (Henriksson và ctv., 2017). Xuất phát từ thực tiễn trên, nghiên cứu này được thực hiện nhằm đo lường các chỉ số giảm phát thải khí nhà kính (GHGs) trong nuôi tôm thông qua việc thực hiện mô hình trình diễn với các giải pháp cải tiến về kỹ thuật và quản lý trong quy trình nuôi tôm TCT tại Đồng bằng sông Cửu Long. Dựa trên kết quả nghiên cứu này để làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp cải tiến kỹ thuật và tăng cường nhận thức về tác động từ môi trường để phát triển nghề tôm bền vững hơn. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu nghiên cứu Để thực hiện nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành bố trí thực nghiệm tại các ao nuôi tôm TCT thâm canh và thu thập các dữ liệu bao gồm: - Mẫu nước và bùn ao nuôi được thu định kỳ 2 tuần/lần và thu trước khi thả tôm và sau khi thu hoạch tôm để phân tích các yếu tố thủy lý hóa. - Các nguyên liệu yếu tố đầu vào và đầu ra sử dụng trong quá trình vận hành ao tôm TCT thâm canh được ghi nhận vào logbook đã được thiết kế sẵn cho nông hộ theo dõi. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Mô tả hệ thống ao thí nghiệm Thí nghiệm này được thiết kế gồm 2 nghiệm thức và 3 lần lập lại. Nghiệm thức thí nghiệm (TN): tác động các giải pháp kỹ thuật trong quy trình ao nuôi tôm để giảm ảnh hưởng đến môi trường, với mật độ 80-90 con/m2. Hệ thống ao nuôi tôm thẻ thâm canh đã tồn tại trong khu vực nghiên cứu trước đây được thiết kế và cải tiến lại hệ thống công trình ao nuôi gồm có: ao lắng, ao nuôi tôm, ao xử lý nước thải. Rà soát và ứng dụng các thiết bị vận hành hệ thống ao nuôi giảm tiêu thụ năng lượng và đảm bảo nhu cầu oxy cho tôm bằng cách: i) thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống quạt nước hợp lý; ii) ứng dụng hộp giảm tốc và con lăn để giảm tiêu thụ điện năng. Ao lắng (chứa) thả cá rô phi với mật độ 1-2 con/m2 để gây nuôi tảo Chlorella nhằm cung cấp nguồn tảo có lợi và nguồn thức ăn tự nhiên trong giai đoạn đầu của quá trình nuôi thương phẩm. Quản lý và kiểm soát thức ăn với khẩu phần cho ăn hợp lý nhằm giảm thấp hệ số tiêu tốn thức ăn (eFCR). Nước thải trong ao nuôi tôm từ việc thay nước, siphon sẽ được chuyển sang ao xử lý nước thải có thả cá rô phi với mật độ 1-2 con/m2 để xử lý ô nhiễm hữu cơ trước khi thải ra môi trường bên ngoài hoặc tái sử dụng cho các đợt nuôi tiếp theo. Ở nghiệm thức đối chứng (ĐC): áp dụng quy trình truyền thống theo tập quán canh tác của người dân địa phương, với mật độ 80-90 con/m2. Quy trình nuôi tôm này không chú trọng và quan tâm đến việc giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh. 2.2.2. Các thông số về sản lượng tôm thu hoạch và hiệu quả kinh tế Các thông số theo dõi bao gồm: tỷ lệ sống, kích cỡ tôm thu hoạch, hệ số tiêu tốn thức ăn (eFCR), lượng nhiên liệu tiêu thụ dầu và điện, sản lượng và lợi nhuận được theo dõi ở hai nghiệm thức thí nghiệm. 2.2.3. Phương pháp đánh giá vòng đời (LCA) Phương pháp đánh giá tác động vòng đời (LCA) được sử dụng để đánh giá những tác động môi trường mà quá trình sản xuất nuôi TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 25 Phương pháp đánh giá tác động vòng đời (LCA) được sử dụng để đánh giá những tác động môi trường mà quá trình sản xuất nuôi tôm thâm canh gây ra trong suốt chu kỳ nuôi, phương pháp LCA thực hiện theo hướng dẫn ISO 14044 (ISO 14044, 2006). VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Xác định mục tiêu và phạm vi đánh giá tôm thâm canhtiêu gâynghiên ra trong suốt chu định kỳ nuôi, và trường các giá trị khảo quá từ tàitrình liệu.canh Đơn - Mục cứu là xác các táccanh độngtác môi xảytham ra trong phương pháp LCA thực hiện theo hướng dẫn vị cơ sở trong nghiên cứu được xác định là một 1 tác nuôi tôm thâm canh từ khâu chuẩn bị ao cho đến khi thu hoạch. tấn tôm sản xuất ra trong điều kiện canh tác của ISO 14044 (ISO 14044, 2006). Phạmmục vi của cứu vị cơtừsở, số nônggồm dân.ranh Ranhgiới giớihệhệthống, thống đơn bao gồm khâu Xác- định tiêunghiên và phạm vi LCA đánh chủ giá yếu bao chuẩnvịbịcơao, tạonghiên ao chocứu đếnđược lúc thu liệu -canh vànghiên các giácứu trị tham tàitác liệu. Đơn sở cải trong xáchoạch định Mụctác tiêu là xáckhảo địnhtừcác tôm. Các công đoạn bảo quản sau thu hoạch và động trường trongraquá trình canh tác canh tác của nông dân. Ranh giới hệ thống bao là mộtmôi 1 tấn tômxảy sảnraxuất trong điều kiện nuôi tôm thâm canh từ khâu chuẩn bị ao cho đến chuyên chở sản phẩm đến người tiêu dùng, đại gồm từ khâu chuẩn bị ao, cải tạo ao cho đến lúc lý/vựa thu hoạch tôm.hoặc Cácnhà công đoạn thu mua máy chếbảo biếnquản thủy sau sản khi thu hoạch. không bao gồm trong nghiên cứu này (Hình 1). thu hoạch chởcứu sản LCA phẩmchủ đếnyếu người - Phạmvàvichuyên của nghiên bao tiêu dùng, đại lý/vựa thu mua hoặc nhà máy chế gồm thủy ranh sản giớikhông hệ thống, cơ sở, số liệu biến bao đơn gồmvị trong nghiên cứu này (Hình 1). Nguồn cung cấp vật liệu đầu vào - Con giống - Thức ăn Quy trình kỹ thuật - Chuẩn bị ao Tác động môi trường - Xử lý nước - Ấm lên toàn cầu thuốc…) - Chăm sóc và quản lý - Phú dưỡng hóa - Năng lượng: Dầu, -Thu hoạch - Acid hóa - Hóa chất (vôi, Điện Đầu ra - Sên vét bùn Nước thải 3 Hình 1. Sơ đồ về ranh giới đánh giá tác động môi trường trong nuôi tôm thâm canh Phân tích kiểm kê vòng đời (LCI) và 1% ammonia của tất cả nitơ dư thừa, tương Số liệu cơ bản về các yếu tố bên trong ứng (Zimmo và ctv., 2003; Henriksson và ctv., 2015) và 533 kg methane/ha (CV = 0,4) trang trại/hộ nuôi tôm Mô hình nuôi tôm thẻ thâm canh trong ao (Astudillo và ctv., 2015). Số liệu cơ bản về các yếu tố bên ngoài đất được thực hiện từ tháng 5 đến tháng 8 năm trang trại/hộ nuôi 2018. Sử dụng sổ nhật ký (logbook) cung cấp cho người quản lý trang trại tham gia mô hình Do các dữ liệu gây tác động môi trường bên trình diễn để ghi chép lại các thông tin liên ngoài như các phát thải từ quy trình sản xuất quan đến quá trình nuôi tôm. Các số liệu sử thức ăn, sản xuất xăng dầu, thuốc và hóa chất dụng trong quy trình nuôi tôm thâm canh như: không thể thu thập được nên chúng được tính loại thức ăn, thành phần thức ăn và lượng thức toán từ nghiên cứu trước đây của Henriksson và ăn tiêu thụ; sử dụng các loại thuốc và hóa chất; ctv., (2015) theo giả định là không thay đổi trong tiêu thụ nhiên liệu như điện, xăng và dầu; các điều kiện Việt Nam. Sử dụng năng lượng: thành yếu tố chất lượng nước được phân tích và tính phần tiêu thụ điện ở Việt Nam được mô hình toán cho 1 đơn vị cơ sở là 1 tấn tôm nguyên hóa dựa trên dữ liệu từ Hiệp hội Năng lượng liệu. Phát thải các chất dinh dưỡng đa lượng Quốc tế (iea.org). Khí thải từ quá trình đốt cháy vào nước liên quan đến nuôi tôm được ước diesel được dựa trên quy trình sinh thái "diesel" tính thông qua mô hình cân bằng dinh dưỡng. được đốt trong máy xây dựng, nhưng được điều Các tính toán về lượng khí thải nitơ (N) và chỉnh theo nguồn cung cấp dầu tại Việt Nam. phốt pho (P) dựa theo nghiên cứu của Funge- Tính toán trực tiếp về tác động môi trường của smith và Briggs (1998). Tốc độ bay hơi từ các việc sử dụng nguyên liệu thô và đất nông nghiệp ao được giả định là 0,7% dinitrogen monoxide được đề cập đến bởi Henriksson và ctv., (2015). 26 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng 1. Nguồn nguyên liệu đầu vào và đầu ra để sản xuất 1 tấn tôm của mô hình nuôi tôm TCT thâm canh trong ao đất Chỉ tiêu Nguyên liệu đầu vào KCl MgCl Đường mật Cám gạo Chlorine EDTA BKC Điện Dầu Thức ăn Con giống Zeolite Vôi CaCO3 Vôi CaO Vôi Dolomite Đầu ra môi trường Ammonia Ammonium, ion Nitrate Dinitrogen monoxide Phosphorus Nitrogen Đơn vị Thí nghiệm Đối chứng kg kg kg kg kg kg kg kWh kg kg triệu con kg kg kg kg 22,33 7,00 33,33 14,60 2346,67 76,37 1059,33 0,08 203,00 220,00 22,33 7,00 17,23 2,14 28,50 2893,33 136,23 1466,67 0,10 241,00 177,83 17,23 2,14 kg kg kg kg kg kg 0,56 20,77 35,43 1,01 2,29 6,86 0,89 33,40 76,13 1,62 3,61 11,00 Đánh giá tác động vòng đời (LCIA) Đánh giá tác động vòng đời nhằm mục đích để đánh giá tác động môi trường từ hoạt động sản xuất nuôi tôm thâm canh, bằng cách sử dụng các kết quả từ phân tích kiểm kê (LCI) theo tiêu chuẩn về môi trường sinh thái. Ba loại tác động môi trường được nghiên cứu đánh giá: Sự nóng lên toàn cầu (GW, đơn vị kg CO2-eq), Chua hóa ( Acd, đơn vị kg SO2-eq) và Phú dưỡng hóa (Eut, đơn vị kg PO4-eq) được phát triển bởi Guinee và ctv., (2002). Diễn giải số liệu phân tích LCA Kết quả từ những phân tích từ số liệu thu thập được trong quá trình thực nghiệm và các kết quả chính từ phân tích kiểm kê số liệu (LCI) và đánh giá tác động (LCIA) được diễn giải để đưa ra các kết luận và đề nghị cho nghiên cứu. Phân tích các đóng góp của các yếu tố đầu vào đến các chỉ số phát thải cũng được rà soát để đưa ra các đề xuất phát triển quá trình sản xuất theo hướng giảm phát thải hiệu ứng nhà kính. 2.2.4. Phân tích số liệu Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2010 để tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn. Phân tích tác động môi trường LCIA được hỗ trợ bởi cơ sở dữ liệu kiểm kê ecoinvent (v2.2) và phần mềm CMLCA (Đại học Leiden). TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 27 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II bìnhKẾT của QUẢ tôm đạt khoảng 88,33 đến 91,67%. Kích cỡ đạt tômtrọng thu hoạch đạt trọng III. hoạch lượng trung bình lượng là 7,14trung đến 17,59 g/con. Hệ số(ao eFCR 1,06 (ao Kết quả xuấtg/con. tôm Hệ số eFCR trung bình3.1. là 7,14 đếnsản 17,59 bình từ 1,06 TN)trung đến bình 1,46từ(ao ĐC). TN) đến 1,46 (ao ĐC). Lượng nhiên liệu dầu và 2 dao trong suốt chu kỳ nuôi lần lượt là 159,33 lít/ao Vớinhiên mật độliệu thả trung bình 83,33 con/m Lượng dầu và điện được tiêu , thụ điện được tiêu thụ trong suốt chu kỳ nuôi lần động từ 80-90 con/m2 tương đồng ở hai nghiệm là 159,33 lít/ao TN/vụ,ĐC/vụ. 5.675,67 kWh/ao TN/vụ, 5.675,67Thời kWh/ao TN/vụ và trong 192,67 lít/aolượt ĐC/vụ, 5.908,33 kWh/ao Năng suất thức thí nghiệm. gian thu hoạch suốt TN/vụ và 192,67 lít/ao ĐC/vụ, 5.908,33 kWh/ chu kỳ nuôiaotôm nghiệm thức thí thu hoạch ĐCở và ao TN đạtđối lầnchứng lượt làvà11.849,75 và 13.944,44 tấn/ha/vụ (Bảng 2). và ao TN ao ĐC/vụ. Năng suất thu hoạch ao ĐC nghiệm lần lượt có giá trị trung bình là 66 đến đạt lần lượt là 11.849,75 và 13.944,44 tấn/ha/vụ Bảng 2. nuôi. Các thông kỹ thuật 85 ngày Tỷ lệ số sống trung nuôi bình tôm của TCT tôm thâm canh trong ao đất (Bảng 2). đạt khoảng 88,33 đến 91,67%. Kích cỡ tôm thu Thông số Thí nghiệm Đối chứng Bảng 2. Các thông số kỹ thuật nuôi tôm TCT thâm canh trong ao đất Diện tích ao (m2) 1.833,33  288,68 1.900,00360,56 2 Mật độ 83,33 5,77 83,33 5,77 Thông số (con/m ) Thí nghiệm Đối chứng Thời gian thu hoạch tôm (ngày) 85,6721,36 66,6711,55 1.833,33 ± 288,68 1.900,00±360,56 Diện tích ao (m2) Tỷ lệ sống (%) 88,337,64 91,675,77 83,33 ±5,77 83,33 ±5,77 Mật độ (con/m2) Kích cỡ tôm thu hoạch (g/con) 17,599,76 7,141,46 Thời gian thu hoạch tôm (ngày) 85,67±21,36 66,67±11,55 FCR (kg thức ăn/kg tôm) 1,060,10 1,460,17 Tỷ lệ sống (%) 88,33±7,64 91,67±5,77 Lượng dầu tiêu thụ (lít/ao/vụ) 159,3317,93 192,6778,49 Kích cỡ tôm thu hoạch (g/con) 17,59±9,76 7,14±1,46 Lượng điện tiêu thụ (kWh/ao/vụ) 5.675,67  3730.97 5.908,33 3486.92 FCR (kg thức ăn/kg tôm) 1,06±0,10 1,46±0,17 Năng suất (tấn/ha/vụ) 13.944,44  9416.79 11.849,758.735,77 Lượng dầu tiêu thụ (lít/ao/vụ) 159,33±17,93 192,67±78,49 Lượng điện tiêu thụ (kWh/ao/vụ) 5.675,67 ± 3730.97 5.908,33±3486.92 3.2. Đánh giá tác động vòng đời Năng suất (tấn/ha/vụ) 13.944,44 ± 9416.79 11.849,75±8.735,77 Kết quả nghiên cứu cho thấy tác động nóng lên toàn cầu (GW) trong sản xuất 1 tấn 3.2. Đánh giá tác động vòng đời tôm ở nghiệm thức thí nghiệm và đối chứng có giá trị lần lượt là 10.187 kg (CO2-eq) và Kết quả nghiên cứu cho thấy tác động nóng SO2-eq). Tác động phú dưỡng hóa (Eut) trong 13.567 (CO 2-eq). Tác động chua hóa (Acd) trong sản xuất 1 tấn tôm 69 kg (SO2-eq) và 93 lên toànkg cầu (GW) trong sản xuất 1 tấn tôm ở sản xuất 1 tấn tôm là 55 kg (PO4-eq) và 80 kg -eq). Tất cả các tác động GW, Acd, Eut ở ao (PO nghiệm thức Tác thí nghiệm và dưỡng đối chứng có giátrong (kg SO2-eq). động phú hóa (Eut) sản 4 xuất 1 tấn tôm là 55 kg (PO4-eq) và 80 trị lần lượt là 10.187 kg (CO2-eq) và 13.567 thí nghiệm có lượng khí thải phát ra với giá trị kg (PO4-eq). Tất cả các tác động GW, Acd, Eut ở ao thí nghiệm có lượng khí thải phát ra với kg (CO2-eq). Tác động chua hóa (Acd) trong trung bình thấp hơn so với ao đối chứng (Hình giá trị trung bình thấp so với aovà đối93chứng -eq) (kg (Hình sản xuất 1 tấn tôm 69 hơn kg (SO 2a, b,2a, c). b, c). 2 kg CO2 -eq/tấn tôm 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 28 Thí nghiệm Đối chứng (a) TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 6 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 120 kg SO2 -eq/tấn tôm 100 80 60 40 20 0 Thí nghiệm Đối chứng (b) kg PO4- eq/tấn tôm 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Thí nghiệm Đối chứng (c) Hình 2. (a) So sánh tác động nóng lên toàn cầu (GW) khi sản xuất 1 tấn tôm ở mô hình thử Hình 2.và(a) sánh Giá tác trị động nóng (GW) sảncậy xuất 1 tấn ở môtáchình thử nghiệm đốiSo chứng, trung bìnhlên vàtoàn sai sốcầu chuẩn vớikhi độ tin 95%. (b)tôm So sánh động chua hóavà (Acd) sản xuất tômbình ở môvà hình và đối chứng, trị (b) trung nghiệm đối khi chứng, Giá 1trịtấn trung saithử số nghiệm chuẩn với độ tin cậy Giá 95%. Sobình sánhvàtác sai số chuẩn với độ tin cậy 95%. (c) So sánh tác động phú dưỡng hóa (Eut) ở thí nghiệm và đối động chua hóa (Acd) khi sản xuất 1 tấn tôm ở mô hình thử nghiệm và đối chứng, Giá trị trung chứng khi sản xuất 1 tấn tôm, Giá trị trung bình và sai số chuẩn với độ tin cậy 95%. bình sai sốgóp chuẩn với trình độ tin 95%. So sánh động chiếm phú dưỡng hóa (Eut) ở thí Tỷvà lệ đóng của quá sảncậy xuất thức(c) xuất nôngtác nghiệp tỷ lệ đóng góp thấp ănnghiệm chiếm tỷ caochứng nhất đạt 52,61 đến nhất <1%và gâysai tácsốđộng trênvới ba hình thức vàlệđối khitừsản xuất 1 88,36% tấn tôm, Giá trịkhoảng trung bình chuẩn độ tin cậy ở hầu hết các nguồn đóng góp tạo ra tác động lên Acd, Eut và GW (Bảng 2). Sở dĩ có sự khác biệt 95%. chua hóa (Acd), phú dưỡng hóa (Eut) và nóng này là do nghiệm thức thí nghiệm có sự quản lý lên toàn Tỷ cầu lệ(GW) nghiệm thứctrình thí nghiệm đóngởgóp của quá sản xuất các thứcnguồn ăn chiếm lệ cao đạtratừtốt 52,61 vật tưtỷđầu vàonhất và đầu hơn đến so và đối chứng. Trong đó, tác động Acd chiếm tỷ với đối chứng. Trong đó, việc chú trọng kiểm 88,36% ở hầu hết các nguồn đóng góp tạo ra tác động lên chua hóa (Acd), phú dưỡng hóa lệ đóng góp cao nhất với giá trị từ 87,07 đến soát khẩu phần cho tôm ăn hàng ngày trong quá (Eut) vàKế nóng (GW) nghiệm thí nghiệm chứng. Trong tácgiảm động 88,36%. tiếp lên củatoàn tỷ lệcầu đóng gópở đến phát thức trình vận hànhvàaođối nuôi đã góp phầnđó, làm thải GHGs là tỷ quálệtrình hành số eFCR và ứng dụng các giải kiệm Acd chiếm đóngvận góp caotrang nhất trại với đạt giátừtrị từhệ87,07 đến 88,36%. Kế tiếp của pháp tỷ lệ tiết đóng góp 10,47 đến 47,13%, liên quan đến tác động phú năng lượng như: hộp giảm tốc và con lăn đã đến phát quácao trình vậntừhành trạigiảm đạt tiêu từ 10,47 đến liệu 47,13%, quansuốt đến dưỡng hóa thải có tỷGHGs lệ đónglàgóp nhất 43,66trang giúp thụ nhiên đáng liên kể trong đến Cuối cùng,hóa nguồn nguyên liệugóp sảncaochu tác47,13%. động phú dưỡng có tỷ lệ đóng nhấtkỳtừnuôi. 43,66 đến 47,13%. Cuối cùng, nguồn nguyên liệu sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ lệ đóng góp thấp nhất khoảng <1% gây tác động TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 29 trên ba hình thức Acd, Eut và GW (Bảng 2). Sở dĩ có sự khác biệt này là do nghiệm thức thí 7 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Bảng 2. Tỷ lệ phần trăm (%) đóng góp đến phát thải GHGs của các nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất 1 tấn tôm Các nguồn đóng góp Acd Eut GW TN ĐC TN ĐC TN ĐC Quá trình vận hành trang trại 10,47 11,80 43,66 47,13 22,34 19,55 Quá trình sản xuất thức ăn tôm 88,36 87,07 55,54 52,61 73,26 76,67 Quá trình sản xuất tôm giống 0,40 0,32 0,12 0,09 0,60 0,48 Quá trình sản xuất vôi 0,60 0,81 0,2 0,2 3,65 3,29 Quá trình sản xuất nông nghiệp 0,17 - 0,46 - 0,15 - * Quá trình vận hành trang trại: tiêu thụ nhiên liệu xăng dầu, các loại thuốc và hóa chất sử dụng tại trang trại nuôi. IV. THẢO LUẬN Kết quả nghiên cứu này cho thấy rằng việc tác động các giải pháp kỹ thuật trong vận hành ao nuôi đã làm thay đổi các thông số năng suất tôm. Mô hình thử nghiệm được thả nuôi tôm TCT thâm canh trong ao đất với mật độ trung bình 83,33 con/m2, tương tự với kết quả nghiên cứu trước đây (Phùng Thị Hồng Gấm và ctv., 2014; Nguyễn Thanh Long và Huỳnh Văn Hiền, 2015); nhưng tỷ lệ sống cao hơn, đạt 81,94 - 83,54%. Hệ số chuyển hóa thức ăn (eFCR) có sự khác biệt đáng kể giữa ao đối chứng (1,46) và ao thí nghiệm (1,06). Điều này chứng tỏ rằng việc quản lý thức ăn là rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến kết quả năng suất của vụ nuôi. Ở cấp độ nông hộ, việc điều chỉnh khẩu phần thức ăn cho tôm ăn thường dựa vào kinh nghiệm của người quản lý ao, do đó việc ước tính bao nhiêu thức ăn đang được tiêu thụ có thể là vấn đề. Cho ăn quá nhiều có thể gây tốn kém cho nông dân bằng cách tạo ra các chi phí thức ăn không cần thiết, trong khi cho tôm ăn dưới mức tăng trưởng có thể dẫn đến giảm sản lượng và lợi nhuận sản xuất. Trong nghiên cứu này, kiểm soát lượng thức ăn bằng cách dựa vào sàng ăn, ước lượng tỷ lệ sống và kiểm tra tốc độ tăng trưởng tôm để điều chỉnh khẩu 30 phần cho ăn hàng ngày nhằm giảm thất thoát lượng thức ăn trong quá trình nuôi. Ngoài thức ăn thì lượng tiêu thụ nhiên liệu điện năng cũng là yếu tố góp phần làm tăng chi phí biến đổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy mặc dù nghiệm thức thí nghiệm với thời gian nuôi tương đối dài hơn so với nghiệm thức đối chứng, tuy nhiên lượng nhiên liệu tiêu thụ điện năng thấp hơn nhiều so với đối chứng. Ở mô hình thử nghiệm việc áp dụng con lăn và thiết bị giảm tốc vào vận hành quạt nước giúp giảm tiêu thụ điện năng đáng kể do đó dẫn đến sự khác biệt trên. Theo kết quả nghiên cứu của Võ Nam Sơn và ctv., (2019) lượng tiêu thụ điện năng trung bình là 2.914 kWh/tấn tôm ở mô hình nuôi tôm TCT trên ao đất; ao lót bạt có tiêu hao điện là 3.235 kWh/tấn tôm. Với kích cỡ tôm thu hoạch ở ao thí nghiệm trung bình đạt 17,59 g/con và năng suất đạt 13.944 kg/ha/vụ, đạt lợi nhuận cao gần gấp đôi so với ao đối chứng. Kết quả này cho thấy năng suất thấp hơn nghiên cứu trước đây của Phùng Thị Hồng Gấm và ctv., (2014) là 15,9 tấn/ha/vụ, nhưng cao hơn Đỗ Minh Vạnh và ctv., (2016) là 10,9 tấn/ha/vụ. Như vậy, để tăng lợi nhuận trong nuôi tôm thì ngoài việc kiểm soát các yếu tố kỹ thuật nhằm giúp tôm tăng cao năng suất thì cần phải duy TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II trì tăng trưởng để đạt kích cỡ tôm lớn và giá bán cao. Bên cạnh đó, việc hạn chế các nguyên liệu đầu vào thuốc, hóa chất và tiết kiệm nhiên liệu điện năng và thức ăn là cần thiết để đạt lợi nhuận cao nhất. Hiện nay, một trong những mối quan tâm chính về môi trường có liên quan đến biến đổi khí hậu đó là việc phát thải GHGs từ hệ thống nuôi trồng thủy sản (Williams và Crutzen, 2010). Trong nghiên cứu này tác động ấm lên toàn cầu có giá trị 10.187 kg CO2-eq thấp hơn so với đối chứng, trong đó tỷ lệ đóng góp từ nguồn sản xuất thức ăn cũng có giá trị (73,26%) thấp hơn đối chứng. Như vậy, nguồn nguyên liệu sản xuất thức ăn góp phần quan trọng trong hệ thống nuôi tôm thâm canh. Kết quả này cho thấy tương tự với nghiên cứu của Henriksson và ctv., (2017) là 12-15 tấn CO2eq. Ở Trung Quốc, kết quả phân tích của LCA chỉ ra rằng trong nuôi tôm thâm canh có tác động môi trường trên mỗi đơn vị sản xuất cao hơn so với canh tác bán thâm canh trong tất cả các loại hình tác động. Những tác động này chủ yếu là do sản xuất thức ăn, sử dụng điện và nước thải ở cấp độ trang trại (Cao và ctv., 2011). Để giảm phát thải thì các giải pháp được tập trung chủ yếu là việc quản lý tốt cách cho ăn và quản lý sử dụng thức ăn nhằm giảm thiểu hệ số thức ăn. Tác động chua hóa khi sản xuất 1 tấn tôm trong nghiên cứu này ở nghiệm thức thí nghiệm có giá trị trung bình thấp nhất là 69 kg SO2-eq và đối chứng là 93 kg SO2-eq, tương tự kết quả của Henriksson và ctv., (2017) là 60-80 kg SO2eq, cao hơn nghiên cứu của Cao và ctv. (2011) là 23,1 kg SO2-eq. Nguồn nguyên liệu đóng góp từ việc sản xuất thức ăn chiếm tỷ lệ cao nhất (87,07-88,36%) gây ra lượng khí thải làm chua hóa. Mặc dù, ao thí nghiệm có thời gian nuôi kéo dài hơn nghiệm thức đối chứng, tỷ lệ đóng góp đến phát thải từ nguồn nguyên liệu sản xuất thức ăn khác biệt không lớn. Do đó, việc điều chỉnh lượng khẩu phần cho tôm ăn, giảm thất thoát thức ăn có thể làm giảm bớt khí thải gây tác động chua hóa. Các chất dinh dưỡng từ ao nuôi tôm là nguồn chính chứa nitơ, phốt pho gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa. Theo nghiên cứu của Avnimelech và Ritvo (2003) cho rằng động vật thủy sản có khả năng chuyển hóa được 25-30% lượng protein trong thức ăn thành sinh khối của cơ thể, khoảng 70-75% lượng dinh dưỡng còn lại sẽ được thải ra ngoài môi trường nuôi. Đối với các trang trại nuôi tôm thâm canh thì hầu hết các chất dinh dưỡng này có nguồn gốc từ thức ăn tôm. Kết quả tác động phú dưỡng hóa ở nghiệm thức thí nghiệm là 55,0 kg (PO4-eq) khi sản xuất 1 tấn tôm thấp hơn so với ao đối chứng 80,0 kg PO4-eq, thấp hơn kết quả của Henriksson và ctv. (2017) là là 80-90 kg (PO4 -eq), cao hơn nghiên cứu của Cao và ctv., (2011) là 36,9 kg PO4-eq. Trong nghiên cứu này, tác động phú dưỡng hóa được gây ra nhiều nhất do việc sản xuất thức ăn (52,61-55,54%), trong đó quá trình vận hành trang trại có tỷ lệ đóng góp cao nhất từ 43,66 đến 47,13% trong ba loại nguồn gây tác động. Những cải tiến được đề xuất cho nuôi tôm ở Trung Quốc bao gồm thay đổi thành phần thức ăn, quản lý trang trại, nguồn phát điện và xử lý nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để tối ưu hóa chuỗi cung ứng tôm định hướng thị trường và thúc đẩy sản xuất và tiêu thụ tôm bền vững hơn (Cao và ctv., 2011). Ngoài ra, các chất dinh dưỡng quá mức nên được tái chế trong nông nghiệp hữu cơ tích hợp cùng với các giải pháp sục khí hiệu quả được cung cấp bởi các nguồn năng lượng tái tạo (Henriksson và ctv., 2015). Để giảm tác động phú dưỡng hóa thì cần có giải pháp hiệu quả để xử lý bùn thải hoặc giảm bùn thải từ ao nuôi tôm nhằm giảm ô nhiễm môi trường, chẳng hạn ứng dụng hệ thống tuần hoàn khép kín để ngăn chặn các vấn đề phú dưỡng khi xả thải. Bên cạnh đó, phần nước thải trong ao nuôi tôm thương phẩm từ việc thay nước, siphon sẽ được chuyển sang ao xử lý nước thải có thả cá rô phi với mật độ 1-2 con/m2 để xử lý ô nhiễm hữu cơ trước khi thải ra môi trường bên ngoài hoặc tái xử dụng cho các đợt nuôi tiếp theo. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 31 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II IV. KẾT LUẬN Trong các tác động phát thải khí nhà kính thì quá trình sản xuất thức ăn chiếm tỷ lệ đóng góp cao nhất, kế đến là quá trình vận hành ao nuôi. Tác động kỹ thuật trong quá trình vận hành ao nuôi góp phần làm giảm tỷ lệ phú dưỡng hóa so với canh tác truyền thống. Để giảm tiêu thụ điện, dầu trong quá trình vận hành hoạt động trang trại thì cần rà soát: 1) rà soát thiết kế lắp đặt hệ thống quạt nước hiện tại; 2) áp dụng hộp giảm tốc và con lăn để giảm tiêu thụ điện; và 3) cải thiện công tác quan trắc DO để vận hành chế độ quạt nước hợp lý. Để tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình vận hành trang trại thì việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời trong sản xuất là cần thiết và nhiều tiện ích. Để giảm tác động phú dưỡng hóa thì giải pháp mang tính khả thi và phù hợp với các trang trại nuôi tôm hiện nay chuyển sang các hệ thống tuần hoàn khép kín để ngăn chặn các vấn đề phú dưỡng khi xả thải. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu này được thực hiện với sự hỗ trợ tài chính từ Oxfam Việt Nam, xin chân thành cảm ơn. Chúng tôi xin cảm ơn đến các chuyên gia kỹ thuật từ Trung tâm Khuyến nông tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau đã giúp chúng tôi liên hệ với cộng đồng địa phương ở các tỉnh của họ để chọn trang trại thực hiện thí nghiệm. Chúng tôi xin cảm ơn các cố vấn kỹ thuật của Oxfam đã cho ý đóng góp cho báo cáo dự thảo. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đỗ Minh Vạnh, Trần Hoàng Tuân, Trần Ngọc Hải và Trương Hoàng Minh, 2016. Đánh giá hiệu quả nuôi tôm chân trắng thâm canh theo các hình thức tổ chức ở Đồng bằng sông Cửu long. Khoa học Chính trị, Kinh tế và Pháp luật, Trường Đại học Cần Thơ: 42 (2016): 50-57. Nguyễn Thanh Long và Huỳnh Văn Hiền, 2015.Phân tích hiệu quả kỹ thuật và tài chính của mô hình tôm thẻ chân trắng tỉnh Cà Mau. Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ: 37 (2015)(1): 105-111. Phùng Thị Hồng Gấm, Võ Nam Sơn và Nguyễn Thanh Phương, 2014. Phân tích hiệu quả sản 32 xuất các mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng và tôm sú thâm canh ở tỉnh Ninh Thuận. Tổng cục Thủy sản, 2018. Báo cáo tình hình sản xuất, tiêu thụ tôm nước lợ năm 2018 và nhiệm vụ giải pháp năm 2019. Báo cáo tham luận tại Hội nghị Triển khai kế hoạch ngành tôm năm 2019 tổ chức bởi Bộ NN &PTNT (trang 1-16), ngày 13/3/2019 tại Tp. Sóc Trăng. VASEP., 2018. Mục tiêu xuất khẩu tôm đạt 4,2 tỷ USD năm 2019 và những giải pháp. Báo cáo tham luận tại Hội nghị Triển khai kế hoạch ngành tôm năm 2019 tổ chức bởi Bộ NN&PTNT (trang 16-22), ngày 13/3/2019 tại Tp. Sóc Trăng. Võ Nam Sơn, Nguyễn Thanh Phương, Đào Minh Hải, Nguyễn Thế Diễn, Vũ Văn Thùy, Đinh Xuân Lập, Nguyễn Đỗ Quỳnh, 2019. Phân tích hiệu quả sản xuất và sử dụng năng lượng điện trong nuôi tôm sú (Penaeus monodon) và thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh và quảng canh cải tiến ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tập 55, Số 1 (2019) Trang: 69-79. Tài liệu tiếng Anh Avnimelech, Y., Ritvo, G., 2003. Shrimp and fish pond soils: processes and management. Aquaculture 220, 549–567. Astudillo M.F., Thalwitz G., Vollrath F., 2015. Modern analysis of an ancient integrated farming arrangement: life cycle assessment of a mulberry dyke and pond system. Int J Life Cycle Assess 20:1387–1398. Cao, L., Diana, J.S., Keoleian G., et al., 2011. Life Cycle Assessment of Chinese Shrimp Farming Systems Targeted for Export and Domestic Sales. Environ Sci Technol 45:6531–6538. Funge-smith SJ, Briggs MRP., 1998. Nutrient budgets in intensive shrimp ponds :implications for sustainability. Water 117–133. Guinée J. B., Gorrée M., Heijungs R, et al., 2002. Handbook on Life Cycle Assessment: Operational Guide to the ISO Standards. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. Henriksson, P.J.G, Rico, A,, Zhang W, et al., 2015, Comparison of Asian Aquaculture Products by Use of Statistically Supported Life Cycle Assessment, Environ Sci Technol 49:14176– 14183. Henriksson, P.J.G., Phan, L.T., Doan, B.V., Nguyen, P.V., Do, H.T., 2017. Life cycle assessment of Vietnamese shrimp farming systems in the Mekong Delta. Technical report, Oxfam Vietnam, Ha Noi. ISO 14044, 2006. Environmental management— Life cycle assessment— Requirements and guidelines, Geneva, Switzerland. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Verdegem, M.C.J., Bosma, R.H.M., 2009. Water withdrawal for brackish and inland aquaculture, and options to produce more fish in ponds with present water use. Water Policy 11 (Suppl. 1), 52–68. Zimmo O. R., van der Steen N.P., Gijzen H.J., 2003. Comparison of ammonia volatilisation rates in algae and duckweed-based waste stabilisation ponds treating domestic wastewater. Water Res 37:4587–94. Williams, J., Crutzen, P.J., 2010. Nitrous oxide from aquaculture, Nat, Geosci, 3, 143. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 13 - THÁNG 6/2019 33