Đặt vấn đề Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là một vùng trọng điểm về nuôi trồng và chế biến xuất khẩu thủy sản, đem lại nhiều lợi ích cho kinh tế và xã hội. Diện tích nuôi cá tra của các tỉnh ĐBSCL cả năm 2014 ước đạt hơn 5.500 ha với sản lượng 1. Bên cạnh đó, hoạt động nuôi trồng thủy sản vẫn tồn tại những vấn đề bất cập. Nước thải trong nuôi trồng thủy sản được thải trực tiếp ra môi trường bên ngoài mà không qua xử lý.
Vấn đề này không chỉ ảnh hưởng tại một vùng nuôi mà còn ảnh hưởng đến các vùng lân cận khác. Nghiên cứu tận dụng các chất thải nói chung và chất thải trong ngành thủy sản nói riêng cho mục đích nông nghiệp là mục tiêu cần thiết hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam mà cụ thể là ĐBSCL – vựa lúa lớn nhất của cả nước và có ngành nghề nuôi trồng thủy hải sản phát triển. Thực tế đã cho thấy nuôi cá tra theo hình thức thâm canh đã có tác động lớn đến môi trường do thức ăn dư thừa, chất thải dạng phân và chất bài tiết tích tụ lại trong nước (Cao Văn Thích, 2008). Theo nghiên cứu của Nguyễn Phan Nhân (2011), trong 1 vụ nuôi cá với diện tích thả nuôi 5.181,5 m2, mật độ 53 con/m2, tổng lượng thức ăn cung cấp là 197.750 tấn thì thải ra môi trường 191,37 tấn COD; 50,11 tấn TKN và 16,55 tấn TP.
Nghiên cứu của Phan Thi Anh et al., (2010) cũng cho thấy, sản xuất 1 tấn cá tra phát thải 200,9 kg BOD; 246,6 kg COD; 557,1 kg TSS; 36,5 kg nitơ và 9,1 kg phospho. Như vậy, ước tính sản xuất cá tra ở ĐBSCL năm 2014 thải ra môi trường là 275. Các mẫu nước sông rạch lấy gần khu nuôi cá tra cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm cao hơn QCVN 08:2008 cột B từ vài trăm đến vài ngàn lần, thậm chí vài chục ngàn lần (Lê Anh Tuấn, 2007). Do đó, tiềm năng gây ô nhiễm nước từ các ao thuỷ sản thâm canh là rất lớn, đồng thời nó có tác động ngược lại gây ảnh hưởng tiêu cực đến nghề nuôi thủy sản (Nguyễn Tiền Giang và ctv.
Nước thải từ các ao nuôi cá tra có hàm lượng dinh dưỡng và chất hữu cơ cao, cần thiết cho quá trình phát triển của cây lúa. Do đó, tận dụng nguồn dưỡng chất có trong nước thải ao nuôi cá tra cung cấp cho quá trình phát triển của cây lúa, để giảm lượng phân hóa học của nông dân sử dụng và hạn chế ô nhiễm nước mặt do việc xả chất thải ao cá gây ra là rất cần thiết.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu tái sử dụng nước thải từ ao nuôi cá tra để tưới cho ruộng lúa, nhằm tận dụng nguồn dinh dưỡng có trong nước thải ao nuôi cá tra để giảm lượng phân hóa học sử dụng và góp phần xử lý làm giảm ô nhiễm nguồn nước mặt do việc thay nước ao cá trong quá trình nuôi.2 Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng, tình hình nuôi cá tra tại một số khu vực thuộc đồng bằng sông Cửu Long làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp quản lý chất thải từ ao nuôi cá tra; - Khảo sát và phân tích nước thải ao nuôi cá tra để đánh giá thành phần và tính chất; - Đánh giá được tải lượng chất ô nhiễm của nước thải trong ao nuôi cá tra; - Đánh giá khả năng xử lý nước thải ao nuôi cá của ruộng lúa và lợi ích môi trường khi sử dụng nước thải ao nuôi cá tra để tưới lúa.3 Đối tượng nghiên cứu Nước thải ao nuôi cá tra thâm canh tại huyện Vĩnh Thạnh và huyện Thạnh Mỹ, thành phố Cần Thơ, đất ruộng trồng lúa và cây lúa của các hộ xung quanh được chọn làm đối tượng nghiên cứu. Trong từng giai đoạn phát triển của cây lúa, đề tài sẽ đánh giá khả năng làm giảm ô nhiễm nước thải của ao nuôi cá tra thâm canh sau khi qua ruộng lúa.4 Phạm vi nghiên cứu Khảo sát đánh giá hiện trạng nuôi cá tra, thành phần tính chất và lượng thải của ao cá tại huyện Vĩnh Thạnh (Cần Thơ), Thạnh Mỹ (Cần Thơ), Long Hồ (Vĩnh Long), Hồng Ngự (Đồng Tháp), Châu Thành (An Giang) nhằm đánh giá chất lượng nước thải ao nuôi cá tra thâm canh ở các khu vực nghiên cứu. Thí nghiệm sử dụng nước thải ao nuôi cá tra để tưới lúa trong nhà lưới và ngoài đồng được tiến hành vào vụ Đông Xuân và Hè Thu từ năm 2013 đến năm 2015 thuộc huyện Vĩnh Thạnh, thành phố Cần Thơ trên 2 giống lúa Jasmine (105 ngày) và OM 6976 (90 ngày) nhằm xác định khả năng làm giảm ô nhiễm và tăng lượng dinh dưỡng trong lúa.
2 Thực nghiệm mô hình sử dụng nước thải ao nuôi cá tra để tưới trên cánh đồng lúa tại Hồng Ngự (Đồng Tháp), Châu Thành (An Giang) và Long Hồ (Vĩnh Long) nhằm đánh giá kết quả nghiên cứu ngoài thực tiễn.5 Nội dung nghiên cứu Khảo sát hiện trạng nuôi cá tra thâm canh ở một số tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như An Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ và thành phần, tính chất nước thải ao nuôi cá tra tại một số vùng trọng điểm như Đồng Tháp, An Giang, Vĩnh Long và Cần Thơ. Đánh giá tải lượng ô nhiễm COD, tổng đạm, tổng lân của ao nuôi cá tra thâm canh tại huyện Vĩnh Thạnh, thành phố Cần Thơ. Nghiên cứu vai trò của ruộng lúa trong việc làm giảm ô nhiễm chất hữu cơ, đạm, lân,… có trong nước thải ao nuôi cá tra thâm canh theo từng giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây lúa.6 Ý nghĩa khoa học của luận án - Luận án đã phân tích, đánh giá được thành phần, tính chất của nước thải ao nuôi cá tra theo thời gian nuôi và tải lượng của chúng trong một vụ nuôi, nhằm định hướng cho việc tái sử dụng nước thải ao nuôi cá tra thâm canh cho mục đích nông nghiệp, thay vì trực tiếp thải ra môi trường như hiện nay. - Luận án đã xác định được hàm lượng đạm, lân trong nước thải ao nuôi cá tra thâm canh đều giảm sau khi qua ruộng lúa.
Dinh dưỡng đạm, lân có trong nước thải được cây lúa hấp thu, chuyển hóa và tích lũy trong sinh khối ở bộ phận trên mặt đất sau 12 tuần thí nghiệm. - Luận án cũng đánh giá được vai trò của đất trồng lúa đối với khả năng xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ cũng như các thành phần đạm, lân có trong nước thải ao nuôi cá tra. Nghiên cứu cho thấy tái sử dụng nước thải tưới cho lúa không chỉ góp phần cho đất lúa ổn định về các thành phần lý, hóa mà còn có khả năng bù lại cho đất các chất dinh dưỡng đã mất đi do cung cấp cho quá trình sinh trưởng của cây lúa.7 Ý nghĩa thực tiễn của luận án - Kết quả nghiên cứu cho thấy nếu tưới lúa kết hợp với bón 2/3 lượng phân NPK sẽ cho năng suất lúa và lợi nhuận cao nhất. - Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng có thể nhân rộng việc sử dụng cánh đồng lúa để xử lý nước thải ao nuôi cá tra ở những vùng có hoạt động nuôi cá tra và trồng lúa, góp phần bảo vệ môi trường nước mặt.
3 - Là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo về việc tái sử dụng nước thải ao nuôi cá tra cho các đối tượng cây trồng khác. Kết quả nghiên cứu của luận án có thể triển khai và áp dụng vào thực tế ở đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh khác có điều kiện tương tự.8 Điểm mới của luận án - Đánh giá được khả năng cung cấp đạm, lân từ nước thải ao nuôi cá tra ở khu vực nghiên cứu, cụ thể giảm 1/3 lượng phân bón hóa học sử dụng mà không ảnh hưởng tới năng suất lúa. - Kết quả của luận án đánh giá được khả năng xử lý các chất gây ô nhiễm có trong nước thải ao nuôi cá tra bằng ruộng lúa qua quá trình hấp thu đạm, lân; tích lũy trong sinh khối ở các bộ phận trên mặt đất khi cây phát triển sau 12 tuần thí nghiệm. - Giảm nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải ao nuôi cá tra cho thấy vai trò của ruộng lúa đối với việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải ao nuôi cá tra.
4 Chƣơng 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tình hình nuôi cá tra (Pangasius hypophthalmus) 2.1 Tình hình nuôi cá tra trên thế giới và Việt Nam Cá tra là loài cá được nuôi nhiều ở các nước Đông Nam Á và là một trong những loài cá nuôi quan trọng của khu vực này. Bốn nước trong hạ lưu sông Mekong đã có nghề nuôi cá truyền thống là Thái Lan, Campuchia, Lào và Việt Nam do có nguồn cá giống tự nhiên khá phong phú. Ở Camphuchia, tỷ lệ cá tra thả nuôi chiếm 98% trong 3 loài thuộc họ cá tra, chỉ có 2% là cá Basa và Vồ Đém, sản lượng cá tra nuôi chiếm ½ tổng sản lượng cá tra nuôi cả nước. Tại Thái Lan, trong số 8 tỉnh nuôi cá nhiều nhất thì có đến 50% trại nuôi cá tra.
Một số nước trong khu vực: Malaysia, Indonesia cũng đã nuôi cá hiệu quả từ thập niên 70 – 80 của thế kỷ trước (Phân viện kinh tế và quy hoạch thủy sản phía Nam, 2008). Theo báo cáo của Phan Thi Anh et al. (2010) cho rằng, sản lượng thủy sản có xu thế tăng, chủ yếu do nhu cầu tiêu thụ sản phẩm này tăng và nhu cầu cho nguồn thức ăn mới. Hệ thống trang trại công nghiệp cá nước ngọt cá tra (Pangasius hypophthalmus) ở các quốc gia đã và đang phát triển mạnh trong những năm gần đây và trở thành ngành công nghiệp thủy sản quan trọng.
Theo số liệu trong Báo cáo của OECD và FAO năm 2014 cho thấy, tính đến năm 2012 sản lượng thủy sản thế giới đạt gần 154 triệu tấn. Báo cáo của Phân viện kinh tế và quy hoạch thủy sản phía Nam (2008), nuôi cá tra và cá Basa ở Việt Nam đã có từ những năm 50 của thế kỷ XX, xuất phát từ đồng bằng sông Cửu Long, ban đầu chỉ nuôi ở quy mô nhỏ, nhằm tự cung tự cấp thực phẩm. Các hình thức nuôi chủ yếu là tận dụng ao, hầm, mương và nguồn thức ăn sẵn có. Cuối thập niên 90, nghề nuôi cá tra, basa đã có những bước tiến vượt bậc, các doanh nghiệp đã tìm được thị trường xuất khẩu, các nhà khoa học đã thành công trong quy trình sản xuất giống và kỹ thuật nuôi thâm canh đạt kết quả cao.
