Vai Trò Oxy Trong Ao Nuôi Cá

Oxy (O2) có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì sự sống của tôm, cá và sinh vật hiếu khí trong môi trường nước. Trong cơ thể tôm, cá thì oxy có các vai trò quan trọng như:

(i) là nguyên liệu cho quá trình oxy hóa tạo năng lượng để cung cấp cho hoạt động của các cơ quan trong cơ thể;

(ii) tham gia vào các phản ứng biến dưỡng và nhiều phản ứng sinh hóa khác;

(iii) là thành phần của các nhóm phân tử cấu trúc chính trong các cơ tôm, cá như các chất đạm (protein), chất bột đường (carbohydrate), mỡ (lipid)…

(iv) có trong các hợp chất vô cơ quan trọng cấu tạo nên răng và xương.

Tôm, cá khi hô hấp lấy oxy vào cơ thể qua mang và hàm lượng oxy hòa tan trong nước có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình hô hấp của chúng. Cấu tạo mang của các loài có khác nhau, ví dụ mang cá bao gồm cung mang, tia mang và phiến mang; số đôi cung mang cá có thể thay đổi tùy loài, thường dao động trong khoảng từ 4-7 đôi; ví dụ mang cá tra bao gồm 4 đôi cung mang, mỗi cung mang gồm 2 hàng tia mang (Hình 1). Mang tôm (hay giáp xác nói chung) thì phát triển từ gốc chân ngực, có lớp chitin mỏng bao suốt bề mặt mang, gốc mỗi mang có trục trung tâm chứa mạch máu đi vào và đi ra.

Hình thức hô hấp: đa số các loài tôm, cá hô hấp hoàn toàn trong nước và oxy được cung cấp từ môi trường nước. Tuy nhiên, có một số loài cá có cơ quan hô hấp khí trời hoặc một số giáp xác có khả năng hô hấp trên cạn do ở mang có buồng chứa khí. Cơ quan hô hấp khí trời là cơ quan có khả năng lấy oxy từ không khí. Hô hấp khí trời cũng được chia thành 2 hình thức là hô hấp khí trời bắt buộc và hô hấp khí trời không bắt buộc. Những cá hô hấp khí trời bắt buộc thì cần phải thực hiện quá trình hô hấp khí trời thì mới đủ oxy cung cấp cho cơ thể hoạt động, mặc dù trong môi trường có đầy đủ oxy, nếu không thực hiện được chức năng hô hấp khí trời thì cá sẽ chết vì oxy cung cấp không đủ cho cơ thể hoạt động (những loài này mang thường phát triển không tốt, bị thoái hóa một vài đôi; ví dụ cá lóc và cá rô là đại diện của những loài cá có cơ quan hô hấp khí trời bắt buộc). Hô hấp khí trời không bắt buộc thì nếu trong môi trường có oxy đầy đủ thì cá không cần thực hiện chức năng hô hấp khí trời, những loài này mang rất phát triển giống như những loài hô hấp hoàn toàn trong nước; cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) là loài tiêu biểu có cơ quan hô hấp khí trời không bắt buộc, mang của cá tra rất phát triển, tia mang dài, dày và nhiều

Sự kết hợp của oxy và hemoglobin ở mang cá xảy ra theo phản ứng thuận nghịch, không có sự tham gia của chất xúc tác mà chỉ do sự chênh lệch về hàm lượng oxy hay áp suất riêng phần của oxy trong môi trường nước so với máu. Vì vậy, khi việc cung cấp oxy bị ngừng hoặc nhu cầu tiêu thụ oxy của cơ thể gia tăng; hàm lượng oxy cung cấp hoặc nồng độ hòa tan oxy giảm thấp hơn nhu cầu cần thiết của cơ thể thì được gọi là hiện tượng thiếu hụt oxy hay là hiện tượng oxy hòa tan thấp làm cho cá chết. 
Nhiều trường hợp thiếu hụt oxy trong ao nuôi cá ở Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) đã được ghi nhận (Nguyễn Thanh Phương và ctv., 2010). Sự thiếu oxy trong ao cá tra có thể do ao nuôi cá có nhiệt độ nước cao (biến động 28-32°C) dẫn đến hệ số hòa tan oxy vào nước giảm, mật độ nuôi quá cao, đáy ao có nhiều hợp chất hữu cơ tích tụ hay sục khí không đầy đủ.

Trong ao cá tra thì oxy thường cao ở lớp nước mặt (1 mét) vào ban ngày và có thể giảm rất thấp vào ban đêm. Ao nuôi cá tra hầu hết không có sục khí có thể do hiểu biết trước đây là cá tra là loài có cơ quan hô hấp phụ bắt buộc (Browman and Kramer, 1985) nên cá không phụ thuộc vào hàm lượng oxy trong nước.

Tuy nhiên, Lefevre et al., (2011) đã chứng minh cá tra là loài có cơ quan hô hấp phụ không bắt buộc, nếu hàm lượng oxy trong nước đầy đủ sẽ có lợi cho cá rất nhiều bởi vì sự thiếu hụt oxy trong ao sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của cá như oxy không cung cấp đủ cho quá trình tăng trưởng.

Sjannie et al (2011) cũng xác định hàm lượng oxy trong nước đạt phải 38% bão hòa (tương đương 3 mg/L) thì chỉ đủ cung cấp đủ oxy cho cá tra hoạt động duy trì sự sống và vì thế cá phải thường xuyên ngoi lên mặt nước để lấy oxy từ khí trời mới có đủ oxy cho quá trình trao đổi chất và tăng trưởng. Sjannie et al (2011) cũng nhận thấy khi hàm lượng oxy trong nước cao (100% bão hòa) thì cá tra rất ít lấy oxy từ không khí, nhưng khi oxy trong nước chỉ 30% bão hòa thì cá chuyển sang lấy oxy trong không khí mà ít lấy oxy trong nước. Vì vậy, trong ao cá tra thì cá chỉ sống ở phần tầng mặt của cột nước nước (khoảng 25% chiều sâu cột nước). Tiêu hao oxy trung bình của cá tra khoảng 150 mg oxy/kg/giờ (Sjannie et al., 2011).

Khi nuôi cá tra trong bể có hàm lượng oxy cao (100% bão hoà thì cá tăng trưởng nhanh hơn cá nuôi ở 30% và 60% bão hòa (Sjannie et al. 2010). Tương tự, Karna (2003) khi nghiên cứu tăng trưởng của cá bơn (flounder) ở các hàm lượng oxy hòa tan 2,2; 5 và 6,7 mg/L thì thấy sự tăng trưởng của cá nuôi trong môi trường có hàm lượng oxy cao (6,7 mg/L) cao hơn gấp 2 lần so với cá ở hàm lượng oxy thấp (2,2 mg/L).

Cá hồi có hiện tượng chết xảy ra khi hàm lượng oxy hòa tan là 3,5-4 mg/L ở nhiệt độ 20oC và tỉ lệ chết bắt đầu tăng lên nhanh chóng khi hàm lượng oxy ở mức 3 mg/L và cá chết gần hết khi hàm lượng oxy là 2-2,5 mg/L. Nhu cầu oxy hòa tan nếu duy trì ở mức trên 4-4,5 mg/L thì sẽ ngăn chặn cá hồi chết hay bị stress (Karna, 2003). 
Hàm lượng oxy trong ao nuôi tôm cũng cần phải được cung cấp đầy đủ bởi khả năng mang oxy của hemocyanin ở tôm thấp hơn so với hemoglobin ở cá (1 g hemoglobin bão hòa oxy sẽ chứa được 2,34 mL oxy, trong khi 1 g hemohyanin bão hòa chỉ chứa được 0,26 mL oxy). Sự thiếu hụt oxy trong ao nuôi tôm thường do thả nuôi với mật độ dày, thay nước không nhiều, vi sinh vật phát triển quá mức cho phép, chất hữu cơ lắng đọng do thức ăn thừa và phân thảy ra từ tôm...

Hiện tượng thiếu hụt oxy sẽ kéo theo những điều bất lợi như thời gian thức ăn qua dạ dày tôm nhanh, độ tiêu hoá thức ăn (đạm và năng lượng thấp), tỉ lệ bắt mồi cũng bị hạn chế… những điều này sẽ dẫn đến tăng trưởng chậm, tỉ lệ sống thấp (Đoàn Xuân Diệp và ctv., 2010) và thành phần dưỡng chất của cơ thể sẽ thay đổi.

Khảo sát tăng trưởng và tỉ lệ sống của tôm Farfantepenaeus californiensis giống khi nuôi ở 2 mức oxy hòa tan trung bình là 5,8 và 2,6 mg/L kết hợp với 3 mức nhiệt độ là 19, 23 và 27oC trong 50 ngày thì thấy tỉ lệ sống của tôm là 68-85% ở hàm lượng oxy hòa tan là 2,6 mg/L và 77-82% ở nồng độ oxy hòa tan là 5,8 mg/L. Tăng trưởng của tôm ở nồng độ oxy hòa tan thấp chậm hơn so với ở nồng độ oxy hòa tan cao.

Tăng trưởng của tôm là 2, 12 và 24 mg/ngày tương ứng với mức nhiệt độ từ 19, 23 và 27°C ở nồng độ oxy 2,6 mg/L, và tăng trưởng là 4, 17 và 26 mg/ngày ứng với mức nhiệt độ từ 19, 23 và 27°C ở nồng độ oxy 5,8 mg/L. Chất béo trong cơ thể tôm là 1,2% so với khối lượng cơ thể khi nuôi ở nhiệt độ cao và 2,1% ở mức nhiệt độ thấp hơn, trong khi chất đạm là 15,1% ở nhiệt độ cao và 12,5% ở nhiệt độ thấp hơn. Kết quả cho thấy, khi nồng độ oxy hòa tan thấp và nhiệt độ thấp đã làm giảm sự tăng trưởng của tôm ở giai đoạn giống (Ocampo et al., 2001).

Tóm lại, oxy là yếu tố rất cần thiết, thiếu oxy sẽ ảnh hưởng rất lớn đến quá trình bắt mồi, tăng trưởng, sinh sản của tôm, cá. Vì vậy, người nuôi cá cần phải chú ý mật độ thả nuôi thích hợp hoặc tăng cường sục khí để bảo đảm đầy đủ oxy cho ao nuôi.