1900 2039
kttpmt@ntt.edu.vn
Sự gia tăng nhanh chóng của dân số toàn cầu đã dẫn đến nhiều thách thức như khan hiếm nước, suy thoái đất canh tác, biến đổi khí hậu, nhiễm mặn,… gây ảnh hưởng đến sản xuất lương thực (Verma et al 2023; Yang và Kim, 2020). Để góp phần giải quyết nhu cầu thực phẩm trong điều kiện tài nguyên ngày càng khan hiếm cần có sự chuyển đổi từ các mô hình canh tác dựa trên tăng trưởng vô hạn sang các phương thức canh tác một cách cân bằng và bền vững. Đối với ngành nuôi trồng thủy sản, việc xả thải từ các hoạt động nuôi trồng theo các hình thức nuôi thâm canh truyền thống trong ao đất hoặc trên các thủy vực mở đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với hệ sinh thái thủy sinh, dẫn đến ô nhiễm, phú dưỡng hóa, biến đổi môi trường sống,… Để giải quyết các vấn đề này, việc áp dụng các phương pháp canh tác hoặc sản xuất thân thiện với môi trường và bền vững là cần thiết.
Aquaponics là một chiến lược canh tác kết hợp nuôi trồng thủy sản và nông nghiệp thủy canh trong một môi trường cộng sinh, trong đó chất dinh dưỡng từ nước thải từ quá trình nuôi thủy sản làm nguồn cung cấp dinh dưỡng cho hệ thống thủy canh rau quả thông qua các chu trình sinh học tự nhiên và tuần hoàn nước tái chế cho bể nuôi thủy sản (Okomoda et al., 2023; Yep & Zheng, 2019) (Hình 1). Với đặc tính tuần hoàn và gần như không xả thải, aquaponics cung cấp một giải pháp khả thi cho việc xử lý nước thải từ nuôi trồng thủy sản bằng cách tái chế chất dinh dưỡng và nước thải trong hệ thống, giảm thiểu chất thải độc hại từ các trang trại nuôi trồng thủy sản, sử dụng tài nguyên đất và nước hạn chế (hiệu suất tái sử dụng nước từ 95-99%), và mang lại lợi ích kinh tế từ việc sản xuất cá và cây trồng một cách bền vững (Nuwansi et al., 2019). Đặc biêt, có thể thấy rằng, aquaponics là một mô hình tích hợp sinh học để cải thiện an ninh lương thực với sự nhấn mạnh ngày càng tăng vào các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc (Mục tiêu 2: Xóa đói và Mục tiêu 14: Môi trường thủy sinh) nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của dân số toàn cầu với chi phí sinh thái tối thiểu.
Hình 1: Mô phỏng mô hình hệ thống aquaponics và các đặc tính của mô hình
Trong những năm gần đây, aquaponics đã thu hút sự quan tâm ngày càng tăng từ công chúng ở các khu vực đô thị, phù hợp với xu hướng hướng tới năng suất cao hơn với nguồn tài nguyên hạn chế, các mô hình được vận hành từ quy mô nhỏ ở hộ gia đình đến thương mại hóa ở quy mô lớn (Verma et al., 2023). Mặc dù là một kỹ thuật canh tác hiệu quả và bền vững thông qua việc tái sử dụng tối đa chất dinh dưỡng và nước thải, để vận hành mô hình này một cách hiệu quả vẫn có một số thách thức về mặt kỹ thuật bao gồm khác biệt nhu cầu pH của các đối tượng, nhu cầu dinh dưỡng và nhiệt độ giữa các hệ thống (Goddek et al., 2019). Quản lý chất dinh dưỡng trong hệ thống là một chiến lược đã và đang được áp dụng phổ biến để tối ưu hóa tỷ lệ dinh dưỡng nhằm cải thiện sự phát triển của các đối tượng nuôi trong hệ thống (Okomoda et al., 2023).
Hiện nay, Bộ môn Quản lý Tài nguyên và Môi trường (thuộc Viện Ứng dụng Công nghệ và Phát triển bền vững, Trường ĐH Nguyễn Tất Thành) đã và đang triển khai một số dự án nghiên cứu nhằm góp phần cải thiện hiệu quả và kỹ thuật của hệ thống aquaponics: (1) Nghiên cứu giải pháp sử dụng vi tảo để xử lý nước trong hệ thống aquaponics; (2) Phát triển mô hình nuôi trồng thủy sản tuần hoàn kết hợp thủy sản – thủy canh – vi tảo quy mô nhỏ nhằm hướng tới ứng dụng trong thực tiễn; (3) Nghiên cứu thiết kế mô hình nuôi thủy sản tuần hoàn và xử lý nước bằng vi tảo Chlorella vulgaris. Chúng tôi kỳ vọng các nghiên cứu này sẽ góp phần đưa ra giải pháp phù hợp để tối ưu hóa năng suất và kỹ thuật của mô hình aquaponics, cũng như hướng đến đánh giá tiềm năng và tính khả thi của việc ứng dụng các giải pháp kỹ thuật nhằm dụng rộng rãi mô hình này trong nuôi trồng thủy sản ở nước ta.
Tác giả: Cô Thị Kính
Tài liệu tham khảo
Goddek et al (2029). A fully integrated simulation model of multi-loop aquaponics: A case study for system sizing in different environments. Agricultural Systems. (171) 143-54.
Okomoda et al (2023). Aquaponics production system: A review of historical perspective, opportunities, and challenges of its adoption. Food Science & Nutrition, 11(3), 1157-1165.
Nuwansi et al (2019). Utilization of phytoremediated aquaculture wastewater for production of koi carp (Cyprinus carpio var. koi) and gotukola (Centella asiatica) in an aquaponics. Aquaculture (507) 361-9.
Yep, B. & Zheng Y. (2019). Aquaponic trends and challenges – A review. Journal of Cleaner Production, 228, 1586-1599.
Verma et al (2023). Aquaponics as an integrated agri-aquaculture system (IAAS): Emerging trends and future prospects. Technological Forecasting and Social Change (194) 122709.
