Luận án Tiến sĩ Nông nghiệp: Nghiên cứu mô phỏng quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng chủ yếu tác động đến môi trường ao nuôi cá Tra Việt Nam

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS Đặng Xuân Hiển và PGS.TS Trần Văn Nhân đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, giúp đỡ trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Ban Lãnh đạo Viện, các Thầy, Cô giáo, các anh chị và các bạn tại Viện Khoa học và Công nghệ môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hỗ trợ, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian học tập và làm việc tại Trường.

Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn tới Liên minh Châu Âu (EU) – Chương trình SwitchAsia đã hỗ trợ một phần kinh phí cho các nghiên cứu thực địa tại các ao nuôi trong khuôn khổ dự án “Xây dựng chuỗi cung ứng cá tra bền vững ở Việt Nam –SUPA“ và cảm ơn các đồng nghiệp trong dự án đã hỗ trợ tác giả thực hiện các nghiên cứu này. Để có những số liệu phục vụ quá trình nghiên cứu, tác giả xin được bày tỏ sự quan tâm giúp đỡ của Ban Lãnh đạo, các Thầy Cô và các anh chị nghiên cứu viên Khoa Thủy sản – Trường Đại học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện về thời gian, thiết bị phân tích.

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã khuyến khích, động viên, chia sẻ trong suốt thời gian nghiên cứu luận án này.

Trang | 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, tất cả các số liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2022 Tác giả

Lê Xuân Thịnh

Trang | 2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ 1  LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... 2  MỤC LỤC ...................................................................................................................... 3  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................. 7  DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH.................................................................................... 9  DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... 11  MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 12  1.  Đặt vấn đề .................................................................................................................... 12  2.  Mục đích nghiên cứu .................................................................................................. 14  3.  Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 14  3.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................ 14  3.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................... 14  3.3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................................. 14  4.  Các đóng góp của luận án .......................................................................................... 15  5.  Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................... 15  Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 16  1.1  Tổng quan về cá Tra ................................................................................................... 16  1.1.1 Phân loại .................................................................................................................. 16  1.1.2 Đặc điểm hình thái .................................................................................................. 16  1.1.3 Đặc điểm phân bố .................................................................................................... 17  1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng .............................................................................................. 17  1.1.5 Dinh dưỡng và thức ăn cá Tra ............................................................................... 17  1.1.5.1 Cân bằng dinh dưỡng trong ao nuôi ................................................................. 17  1.1.5.2 Dinh dưỡng và thức ăn cá Tra .......................................................................... 19  1.1.6. Các chế độ nuôi ...................................................................................................... 21  1.1.6.1 Quản lý thức ăn ................................................................................................. 21  1.1.6.2 Quản lý chất lượng nước ................................................................................... 21  1.1.6.3 Phòng trị bệnh ................................................................................................... 22  1.1.7 Thu hoạch cá Tra .................................................................................................... 22  1.2. Các vấn đề môi trường trong ao nuôi cá Tra ............................................................ 22  1.2.1 Các thông số thủy lý ................................................................................................ 22  1.2.1.1 Nhiệt độ.............................................................................................................. 22  1.2.1.2 Độ đục ................................................................................................................ 23  1.2.1.3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) .............................................................................. 23  1.2.1.4 Màu nước ........................................................................................................... 24  1.2.2 Các thông số thủy hóa trong ao nuôi ..................................................................... 24  1.2.2.1 pH ...................................................................................................................... 24  1.2.2.2 Oxy hòa tan ........................................................................................................ 25  1.2.2.3 Tổng nitơ amôn .................................................................................................. 26  1.2.2.4 Nitrit................................................................................................................... 26  1.2.2.5 Nitrat .................................................................................................................. 27

Trang | 3

1.2.2.6 Tổng đạm ........................................................................................................... 27  3- .................................................................................................................. 27  1.2.2.7 PO4 1.2.2.8 Tổng phốt pho .................................................................................................... 28  1.2.2.9 Hydro Sunfit (H2S) ............................................................................................. 28  1.2.3 Tính chất của bùn đáy ao nuôi cá Tra ................................................................... 28  1.2.3.1 pH bùn đáy ......................................................................................................... 28  1.2.3.2 Độ dẫn điện ....................................................................................................... 28  1.2.3.3 Nồng độ chất hữu cơ .......................................................................................... 29  1.2.3.4 Tổng nitơ (TN) ................................................................................................... 29  1.2.3.5 Tổng phốt pho (TP) ............................................................................................ 29  1.2.3.6 Kali (K) .............................................................................................................. 29  1.2.3.7 Biến động nồng độ Ca và Mg (mg/kg) ............................................................... 29  1.2.3.8 Nồng độ các nguyên tố vi lượng – kim loại nặng .............................................. 30  1.2.4 Tảo và các chất hữu cơ trong ao ............................................................................ 31  1.2.4.1 Chất hữu cơ ....................................................................................................... 31  1.2.4.2 Tảo ..................................................................................................................... 31  1.2.5 Các chu trình sinh học trong ao ............................................................................. 32  1.2.5.1 Chu trình nitơ .................................................................................................... 32  1.2.5.2 Chu trình phốt pho ............................................................................................. 34  1.2.5.3 Chu trình các bon .............................................................................................. 35  1.2.6 Các quá trình chuyển hóa trong bùn đáy ao .......................................................... 36  1.3 Enzyme trong thức ăn thủy sản ................................................................................... 37  1.3.1 Vai trò và tác dụng của enzyme phytase trong thức ăn thủy sản .......................... 37  1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng của enzyme phytase trong nuôi trồng thủy sản ......... 38  1.4. Mô hình và mô hình hóa .............................................................................................. 39  1.4.1. Mô hình hóa trong nghiên cứu môi trường .......................................................... 40  1.4.2. Các thành phần trong quá trình mô hình hóa môi trường .................................. 41  1.4.3 Mô hình hóa chất lượng môi trường nước ao, hồ ................................................. 42  1.4.3.1 Các tính chất đặc trưng của hồ ......................................................................... 42  1.4.3.2 Các quá trình chuyển đổi vật chất trong hồ ...................................................... 43  1.4.4 Các nghiên cứu về mô phỏng mô hình lưới thức ăn ............................................. 46  1.4.4.1 Giới thiệu chung mô hình lưới thức ăn .............................................................. 46  1.4.4.2 Tính toán, mô phỏng các mối quan hệ trong lưới thức ăn trong ao nuôi cá ..... 51  1.4.5 Một số mô hình được nghiên cứu trên thế giới ..................................................... 57  1.4.5.1 Mô hình PCLake nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng trong hồ nông ............ 57  1.4.5.2 Nghiên cứu về mô hình hóa chu trình photpho gây phú dưỡng hồ Loosdrecht 60  1.4.5.3 Nghiên cứu mô hình động lực dinh dưỡng trong ao nuôi cá bán thâm canh .... 62  1.4.5.4 Nghiên cứu mô hình phú dưỡng hồ Washington ............................................... 63  1.4.5.5 Mô phỏng các chất dinh dưỡng và động học của thực vật phù du trong hồ Bắc Mỹ .................................................................................................................................. 66  1.4.5.6 Các nghiên cứu về xây dựng mô hình mô phỏng trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam ........................................................................................................................ 67  CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, THÍ NGHIỆM ........................... 70

Trang | 4

2.1 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................. 70  2.2 Thí nghiệm, thu mẫu và phân tích các thông số môi trường ao nuôi ...................... 71  2.2.1. Bố trí thí nghiệm .................................................................................................... 71  2.2.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích ....................................................................... 72  2.2.2.1 Đánh giá hiệu quả sử dụng thức ăn................................................................... 72  2.2.2.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích ................................................................... 73  2.3 Thiết lập mô hình .......................................................................................................... 75  2.3.1 Cơ sở thiết lập các phương trình ............................................................................ 75  2.3.1.1 Mô hình các quá trình sinh học trong đầm hồ và đầm hồ nuôi cá Tra ............. 75  2.3.1.2. Mô hình hóa sự phát triển của cá Tra .............................................................. 75  2.3.2 Mô hình khái niệm ao nuôi cá Tra ......................................................................... 76  2.3.2.1 Các giả thiết của mô hình .................................................................................. 76  2.3.2.2 Mô hình khái niệm ............................................................................................. 77  2.3.2.3 Ma trận tác động tương hỗ ................................................................................ 78  2.3.2.4 Cơ sở thiết lập mối quan hệ toán học giữa các cấu tử và các quá trình sinh học xảy ra trong ao nuôi ...................................................................................................... 80  2.3.3 Xây dựng các phương trình toán học ..................................................................... 81  2.3.3.1 Phương trình sự phát triển của cá trong hồ nuôi cá Tra .................................. 81  2.3.3.2 Các phương trình tính toán các thông số môi trường ....................................... 86  2.3.4 Giải hệ phương trình vi phân ................................................................................. 95  2.3.5 Giải bằng phương pháp số trên cơ sở ngôn ngữ máy tính .................................... 95  2.4. Phương pháp phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình ......................................... 98  2.4.1 Phân tích độ nhạy ................................................................................................... 98  2.4.2 Hiệu chỉnh ............................................................................................................... 99  Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 100  3.1. Ảnh hưởng của enzyme phytase đến môi trường trong ao nuôi ............................ 100  3.1.1 Biến động nhiệt độ, pH, DO giữa đối chứng và thí nghiệm ................................ 100  3.1.2 Biến động của BOD và COD ................................................................................ 101  3.1.3 Biến động của TSS ................................................................................................ 102  + ....................................................................... 102  3.1.4 Biến động của TAN, NH3 và NH4 - ................................................................................... 104  -, N-NO3 3.1.5 Biến động N-NO2 3- và TP ....................................................................................... 105  3.1.6 Biến động P-PO4 3.1.7 Biến động TN, TP bùn đáy ao .............................................................................. 106  3.1.8 Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung enzym phytase lên hiệu quả sử dụng thức ăn và môi trường ao nuôi cá Tra ............................................................................................. 107  3.1.8.1 Đánh giá tốc độ tăng trưởng, tỉ lệ sống và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá Tra ở thí nghiệm ................................................................................................................. 107  3.1.8.2 Hiệu quả của bổ sung enzyme phytase lên môi trường ................................... 108  3.2. Số liệu chạy mô hình .................................................................................................. 108  3.3. Kết quả phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình ................................................. 109  3.3.1 Phân tích độ nhạy ................................................................................................. 109  3.3.2 Hiệu chỉnh ............................................................................................................. 111  3.4. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du trong ao cá ....................... 112

Trang | 5

3.5. Mô phỏng quá trình phát triển và chuyển hóa các chất dinh dưỡng chủ yếu trong ao ……………………………………………………………………………………….115  3.5.1 Quá trình phát triển của cá ................................................................................... 115  3.5.1.1 Quá trình phát triển của cá tại ao nuôi thực địa ............................................. 115  3.5.1.2 Mô phỏng quá trình phát triển của cá trong ao nuôi ...................................... 116  3.5.2 Ôxy hòa tan ............................................................................................................ 117  3.5.2.1 Biến động ôxy hòa tan trong ao nuôi thực địa ................................................ 117  3.5.2.2 Mô phỏng quá trình biến thiên của ôxy trong ao nuôi .................................... 119  3.5.3 Phốt pho ................................................................................................................. 120  3.5.4 Nitơ ......................................................................................................................... 122  3.5.5 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước .......................................................... 124  3.5.5.1 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước trong ao nuôi thực địa ................ 124  3.5.5.2 Mô phỏng tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước trong ao nuôi cá Tra .. 126  3.5.6 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng ......................................................... 127  3.6.6.1 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng ao nuôi thực địa .......................... 127  3.6.6.2 Mô phỏng Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng trong ao nuôi thực địa ..................................................................................................................................... 129  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 134  Kết luận .............................................................................................................................. 134  Kiến nghị ............................................................................................................................ 135  TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 136  DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN .................. 146  PHỤ LỤC ................................................................................................................... 147  Phụ lục 1. SỐ LIỆU MÔI TRƯỜNG AO NUÔI CÁ TRA Ở VIỆT NAM .................. 147  Phụ lục 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM AO NUÔI THỰC ĐỊA ................... 151  Phụ lục 3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH GIAO DIỆN KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH ........... 152  Phụ lục 4. BẢNG GIÁ TRỊ THAM SỐ VÀ CODE SỐ ................................................. 153

Trang | 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASEAN BOD BTNMT C COD COP CT ĐBSCL ĐBSH DM DO DOC DON DOP DVPD DWG EC ET EU FCR FIXN FOX FQ GAP HUFA IN IP MSE N NPU NTU O OC OSS P

P:E

PER PHR POC PON QCVN RMSE SDA

SEDP

Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á Nhu cầu ôxy sinh hóa Bộ Tài nguyên và Môi trường Các bon Nhu cầu ôxy hóa học Thông số của độ dốc đường cong oxy Nghiệm thức đối chứng (Control Treatment) Đồng bằng sông Cửu Long Đồng bằng sông Hồng Vật chất khô (Dry Matter) Ôxy hòa tan Các bon hữu cơ hòa tan (Dissolve Organic Carbon) Nitơ hữu cơ hòa tan (Dissolve Organic Nitrogen) Phốt pho hữu cơ hòa tan (Dissolve Organic Phosphorous) Động vật phù du Tốc độ tăng trưởng tuyệt đối (Daily Weight Gain) Độ dẫn điện Nghiệm thức thí nghiệm (Experiment Treatment) Liên minh Châu Âu (European Union) Hệ số chuyển đổi thức ăn (Food Convertion Rate) Tỉ lệ Nitơ cố định do thực vật phù du Hàm số của tỉ lệ chết các vi sinh vật Chất lượng thức ăn (Food Quality) Thực hành nuôi trồng thủy sản tốt (Good Aquaculture Practises) Axit béo không bão hòa (Highly unsaturated fatty acids) Ni tơ vô cơ Phốt pho vô cơ Sai số bình phương trung bình (Mean Square Error) Ni tơ Hệ số sử dụng Prôtein (Net Protein Utilization) Đơn vị đo độ đục khuyếch tán (Nephelometric Turbidity Units) Ôxy Các bon hữu cơ (Organic Carbon) Vật chất hữu cơ lơ lửng (Organic Suspended Solid) Phốt pho Tỉ lệ chuyển đổi protein thành năng lượng (Ratio of dietary protein to energy) Hiệu quả sử dụng protein (Protein Efficiency Ratio) Tỉ lệ tích lũy phốt pho Các bon hữu cơ dạng hạt (Particulate Organic Carbon) Ni tơ hữu cơ dạng hạt (Particulate Organic Nitrogen) Quy chuẩn Việt Nam Sai số trung bình bình phương gốc (Root Mean Square Error) Tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn (Specific Dynamic Action) Tỉ lệ lắng chìm tối đa của phốt pho (Sedimentation parameter of phosphorus) Tổng nhu cầu ôxy (Sum of potential oxygen-demanding processes)

SOD

Trang | 7

SS TAN TCVN TDS TN TP TSS TVPD UIA VASEP

Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) Tổng đạm amôn Tiêu chuẩn Việt Nam Tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solid) Tổng nitơ (Total Nitrogen) Tổng phốt pho (Total Photphorous) Tổng chất rắn lơ lửng Thực vật phù du Amoni dạng liên kết (chưa ion hóa) (Unionized Ammonia) Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam

Trang | 8

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) ................................................................. 16  Hình 1.2. Chu trình Nitơ trong ao nuôi cá ................................................................................ 33  Hình 1.3. Chu trình phốt pho trong ao nuôi cá ......................................................................... 34  Hình 1.4. Chu trình các bon trong ao nuôi ............................................................................... 36  Hình 1.5. Trao đổi cation giữa các phần tử đất và nước. .......................................................... 36  Hình 1.6. Mối liên hệ giữa môi trường, sinh thái, quản lý và công nghệ môi trường. ............. 41  Hình 1.7. Chu trình nitơ trong nước ......................................................................................... 44  Hình 1.8. Chu trình phốt pho trong nước ................................................................................. 44  Hình 1.9. Chu trình của thực vật phù du trong nước ................................................................ 45  Hình 1.10. Chu trình của động vật phù du trong nước ............................................................. 45  Hình 1.11. Sơ đồ chuỗi thức ăn hồ Ontario .............................................................................. 47  Hình 1.12. Kết quả mô phỏng chuỗi thức ăn từ quá trình phân tích số liệu ............................. 48  Hình 1.13. Sơ đồ mô hình cấu trúc dinh dưỡng động vật thủy sinh ......................................... 49  Hình 1.14. Mô hình dinh dưỡng hồ sinh thái Kelavarapalli. .................................................... 51  Hình 1.15. Mô hình khái niệm mối tương quan các chất dinh dưỡng trong ao nuôi................ 52  Hình 1.16. Chu trình vật chất trong ao cá ................................................................................. 53  Hình 1.17. Cung cấp và thiêu thụ ôxy trong ao cá ................................................................... 54  Hình 1.18. Cấu trúc mô hình PCLake. ..................................................................................... 58  Hình 1.19. Tổng quan về đầu vào và đầu ra của PCLake......................................................... 59  Hình 1.20. Chu trình cacbon (a) và Chu trình Photpho (b). ..................................................... 61  Hình 1.21. Sơ đồ cấu trúc hồ, bao gồm của hai phần không gian (epilimnion và hypolimnion). .................................................................................................................................................. 64  Hình 1.22. (a-d) Mô hình các chu trình dinh dưỡng trong hồ Washington .............................. 65  Hình 2.1. Sơ đồ quá trình nghiên cứu ....................................................................................... 70  Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm, thu mẫu phân tích môi trường ........................................... 71  Hình 2.3. Mô hình cấu trúc diễn ra trong ao nuôi cá Tra ......................................................... 75  Hình 2.4. Các quá trình sinh học diễn ra trong ao nuôi cá Tra ................................................. 76  Hình 2.5. Mô hình khái niệm các quá trình sinh hóa xảy ra trong ao nuôi cá Tra ................... 78  Hình 2.5. Giao diện Matlab ...................................................................................................... 96  Hình 2.6. Sơ đồ khối thuật toán Runge Kutta bậc 4 giải hệ phương trình vi phân .................. 97  Hình 3.1. Biến động DO trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ............................. 100  Hình 3.2. Biến động COD trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ........................... 101  Hình 3.3. Giá trị BOD trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ................................. 102  Hình 3.4. Hàm lượng của TSS trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau .................... 102  Hình 3.5. Dao động của TAN trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ..................... 103  Hình 3.6a. Giá trị của NH3 trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau .......................... 103  + trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ................ 103  Hình 3.6b. Hàm lượng của NH4 - trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ............................. 104  Hình 3.7. Giá trị N-NO2 - trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ....................... 104  Hình 3.8. Biến động N-NO3 3- trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ........................... 105  Hình 3.9. Dao động PO4 Hình 3.10. Giá trị TP trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau ................................... 106  Hình 3.11. Biến động TP trong bùn ao cá Tra ở các thời gian khác nhau .............................. 106

Trang | 9

Hình 3.12. Hàm lượng TN trong bùn ao cá Tra ở các thời gian khác nhau ........................... 107  Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện sai số cục bộ của các tham số đối với các biến dinh dưỡng trong ao nuôi. ................................................................................................................................... 110  Hình 3.14. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du ở 28oC trong ao cá. ........... 113  Hình 3.15. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du ở 30oC trong ao cá. ........... 114  Hình 3.16. Tổng số lượng cá phát triển theo thời gian trong ao nuôi ..................................... 115  Hình 3.17. Khối lượng cá phát triển theo thời gian trong ao nuôi .......................................... 115  Hình 3.18. Đồ thị mô phỏng sự phát triển của cá tại các thời gian khác nhau ....................... 117  Hình 3.19. Biến thiên nồng độ DO trong ao nuôi qua thời gian ............................................ 118  Hình 3.20. Đồ thị kết quả mô phỏng biến thiên của DO trong ao nuôi cá tại các thời gian khác nhau ........................................................................................................................................ 119  3- trong ao nuôi cá theo thời gian ....................................... 120  Hình 3.21. Đồ thị hiệu chỉnh PO4 Hình 3.22. Đồ thị hiệu chỉnh TP trong ao nuôi cá theo thời gian ........................................... 121  - trong ao nuôi cá theo thời gian ....................................... 122  Hình 3.23. Đồ thị hiệu chỉnh NO3 + trong ao nuôi cá theo thời gian ....................................... 123  Hình 3.24. Đồ thị hiệu chỉnh NH4 Hình 3.25. Đồ thị hiệu chỉnh TN trong ao nuôi cá theo thời gian .......................................... 123  Hình 3.26. Đồ thị biểu thị giá trị tổng N trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá ...... 125  Hình 3.27. Đồ thị biểu thị giá trị tổng P trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá ....... 126  Hình 3.28. Đồ thị mô phỏng TN (trái) và TP (phải) trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá .................................................................................................................................... 127  Hình 3.29. Đồ thị thể hiện tổng N (TN) trong bùn lắng ......................................................... 128  Hình 3.30. Đồ thị thể hiện tổng P (TP) trong bùn lắng .......................................................... 129  Hình 3.31. Đồ thị mô phỏng TN (trái) và TP (phải) trong bùn lắng ...................................... 130

Trang | 10

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Nhu cầu chất đạm của một số loài cá da trơn .......................................................... 20  Bảng 1.2. Nhu cầu protein tiêu hóa và tỉ lệ P/E cho cá Tra ở các kích cỡ khác nhau .............. 20  Bảng 1.3. Nồng độ các nguyên tố vi lượng, kim loại nặng trong bùn đáy ao nuôi cá Tra ....... 30  Bảng 1.4. Phân loại mô hình hồ ............................................................................................... 43  Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của thức ăn 28% và 22% đạm ........................................... 71  Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số môi trường ao nuôi cá Tra ............................. 74  Bảng 2.3. Ma trận tác động tương hỗ giữa tảo, cá với các chất dinh dưỡng có trong nước hồ 78  Bảng 2.4. Ma trận tương hỗ giữa các chất dinh dưỡng đối với cá ........................................... 79  Bảng 2.5. Ma trận liên đới của hệ phương trình toán. .............................................................. 86  Bảng 2.6. Các phương trình mô phỏng. .................................................................................... 98  Bảng 2.7. Tham số sử dụng trong mô hình .............................................................................. 98  Bảng 3.1. Số liệu môi trường nước ban đầu tại thời điểm t=0 của mô hình .......................... 108  Bảng 3.2. Kết quả các tham số mô hình có độ nhạy lớn nhất. ............................................... 109  Bảng 3.3. Kết quả các tham số mô hình có độ nhạy bé nhất. ................................................. 110  Bảng 3.4. Bản giá trị các tham số mô hình có độ nhạy lớn nhất sau hiệu chỉnh .................... 111  Bảng 3.5. Số lượng cá theo thời gian trong ao nuôi (con) ...................................................... 116  Bảng 3.6. Khối lượng cá theo thời gian trong ao nuôi (kg) .................................................... 116  Bảng 3.7. Số liệu kết quả mô hình mô phỏng số lượng cá trong ao nuôi (con) ..................... 117  Bảng 3.8. Kết quả hiệu chỉnh nồng độ DO trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau ........ 119  3- trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau ........ 121  Bảng 3.9. Kết quả hiệu chỉnh giá trị PO4 Bảng 3.10. Kết quả hiệu chỉnh giá trị TP trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau .......... 121  - trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau ....... 122  Bảng 3.11. Kết quả hiệu chỉnh giá trị NO3 + trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau ...... 123  Bảng 3.12. Kết quả hiệu chỉnh giá trị NH4 Bảng 3.13. Kết quả hiệu chỉnh giá trị TN trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau .......... 124  Bảng 3.14. Nồng độ tổng ni tơ trong cột nước (mg/L) ........................................................... 125  Bảng 3.15. Nồng độ tổng phốt pho trong cột nước (mg/L) .................................................... 125  Bảng 3.16. Kết quả mô phỏng TN và TP trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá ..... 126  Bảng 3.17. Hàm lượng Ni tơ trong bùn lắng (mg/L) .............................................................. 128  Bảng 3.18. Hàm lượng Phốt pho trong bùn lắng (mg/L) ........................................................ 128  Bảng 3.19. Kết quả mô phỏng TN và TP trong bùn lắng ....................................................... 129

Trang | 11

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề

Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) là loài cá nước ngọt phân bố ở sông Cửu Long, sông Chaopraya và có thể các lưu vực Mekong ở Campuchia, Lào, Thái Lan và Việt Nam, cùng với các lưu vực sông Ayeyawady (My-an-ma), trong phạm vi 19 °N đến 8 °N, có nhiều tên tiếng Anh phổ biến bao gồm Cá Tra, cá da trơn, và cá da trơn sọc. Nó được gọi là 'Pa sooai' và 'Pa sooai khaeo tại Lào, Pla Sawai tại Thái Lan, Pra' và 'Trey pra Khmer và tiếng Việt là cá Tra.

Cá Tra giai đoạn con giống có hai sọc màu đen hai bên cơ quan đường bên. Chúng có màu trắng sáng óng ánh. Tuy nhiên cá trưởng thành không có sọc hai bên, thân có màu xám nhạt, lưng màu xám đen, bụng hơi bạc, vây lưng và vây bụng xám đen, cuối vây đuôi hơi đỏ, thân dài, dẹp ngang, đầu nhỏ vừa phải, mắt tương đối to, có 2 đôi râu dài. Vây lưng và vây ngực có gai cứng, mang răng cưa mặt sau. Ở Campuchia, tỷ lệ cá Tra thả nuôi chiếm 98 % trong 3 loài thuộc họ cá Tra, chỉ có 2 % là cá ba sa và cá vồ đém, sản lượng cá Tra nuôi chiếm một nửa tổng sản lượng các loài cá nuôi. Một số nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia, Indonesia đã nuôi cá Tra với các mô hình chuyên canh, nuôi ghép và kết hợp có hiệu quả từ những thập niên 70 – 80.

Nghiên cứu đặc điểm sinh học của cá Tra cho thấy đây là loài có nhiều ưu điểm mà những loài cá khác không có được như: phổ dinh dưỡng rộng, tăng trưởng nhanh, đặc biệt là khả năng thích nghi của cá Tra rất tốt với điều kiện môi trường nuôi khắc nghiệt như: cá có khả năng chịu đựng được với điều kiện pH nước biến động, hàm lượng dưỡng khí trong ao nuôi thấp, hàm lượng ammonia, COD và H2S tăng cao và cuối cùng là năng suất cá thương phẩm thu được sau một chu kỳ nuôi thường đạt rất cao (250 – 300 tấn/ha)…đã góp phần quan trọng trong việc tăng nhanh sản lượng thu hoạch qua các năm sản xuất.

Trong nhiều năm qua, nhờ những ưu ái mà thiên nhiên ban tặng, nghề nuôi cá Tra và cá ba sa (Pangasius bocourti) là những loài cá có giá trị xuất khẩu cao và là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản đang được phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) bao gồm An Giang, Đồng Tháp, Tiền Giang, Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre, Hậu Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Kiên Giang với tổng diện tích canh tác 5.400 ha (2018) và dự kiến sẽ tăng lên tới 7.600 – 7.800 ha vào năm 2020. Các tỉnh Cần Thơ, An Giang và Đồng Tháp là những vùng nuôi lớn nhất ở ĐBSCL chiếm hơn 75% tổng sản lượng cá Tra của cả nước. Theo Bộ NN và PTNT năm 2019, tổng diện tích nuôi cá Tra ở ĐBSCL ước đạt 6.600 ha tăng 22,2% so với năm 2018 sản lượng đạt 1,42 triệu tấn (Báo cáo kết quả sản xuất thủy sản năm 2019 – Bộ NNPTNT).

Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), năm 2019, Việt Nam xuất khẩu cá Tra sang 131 thị trường trong đó có 8 thị trường chính gồm: Trung Quốc – Hồng Kông, Mỹ, EU, ASEAN, Mexico, Brazil, Colombia và Nhật Bản đạt 1,61 tỷ USD [1].

Có thể thấy được ngành sản xuất và chế biến xuất khẩu cá Tra có tầm quan trọng rất lớn đối với sự phát triển của đất nước: Vùng đồng bằng sông Mekong chiếm 12% tổng diện tích và chiếm khoảng 80% lượng sản xuất thủy sản của cả nước. Trong số 17,4 triệu người sống ở vùng châu thổ sông Mekong, có đến 10,3 triệu người đang ở độ tuổi lao động. Theo thống kê từ năm 2003, có 553.900 người làm việc trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản sơ cấp và 1,3 triệu người còn lại làm trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản thứ

Trang | 12

cấp. Tuy nhiên vào năm 2008, tổng nguồn nhân lực trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản đã mở rộng lên tới 3,5 triệu người. Sự mở rộng nhanh chóng nguồn nhân lưc này nghĩa là ngày càng cần có nhiều người để làm các công việc cả sơ cấp và thứ cấp.

Sự phát triển nhanh chóng này lại dấy lên mối quan tâm từ người tiêu dùng, nhà sản xuất, các tổ chức phi chính phủ, các cơ quan nhà nước về các ảnh hưởng tiêu cực về mặt môi trường và xã hội như ô nhiễm nguồn nước gây ra bởi chất thải, thức ăn dư thừa, cá chết và hóa chất của các trang trại nuôi và các cơ sở chế biến cá Tra [2].

Với lượng chất thải lớn và nồng độ các chất ô nhiễm khá cao, chất thải từ ao nuôi cá Tra đã và đang ảnh hưởng tới không chỉ với môi trường xung quanh mà còn đối với ngành thủy sản (sức khỏe của cá, các vấn đề lâu dài về sản lượng). Lượng nước thải ra khi sản xuất 1 tấn cá Tra thành phẩm là 4.023m3 nước, trong đó, lượng nước lấy từ sông chiếm 63%, từ kênh chính chiếm 19% và từ ruộng hay vườn là 11%. Trung bình phải sử dụng 450 - 480 tấn thức ăn để nuôi 300 tấn cá thành phẩm, tuy nhiên, chỉ khoảng 75% lượng thức ăn này được cá sử dụng, phần còn lại là thức ăn thừa, thối rữa lắng đọng xuống đáy ao (nuôi ao đất) hoặc các con sông [3].

Theo [4], với ao nuôi đạt năng suất 300 tấn/ha/vụ thì mỗi vụ nuôi sẽ thải ra môi trường khoảng 2.677 tấn bùn ướt (tương đương 937 tấn bùn khô) và 77.930 m3 nước thải. Lượng chất thải này thải trực tiếp ra môi trường gây suy giảm chất lượng môi trường nước, ô nhiễm môi trường, phát sinh dịch bệnh, từ đó làm giảm tính bền vững của nghề nuôi cá Tra. Quá trình tích lũy và thải chất dinh dưỡng trong ao nuôi cá Tra cho thấy, khi cho cá ăn 100% lượng thức ăn công nghiệp thì lượng vật chất dinh dưỡng mà cá tích lũy được trong cơ thịt chỉ chiếm khoảng 37,5%, trong đó vật chất khô: nitơ, phốt pho tích lũy trong cá chiếm lần lượt là 32,6%; 42,7%; 29,8%. Trong khi vật chất khô thải ra môi trường chiếm đến 67,4% (5% trong nước, 45,63% trong bùn đáy và 16,74% mất đi do bay hơi hoặc thẩm thấu). Điều này đã dẫn đến sự tích lũy hàm lượng dinh dưỡng trong bùn tăng cao, hàm lượng hữu cơ chiếm khoảng 10,5 - 11,7% [4], TN (tổng đạm) chiếm khoảng 0,5% và TP (tổng lân) chiếm khoảng 0,22% [5].

Nuôi cá Tra là quá trình bao gồm đưa một một lượng lớn vật chất vào trong ao nhưng sau đó chỉ thu hoạch được một lượng nhỏ cá nuôi, phần còn lại là chất thải đưa vào môi trường nước. Việc nuôi cá Tra có thể dẫn đến ô nhiễm nước, nguyên nhân chính làm cho môi trường nước trên các sông rạch vùng nuôi cá Tra ngày càng xấu đi, chưa kể chất thải nuôi cá Tra đổ ra khiến dịch bệnh diễn biến phức tạp. Mức độ ô nhiễm của vùng nuôi cá Tra là khá lớn, đặc biệt là chất ô nhiễm dạng nitơ và phốt pho.

Vì vậy, để nghề nuôi cá Tra bền vững, ngay bây giờ song song với quy hoạch phát triển nghề nuôi cần chú trọng vấn đề bảo vệ môi trường, trong đó quan trọng là tìm ra các giải pháp hợp lý, có tính thực tiễn cao để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nguyên liệu đầu vào và giảm thiểu các chất thải phát sinh trong nuôi cá Tra. Các chất dinh dưỡng chủ yếu trong ao nuôi cá Tra như: các chất của C, N, P, O2, thực vật phù du (tảo lục, tảo lam và tảo cát), động vật phù du (copepods và cladocerans) cần được quan tâm nghiên cứu để có thể kiểm soát nhằm tối ưu hóa quá trình nuôi cũng như kiểm soát đầu vào đầu ra để nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu các tác động đến môi trường.

Phương pháp mô hình hóa được sử dụng để mô tả các quá trình diễn ra trong hồ là một giải pháp hữu hiệu nghiên cứu theo dõi diễn biến các thành phần trong hồ nuôi cá Tra, dự đoán các thay đổi của các quá trình với điều kiện môi trường khác nhau.

Ở Việt Nam, hiện có rất ít các công trình nghiên cứu về phát triển mô hình số để mô

Trang | 13

phỏng các chất dinh dưỡng chủ yếu trong ao nuôi cá Tra. Đây là hướng nghiên cứu góp phần thực hiện mục tiêu phát triển bền vững thủy sản Việt Nam theo Quyết định số 339/QĐ-TTg ngày 11/3/2021 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển Thủy sản Việt Nam đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2045 với định hướng “Khuyến khích phát triển các mô hình nuôi trồng thủy sản áp dụng công nghệ mới, tiên tiến, giảm giá thành sản xuất, thân thiện môi trường, thích ứng với biến đổi khí hậu; các mô hình nuôi hữu cơ, nuôi sinh thái, áp dụng các tiêu chuẩn chứng nhận thực hành nuôi trồng thủy sản tốt (GAP) để nâng cao giá trị và phát triển bền vững”.

Luận án “Nghiên cứu mô phỏng quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng chủ yếu tác động đến môi trường ao nuôi cá Tra Việt Nam” thực hiện tính toán, mô phỏng các quá trình chuyển hóa của các chất dinh dưỡng chủ yếu, một số quá trình sinh học góp phần xác định chế độ dinh dưỡng phù hợp trong ao nuôi giúp cắt giảm chi phí thức ăn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường ao nuôi, đưa ngành thủy sản nói chung và cá Tra nói riêng phát triển nhanh và bền vững.

2. Mục đích nghiên cứu

 Đánh giá được các đặc trưng chất lượng môi trường của ao nuôi; Có được bộ số liệu đánh giá về ảnh hưởng về việc bổ sung enzyme trong thức ăn và giảm phát thải phốt pho ra môi trường ao nuôi;

 Xây dựng được mô hình số phục vụ tính toán, mô phỏng các quá trình chuyển hóa của các chất dinh dưỡng chủ yếu, một số quá trình sinh học và mối tương quan của các yếu tố tác động đến môi trường ao nuôi cá Tra ở ĐBSCL (Việt Nam).

Để đạt được điều đó, nghiên cứu này tập trung vào các mục tiêu cụ thể sau:

- Làm rõ các đặc tính thủy lý, thủy hóa của các thông số môi trường trong ao nuôi,

mối quan hệ giữa thức ăn và chế độ nuôi;

- Xây dựng được mô hình toán để mô phỏng các quá trình sinh học diễn ra trong

ao nuôi;

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các chất dinh dưỡng và các thông số chất lượng nước trong ao nuôi cá Tra nước

ngọt ở Đồng bằng sông Cửu Long.

- Các quá trình sinh học của môi trường ao nuôi cá Tra ở điều kiện Việt Nam;

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu ở đây tập trung vào các đặc trưng dinh dưỡng chủ yếu trong ao nuôi cá Tra như: các chất của C, N, P, O2, thực vật phù du (tảo lục, tảo lam và tảo cát), động vật phù du (copepods và cladocerans), cá Tra, đây là các nhóm được coi là quan trọng nhất trong ao nuôi cá Tra.

Nghiên cứu tập trung vào các quá trình sinh học diễn ra trong ao và sự phát triển của cá đối với các điều kiện ao nuôi, xem xét ảnh hưởng của ao nuôi đối với môi trường, sự phát sinh chất thải, dự đoán các tác động tới môi trường.

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát các thông số đặc trưng chủ yếu của môi trường ao nuôi cá Tra ở điều

kiện ĐBSCL (Việt Nam);

Trang | 14

- Khảo sát quy trình bổ sung enzym phytase vào trong thức ăn nuôi cá Tra; - Thiết lập mối quan hệ tương hỗ giữa các thông số môi trường trong ao nuôi cá

Tra;

- Xây dựng thiết lập mô hình số mô phỏng các thông số môi trường N và P trong nước và bùn đáy ao, mô hình số mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du trong ao nuôi cá Tra. Các phương trình được giải số và được code số bằng ngôn ngữ lập trình Matlab, sau đó được hiệu chỉnh và kiểm nghiệm bằng các bộ số liệu đo thực tế.

4. Các đóng góp của luận án

Tính mới của luận án:

 Xác định được các thông số đặc trưng về môi trường nước ao nuôi: DO,

+, TN.

PO4

3-, TP, NO3

-, NH4

 Đã đưa ra tỷ lệ bổ sung enzym phytase phù hợp vào trong thức ăn là 0,01% theo trọng lượng khô; đã so sánh lượng hóa được ảnh hưởng của enzym đến việc làm giảm hàm lượng phốt pho thải ra nước trong ao nuôi.

 Luận án đã phát triển được mô hình toán mô phỏng các quá trình sinh học trong ao nuôi cá Tra ở Việt Nam; mô hình đã được kiểm nghiệm hiệu chỉnh và cho độ chính xác cần thiết có thể sử dụng giúp tác nghiệp/hỗ trợ công tác quản lý vận hành các ao nuôi cá Tra.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Tính sáng tạo: Việc sử dụng mô hình toán để mô phỏng, qua đó điều chỉnh các chế độ dinh dưỡng cho ao nuôi cá giúp cắt giảm chi phí giá thành, thời gian nuôi và giảm thiểu ô nhiễm môi trường thể hiện tính sáng tạo của luận án.

- Tính khoa học: Nghiên cứu dựa trên quá trình thu thập, phân tích mẫu của ao nuôi thực tế và dựa trên nguyên lý quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng chính N, P, C, O2 qua đó so sánh kết quả đo thực và số liệu của mô hình để hiệu chỉnh đưa ra được mô hình hoàn chỉnh. Vì vậy, kết quả nghiên cứu hoàn toàn đảm bảo tính khoa học.

- Giá trị thực tiễn: Mô hình mô phỏng quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng trong ao nuôi cá Tra ở Việt Nam rất quan trọng. Mô hình sẽ giúp các trang trại nuôi cá Tra quản lý tốt quá trình nuôi cá bằng cách kiểm soát tốt hơn các yếu tố đầu vào như: thức ăn, nước cấp, thay nước, nạo bùn, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường.

Trang | 15

Chương 1. TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cá Tra

1.1.1 Phân loại

Cá Tra là một trong số 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác định ở ĐBSCL.

Hệ thống phân loại cá tra như sau:

Giới: Animalia

Nghành: Chordata

Lớp: Actinopterygii

Bộ: Siluriformes

Họ: Pangasiidae

Giống: Pangasius

Loài: P. hypophthalmus (Sauvage 1878)

Hình 1.1. Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus)

Tên loài Pangasianodon hypophthalmus được Rainboth sử dụng lần đầu vào năm 1996 [6] để chỉ định cho loài cá Tra và sau đó được nhiều tác giả khác sử dụng phổ biến đến nay. Hiện nay đã có 11 loài thuộc họ cá Tra được tìm thấy ở Việt Nam, trong đó có 5 loài là đối tượng nuôi quan trọng trong ao và bè. Cá sống chủ yếu ở nước ngọt, chịu được nước lợ nhẹ (độ muối dưới 10%) chịu đựng được phèn có pH >4. Cá Tra có cơ quan hô hấp phụ nên có thể sống được ở những ao hồ chặt hẹp và phát triển bình thường trong điều kiện ao tù nước đọng, nhiều chất hữu cơ, thiếu oxy, nên nuôi được mật độ rất cao. Trong vòng đời của cá, giai đoạn cá bột hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tươi sống, ăn các loài động vật phù du, cá bột còn ăn thịt lẫn nhau trong bể ương nuôi [7].

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Theo [8] cá tra có những đặc điểm hình thái như sau: đầu rộng, dẹp bằng, mõm ngắn, nhìn từ trên xuống chót mõm tròn. Miệng trước rộng ngang, không co duỗi được có dạng hình vòng cung và nằm trên mặt phẳng ngang. Răng nhỏ mịn, răng vòm miệng chia thành 4 đám nhỏ, mỏng, nằm trên đường vòng cung, đôi khi bị che lấp bởi nếp da vòm miệng. Lỗ mũi sau gần lỗ mũi trước hơn mắt và nằm trên đường thẳng kẻ từ lỗ mũi trước đến cạnh trên của mắt. Có hai đôi râu, râu mép kéo dài chưa chạm đến gốc vi ngực, râu cằm ngắn hơn. Thân thon dài, phần sau dẹp bên. Đường bên hoàn toàn và

Trang | 16

phân nhánh, bắt đầu từ mép trên của lỗ mang đến điểm giữa của gốc vi đuôi. Mặt sau của vi lưng, vi ngực có răng cưa hướng xuống gốc vi. Vi bụng kéo dài chưa chạm đến khởi điểm của gốc vi hậu môn.

1.1.3 Đặc điểm phân bố

Cá Tra phân bố ở lưu vực sông Mê kông, có mặt ở cả 4 nước Lào, Việt Nam, Cămpuchia và Thái lan. Ở Thái Lan còn gặp cá tra ở lưu vực sông Mekong và Chao Phraya. Theo đặc tính thích ứng môi trường, cá Tra không phân bố thuộc các tỉnh phía Bắc, cá Tra thuộc đối tượng cá nuôi vùng nhiệt đới. Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá giống Tra được vớt trên sông Tiền và sông Hậu. Cá trưởng thành chỉ thấy trong ao nuôi, rất ít gặp trong tự nhiên địa phận Việt nam, do cá có tập tính di cư ngược dòng sông Mekong để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên. Khảo sát chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Campuchia cho thấy cá ngược dòng từ tháng 10 đến tháng 5 và di cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm [8].

1.1.4 Đặc điểm sinh trưởng

Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài. Cá ương trong ao sau 2 tháng đã đạt chiều dài 10-12cm (14-15gam). Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với mức tăng chiều dài cơ thể. Cỡ cá trên 10 tuổi trong tự nhiên (ở Campuchia) tăng trọng rất ít. Cá tra trong tự nhiên có thể sống trên 20 năm. Trong tự nhiên có cá đạt 18 kg hoặc có mẫu cá dài tới 1,8m. Trong ao nuôi vỗ, cá bố mẹ cho đẻ đạt tới 25 kg ở cá 10 năm tuổi. Nuôi trong ao một năm cá đạt 1-1,5kg/con ở năm đầu tiên, những năm về sau cá tăng trọng nhanh hơn, có khi đạt tới 5-6kg/năm tùy thuộc môi trường sống và sự cung cấp thức ăn cũng như loại thức ăn có hàm lượng đạm nhiều hay ít. Độ béo fulton của cá tăng dần theo trọng lượng và nhanh nhất ở những năm đầu, cá đực thường có độ béo cao hơn cá cái và độ béo thường giảm đi vào mùa sinh sản [13].

Đối với cá Tra ở giai đoạn bột lên hương tốc độ tăng trưởng rất nhanh, sau 20-25 ngày ương thì cá đạt kích cỡ khoảng 2,7-3,0 cm theo quy định kích cỡ cá hương (Tiêu chuẩn Việt Nam 28 TCVN 211:2004).

1.1.5 Dinh dưỡng và thức ăn cá Tra

1.1.5.1 Cân bằng dinh dưỡng trong ao nuôi

Sự phân bố nguồn vật chất và cân bằng vật chất dinh dưỡng trong ương nuôi cá Tra đã được công bố qua một số công trình nghiên cứu. Nghiên cứu [9] trên cá giống có chiều cao thân từ 0,5-1,5 cm được nuôi trong hệ thống tuần hoàn và cá được cho ăn theo nhu cầu với thức ăn viên công nghiệp loại viên nổi 40% chất đạm. Kết quả cho thấy có 13% N và 8,45% vật chất khô (DM) từ thức ăn không được tiêu hóa và bị thải qua phân cá. Trong phần thức ăn được tiêu hóa có 35,3% N và 34,1% DM được tích lũy trong cơ thể cá thông qua quá trình sinh trưởng; 42,5% N và 29,1% DM được sử dụng cho các quá trình trao đổi chất và chúng được thải ra môi trường nước dưới dạng chất hòa tan (CO2, NH3, H2O,..) qua mang hay thận. Vì vậy, sản xuất 1 kg cá giống thì cần cung cấp cho cá 765 g DM và 48,7 g N; trong đó cá tích lũy được 252 g DM và 18,5 g N; 514 g DM và 30,2 g N được thải ra môi trường dưới dạng chất vô cơ hòa tan và chất hữu cơ lơ lửng.

Một nghiên cứu [4] về cân bằng vật chất dinh dưỡng ở 3 ao nuôi cá Tra có diện tích 1000 m2, mật độ thả trung bình là 48 con/m2, thời gian nuôi là 8 tháng cho thấy năng suất nuôi trung bình 28,8 tấn/1000 m2 (hay 288 tấn/ha), thức ăn được sử dụng là thức ăn viên công nghiệp nổi, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) là 1,56. Kết quả xác định sự phân

Trang | 17

bố vật chất trong ao nuôi cho thấy cá tích lũy 32,6% DM từ nguồn thức ăn, lượng vật chất thải ra môi trường ở dạng hòa tan là 5,04%, dạng chất rắn là 45,6%, và vật chất khô bị mất đi do bốc hơi và rò rỉ là 16,7%. Tương tự cá tích lũy 42,6% N từ thức ăn; 5,44% N thải ra môi trường dạng hòa tan, 50,4% N dạng rắn (bùn đáy ao và vật chất lơ lửng trong nước) và 1,5% N bốc hơi và rò rỉ. Tỉ lệ tích lũy phốt pho (P) từ nguồn thức ăn của cá tương đối thấp, 29,3%, thấp hơn so với tỉ lệ tích lũy N và DM; và lượng P thải dưới dạng hòa tan là 1,8% và dạng rắn là 65,57%.

- và NO3

+, NO2

Nghiên cứu [4] cho thấy sản xuất 1 kg cá Tra, trung bình cần phải cung cấp cho cá 1,56 kg thức ăn viên công nghiệp, trong đó tổng DM khoảng 1.420 g, cá sử dụng thức ăn và đồng hóa khoảng 460 g (tích lũy trong cơ thể), phần còn lại khoảng 960 g vật chất khô là chất thải thải ra môi trường dưới dạng thức ăn dư thừa tích tụ ở đáy ao và chất thải của cá thải ra qua quá trình hô hấp (CO2, NH3) và bài tiết (phân và muối dinh dưỡng). Về N, để sản xuất 1 kg cá Tra thì thức ăn cần cung cấp 43,8 g N, cá sử dụng khoảng 18,3 g cho cơ tể và phần còn lại khoảng 25,5 g sẽ tích tụ trong bùn đáy ao hoặc hòa tan - có từ quá trình bài trong nước. Các chất đạm hòa tan bao gồm NH3, NH4 tiết của cá và quá trình phân hủy bùn hữu cơ. Các chất đạm tích lũy trong bùn là các chất đạm hữu cơ có từ thức ăn thừa và phân thải của cá. Tương tự, sản xuất ra 1 kg cá Tra, trong thức ăn cần cung cấp khoảng 18 g P, cá hấp thụ và tích lũy trong cơ thể khoảng 5,23 g, các chất thải của cá và thức ăn dư thừa chứa khoảng 12,8 g P, phần lớn P chứa trong chất thải rắn bị tích tụ trong bùn, một phần nhỏ hòa tan vào trong nước dưới dạng orthophosphate.

Nghiên cứu [10] đã ước tính lượng chất thải N và P trên các ao nuôi cá Tra sử dụng hai loại thức ăn viên công nghiệp (commercial pellet) và thức ăn tự chế (farm-made feed), kết quả cho thấy lượng chất thải N gần tương đương nhau 46 kg/tấn cá (46 g/kg cá) và 46,8 kg/tấn cá (46,8 g/kg cá) cho hai loại thức ăn viên công nghiệp và thức ăn tự chế. Tương tự, lượng P chất thải lần lượt là 14,4 kg/tấn cá và 18,4 kg/tấn cá khi dùng thức ăn viên công nghiệp và thức ăn tự chế.

Như vậy, nếu năm 2014 cả nước sản xuất 1,116 triệu tấn cá Tra [11], ước tính lượng chất thải N và P theo kết quả của [4] thì tổng lượng chất thải thải ra môi trường 28.480 tấn N và 14.251 tấn P. Tương tự, nếu ước tính dựa theo kết quả nghiên cứu của [10] thì lượng chất thải thải ra môi trường là 51.336 tấn N và 16.070 tấn P. Như vậy, hàm lượng dinh dưỡng tích tụ trong ao nuôi cá Tra thâm canh cao hơn nhiều lần so với ao nuôi thâm canh của các đối tượng nuôi thủy sản khác. Chất lượng nước ao nuôi cá Tra thâm canh hầu hết là vượt quá giới hạn về chất lượng nước dùng cho nuôi trồng thủy sản. Nhiều yếu tố vượt giới hạn của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiêu chuẩn nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT). Yếu tố TSS và TAN, TN và TP thường xuyên vượt mức A và giai đoạn cuối vụ nuôi hầu như vượt mức B của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT).

Hàm lượng vật chất dinh dưỡng tích lũy trong bùn đáy cũng cao, cao gấp nhiều lần so với các thủy vực nuôi trồng thủy sản khác. Vì vậy, lượng chất thải thải ra môi trường cũng vô cùng lớn, vấn đề này cần được quan tâm trong thời gian tới. Đảm bảo cho sự phát triển bền vững của nghề nuôi cá Tra và bảo vệ môi trường cần nghiên cứu đánh giá tải lượng của các thủy vực ở các vùng nuôi cá Tra thâm canh, quy hoạch vùng nuôi hợp lý và xây dựng các quy trình xử lý chất thải trước khi thải ra môi trường xung quanh.

Trang | 18

1.1.5.2 Dinh dưỡng và thức ăn cá Tra

Trong nuôi thủy sản thức ăn chiếm tỉ lệ cao trong tổng chi phí chung từ 50-80%. Trước đây cá Tra chủ yếu được nuôi bằng thức ăn tự chế nhưng từ năm 1995 trở lại đây hầu hết cá Tra được nuôi bằng thức ăn viên. Mô hình nuôi cá Tra thâm canh đã ghi nhận chi phí thức ăn chiếm tỉ lệ cao 76-80,8% khi sử dụng thức ăn công nghiệp [12]. Nhằm cải tiến hiệu quả nghề nuôi cá Tra bằng thức ăn viên, nhiều nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng cũng như phát triển thức ăn cho cá Tra đã được thực hiện trong những năm gần đây.

a. Đặc điểm dinh dưỡng

Cá Tra là loài ăn tạp. Trong tự nhiên cá ăn được mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh, rau quả, tôm tép, cua, côn trùng, ốc và cá. Theo [13] cá Tra thu ngoài tự nhiên có thành phần thức ăn trong dạ dày chủ yếu là cá tạp, ốc và mùn bã hữu cơ. Khi bắt đầu ăn thức ăn ngoài, cá Tra ăn phiêu sinh động vật. Thức ăn ưa thích của cá là nhóm Cladocera; nhóm Rotifer cũng xuất hiện nhiều trong dạ dày nhưng do kích thước nhỏ nên vai trò dinh dưỡng của Rotifer không cao. Cá bột vớt trong tự nhiên thấy trong dạ dày của chúng có nhiều phần cơ thể và mắt cá con các loài khác và cá ăn nhau ngay trong đáy chứa cá bột vớt được.

b. Nhu cầu dinh dưỡng của cá Tra

Trong các loài cá da trơn được nuôi phổ biến, cá nheo Mỹ là đối tượng được nghiên cứu nhiều và đầy đủ nhất. Bên cạnh đó, một số loài cá da trơn khác phân bố rộng toàn cầu như cá trê phi cũng được quan tâm nghiên cứu. Ở khu vực Đông Nam Á, các giống cá trơn có giá trị kinh tế cao như Clarias, Mytus, Pangasius,… chưa được nghiên cứu đầy đủ về nhu cầu các chất dinh dưỡng và số loài được nghiên cứu còn ít. Đối với cá Tra các nghiên cứu chủ yếu là về nhu cầu đạm (protein), nhu cầu chất béo (lipid), chất bột đường (carbohydrate).

Nhu cầu chất đạm (protein)

Nhiệm vụ chính của chất đạm là xây dựng nên cấu trúc của cơ thể. Chất đạm trong thức ăn cung cấp các axit amin nhờ quá trình tiêu hóa và thủy phân. Trong ống tiêu hóa, các axit amin được hấp thu vào máu và đi đến các mô, cơ quan, tham gia vào quá trình sinh tổng hợp chất đạm của cơ thể. Vì vậy, nếu thức ăn không cung cấp đủ nhu cầu chất đạm dẫn đến cá chậm lớn, hoặc ngừng tăng trưởng, thậm chí có thể giảm khối lượng. Mặt khác nếu lượng chất đạm trong thức ăn vượt quá nhu cầu thì chỉ một phần được sử dụng để tạo chất đạm mới, phần còn lại sẽ được chuyển sang dạng năng lượng; trường hợp này sẽ làm tăng giá thành thức ăn không cần thiết. Nhu cầu chất đạm tối ưu của các loài cá da trơn dao động từ 25-55%, thường từ 30-35% trong thức ăn. Tuy nhiên, các kết quả này khác nhau giữa các loài cá, kích cỡ cá cũng như giữa các tác giả trên cùng một đối tượng nghiên cứu.

Nhu cầu chất đạm của cá Tra chủ yếu được nghiên cứu ở giai đoạn cá giống. Nghiên cứu đầu tiên được thực hiện trên cá cỡ 0,2 g, mức chất đạm 25% được xác định là mức tối ưu cho sinh trưởng của cá Tra [14]. Trong khi đó cỡ cá giống lớn hơn 5-6 g thì nhu cầu chất đạm của cá là 32,2% [15]. Kết quả nghiên cứu của [16] với mức lipid là 12% thì nhu cầu chất đạm của cá Tra cỡ 3,54-3,85 g là 30%. Cá giống cỡ 2 g, với nguồn chất đạm từ bột cá và bột huyết (tỉ lệ 3/1), nhu cầu đạm cho sinh trưởng tối đa là 38%, mức chất đạm từ 29,5 đến 33% cho hiệu quả kinh tế [17].

Trang | 19

Bảng 1.1. Nhu cầu chất đạm của một số loài cá da trơn

Loài cá

Nguồn chất đạm

Cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus)

Khối lượng (g) 7 69

Protein tối ưu (%) 32-36 26-32

Chất đạm trứng gà Bột thịt, bột huyết, bột xương Bột cá + đậu nành

0,1

30

30-40

Casein + Arg, Met

40

Bột cá

Cá trê trắng (Clarias batrachus) Cá trê phi (Clarias gariepinus) Cá Tra bần (Pangasius kynyit)

Bột cá/bột đậu nành Bột cá

Cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) Cá basa (Pangasisu bocourti)

Bột cá/bột đậu nành Bột cá Bộ cá/bột huyết (2:1)

Cá hú (Pangasius conchophilus)

10 2-8 14-22 2-3 5-6 3 2-3 5-6 16-17 75-81 2-3 6,5

29,6 40 35 35 32,2 30 35 27,8 36,7 34,9 48 37,9

Bột cá/bột đậu nành Bột cá

Nguồn: Trần Thị Thanh Hiền [17]

Các kết quả nghiên cứu về nhu cầu chất đạm ở cá Tra khác nhau giữa các nguồn số liệu là do có yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu chất đạm của cá như điều kiện môi trường (nhiệt độ, oxy,…), thức ăn thí nghiệm (nguồn chất đạm, tỉ lệ chất đạm và năng lượng, thành phần axit amin, khả năng tiêu hóa chất đạm, tỉ lệ chất đạm và các nguồn năng lượng khác,…), mức độ cung cấp thức ăn, trạng thái sinh lý của cá, phương pháp áp dụng để tính nhu cầu chất đạm,…

Bảng 1.2. Nhu cầu protein tiêu hóa và tỉ lệ P/E cho cá Tra ở các kích cỡ khác nhau

Trọng lượng cá (g/cá)

10

50

100 500 1000

Tăng trưởng (g/ngày)

1,60 3,30 4,50 9,29 12,69

Năng lượng tiêu hóa (MJ/kg) - Chất đạm tiêu hóa (g/kg) - Chất đạm thô (g/kg) (*)

10 29,9 35,2

10 25,3 29,8

10 23,5 27,6

10 19,6 23,1

10 18,1 21,3

Năng lượng tiêu hóa (MJ/kg) - Chất đạm tiêu hóa (g/kg) - Chất đạm thô (g/kg) (*)

Chất đạm tiêu hóa/Năng lượng tiêu hóa

14 41,9 49,3 29,9

14 35,4 41,6 25,3

14 32,8 38,6 23,5

14 27,5 32,4 19,6

14 25,4 29,9 18,1

Nguồn: Trần Thị Thanh Hiền [17]

(*) Ước tính độ tiêu hóa chất đạm: 85%

Trang | 20

So sánh nhu cầu chất đạm của cá Tra với một số loài cá da trơn cho thấy, nhu cầu chất đạm của cá Tra (32%) cao hơn cá ba sa (27,2%) cho cỡ cá 5-6 g. Nhu cầu chất đạm của cá Tra thấp hơn nhiều so với nhu cầu chất đạm của cá hú cùng kích cỡ (48% đạm) [17]. Nhu cầu chất đạm cho duy trì của cá Tra được xác định là 0,467 g protein/kg0,83/ngày và hiệu quả chất đạm tích lũy so từ chất đạm tiêu hóa ăn vào là 45,5%.

Ngoài xác định hàm lượng chất đạm trong thức ăn, nhu cầu chất đạm tuyệt đối (lượng chất đạm cung cấp cho cá trong một ngày tùy theo giai đoạn phát triển của cá đã được xác định [18].

Nhu cầu chất béo

Lipid là nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng tốt nhất cho động vật thủy sản. Lipid có khả năng chi sẻ năng lượng với protein được chứng minh trên nhiều loài cá. Khi bổ sung lượng lipid thích hợp sẽ giảm nhu cầu protein. Lipid cung cấp năng lượng (8-9 kcal/g) và các axit béo cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật thủy sản. Lipid trong thức ăn cũng đóng vai trò như là chất vận chuyển vitamin tan trong lipid. Ngoài ra trong thành phần của lipid có phospholipid và sterol ester tham gia vào quá trình sinh tổng hợp màng tế bào.

Các loài cá da trơn có thể sử dụng mức lipid trong thức ăn khá lớn. Cá nheo Mỹ vẫn tăng trưởng tốt ở mức lipid 15% hoặc hơn. Nhưng nếu lipid trong thức ăn quá nhiều sẽ dẫn đến sự tích lũy mỡ trong thịt cá nhiều làm giảm chất lượng cá, hơn nữa, lượng chất béo nhiều còn ảnh hưởng đến độ bền chặt của viên thức ăn và khó bảo quản. Nghiên cứu nhu cầu lipid của cá Tra chưa nhiều. Trong nghiên cứu ứng dụng mô hình năng lượng sinh học của dự án ACIAR (2007) đề nghị mức lipid trong thức ăn của cá Tra từ 5-11% cho kích cỡ cá từ 10-1000 g [17].

1.1.6. Các chế độ nuôi

1.1.6.1 Quản lý thức ăn

Các nghiệm thức nuôi cá thương phẩm đều sử dụng cùng một loại thức ăn công nghiệp để nuôi cá Tra, có hàm lượng đạm giảm dần theo thời gian nuôi. Thông thường ở giai đoạn ban đầu sau khi thả giống, thức ăn công nghiệp có hàm lượng đạm 28 % sẽ được dùng cho hai tháng nuôi đầu, sau đó là 26 % đạm cho hai tháng tiếp theo và sau cùng sẽ là 22 – 24 % đạm cho các tháng nuôi cuối trong chu kỳ nuôi. Mỗi ngày cá sẽ được cho ăn từ 2 - 3 lần, với khẩu phần cá ăn dao động từ 1,5 – 5 %/khối lượng/ngày, tùy theo các giai đoạn phát triển, sức khỏe cá nuôi và điều kiện môi trường nước của ao nuôi. Mặt khác hộ nuôi cần phải theo dõi chặt chẽ các yếu tố môi trường nước và hoạt động ăn mồi của cá để thay đổi nước, đồng thời có giải pháp điều chỉnh lượng thức ăn cho mô hình thích hợp nhất.

1.1.6.2 Quản lý chất lượng nước

Trong quá trình vận hành hệ thống nuôi, theo dõi mức độ ăn mồi của cá nuôi mỗi ngày nhằm phát hiện và điều chỉnh lượng thức ăn cung cấp cho cá nuôi đầy đủ nhất. Nhằm góp phần cải thiện chất lượng nước và sản phẩm cá Tra nuôi, sau 2 tháng thả giống, cần quan sát và thực hiện chế độ thay nước cho hệ thống ao nuôi mỗi ngày, ước lượng mỗi lần thay đổi từ 30 – 40 %/lần lượng nước trong ao nuôi. Đặc biệt ở các tháng nuôi cuối, hàm lượng oxy giảm cần được cung cấp liên tục thông qua việc thay nước liên tục, tăng cường sục khí, tạo dòng chảy cho ao nuôi.

Trang | 21

Cũng trong nghiên cứu của [19] lượng nước sử dụng bao gồm cả nước thay trong quá trình nuôi khoảng 0,7 – 59,7 mega lít/tấn (trung bình 6,4). So sánh với nước trong nuôi tôm trong ao là 11 – 43 mega lít/tấn và cá hồi nuôi trong bể 252 mega lít/tấn thì có thể thấy nước cho nuôi cá Tra vẫn ít hơn. Như vậy lượng nước sử dụng trung bình để nuôi một tấn cá Tra khoảng 4.023 m3/tấn cá cao hơn 10% so với kết quả nghiên cứu của [20].

1.1.6.3 Phòng trị bệnh

Đối với cá Tra nuôi thâm canh, cá giống và trưởng thành thường bị nhiễm các loại bệnh phổ biến như (1) bệnh ký sinh (Parasites) do nhóm Ichthyonyctus và Trichodina, (2) bệnh đốm đỏ (Red spot disease) do các vi khuẩn như Aeromonas hydrophila, Aeromonas sobria và Aeromonas caviae gây ra và (3) bệnh gan thận mủ do vi khuẩn Edwardsiella ictaluri gây ra [21]. Những loại bệnh nầy khi xuất hiện, nếu không được kịp thời phát hiện sẽ làm cho tỉ lệ chết của cá ương và nuôi thương phẩm tăng cao. Trong nhiều giải pháp ứng dụng, hoạt động xử lý nước và dùng kháng sinh với liều lượng thích hợp cùng với việc bổ sung Vitamine C (60 – 100 mg/kg thức ăn) là giải pháp phổ biến nhằm trị liệu hiệu quả cho cá Tra ương nuôi. Tất nhiên, trong xu hướng phát triển bền vững mô hình, việc ứng dụng thật chuẩn mực các giải pháp công nghệ nuôi cá Tra thương phẩm là một trong những biện pháp kỹ thuật căn bản nhất có tác động hạn chế tối đa khả năng xuất hiện các loại bệnh ở cá Tra nuôi trong ao, góp phần nâng cao tỉ lệ sống và năng suất cá nuôi, xây dựng thành công mô hình nuôi cá Tra sạch, đảm bảo chất lượng cá cho xuất khẩu cùng sự khẳng định tính hiệu quả của mô hình nuôi.

1.1.7 Thu hoạch cá Tra

Cá Tra thương phẩm sẽ được thu hoạch sau khoảng 6 tháng nuôi. Phương pháp thu hoạch là giảm mực nước ao, dùng lưới kéo và thu hoạch một lần. Trọng lượng cá Tra nuôi lúc thu hoạch có thể đạt dao động từ 0,9 – 1 kg/con.

Trong quá trình vận hành mô hình nuôi thương phẩm, để cá nuôi tăng trưởng và phát triển tốt, bên cạnh các giải pháp quản lý hiệu quả thức ăn cung cấp, các hoạt động quản lý điều tiết nước cho mô hình nuôi phải được quản lý và thực hiện theo đúng chế độ định kỳ, phù hợp với các giai đoạn phát triển của cá nuôi trong ao, kết hợp với việc sử dụng hợp lý các chế phẩm vi sinh hữu ích, tăng cường khả năng cải thiện nền đáy ao nuôi, nhằm tiếp tục cải thiện hàm lượng hàm lượng DO (mg/L) do mật độ cá giống thả nuôi khá cao, hàm lượng vật chất hữu cơ tích lũy trong ao nuôi ngày càng nhiều, rất dễ dẫn đến hàm lượng DO trong ao giảm, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, làm giảm khả năng ăn mồi và sự hấp thu dinh dưỡng của cá, cá nuôi tăng trưởng chậm, sức đề kháng với môi trường nuôi giảm và hệ quả là giá trị FCR gia tăng, do vậy ở mỗi ao nuôi cá Tra thương phẩm sẽ được lắp thêm một hệ thống bơm phun và đẩy nước, có công suất thích hợp với điều kiện ao nuôi, nhằm tạo dòng chảy và cung cấp thêm hàm lượng oxy (> 3 mg/L) cho cá nuôi trong mô hình tăng trưởng tốt, cá khỏe, tăng sức đề kháng và ít bị nhiễm bệnh.

1.2. Các vấn đề môi trường trong ao nuôi cá Tra

1.2.1 Các thông số thủy lý

1.2.1.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ nước ao nuôi cá Tra thâm canh rất ít biến động do ao nuôi cá Tra rất sâu, độ sâu của ao nuôi trung bình là 4m, đặc biệt một số ao có độ sâu lên đến 6m. Hơn nữa cá Tra là loài cá có cơ quan hô hấp phụ, cho nên chúng thường xuyên nổi lên mặt nước để đớp khí, sự chuyển động liên lục của cá đã làm xáo trộn các tầng nước, giúp cân bằng

Trang | 22

nhiệt trong cột nước và giảm đi hiện tượng phân tầng nhiệt. Theo [5], ao cá Tra có độ sâu khoảng 3m thì nhiệt độ nước biến động trong khoảng 27,5 – 32 oC. Còn tác giả [22] ghi nhận nhiệt độ nước không có sự chênh lệch lớn giữa các ao nuôi trong cùng thời điểm thu mẫu, nhưng có sự biến động nhiệt độ theo thời gian; nhiệt độ dao động trong khoảng 29-31 oC, nhiệt độ thấp nhất vào giữa mùa khô và nhiệt độ cao nhất diễn ra trong thời điểm chuyển từ mùa khô sang mùa mưa.

Biên độ dao động nhiệt độ theo chu kỳ ngày-đêm trong ao nuôi cũng không lớn, khoảng 1,5 oC. nhiệt độ thấp nhất trong ngày vào lúc sáng sớm (6:00) và nhiệt độ cao nhất vào lúc xế chiều (15:00). Sự chênh lệch nhiệt độ giữa tầng mặt và tầng đáy cũng không vượt quá 2 oC [23]. Theo [24] nhiệt độ thích hợp cho cá vùng nhiệt đới là 25-30 oC, nhiệt độ thay đổi đột ngột 3-4 oC sẽ gây sốc cho cá, tốc độ thay đổi nhiệt độ nhỏ hơn 0,2 oC/phút sẽ không gây ảnh hưởng xấu đến cá. Như vậy, nhiệt độ nước ao nuôi cá Tra có biên độ biến động theo mùa khoảng 5oC, biên độ biến động ngày-đêm khoảng 1,5oC và phân tầng nhỏ hơn 2oC, nhỏ hơn so với giới hạn cho phép về tốc độ thay đổi nhiệt độ. Như vậy, nhiệt độ nước của ao nuôi cá Tra có tính ổn định.

1.2.1.2 Độ đục

Độ đục của nước ao cá Tra thâm canh có xu hướng tăng dần về cuối vụ nuôi, đầu vụ nuôi thường độ đục rất thấp (nhỏ hơn 20 NTU) do sau khi cải tạo ao và cấp nước thì hàm lượng vật chất dinh dưỡng trong nước thấp, thực vật phù du chưa phát triển. Tuy nhiên, sau vài tuần nuôi thì độ đục tăng nhanh xấp xỉ đạt giới hạn về độ đục cho ao nuôi cá (100 NTU). Độ đục của nước ao tăng nhanh do tảo phát triển mạnh cùng với sự gia tăng vật chất dinh dưỡng từ thức ăn thừa và chất bài tiết của cá. Hơn nữa, vào đầu vụ nuôi, các ao nuôi ít được thay nước nên tốc độ gia tăng độ đục rất nhanh. Từ giữa vụ đến cuối vụ độ đục thường xuyên vượt mức 100 NTU [5]. Tuy nhiên càng về cuối vụ thì độ đục của nước không ổn định và có những thay đổi theo tình trạng thay nước, tỉ lệ thay nước khoảng 30-50 %/ngày nhưng độ đục luôn duy trì ở mức cao, gần đạt mức giới hạn 100 NTU [25].

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT) của Việt Nam không có quy định về giới hạn độ đục nhưng theo một số tài liệu về chất lượng nước ao nuôi thủy sản khác thì độ đục của nước trong các ao nuôi cá thường biến động trong khoảng 10-50 NTU [25]. Khi độ đục lớn hơn 100 NTU thì độ trong sẽ thấp hơn 20 cm, ở mức này thì tảo phát triển quá mức có thể gây thiếu oxy hoặc trong nước có quá nhiều vật chất lơ lửng gây cản trở hô hấp của cá.

1.2.1.3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

Tổng chất rắn lơ lửng trong ao nuôi cá Tra thâm canh rất cao, đặc biệt là vào thời điểm cuối vụ nuôi. Nghiên cứu của [22] ghi nhận được hàm lượng TSS trung bình của các ao nuôi cá Tra biến động trong khoảng 38 - 86 mg/L, đặc biệt có những ao đạt mức cao đến 274 mg/L. Theo [5] thì ao nuôi cá với mật độ cao (trên 70 con/m2) thì hàm lượng TSS vượt quá 100 mg/L sau 3 tháng nuôi. Nghiên cứu [4] ghi nhận kết quả ở ao nuôi mật độ 48 con/m2, hàm lượng TSS vượt 100 mg/L sau 5 tháng nuôi. Hàm lượng TSS của ao nuôi cá Tra cũng rất cao so với ao nuôi thâm canh cá nheo Mỹ; theo [26] thì hàm lượng TSS của 20 ao nuôi cá nheo vùng Tây Bắc Mississippi từ 1991 đến 1993 biến động trong khoảng 80-135 mg/L.

Trang | 23

1.2.1.4 Màu nước

Màu nước trong ao nuôi cá Tra chủ yếu do tảo và vật chất hữu cơ từ thức ăn dư thừa và chất thải của cá. Nước ao nuôi cá Tra thường có màu xanh nhạt vào đầu vụ nuôi do tảo phát triển ít, nhưng sau vài tuần nuôi thì màu xanh đậm dần cho đến nở hoa. Mật độ tảo trung bình trong ao nuôi cá Tra biến động từ 1,6 – 10,5 triệu cá thể/L [9]; mật độ tảo trong nước ao cao nên sự nở hoa thường xuyên xảy ra trong suốt vụ nuôi, đặc biệt là khi tỉ lệ thay nước giảm vào kỳ nước kém. Người nuôi cá phải thay nước hằng ngày với tỉ lệ thay nước từ 30-50% trong ngày, đặc biệt có nơi thay đến 100% để cải thiện màu nước [5].

-, PO4

+, Trong thủy vực, sự phát triển của tảo phù thuộc vào hàm lượng muối dinh dưỡng (NH4 3-, …), muối dinh dưỡng càng cao thì tảo phát triển càng mạnh và hàm lượng NO3 chlorophyll-a trong nước càng cao. Theo [27] thì ao ương cá nheo (Ictalurus punctatus) được bón thức ăn với chế độ khác nhau gồm thức ăn vô cơ, thức ăn hữu cơ, và kết hợp thức ăn hữu cơ và vô cơ thì hàm lượng chlorophyll-a trung bình đạt cao nhất ở ao bón thức ăn kết hợp (87,8 µg/L). Tác giả [28] ghi nhận ao cá nheo thịt ở các giai đoạn nuôi khác nhau thì hàm lượng chlorophyll-a biến động trong khoảng 39±10,8 µg/L đến 128±77,6 µg/L. Theo [24] hàm lượng chlorophyll-a trung bình của nước ao nuôi cá nheo Mỹ là 102 µg/L nhưng nước ao nuôi cá có thể đến 600 µg/L [5]. Hàm lượng chlorophyll- a trong ao nuôi thủy sản được dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm bẩn muối dinh dưỡng hòa tan, ao nuôi có mật độ tảo thích hợp thì hàm lượng chlorophyll-a biến động trong khoảng 50-200 µg/L, khi hàm lượng chlorophyll-a cao hơn 200 µg/L thì môi trường giàu muối dinh dưỡng hoặc bị ô nhiễm muối dinh dưỡng [29]. Như vậy hàm lượng chlorophyll-a trung bình trong ao nuôi cá Tra thâm canh thường xuyên vượt 200 µg/L, đặc biệt giá trị cao nhất vượt quá 600 µg/L chứng tỏ nước ao nuôi cá Tra thâm canh đạt đến mức giàu dinh dưỡng đến ô nhiễm muối dinh dưỡng hòa tan.

1.2.2 Các thông số thủy hóa trong ao nuôi

Các thông số thủy hóa trong ao nuôi được dùng để so sánh với các tiêu chuẩn khuyến cáo về chất lượng nước trong ao nuôi cá tra do nghiên cứu [29] đưa ra và quy chuẩn nước cấp vào ao nuôi cá tra QCVN 02-20:2014/BNNPTNT của Bộ NN và PTNT.

1.2.2.1 pH

2- làm cho pH tăng cao.

pH của ao nuôi cá Tra biến động rất lớn và sự biến động phụ thuộc vào tình trạng phát triển của tảo và mức độ thay nước. Các ao nuôi ở vùng cù lao Tân Lộc (Thốt Nốt – Cần Thơ) thì pH biến động trong khoảng 7-8,7 [11]; trong khi các ao nuôi nằm sâu trong các tuyến kênh nhỏ thì pH biến động lớn hơn, một số ao nuôi ở An Giang có pH trong khoảng 6,4-9,2 [22]. Tương tự, một số ao nuôi cá Tra ở tỉnh Hậu Giang và Cần Thơ thì pH biến động trong khoảng 6,3-8,8 [25]. Sự biến động pH là do ban ngày tảo quang hợp mạnh nên chúng hấp thụ hoàn toàn CO2 làm cho pH tăng dần lên đến 8,3. Hơn nữa quá - để cung cấp CO2 cho quá trình quang hợp khi pH lớn hơn trình chuyển hóa của HCO3 8,3 sẽ sinh ra CO3

pH có khuynh hướng giảm dần về cuối vụ nuôi và biên độ biến động theo chu kỳ ngày- đêm cũng nhỏ dần [4]. pH giảm vào cuối vụ nuôi có liên quan đến mức độ thay nước, để hạn chế sự biến động pH, người nuôi thường áp dụng biện pháp thay nước để giảm mật độ tảo và muối dinh dưỡng của nước ao, các ao nuôi gần sông lớn (sông Tiền, sông Hậu) có tỉ lệ thay nước cao thì pH ít biến động.

Trang | 24

Trong ao nuôi thủy sản, sự ảnh hưởng trực tiếp của pH thường ít quan trọng hơn sự ảnh hưởng gián tiếp. pH cao trong điều kiện hàm lượng tổng đạm amôn (TAN) cao làm tăng hàm lượng khí NH3; pH nhỏ hơn 7 thì tỉ lệ khí NH3/TAN nhỏ hơn 1%, nhưng pH bằng 8,5 thì tỉ lệ NH3/TAN là 20-25% và pH lớn hơn 9 thì tỉ lệ NH3/TAN sẽ cao hơn 40%. pH thấp trong điều kiện tổng sulfur cao (tổng hàm lượng H2S và HS-) làm tăng hàm lượng khí H2S; pH lớn hơn 9 thì tỉ lệ khí H2S/tổng sulfur nhỏ hơn 1%, pH bằng 7,5 thì tỉ lệ khí H2S/tổng sulfur là 21-24% và pH nhỏ hơn 6,5 thì tỉ lệ H2S/tổng sulfur lớn hơn 75% [24]. Cá Tra có cơ quan hô hấp phụ (hô hấp khí trời) nên ít bị ảnh hưởng bởi khí độc.

1.2.2.2 Oxy hòa tan

Hàm lượng oxy hòa tan (DO) ở tầng mặt (sâu 1m) biến động rất lớn, đặc biệt là biến động theo chu kỳ ngày-đêm. Hàm lượng DO có thể giảm thấp dưới 2 mg/L (25% bão hòa) vào sáng sớm và tăng cao 15,5 mg/L (200% bão hòa) vào xế chiều. Mức độ biến động hàm lượng DO trong ao cá Tra phụ thuộc vào mức độ thay nước, những ao gần sông lớn (tỉ lệ thay nước cao) thì hàm lượng DO ít biến động và hàm lượng DO ít khi thấp hơn 3 mg/L vào sáng sớm. Theo [4] ao nuôi cá Tra được trao đổi nước thường xuyên thì hàm lượng DO biến động trong khoảng 2,8 - 8,3 mg/L. Còn [5] nhận thấy hàm lượng oxy biến động lớn vào đầu vụ nuôi khi nước ao không được trao đổi, hàm lượng DO có thể tăng cao hơn 200% bão hòa vào giữa trưa (16 mg/L) nhưng cuối vụ nuôi thì nước được trao đổi thường xuyên nên hàm lượng DO ít biến động hơn (3,1 – 10,4 mg/L). Ao nuôi xa nguồn nước cấp (tỉ lệ thay nước thấp) thì hàm lượng DO biến động lớn 0,44 – 15,9 mg/L [22]; hàm lượng DO biến động trong khoảng 1,76 – 10,74 mg/L [25]. Hàm lượng DO trong ao nuôi cá Tra có sự phân tầng vào đầu vụ nuôi, sáng sớm DO ở tầng mặt là 3,12 mg/L, nhưng ở tầng đáy là 1,9 mg/L. Tuy nhiên vào cuối vụ thì DO giữa tầng mặt và tầng đáy khác biệt không đáng kể (0,58 mg/L so với 0,74 mg/L) [23] có thể vào cuối vụ nuôi sinh khối cá trong ao tăng cao, lượng vật chất hữu cơ tích lũy nhiều làm cho DO trong ao giảm thấp. Hơn nữa việc thay nước được tiến hành hàng ngày cùng với sự chuyển động của cá nên đã làm giảm hiện tượng phân tầng của DO.

Theo [30] thì hàm lượng DO trong ao nuôi cá nheo biến động trong khoảng 3-8 mg/L, hàm lượng DO rất ít khi vượt qua mức bão hòa và giảm thấp dưới 2,5 mg/L. Hàm lượng DO trong ao nuôi cá Tra thâm canh biến động lớn hơn rất nhiều so với ao nuôi các loài khác như (tôm sú và cá nheo thâm canh), tăng vượt quá 200% bão hòa và giảm xuống đến 5% bão hòa. Hàm lượng muối dinh dưỡng trong ao cá Tra quá cao, tảo phát triển mạnh là nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt về biến động DO giữa ao nuôi cá Tra so với ao nuôi các đối tượng khác. Hơn nữa trong ao nuôi cá Tra thường rất ít sử dụng hệ thống sục khí nên cũng dẫn đến sự biến động DO lớn hơn so với các ao nuôi có sử dụng hệ thống sục khí.

Theo [29] ảnh hưởng của sự biến động DO theo chu kỳ ngày-đêm lên sinh trưởng của sinh vật thì chưa rõ, nhưng hầu hết người nuôi cá đều cho rằng cá sẽ sinh trưởng kém khi hàm lượng oxy thấp hơn 30% bão hòa và tình trạng này không nên kéo dài quá 1-2 giờ. Trong ao nuôi cá Tra hàm lượng DO thấp hơn 30% bão hòa thường xuyên xảy ra, có thể DO thấp ít ảnh hưởng đến sinh trưởng của cá vì cá Tra là loài có cơ quan hô hấp phụ, nhưng hàm lượng DO thấp sẽ dẫn đến sự phân hủy yếm khí ở đáy ao sinh ra nhiều chất độc ảnh hưởng đến cá.

Trang | 25

1.2.2.3 Tổng nitơ amôn

Hàm lượng tổng nitơ amôn (TAN) trong ao nuôi cá Tra thường rất cao và có xu hướng tăng dần về cuối vụ nuôi. Theo [5] thì hàm lượng TAN có thể vượt quá 2,5 mg/L vào cuối vụ nuôi. Theo nghiên cứu của [22] thì hàm lượng TAN của ao nuôi cá Tra có thể đạt mức 4 mg/L. Đặc biệt kết quả nghiên cứu của [4] cho thấy hàm lượng TAN của ao nuôi cá Tra cao nhất đạt 8 mg/L. Theo [23] thì hàm lượng TAN cuối vụ nuôi cũng rất cao (6,68 – 6,83 mg/L), nhưng hàm lượng TAN không có sự khác biệt giữa tầng mặt và tầng đáy. Mặc dù vào cuối vụ, việc thay nước diễn ra thường xuyên hơn nhưng hàm lượng TAN vẫn ở mức cao, cao hơn 5 lần so với ao nuôi tôm thâm canh và cao hơn 10 lần so với ao nuôi thủy sản thông thường [31]. Theo [32] thì hàm lượng TAN của ao nuôi cá nheo biến động trong khoảng 0,4-2,7 mg/L. Nghiên cứu của [11] thì hàm lượng TAN của ao nuôi cá nheo biến động trong khoảng 0,8-2,2 mg/L. Như vậy hàm lượng TAN trong ao nuôi cá Tra cũng lớn hơn so với ao nuôi cá nheo. Ao nuôi cá Tra có mật độ cao nên cá bài tiết nhiều làm tăng hàm lượng TAN. Hơn nữa, lượng thức ăn cung cấp vào ao cũng rất lớn, thức ăn thừa tích tụ ở đáy ao chính là nguồn gốc làm cho hàm lượng TAN trong ao nuôi cá Tra cao.

+, tỉ lệ của hai dạng này phụ Trong nước TAN tồn tại ở hai dạng khí NH3 và muối NH4 + chuyển thuộc vào pH và nhiệt độ của nước, ở điều kiện pH và nhiệt độ cao thì muối NH4 thành khí NH3 và ngược lại. Khí NH3 rất độc với tôm cá, hàm lượng cho phép trong ao + cao quá 2 mg/L tảo sẽ nở hoa dẫn đến sự nuôi thủy sản là 0,1 mg/L [29]. Muối NH4 + cao hơn 2 mg/L thì biến động của một số yếu tố như: pH, DO, CO2, độ kiềm, … NH4 hàm lượng NH3 có thể vượt mức 0,1 mg/L khi pH lớn hơn 8 (tỉ lệ NH3/TAN lớn hơn + lớn hơn 4 mg/L và pH cao hơn 7,6 thì 5%). Trong trường hợp hàm lượng muối NH4 NH3 sẽ vượt mức 0,1 mg/L.

Hàm lượng TAN vào cuối vụ nuôi đã vượt mức A của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), hàm lượng TAN vượt mức A của QCVN 40:2011/BTNMT thì nguồn nước này cần phải được xử lý trước khi thải ra khu vực cấp nước cho sinh hoạt.

1.2.2.4 Nitrit

-) trong ao nuôi cá Tra có Cũng như các yếu tố dinh dưỡng khác, hàm lượng nitrite (NO2 - cũng phụ thuộc vào mức độ thay khuynh hướng tăng dần về cuối vụ và hàm lượng NO2 - trung bình ở các nuôi cá Tra 0,265 – 0,28 mg/L ở vùng Ô Môn nước. Hàm lượng NO2 - có sự khác biệt – Cần Thơ [4]; 0,16-0,27 mg/L vùng An Giang [22]. Hàm lượng NO2 giữa tầng mặt (0,98 mg/L) so với tầng đáy (0,19 mg/L). Ôxy đo được ở các ao nuôi vào đầu vụ có giá trị ở tầng mặt cao hơn các tầng còn lại là điều kiện cho sự hình thành nitrite từ việc oxy hóa amonia (amoniac và amonium) trong giai đoạn đầu của quá trình Nitrate hóa. Ở giữa vụ và cuối vụ nuôi nitrite giảm rõ rệt [23].

- trung bình trong ao cá nheo trong khoảng - trong ao cá nheo là 0,13 mg/L - được tạo thành do quá trình oxy + (nitrit hóa) và quá trình phản nitrit hóa trong điều kiện yếm khi, do nước ao - cao nên 2 quá trình trên đã tạo ra nhiều NO2 - - thích hợp cho ao - trong ao nuôi cá Tra cao,

Nghiên cứu của [26] cho thấy hàm lượng NO2 0,02-0,22 mg/L. Tác giả [33] ghi nhận hàm lượng NO2 cũng thấp hơn so với ao nuôi cá Tra. Trong nước NO2 hóa NH4 + và NO3 nuôi cá Tra có hàm lượng NH4 hơn so với ao nuôi các đối tượng khác. Theo [29] thì hàm lượng NO2 nuôi thủy sản phải nhỏ hơn 0,3 mg/L. Mặc dù hàm lượng NO2 nhưng nhìn chung giá trị trung bình đều thấp hơn giới hạn cho phép.

Trang | 26

1.2.2.5 Nitrat

-) trong ao nuôi cá Tra thường thấp vào đầu vụ nhưng tăng rất Hàm lượng nitrat (NO3 - trong nước ao nuôi cá Tra biến động trong cao vào cuối vụ nuôi. Hàm lượng NO3 khoảng 0,034-19,5 mg/L [5] hay 0,12-18,0 mg/L [22]. So sánh với các ao nuôi thâm - trong ao nuôi cá Tra cao hơn gấp nhiều lần. canh các loài cá khác thì hàm lượng NO3 - trong nước ao nuôi cá rô phi thâm canh cao nhất là 2,7 Theo [34] thì hàm lượng NO3 - trong nước ao nuôi cá Tra. Còn mg/L, thấp hơn khoảng 6-7 lần so với hàm lượng NO3 - trong ao cá nheo là cao nhất (2,86 [26] nhận thấy rằng vào mùa đông hàm lượng NO3 - trong nước ao nuôi cá Tra. mg/L) nhưng cũng thấp hơn 6-7 lần so với hàm lượng NO3 - không độc với tôm cá và là muối dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng Muối NO3 - thích hợp cho ao nuôi thủy sản nằm trong của thực vật trong ao. Hàm lượng muối NO3 - thấp hơn 0,1 mg/L thì thực vật không khoảng 0,1-10 mg/L [29]; hàm lượng muối NO3 sinh trưởng, nhưng vượt quá 10 mg/L thì tảo sẽ nở hoa. Trong ao nuôi cá Tra hàm lượng - vượt quá 10 mg/L vào cuối vụ, đây chính là nguyên nhân làm cho tảo nở hoa muối NO3 thường xuyên.

1.2.2.6 Tổng đạm

Hàm lượng tổng đạm (TN) của ao nuôi cá Tra rất cao so với hầu hết ao nuôi thâm canh của các đối tượng nuôi thủy sản khác. Theo [4] thì hàm lượng TN ở đầu vụ nuôi khoảng 4-5 mg/L và tăng cao ở cuối vụ nuôi đạt mức cao nhất xấp xỉ 60 mg/L khi kéo dài vụ nuôi đến 8 tháng. Tuy nhiên, [5] ghi nhận hàm lượng TN cao nhất chỉ đạt 21 mg/L trong thời gian nuôi khoảng 7 tháng. Cuối vụ nuôi thì sinh khối cá trong ao cao, lượng thức ăn cung cấp cho cá hàng ngày là rất lớn nên lượng thức ăn thừa cũng như chất thải của cá nhiều làm tăng nhanh hàm lượng TN trong nước; thời gian nuôi càng kéo dài thì hàm lượng TN trong nước càng cao.

Hàm lượng TN ao nuôi cá Tra đầu vụ nuôi cao gấp 2 lần so với ao nuôi tôm thâm canh [31] và vượt mức thích hợp về TN đối với chất lượng nước cho nuôi trồng thủy sản là 1-3 mg/L [24]. Theo [28] thì hàm lượng TN trong ao nuôi cá nheo biến động trong khoảng 4,3-10,6 mg/L và của [26] thì hàm lượng TN trong nước ao nuôi cá nheo từ 4,53-7,26 mg/L. Ao nuôi cá rô phi thâm canh thì hàm lượng TN cao nhất đạt 10,54 mg/L. Nhìn chung, hàm lượng TN trong nước ao nuôi cá Tra cao hơn so với các ao nuôi thâm canh của cá nheo và cá rô phi khoảng 2-6 lần.

Như vậy hàm lượng TN của ao nuôi cá Tra hầu như đã vượt mức A (20 mg/L) của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), nguồn nước này không được phép thải ra khu vực nước dùng cho mục đích sinh hoạt. Cuối vụ, hàm lượng TN đạt mức B (40 mg/L) của QCVN 40:2011/BTNMT, nước này phải thải vào nơi quy định (hồ chứa nước thải, nơi xử lý tập trung…).

3-

1.2.2.7 PO4

3- biến động 0,003-2,28 mg/L [22] hay 0,021-1,636 mg/L [35]. PO4

3-) trong nước ao nuôi cá Tra cũng tương đối cao. Hàm Hàm lượng lân hòa tan (PO4 3- của nước lượng PO4 3- nước ao nuôi ao nuôi cá rô phi thâm canh từ 0,1-1,3 mg/L [36] nhỏ hơn hàm lượng PO4 cá Tra khoảng 1,5 lần; hay ao nuôi cá nheo là 0,46 mg/L (mùa hè) nhỏ hơn ao nuôi cá Tra 3-4 lần [26].

3- thích hợp cho ao nuôi thủy sản nằm trong khoảng 0,005-0,2 3- thấp hơn 0,005 mg/L tảo ngừng phát triển và khi hàm lượng 3- vượt nhu cầu

Theo [29] hàm lượng PO4 mg/L, khi hàm lượng PO4 PO4

3- đạt 0,2 mg/L tảo sẽ nở hoa. Tuy nhiên, nếu tiếp tục cung cấp PO4

Trang | 27

của tảo sẽ gây độc cho tảo dẫn đến hiện tượng tảo tàn. Trong ao nuôi cá Tra, hàm lượng 3- quá cao vào cuối vụ nuôi, đó chính là lý do tảo dễ bị tàn trong giai đoạn này. PO4

1.2.2.8 Tổng phốt pho

Hàm lượng tổng phốt pho (TP) trong ao nuôi cá Tra thâm canh tương đối thấp ở đầu vụ nuôi và tăng nhanh vào giai đoạn cuối vụ nuôi. Theo [4] thì hàm lượng TP biến động trong khoảng 0,008-3,78 mg/L hay theo [5] thì hàm lượng TP rất cao, biến động từ 0,05- 14,4 mg/L và thời điểm hàm lượng TP cao nhất là lúc sắp thu hoạch. Hàm lượng TP của nước ao nuôi cá Tra có thể cao hơn so với ao nuôi tôm sú thâm canh khoảng 10 lần và cao hơn ao nuôi cá nheo khoảng 20 lần. Hàm lượng TP cao nhất trong nước ao nuôi cá nheo khoảng 0,54-0,71 mg/L [29], [26] còn trong ao nuôi tôm sú khoảng 1,5 mg/L [31].

Như vậy, hàm lượng TP trong nước ao nuôi cá Tra vào cuối vụ nuôi cao hơn mức B của QCVN 40:2011/BTNMT, nên không được phép thải ra môi trường kể cả những sông lớn có lưu lượng lớn hơn 200 m3/s nếu không được xử lý trước khi thải.

1.2.2.9 Hydro Sunfit (H2S)

Hàm lượng hydro sulfit (H2S) trong ao nuôi cá Tra khá cao, biến động trong khoảng 0,001-0,639 mg/L [22]. Ao nuôi cá Tra thường rất sâu so với ao nuôi các đối tượng thủy sản khác khoảng 4m, nên ở tầng đáy hàm lượng DO rất thấp nên quá trình phân hủy yếm khí ở đáy ao nuôi diễn ra mạnh hơn và tạo ra nhiều khí H2S hơn.

Theo [29], H2S là khí cực độc đối với hầu hết tôm, cá, hàm lượng thích hợp cho nuôi thủy sản là bằng 0 (không phát hiện). Tuy nhiên, khả năng gây độc của khí H2S cho cá Tra chưa được xác định rõ, có thể cá Tra có khả năng chịu đựng cao so với các loại khí độc do cá có cơ quan hô hấp phụ, cá hấp thụ oxy trực tiếp từ không khí nên hạn chế được ảnh hưởng xấu từ các khí độc. Giá trị LC50-3 giờ của H2S đối với cá nheo giống là 1 mg/L, cá nheo trưởng thành là 1,4 mg/L [24]. Theo [37] thì khả năng chịu đựng H2S của cá măng (Chanos chanos) và cá rô phi đen (Oreochromis mossambicus) với H2S như nhau, ở nồng độ 313 µg/L (10 µM) thì cá chết 50% trong 4-8 giờ, ở nồng độ 125,2 µg/L (4 µM) cá chết 50% trong 24-96 giờ. Như vậy, hàm lượng trung bình của H2S trong ao nuôi cá Tra (0,096 mg/L) xấp xỉ bằng nồng độ gây độc cấp của cá măng và cá rô phi đen. Hàm lượng H2S cao nhất trong ao nuôi cá Tra (0,639 mg/L) đã cao gấp 5 lần so với nồng độ gây độc cấp tính của cá măng và cá rô phi đen.

1.2.3 Tính chất của bùn đáy ao nuôi cá Tra

1.2.3.1 pH bùn đáy

Bùn đáy ao cá Tra thường trung tính hoặc axit yếu, pH trung bình ở bùn đáy của các ao nuôi cá Tra biến động trong khoảng 5,7-7,1 [38]. So với đất canh tác của một số tỉnh ĐBSCL thì pH của bùn đáy ao nuôi cá Tra cao hơn. Đất có tính axit thường do nhiễm phèn hoặc tích lũy hữu cơ, bùn đáy ao nuôi cá Tra tích lũy nhiều vật chất hữu cơ có nguồn gốc từ thức ăn và chất thải của cá, quá trình phân hủy vật chất hữu cơ sinh ra CO2 và các axit hữu cơ làm cho bùn đáy có tính axit. Theo [39] thì pH thích hợp cho cây trồng là từ 6-7 vì ở mức này sự hữu dụng của các chất dinh dưỡng sẽ tối đa nên bùn đáy ao nuôi cá Tra có thể xử lý làm phân bón cho cây trồng là rất tốt.

1.2.3.2 Độ dẫn điện

Độ dẫn điện (EC) của bùn đáy ao nuôi cá Tra biến động trong khoảng 0,22-0,51 mS/cm [38]. Một số tỉnh vùng ĐBSCL đất có độ dẫn điện biến động trong khoảng 0,16-1,57

Trang | 28

mS/cm. Như vậy, độ dẫn điện của bùn đáy ao nuôi cá Tra thấp,… Bùn đáy ao nuôi cá Tra thường tích lũy nhiều hữu cơ nên độ dẫn điện thấp.

1.2.3.3 Nồng độ chất hữu cơ

Chất hữu cơ (OM) trong bùn đáy ao nuôi cá Tra do sự tích tụ chủ yếu của thức ăn dư thừa và chất thải của cá. Hàm lượng chất hữu cơ trong bùn đáy ao nuôi cá Tra biến động trong khoảng 2,29-8,25% [38] và mức độ tích lũy vật chất hữu cơ phụ thuộc vào chu kỳ hút bùn trong quá trình nuôi và thức ăn sử dụng. Những ao nuôi không hút bùn giữa vụ nuôi và sử dụng thức ăn tự chế thì tỉ lệ chất hữu cơ trong bùn đáy ao có thể đạt đến 12,2% khi thu hoạch cá [5]; nhưng những ao nuôi có hút bùn giữa vụ thì tỉ lệ chất hữu cơ thấp hơn, số lần hút bùn càng nhiều thì hàm lượng chất hữu cơ trong bùn càng thấp. Theo [40] thì đất hữu cơ trung bình chứa 2-3% chất hữu cơ, đất khá giàu hữu cơ chứa 3-5% chất hữu cơ và đất giàu hữu cơ chứa hơn 5% chất hữu cơ; đất bạc màu có thành phần chất hữu cơ dưới 1%; và đất phù sa có thành phần chất hữu cơ từ 1-2,5%. Theo 41] thì hàm lượng vật chất hữu cơ trong bùn phù sa sông Tiền (Hồng Ngự - Đồng Tháp) là 3,08%. Như vậy, qua chỉ tiêu về chất hữu cơ thì bùn đáy ao nuôi cá Tra rất giàu chất hữu cơ.

1.2.3.4 Tổng nitơ (TN)

Hàm lượng TN trong bùn đáy ao nuôi cá Tra biến động phụ thuộc vào chế độ hút bùn, những ao hút bùn 2-3 lần/vụ có hàm lượng TN trung bình là 2,3 mg/g [38]. Tuy nhiên những ao không hút bùn thì hàm lượng TN khá cao, trung bình khoảng 10,7-12,9 mg/g, đặc biệt có trường hợp TN đạt cao nhất là 38 mg/g [35]. Theo [31] thì bùn đáy ao nuôi tôm sú thâm canh có TN khoảng 3,3-5,6 mg/g. Tác giả [41] nhận thấy hàm lượng TN trong bùn đáy sông Tiền (Hồng Ngự - Đồng Tháp) khoảng 1 mg/g. Như vậy đối với ao nuôi cá Tra có hút bùn 2-3 lần/vụ thì hàm lượng TN thấp hơn so với TN ở ao nuôi tôm sú thâm canh, nhưng nếu ao nuôi cá Tra không hút bùn thì hàm lượng TN có thể cao hơn gấp 2-3 lần so với TN của bùn đáy ao nuôi tôm thâm canh và cao hơn 10-12 lần so với bùn đáy sông.

1.2.3.5 Tổng phốt pho (TP)

Hàm lượng TP trong bùn đáy ao nuôi cá Tra cũng khá cao, hàm lượng trung bình biến động từ tương đương 3,45-3,93 mg/g [38]. Hàm lượng TP trong ao nuôi tôm sú thâm canh 1,03-1,28 mg/g [31] và bùn đáy sông Tiền 0,3-0,7 mg/g [41], thấp hơn bùn đáy ao nuôi cá Tra lần lượt là khoảng 3 và 5 lần.

1.2.3.6 Kali (K)

Trong ao nuôi cá Tra thì thức ăn có K ít được sử dụng, một số trường hợp người nuôi sử dụng thức ăn gây màu có chứa thành phần KH2PO4. Tuy nhiên, lượng thức ăn này thường rất nhỏ. Hàm lượng K có trong bùn đáy ao phần lớn là chứa trong thức ăn hoặc sẵn có trong đất và trong nguồn nước cấp. Hàm lượng K chứa trong bùn đáy ao nuôi cá Tra nằm trung bình trong khoảng 61,4 mg/kg (45,7-83,6 mg/kg) [38]. Theo [42] thì hàm lượng K trao đổi (exchangeable K) của đất phù sa ĐBSCL là 2,7-4,5 mmol/kg (105-176 mg/kg); như vậy hàm lượng K trung bình trong bùn đáy ao cá Tra hơi thấp so với hàm lượng K trong đất ở một số vùng ĐBSCL.

1.2.3.7 Biến động nồng độ Ca và Mg (mg/kg)

Trong quá trình nuôi cá thì vôi được dùng để cải tạo ao nên làm tăng hệ đệm của nước ao làm cho Ca và Mg tích tụ trong bùn đáy ao nuôi. Các loại vôi thường được dùng là

Trang | 29

CaO, CaCO3 và CaMg(CO3)2, ngoài ra còn có một số hóa chất cũng góp phần cung cấp Ca trong nước như chlorine (Ca(OCl)2). Hàm lượng Ca của các ao nuôi cá Tra biến động từ 678-1975 mg/kg (trung bình là 1.119 mg/kg). Nhìn chung, hàm lượng trung bình của Ca trong bùn đáy ao nuôi cá Tra cao hơn so với hàm lượng Ca trong các loại đất trồng lúa ở đồng bằng sông Hồng (ĐBSH) và ĐBSCL; hàm lượng Ca trung bình trong đất trồng lúa ở ĐBSH biến động trong khoảng 668-674 mg/kg và hàm lượng Ca trung bình trong đất trồng lúa ở ĐBSCL là 352-450 mg/kg [43].

Hàm lượng Mg trong bùn đáy ao nuôi cá Tra biến động từ 247-634 mg/kg (trung bình 353 mg/kg) [38]. Theo [43] thì hàm lượng Mg trung bình trong các loại đất trồng lúa ở ĐBSH và ĐBSCL biến động trong khoảng 174-338 mg/kg và 254-397 mg/kg. Như vậy, hàm lượng Mg trong bùn đáy ao nuôi cá gần tương đương với hàm lượng Mg trong đất trồng lúa ở ĐBSH và ĐBSCL.

1.2.3.8 Nồng độ các nguyên tố vi lượng – kim loại nặng

Nồng độ sắt (Fe) trung bình trong bùn đáy ao nuôi cá Tra khoảng 9.579 mg/kg, biến động trong khoảng 5.335-17.780 mg/kg. Sắt có trong bùn đáy có thể có nguồn gốc tự nhiên (đất phèn) và một phần nhỏ chứa trong thức ăn của cá. Nhìn chung, hàm lượng Fe của bùn đáy ao nuôi cá Tra gần tương đương với hàm lượng Fe của một số vùng đất phèn như Đồng Tháp Mười hay Bán đảo Cà Mau và thấp hơn đất phèn của vùng Tứ giác Long Xuyên. Đất vùng Đồng Tháp Mười và Bán đảo Cà Mau có hàm lượng Fe khoảng 9.500-10.400 mg/kg, trong khi đó đất của vùng Tứ giác Long Xuyên có hàm lượng Fe là 18.500 mg/kg [44]. Theo [45] hàm lượng trung bình của đất phèn tiềm tàng và đất phèn hoạt động ở vùng ĐBSCL biến động trong khoảng 4.850-8.011 mg/kg, như vậy hàm lượng Fe của bùn đáy ao nuôi cá Tra hơi cao hơn so với hàm lượng Fe trung bình của đất phèn ở vùng ĐBSCL.

Bảng 1.3. Nồng độ các nguyên tố vi lượng, kim loại nặng trong bùn đáy ao nuôi cá Tra

Biến động

Nguyên tố (mg/kg)

Fe Mn Mo Zn Cu Cd Pb Cr Ni

Trung bình 9.579 243 0,430 19,7 2,54 0,020 0,030 59,0 23,4

5.335-17.780 121-410 0,262-0,908 9,61-31,6 1,21-3,90 0,014-0,023 0,022-0,055 38,3-88,6 13,8-30,0

Nguồn: Trương Quốc Phú và cs. [38]

Nồng độ Mangan (Mn) trong bùn đáy ao nuôi cá Tra biến động trong khoảng 190-290 mg/kg, cao gấp nhiều lần so với đất bạc màu và đất phèn (đất bạc màu, đất phèn thường có hàm lượng Mn thấp hơn 10 mg/kg). Nguồn gốc Mn tích lũy trong ao nuôi cá có thể có nguồn gốc từ các hóa chất khử trùng (KMnO4) và từ thức ăn của cá. Theo [46], trầm tích sông rạch ở Tp Hồ Chí Minh chứa Mn khoảng 500-600 mg/kg, cao hơn trong bùn đáy ao nuôi cá Tra 2-3 lần. Fe và Mn tồn tại trong đất thường thì ít gây hại cho người và động vật nhưng chúng rất cần thiết cho sự phát triển của thực vật.

Trang | 30

Nồng độ Mo trong bùn đáy ao nuôi cá Tra trung bình là 0,430 mg/kg (biến động trong khoảng 0,262-0,908 mg/kg). Hàm lượng Mo xuất hiện trong đất phèn là lớn nhất và ở đất bạc màu trên phù sa cổ là thấp nhất, hàm lượng Mo thích hợp trong đất từ 0,14-0,39 ppm [40].

1.2.4 Tảo và các chất hữu cơ trong ao

1.2.4.1 Chất hữu cơ

Chất hữu cơ 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 chất vẩn (detritus) cũng rất nhiều. Dĩ nhiên, sinh vật phù du và vi khuẩn cũng góp phần vào chất hữu cơ trong nước. Chất hữu cơ trong nước, đặc biệt sinh vật phu du là nguyên nhân 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 dào 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 độ đục của nước [29].

1.2.4.2 Tảo

Động học dinh dưỡng của tảo

Nguyên tắc cơ bản: tảo cần nguồn dinh dưỡng vô cơ, ánh sáng đầy đủ, và nhiệt độ đầy đủ để sinh trưởng và phát triển. Thành phần dinh dưỡng vô cơ sơ cấp bao gồm P, N và C. Rõ ràng H và O cũng là 2 nguyên tố cần thiết cho sự sinh trưởng của tảo, nhưng nước đã cung cấp dư thừa các nguyên tố này và không cần phải quan tâm tới H và O khi nghiên cứu.

Cần phải hiểu rằng các loài tảo khác nhau thì có nhu cầu về dinh dưỡng là khác nhau. Nguyên tắc tiếp cận là không thúc đẩy sự cạnh tranh loài hay phát triển một loài tảo cá biệt nào bằng việc quản lý các loài sẵn có. Theo nguyên tắc đó, các nghiên cứu sẽ tập trung chi tiết hơn về 3 nguyên tố dinh dưỡng cơ bản với tảo: P, N và C. Nội dung tập trung vào nguồn gốc của chúng, tính sẵn có về mặt sinh học và vòng tuần hoàn trong ao sản xuất (productive ponds) [47].

Kiểm soát năng suất tảo

Những chất mà tảo cần:

- Dinh dưỡng cơ bản (C, N, P) cũng như H và O; - Các nguyên tố vi lượng; - Đủ năng lượng ánh sáng trong cột nước; - Nhiệt độ phù hợp cho quá trình sinh trưởng.

Tảo sẽ tiếp tục tăng trưởng nhanh miễn là tất cả các điều kiện trên được đáp ứng. Khi không có một hoặc một số yêu cầu trên, năng suất tảo sẽ bị giới hạn bởi điều kiện đó. Tốc độ sản xuất tảo được quyết định bởi tỷ lệ của sự sẵn có các chất dinh dưỡng. Rõ ràng là P, N và C tuần hoàn giữa tảo, động vật, cột nước, và trầm tích trước khi đi ra khỏi hệ thống ao qua việc giải phóng ra khí quyển, ngấm xuống nước ngầm, cố định trong lớp trầm tích, hay đi vào trong các cơ thể các loài thủy sản thu hoạch [28].

Trang | 31

Thực vật phù du (Phytoplankton) và động vật phù du (zooplankton)

Nồng độ các sinh vật phù du có mối quan hệ rất chặt chẽ với sự có mặt của các chất N và P ở trong nước ao nuôi cá Tra. Thực vật phù du có mối liên hệ chặt chẽ với nồng độ chất PO4˗P và động vật phù du thì liên quan tới nồng độ các chất PO4˗P and DO [48].

Nghiên cứu [49] đã chỉ ra năm nhóm (hệ) tảo gồm: Chlorophyta (tảo xanh), Diatomeae (tảo cát thuộc Ochrophyta), Euglenophyta (euglenoids), Cyanobacteria (tảo xanh lá cây – nước biển) và Dinophyta (dinoflagellates)] chứa khoảng 176 loài tảo khác nhau có thể tìm thấy trong ao nuôi cá Tra vùng sông Mekong. Hầu hết các loài tảo thường gặp là loài sống trong môi trường thiếu ôxy. Chúng là Actinastrum, Coelastrum, Pediastrum, Scenedesmus (Chlorophyta), Phacus, Euglena (Euglenophyta), Melosira, Cyclotella (Diatomeae), Spirulina và Oscilatoria (Cyanobacteria). Có ít nhất 99 loài động vật phù du thuộc 4 nhóm chính protozoa, rotifera, cladocera và copepod có trong ao nuôi cá Tra [49].

1.2.5 Các chu trình sinh học trong ao

1.2.5.1 Chu trình nitơ

Chu trình nitơ được trình bày ở hình dưới. Nitơ có thể đi vào ao nuôi từ không khí dưới dạng nitơ phân tử (N2), và một số phân tử nitơ có thể được cố định trong chất hữu cơ nhờ tảo lam và vi khuẩn. Nước mưa vào ao có chứa nitrat 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 các hoạt động sinh học.

Hấp thụ của thực vật

Tất cả thực vật có thể dùng nitrat và ammonium nitơ, và tảo lam cũng có thể dùng để cố định nitơ nguyên tố. Thực vật phù du có thể hấp thụ một lượng lớn ammonium và chúng là nhân tố chi phối làm hạn chế hàm lượng ammonia trong nước ao. Trong thực vật nitơ bị khử thành ammonia và kết hợp với các bon hữu cơ tạo thành a-xit amin. A-xít amin sau đó liên kết với nhau tạo thành protein. Động vật có thể ăn thực vật và khi chết đi chúng trở thành xác hữu cơ.

Phân hủy nitơ trong vật chất hữu cơ

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 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 40oC 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 có khuynh hướng tích tụ trừ khi được bón vôi để cải thiện pH. Vật chất hữu cơ có hàm lượng nitơ cao so với hàm lượng các bon 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 nitrat hoặc ammonia từ trong nước để sử dụng trong quá trình phân hủy vật chất hữu cơ. Vi sinh vật giúp loại bỏ nitơ trong môi trường làm cho thiếu hụt nitơ trong chất hữu cơ được gọi là sự hấp thụ nitơ.

Trang | 32

Hình 1.2. Chu trình Nitơ trong ao nuôi cá

Nguồn: Boyd C.E [29]

Nitrat hóa

Ammonia giải phóng vào nước ao do quá trình phân hủy có thể được sử dụng bởi thực vật hoặc nó bị nitrat hóa thành nitrat bởi vi khuẩn hóa tự dưỡng. Sự oxy hóa ammoni thành nitrit bởi vi khuẩn thuộc giống Nitrosomonas là bước đầu của quá trình nitrat hóa:

NH4

+ + 11/2O2 → NO2

- + 2H+ + H2O

Bước thứ 2, nitrit bị oxy hóa bởi vi khuẩn giống Nitrobacter:

NO2

- - + 1/2O2 → NO3

Khử nitrat hóa

Trong điều kiện thiếu oxy nhiều vi sinh vật có thể sử dụng nitrat hay hợp chất nitơ oxy hóa khác như nguồn oxy và electron 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 dưỡng này được gọi là khử nitrat (khử nitơ) bởi vì khí N2 được giải phóng như là chất trao đổi và biến mất khỏi ao. Khử nitrat sẽ làm mất một lượng lớn nitơ trong ao và được tóm tắt qua phương trình sau:

6 NO3 + 5 CH3OH → 5 CO2 + 3 N2 + 7 H2O + 6 OH-

Trong phương trình khử nitrat hóa ở trên, methanol được dùng làm nguồn các bon. Dĩ nhiên, nhiều hợp chất các bon hữu cơ có thể được dùng cho vi khuẩn khử nitrat hóa.

Sư bay hơi của ammoni

Một số ammoni thoát khỏi ao trực tiếp vào không khí khi áp lực khí ammoni trong nước cao hơn áp lực khí ammoni trong không khí. Quá trình này xảy ra nhiều ở pH trên 9. Sự quan trọng của bay hơi ammoni trong cân bằng nitơ trong ao ít được biết đến, nhưng nó được cho là không có ý nghĩa trong hầu hết các ao do pH không đủ cao để giúp làm thoát nhanh vào không khí.

Nước thiếu oxy nếu đủ các chất hữu cơ gây ra điều kiện suy giảm về sinh học. Amonia thường bị giảm về mặt hóa học và tích lũy dưới điều kiện này. Mặt khác, dạng nitrat và

Trang | 33

- chuyển thành nitrit có thể bị suy giảm thông qua quá trình khử nitrat hóa. Đầu tiên, NO3 -, sau đó chuyển hóa thành N2. Nitơ tự do có thể quay lại hòa tan vào nước hoặc giải NO2 phóng ra không khí. Quá trình khử nitrat hóa được thực hiện bởi vi sinh vật xảy ra trong tất cả các lớp trầm tích đáy hồ thiếu khí. Quá trình chuyển hóa cuối cùng của nitơ thuần túy là chuyển hóa hóa học giữa 2 dạng của amoni là dạng ion NH4

+ và NH3.

Quá trình này có tác động lớn hệ thống nuôi trồng do: trong khi dạng ion thường an toàn cho các cá thể nuôi trồng, thì dạng NH3 có thể là độc chất với chúng.

1.2.5.2 Chu trình phốt pho

Hàm lượng phốt-pho trong nước ao thấp. Phốt-pho được đưa vào ao qua phân bón để kích thích tảo nở hoa, làm tăng sinh vật để 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 nên đi vào nước làm tăng năng suất thực vật phù du.

Phân hủy phốt-pho trong ao

Lượng phốt-pho đi vào ao từ nguồn tự nhiên, bao gồm cả việc giải phóng từ đất và thường thì 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 bị vi khuẩn phân hủy. Lượng phốt-pho thu được từ động vật thủy sinh thường thấp hơn 1/3 lần lượng phốt-pho cung cấp vào ao. Tuy nhiên, sinh khối động vật thu được 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.

Hình 1.3. Chu trình phốt pho trong ao nuôi cá

Nguồn: Boyd C.E [29]

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+ + H2PO4

- = AlPO4 +2H+

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 thúc đẩy sinh trưởng.

Trang | 34

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 sẽ được tìm thấy trong bùn. Phốt-pho trong đất đáy ao cân bằng với phốt-pho trong nước, nhưng mặc dù vậy, hàm lượng phốt-pho trong nước rất thấp. Do đó, trầm tích ao dường như là chất lắng hơn là nguồn phốt pho [47].

1.2.5.3 Chu trình các bon

Theo [47] các bon là nguồn chính của tất cả các chất hữu cơ; Và các nguồn các bon hữu cơ (OC) cho gần như tất cả các sinh vật sống đến từ việc cố định các bon vô cơ (CO2) trong quá trình quang hợp thực vật. Trong ao nuôi trồng thủy sản, việc tích tụ quá nhiều chất hữu cơ và sinh khối tảo có thể dẫn đến sự mất cân bằng trong tích tụ oxy hoà tan.

Các bon vô cơ:

-, và CO3

- là các bon vô cơ quan trọng trong nuôi trồng thuỷ sản. CO2, H2CO3, HCO3 CO2 có ít trong khí quyển, nhưng hòa tan cao trong nước và khoảng 0,2% CO2 kết hợp với nước tạo thành axit cacbonic.

Các bon hữu cơ:

Theo [47] trong các hệ sinh thái thủy sinh, các bon hữu cơ có thể được phân loại như cacbon hữu cơ hạt (POC) và cacbon hữu cơ hòa tan (DOC). POC là sự tích tụ của các bon (C) trong động vật (cá), động vật phù du, côn trùng, thực vật phù du, thực vật, vi khuẩn và chất vẩn. DOC bao gồm C trong carbohydrate, protein, peptide, axit amin, chất béo do sự phân hủy các chất hữu cơ dạng hạt.

Chu trình các bon trong ao:

Hai quá trình quan trọng tạo ra dòng các bon là tự dưỡng và dị dưỡng xảy ra trong nước và trầm tích. Trong quá trình tự dưỡng, các bon vô cơ chuyển vào trong nước và được thực vật phù du sử dụng trong quá trình quang hợp, và các bon được chuyển qua chuỗi thức ăn, trong đó thực vật phù du được tiêu thụ bởi động vật phù du, và sau đó là động vật phù du được cá tiêu thụ. Lượng hấp thụ các bon từ CO2 trong khí quyển trong suốt giai đoạn chiếu sáng là dưới 0,2 g C m2/ngày và được đồng hóa thành sinh khối thực vật phù du. Các nguồn các bon vô cơ khác để hỗ trợ quá trình sản xuất sơ cấp trong ao là: -; 2). CO2 được tạo ra 1). Bổ sung CO2 hòa tan thông qua quá trình cân bằng với HCO3 bởi quá trình hô hấp trong ao. Các bon được các động vật (cá hoặc động vật phù du) tiêu thụ có thể được hấp thụ vào mô, biến mất trong quá trình hô hấp, hoặc bị mất trong phân thải hoặc bài tiết trong các chất hữu cơ hòa tan. Việc thất thoát các bon thông qua hô hấp có thể được tái sử dụng bởi thực vật hoặc bị phân hủy bởi các vi khuẩn dị dưỡng. Các chất hữu cơ dạng hạt bài tiết ra, thực vật phù du chết, động vật phù du, chất thải và chất hữu cơ hòa tan bị phân hủy bởi vi khuẩn hiếu khí trong nước đều đóng góp vào quá trình sản xuất CO2. Hơn một nửa các bon ở đáy ao nuôi trồng thuỷ sản xuất phát từ quá trình phân hủy kỵ khí. Ở đáy ao, tất cả các vật liệu có thể bị phân hủy kỵ khí hoặc hiếu khí và từ từ giải phóng các bon dioxide vào trong nước [50].

Trang | 35

Hình 1.4. Chu trình các bon trong ao nuôi

Nguồn: Nen Phana [50]

1.2.6 Các quá trình chuyển hóa trong bùn đáy 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 cơ 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.

Vật chất hữu cơ bổ sung vào ao hoặc được tạo ra trong ao, hoặc 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 [29].

Hình 1.5. Trao đổi cation giữa các phần tử đất và nước.

Nguồn: Boyd C.E [29]

Trang | 36

1.3 Enzyme trong thức ăn thủy sản

1.3.1 Vai trò và tác dụng của enzyme phytase trong thức ăn thủy sản

Khi liên kết phốt pho trong phytate trở thành chất dinh dưỡng do sự bổ sung phytase, tạp chất của phốt pho vô cơ như bột cá có thể giảm xuống đáng kể. Phytase làm giảm số lượng các chất dinh dưỡng thải ra môi trường bằng cách tạo ra liên kết phốt pho cho cá tăng trưởng, vì thế nó được đưa vào cơ thể cá thay vì thải ra. Phytase được bổ sung vào chế độ ăn cải thiện prôtein và axit amin tiêu hóa ở cá, ngoài ra nó có thể cải thiện năng lượng trao đổi của thức ăn bằng cách phá vỡ hợp chất phytase-lipid. Chế độ thức ăn có bổ sung phytase cho kết quả tiêu thụ thức ăn và tăng trưởng cao hơn, ngoài ra hiệu quả chuyển hóa thức ăn cũng tốt hơn so với chế độ ăn thông thường

Trong thực vật, 50-80% tổng lượng phosphorus (P) tồn tại dưới dạng phytate hay acid phytic (myo-inositol 1,2,3,4,5,6 hexadihydrogenphosphate) rất khó tiêu hoá và hấp thu. Do vậy, lượng P hữu dụng trong thực vật rất thấp. Bên cạnh đó, phytate hoặc acid phytic còn tạo liên kết chặt chẽ với các khoáng kim loại, axit amin, protein, tinh bột, gây ra hiệu ứng kháng dinh dưỡng, làm giảm khả năng tiêu hóa của các dưỡng chất này. Lượng P ở dạng phytate hoặc acid phytic không được động vật tiêu hóa sẽ thải ra ngoài theo phân gây ra ô nhiễm môi trường, đồng thời lượng P này sẽ là nguồn thức ăn cho vi khuẩn gây bệnh sống trong đất phát triển và phát tán trong nước gây ra hiện tượng nở hoa bùng phát ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng của các loài thủy sản [51]; [52]; [53].

Muốn phân giải phytate cần phải có sự xúc tác của enzyme phytase, tuy nhiên cơ thể động vật thủy sản không tự tổng hợp được enzyme phytase; Do vậy, cần phải bổ sung enzyme phytase vào thức ăn để giúp chúng tăng cường hiệu quả tiêu hoá và hấp thu P cũng như các chất dinh dưỡng khác có trong thức ăn. Phytase là một enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân acid phytic thành myo-inositol và một số gốc phosphate vô cơ tự do. Các chất này được các động vật thủy sản tiêu hóa và hấp thu một cách dễ dàng. Chính vì vậy, việc bổ sung phytase vào thức ăn không những giúp chúng đồng hóa tốt thành phần P có sẵn trong thức ăn, tăng sự hấp thu protein và khoáng kim loại mà còn giảm được sự ô nhiễm môi trường đáng kể [54].

Enzym phytase có thể làm tăng hấp thụ P trong cơ thể vật nuôi thêm 60% và được dùng như là chất bồ sung bắt buộc cho thức ăn chăn nuôi ở Châu Âu, một số nước của Đông Nam Á, Hàn Quốc, Nhật, Đài Loan để giảm tác hại đến môi trường do P từ phân vật nuôi thải ra. P thải qua phân của vật nuôi là thủ phạm gây ô nhiễm đất và nước ngầm; bên cạnh đó nitơ và lưu huỳnh thải theo phân do không được tiêu hóa cũng là những tác nhân gây nên mùi hôi trong khu vực nuôi trồng thủy sản và gây ô nhiễm nguồn nước. Phytase có tác dụng bảo vệ môi trường là do phytase giải phóng P và các dưỡng chất khác khỏi phức hợp với phytate. Phytase có khả năng làm giảm 30-50% lượng P thải ra môi trường do nó giúp làm giảm lượng P bổ sung dưới dạng DCP (Dicalciphotphate) và giúp hấp thu tối đa lượng P sẵn có trong nguyên liệu. Phytase cũng giúp giải phóng protein và axit amin khỏi sự liên kết với phytate hoặc acid phytic, khiến chúng được tiêu hóa và hấp thu tốt hơn, qua đó làm giảm lượng thải nitơ và lưu huỳnh, nên làm giảm mùi hôi và ô nhiễm nguồn nước.

Như vậy, phytase bổ sung vào thành phần thức ăn với một lượng nhỏ nhưng đem lại hai lợi ích: hạ giá thành sản phẩm thông qua việc tận dụng lượng Ca, P, Fe, protein dễ tiêu,

Trang | 37

giải phóng năng lượng,... và chỉ còn thải một lượng P rất thấp qua phân nên giảm thiểu tối đa mùi hôi và sự ô nhiễm môi trường; nhiều thí nghiệm ứng dụng phytase vào trong thành phần thức ăn thủy sản đã chứng minh kết luận này [55]. Sử dụng phytase để phân giải P trong thức ăn, không cần bổ sung bột xương, giảm thiểu sự thất thoát P vào môi trường [56], chỉ cần bổ sung 250 đến 1.000 UI phytase/kg thức ăn có thể thay thế hoàn toàn lượng bột xương bổ sung [57].

1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng của enzyme phytase trong nuôi trồng thủy sản

Ngày nay, với cách tiếp cận hiện đại, việc ứng dụng công nghệ sinh học để nâng cao chất lượng, hiệu quả sản phẩm, chất lượng môi trường trong nuôi trồng thủy sản là hướng đi chủ đạo, mang tính khoa học và có ý nghĩa rất lớn đến việc phát triển bền vững. Công nghệ enzyme được xem như là phương án thích hợp, tham gia vào việc giải quyết, nâng cao hiệu quả thức ăn và giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ hoạt động nuôi thủy sản. Nhiều nghiên cứu về vai trò của enzyme tiêu hóa như lipase, protease, amylase và phytase bổ sung vào thức ăn vật nuôi thủy sản. Đặc biệt trong các enzyme trên, phytase là enzyme ít được nghiên cứu nhất mặc dù rất quan trọng. Phytase là một enzym có thể giải phóng phytate được đính phốt pho (P) để sử dụng trong đường tiêu hoá của vật nuôi dạ dày đơn. Bổ sung phytase vào thức ăn vật nuôi có thể làm giảm nhu cầu cung cấp P vô cơ và giảm thấp sự bài tiết P vào trong phân, từ đó hạn chế được ô nhiễm P vào trong đất và trong nước ngầm. Như vậy, sử dụng Phytase giúp bảo vệ môi trường, nâng cao hiệu quả kinh tế trong phát triển chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản.

Một số thí nghiệm cho thấy việc bổ sung enzyme phytase vào thức ăn giúp thủy phân phytate giải phóng phốt pho và một số dưỡng chất khác từ đó cải thiện được hiệu quả sử dụng thức ăn, phốt pho và tốc độ tăng trưởng của cá [58], [59]. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy phytase có thể cải thiện tốc độ tăng trưởng của nhiều loài cá như cá da trơn Mỹ [60]; cá trê phi [61]; [62]; cá Tra (Pangasius pangasius) [63]. Theo [62], xử lý bột đậu nành bằng nhiệt độ cao trước khi bổ sung phytase có thể nâng cao tốc độ tăng trưởng của cá trê phi. Tuy nhiên, cũng có một số tác giả cho rằng việc bổ sung phytase vào thức ăn không có ảnh hưởng tới tăng trọng của một số loài cá khi cho cá ăn thức ăn có hàm lượng protein thực vật cao như cá hồi vân [64], [65]; cá da trơn Mỹ [66]. Sự khác biệt về một số kết quả này có thể liên quan tới sự khác biệt của các thành phần trong thức ăn, điều kiện nuôi khác nhau, các loài cá khác nhau, loại và đặc tính của enzyme phytase bổ sung vào thức ăn. Do phytase được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau như nấm, vi khuẩn, nấm men sẽ có những đặc tính khác nhau. Ngoài ra, hoạt tính của phytase còn bị ảnh hưởng của một số yếu tố khác như pH, nhiệt độ và dạng bổ sung vào thức ăn.

Nhiều thí nghiệm cho thấy hiệu quả sử dụng protein (PER) và hiệu quả sử dụng thức ăn (FCR) của cá cho ăn với thức ăn có bổ sung phytase đạt giá trị cao tương tự với nhiều nghiên cứu trước đó trên cá Tra [63]; cá trê lai [67]; cá rô phi [68], [69], [70]; cá chép [71] và cá rô hu [72]. PER của cá Tra được cho ăn với thức ăn có bổ sung phytase (500 FTU/kg thức ăn) đạt giá trị cao nhất [63]. Theo [67], bổ sung phytase ở hàm lượng 500 FTU/kg thức ăn cũng như 0,2% phốt pho đã giúp cải thiện hiệu quả nhất về PER và FCR của cá trê lai. PER của cá rô phi toàn đực cho ăn với thức ăn có bổ sung phytase ở hàm lượng 4000 FTU/kg thức ăn và DCP tại hai hàm lượng 0,2% và 0,3% là cao hơn so với PER của cá cho ăn thức ăn bổ sung phytase ở các hàm lượng thấp hơn hoặc không bổ sung phytase [68]. Bổ sung phytase kết hợp với citric acid đã cải thiện PER và PR của cá chép khi cho cá ăn thức ăn có hàm lượng protein cao thực vật [71].

Trang | 38

Nghiên cứu gần đây của [73] về việc thử nghiệm và bổ sung phytase (từ Bacillus subtilis Ba 58) trong khẩu phần thức ăn lên sự tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cá Tra được nuôi trên bể composite, sau 2 tháng nuôi kết quả cho thấy rằng: trọng lượng trung bình cá thí nghiệm đạt cao nhất tại nghiệm thức bổ sung phytase 1500 UI/kg thức ăn (41,10 ± 1,31g/con). Trong khi ở nghiệm thức không bổ sung phytase (nghiệm thức đối chứng) trọng lượng trung bình của cá chỉ đạt 31,81 ± 1,14 g/con. Kết quả thí nghiệm còn cho thấy tăng trọng và tốc độ tăng trưởng đặc biệt của cá ở nghiệm thức bổ sung phytase thể hiện cao hơn (P<0,05) so với nghiệm thức đối chứng, ở nghiệm thức bổ sung phytase 1500 UI/kg thức ăn mang lại sự tăng trọng và tốc độ tăng trưởng đặc biệt cao nhất tương ứng 31,40 ± 1,30 (g) và 1,68 ± 0,03 (%/ngày), trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng đem lại kết quả thấp nhất là 22,12 ± 1,67 (g) và 1,39 ± 0,04 (%/ngày). Kết quả về hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER) của cá tra ở các nghiệm thức có bổ sung enzyme phytase cũng thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng (P<0,05). FCR đạt giá trị thấp nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase (1500 UI/kg thức ăn) là 1,29 ± 0,06 và cao nhất ở nghiệm thức đối chứng 1,66 ± 0,09. Tương tự, PER đạt giá trị cao nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase (1500 UI/kg thức ăn) là 2,01 ± 0,09 và thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng 1,58 ± 0,08. Về khả năng giảm thải phốt pho trong môi trường nước, kết quả cho thấy rằng Phốt pho (P) cá, tỉ lệ tích lũy phốt pho (PHR) ở các nghiệm thức bổ sung phytase là cao hơn nhiều so với nghiệm thức đối chứng. Cụ thể như P và PHR đạt giá trị cao nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase ở hàm lượng 1500 UI/kg thức ăn là 0,64 ± 0,02 (%) và 66,46 ± 2,38 (%) so với nghiệm thức đối chứng đạt giá trị P và PHR thấp nhất tương ứng 0,44 ± 0,02 và 47,83 ± 2,31 (%). Bên cạnh đó, hàm lượng phốt pho thải ra môi trường tương ứng với 1 kg tăng trọng của cá thí nghiệm ở nghiệm thức bổ sung phytase 1500 UI/kg thức ăn là thấp nhất và có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) so với nghiệm thức đối chứng. Thức ăn có bổ sung phytase (1500 U/kg thức ăn) giúp giảm thải ra ngoài môi trường nước 10,39 ± 0,74 g P/kg WG (47,61%) so với không bổ sung phytase trong thức ăn tăng lên 21,82 ± 0,96 g P/kg WG (100%).

1.4. Mô hình và mô hình hóa

Mô hình (Model) là một sơ đồ phản ánh đối tượng, con người dùng sơ đồ đó để nghiên cứu, thực nghiệm nhằm tìm ra quy luật hoạt động của đối tượng hay nói cách khác mô hình là đối tượng thay thế của đối tượng gốc để nghiên cứu về đối tượng gốc.

Mô hình hóa (Modeling) là thay thế đối tượng gốc bằng một mô hình nhằm thu nhận các thông tin quan trọng về đối tượng bằng cách tiến hành các thực nghiệm trên mô hình. Nếu các quá trình xẩy ra trong mô hình đồng nhất (theo các chỉ tiêu định trước) với các quá trình xẩy ra trong đối tượng gốc thì người ta nói rằng mô hình đồng nhất với đối tượng. Lúc này người ta có thể tiến hành các thực nghiệm trên mô hình để thu nhận thông tin về đối tượng. Mô phỏng (Simulation, Imitation) là phương pháp mô hình hóa dựa trên việc xây dựng mô hình số (Numerical model) và dùng phương pháp số (Numerical method) để tìm các lời giải. Chính vì vậy máy tính số là công cụ hữu hiệu và duy nhất để thực hiện việc mô phỏng hệ thống.

Lý thuyết cũng như thực nghiệm đã chứng minh rằng, chỉ có thể xây dựng được mô hình gần đúng với đối tượng mà thôi, vì trong quá trình mô hình hóa bao giờ cũng phải chấp nhận một số giả thiết nhằm giảm bớt độ phức tạp của mô hình, để mô hình có thể ứng dụng thuận tiện trong thực tế. Phương pháp mô hình hóa thường được dùng trong các trường hợp sau:

Trang | 39

 Khi nghiên cứu trên hệ thống thực gặp nhiều khó khăn do nhiều nguyên nhân: - Giá thành nghiên cứu trên hệ thống thực quá đắt; - Nghiên cứu trên hệ thống thực đòi hỏi thời gian quá dài; - Nghiên cứu trên hệ thống thực ảnh hưởng đến sản xuất hoặc gây

nguy hiểm cho người và thiết bị;

- Trong một số trường hợp không cho phép làm thực nghiệm trên

hệ thống thực.

 Phương pháp mô hình hóa cho phép đánh giá độ nhạy của hệ thống khi thay đổi tham số hoặc cấu trúc của hệ thống cũng như đánh giá phản ứng của hệ thống khi thay đổi tín hiệu điều khiển. Những số liệu này được dùng để thiết kế hệ thống hoặc lựa chọn thông số tối ưu để vận hành hệ thống.

 Phương pháp mô hình hóa cho phép nghiên cứu hệ thống ngay cả khi chưa có hệ thống thực. Trong trường hợp này, khi chưa có hệ thống thực thì việc nghiên cứu trên mô hình là giải pháp duy nhất để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống, lựa chọn cấu trúc và thông số tối ưu của hệ thống, … đồng thời mô hình cũng được dùng để đào tạo và huấn luyện.

1.4.1. Mô hình hóa trong nghiên cứu môi trường

Tầm quan trọng của việc sử dụng mô hình trong công tác quản lý môi trường được minh họa trong Hình 1.6. Việc tiên đoán các tác động lên môi trường là một nhiệm vụ khá nặng nề. Chính vì lý do này đã biến mô hình trở thành một công cụ có ích bởi vì mô hình là bức tranh phản ánh thực tế. Với kiến thức môi trường sinh thái đầy đủ và hoàn chỉnh, có thể rút ra được những đặc trưng của hệ sinh thái liên quan đến các vấn đề ô nhiễm và qua nghiên cứu để hình thành nên nền tảng của mô hình môi trường.

Như được chỉ ra ở Hình 1.6, kết quả mô hình có thể được sử dụng để lựa chọn kỹ thuật môi trường phù hợp nhất cho giải pháp các vấn đề môi trường đặc biệt, hay cho việc xây dựng các bộ luật khung giúp giảm thiểu hay kiểm soát ô nhiễm.

Ứng dụng mô hình trong môi trường đã trở nên phổ biến, nếu chúng ta muốn hiểu sự vận hành của một hệ thống phức tạp như hệ sinh thái. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi các mô hình môi trường đã được sử dụng ngày càng nhiều trong sinh thái học nói riêng và môi trường nói chung, như một công cụ để hiểu về tính chất của hệ sinh thái. Ứng dụng này đã phản ánh rõ ràng những thuận lợi của mô hình như là công cụ hữu dụng trong môi trường môi trường; nó có thể tóm tắt theo những điểm dưới đây:

1) Mô hình là những công cụ hữu ích trong khảo sát các hệ thống phức tạp.

2) Mô hình có thể được dùng để phản ánh các đặc tính của hệ sinh thái.

3) Mô hình phản ánh các lỗ hổng về kiến thức và do đó có thể được dùng để thiết lập nghiên cứu ưu tiên.

4) Mô hình là hữu ích trong việc kiểm tra các giả thiết khoa học, vì mô hình có thể mô phỏng các tác động bên trong của hệ sinh thái, dùng nó để so sánh với các quan sát [74].

Trang | 40

Mô hình môi trường, sinh thái

Hệ sinh thái

Quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa

Công nghệ môi trường

Hình 1.6. Mối liên hệ giữa môi trường, sinh thái, quản lý và công nghệ môi trường.

Nguồn: Bùi Tá Long [76]

1.4.2. Các thành phần trong quá trình mô hình hóa môi trường

Trong quá trình mô hình hóa môi trường có 5 thành phần trực tiếp tham gia: biến trạng thái (state variables), hàm điều khiển (forcing function) và biến ngoại sinh (exogerous variables), các phương trình toán học (mathematical equations), các tham số (parameters), các hằng số (universal constants)

1. Biến trạng thái, giống như tên gọi của nó, mô tả tình trạng của hệ sinh thái. Việc lựa chọn biến trạng thái cho cấu trúc của mô hình là rất quan trọng và phụ thuộc vào mục tiêu.

2. Hàm điều khiển (hoặc biến ngoại sinh) là hàm số của các biến đặc tính bên ngoài có ảnh hưởng đến tình trạng của hệ sinh thái. Mô hình được sử dụng nhằm dự đoán cái gì sẽ thay đổi trong hệ sinh thái khi hàm điều khiển thay đổi theo thời gian. Nếu hàm điều khiển nằm trong tầm kiểm soát thì được gọi là hàm kiểm soát.

3. Phương trình toán được sử dụng để biểu diễn các quá trình sinh học, hóa học và vật lý. Chúng mô tả mối quan hệ giữa hàm điều khiển và biến trạng thái. Cùng một quá trình có thể có tìm thấy trong nhiều ngữ cảnh môi trường khác nhau, điều này có nghĩa là cùng một phương trình có thể được sử dụng trong nhiều mô hình khác nhau.

4. Các tham số là các hệ số trong các phương trình toán biểu diễn quá trình. Chúng có thể được xem là hằng số đối với một hệ sinh thái đặc biệt hoặc một phần của hệ sinh thái. Trong mô hình nhân - quả thông số sẽ có một định nghĩa khoa học, thí dụ như sự bài tiết chất cadium từ cá. Có nhiều thông số trong tài liệu không được xem là hằng số mà là một khoảng giá trị. Trong [75] có thể tìm thấy được một tập hợp đầy đủ các tham số trong khoa học môi trường và sinh thái học.

5. Các hằng số, thí dụ như hằng số khí và trọng lượng nguyên tử, cũng được sử dụng trong hầu hết các mô hình. Mô hình hóa môi trường có thể được định nghĩa như là cách thể hiện mang tính nghi thức các thành phần chủ yếu của một bài toán cụ thể dưới dạng các thuật ngữ toán học. Việc nhận biết đầu tiên về bài toán thông thường chỉ là ý tưởng. Đây có thể xem như là bước đầu tiên trong quy trình mô hình hóa môi trường. Sẽ tiện lợi hơn khi chuyển ý tưởng thành sơ đồ ý niệm với các biến trạng thái, các hàm điều khiển và các mối quan hệ về mặt toán học giữa các thành phần này trong quá trình [76].

Trang | 41

1.4.3 Mô hình hóa chất lượng môi trường nước ao, hồ

Mô hình hóa chất lượng nước trong ao (pond), hồ (lake) và hồ chứa (reservoir) có sự khác biệt so với mô hình hóa chất lượng nước sông, cửa sông hoặc bờ biển. Tuy mục đích sử dụng của nước hồ tương tự nước sông như cung cấp các tiện nghi, thủy sản và cấp nước, nhưng những đặc điểm môi trường của hồ chứa tạo nên sự khác biệt rất lớn so với kênh sông nơi có dòng chảy.

Hồ được định nghĩa là thủy vực giới hạn bởi bờ, có thể khép kín hoặc không khép kín. Theo độ sâu hồ được chia thành hai loại: hồ nông và hồ sâu. Hồ nông có độ sâu dưới 7 m có điều kiện quang hợp tốt; khả năng phú dưỡng cao. Hồ sâu có độ sâu trên 7 m nơi chế độ phân tầng về nhiệt độ, chất dinh dưỡng và oxy rõ rệt. Các nghiên cứu về hồ, hồ chứa cho thấy:

- Hồ và hồ chứa ít nhận các nguồn thải hữu cơ (đủ lớn) để gây nên sự thiếu hụt oxy

nghiêm trọng.

- Hồ và hồ chứa có thời gian lưu lâu hơn so với sông, điều này làm tảo phiêu sinh

chiếm ưu thế.

- Thời gian phản ứng lại sự ô nhiễm trong hồ chứa lâu hơn so với dòng chảy. - Về cơ bản, chất lượng nước trong hồ biến thiên theo chiều sâu.

Phần lớn mô hình hồ và hồ chứa đều liên quan tới sự phân tầng nhiệt và phú dưỡng, sự quan tâm về BOD/DO có vị trí quan trọng thứ hai, tảo được quan tâm nhiều hơn so với vi khuẩn.

Hồ được phân chia theo ba mức dinh dưỡng: hồ nghèo dinh dưỡng (oligotrophic), hồ trung bình (mezotrophic), hồ giàu dinh dưỡng (eutrophic). Tốc độ dòng luôn đổi hướng và giá trị, dòng chảy chủ đạo trong hồ do gió và nguồn nước bổ cập tạo nên.

1.4.3.1 Các tính chất đặc trưng của hồ

Theo sự phân tầng nhiệt độ, hồ chia thành ba tầng [74]. Tầng mặt (epilimnion): sâu từ vài centimét đến vài mét. Nhiệt độ nước trong tầng này phụ thuộc vào nhiệt độ khí quyển và thay đổi theo thời gian. Về mùa hè nhiệt độ thường thấp hơn nhiệt độ khí quyển một vài độ. Về mùa đông thì ngược lại nhiệt độ nước trong hồ cao hơn nhiệt độ môi trường bên ngoài. Tầng giữa (metalimnion): phân cách giữa tầng mặt và tầng đáy, chiều sâu trên 2 mét. Trong tầng này nhiệt độ thay đổi đột ngột theo chiều sâu. Tầng đáy (hypolimnion) là tầng ổn định, không có sự xáo trộn do gió. Chế độ ôxy trong hồ bao gồm hai quá trình chính là hô hấp của sinh vật (tiêu thụ oxy) và quá trình quang hợp: làm tăng oxy. Quá trình này phụ thuộc độ sâu của hồ. Ngoài ra, cũng cần lưu ý đến sự tiêu thụ oxy của bùn đáy.

Đối với hồ cần lưu ý tới sự phân bố các chất trong hồ gồm:

- Sự phân bố vật chất theo tầng nước trong hồ phụ thuộc vào chiều sâu đáy và diện

tích bề mặt hồ.

- Thông thường nồng độ chất bẩn giảm dần từ ven bờ ra giữa hồ. - Phía trong bờ, các thực vật bậc cao, thực vật ngập nước, động vật đáy phát triển mạnh; hàm lượng chất hữu cơ trong cặn đáy lắng cao hơn rất nhiều so với giữa hồ.

Đối với cặn lắng trong hồ cần lưu ý rằng sự phân bố cặn lắng trong hồ phụ thuộc vào trạng thái dòng chảy và chế độ thủy văn. Bên cạnh đó các lớp cặn đáy sẽ ảnh hưởng tới chế độ oxy và sự phân bố vật chất trong hồ.

Trang | 42

Theo các công trình nghiên cứu [77], [78] chất lượng nước trong hồ và hồ chứa là sự kết hợp giữa các yếu tố sau:

- Chất lượng dòng vào. - Chế độ khuấy trộn. - Quá trình lý hóa trong thời gian lưu trữ. - Sự sinh trưởng sinh học và vai trò của nó trong sự phân hủy và giải phóng chất ô

nhiễm.

Chính vì vậy, mô hình hóa chất lượng nước hồ liên quan đến tất cả các yếu tố trên. Tuy nhiên trong một số mô hình đơn giản người ta có thể lược bỏ đi một vài yếu tố. Dựa trên các mục tiêu và các quá trình xảy ra, mô hình hồ có thể được phân chia như trong bảng dưới đây.

Bảng 1.4. Phân loại mô hình hồ

Mục đích

Loại mô hình

Quản lý

Vật lý

x x x x

Vận hành x x x x

Nhiệt độ Cấu trúc tầng nhiệt Thủy động lực học Hóa học Cân bằng tải lượng khối lượng Sinh học Phú dưỡng hoá

Độc tính (chuối thức ăn)

x x

x

Nguồn: Bùi Tá Long [76]

1.4.3.2 Các quá trình chuyển đổi vật chất trong hồ

Các thông số đánh giá chất lượng nước nói chung và chất lượng nước hồ nói riêng bao gồm: pH, độ dẫn điện (EC), độ đục, DO, nhiệt độ, TDS, ORP, BOD, COD, NH4-N, NO2-N, NO3-N, TN, PO4-P, TP, phiêu sinh thực vật, phiêu sinh động vật, E.Coli, tổng Coliform…

Các quá trình chuyển đổi vật chất trong hồ:

Hình 1.7 mô tả chu trình nitơ trong nước. Qua quá trình hô hấp và chết, một phần nitơ trong phiêu sinh vật sẽ được chuyển thành nitơ vô cơ dạng NH3-N. Quá trình bài tiết sẽ giải phóng các hợp chất nitơ dạng hữu cơ hòa tan. Phần còn lại sẽ được phân rã thành mảnh vụn N. Các mảnh vụn N này sẽ lắng một phần, phần còn lại sẽ phân hủy tạo thành nitơ hữu cơ dạng hòa tan. Bên cạnh đó, cần lưu ý rằng:

- Nitơ hữu cơ dạng hòa tan sẽ bị thủy phân thành NH3-N. NO3-N sẽ được tạo thành

qua quá trình nitrat hóa NH3-N.

- Các hợp chất nitơ dạng vô cơ sẽ còn được bổ sung bởi quá trình hồi tiếp và được tiêu thụ một phần bởi các phiêu sinh vật, phần còn lại sẽ lắng xuống lớp bùn đáy.

Chu trình nitơ, phốt pho:

Trang | 43

Phân rã

Mảnh vụn chứa N

Sinh vật phù du

Tiêu thụ

Hô hấp

Bài tiết

Phân hủy

IN

Thủy phân

DON

Hồi tiếp

Hình 1.7. Chu trình nitơ trong nước

Ghi chú: IN: Nitơ vô cơ; DON: Nitơ hữu cơ hòa tan

Phân rã

Mảnh vụn chứa N

Sinh vật phù du

Tiêu thụ

Hô hấp

Bài tiết

Phân hủy

IP

Thủy phân

DOP

Hồi tiếp

Hình 1.8. Chu trình phốt pho trong nước

Ghi chú: IP: Phốt pho vô cơ; DOP: Phốt pho hữu cơ hòa tan

Trên Hình 1.8 mô tả chu trình photpho trong nước. Qua quá trình hô hấp và chết, một phần photpho trong phiêu sinh vật sẽ được chuyển thành photpho dạng vô cơ. Quá trình bài tiết sẽ giải phóng các hợp chất photpho dạng hữu cơ hòa tan. Phần còn lại sẽ được phân rã thành mảnh vụn P. Các mảnh vụn P này sẽ lắng một phần, phần còn lại sẽ phân hủy tạo thành photpho hữu cơ dạng hòa tan. Bên cạnh đó lưu ý rằng:

- Photpho hữu cơ dạng hòa tan sẽ bị thủy phân thành PO4-P. - Các hợp chất photpho dạng vô cơ sẽ còn được bổ sung bởi quá trình hồi tiếp và được tiêu thụ một phần bởi các phiêu sinh vật, phần còn lại sẽ lắng xuống lớp bùn đáy.

Trên Hình 1.9 mô tả chu trình chuyển đổi vật chất của thực vật phù du. Tốc độ phát triển của thực vật phù du trong môi trường tự nhiên cũng như phụ thuộc vào bức xạ mặt trời,

Trang | 44

nhiệt độ, cân bằng giữa dinh dưỡng (cung cấp) và nhu cầu của thực vật phù du. Bên cạnh đó cần lưu ý rằng đối với thực vật phù du ánh sáng mặt trời làm tăng quá trình quang hợp, góp phần làm tăng sinh khối của thực vật phù du. Các nghiên cứu khoa học chỉ rõ một phần thực vật phù du sẽ làm thức ăn cho động vật phù du. Quá trình phân rã/chết đi của thực vật phù du sẽ tạo thành các mảnh vụn. Các thành phần nitơ và photpho trong thực vật phù du sẽ chuyển đổi thành các hợp chất vô cơ trong quá trình hô hấp.

Tiêu thụ

IN

Hô hấp

Quang hợp

Thực vật phù du

IP

Phân rã/chết

Làm thức ăn

Mảnh vụn

Động vật phù du

Hình 1.9. Chu trình của thực vật phù du trong nước

Ghi chú: IP: Phốt pho vô cơ; IN: Nitơ vô cơ

Tiêu thụ

Thực vật phù du

IN

Hô hấp

Làm thức ăn

Đ. vật phù du

IP

Phân rã/chết

Mảnh vụn

Hình 1.10. Chu trình của động vật phù du trong nước

Ghi chú: IP: Phốt pho vô cơ; IN: Nitơ vô cơ

Các phản ứng của động vật phù du trong nước được thể hiện trên Hình 1.10. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ rõ:

Trang | 45

- Một phần thực vật phù du sẽ làm thức ăn cho động vật phù du. - Quá trình phân rã/chết đi của động vật phù du sẽ tạo thành các mảnh vụn. - Các thành phần nitơ và photpho trong động vật phù du sẽ chuyển đổi thành các

hợp chất vô cơ trong quá trình hô hấp.

- Quá trình tiêu thụ các chất vô cơ góp phần tăng mật độ của động vật phù du.

1.4.4 Các nghiên cứu về mô phỏng mô hình lưới thức ăn

1.4.4.1 Giới thiệu chung mô hình lưới thức ăn

Lưới thức ăn là sự kết nối giữa sinh vật ăn thịt và con mồi trong hệ sinh thái, đây là một mạng lưới phức tạp và có rất nhiều vấn đề cho quá trình mô phỏng. Đầu tiên, bản chất và chiều dài chuỗi có thể phân chia theo dạng ưu tiên, có thể dùng một số nguyên tắc sinh học chung. Thứ hai, có thể mô tả dưới dạng động học sự thay đổi kích thước và quy mô các loài trong lưới thức ăn. Thứ ba, có rất nhiều kết nối trong mạng lưới có kích thước đáng kể cần phải đưa ra được các giá trị kết nối này.

(cid:3037)

Trong thời gian ngắn nhất, số loài và số lượng của từng loài được cố định, và chỉ có phân số của thời gian một cá thể loài i dành để tìm kiếm loài j là thay đổi. Phân số này được biểu thị bằng fij và được gọi là “nỗ lực” để loài i tìm kiếm loài j và ∑ 𝑓(cid:3036)(cid:3037) (cid:3404) 1 cho tất cả các loài i.

Chiến lược tìm kiếm là một trong những nỗ lực mà vật ăn thịt i tìm kiếm trong mỗi con mồi của mình (j) có thể đạt được trong nguồn sinh thái. Khi tỉ lệ mỗi cá thể loài i tiêu thụ cá thể loài j là gij thì số lượng được giả thiết là fij α gij.

(1.1)

Khi ∑ 𝑓(cid:3036)(cid:3037) (cid:3404) 1 (cid:3037)

thì 𝑓(cid:3036)(cid:3037)(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3286)

(cid:3034)(cid:3284)(cid:3285)(cid:4666)(cid:3047)(cid:4667) ∑ (cid:3034)(cid:3284)(cid:3286)(cid:4666)(cid:3047)(cid:4667)

Trong quy mô thời gian lớn hơn, số loài trong lưới thức ăn thường được cố định, nhưng số lượng của các loài thì thay đổi. Trong mô hình nó được mô phỏng bằng công thức cân bằng đối với sự thay đổi số lượng cá thể loài i trong lưới thức ăn ở thời điểm t, Ni(t):

(1.2)

(cid:3404) 𝜆 ∑ 𝑁(cid:3036)(cid:4666)𝑡(cid:4667)𝑔(cid:3036)(cid:3037)(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:3398) ∑ 𝑁(cid:3037)(cid:4666)𝑡(cid:4667)𝑔(cid:3037)(cid:3036)(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:3398) 𝑑(cid:3036)𝑁(cid:3036)(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:3037)

(cid:3037) (cid:3031)(cid:3015)(cid:3284)(cid:4666)(cid:3047)(cid:4667) (cid:3031)(cid:3047)

Trong đó: λ là phân số của nguồn con mồi được đưa trở lại nguồn sinh của vật ăn thịt và di là hằng số tỉ lệ của lượng chết cá thể loài i với sự vắng mặt của quá trình tương tác với các loài khác. Các công thức này là sự khái quát hóa các công thức cân bằng được chỉ ra trong các tài liệu tham khảo cho một số ít loài. Trong đó công thức bên phía tay phải đầu tiên là biểu thị sự phát triển về số lượng của loài i do ăn thịt các loài khác, thứ hai là sự suy giảm số lượng do bị loài khác ăn thịt và cuối cùng là tỉ lệ chết của các cá thể loài i. Ở nơi không có mối quan hệ giữa vật ăn thịt và con mồi (loài i và loài j) thì gij = 0.

Cuối cùng, trong quy mô thời gian lớn hơn, số loài cũng có thể thay đổi cũng như số lượng cá thể và nỗ lực của chúng. Ở đây tạm thời chưa xét đến động lực học của các quần thể các loài thông thường, và cần phải cung cấp cho các đặc tính hoặc đặc điểm của loài xác định các đặc tính về hành vi và kiểu hình của chúng. Điều này sẽ cho phép thiết lập một chương trình trong đó các biến thể gần giống của các loài hiện có được đưa vào quần thể và xác định một loài như i đang tìm kiếm một loài khác, j (gọi là Sij). Làm điều này bằng cách xây dựng một tập hợp các tính chất riêng biệt K và một ma trận không đối kháng K x K matrix mαβ mà nó cho điểm α đối với tính năng β. Một ma trận mới được lựa chọn khi bắt đầu chạy mô phỏng với các mục là các biến ngẫu nhiên Gaussian với trung bình không và phương sai đơn vị. Sau đó, các loài được xác định là

Trang | 46

tập của L các tính năng riêng biệt. Trong các mô phỏng ở đây lấy L = 10 và K = 500, nhưng bất kỳ hai số nguyên nào cho phép tạo ra một số lượng lớn các loài riêng biệt sẽ được chấp nhận. Điểm số của loài i đối với loài j được xác định theo điểm của tất cả các đặc điểm của loài i với tất cả các đặc điểm của loài j:

(cid:2869)

(1.3)

(cid:4677)

𝑆(cid:3036)(cid:3037) (cid:3404) 𝑚𝑎𝑥 (cid:4676)0,

∑ ∑ 𝑚(cid:3080)(cid:3081) (cid:3081)Є(cid:3037)

(cid:3080)Є(cid:3036) (cid:3013)

Cá hồi chinook

Cá hồi coho

Cá hồi sông

Cá hồi vân

Cá hồi nâu

Cá ốt me

Cá trích

Cá bống trơn

Loài sinh vật

Giáp xác Mysis Relicta

Cá hồi Pontoporeia Hoyi

Thực vật phù du

Động vật phù du

Mảnh vụn

Hình 1.11. Sơ đồ chuỗi thức ăn hồ Ontario

Nguồn: Efraim Halfon [80].

Lưu ý rằng Sij ≥ 0 và nếu Sij> 0 thì i được thích nghi với con mồi j. Thêm vào đó, một loài 0, đại diện cho môi trường, được giới thiệu ở đầu của một mô phỏng là không thay đổi trong suốt quá trình chạy mô hình. Khi các động lực số lượng loài được xác định ở công thức (1.2) đạt đến một giá trị cân bằng mới thì sự hình thành loài được phép xảy ra. Việc này bao gồm lựa chọn một loài trong mạng lưới thức ăn một cách ngẫu nhiên để trở thành loài bố mẹ. Một trong những tính năng của nó sau đó được chọn ngẫu nhiên và thay đổi ngẫu nhiên sang tính năng khác. Loài con này sau đó được đưa vào trong mạng lưới thức ăn với số lượng là Nchild và số lượng của bố mẹ giảm bằng số lượng Nchild. Trong các mô phỏng được mô tả trong nghiên cứu này luôn lấy Nchild = 1. Sau khi sự hình thành loài diễn ra, công thức (1.2) được tích hợp và động lực số lượng loài được cho phép xác định số lượng của các loài mới, loài bố mẹ và tất cả các loài khác trên lưới, tăng hoặc giảm do sự thay đổi thành phần của lưới thức ăn. Ở đây một mức số lượng loài tối thiểu được thiết lập Nmin = 1. Nếu số lượng của một loài giảm xuống dưới mức này tại bất kỳ điểm nào trong mô phỏng, loài này được cho là đã tuyệt chủng và được loại bỏ khỏi hệ thống [79].

Năm 1996, một nghiên cứu [80] đã mô phỏng dòng năng lượng thông qua chuỗi thức ăn ở hồ Ontario (Canada). Các dữ liệu về hồ không đầy đủ để cân bằng năng lượng vào với

Trang | 47

năng lượng tồn tại trong hồ cũng như truyền đi qua các mức khác nhau của lưới thức ăn. Do đó một mô hình toán được xây dựng để tích hợp một cách logic các dữ liệu nhằm cân bằng lưới thức ăn.

Tính toán cân bằng năng lượng:

Sinh vật cần năng lượng để duy trì sự sống của chính nó. Người ta không thể đo đạc trực tiếp năng lượng sinh khối của các thành tố trong hồ nghĩa là hoàn toàn phải tính toán gián tiếp. Giả thiết quan trọng nhất là thông năng của các cơ thể sống có thể được tính bằng công thức, đơn vị (J/ngày):

Tiêu thụ = Hô hấp + SDA + Sản xuất + Bài tiết + Chất bài tiết (1.4)

Trong hầu hết các trường hợp tỉ lệ tiêu thụ được tính từ phía bên tay trái của công thức 1.4. Có trường hợp ngoại lệ dành cho cá hồi vân và cá hồi nâu.

Năng lượng sử dụng trong hô hấp và SDA - Tác dụng động lực đặc hiệu của thức ăn (Specific Dynamic Action) được giả thiết là bị thất thoát từ hệ sinh thái ra môi trường xung quanh.

Lưới thức ăn của hồ Ontario được mô tả ở hình trên với nhiều thông tin hơn so với ban đầu chưa mô phỏng để thể hiện sinh vật này ăn sinh vật kia. Mỗi một mũi tên đi hoặc trao đổi đã được lượng hóa và có trọng số nhằm tạo ra mạng lưới có nhiều thông tin bổ ích.

Tuy nhiên lưới thức ăn này cũng cần phải được nâng cấp lên nhiều do số liệu sử dụng không đồng bộ và từ nhiều nguồn khác nhau. Các số liệu này được thu thập từ các năm và mùa khác nhau cũng như các kỹ thuật tính toán khác nhau.

Hình 1.12. Kết quả mô phỏng chuỗi thức ăn từ quá trình phân tích số liệu

Nguồn Efraim Halfon [80]

Trang | 48

Năm 2003, [81] đã giới thiệu mô hình dựa trên cấu trúc dinh dưỡng động vật không xương sống và chất lượng nước của hai hệ đầm lầy: Olentangy River Wetlands (ORWs) và Licking County Wastewater Treatment Wetlands (LCWs) ở Mỹ. Tác giả đã liên tưởng tới hệ sinh khối không xương sống trong nhóm cung cấp thức ăn chức năng đặc biệt cho sản xuất sơ cấp và chất hữu cơ nhập cư trong quá trình mô phỏng dòng chảy trong hệ đầm, hồ. Mô hình gồm 10 biến trạng thái như ở bảng dưới; 3 quá trình sản xuất cơ bản (metaphyton, thực vật bậc cao và sinh vật bám quanh rễ dưới nước); 4 quá trình thứ cấp; 2 quá trình phân vụn (thô, tinh) và 1 ôxy hòa tan. Mô hình được mô phỏng bằng phần mềm STELLA với phương pháp tích phân Euler và được thiết kế để chạy cho 1 vụ nuôi (180 ngày). Mô hình mô phỏng dòng năng lượng từ nguồn sản xuất sơ cấp tới nguồn tiêu thụ là động vật không xương sống siêu nhỏ (cỡ micro) và các động vật ăn thịt không xương sống. Tất cả các dữ liệu sinh khối sử dụng trong thiết kế và chạy mô hình được chuyển hóa sang kilocalo với tỉ lệ 1 g sinh khối khô = 4,7 kcal.

Trong một nghiên cứu về các tác động của cá lên cấu trúc lưới thức ăn và các tính chất của hệ sinh thái hồ ở Ấn Độ năm 2009 [82] đã mô phỏng một số các thông số của môi trường hồ. Hồ được nghiên cứu là Kelavarapalli (bang Tamil Nadu - Ấn Độ) được xây dựng năm 1995 và có diện tích 430 ha. Nhiệt độ nước trong hồ dao động trong khoảng 21 oC đến 29 oC. Phần mềm được sử dụng để mô phỏng được gọi là Ecopath do Polovina đưa ra từ năm 1984 và sau đó được rất nhiều các tác giả khác cập nhật và hoàn thiện dần.

Hình 1.13. Sơ đồ mô hình cấu trúc dinh dưỡng động vật thủy sinh

Nguồn: Douglas [81].

Trang | 49

Ecopath được sử dụng để thiết lập các cân bằng sinh khối cho phép phân tích các dòng giữa các mức dinh dưỡng và hiện trạng của các hệ sinh thái thông qua các chức năng mục tiêu.

Sản xuất + Nhập cư – Chết do bị ăn thịt – Chết vì lý do khác – Thu hoạch cá = 0 (1.5)

Hoặc

(1.6)

Pi = Yi + Bi x Mi + Ei +BAi + Pi x (1 – EEi)

Trong đó Pi là tổng mức sản xuất nhóm (i), Yi là tổng cá bắt được của nhóm (i), Mi là tổng mức bị ăn thịt nhóm (i), Bi là sinh khối (i), Ei là mức di trú thực (di cư – nhập cư) của (i), BAi là mức tích lũy sinh khối (i) và (1 – EEi) là số lượng chết do các nguyên nhân khác.

Trong tính toán mô phỏng, các tác giả đã sử dụng 14 nhóm chức năng. Việc lựa chọn cá và nhóm các động vật không xương sống dựa trên số lượng và hiệu quả kinh tế. Các loài khác cũng được lựa chọn vì tầm quan trọng của chúng đối với các chế độ ăn của nhóm cá. Hai nhóm sản xuất sơ cấp (thực vật phù du và thực vật vĩ mô) và nhóm mảnh vụn cũng được tính đến trong mô hình này.

Các nhóm chức năng được tính đến trong mô hình là:

- Chim ăn cá bao gồm cả chim cốc Ấn độ

- Cá Tra Châu Phi (C. gariepinus)

- Cá Tra bản địa (Ompok bimaculatus, Aorichthys aor, Aorichthys seeghala, Mystus

gulio)

- Cá quả

- Cá rô phi Mô zăm bích

- Cá rô phi sông Nile

- Cá đù chấm ngọc trai (Pearl spots)

- Cá chép

- Côn trùng hai cánh

- Động vật đáy

- Động vật phù du

- Thực vật phù du

- Thực vật bậc cao

- Chất vẩn.

Kết quả là hai nhóm sản xuất sơ cấp gồm thực vật phù du và thực vật vĩ mô là nguồn cung cấp các bon và năng lượng cho lưới thức ăn của hồ. Hồ này có sự tăng trưởng thực vật vĩ mô mạnh và cung cấp một lượng lớn cho tổng quá trình sản xuất sơ cấp. Do tỉ lệ P/B cao (P = Sản xuất, B = sinh khối) nên việc sản sinh thực vật bậc cao sẽ không dẫn trực tiếp vào lưới thức ăn.

Trang | 50

i

g n ỡ ư d h n d ộ đ p ấ C

Hình 1.14. Mô hình dinh dưỡng hồ sinh thái Kelavarapalli.

Nguồn: Feroz Khan [82].

1.4.4.2 Tính toán, mô phỏng các mối quan hệ trong lưới thức ăn trong ao nuôi cá

Cá rô phi

Một nghiên cứu [83] cũng đã đưa ra được mô hình mô phỏng mối quan hệ của các thành phần dinh dưỡng có trong ao nuôi cá rô phi ở sông Nile. Mô hình được phát triển dựa trên phần mềm STELLA II được thiết kế để xác định các yếu tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng của cá.

Trong quá trình tính toán mô phỏng, các giả thiết sau đây được đưa ra:

Nguồn dinh dưỡng của cá rô phi sông Nile được bắt nguồn từ quá trình tự dưỡng và dị dưỡng của ao nuôi.

Nitơ vô cơ và phốt pho liên quan tới hai chất dinh dưỡng cơ bản trong quá trình sản xuất thức ăn và sự phân hủy của các chất hữu cơ trong ao bán thâm canh cung cấp đầy đủ CO2 để cho thực vật phù du được phát triển tốt.

Protein chứa thực vật phù du giả sử là một hằng số không đổi.

Tỉ lệ P:E (ratio of dietary protein to energy – tỉ lệ chuyển đổi protein thành năng lượng) được coi là chỉ số chất lượng thức ăn, và chỉ số cao nghĩa là hàm lượng protein cao giúp cá nhanh lớn.

Một số giả thiết:

- Không có các yếu tố độc hại gây chết người trong ao nuôi được quản lý tốt - DO và nitơ vô cơ được coi là các chỉ số quan trọng của chất lượng nước. - Tỉ lệ sống của cá là không đổi - Ao nuôi là thuần nhất - Nước chỉ cấp khi thay thế lượng nước bay hơi và ngấm, duy trì ở độ sâu ổn định

(100 cm).

Trang | 51

Hình 1.15. Mô hình khái niệm mối tương quan các chất dinh dưỡng trong ao nuôi.

Nguồn: L. Li [83]

a. Các chất dinh dưỡng cơ bản

Các chất nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được coi là những thành phần cần thiết của các chất dinh dưỡng trong nuôi cá. Tổng nitơ vô cơ hòa tan và phốt pho hòa tan trong nước, và tổng nitơ và phốt pho trầm tích được coi là bốn biến trạng thái. Để đơn giản trong quá trình tính toán, các giả thiết sau được đặt ra:

- Tỉ lệ phát triển của thực vật phù du do tổng nitơ vô cơ hòa tan và nồng độ phốt

pho trong nước điều chỉnh.

- Hai thành phần nitơ vô cơ: amoni và nitrat được cân bằng do sự có mặt của thực

vật phù du.

- Tổng nitơ thất thoát (amoni khuyếch tán lên không khí và khử nitơ của nitrit) được

coi là phần nhỏ của tổng lượng nitơ vô cơ hòa tan.

b. Ôxy hòa tan (DO)

Trong điều kiện ao tĩnh, DO sẽ do quá trình quang hợp sinh ra và sẽ bị suy giảm do các hoạt động sinh học khác nhau: hô hấp của cá và các sinh vật phù du, hô hấp tầng đáy, phân hủy của các vật phân tán. Sự trao đổi của DO trong nước với không khí là nguồn ôxy khác để điều chỉnh nồng độ DO.

Quá trình mô phỏng sử dụng phần mềm STELLA II cho thấy so sánh kết quả với thực địa thì rất tương thích và các giá trị tính toán cũng rất sát với số liệu đo đạc. Mô hình này có thể được sử dụng để quản lý và thiết kế ao nuôi bán thâm canh để nâng cao hiệu quả sử dụng các chất dinh dưỡng và năng suất nuôi.

Tính toán mô phỏng hệ sinh thái ao nuôi cá chép

Từ những năm 1983, các nhà khoa học thuộc Trung tâm máy tính (Viện Hàn Lâm Khoa học Mát scơ va, Liên Xô cũ) [86] đã tìm cách tính toán mô phỏng sự vận chuyển thức ăn và dinh dưỡng trong hệ sinh thái ao nuôi cá chép nhằm tối ưu hóa quá trình.

Trang | 52

Khi phân tích một vấn đề cụ thể, cần phải chọn ra một mức độ tổng quát và phong phú để đáp ứng các mục đích của mô hình. Trong trường hợp này, để tạo ra một ao cá tối ưu thì các biến số được chọn phải phản ánh đầy đủ tính đặc hiệu của ao cá cho năng suất cao ổn định trong một thời gian dài. Từ kinh nghiệm, việc nuôi chung cá chép và các loài cá ăn thực vật (Cá mè hoa (Big Head), cá chép bạc (mè trắng), cá tầm trắng (White Amur), vv) rất hiệu quả. Chúng bổ sung cho nhau tốt, vì chiếm hầu hết các môi trường sinh thái và gần như không chồng chéo nhau. Mặc dù những loài này có thể cạnh tranh về thức ăn nhưng chúng lại thích thức ăn tự nhiên khác nhau: sinh vật đáy cho cá chép, thực vật phù du cho cá mè trắng, động vật phù du cho cá mè hoa, và các loài thực vật vĩ mô cho cá tầm trắng. Còn một số loài khác đã không được đưa vào mô hình do sự độc lập tương đối so với các thành phần hệ sinh thái.

Trong mô tả việc làm giàu tự nhiên từ cung cấp thức ăn, sẽ hợp lý khi tính đến nồng độ của hai chất dinh dưỡng hạn chế nhất, tức là nitơ và phốt pho. Dinh dưỡng được bổ sung từ sự phân hủy vi khuẩn của các chất hữu cơ chết - mảnh vụn - và thức ăn nhân tạo đầu vào. Cuối cùng, nồng độ oxy hòa tan rất quan trọng, và đôi khi xác định yếu tố của hệ sinh thái ao cá.

Hình 1.16. Chu trình vật chất trong ao cá

Nguồn: Svirezhev [86].

Do đó, mô hình bao gồm các biến giai đoạn sau đây: thực vật phù du (F), động vật phù du (Z), sinh vật sống tầng đáy (benthos) (B), cá chép (C), cá mè (H), cá chép bạc (S), phốt pho khoáng chất hòa tan (P), Nitơ vô cơ hòa tan (N), oxy hoà tan (O), thức ăn tổng hợp (A), chất thải kết hợp với vi khuẩn (D). Giả sử một hệ sinh thái cụ thể có thể được mô tả bằng cách thay thế phức hợp đa loài cấu trúc cộng đồng với một mô hình khối đơn giản. Trong trường hợp này một khối riêng biệt (ví dụ, F hoặc Z) có thể chứa hàng chục loài. Sự thay thế này có thể được coi là chính xác nếu tất cả các loài trong một khối có giá trị gần với các thông số sinh thái chính của chúng (tốc độ tăng trưởng tối đa, hệ số hô hấp vv). Sau đó, các biến nhất định có thể được phân tách (ví dụ: F, Z, B, D); Các biến mới có thể được thêm vào mô hình (ví dụ thực vật bậc cao, các loài cá khác).

Trang | 53

Sự tương tác giữa các biến giai đoạn được mô tả theo sơ đồ của chu trình vật chất được trình bày trong hình 1.16. Giả sử một chương trình như vậy phản ánh toàn diện các quá trình chuyển đổi vật chất trong ao. Khi oxy hoà tan (DO) bị kiểm soát thì việc điều chỉnh các quá trình hóa học và sinh thái khác nhau được coi là biến đặc biệt.

Hình 1.17 cho thấy việc tiêu thụ và bổ sung DO trong hệ sinh thái. Cần lưu ý rằng những khoảng thời gian cụ thể trong các quá trình chuyển đổi DO chính là ngắn hơn thời gian của các quá trình sinh thái khác nên được đo bằng giờ chứ không phải là ngày. Ví dụ, nhiều nhà khoa học nhấn mạnh rằng cá chết trong ao là phổ biến nhất vào buổi sáng, tức là, nồng độ DO thực sự phụ thuộc vào giờ trong ngày. Điều này khá tự nhiên, có tính đến cường độ quang hợp, nguồn DO chính trong hệ sinh thái, được xác định bởi cường độ bức xạ mặt trời. Do đó, nồng độ DO được phân tích riêng biệt trong mô hình với thời gian riêng.

Hình 1.17. Cung cấp và thiêu thụ ôxy trong ao cá

Nguồn: Svirezhev [86].

Các công thức mô phỏng của quá trình được đề ra như sau:

a. Hấp thu dinh dưỡng bằng thực vật phù du

Quá trình tăng trưởng của thực vật phù du là yếu tố rất quan trọng của quá trình, nó phụ thuộc vào sự có mặt của các chất dinh dưỡng trong nước và các yếu tố bên ngoài khác như nhiệt độ (T) và độ rọi (L). Các chất dinh dưỡng giới hạn đối với sự tăng trưởng của thực vật phù du trong ao nuôi cá có thể là nitơ và phốt pho. Với các nghiên cứu khác nhau thì tỉ lệ N, P có thể được chọn từ N/P = 10/1 tới N/P = 5/1. Sự tăng trưởng của thực vật phù du bị hạn chế do phụ thuộc vào tỉ lệ cân bằng hóa học. Do đó sự tăng trưởng của thực vật phù du có thể được tính như sau:

(cid:2869)

,

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:3400) 𝐹𝑇(cid:4666)1(cid:4667) (cid:3400) 𝐹𝐹(cid:4666)𝐿, (cid:4670)𝐹(cid:4671), (cid:4670)𝐷(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) 𝑚𝑖𝑛 (cid:4672)

𝜇 (cid:3404) 𝜇(cid:3007)

Trang | 54

(cid:4670)(cid:3017)(cid:4671)(cid:3289) (cid:3289) (cid:2878)(cid:4670)(cid:3017)(cid:3289)(cid:4671) (cid:3040) (cid:3012)(cid:3265)(cid:3255) (cid:4670)(cid:3015)(cid:4671)(cid:3289) (cid:3289) (cid:2878)(cid:4670)(cid:3015)(cid:4671)(cid:3289)(cid:4673) (cid:3400) (cid:4670)𝐹(cid:4671) (1.7) (cid:3012)(cid:3263)(cid:3255)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051): Tốc độ tăng trưởng tối đa của thực vật phù du; KPF: hằng số bán bão

Trong đó: 𝜇(cid:3007) hòa của việc hấp thu phốt pho; KNF: hằng số bán bão hòa của việc hấp thu nitơ.

Mối quan hệ giữa tỉ lệ tăng trưởng thực vật phù du với nhiệt độ được mô tả bằng hàm Lehman [86]:

(cid:2872) (cid:4673)

𝑒𝑥𝑝 (cid:3436)(cid:3398)4.6 (cid:3400) (cid:4672)

(cid:3021)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:4666)(cid:2869)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3021) (cid:3018)(cid:3117)(cid:4666)(cid:2869)(cid:4667)

(1.8)

(cid:3422)

(cid:2872) (cid:4673)

𝑒𝑥𝑝 (cid:3436)(cid:3398)4.6 (cid:3400) (cid:4672)

(cid:3440) , 𝑇 (cid:3407) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:4666)1(cid:4667) (cid:3440) , 𝑇 (cid:3410) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:4666)1(cid:4667)

(cid:3021)(cid:2879)(cid:3021)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:4666)(cid:2869)(cid:4667) (cid:3018)(cid:3118)(cid:4666)(cid:2869)(cid:4667)

(cid:2869) (cid:2869) (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)

Ở đó Topt(1) là nhiệt độ tối ưu cho quá trình phát triển của thực vật phù du; 𝑄(cid:2869)(cid:4666)1(cid:4667) (cid:3404) (cid:2869) là (cid:2869) (cid:3398) 𝑇(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) là sự khác nhau giữa nhiệt độ tối ưu và tối thiểu; 𝑄(cid:2870)(cid:4666)1(cid:4667) (cid:3404) 𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) khoảng cách nhiệt độ tối đa và tối ưu.

Theo [87], hàm giới hạn ánh sáng đối với quá trình tăng trưởng của thực vật phù du là:

(1.9)

𝐹𝐹(cid:4666)𝐿, (cid:4670)𝐹(cid:4671), (cid:4670)𝐷(cid:4671)(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3440)

exp (cid:3436)1 (cid:3398)

(cid:3013) (cid:3013)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295) (cid:3013) (cid:3013)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)

Ở đó: L = Lo exp(-k * h) là độ chiếu sáng ở chiều sâu h tính bằng công thức Bur-Lambert với hệ số phát xạ mặt trời Lo và hệ số triệt tiêu k. Hệ số này phụ thuộc vào nồng độ thực vật phù du và sự phân dã trong nước:

(1.10)

𝑘 (cid:3404) 𝐾𝑊 (cid:3397) 𝐾𝐹 (cid:3400) (cid:4670)𝐹(cid:4671) (cid:3397) 𝐾𝐷 (cid:3400) (cid:4670)𝐷(cid:4671) (cid:3400) 𝐾𝑃𝐷

Với KW = hệ số triệt tiêu ánh sáng đối với nước; KF = thông số tự che ánh sáng của thực vật phù du; KD = thông số che ánh sáng của chất phân rã lơ lửng; KPD = phần phân rã lơ lửng trong nước.

b. Thức ăn

Việc cung cấp thức ăn của vi sinh vật ở cấp độ dinh dưỡng cao tới vi sinh vật ở cấp độ thấp hơn được mô tả như sau:

(1.11)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3007)(cid:3027), (cid:4670)𝐹(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4670)𝑍(cid:4671)

𝑞(cid:3007)(cid:3027) (cid:3404) 𝐹𝑇(cid:4666)2(cid:4667) (cid:3400) 𝐹𝑂(cid:4666)2(cid:4667) (cid:3400) 𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3007)(cid:3027)

Hàm nhiệt độ FT(2) tương tự như FT(1). Hàm FO(2) là dạng logic thể hiện mối quan hệ giữa sự phát triển động vật phù du với sự có mặt của DO trong nước.

(cid:2869)

(1.12)

𝐹𝑂(cid:4666)2(cid:4667) (cid:3404)

(cid:2869)(cid:2878)(cid:2915)(cid:2934)(cid:2926) (cid:4666)(cid:2879)(cid:3090)(cid:4666)(cid:2870)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3435)(cid:4670)(cid:2868)(cid:4671)(cid:2879)(cid:3040)(cid:4666)(cid:2870)(cid:4667)(cid:3439)(cid:4667)

Trong đó m(2) là hệ số bán duy trì oxy chẳng hạn như giá trị [0] đạt được khi FO(2) = ½; 𝜆(2) là thông số đặc trưng cho độ dốc của đường cong. Khi đó hàm dinh dưỡng được xác định bằng đường cong hình S như sau:

(1.13)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3007)(cid:3027), (cid:4670)𝐹(cid:4671)(cid:4667) (cid:3404)

𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3007)(cid:3027)

(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299).(cid:4670)(cid:3007)(cid:4671)(cid:3289) (cid:3091)(cid:3255)(cid:3275) (cid:3289) (cid:2878)(cid:4670)(cid:3007)(cid:4671)(cid:3289) (cid:3012)(cid:3255)(cid:3275)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) là tốc độ tăng trưởng lớn nhất của động vật phù du khi sử dụng thức ăn Trong đó 𝜇(cid:3007)(cid:3027) là thực vật phù du, KFZ là hằng số bán bão hòa của thực vật phù du hấp thu bởi động vật phù du, n = 2.

Cá chép thu nạp động vật phù du được thể hiện dưới dạng:

𝑞(cid:3027)(cid:3004) (cid:3404) 𝐹𝑇(cid:4666)4(cid:4667) (cid:3400) 𝐹𝑂(cid:4666)4(cid:4667) (cid:3400) min (cid:4666)(cid:4670)𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3003)(cid:3004)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3003)(cid:3004), 𝐵(cid:3004)(cid:3019)(cid:4667) (cid:3398) (cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3027)(cid:3004), (cid:4670)𝑍(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) 𝜂(cid:4666)(cid:4670)𝐵(cid:4671), 𝜆(cid:3003), 𝑚(cid:3003)(cid:4667)(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4670)𝐶(cid:4671) (1.14)

𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3003)(cid:3004)

Trang | 55

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3003)(cid:3004), (cid:4670)𝐵(cid:4671)(cid:4667)(cid:4671), 𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3027)(cid:3004)

Trong đó FT(4) là tốc độ tăng trưởng của cá chép so với hàm nhiệt độ; FO(4) là tốc độ tăng trưởng của cá chép so với hàm của nồng độ DO. FT(4) và FO(4) là hàm có dạng giống như đối với động vật và thực vật phù du; BCR là giá trị tới hạn của nồng độ sinh vật đáy mà ở đó cá chép chuyển sang ăn động vật phù du.

Việc tiêu thụ sinh vật đáy của cá chép được thể hiện ở dạng:

(1.15)

(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051), 𝐾(cid:3003)(cid:3004), (cid:4670)𝐵(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4670)𝐶(cid:4671)

𝑞(cid:3003)(cid:3004) (cid:3404) 𝐹𝑇(cid:4666)4(cid:4667) (cid:3400) 𝐹𝑂(cid:4666)4(cid:4667) (cid:3400) 𝑉(cid:4666)𝜇(cid:3003)(cid:3004)

c. Sự trao đổi chất (chuyển hóa)

(1.16)

Sự bài tiết của các sản phẩm trong quá trình trao đổi chất và sự chuyển hóa vào các chất phân tán được mô tả bằng cách dưới đây (dành cho động vật phù du): (cid:4666)(cid:2869)(cid:4667) (cid:3404) 𝑀𝐵(cid:3027) (cid:3400) (cid:4666)𝑞(cid:3007)(cid:3027) (cid:3397) 𝑞(cid:3005)(cid:3027)(cid:4667) 𝑞(cid:3027)(cid:3005)

Trong đó MBZ là thông số chuyển hóa của động vật phù du, qFZ là lượng hấp thu thực vật phù du do động vật phù du thực hiện, qDZ là lượng chất vẩn do động vật phù du hấp thu, (qFZ + qDZ) là khẩu phần của động vật phù du.

d. Tỉ lệ chết.

Tỉ lệ chết của các sinh vật dựa vào nồng độ DO trong nước. Tỉ lệ chết của động vật phù du được miêu tả như sau:

(1.17)

(cid:4666)(cid:2870)(cid:4667) (cid:3404) 𝐹𝑂𝑋(cid:4666)(cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) 𝑀(cid:3027) (cid:3400) (cid:4670)𝑍(cid:4671) 𝑞(cid:3027)(cid:3005)

Trong đó FOX là hàm số biểu thị tỉ lệ chết của các vi sinh vật phụ thuộc vào nồng độ DO.

FOX([0]) = 1 + KA/[0]

(1.18)

MZ là hệ số tử vong, KA là hệ số tử vong tăng lên dưới sự suy giảm oxy.

e. Phân hủy

Quá trình phân hủy của các chất hữu cơ tạo ra các chất dinh dưỡng cơ bản như phốt pho và nitơ dưới điều kiện nhiệt độ và sự có mặt của DO trong nước. Do đó phốt pho là kết quả của quá trình phân rã và hòa tan được mô tả như sau:

(1.19)

𝑞(cid:3005)(cid:3017) (cid:3404) 𝑈𝐷𝑃 (cid:3400) 𝐸(cid:2869)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3400) 𝐸(cid:2870)(cid:4666)(cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4670)𝐷(cid:4671)

Trong đó sự phụ thuộc của tỉ lệ phân hủy theo nhiệt độ được dựa trên hàm Vant-Hoff:

(1.20)

𝐸(cid:2869)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3404) 2(cid:4666)(cid:3021)(cid:2879)(cid:2870)(cid:2868)(cid:4667)/(cid:2869)(cid:2868)

Hàm oxy của quá trình này là:

𝐸(cid:2870)(cid:4666)(cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667) (cid:3404) exp(cid:4670)𝐶𝑂𝑃(cid:4666)𝑀 (cid:3398) (cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667)(cid:4671) /(cid:4666)1 (cid:3397) exp(cid:4670)𝐶𝑂𝑃(cid:4666)𝑀 (cid:3398) (cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667)(cid:4671)(cid:4667) (1.21) Trong đó COP là thông số của độ dốc đường cong oxy, M là ngưỡng giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí. Do đó trong điều kiện thiếu oxy, phốt pho khoáng chất sẽ hòa tan từ trầm tích vào trong nước. Dưới điều kiện hiếu khí, chỉ có phốt phát từ chất vẩn phân hủy vào trong nước, và trong xu hướng ngược lại phốt phát hòa tan bị chuyển thành dạng không tan và chìm dưới đáy.

(1.22)

𝑞(cid:3017)(cid:3005) (cid:3404) 𝑆𝐸𝐷𝑃 (cid:3400) 𝐸(cid:2871)(cid:4666)(cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4670)𝑃(cid:4671)

Trong đó:

Trang | 56

0, (cid:4670)0(cid:4671) (cid:3407) 𝑀 (cid:4670)(cid:2868)(cid:4671)(cid:2879)(cid:3014)

(1.23)

𝐸(cid:2871)(cid:4666)(cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667) (cid:3404) (cid:3421)

, (cid:4670)0(cid:4671) (cid:3410) 𝑀

(cid:4670)(cid:2868)(cid:4671)(cid:2879)(cid:3004)(cid:3016)(cid:3005)

Ở đó COD = M – CK, với CK là độ dốc của hàm oxy và SEDP (Sedimentation parameter of phosphorus) là tỉ lệ lắng chìm tối đa của phốt pho.

f. Oxy

Oxy có trong ao nuôi cá phụ thuộc vào nồng độ oxy sẵn có trong nước và mức độ tiêu thụ của nó. Nồng độ oxy dựa vào sự quang hợp và quá trình sản xuất bậc 1 của thực vật phù du, được mô tả dưới dạng:

(1.24)

𝑞(cid:3007)(cid:3016) (cid:3404) 𝑃𝐻𝑂𝑇 (cid:3400) 𝜇

Với PHOT là hệ số đồng hóa.

Quá trình trao đổi với oxy không khí được đặc tính hóa bằng công thức:

(1.25)

𝑅 (cid:3404) 𝑅𝐸 (cid:3400) (cid:4666)𝐷𝑂(cid:3046) (cid:3398) (cid:4670)0(cid:4671)(cid:4667)

Với RE là hệ số tái cấp khí (reaeration) phụ thuộc vào tốc độ gió; DOs là nồng độ oxy bão hòa. Theo Wang và cộng sự (1978) [59]:

𝑂(cid:3046) (cid:3404) 14,61996 (cid:3398) 0,40420 (cid:3400) 𝑇 (cid:3397) 0,00842 (cid:3400) 𝑇(cid:2870) (cid:3398) 0,00009 (cid:3400) 𝑇(cid:2871) (1.26) Đối với việc cung cấp thức ăn cho hệ thống nuôi thủy sản, nghiên cứu [88] cũng đã rà soát các yếu tố ảnh hưởng đến mô phỏng việc cung cấp thức ăn cho thủy sản từ nhiều các nghiên cứu khác nhau nhưng chủ yếu đến từ các động vật biển. Trong mô hình thu nhận này đã phân chia ra làm 2 loại là cá và động vật thủy sinh. Tuy nhiên nghiên cứu này chỉ đưa ra các nhận định chung mà không cho một loài cá hay động vật thủy sinh cụ thể nào.

1.4.5 Một số mô hình được nghiên cứu trên thế giới

Có rất nhiều mô hình đã được phát triển góp phần vào việc quản lý sông hồ trên thế giới. Điển hình trong số đó là các mô hình:

 Mô hình PC Lake nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng trong hồ nông  Nghiên cứu mô hình hóa chu trình photpho gây phì dưỡng hồ Loosdrecht  Nghiên cứu mô hình động lực dinh dưỡng trong ao nuôi cá bán thâm canh  Nghiên cứu mô hình phú dưỡng hồ Washington

1.4.5.1 Mô hình PCLake nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng trong hồ nông

Mô hình mô phỏng các quá trình sinh học trong hồ nước nông bao gồm cả vùng đất ngập nước [89], [90].

Cấu trúc mô hình:

Mô hình mô phỏng các cấu tử trong cột nước và lớp trầm tích bên trên, bao gồm các thành phần hữu sinh và vô sinh quan trọng, mà không phân tầng theo chiều sâu cũng như không có sự sai khác nồng độ các cấu tử theo chiều ngang hoặc chiều dọc của hồ; mô hình cho phép mô phỏng cả vùng đất ngập nước với thảm thực vật ngập nước. Mô hình này cũng có thể được ứng dụng trong một vùng xác định, có kết hợp với mô hình vận chuyển nước (the water transport model) DUFLOW [90].

Về mặt toán học, mô hình bao gồm một số phương trình vi phân cho mỗi biến. Bên cạnh một số chu trình dinh dưỡng thiết yếu trong hồ, mô hình này cũng bao gồm quan hệ

Trang | 57

'thực nghiệm' (‘empirical’) hoặc gián tiếp giữa các cấu tử, ví dụ như các ảnh hưởng của cá và các thực vật vĩ mô đến quá trình tái lơ lửng. Các chu kỳ dinh dưỡng đầy đủ cho N, P và Si được mô phỏng là dạng chu trình đóng (ngoại trừ các quá trình ngoại vi như: dòng vào, dòng ra và quá trình khử nitrat). Mô hình đã mô hình hóa các cấu tử nitơ (N) và photpho (P), silica (Si). Toàn bộ cân bằng chất của mỗi cấu tử được kiểm tra trong quá trình tính toán. Khi đó tỷ lệ chất dinh dưỡng tăng cùng với mức độ tăng của tải lượng dinh dưỡng trong hồ. 'Ngày' được chọn là một đơn vị thời gian thống nhất cho tất cả các quá trình (nhưng thời gian mô phỏng có thể được lựa chọn như là một biến). Thời gian thích hợp mô phỏng là từ vài tuần đến 1 tháng. Đầu vào chính của mô hình là: dòng vào, dòng thấm hoặc dòng thất thoát (nếu có), tải lượng các chất dinh dưỡng (N, P), nhiệt độ và ánh sáng, độ sâu của hồ, kích thước của vùng ngập nước, các đặc tính của trầm tích và tải lượng theo thời gian (điều kiện ban đầu). Các kết quả xuất ra là nồng độ các cấu tử theo thời gian [89], [90].

Cấu trúc mô hình được thực hiện linh hoạt để người dùng có thể gộp, chia tách hoặc bỏ qua một số nhóm [89], [90].

Hình 1.18 là cấu trúc mô hình PCLake: mô tả mối tương quan giữa các thành phần được mô phỏng:

Hình 1.18. Cấu trúc mô hình PCLake.

Nguồn: Aldenberg [89], Dagevos [90]

a. Chu trình dinh dưỡng

Các quá trình vận chuyển: dòng vào, dòng ra và tải bên ngoài bao gồm các chất dinh dưỡng hữu cơ và vô cơ. Độ sâu nước (mực nước) có thể được thay đổi.

Lớp trầm tích trên có độ dày cố định (mặc định 0,1 m) và bao gồm các chất vô cơ (IM), mùn, mảnh vụn.

Quá trình khoáng hóa và nitrat hóa cũng được mô tả trong cột nước. Oxy trong cột nước được mô hình hóa, phụ thuộc vào BOD và SOD (sediment oxygen demand), quá trình

Trang | 58

tái hòa tan từ khí quyển, và quá trình quang hợp của thực vật phù du và/hoặc thực vật ngập nước.

b. Thực vật phù du

Các mô-đun thực vật phù du mô tả sự tăng trưởng và sự mất mát của ba nhóm thực vật phù du: tảo lục, tảo lam, tảo cát. Sự phân biệt này là bởi những đặc tính khác nhau của chúng và vì các lợi ích quản lý. Sinh khối của mỗi nhóm được mô tả bởi phương trình vi phân sau:

dx/dt = [Sản xuất] – [Hô hấp] – [Chết] – [Lắng] + [Tái lơ lửng] – [Tiêu thụ] ± [Vận chuyển] (1.27)

và bằng các phương trình biểu diễn theo các đơn vị N và P:

dy/dt = [Hấp thu] – [Bài tiết] – [Chết] – [Lắng] + [Tái lơ lửng] – [Tiêu thụ] ± [Vận chuyển] (1.28)

c. Thảm thực vật thủy sinh

Thảm thực vật ngập nước được mô tả bằng phương trình vi phân theo sinh khối như sau:

dx/dt = [Sản xuất] – [Hô hấp] – [Chết] (- [Tiêu thụ bởi chim]) (- [Quản lý]) (1.29)

và bằng các phương trình biểu diễn theo các đơn vị của N và P:

dy/dt = [Hấp thu] – [Bài tiết] – [Chết] (- [Tiêu thụ bởi chim]) (- [Quản lý]) (1.30)

d. Chuỗi thức ăn

Hình 1.19. Tổng quan về đầu vào và đầu ra của PCLake.

Nguồn: Aldenberg [89], Dagevos [90]

Các mô-đun mạng lưới thức ăn được giữ càng đơn giản càng tốt và bao gồm động vật phù du, lớp sinh vật đáy, cá thịt trắng (cá nhỏ và cá lớn) và loài cá săn mồi. Phương trình tổng quát cho các nhóm động vật là:

Trang | 59

dx/dt = ([Cho ăn] – [Bài tiết]) – [Hô hấp] – [Chết] – [Tiêu thụ bởi động vật bậc ca] (1.31)

Hình 1.19 cho thấy một cái nhìn tổng quan về mô hình PClake theo đầu vào và đầu ra.

1.4.5.2 Nghiên cứu về mô hình hóa chu trình photpho gây phú dưỡng hồ Loosdrecht

Giống như nhiều hồ nông ở Hà Lan khác, hồ Loosdrech gặp phải hiện tượng phú dưỡng nặng bởi tải trọng dinh dưỡng trong nhiều thập kỷ. Quá trình này đã dẫn đến hiện tượng nở hoa không mong muốn của tảo (vào mùa hè nồng độ chlorophyll-a là: 150-200 µg/l và có thể cao hơn nữa), sự biến mất của thảm thực vật và động vật thủy sinh và thay thế các loài cá khác bằng cá thịt trắng [91].

Trong những năm 1970 và những năm 1980, nhiều biện pháp đã được thực hiện để giảm photpho bổ sung từ bên ngoài, chủ yếu là cải tạo hồ và xử lý nước hồ. Đến năm 1984, là thay đổi nguồn nước đầu vào và loại photpho trong nước đầu vào hồ. Tải lượng bên ngoài giảm từ khoảng 1,1 g/m2.năm vào năm 1983 và còn 0,3 - 0,4 g/m2.năm từ năm 1984 về sau [91]. Tuy nhiên, mức giảm này đã không tạo ra sự cải thiện đáng kể đối với chất lượng nước, mặc dù một số thay đổi trong hệ sinh thái hồ đã được quan sát. Một dự án nghiên cứu sâu rộng đã được thực hiện, các dự án WQL (nghiên cứu chất lượng nước hồ Loosdrecht), với sự hợp tác của 8 tổ chức và được bắt đầu vào năm 1983. Mục đích là để định lượng các tác động khi giảm tải lượng photpho đến cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái hồ nước, góp phần (bổ sung) vào các biện pháp quản lý.

Mô hình mô phỏng chu trình photpho và tăng trưởng sinh vật phù du trong hồ nông, phú dưỡng Loosdrecht (Hà Lan) trước và sau các biện pháp phục hồi. Bên cạnh đó photpho vô cơ hoà tan (Soluble Reactive Phosphorous - SRP), mô hình còn mô phỏng ba nhóm tảo bao gồm: tảo lục, tảo lam, tảo cát; động vật phù du, cá, mùn hữu cơ và trầm tích (cacbon và photpho). Trong đó, chu trình photpho là hoàn toàn đóng. Cacbon và photpho được mô tả riêng biệt, do đó, chỉ số P/C có thể được mô hình hóa. Các quá trình trong trầm tích được mô tả một cách đơn giản.

Giá trị mô phỏng chủ yếu trong phạm vi quan sát. Thực vật phù du và mảnh vụn (= thực vật phù du + mảnh vụn) thay đổi từ 50-60% vào mùa hè và khoảng 90% vào mùa đông. SRP trong nước bề mặt rất thấp trong hầu hết các năm. Trong khi tỷ lệ P/C trong thực vật phù du và mảnh vụn giảm sau các biện pháp phục hồi thì tỉ lệ P/C trong động vật phù du và cá vẫn duy trì ở mức cao. Photpho trong trầm tích giảm theo việc giảm tải trọng dòng vào. Khả năng thích ứng của mô hình với sự giảm tải trọng diễn ra trong khoảng hai năm.

Mô phỏng còn nhiều hạn chế do các kiến thức có hạn về việc tiêu thụ chọn lọc cũng như sự phân hủy và khoáng hoá.

Trang | 60

(a)

(b)

Hình 1.20. Chu trình cacbon (a) và Chu trình Photpho (b).

Nguồn: Janse [91].

Trang | 61

1.4.5.3 Nghiên cứu mô hình động lực dinh dưỡng trong ao nuôi cá bán thâm canh

Nghiên cứu [83] đã đưa ra mô hình mô phỏng mối quan hệ giữa các thành phần dinh dưỡng có trong ao nuôi cá rô phi ở sông Nile. Mô hình được phát triển dựa trên phần mềm mô phỏng STELLA II được thiết kế để xác định các yếu tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng của cá [83].

Mô hình động lực học được phát triển để giải thích động lực học dinh dưỡng thức ăn trong ao nuôi trồng thủy sản bán thâm canh và xác định nhu cầu dinh dưỡng thức ăn đối với thức ăn bổ sung cho cá rô phi. Mô hình liên kết sản xuất dinh dưỡng thức ăn với động lực học dinh dưỡng cơ bản và sự phát triển của cá bao gồm bốn phần: dinh dưỡng thức ăn, sự tăng trưởng của cá, các chất dinh dưỡng cơ bản và oxy hoà tan. Mô hình, được phát triển bằng cách sử dụng phần mềm STELLA II, mô phỏng một thí nghiệm thực địa được thiết kế để xác định giới hạn các yếu tố dinh dưỡng cho sự phát triển của cá trong ao nuôi. Kết quả mô phỏng cho thấy lượng thức ăn bổ sung bù đắp cho thiếu hụt chất dinh dưỡng tự nhiên và cho thấy việc bổ sung protein là cần thiết cho việc tăng sản lượng cá trong ao nuôi. So sánh dữ liệu từ mô phỏng và quan sát cho thấy các giá trị mô phỏng có tương quan chặt chẽ với dữ liệu được quan sát và mô hình có thể mô phỏng động lực dinh dưỡng thiết yếu của thực vật trong ao nuôi bán thâm canh [83].

Trong quá trình tính toán mô phỏng, các giả thiết sau đây được đưa ra [83]:

 Nguồn dinh dưỡng thực phẩm cho cá rô phi được bắt nguồn từ quá trình tự

dưỡng và dị dưỡng của ao nuôi;

 Nitơ vô cơ và phốt pho được coi là hai chất dinh dưỡng giới hạn trong sản xuất chất dinh dưỡng thực phẩm và việc phân hủy chất hữu cơ trong ao nuôi bán thâm canh cung cấp đủ lượng carbon dioxide để hỗ trợ tăng trưởng thực vật phù du

 Hàm lượng protein của thực vật phù du giả định là một hằng số;  Không có yếu tố vô sinh gây chết trong ao cá;  Oxy hòa tan (DO) và nitơ vô cơ được coi là những chỉ số quan trọng đối với

chất lượng nước;

 Mật độ cá là không đổi;  Ao nuôi là khối đồng nhất.

Từ mô hình động lực dinh dưỡng ao nuôi cá bán thâm canh của [92] gồm 2 biến trạng thái là tổng sinh khối cá và số lượng cá trong ao, làm sáng tỏ được các mối quan hệ trong việc cung cấp dinh dưỡng, sản xuất dinh dưỡng thức ăn, cho ăn bổ sung và tăng trưởng cá có thể là công cụ giải thích hệ sinh thái ao nuôi phức tạp và đưa ra quyết định đúng đắn về cấp dưỡng và bổ sung thức ăn, tác giả [83] đã kế thừa và phát triển một mô hình động lực dinh dưỡng để khai thác sản phẩm dinh dưỡng thực phẩm trong một ao nuôi trồng thủy sản đã cấp dưỡng. Mô hình gồm 4 biến trạng thái: tổng sinh khối cá, số lượng cá, tổng lượng thức ăn tự dưỡng và tổng lượng thức ăn dị dưỡng trong ao; ngoài ra còn một hàm điều khiển liên quan đến tốc độ bổ sung thức ăn nhân tạo cho cá để xác định động lực dinh dưỡng thực phẩm trong ao nuôi bổ sung. Mô hình mới này mô tả các động lực đặc trưng thiết yếu của việc tuần hoàn dinh dưỡng sơ cấp, sản xuất sinh khối bậc 1 và sự phát triển của cá. Chất lượng nước và khối lượng cá được lấy mẫu và đo mỗi tháng trong thời gian một năm. Mô hình tăng trưởng cá dưới dạng phương trình vi phân mô phỏng sự phát triển của cá do chịu tác động của các yếu tố môi trường khác nhau là: nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), oxy hòa tan (DO), nhiệt độ nước, nồng độ sinh vật phù du, amoniac. Hiệu quả đồng hóa thực phẩm được xem là một hàm tăng trưởng khối

Trang | 62

lượng cá, từ đó cho kết quả dự đoán về tổng sinh khối cá trong mô hình, kết quả này phù hợp với kết quả đo đạc trên thực tế.

Kết quả mô hình cho thấy hiệu quả của mô hình nghiên cứu của toàn bộ hệ thống đạt mức giảm 85% của BOD, và hiệu quả hơn đối với giảm vi khuẩn coliform cũng như TDS, SS và các chất dinh dưỡng thực vật. Kết quả cũng cho thấy sự phát triển cao của sinh vật phù du trong đó đủ để nuôi cá trong ao oxy hóa. Để quản lý thành công ao cá nhiệt đới (tăng trưởng sinh học tối ưu cho sinh khối cá) cần cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết một cách cân bằng thông qua cấp dưỡng và bổ sung thức ăn. Việc cung cấp chất dinh dưỡng cơ bản nội sinh (C, N và P) nhằm tăng năng suất thực phẩm tự nhiên cho loài cá ăn tạp như cá rô phi, trong khi bổ sung thức ăn cung cấp chất dinh dưỡng thực phẩm ngoại sinh (năng lượng, protein, ...) bù đắp cho sự thiếu hụt dinh dưỡng của thực phẩm tự nhiên. Thí nghiệm nuôi cá rô phi sông Nile ở các ao oxy hóa với các điều kiện khác nhau, tốc độ tăng trưởng của cá được ghi lại để xem xét sự đáp ứng đối với các yếu tố môi trường khác nhau. Mô hình đã trình bày hình thức mới của hiệu quả đồng hóa thực phẩm. Nó được biểu diễn dưới dạng hàm trọng lượng cá mà không phải là hằng số theo truyền thống trong thời gian mô phỏng; mô tả được ảnh hưởng của chất lượng thức ăn đến tăng trưởng trọng lượng cá.

1.4.5.4 Nghiên cứu mô hình phú dưỡng hồ Washington

Mô hình nghiên cứu mối tương quan dinh dưỡng phức tạp trong hồ Washington (Hoa Kỳ) từ đó mô hình hóa và phân tích độ nhạy mô hình [93].

Mô hình eutrophic phức tạp đã được phát triển để mô phỏng động lực học của vi sinh vật trong hồ Washington. Mô hình sẽ được sử dụng để thử nghiệm các kế hoạch quản lý thay thế bao gồm: các chu kỳ nguyên tố (như C, N, P, Si, O), thực vật phù du (tảo cát, tảo lục, tảo lam), động vật phù du các nhóm được coi là cần thiết. Điều kiện chăn thả của động vật phù du được xác định bao gồm hiệu quả chất lượng thực phẩm tảo đối với hiệu quả đồng hóa của động vật phù du. Cấu trúc vật lý của mô hình đơn giản bao gồm hai phần tượng trưng cho epilimnion và hypolimnion [93].

Phân tích độ nhạy bao gồm: sự suy giảm của ánh sáng, tốc độ tăng trưởng cực đại của thực vật phù du, tỷ lệ trao đổi chất cơ bản của thực vật phù du, mật độ chăn thả thực vật phù du lớn nhất và hằng số bão hòa có ảnh hưởng lớn nhất đến hành vi mô hình. Mô hình hóa bao gồm: hệ số tỉ lượng phốt pho trong thực vật phù du (nồng độ nội tại tối đa và tối thiểu), xác định động lực động vật phù du (sinh khối thực vật phù du trong epilimnetic và hypolimnetic, nồng độ thực vật phù du và tổng sinh khối của động vật phù du). Phân tích độ nhạy của mô hình cho thấy tầm quan trọng của tải trọng bên trong và bên ngoài cho việc mô phỏng động lực các sinh vật phù du trong epilimnion và hypolimnion. Các kết quả phân tích độ nhạy sẽ được sử dụng để hiệu chỉnh mô hình, tái tạo các đặc tính hóa học và sinh học hiện tại của hồ Washington và để kiểm tra phản ứng tiềm năng của hồ này đối với các kịch bản nạp chất dinh dưỡng bên ngoài khác nhau [93]. Hình 1.21 là sơ đồ khái quát mô tả cấu trúc hồ Washington (Hoa Kỳ) [93].

Trang | 63

Hình 1.21. Sơ đồ cấu trúc hồ, bao gồm của hai phần không gian (epilimnion và hypolimnion).

Nguồn: Arhonditsis [93]

Mô hình hồ Washington là một mô hình theo năm, được xây dựng và phát triển bởi [93], gồm một mô hình vật lý, trong đó xét đến sự tác động của dòng nước vào từ sông, lượng mưa, ảnh hưởng của lớp trầm tích đáy và sự thay đổi thủy vực theo mùa; thủy vực của hồ được chia thành 2 tầng: tầng eilimnion và tầng hypolimnion [94]. Tầng epilimnion là tầng nhiệt mà độ sâu tối đa ở đó nhiệt độ nước thay đổi <= 1 độ C so với nhiệt độ trong khoảng 0.5m. Sự trao đổi vật chất giữa 2 tầng nước được tính theo công thức của định luật Flick:

∆(cid:4666)(cid:3029)(cid:3036)ế(cid:3041) (cid:3047)(cid:3045)ạ(cid:3041)(cid:3034) (cid:3047)(cid:3035)á(cid:3036)(cid:4667)

𝐸𝑃𝐼

(1.32)

(cid:3404) (cid:3398)

(cid:4675)(cid:4677)

(cid:4676)𝐴(cid:3053)(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:4674)𝐾(cid:4666)𝑡(cid:4667)

∆(cid:3053) (cid:2869) (cid:3023)(cid:4666)(cid:3299)(cid:4667)(cid:4666)(cid:3047)(cid:4667)

𝑌𝑃𝑂(cid:3415) Trong đó: V(x)(t): là thể tích nước của tầng, m3;

Az(t): là diện tích vùng nước ở độ sâu z(m), m2; K(t): hệ số cộng dồn cả ảnh hưởng của các chuyển động xoáy, m2/day;

∆ ∆𝑧(cid:3415) : gradient nồng độ của biến trạng thái; Mô hình động học mô phỏng chu trình dinh dưỡng của 5 nguyên tố: N, P, C, Si và khảo sát sự thay đổi của nồng độ oxy hòa tan (DO); 3 biến trạng thái cho thực vật phù du (TVPD), đại diện cho nhóm tảo cát, tảo xanh và vi khuẩn lam; 3 biến trạng thái cho động vật phù du (ĐVPD), đại diện cho nhóm cladorea và copepod; mô hình được xây dựng dựa trên đinh luật bảo toàn khối lượng/ bảo toàn nguyên tố và được phân tích độ nhạy, hiệu chỉnh bằng phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến. Các hàm điều khiển (forcing function) là các hàm mô phỏng ảnh hưởng điều kiện bên ngoài (bức xạ mặt trời, nhiệt độ nước, lượng mưa, lượng bốc hơi trung bình) tới hồ được mô tả như là một hàm sóng với chu kì 1 năm, số liệu sử dụng được đo tại trạm quan trắc gần hồ Washington (tọa độ 47o4N, 22o30W và độ cao 137 m so với mực nước biển).

Sự phát triển của sinh khối tảo là một hàm của nồng độ chất dinh dưỡng, ánh sáng, nhiệt độ, và oxy hòa tan DO; với giả định rằng nguồn C luôn đủ cho sự phát triển. Ảnh hưởng của nồng độ chất đinh dưỡng được tính theo nồng độ N, P trong nước và nồng độ dinh dưỡng nội sinh, thông qua một biến phụ là hệ số tỷ lượng N và P trong sinh khối TVPD, theo phương trình Grover [94], [89] và [95]. Hàm mô tả ảnh hưởng của ánh sáng đến

Trang | 64

phát triển của TVPD là một hàm tích hợp: xét tới ảnh hưởng của cường độ ánh sáng, độ dài thời gian chiếu sáng, ảnh hưởng của ánh sáng lên TVPD theo mùa, độ che sáng của hệ tảo trong hồ (mô phỏng cho sự canh tranh giữa các nhóm tảo) và hệ số tắt ánh sáng theo chiều sâu nước (ảnh hưởng của tầng nhiệt) cường độ ánh sáng [91]. Ảnh hưởng của DO đối với TVPD là ảnh hưởng 2 chiều, ban ngày, sự quang hợp của TVPD làm tăng DO, ban đêm, khi không có quá trình quang hợp, DO ảnh hưởng đến quá trình ho hấp của TVPD. Sinh khối tảo thất thoát do 3 nguyên nhân chính: dòng nước ra khỏi hồ, quá trình trao đổi chất (hệ số trao đổi chất bmref được tính cho cả quá trình trao đổi chất, hô hấp và chết của TVPD), và sự lắng của TVPD [86]. Ảnh hưởng của nhiệt độ được tính theo một phân phối chuẩn, với số liệu thực nghiệm từ [93].

Đối với mô phỏng tăng trưởng của ĐVPD, hạn chế về thực phẩm và hạn chế P là những yếu tố quyết định tới sự tăng trưởng của ĐVPD trong điều kiện thiếu oxy, trong khi sự sẵn có của axit béo không bão hòa (highly unsaturated fatty acids – HUFA) là động lực chính của sự tăng trưởng trong các trạng thái phú dưỡng (eutrophic). Mô hình không làm rõ bản chất của sự trao đổi chất trong ruột các loài ĐVPD nên không xét đến việc thức ăn được tiêu thụ chủ yếu ở dạng hòa tan hay dạng hạt, để đơn giản, xét thức ăn tiêu thụ của ĐVPD chủ yếu là TVPD và chất hữu cơ dạng hạt trong hồ. Tham số động FQ (food quality- chất lượng thức ăn) được bổ sung vào mô hình, FQ được tính toán theo một công thức hypelbol, nhận giá trị từ 0-1 để xét đến ảnh hưởng của chất lượng thực phẩm (tỷ lệ C:P trong thức ăn của ĐVPD) và khả năng tiêu hóa thực phẩm của vi sinh vật [93].

Hình 1.22. (a-d) Mô hình các chu trình dinh dưỡng trong hồ Washington

Nguồn: Arhonditsis [93].

Trang | 65

Ba chu trình sinh địa hóa, được xét đến dựa trên cách tiếp cận đa nguyên tố (C, N, P, DO), với các biến trạng thái được sử dụng có khả năng đo đạc định lượng. Chu trình các bon gồm 2 biến trạng thái là C-hòa tan (DOC) và C-dạng hạt (POC). Chu trình nitơ gồm 4 biến trạng thái là: amoni, nitrat, N-hữu cơ hòa tan (DON) và N-dạng hạt (PON); đối với các quá trình dinh dưỡng liên quan đến N, sử dụng tỷ lệ N : P tuyến tính đối với các mắt xích trong chuỗi thức ăn. Chu trình phốt pho gồm 3 biến trạng thái là: photphat, P- hòa tan (DOP) và P-dạng hạt (POP).

Kết quả mô hình đã mô tả chất lượng nước trong hồ Wahington với độ chính xác cao khi chạy bộ số liệu của hồ trong 10 năm, ngoại suy được các giá trị của 5 năm trước đó, mô hình chạy ổn định trong thời gian từ 1-2 năm. Kết quả mô hình giải thích được ảnh hưởng của mùa đối với sự trao đổi vật chất giữa các tầng nước, cho thấy tầm quan trọng của mô hình thủy động lực học với một hồ phân tầng nồng độ theo chiều dọc; vùng thể tích tầng epilimnion được xác định rõ quá trình phân bố vật chất chủ yếu là khuyếch tán. Mô hình cho thấy sự kết hợp phức tạp giữa các yếu tố sinh học và phi sinh học trong hệ sinh thái hồ, các tương tác phức tạp trong chuỗi thức ăn có thể được mô hình hóa một cách chính xác hơn bằng việc kiết hợp các mô hình thủy động lực học, hóa học và sinh học. Mô hình hồ Washington cho phép nghiên cứu nhiều kịch bản phì dưỡng khác nhau trong hồ Washington (Hoa Kỳ), với cấu trúc lưới thức ăn liên quan đến các kịch bản quản lý khác nhau và sự kết hợp các tải lượng dinh dưỡng với sự thay đổi thành phần trong cộng đồng sinh vật phù du; đưa ra các dự đoán về thời điểm xảy ra tảo nở hoa (thường vào mùa xuân), sự phân tầng nhiệt độ (bắt đầu từ mùa hè) và giúp đưa ra quyết định phục vụ việc cải thiện và quản lý chất lượng nước hồ.

1.4.5.5 Mô phỏng các chất dinh dưỡng và động học của thực vật phù du trong hồ Bắc Mỹ

Nghiên cứu [96] đã mô tả và cung cấp các công thức để dùng phần mềm MINLAKE2020 mô phỏng thực vật phù du không ổn định (được định lượng bằng cách sử dụng nồng độ chlorophyll-a), động vật phù du và các chất dinh dưỡng cho cả giai đoạn có nước bình thường và đóng băng. Mô hình MINLAKE là sử dụng công thức khuyếch tán đối lưu cơ bản để mô phỏng các biến thiên động học của các biến trong hồ của các vùng Bắc Mỹ.

MINLAKE2020 có thể mô phỏng được động thực vật phù du, phốt pho, ni tơ, BOD, DO, sự kết nối và tương tác giữa các biến. Hiện mô hình chỉ tập trung nghiên cứu cho 6 hồ ở Minnesota với các đặc điểm khác nhau về độ sâu (hai hồ nông, hai hồ có độ sâu trung bình và hai hồ sâu) và trạng thái nhiệt đới (hai hồ phú dưỡng, hai trung dưỡng và hai hồ tự dưỡng).

Các công thức toán sử dụng trong mô hình gồm:

Thực vật phù du:

Giới hạn tảo phát triển do dinh dưỡng được mô phỏng bằng công thức Michaelis- Menten.

(1.33)

𝑓(cid:4666)𝑆(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3020) (cid:3012)(cid:3268)(cid:2878)(cid:3020)

Trong đó f(S) là hàm không thứ nguyên, S là nồng độ dinh dưỡng (P, N hoặc Si) trong nước (mg/L), KS là hằng số bán bão hòa của chất dinh dưỡng (mg/L).

Động vật phù du:

Trang | 66

Động vật phù du được giả thiết là có tốc độ sinh sản không đổi và tốc độ săn mồi thay đổi theo thời gian để xác định quần thể động vật phù du ZP (t) dưới dạng hàm số của thời gian (t, ngày).

(cid:3021)(cid:3005)

(1.34)

𝑍𝑃(cid:4666)𝑡(cid:4667) (cid:3404) 𝑍𝑃(cid:4666)𝑡 (cid:3398) 1(cid:4667) (cid:3397) 𝑍𝑃(cid:4666)𝑡 (cid:3398) 1(cid:4667) (cid:3400) 𝑅𝑒𝑝𝑟𝑜 (cid:3398) 𝑃𝐷(cid:3031)(cid:4666)𝑍𝑃(cid:4666)𝑡 (cid:3398) 1(cid:4667) (cid:3398) 𝑍𝑃(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)(cid:4667)

(cid:2870)(cid:2872)

Trong đó Repro là tốc độ sinh sản (không thứ nguyên) và ZP(t-1) là mật độ của động vật phù du của ngày trước.

Phốt pho:

Phốt pho trong nhiều trường hợp được coi là chất dinh dưỡng kiểm soát cơ bản trong nhiều hồ ở thượng nguồn các con sông Miền Trung-Tây Mỹ và Canada. Thực vật phù du chỉ sử dụng phốt pho phản ứng hòa tan (SRP) bao gồm các ion ortho-phốt phát và poly-phốt phát.

(cid:3105)(cid:3017) (cid:2869) (cid:3105) (cid:3105)(cid:3017)

(cid:3398)

:

𝐶ℎ𝑙𝑎 (cid:3398)

(cid:4691)

(cid:4672)𝐴𝐾(cid:3027)

(cid:4673) (cid:3397) 𝑌(cid:3017)(cid:3004)(cid:3035)(cid:3039)(cid:3028) ∑

𝐺(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)𝑓(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:4690)𝑓(cid:4666)𝐿(cid:4667):

(cid:2871) (cid:3041)(cid:2880)(cid:2869) (cid:3105)(cid:3047) (cid:3002) (cid:3105)(cid:3027) (cid:3105)(cid:3027) (cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) (cid:3105)(cid:3002) (cid:3015) (cid:3012)(cid:3263)(cid:2878)(cid:3015) (cid:3404) 0 (1.35) (cid:3021)(cid:2879)(cid:2870)(cid:2868)𝐵𝑂𝐷 (cid:3398) 𝑌(cid:3017)(cid:3004)(cid:3035)(cid:3039)(cid:3028) ∑

𝐾(cid:3045)𝜃(cid:3045)

(cid:2871) (cid:3041)(cid:2880)(cid:2869)

𝑌(cid:3017)(cid:3003)(cid:3016)(cid:3005)𝐾(cid:3003)(cid:3016)(cid:3005)𝜃(cid:3003)(cid:3016)(cid:3005)

(cid:3017) (cid:3012)(cid:3265)(cid:2878)(cid:3017) (cid:3021)(cid:2879)(cid:2870)(cid:2868)𝐶ℎ𝑙𝑎 (cid:3398) (cid:3020)(cid:3265) (cid:3002) (cid:3105)(cid:3027)

Mô hình sử dụng số liệu đo đạc của 6 hồ khu vực Bắc Mỹ để hiệu chỉnh, mô hình nhiệt độ đã được hiệu chỉnh trước và sau đó mô hình dinh dưỡng được hiệu chỉnh sau. Hiệu chỉnh mô hình nhiệt độ đảm bảo rằng khuấy trộn động học và nhiệt được mô hình hóa chính xác vì nhiệt độ nước và khuấy trộn động học ảnh hưởng trực tiếp đến các chất dinh dưỡng, Chla và các quá trình động vật phù du. Mô hình MINLAKE2020 được thiết kế để mô phỏng các hồ nhỏ (diện tích <25 km2) với điều kiện người dùng chỉ định dữ liệu đầu vào và các thông số hiệu chuẩn cho phù hợp. Sự thay đổi trong các đặc tính của hồ được phản ánh trong dữ liệu/thông số đầu vào của mô hình. Dữ liệu về độ sâu của hồ và dữ liệu thời tiết (tùy thuộc vào vị trí địa lý của hồ) cần được thu thập thêm để cung cấp cho mô hình.

Ngoài ra còn có nhiều các nghiên cứu khác về mô hình nuôi trồng thủy sản như [97], [98], [100], [101], [102] nhưng phần lớn chỉ tập trung về mô hình nuôi và môi trường nước biển.

1.4.5.6 Các nghiên cứu về xây dựng mô hình mô phỏng trong nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam

Năm 2013, [103] đã nghiên cứu tính toán lượng dinh dưỡng thải ra trong quá trình nuôi cá tra ở ĐBSCL bằng mô hình số 3D. Mô hình mô phỏng ni tơ và phốt pho thải ra từ các điểm khác nhau (nuôi ao và nuôi bè), thải liên tục (nuôi bè) và thải gián đoạn (nuôi ao) ra sông Mekong. Mô hình lập trình bằng ngôn ngữ Fortran 77 gồm mô hình dòng chảy 2D và mô hình vận chuyển chất thải 3D. Đối với mô hình dòng chảy, phương trình động lượng và liên tục 2D được giải bằng phương pháp khối lượng hữu hạn.

(cid:3105)(cid:3086)

(cid:3404) 0 (1.36)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3044)(cid:3299) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3044)(cid:3299) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:3105)(cid:3047)

(cid:3105)

(cid:3398) 𝑓𝑞(cid:3051) (cid:3397) 𝑓𝑟 (cid:3044)(cid:3400)(cid:3044)(cid:3299)

(cid:4666)ℎ𝜏(cid:3051)(cid:3051)(cid:4667) (cid:3397) (cid:3105)

(cid:4666)ℎ𝜏(cid:3051)(cid:3052)(cid:4667)(cid:4675) (1.37)

(cid:3105)(cid:3044)(cid:3299) (cid:3105)(cid:3047)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3022)(cid:3044)(cid:3299) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3023)(cid:3044)(cid:3299) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:3035)(cid:3118) (cid:3398) (cid:3099)(cid:3298)(cid:3299) (cid:3096)

(cid:4674) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:3105)(cid:3052)

(cid:3105)

(cid:3397)

(cid:3397)

(cid:3398) 𝑓𝑞(cid:3051) (cid:3397) 𝑓𝑟

(cid:4666)ℎ𝜏(cid:3051)(cid:3052)(cid:4667) (cid:3397) (cid:3105)

(cid:4666)ℎ𝜏(cid:3052)(cid:3052)(cid:4667)(cid:4675) (1.38)

(cid:3105)(cid:3044)(cid:3300) (cid:3105)(cid:3047) (cid:3105)(cid:3022)(cid:3044)(cid:3300) (cid:3105)(cid:3051) (cid:3105)(cid:3023)(cid:3044)(cid:3300) (cid:3105)(cid:3052) (cid:3044)(cid:3400)(cid:3044)(cid:3300) (cid:3035)(cid:3118) (cid:3398) (cid:3099)(cid:3298)(cid:3300) (cid:3096)

(cid:3397) 𝑔ℎ (cid:3105)(cid:3086) (cid:3105)(cid:3051) (cid:3397) 𝑔ℎ (cid:3105)(cid:3086) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:3404) (cid:2869) (cid:3096) (cid:3404) (cid:2869) (cid:3096)

(cid:4674) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:3105)(cid:3052)

Phương trình mô hình vận chuyển 3D:

Trang | 67

(cid:3105)(cid:3004)

(cid:4673) (cid:3397) 𝑆 (1.39)

(cid:3105)(cid:3047)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3048)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:3049)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:3404) (cid:3105) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:4672)𝐴𝑐 (cid:3105)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3051)

(cid:4673) (cid:3397) (cid:3105) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:4672)𝐴𝑐 (cid:3105)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3052)

(cid:4673) (cid:3397) (cid:3105) (cid:3105)(cid:3053)

(cid:4672)𝐾𝑐 (cid:3105)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3053)

(cid:3397) (cid:3105)(cid:4666)(cid:3050)(cid:2879)(cid:3104)(cid:3294)(cid:4667)(cid:3004) (cid:3105)(cid:3053)

(cid:2869) (cid:3105)(cid:3005) (cid:3105)(cid:3086) (cid:3105)(cid:3005) (cid:3105)(cid:3086) (cid:3105)(cid:3005) (cid:3105)(cid:3086)

𝜔 (cid:3404)

(cid:3397)

(cid:3397)

(cid:3397)

(cid:4673) (cid:3398) 𝑣 (cid:4672)𝜎

(cid:4673) (cid:3398) (cid:4672)𝜎

(cid:4673)(cid:4675) (1.40)

(cid:4674)𝑤 (cid:3398) 𝜔(cid:3046) (cid:3398) 𝑢 (cid:4672)𝜎

(cid:3005) (cid:3105)(cid:3051) (cid:3105)(cid:3051) (cid:3105)(cid:3052) (cid:3105)(cid:3052) (cid:3105)(cid:3047) (cid:3105)(cid:3047)

Số liệu thu thập tại khu vực nuôi cá ở Mỹ Hòa Hưng (An Giang). Do thiếu dữ liệu thực địa nên kết quả mô phỏng dòng chảy được so sánh với kết quả của MK4. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu quan sát thu thập được. Nồng độ nitơ và phốt pho khi chất thải từ ao nuôi và lồng bè thải ra tương đối phù hợp với dữ liệu thực địa. Giá trị của nồng độ nitơ và phốt pho trong vùng nuôi phụ thuộc vào quá trình thủy triều và lịch thải chất thải từ ao nuôi. Nước thải từ ao được trao đổi khi triều cường. Nồng độ nitơ và phốt pho tại các vị trí đo tăng lên khi thủy triều dâng. Giá trị cao nhất chỉ xảy ra tại các điểm xả thải trong thời gian ngắn chỉ 1–2 giờ trùng với thời gian xả. Sau đó, các nồng độ này bắt đầu giảm và có giá trị nhỏ nhất khi thủy triều xuống vì chất thải lắng xuống và khuếch tán đi. Quá trình này được lặp lại khi có triều cường trở lại.

Tác giả [104] cũng đã ứng dụng mô hình Mike 11 mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm do nuôi trồng thủy sản trên một số sông lớn tỉnh Quảng Trị. Nghiên cứu trình bày các kết quả mô phỏng chất lượng nước trên các sông chính của tỉnh Quảng Trị có xét đến tác động của xả thải từ các điểm nuôi trồng thủy sản sử dụng mô hình Mike 11. Số liệu mưa và mực nước năm 2005 và 2009 được sử dụng để xây dựng mô hình thủy văn và thủy lực. Các số liệu quan trắc chất lượng nước hơn 30 điểm trên hệ thống sông của các năm 2013 và 2014, số liệu thực đo khảo sát các đơn vị nuôi trồng thủy sản được sử dụng để thiết lập mô hình chất lượng nước, mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trên sông. Các kết quả mô phỏng đã được so sánh với các số liệu thực đo để khẳng định độ tin cậy của mô hình và phân tích, làm sáng tỏ hiện trạng chất lượng nước cũng như làm cơ sở để xây dựng công cụ quy hoạch nuôi trồng thủy sản trên khía cạnh bảo vệ môi trường.

Kết luận:

a. Các nghiên cứu về môi trường trong ao nuôi cá Tra:

Ưu điểm: - Đã đưa ra được các thông số vật lý và hóa học cho môi trường nước phù hợp cho 3- cũng như

-, NO3

-, PO4

nuôi cá Tra như nhiệt độ, độ đục, TSS, DO, TN, TP, NO2 trong bùn đáy ao.

- Đã có nhiều các nghiên cứu chi tiết về các quá trình sinh học, hóa học trong ao như quá trình quang hợp, hô hấp, quá trình phát triển của tảo, chu trình nitơ, chu trình phốt pho, chu trình các bon.

- Đưa ra được đặc điểm và nhu cầu dinh dưỡng của cá Tra theo các kích cỡ khác nhau cũng như các chế độ nuôi mà hiện nay hầu hết các đơn vị đang áp dụng.

Hạn chế: - Có nhiều nghiên cứu về thức ăn của cá Tra tác động lên quá trình phát triển sinh học của cá nhưng chưa có một nghiên cứu đánh giá việc bổ sung enzyme vào trong thức ăn sẽ tác động thế nào đến môi trường ao nuôi thực địa.

b. Nghiên cứu về mô hình và mô hình hóa

Ưu điểm: - Các nghiên cứu đã đi sâu tìm hiểu và phân tích về sơ đồ lưới thức ăn của các loài cá trong hồ ở Canada, mô hình cấu trúc động vật không xương sống ở các hệ đầm lầy Mỹ và dùng phần mềm mô phỏng STELLA để mô phỏng và tính toán.

Trang | 68

- Tính toán, mô phỏng các mối quan hệ trong lưới thức ăn của ao nuôi cá rô phi sông Nile và cũng dùng phần mềm mô phỏng STELLA để phát triển và xác định các yếu tố dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng của cá. Các nghiên cứu cũng đã đưa ra các biểu thức toán học sử dụng cho mô hình toán.

- Tính toán, mô phỏng hệ sinh thái ao nuôi cá chép trong đó đưa ra các phương

trình toán cho các quá trình sinh học trong ao.

- Nhiều các mô hình đã được phát triển góp phần vào việc quản lý sông hồ trên thế

giới như: + Mô hình PC Lake nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng trong hồ nông. + Mô hình hóa chu trình phốt pho gây phì dưỡng hồ Loosdrecht (Hà Lan). + Mô hình động lực dinh dưỡng trong ao nuôi cá rô phi bán thâm canh (sông Nile) + Mô hình phú dưỡng hồ Washington (Mỹ) cho các hệ vi sinh vật. + Mô hình MINLAKE2020 mô phỏng các chất dinh dưỡng và động học của thực vật phù du trong hồ Bắc Mỹ

Hạn chế:

- Có rất ít các nghiên cứu về mô hình mô phỏng các quá trình sinh học, hóa học, dinh dưỡng diễn ra trong ao, hồ nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam, nhất là đối với cá Tra chỉ có 1 vài các nghiên cứu về mô hình môi trường trong nuôi cá bè trên sông.

Do đó Luận án sẽ đi sâu vào thu thập, phân tích chất lượng môi trường ao nuôi cá Tra đặc thù ở Việt Nam dựa trên đặc tính chất lượng nước đầu vào, thành phần thức ăn, chế độ nuôi cũng như đặc điểm khí hậu nhiệt đới và điều kiện địa phương, qua đó nghiên cứu phát triển mô hình số cho phép mô phỏng các quá trình sinh học cũng như các quá trình chuyển hóa các thông số môi trường chính trong ao nuôi cá Tra Việt Nam.

Trang | 69

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, THÍ NGHIỆM

2.1 Phương pháp nghiên cứu

Để triển khai đạt được kết quả với mục đích đề ra, nghiên cứu được thực hiện theo trình tự thể hiện ở sơ đồ sau:

Xây dựng mô hình ao nuôi tại thực địa

Bộ số liệu các thông số môi trường

Khảo sát, thu thập thông tin, xác định các thông số môi trường, chất dinh dưỡng chủ yếu

Kết quả

Khảo sát quy trình bổ sung enzym phytase vào trong thức ăn nuôi cá Tra

Xây dựng mô hình số mô phỏng các quá trình sinh học diễn ra trong ao nuôi cá Tra

Xác định hiệu quả của việc bổ sung enzyme

Kết quả

Thu thập kết quả, phân tích độ nhạy, hiệu chỉnh mô hình

Kết quả

Mô hình số kèm theo các thông số đã hiệu chỉnh, kiểm định phù hợp điều kiện VN

Hình 2.1. Sơ đồ quá trình nghiên cứu

Nghiên cứu bắt đầu từ việc thu thập thông tin, tổng hợp các công trình nghiên cứu từ trước, kế thừa các kết quả trên cơ sở đó xác định các thông số môi trường cần thiết. Sau đó sẽ tiến hành xây dựng mô hình ao nuôi tại thực địa để đo đạc, khảo sát các thông số môi trường, so sánh hiệu quả của việc bổ sung enzyme phytase. Kết quả phân tích môi trường của ao không bổ sung enzyme sẽ là cơ sở dữ liệu đầu vào cho quá trình xây dựng mô hình. Mô hình số được xây dựng dựa trên các phương trình toán và được lập trình bằng ngôn ngữ lập trình Matlab. Việc tính toán được thực hiện trên các code số này với các tham số và số liệu từ các nghiên cứu trước đây, kết quả sẽ được so sánh với số liệu môi trường ao nuôi của Việt Nam để đánh giá mức độ tin cậy của mô hình được xây dựng, phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình.

Trang | 70

2.2 Thí nghiệm, thu mẫu và phân tích các thông số môi trường ao nuôi

2.2.1. Bố trí thí nghiệm

Nghiên cứu đo đạc các thông số môi trường thông qua nuôi thử nghiệm cá Tra được thực hiện từ tháng 5 đến tháng 11 năm 2016 trong 4 ao nuôi với diện tích mỗi ao 200 m2, sâu 2,5 m tại Trang trại thủy sản mẫu (dự án SUPA) quận Cái Răng – tp Cần Thơ. Nước được thay đổi hàng ngày khoảng 30% tổng lượng nước hiện có trong ao và được bơm từ ao lắng 3000 m2.

Cá con được lấy từ xã Phú Thuận A, huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp với trọng lượng trung bình 18 g/con và nuôi với mật độ 40 con/m2 (theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về điều kiện nuôi thủy sản số: 22/2014/TT-BNNPTNT) cũng như kết quả từ các nghiên cứu trước [118], [119].

Thức ăn

P, độ ẩm, đạm thô, protein tiêu hóa

Nước ra

Nước cấp vào

-,

BOD, COD, TSS, -, H2S, NO2

-, NO3

BOD, COD, S, NO2 TSS, H 2 -, TAN,

NO3

TAN, NH3, NH4, TN, PO4, TP

Bùn đáy

NH3, NH4, TN, PO4, TP

TN, TP

BOD, COD, TSS, H2S, -, TAN, NH3, NO2

-, NO3

NH4, TN, PO4, TP

Khối lượng cá, độ đạm, FCR, P, độ ẩm

Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm, thu mẫu phân tích môi trường

Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của thức ăn 28% và 22% đạm

Chỉ tiêu

28%CP

22%CP

2.400 11 30 5,0 - 6,0 7,0 1,5 – 2,0 1,0 - 2,0 1,5 0,7 150

2.100 11 26 3,0 - 5,0 7,0 1,5 – 2,0 1,0 - 2,0 1,3 0,6 150

TT 1 Năng lượng thô (kcal/kg) nhỏ nhất 2 Độ ẩm (%) lớn nhất 3 Protein thô (%) lớn nhất 4 Béo tổng số (%) (nhỏ nhất – lớn nhất) 5 Xơ thô (%) lớn nhất 6 Canxi (%) (nhỏ nhất – lớn nhất) 7 Phospho tổng số (%)(nhỏ nhất – lớn nhất) 8 Lysine (%) nhỏ nhất 9 Methionine + Cystine (%) nhỏ nhất 10 Ethoxyquin (ppm) lớn nhất 11 Kháng sinh

Không có Không có

Thí nghiệm gồm 2 nghiệm thức thức ăn có và không có bổ sung enzyme phytase. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần và được bố trí trong 4 ao nuôi.

Trang | 71

Thức ăn được sử dụng là thức ăn cho cá Tra có hàm lượng protein thô là 28% và 22% được cấp từ Công ty AFIEX (An Giang) có đầy đủ các chứng nhận, giấy phép lưu hành.

Kế thừa từ các nghiên cứu trước [73], lượng men Phytase 5000 sử dụng 0,01%, dạng lỏng phun vào thức ăn sau khi qua ép đùn và sấy.

Trong suốt thời gian thí nghiệm (từ tháng 5 – 11/2016), cá được cho ăn một loại thức ăn công nghiệp có hàm lượng đạm 28% và 22%. Trong 2 tháng đầu cá nuôi được cho ăn thức ăn có hàm lượng đạm 28%, từ tháng thứ 3 trở đi thức ăn sử dụng có hàm lượng đạm thô 22%. Trong ba tháng đầu cá được cho ăn 3 lần/ngày với khẩu phần ăn dao động từ 10 – 12% trọng lượng thân cá/ngày. Từ tháng thứ 4 trở đi số lần cho ăn giảm dần còn 1 lần/ngày, lượng thức ăn cho ăn theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

2.2.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích

2.2.2.1 Đánh giá hiệu quả sử dụng thức ăn

Trong quá trình thí nghiệm, tiến hành thu mẫu để xác định các chỉ tiêu: tăng trưởng, hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER), chỉ số phốt pho tích lũy và tỉ lệ sống của cá thí nghiệm

Cá được theo dõi hàng ngày, nếu phát hiện cá chết sẽ vớt ra khỏi ao và ghi chép lại lượng cá chết. Lượng thức ăn của cá hàng tuần được cân và ghi chép lại.

Khối lượng và số lượng cá trong mỗi ao sẽ được xác định vào lúc bắt đầu thí nghiệm và cứ sau 2 tuần cá sẽ được tiến hành cân 1 lần cho đến khi kết thúc thí nghiệm (6 tháng) nhằm đánh giá mức độ tăng trọng dựa trên khối lượng trung bình và tốc độ tăng trưởng tuyệt đối DWG của cá trong quá trình thí nghiệm. Mỗi lần đo, lấy ngẫu nhiên 30 con để cân bằng cân điện tử, xác định khối lượng trung bình.

Khi bắt đầu thí nghiệm, 60 con cá sẽ được bắt ngẫu nhiên dùng làm mẫu cá ban đầu. Kết thúc thí nghiệm, lấy ngẫu nhiên 8 con/ao. 8 con cá được lấy mẫu ngẫu nhiên trên mỗi ao, sẽ được đem phi lê lấy phần cơ thịt trộn đều với nhau để phân tích thành phần dinh dưỡng trong cơ thịt cá. Mẫu cá phi le được bảo quản ở nhiệt độ -80oC để phân tích protein, độ ẩm và hàm lượng phốt pho trong cơ thể.

200 g thức ăn được lấy mẫu theo loại thức ăn của hai nhiệm thức để phân tích hoạt tính của phytase và thành phần dưỡng chất của thức ăn: độ ẩm, protein, chất xơ, và và hàm lượng phốt pho. Thức ăn cho cá được bảo quản nơi khô ráo, tránh ánh nắng trực tiếp chiếu vào, đặt biệt trong quá trình vận chuyển tránh làm vỡ hay rách bao bì để hạn chế tối đa thức ăn bị ẩm mốc. Thời gian bảo quản thức ăn không quá 2 tháng.

Hàm lượng đạm thô, ẩm độ và hàm lượng phốt pho trong mẫu thức ăn và mẫu cá được phân tích theo phương pháp từ Hiệp hội phân tích hóa học – Association of official Analytical Chemist (AOAC, 2000). Ẩm độ: được xác định bằng cách sấy mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC cho đến khi khối lượng không đổi (khoảng 4-5 giờ).

 Tro: được xác định bằng cách đốt cháy mẫu và nung trong tủ nung ở nhiệt độ

560oC cho đến khi mẫu có màu trắng hoặc xám (khoảng 4 giờ).

 Chất đạm: được xác định theo phương pháp Kjeldah.  Chất béo: được xác định theo phương pháp Soxhlet.  Chất xơ: được xác định bằng phương pháp thủy phân trong dung dịch axit và

bazơ.

Trang | 72

 Chất bột đường (NFE): được xác định bằng cách loại trừ.

% NFE = 100% - (% chất đạm + % chất béo + % ẩm độ + % chất xơ)

Chỉ tiêu đánh giá tốc độ tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn

SR(%) = (Nf/Ni) x 100 WG (g) = W2 – W1

 Tỉ lệ sống (Survival Rate – SR):  Khối lượng gia tăng (weight gain – WG):  Tốc độ tăng trưởng đặc thù: SGR (%/ngày) = 100 x [ln (W2) – ln (W1)]/N  Tăng trưởng tuyệt đối DWG (g/ngày) = (W2 – W1)/thời gian nuôi  Hệ số chuyển hóa thức ăn: FCR = Lượng thức ăn sử dụng/ khối lượng cá gia tăng  Hiệu quả sử dụng protein: PER = khối lượng cá gia tăng/Lượng protein trong

thức ăn đã sử dụng

 Hệ số sử dụng Prôtein (Net Protein Utilization – NPU)

NPU = Protein tích lũy/Protein ăn vào

 Protein tích lũy = (% Protein cá sau thí nghiệm x W2) – (% Protein cá trước thí

nghiệm x W1)

Trong đó:

Ni: số cá bố trí thí nghiệm

Nf: số cá thu hoạch khi kết thúc thí nghiệm

W1: Khối lượng cá bố trí thí nghiệm (g)

W2: Khối lượng cá khi kết thúc thí nghiệm (g)

N: Số ngày thí nghiệm

2.2.2.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích

Các chỉ tiêu môi trường được thu tại cùng một vị trí, nơi cho cá ăn mỗi ngày.

Giá trị nhiệt độ, pH và DO được đo trực tiếp mỗi ngày vào lúc 8 và 16 giờ tại vị trí thu mẫu bằng máy đo đa chỉ tiêu HANNA HI9828 (Rumani).

Các chỉ tiêu môi trường còn lại được thu trước và sau khi thả giống với chu kỳ 10 ngày/lần vào lúc 8 giờ sáng.

Chỉ tiêu COD: dùng chai thủy tinh trắng có thể tích 125 mL đặt dưới mặt nước khoảng 15-20 cm, cho nước tràn vào bên trong và không có bọt khí, đậy kín nắp, sau đó cố định bằng cách thêm 2 mL dung dịch H2SO4 4M và vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Chỉ tiêu BOD: dùng chai thủy tinh nâu có thể tích 125 mL đặt dưới mặt nước khoảng 15-20 cm, cho nước tràn vào bên trong và không có bọt khí, đậy kín nắp, trữ lạnh (20oC) và vận chuyển về phòng thí nghiệm. Chỉ tiêu H2S (tổng S2-): dùng chai thủy tinh nâu có thể tích 125 mL đặt sâu vào trong tầng nước, cách đáy ao khoảng 40-50 cm, cho nước tràn vào bên trong và không có bọt khí, đậy kín nắp, trữ lạnh (4oC) và vận chuyển về phòng thí nghiệm.

-, TAN, P-PO4

-, N-NO3

3-, TKN, TP được thu mẫu Các chỉ tiêu còn lại như TSS, N-NO2 gộp (đa điểm) tại vị trí thu mẫu, cho vào trong chai nhựa 1L, trữ lạnh (4oC) và vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Trang | 73

Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số môi trường ao nuôi cá Tra

Phương pháp phân tích

Ký hiệu/Nơi sản xuất

Thông số

Nhiệt độ Đo trực tiếp

HANNA HI9828/ ROMANIA/USA

HANNA HI9828/

pH

Đo trực tiếp

ROMANIA/USA

DO

Đo trực tiếp

Thiết bị phân tích HANNA HI9828 HANNA HI9828 HANNA HI9828

COD

HANNA/HI839800- 02/ROMANIA/USA

Hoàn lưu kín, 5220.C (APHA, 1995).

công mẫu,

BOD

Winkler, 5210-B (APHA, 1995)

Máy phá burette Burette

TSS

Brand Titrette 25mL 4760151/Germany YAMATO/DX402/CHINA; OHAUS/PX224/CHINA

H2S

PP Trọng lượng (2540-D,TSS) (APHA, 1995) Methylene Blue, 4500-S 2- -D., (APHA, 1995)

Tủ sấy, cân điện tử Máy so màu quang phổ

N-NO2

4500-B

(APHA,

- Diazonium, 1995)

Máy so màu quang phổ

N-NO3

-

Salycylate, 4500-B (APHA, 1995) Máy so màu

quang phổ

TAN

Phenate, 4500-B (APHA, 1995) Máy so màu

quang phổ

P-PO4

3-

SnCl2 4500-P-D (APHA, 1995) Máy so màu

quang phổ

NH3

Phenate, 4500-B (APHA, 1995) Máy so màu

quang phổ

NH4

+

Phenate, 4500-B (APHA, 1995) Máy so màu

quang phổ

TKN

Máy so màu quang phổ

Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA

TP

Máy so màu quang phổ

Thermo Helios Alpha UV/Vis Spectrophotometer/Speck & Burke UK/USA

Công phá mẫu bằng phương pháp Macro-Kjeldahl (4500-Norg B), sau đó so màu bằng phương pháp Indo-phenol Blue (APHA, 1995) Công phá mẫu bằng phương pháp Charles & Earl, 1992, sau đó so màu bằng phương pháp SnCl2 (4500-P-D) (APHA, 1995)

Trang | 74

Mẫu nước được phân tích tại Phòng thí nghiệm chất lượng nước - Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ. Bảo quản mẫu và phương pháp phân tích tuân theo hướng dẫn và tiêu chuẩn (APHA et al, 1995) [105].

2.3 Thiết lập mô hình

2.3.1 Cơ sở thiết lập các phương trình

2.3.1.1 Mô hình các quá trình sinh học trong đầm hồ và đầm hồ nuôi cá Tra

Từ các nghiên cứu trước đây về mô hình ao/hồ, một mô hình cấu trúc của các quá trình sinh học diễn ra trong ao nuôi cá Tra được xây dựng như hình dưới.

Mô hình cấu trúc này sẽ được sử dụng để thử nghiệm mô phỏng các chất trong ao (như C, N, P, O), sự phát triển thực vật phù du (tảo cát, tảo lục và tảo lam) và động vật phù du (copepods và cladocerans), đây là các nhóm được coi là rất quan trọng, sự phát triển của cá Tra, ảnh hưởng của thức ăn tự dưỡng và dị dưỡng và các nguyên tố dinh dưỡng N, P đối với ao nuôi cá.

Hình 2.3. Mô hình cấu trúc diễn ra trong ao nuôi cá Tra

2.3.1.2. Mô hình hóa sự phát triển của cá Tra

Từ mô hình chung về cá quá trình sinh học trong hồ nuôi cá Tra, trong nghiên cứu này sẽ tập trung nghiên cứu về sự phát triển của cá trong môi trường ao nuôi. Mô hình đưa ra mối liên kết các chất dinh dưỡng, thức ăn với các chu trình của các chất dinh dưỡng cơ bản (C, N, P) và sự phát triển của cá. Mô hình khái niệm, bao gồm quá trình sản xuất thức ăn tự nhiên, và các tương tác giữa các nguồn cung cấp thức ăn tự nhiên với quá trình bổ sung thức ăn trong ao nuôi cá Tra, được mô tả trong hình 2.4.

Trang | 75

Hình 2.4. Các quá trình sinh học diễn ra trong ao nuôi cá Tra

2.3.2 Mô hình khái niệm ao nuôi cá Tra

2.3.2.1 Các giả thiết của mô hình

- Ao nuôi cá là ao nước nông, không có hiện tượng phân tầng nồng độ, nồng

độ các chất trong ao nuôi là đồng nhất.

- Không có yếu tố gây chết đột ngột, gây bệnh với cá trong ao, tỷ lệ chết của

cá là một hằng số.

- Cá nuôi trong ao chỉ sử dụng nguồn dinh dưỡng vào các hoạt động sống (hô

hấp, bài tiết,…) và gia tăng sinh khối, không sinh sản.

- Nguồn thức ăn cho cá được phân thành 2 nhóm: thức ăn tự dưỡng (thực vật phù du/TVPD), thức ăn dị dưỡng: gồm vụn hữu cơ trong lớp nước (detritus) và thức ăn nhân tạo (thức ăn bổ sung cấp vào ao).

- Quá trình quang hợp của thực vật phù du (sản xuất sinh khối sơ cấp) có chất dinh dưỡng giới hạn là nito và photpho, nguồn các bon không giới hạn (nồng độ CO2 hòa tan trong nước đủ lớn).

- TVPD trong ao nuôi được chia làm 3 nhóm: tảo cát (Diatom), tảo lục (Greens) và tảo lam (Cyanobacteria) căn cứ vào [49], đây là 3 nhóm lớn và thường gặp nhất trong các hồ phú dưỡng, ao nuôi (bán) thâm canh và (bán) thâm canh, sự phân chia phụ thuộc vào nhu cầu của nhóm loài đó đối với các chất dinh dưỡng.

- Do ao nuôi (bán) thâm canh nên lượng thức ăn cho cá được bón thêm vào ao thường xuyên và tránh thất thoát chất dinh dưỡng và mật độ cá trong ao lớn, nên mô hình chỉ gồm chuỗi thức ăn chỉ gồm cá, TVPD và vụn hữu cơ (bao gồm thức ăn bổ sung), không phải lưới thức ăn có cả động vật phù du và các loài động vật đáy (nhuyễn thể, giáp xác,…).

- Tổng chất hữu cơ được chia làm 2 nhóm: vụn hữu cơ, chất hữu cơ hòa tan; trong đó vụn hữu cơ bị phân hủy theo 2 giai đoạn: hòa tan thành chất hữu cơ hòa tan, chất hữu cơ hòa tan bị khoáng hóa thành các chất vô cơ.

- Ánh sáng, nhiệt độ, lượng thức ăn bổ sung vào ao được lấy từ thực tế, là hàm

điều khiển của mô hình (forcing function).

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến các quá trình, các quá trình xảy ra đều là bậc 1. - Chưa xét đến ảnh hưởng của pH đối với các quá trình (pH đo được luôn trong

khoảng trung tính và kiềm nhẹ 7.1 - 8.6 [4])

Trang | 76

- Mô hình chưa xét đến ảnh hưởng của các yếu tố: mưa, sự thấm nước đáy ao. - Hồ nuôi không được sục khí, ảnh hưởng của sự bay hơi nước. - Công thức phân tử khối của TVPD bằng (CH2O)n. - Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. - Nguồn dinh dưỡng thực phẩm cho cá Tra có nguồn gốc từ các nguồn tự

dưỡng và dị dưỡng trong ao nuôi;

- Nitơ vô cơ và phốt pho được coi là hai chất dinh dưỡng giới hạn trong sản xuất chất dinh dưỡng thực phẩm, và việc phân hủy chất hữu cơ trong ao nuôi bán thâm canh cung cấp đủ lượng carbon dioxide để hỗ trợ tăng trưởng thực vật phù du

- Hàm lượng protein của thực vật phù du giả định là một hằng số; - Không có yếu tố vô sinh gây chết trong ao cá đã được quản lý; - Oxy hòa tan (DO) và ni tơ vô cơ được coi là những chỉ số quan trọng về chất

lượng nước;

- Tỷ lệ sống của cá là không đổi;

2.3.2.2 Mô hình khái niệm

+, NO3

-, PO4

Mô hình gồm 13 biến trạng thái gồm: thực vật phù du (3 nhóm: Diatoms, Greens, Cyanobacteria); tổng chất hữu cơ dạng hạt (POC); tổng chất hữu cơ hòa tan (DOC); 3-); nồng độ oxy tổng nito hữu cơ; tổng photpho hữu cơ; chất vô cơ (NH4 hòa tan (DO); số lượng cá; và sinh khối cá trong ao. 10 biến phụ gồm: 6 biến phụ về hàm lượng N và P trong mỗi nhóm thực vật phù du; 4 biến phụ khác: tổng nito hữu cơ hòa tan (DON), tổng nito hữu cơ dạng hạt (PON) và tổng photpho hữu cơ hòa tan (DOP), tổng photpho hữu cơ dạng hạt (POP).

Đối với hai biến trạng thái POC (vụn hữu cơ) và DOC (chất hữu cơ hòa tan) do trong quá trình đo đạc hai thông số này khó khăn, để thuận tiện cho tính toán và đo đạc, mô hình sử dụng OSS (Organic Suspended Solid - vật chất hữu cơ lơ lửng) và COD để tính toán và hiệu chỉnh. Trong đó, DOC = COD/2,67 (nồng độ cơ chất tương đương, theo mô hình hồ Washington) và POC = TSS x 57,38% [4] về theo dõi thành phần các chất ô nhiễm trong ao nuôi cá Tra tại khu vực ĐB Sông Cửu Long, nồng độ OSS tại các ao trung bình bằng khoảng 57.38% nồng độ TSS).

Các quá trình xảy ra trong ao nuôi được xét đến gồm có:

1. Phản ứng quang hợp hấp thụ (uptake) các chất dinh dưỡng vô cơ, làm tăng sinh

khối của thực vật phù du.

2. Hô hấp nội bào và bài tiết của thực vật phù du. 3. Sự lắng của thực vật phù du và thực vật phù du chết đi. 4. Vụn hữu cơ bị hòa tan (phân giải một phần) tạo thành chất hữu cơ hòa tan có cấu

tạo đơn giản hơn.

-.

+ thành NO3

5. Vụn hữu cơ lắng xuống lớp bùn đáy. 6. Thức ăn bổ sung dư tạo thành vụn hữu cơ. 7. Sự khoáng hóa (oxy hóa hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan thành các chất vô cơ. 8. Nitrat hóa chuyển hoá NH4 9. Sự khử nitrat. 10. Sự hòa tan oxy trong nước. 11. Sự tiêu thụ thực vật phù du, thức ăn bổ sung và vụn hữu cơ của cá. 12. Sự hô hấp và bài tiết của cá.

Trang | 77

Trong đó có các hàm điều khiển (forcing function) được đo đạc và nhập vào dựa trên điều kiện thực tế, bao gồm: nhiệt độ, lượng thức ăn bổ sung (SFA), sự hòa tàn của oxy trong nước (phụ thuộc nhiệt độ, theo định luật Henry), và bức xạ mặt trời.

Hình 2.5. Mô hình khái niệm các quá trình sinh hóa xảy ra trong ao nuôi cá Tra

2.3.2.3 Ma trận tác động tương hỗ

Trên cơ sở nghiên cứu mối liên hệ giữa các nghiên cứu tổng quan về các chu trình P, N, quá trình phát triển của cá, các quá trình sản xuất bậc 1, bậc 2, quá trình cấp dưỡng, bổ sung thức ăn thiết lập nên ma trận định tính thể hiện mối quan hệ tương hỗ giữa biến trạng thái trong đầm hồ nuôi cá Tra.

Bảng 2.3. Ma trận tác động tương hỗ giữa tảo, cá với các chất dinh dưỡng có trong nước hồ

Cá Tra

Nitrat - NO3

Amoni + NH4

Phốt phat 3- PO4

Thực vật phù du

Động vật phù du

Cácbon hữu cơ hòa tan DOC

Oxy hòa tan DO

Nito hữu cơ tan DON

Nito hữu cơ phân tử PON

Phốt pho hữu cơ tan DOP

Phốt pho hữu cơ phân tử POP

Các bon hữu cơ phân tử POC

vật

+

-

+

+

+

-

+

+

-

+

-

+

+

vật

+

+

-

-

-

+

-

-

+

-

+

+

+

-

+

- -/+

+ +

+ -

+ +

+ +

- +

+ 0

- 0

+ 0

- 0

+ 0

+ 0

+ +

+

+

0

+

+

0

0

0

0

0

0

0

+

+

+

0

0

-

+

0

0

0

0

0

0

+

Thực phù du Động phù du Nitrat NO3 Amoni NH4 Nito hữu cơ tan DON Nito hữu cơ phân tử PON Photphat

-/+

+

0

0

0

0

+

+

0

0

0

0

+

Trang | 78

Cá Tra

Nitrat - NO3

Amoni + NH4

Phốt phat 3- PO4

Thực vật phù du

Động vật phù du

Cácbon hữu cơ hòa tan DOC

Oxy hòa tan DO

Nito hữu cơ tan DON

Nito hữu cơ phân tử PON

Phốt pho hữu cơ tan DOP

Phốt pho hữu cơ phân tử POP

Các bon hữu cơ phân tử POC

3-

-

+

+

0

0

+

0

+

+

0

0

0

0

0

-

+

0

0

+

0

+

+

0

0

0

0

0

0

0

+

0

+

+

+

+

0

0

0

0

0

0

0

+

0

+

-

+

+

0

0

0

0

0

0

0

0

+

-

0

+/-

-

-

-

0

0

-

-

+

+

+

+

-

PO4 Photpho hữu cơ tan DOP Photpho hữu cơ phân tử POP Cacbon hữu cơ hòa tan DOC Cacbon hữu cơ phân tử POC Oxy hòa tan DO Cá Tra

+

+

-

-

-

+

Chú thích:

Dấu + : Tương tác thuận chiều

Dấu - : Tương tác nghịch chiều

Dấu +/-: Tương tác tùy theo từng điều kiện

Dấu 0: Không tác động qua lại

Bảng 2.4. Ma trận tương hỗ giữa các chất dinh dưỡng đối với cá

A𝐹(cid:3032) H𝐹(cid:3032) 1 / 1

/ 1 1

FB FP TIN TNS TIP TPS QDO 0 1 0 1 0 /

0 0 0

0 0 1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

A𝐹(cid:3032) H𝐹(cid:3032) FB

/ 1 0 0 0 0

0 / 0 0 0 0

0 1 0 1 0 1

0 1 1 1 1 1

1 1 0 1 0 1

0 1 / 0 0 1

0 0 0 / 1 0

0 0 0 1 / 0

0 0 0 0 0 /

FP TIN TNS TIP TPS QDO

Chú thích

Lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng năng lượng Lượng thức ăn dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng năng lượng Tổng sinh khối cá trong ao Tổng số lượng cá trong ao Tổng nitơ vô cơ hòa tan trong cột nước Tổng nitơ trong bùn lắng;

A𝐹(cid:3032) : H𝐹(cid:3032) : FB : FP : TIN : TNS :

Trang | 79

Tổng phốt pho vô cơ hòa tan trong cột nước Tổng phốt pho trong bùn lắng; Lượng DO trong cột nước

TIP : TPS : QDO :

Ghi chú

1: Có tác động

0: không tác động

Chiều từ dọc tác động sang chiều ngang: tác động tích cực

2.3.2.4 Cơ sở thiết lập mối quan hệ toán học giữa các cấu tử và các quá trình sinh học xảy ra trong ao nuôi

- Thực vật phù du [89]

Phương trình thể hiện quá trình thực vật phù du sản xuất ra sinh khối tảo và mất đi do các chuyển hóa cơ bản, lắng đọng và động vật phù du ăn thực vật. Các tác động của dinh dưỡng, ánh sáng và nhiệt độ đến sự tăng trưởng của thực vật phù du được mô phỏng bằng việc sử dụng mô hình phép nhân [106]. Phốt pho và nito trong các tế bào thực vật phù du chiếm ưu thế vượt trội [107], [108], [109]. Các bon vô cơ cần thiết cho tảo tăng trưởng được giả định là đủ hoặc dư do đó không được xem xét hay bỏ qua. Sự trao đổi cơ bản của thực vật phù du bao gồm tất cả các chu trình nội sinh làm giảm sinh khối tảo (hô hấp, bài tiết) và sự tử vong tự nhiên. Trao đổi chất cơ bản được cho là tăng theo hàm mũ theo nhiệt độ.

Trong số các giá trị của công thức toán học liên quan đến quá trình quang hợp và cường độ ánh sáng (qua đường cong bão hòa ánh sáng) [110], phương trình của Steele với luật của Beer dùng để biểu diễn bức xạ cho phạm vi quang hợp theo độ sâu đầm hồ. Hệ số tắt được xác định theo sự suy giảm độ sáng nền [111], [108]. Sự phụ thuộc nhiệt độ cho sự tăng trưởng của thực vật phù du có giá trị tối ưu và được mô phỏng bởi một hàm tương tự như đường cong xác suất Gaussian [108].

Mô hình phân biệt giữa ba loài thực vật phù du: tảo lục, tảo lam và tảo cát. Sự phân biệt ba nhóm thực vật phù du đã được thông qua trong một số nghiên cứu [108]; [112]; [113]. Ba nhóm thực vật phù du khác nhau tốc độ phát triển tối đa, động học nitơ và photpho, yêu cầu về ánh sáng, cũng như sự yêu thích thức ăn của động vật phù du ăn thực phù du. Tảo cát cũng được phân biệt bởi yêu cầu về silic.

- Động vật phù du [89]

Dựa trên chế độ dinh dưỡng thứ cấp (herbivory) khác nhau mà mô hình mô phỏng động vật phù du chia làm hai nhóm chính là "copepods" và "cladocerans", tương ứng với đặc tính chung của loài Diaptomus và Daphnia. Giả sử rằng loài ăn tạp của đầm hồ và động vật ăn thịt không xuất hiện gây ra những tác động đáng kể lên hai loài động vật phù du. Các đặc điểm chung của mô hình hai loài động vật ăn thực vật bhồ gồm các giới hạn về nhiệt độ khác nhau, tỷ lệ cấp thức ăn, sở thích ăn, độ chọn lọc và khả năng gây thương tổn cho loài ăn thịt. Những sự khác biệt này dẫn đến mô hình sau đó và tương tác với cộng đồng thực vật phù du.

Copepods có khả năng chịu nhiệt độ rộng hơn Daphnia. Động vật phù du ăn cả thực vật và mảnh vụn, nhưng có sự khác nhau lớn trong cách chọn lọc cho ăn. Cladocerans có sự chọn lọc với mức ưu tiên như nhau giữa bốn loại thực phẩm (tảo lục, tảo lam, tảo cát và mảnh vụn). Copepods được giả định có khả năng lựa chọn trên cơ sở chất lượng thức ăn

Trang | 80

và đặc biệt là kích cỡ hạt thực phẩm. Cần lưu ý rằng mô tả này đề cập đến các chỉ định đối với sở thích của hai nhóm động vật phù du. Sự chọn thức ăn của cladocerans (tương đương như thứ tự ưu tiên) dựa trên cơ sở tương ứng về sự phong phú của bốn loại thực phẩm, trong khi lựa chọn của copepod được xác định thông qua một sự tương tác phức tạp hơn giữa khả năng phân biệt và chủ động nuốt thức ăn ưa thích (khác nhau các khối lượng, kích thước hạt) ở các nồng độ thực phẩm khác nhau. Copepod có hàm lượng nitơ cao hơn một lượng nhỏ và photpho thấp hơn nhiều so với cladocerans [114], và tỉ số C: N: P của chúng gần như là trạng thái ổn định (homeostatic) trong năm [115].

- Nitơ [89]

Bốn biến trạng thái nitơ được xét đến trong mô hình: nitrat, ammonium, nito hữu cơ hòa tan và nito hữu cơ dạng hạt. Cả amoni và nitrat đều được đồng hóa bởi thực vật phù du trong quá trình tăng trưởng. Sự trao đổi cơ bản của thực vật phù du, động vật phù du và bài tiết lượng nitơ dư thừa trong quá trình động thực vật phù du tiêu thụ và giải phóng amoni và nitơ hữu cơ trong cột nước. Một phần nhỏ các hạt nitơ hữu cơ phân hủy để để tạo thành nito hòa tan và một phần khác lắng xuống trầm tích. Nitơ hữu cơ hòa tan được khoáng hoá thành amoni. Amoni được oxy hóa thành nitrat thông qua quá trình nitrat hóa và động học của nó được mô phỏng theo hàm của amoni sẵn có, oxy hoà tan, nhiệt độ và ánh sáng. Trong điều kiện thiếu oxy, khí nitơ được tạo thành thông qua quá trình khử Nitơ.

- Photpho [89]

Mô hình xem xét ba biến trạng thái của phốt pho: photphat và photpho hữu cơ hòa tan và các hạt photpho hữu cơ bao gồm các quá trình trao đổi chất cơ bản của động vật phù du, thải bỏ photpho dư thừa trong quá trình tiêu thụ photphat, photpho hữu cơ dạng hạt có thể phân hủy tạo thành dạng hòa tan, và một phần lắng xuống trầm tích. Photpho hữu cơ hòa tan được khoáng hóa tạo phophat. Phốt pho hữu cơ dạng hạt trong mảnh vụn được động vật phù du tiêu thụ.

- Các bon hữu cơ [89]

Hai biến trạng thái cacbon được xem xét bởi mô hình: các bon hữu cơ hòa tan và các bon hữu cơ dạng hạt bao gồm các quá trình như sự trao đổi cơ bản của thực vật phù du, chuyển hóa cơ bản của động vật phù du và phân hủy các bon hữu cơ trong hồ. Một phần của các bon hữu cơ dạng hạt trải qua quá trình hòa tan tạo thành các bon hữu cơ dạng hòa tan, trong khi một phần khác lắng xuống trầm tích. Hạt các bon hữu cơ được tiêu thụ bởi động vật phù du (detrivory). Cuối cùng, các bon hữu cơ hòa tan bị mất thông quá trình khử nito bậc 1.

- Oxy hòa tan [89]

Các nguồn tạo thành và mất đi của oxy hoà tan trong cột nước gồm quá trình quang hợp của tảo, hô hấp của tảo và động vật phù du, quá trình nitrat hóa và tái hòa tan oxy từ mặt thoáng.

2.3.3 Xây dựng các phương trình toán học

2.3.3.1 Phương trình sự phát triển của cá trong hồ nuôi cá Tra

Dựa trên nghiên cứu của [83], các phương trình về phát triển của cá trong ao nuôi được mô tả như sau:

a, Lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng năng lượng

Trang | 81

(2.1)

dA𝐹(cid:3032) / dt = AFG – AFC – AFR – AFM

Phát triển của thực vật phù du

(2.2)

𝐴𝐹𝐺 (cid:3404) 𝜇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:3400) 𝐴𝐹(cid:3032) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝑁, 𝑃(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝐼(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝑇(cid:4667)

(2.3)

;

(cid:4675)

𝑓(cid:4666)𝑁, 𝑃(cid:4667) (cid:3404) 𝑚𝑖𝑛 (cid:4674)

(cid:3010)(cid:3015)(cid:3004) (cid:4666)(cid:3010)(cid:3015)(cid:3004)(cid:2878)(cid:3035)(cid:3263)(cid:4667) (cid:3010)(cid:3017)(cid:3004) (cid:4666)(cid:3010)(cid:3017)(cid:3004)(cid:2878)(cid:3035)(cid:3265)(cid:4667)

ℎ(cid:3017): Tổng nồng độ phốt pho bán bão hòa (mgP/l); f (I): Hàm số ảnh hưởng của bức xạ mặt trời tới sự phát triển của thực vật phù du

(2.4)

𝑓 (cid:4666)𝐼(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3010)(cid:3116)(cid:3400)(cid:2915)(cid:2934)(cid:2926)(cid:4670)(cid:2879)(cid:4666)(cid:3028)(cid:3400)(cid:3002)(cid:3007)(cid:3280)(cid:2878)(cid:3029)(cid:3400)(cid:3009)(cid:3007)(cid:3280)(cid:4667)(cid:4671) (cid:3010)(cid:3293)

(2.5)

𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3404) (cid:4682)

𝑓(cid:2869)(T): Hàm số ảnh hưởng của nhiệt độ nước tới sự phát triển của thực vật phù du; exp (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3021)(cid:2869)(cid:3435)𝑇 (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:4667)(cid:2870)(cid:3431) 𝑛ế𝑢 𝑇 (cid:3409) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) 𝑒𝑥𝑝 (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3021)(cid:2870)(cid:3435)𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3398)𝑇(cid:4667)(cid:2870)(cid:3431) 𝑛ế𝑢 𝑇 (cid:3408) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)

Tỉ lệ thất thoát của thức ăn tự dưỡng do cá ăn:

(2.6)

AFC (cid:3404) FB (cid:3400) h(cid:3028) (cid:3400) 𝑓(cid:3028) (cid:3400) 𝑓(cid:3046)(cid:3040) (cid:3400) 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667)

𝑓(cid:3028): Hệ số kể đến tính sẵn có thức ăn tự dưỡng;

(2.7)

(cid:2870),(cid:2870) (cid:4673)

(cid:3432)

𝑓(cid:3028) (cid:3404) 1 (cid:3398) exp (cid:3428)(cid:3398)𝑠 (cid:4672)

(cid:3002)(cid:3007)(cid:3280) (cid:3007)(cid:3003) (cid:3040)

: Hàm số ảnh hưởng của kích thước cá đối với sự tiêu thụ thực ăn;

(cid:4673)

𝑓(cid:3046)(cid:3040) (cid:3404) (cid:4672)

FB(cid:3040) (cid:3415) FB(cid:3046)

𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3404) 𝑉 (cid:3051)𝑒𝑥𝑝(cid:4670)𝑥(cid:4666)1 (cid:3398) 𝑉(cid:4667)(cid:4671) hàm số tới hạn của nhiệt độ nước tới sự tiêu thụ thức ăn của cá

𝑉 , 𝑥 , 𝑆(cid:2869), 𝑆(cid:2870) các biến phụ trợ để tính 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667)

(2.8)

𝑉 (cid:3404)

(cid:3118)

(cid:3435)(cid:3021)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299)(cid:3281)(cid:2879)(cid:3021)(cid:3439) (cid:3435)(cid:3021)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299)(cid:3281)(cid:2879)(cid:3021)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:3281)(cid:3439)

(cid:3118)(cid:3436)(cid:2869)(cid:2878)(cid:4672)(cid:2869)(cid:2878)

(cid:3116),(cid:3121) (cid:3120)(cid:3116) (cid:4673) (cid:3294)(cid:3118)

(cid:3440) (cid:4681) (cid:4680)(cid:3020)(cid:3117)

(2.9)

𝑥 (cid:3404)

(cid:2872)(cid:2868)(cid:2868)

(2.10)

𝑆(cid:2869) (cid:3404) ln 𝑄(cid:2869)(cid:2868)(cid:3435)𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3033) (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3033)(cid:3439)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

𝑆(cid:2870) (cid:3404) ln 𝑄(cid:2869)(cid:2868)(cid:3435)𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3033) (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3033) (cid:3397) 2(cid:3439) 𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667) (cid:3404) exp(cid:4666)(cid:3398)𝑘(cid:3021)(cid:3010)𝑇𝐼(cid:2870)(cid:4667) 𝑇𝐼 (cid:3404) 𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3021)(cid:3435)1 (cid:3398) 𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667)(cid:3439) (cid:3397) 𝑘(cid:3015)(cid:3009)(cid:3021)𝐼𝑁𝐶𝑘(cid:3015)(cid:3009)

Tỉ lệ thất thoát của thức ăn tự dưỡng do hô hấp của thực vật phù du:

(2.14)

AFR = A𝐹(cid:3032)𝑘(cid:3045)

(2.15)

AFM = A𝐹(cid:3032)𝑘(cid:3040)(cid:3039)

b, Lượng thức ăn dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng năng lượng

(2.16)

(2.17)

dH𝐹(cid:3032) / dt = AFM + FW – HFC – HFS – HFD FW (cid:3404) SFA (cid:3398) SFC (cid:3397) TFC (cid:3398) FA

Trang | 82

(2.18)

𝑅𝑆𝐹 (cid:3404) (cid:3420)

FAPP (cid:3398) (cid:4666)AFC (cid:3397) HFC(cid:4667) nếu (cid:4666) FAPP (cid:3408) 𝐴𝐹𝐶 (cid:3397) 𝐻𝐹𝐶(cid:4667) 0 nếu (cid:4666) FAPP (cid:3409) AFC (cid:3397) HFC(cid:4667)

(2.19)

FAPP (cid:3404) FAPP(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)FBf(cid:2929)(cid:2923)𝑓(cid:4666)WQ(cid:4667)

TFC: Tổng thức ăn tiêu thụ;

TFC = AFC + HFC + SFC

(2.20)

FA: Sự đồng hóa của cá;

(2.21)

FA = 𝑘(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3028) 𝑇𝐹𝐶𝑓(cid:4666)𝐹𝑄(cid:4667) HFC (cid:3404) FBh(cid:3035)𝑓(cid:3035)𝑓(cid:3046)(cid:3040)𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667)𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667)

(2.22)

(2.23)

HFS = H𝐹(cid:3032)𝑘(cid:3046) HFD = H𝐹(cid:3032)𝑘(cid:3031)𝑓(cid:2869) (DO)

𝑓(cid:2869)(DO): Hàm ảnh hưởng của DO lên quá trình hiếu khí;

(2.24)

𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667) (cid:3404) (cid:3420)

exp (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:4666)4 (cid:3398) 𝐷𝑂𝐶(cid:4667)(cid:2870)(cid:4671) 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3407) 4 1 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3410) 4

𝑓(cid:4666)FQ(cid:4667)=

1,0 𝑛ế𝑢 𝑃𝐸 (cid:3410) 𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)

⎧ ⎪

(cid:3435)𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) (cid:3398) 𝑃𝐸(cid:3439)

(2.25)

(cid:3416)

(cid:2868),(cid:2876)(cid:2873) (cid:4681)

𝑒𝑥𝑝 (cid:3421)(cid:3398)𝑘(cid:3017)(cid:3006) (cid:4680)

(cid:3425) 𝑛ế𝑢 𝑃𝐸(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) (cid:3407) 𝑃𝐸 (cid:3409) 𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)

(cid:3435)𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) (cid:3398) 𝑃𝐸(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3439)

⎨ ⎪ ⎩

𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝑘(cid:3017)(cid:3006)(cid:4667) 𝑛ế𝑢 𝑃𝐸 (cid:3407) 𝑃𝐸(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)

PE: Tỷ lệ protein nuôi dưỡng đi vào năng lượng;

(2.26)

PE (cid:3404)

(cid:4666)(cid:2885)(cid:2890)(cid:2887)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3117) (cid:2878) (cid:2892)(cid:2890)(cid:2887)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3118) (cid:2878) (cid:2903)(cid:2890)(cid:2887)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3119)(cid:4667) (cid:3021)(cid:3007)(cid:3004)

(2.27)

R(cid:2921)(cid:3174)(cid:3119) (cid:3404)

(cid:3017)(cid:3006)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:3400) (cid:2904)(cid:2890)(cid:2887) – (cid:2885)(cid:2890)(cid:2887)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3117) –(cid:3009)(cid:3007)(cid:3004)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3118) (cid:3020)(cid:3007)(cid:3004)

c, Tổng sinh khối cá trong ao

(cid:3031)(cid:3007)(cid:3003)

(2.28)

(cid:3404) 𝐹𝑃(cid:3046) (cid:3400) 𝐹𝐵(cid:3036) (cid:3397) 𝐹𝐴 (cid:3398) 𝐹𝐶 (cid:3398) 𝐹𝑃 (cid:3400) 𝑘(cid:3040)(cid:2870) (cid:3400) 𝐹𝐵(cid:3040)

(cid:3031)(cid:3047)

𝐹𝐶 (cid:3404) 𝑇𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3031) (cid:3397) 𝐹𝐵 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3028)(cid:3046)(cid:3047) (cid:3400) 𝑓(cid:3046)(cid:3041) (cid:3400) 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:2871)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (2.29)

fsn = (FBm/FBs)n

(2.30)

f2(DO) = (cid:4682)

exp (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3033)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047) (cid:3398) 𝐷𝑂𝐶(cid:4667)(cid:2870) 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3407) 𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047) 1 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3410) 𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047)

f3(T) = c + dT

d, Tổng khối lượng cá trong ao

(2.31)

e, Tổng nitơ vô cơ hòa tan trong cột nước

dFP / dt = F𝑃(cid:3046) – INT(FB𝑘(cid:3040)(cid:2870)(cid:4667)

(cid:2914)(cid:2904)(cid:2893)(cid:2898)

(cid:3404) 𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3041) (cid:3397) 𝐴𝐹𝑅 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3041) (cid:3397) 𝐻𝐹𝐷 (cid:3400) 𝑘(cid:3035)(cid:3041) (cid:3397) 𝑇𝑁𝑆 (cid:3400) 𝑘(cid:3046)(cid:3041) (cid:3397) 𝐾𝑇(cid:3015) (cid:3398) (cid:4666)𝐴𝐹𝐺 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3041) (cid:3398)

(cid:2914)(cid:2930)

(2.32)

𝐹𝐼𝑋𝑁(cid:4667) (cid:3398) 𝑇𝐼𝑁 (cid:3400) 𝑘(cid:3041)(cid:3039)

f, Tổng nitơ trong bùn lắng

Trang | 83

(cid:3031)(cid:3021)(cid:3015)(cid:3020)

(2.33)

(cid:3404) 𝐻𝐹𝑆 (cid:3400) 𝑘(cid:3035)(cid:3041) (cid:3398) 𝑇𝑁𝑆 (cid:3400) 𝑘(cid:3046)(cid:3041)

(cid:3031)(cid:3047)

g, Tổng phốt pho vô cơ hòa tan trong cột nước

(cid:3031)(cid:3021)(cid:3010)(cid:3017)

(cid:3404) 𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3043) (cid:3397) 𝐴𝐹𝑅 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3043) (cid:3397) 𝐻𝐷𝐹 (cid:3400) 𝑘(cid:3035)(cid:3043) (cid:3397)

(cid:3397) 𝐹𝑇(cid:3017) (cid:3398) 𝐴𝐹𝐺 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3043) (cid:3398)

(2.34)

(cid:3021)(cid:3017)(cid:3020)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3293) (cid:3031)(cid:3298) (cid:3031)(cid:3047) (cid:3021)(cid:3010)(cid:3017)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3294) (cid:3031)(cid:3298)

h, Tổng phốt pho trong bùn lắng

(cid:3031)(cid:3021)(cid:3017)(cid:3020)

(2.35)

(cid:3404)

(cid:3397) 𝐻𝐹𝑆 (cid:3400) 𝑘(cid:3035)(cid:3043) (cid:3398)

(cid:3031)(cid:3047) (cid:3021)(cid:3010)(cid:3017)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3294) (cid:3031)(cid:3298)

(cid:3021)(cid:3017)(cid:3020)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3291)(cid:3293) (cid:3031)(cid:3298)

(2.36)

FIXN = knAFeexp(-knfINC2)

i, Hàm lượng DO trong cột nước

(2.37)

(cid:3031)(cid:3018)(cid:3253)(cid:3264) (cid:3031)(cid:3047)

(cid:3404) 𝐴𝐹𝐺 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3042) (cid:3399) 𝐷𝑂(cid:3031)(cid:3033) (cid:3398) 𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3042) (cid:3398) 𝐴𝐹𝑅 (cid:3400) 𝑘(cid:3028)(cid:3042) (cid:3398) 𝐻𝐹𝐷 (cid:3400) 𝑘(cid:3035)(cid:3042) (cid:3398) (cid:3021)(cid:3015)(cid:3020)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3294)(cid:3289) (cid:3038)(cid:3283)(cid:3289)(cid:3400)(cid:3038)(cid:3294)(cid:3289)(cid:3290)

(cid:4674) (cid:4675)

(2.38)

𝐷𝑂(cid:3031)(cid:3033) (cid:3404)

(cid:3253)(cid:3258)(cid:3252)(cid:3264)(cid:3400)(cid:4666)(cid:3253)(cid:3264)(cid:3252)(cid:3127)(cid:3253)(cid:3264)(cid:3268)(cid:4667) (cid:4666)(cid:3250)(cid:3272)(cid:3255)(cid:3269)(cid:3400)(cid:3279)(cid:3298)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3271)(cid:3276)(cid:3290) (cid:2869)(cid:2868)(cid:2868)(cid:2868)

Chú thích:

𝑎: Hệ số ánh sáng tắt đối với các thành phần tự dưỡng (ao/kcal); A𝐹(cid:3032): Lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng năng lượng (kcal/ao); AFC: Tỉ lệ thất thoát của thức ăn tự dưỡng do cá ăn (kcal /ngày.ao); AFG: Thức ăn tự dưỡng phát triển theo sự phát triển của thực vật phù du; AFM: Tỉ lệ thức ăn tự dưỡng cung cấp cho hệ thức ăn dị dưỡng do thực vật phù du chết (kcal /ngày.ao); AFR: Tỉ lệ thất thoát của thức ăn tự dưỡng do hô hấp của thực vật phù du (kcal /ngày.ao); 𝑏: Hệ số ánh sáng tắt đối với các thành phần dị dưỡng (ao/kcal); dw: Chiều sâu nước; 𝐹𝐴: Sự đồng hóa của cá; FAPP: Nhu cầu ăn của cá; FAPP(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934): FAPP tối đa; FB: Tổng sinh khối cá trong ao (Kcal/ao); 𝐹𝐵(cid:3036): Sinh khối cá thể cá trong quá trình thả cá; 𝐹𝐵(cid:3040): Sinh khối cá trung bình; FB(cid:3046): Kích thước cá trung bình ở đó f(cid:3046)(cid:3040) được cho là 1; FC: Hệ số dị hóa của cá; f (N,P): Hàm số ảnh hưởng của các nguyên tố dinh dưỡng tới sự phát triển của thực vật phù du; 𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667): Hàm số kể đến ảnh hưởng của DO lên quá trình hiếu khí; 𝑓(cid:3035): Tính sẵn có thức ăn dị dưỡng; FIXN: Tỉ lệ N cố định do thực vật phù du; F𝑃(cid:3046): Tổng số lượng cá trong quá trình thả cá; FP: Tổng khối lượng cá trong ao;

Trang | 84

FTN: Nitơ vô cơ từ phân bón; FTp: Phốt pho vô cơ từ thức ăn; FW: Chất thải phân cá; h(cid:3028): Hệ số tiêu thụ thức ăn tự dưỡng; ℎ(cid:3015): Tổng nồng độ nitơ bán bão hòa (mgN/l); h(cid:3035): Hệ số tiêu thụ thức ăn dị dưỡng; HFC: Tỉ lệ thất thoát của thức ăn dị dưỡng do cá ăn; HFS: Tỉ lệ thất thoát của thức ăn dị dưỡng do lắng; HFD: Tỉ lệ thất thoát của thức ăn dị dưỡng do phân hủy; 𝐻𝐹(cid:3032): Lượng thức ăn dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng năng lượng (kcal/ao); INC: Tổng nồng độ nitơ vô cơ (mgN/l); IPC: Tổng nồng độ phốt pho vô cơ (mgP/l); INT: Hàm toán học (cho số nguyên lớn nhất nhỏ hơn hoặc bằng biểu thức); 𝐼(cid:2868): Cường độ ánh sáng tới bề mặt nước (106 cal m-2 ngày-1); 𝐼(cid:3045): Cường độ ánh sáng tham chiếu cho sự phát triển của thực vật phù du (106 cal/m2.ngày); 𝑘(cid:3021)(cid:2869): Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ dưới Topt lên quá trình sinh trưởng (0C-2); 𝑘(cid:3021)(cid:2870): Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ trên Topt lên quá trình sinh trưởng (0C-2); 𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3021): Hệ số kể đến trọng số của sự suy giảm DO đối với tiêu thụ thức ăn; 𝑘(cid:3015)(cid:3009)(cid:3021): Hệ số trọng số của độc tính UIA đối với tiêu thụ thức ăn; 𝑘(cid:3015)(cid:3009): Hệ số chết của cá; 𝑘(cid:3045): Hệ số hô hấp của thực vật phù du; 𝑘(cid:3040)(cid:3039): Hệ số của thức ăn tự dưỡng đi vào thức ăn dị dưỡng do TVPD chết hay bị thu hoạch; 𝑘(cid:3046): Hệ số thức ăn dị dưỡng lắng; 𝑘(cid:3031): Hệ số thức ăn dị dưỡng phân hủy; 𝑘(cid:3017)(cid:3006): Hệ số PE đối với sự đồng hóa thức ăn; kp1: Tỷ lệ P: E của thực vật phù du; kp2: Tỷ lệ P: E của các thành phần dị dưỡng; kp3: Tỷ lệ P: E của thức ăn bổ sung; 𝑘(cid:3040)(cid:2870): Hệ số chết của cá; kfn: Hàm lượng nitơ có trong thành phần mô; kan: Hàm lượng nitơ có trong thành phần thực vật phù du; ksn: Hệ số nitơ phát thải từ bùn đáy; knl: Hệ số nitơ vô cơ thất thoát trong không khí; khn: Hàm lượng nitơ có trong thành phần và dị dưỡng; ksn: Hệ số nitơ phát thải ra bùn đáy; kfp: Hệ số phốt pho có trong mô cá; kap: Hệ số phốt pho có trong thực vật phù du; khp: Hệ số phốt pho có trong vi sinh vật dị dưỡng;

Trang | 85

kpr: Hệ số phát thải của phốt pho từ bùn lắng; kps: Hệ số lắng của phốt pho vô cơ xuống bùn đáy; kfo: Hệ số tiêu thụ ôxy do sự đồng hóa của cá; kao: Tốc độ tạo ôxy do quang hợp và hô hấp của thực vật phù du; kho: Hệ số tiêu thụ ôxy do phân hủy chất hữu cơ nhờ quá trình dị dưỡng; ksno: Hệ số suy giảm ôxy do sự phân hủy chất hữu cơ trong bùn; 𝑚: Số mũ của sinh khối cá thể cá đối với tiêu thụ thức ăn; 𝜇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) hằng số sinh trưởng tối đa của thực vật phù du (ngày-1); PE: Tỷ lệ protein nuôi dưỡng đi vào năng lượng; 𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) PE: Tỉ lệ protein tối ưu cho sự tăng trưởng cá; 𝑃𝐸(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) PE: Tỉ lệ protein tối thiểu cho sự tăng trưởng cá; RSF: Nhu cầu đối với thức ăn bổ sung; R(cid:2921)(cid:3174)(cid:3119): Hàm lượng protein cần thiết trong thức ăn bổ sung (g protein/kcal) 𝑠: Hệ số tương quan của lượng thức ăn tự nhiên đến sinh khối cá; SFA: Tốc độ cho ăn bổ sung; SFC: Tỉ lệ thất thoát thức ăn bổ sung do cá ăn (kcal/ngày.ao); SFC (cid:3404) min(cid:4666)RSF, SFA(cid:4667) TNS: Tổng nitơ trong bùn lắng; TIN: Tổng nitơ vô cơ hòa tan trong cột nước; TIP: Tổng phốt pho vô cơ hòa tan trong cột nước; TPS: Tổng phốt pho trong bùn lắng; 𝑇: Nhiệt độ nước (0C); 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047): Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của thực vật phù du (0C); 𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3033): Nhiệt độ tối đa cho sự tăng trưởng của cá; 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3033): Nhiệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng của cá;

2.3.3.2 Các phương trình tính toán các thông số môi trường

Từ các số liệu tổng hợp được về các thông số môi trường nước trong ao nuôi cá Tra tại ĐBSCL (Việt Nam), thừa kế một số mô hình về hệ phú dưỡng [93] và ao nuôi cá bán thâm canh xây dựng ma trận liên đới của các phương trình toán thể hiện mối tương quan của phương trình và các biến thể hiện ở bảng dưới đây.

Bảng 2.5. Ma trận liên đới của hệ phương trình toán.

Biến

Hàm

N P d T gr PH ZO Gra Vs 1 1 PHYT 0 0 ZOOP 0 1 Amoni 0 1 Nitrat 0 1 DON 0 PON 1 0 Photpho 0

1 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 1 0

1 1 0 0 1 1 1

1 0 1 1 1 1 1

1 1 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0

li pre Neg Peg Ce 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1

0 1 0 0 0 0 0

Trang | 86

Biến

Hàm

1 0 1 1 1

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 1

0 0 0 0 0

1 1 1 1 1

0 0 1 1 0

0 0 0 0 0

0 0 0 1 0

1 1 1 0 0

li pre Neg Peg Ce 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

N P d T gr PH ZO Gra Vs 0 0 0 0 0

1: Có liên đới 0: Không liên đới

DOP POP DOC POC DO Ghi chú: Hàm: PHYT: Thực vật phù du; ZOOP: Động vật phù du; DON: Nitơ hữu cơ hòa tan; PON: Nitơ hữu cơ dạng hạt; DOP: Phốt pho hữu cơ hòa tan; POP: Phốt pho hữu cơ dạng hạt; DOC: Các bon hữu cơ hòa tan; POC: Các bon hữu cơ dạng hạt; DO: Ôxy hòa tan Biến: N: Nitơ; P: Phốt pho; d: depth – độ sâu; T: Temperature – nhiệt độ; gr: growth – tốc độ lớn của cá; li: light – độ sáng; Gra: Grazing – tiêu thụ ĐVPD; Vs: Vsettling – tốc độ lắng; pre: predation – ĐVPD do bị ăn; Neg: Negestion – lượng bài tiết của ĐVPD; Peg: Pegestion – dòng phốt pho do ĐVPD bài tiết; Ce: Cegestion – chất hữu cơ do ĐVPD bài tiết; PH: TVPD; ZO: ĐVPD.

Từ ma trận liên đới, cùng với tham khảo các phương trình toán sử dụng mô phỏng hồ Washington [93], các phương trình trong nghiên cứu này được áp dụng như sau:

a) Thực vật phù du:

Phương trình mô tả sự biến đổi của thực vật phù du trong ao nuôi cá là:

(cid:2986)(cid:2900)(cid:2892)(cid:2909)(cid:2904)(cid:4666)(cid:3167),(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

f(cid:2914)(cid:2915)(cid:2926)(cid:2930)(cid:2918)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) - ∑

Grazing(cid:4666)(cid:2919),(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

(cid:3404) growth(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)×f(cid:2924)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2915)(cid:2924)(cid:2930)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2922)(cid:2919)(cid:2917)(cid:2918)(cid:2930)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) - bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) V(cid:2929)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2930)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2917)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3400) ftemperature(cid:4666)j, x(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) outflows (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.39)

Các hàm giới hạn tăng trưởng thực vật phù du

(2.40)

growth(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3404) growth(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) (cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2924)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2915)(cid:2924)(cid:2930)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2916)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2917)(cid:2918)(cid:2930)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) Với fnutrient(i) là phương trình phụ mô tả ảnh hưởng của dinh dưỡng đối với sự phát triển của tảo; N(i), P(i) tương ứng là nồng độ N, P trong loài tảo (i) và Nmin(i), Pmin(i), Nmax(i), Pmax(i) tương ứng là các giá trị cực đại và cực tiểu cùa nồng độ N và P trong tảo (i)

(2.41)

,

(cid:3424)

𝑓(cid:3041)(cid:3048)(cid:3047)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3032)(cid:3041)(cid:3047) (cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) 𝑚𝑖𝑛 (cid:3420)

(cid:3015)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3015)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3015)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3015)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3017)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3017)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3017)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3017)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

(cid:3404) 𝑁(cid:3048)(cid:3043)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400)

(cid:3398) 𝑔𝑟𝑜𝑤𝑡ℎ(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)𝑁(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)

(cid:3105)(cid:3015)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3105)(cid:3047) (cid:3015)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3015)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3015)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3015)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

(2.42a)

(cid:3404) 𝑃(cid:3048)(cid:3043)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400)

(cid:3398) 𝑔𝑟𝑜𝑤𝑡ℎ(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)𝑃(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (2.42b)

(cid:3105)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3105)(cid:3047) (cid:3017)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3017)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2879)(cid:3017)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289) (cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

(2.43a)

𝑁(cid:3048)(cid:3043)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) 𝑁(cid:3048)(cid:3043) (cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)

(2.43b)

𝑃(cid:3048)(cid:3043)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) 𝑃(cid:3048)(cid:3043) (cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)

Trang | 87

(cid:3010)(cid:3015) (cid:3010)(cid:3015)(cid:2878)(cid:3012)(cid:3015)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3017)(cid:3016)(cid:3120) (cid:3017)(cid:3016)(cid:3120)(cid:2878)(cid:3012)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

flight(i) là phương trình phụ mô phỏng ảnh hướng của ánh sáng tới sự phát triển của tảo:

(2.44)

(cid:3400) (cid:4666)𝑒𝑥𝑝(cid:4666)𝑎(cid:4667) (cid:3398) 𝑒𝑥𝑝(cid:4666)𝑏(cid:4667)(cid:4667)

(cid:3012)(cid:3254)(cid:3273)(cid:3269)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3031)(cid:3032)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3035)

(2.45a)

a = (cid:3398)

𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400) (cid:4666)𝐷𝑍 (cid:3397) 𝑑𝑒𝑝𝑡ℎ(cid:4667)(cid:4667)

𝑓(cid:3039)(cid:3036)(cid:3034)(cid:3035)(cid:3047)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) (cid:2870).(cid:2875)(cid:2869)(cid:2876)(cid:3400) (cid:3007)(cid:3005) (cid:3010)(cid:3031)(cid:3295) (cid:3007)(cid:3005)(cid:3400)(cid:3010)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

(2.45b)

b = (cid:3398) (cid:3010)(cid:3031)(cid:3295)

𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400) 𝐷𝑍(cid:4667)

(cid:3007)(cid:3005)(cid:3400)(cid:3010)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

Trong đó: T: Nhiệt độ trung bình của ao nuôi (◦C);

Depth: Độ sâu trung bình của ao nuôi (m); Idt: Cường độ chiếu sáng hiệu dụng tới mặt nước ở ngày thứ t (Langleys.day- 1) FD: Tỷ lệ thời gian chiếu sáng trong một ngày (0 ≤ FD ≤ 1); ZD: Chiều sâu của lớp nước trong mô hình (m);

𝐼(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) 𝐼(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3028)(cid:3049)(cid:3034) ∗ 𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)𝐷(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)(cid:4667), cường độ ánh sáng phù hợp với loại tảo (i) (2.46) (2.47)

(2.48)

𝐼(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3028)(cid:3049)(cid:3034) (cid:3404) 0.7 (cid:3400) 𝐼𝑑(cid:3047) (cid:3397) 0.2 (cid:3400) 𝐼𝑑(cid:3047)(cid:2879)(cid:2869) (cid:3397) 0.1 (cid:3400) 𝐼𝑑(cid:3047)(cid:2879)(cid:2870) 𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) 𝐼(cid:3042)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400) 𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)

(2.49)

𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021) (cid:3404) 𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:3029)(cid:3028)(cid:3030)(cid:3038) (cid:3397) 𝐾(cid:3006)(cid:3025)(cid:3021)(cid:3030)(cid:3035)(cid:3039)(cid:3028) ∗ ∑

(cid:3036)(cid:2880)(cid:3031)(cid:3036)(cid:3028)(cid:3047),(cid:3034)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3041),(cid:3030)(cid:3052)(cid:3028)(cid:3041)

(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3004)/(cid:3030)(cid:3035)(cid:3039)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)

ftemperatuer(i): Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự tăng trưởng của tảo (i):

(cid:2870) 𝑒𝑥𝑝 (cid:4672)(cid:3398)𝐾𝑇𝑔𝑟1(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)(cid:3435)𝑇 (cid:3398) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)(cid:3439)

(cid:4673) khi 𝑇 (cid:3409) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)

(2.50a)

𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) (cid:4688)

(cid:2870)

(cid:4673) khi 𝑇 (cid:3408) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)

𝑒𝑥𝑝 (cid:4672)(cid:3398)𝐾𝑇𝑔𝑟2(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667)(cid:3435)𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3398) 𝑇(cid:3439)

(2.50b)

𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032) (cid:3404) (cid:3420)

ftemperature: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lắng của tảo: 𝑒𝑥𝑝 (cid:4666)(cid:3398)𝐾𝑇1(cid:4666)𝑇 (cid:3398) 𝑇𝑟𝑒𝑓(cid:4667)(cid:2870)(cid:4667) khi 𝑇 (cid:3409) 𝑇𝑟𝑒𝑓 𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝐾𝑇2(cid:4666)𝑇𝑟𝑒𝑓 (cid:3398) 𝑇(cid:4667)(cid:2870)(cid:4667) khi 𝑇 (cid:3408) 𝑇𝑟𝑒𝑓

Hàm số mô tả sự trao đổi chất cơ bản của tảo (tính chung cho các quá trình hô hấp, chết, phân rã) là một hàm mũ.

b) Động vật phù du:

Phương trình mô tả sự biến đổi của ĐVPD trong ao nuôi cá:

(cid:3404) gref(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3435)∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2986)(cid:2910)(cid:2899)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3168),(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

Grazing(cid:4666)(cid:2919),(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2919)(cid:4667) (cid:3398) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) predation(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) outflows (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:3037),(cid:3006)(cid:3017)(cid:3010)(cid:4667) (2.51)

ftemperature(j): Hàm ảnh hưởng của nhiệt độ đối với tăng trưởng của động vật phù du:

(cid:2870)

𝑒𝑥𝑝 (cid:4672)(cid:3398)𝐾𝑇𝑔𝑟1(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)(cid:3435)𝑇 (cid:3398) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)(cid:3439)

(cid:4673) khi 𝑇 (cid:3409) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)

(2.50c)

𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) (cid:4688)

(cid:2870)

𝑒𝑥𝑝 (cid:4672)(cid:3398)𝐾𝑇𝑔𝑟2(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)(cid:3435)𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3398) 𝑇(cid:3439)

(cid:4673) khi 𝑇 (cid:3408) 𝑇𝑜𝑝𝑡(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)

Grazing(i,j): Mô tả sự tiêu thụ của động vật phù du j đối với thức ăn là thực vật phù du i:

(2.51a)

𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404)

Trang | 88

(cid:3034)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3012)(cid:3027)(cid:3285)(cid:2878)(cid:3007)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

Grazing(detritus,j): Mô tả sự tiêu thụ của động vật phù du j đối với thức ăn là vụn hữu cơ:

(2.51b)

𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:3031)(cid:3032)(cid:3047)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3046)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3034)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299) (cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004) (cid:3012)(cid:3027)(cid:3285)(cid:2878)(cid:3007)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

(2.52)

𝐹(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) ∑

(cid:3036)(cid:2880)(cid:3031)(cid:3036)(cid:3028)(cid:3047),(cid:3034)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3041),(cid:3030)(cid:3052)(cid:3028)(cid:3041)

𝑝𝑟𝑒𝑓(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400) 𝑃𝐻𝑌𝑇(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3397) 𝑝𝑟𝑒𝑓(cid:3031)(cid:3032)(cid:3047)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400) 𝑃𝑂𝐶

(2.53a)

𝑝𝑟𝑒𝑓(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3284)(cid:3128)(cid:3279)(cid:3284)(cid:3276)(cid:3295),(cid:3282)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3280)(cid:3289),(cid:3278)(cid:3300)(cid:3276)(cid:3289)

∑ (cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667) (cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2878)(cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)∗(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004)

(2.53b)

𝑝𝑟𝑒𝑓(cid:3031)(cid:3032)(cid:3047)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3284)(cid:3128)(cid:3279)(cid:3284)(cid:3276)(cid:3295),(cid:3282)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3280)(cid:3289),(cid:3278)(cid:3300)(cid:3276)(cid:3289)

∑ (cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295) (cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004) (cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2878)(cid:3043)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004)

(2.54)

𝑔𝑟𝑒𝑓(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404)

(cid:3032)(cid:3033)(cid:3117)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3007)(cid:3018)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3032)(cid:3033)(cid:3118)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:2878)(cid:3007)(cid:3018)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

(cid:3036)(cid:2880)(cid:3031)(cid:3036)(cid:3028)(cid:3047),(cid:3034)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3041),(cid:3030)(cid:3052)(cid:3028)(cid:3041)

𝐹𝑄(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) (cid:3435)∑

𝐹𝑄(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667)(cid:3493)𝑃𝐻𝑌𝑇(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667)

(cid:3397) 𝐹𝑄(cid:3031)(cid:3032)(cid:3047) (cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)√𝑃𝑂𝐶(cid:3439) (cid:3400) 𝐶/𝑃(cid:3013)(cid:3010)(cid:3014)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (2.55a) FQ(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667): Giới hạn tỉ lệ C/P của từng loại động vật phù du ảnh hưởng đến việc tiêu thụ các loại tảo;

(cid:3409) 𝐶: 𝑃(cid:2868) 1

(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

(2.55b)

C/𝑃(cid:3013)(cid:3010)(cid:3014)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) (cid:3422)

(cid:3408) 𝐶: 𝑃(cid:2868)

(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3004):(cid:3017)(cid:3116) (cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)/(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

(cid:3284)(cid:3128)(cid:3279)(cid:3284)(cid:3276)(cid:3295),(cid:3282)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3280)(cid:3289),(cid:3278)(cid:3300)(cid:3276)(cid:3289)

(cid:3435)∑ (cid:3439)

(cid:3404)

(cid:3435)∑

(2.55c) (cid:3439)

(cid:3284)(cid:3128)(cid:3279)(cid:3284)(cid:3276)(cid:3295),(cid:3282)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3280)(cid:3289),(cid:3278)(cid:3300)(cid:3276)(cid:3289)

(*) Đối với copepods nếu

(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)

(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:2878)(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295)(cid:3293)(cid:3284)(cid:3295)(cid:3296)(cid:3294)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667) (cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:4666)(cid:3284),(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:4666)(cid:3284)(cid:4667)(cid:2878)(cid:3008)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3053)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3034)(cid:3279)(cid:3280)(cid:3295)(cid:3293)(cid:3284)(cid:3295)(cid:3296)(cid:3294)(cid:4666)(cid:3285)(cid:4667)(cid:3400)(cid:3017)(cid:3016)(cid:3017)/(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004)(cid:4666)∗(cid:4667) (cid:3408) C ∶ P(cid:2868) thì sử dụng công thức (cid:2869)

: P(cid:2868) để tính

(cid:2887) (cid:2900)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2900)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)

c) Amoni:

+ trong lớp nước phụ thuộc vào các quá trình: hấp thụ NH4

+ của Sự biến đổi ồng độ NH4 TVPD cho phản ứng quang hợp và tổng hợp sinh khối, sự bài tiết của TVPD, sự bài tiết của cá và phản ứng nitrat hóa. Phương trình mô tả sự biến đổi của amoni trong ao nuôi cá:

(cid:3404) (cid:3398) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2986)(cid:2898)(cid:2892)(cid:3120)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

nitrification(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

prefNH(cid:2872)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:2931)(cid:2926)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:2916)(cid:2912)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) FBM(cid:2898)(cid:2892)(cid:3120)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3400)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926).(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

FBM(cid:2898)(cid:2892)(cid:3120)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:3400)

(cid:2898) (cid:2887)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667)

∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) KN(cid:2923)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2922)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) (cid:3398) outflows (cid:3400) NH(cid:2872)(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.56) FE(cid:2898)(cid:2892)(cid:3120)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Negestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

KNmineral: Tốc độ khoáng hóa nitơ hữu cơ hòa tan thành amoni, phụ thuộc nhiệt độ:

(2.57)

𝐾𝑁(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3039) (cid:3404) 𝐾𝑁(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289)(cid:3280)(cid:3293)(cid:3276)(cid:3287) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)

Negestion(j) mô tả lượng bài tiết của động vật phù du j, được tính theo công thức:

𝐢(cid:2880)𝐝𝐢𝐚𝐭,𝐠𝐫𝐞𝐞𝐧,𝐜𝐲𝐚𝐧

𝐆𝐫𝐚𝐳𝐢𝐧𝐠(cid:4666)𝐢,𝐣(cid:4667) (cid:3400)

𝐍(cid:4666)𝐢(cid:4667) (cid:3397) 𝐆𝐫𝐚𝐳𝐢𝐧𝐠𝐝𝐞𝐭𝐫𝐢𝐭𝐮𝐬(cid:4666)𝐣(cid:4667) (cid:3400)

𝐢(cid:2880)𝐝𝐢𝐚𝐭,𝐠𝐫𝐞𝐞𝐧,𝐜𝐲𝐚𝐧

𝐆𝐫𝐚𝐳𝐢𝐧𝐠(cid:4666)𝐢,𝐣(cid:4667) (cid:3400)

(cid:3400) 𝐠𝐫𝐞𝐟(cid:4666)𝐣(cid:4667) (cid:3400) (cid:3435)∑

𝐏(cid:4666)𝐢(cid:4667) (cid:3397)

𝐍𝐞𝐠𝐞𝐬𝐭𝐢𝐨𝐧(cid:4666)𝐣(cid:4667) (cid:3404) (cid:3428)(cid:3435)∑ 𝐏𝐎𝐍/𝐏𝐎𝐂(cid:4666)∗(cid:4667)(cid:3439) (cid:3398) 𝐍 (cid:3415) 𝐏(cid:4666)𝐣(cid:4667)

(2.58)

𝐆𝐫𝐚𝐳𝐢𝐧𝐠𝐝𝐞𝐭𝐫𝐢𝐭𝐮𝐬(cid:4666)𝐣(cid:4667) (cid:3400) 𝐏𝐎𝐏/𝐏𝐎𝐂(cid:3439)(cid:3432) (cid:3400) 𝐟𝐭𝐞𝐦𝐩𝐞𝐫𝐚𝐭𝐮𝐫𝐞(cid:4666)𝐣(cid:4667) (cid:3400) 𝐙𝐎𝐎𝐏(cid:4666)𝐣(cid:4667)

Trang | 89

d) Nitrat:

- trong lớp nước phụ thuộc vào các quá trình: hấp thụ NO3

- của Sự biến đổi ồng độ NO3 TVPD cho phản ứng quang hợp và tổng hợp sinh khối, phản ứng nitrat hóa, phản ứng khử nitrat hóa. Phương trình mô tả sự biến đổi của Nitrat trong ao nuôi cá:

(cid:3404) (cid:3398) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2986)(cid:2898)(cid:2899)(cid:3119)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

(cid:3435)1 (cid:3398) prefNH(cid:2872)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:2931)(cid:2926)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:2916)(cid:2912)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) nitrification(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) denitrification(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3398) outflows (cid:3400) 𝑁𝑂(cid:2871)(cid:4666)(cid:3006)(cid:3017)(cid:3010)(cid:4667) (2.59)

𝑝𝑟𝑒𝑓𝑁𝐻(cid:2872) (cid:3404) 1 (cid:3398) 𝑒𝑥𝑝(cid:4666)(cid:3398)𝛹(cid:3036) ∗ 𝑁𝐻(cid:2872)(cid:4667), mô tả sự ưu tiên hấp thụ amoni so với nitrat của loại tảo (i);

nitrification: Mô tả sự nitrat hóa:

(cid:3400)

𝑛𝑖𝑡𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 (cid:3404) 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑖𝑓(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) (cid:3400) 𝑓(cid:3039)(cid:3036)(cid:3034)(cid:3035)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) (cid:3400)

(cid:3005)(cid:3016) (cid:3012)(cid:3009)(cid:3264)(cid:3263)(cid:3258)(cid:3269)(cid:2878)(cid:3005)(cid:3016) (cid:3015)(cid:3009)(cid:3120) (cid:3012)(cid:3009)(cid:3263)(cid:3257)(cid:3120)(cid:3015)(cid:3010)(cid:3021)(cid:2878)(cid:3015)(cid:3009)(cid:3120)

(cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) (2.60)

(2.50d)

𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) (cid:3404) (cid:4682)

(2.61)

𝑓(cid:3039)(cid:3036)(cid:3034)(cid:3035)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) (cid:3404) (cid:3420)

𝑒𝑥𝑝 (cid:4666)(cid:3398)𝐾𝑇(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045)(cid:2869)(cid:3435)𝑇 (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045)(cid:4667)(cid:2870)(cid:3439) khi 𝑇 (cid:3409) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) 𝑒𝑥𝑝 (cid:4666)(cid:3398)𝐾𝑇(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045)(cid:2870)(cid:3435)𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045)(cid:3398)𝑇(cid:4667)(cid:2870)(cid:3439) khi 𝑇 (cid:3408) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045) 1 khi 𝐼 (cid:3409) 0.1 (cid:3400) 𝐼𝑑(cid:3047) 0 khi 𝐼 (cid:3408) 0.1 (cid:3400) 𝐼𝑑(cid:3047) denitrification: Mô tả sự khử nitrat:

(cid:3400)

𝑑𝑒𝑛𝑖𝑡𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 (cid:3404) 𝑅(cid:3031)(cid:3032)(cid:3041)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3045)/(cid:3042)(cid:3051)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3046)(cid:3043) (cid:3400)

(cid:3400) 𝐾(cid:3045)(cid:3032)(cid:3046)(cid:3043)(cid:3031)(cid:3042)(cid:3030) (cid:3400)

(cid:3012)(cid:3009)(cid:3264)(cid:3264)(cid:3273)(cid:3267)(cid:3254)(cid:3268)(cid:3265) (cid:3012)(cid:3009)(cid:3264)(cid:3264)(cid:3273)(cid:3267)(cid:3254)(cid:3268)(cid:3265)(cid:2878)(cid:3005)(cid:3016) (cid:3015)(cid:3016)(cid:3119) (cid:3012)(cid:3009)(cid:3263)(cid:3264)(cid:3119)(cid:3253)(cid:3254)(cid:3263)(cid:3258)(cid:3269)(cid:2878)(cid:3015)(cid:3016)(cid:3119)

(2.62a)

(cid:3400) 𝐷𝑂𝐶

𝐷𝐸𝑁𝐼𝑇(cid:3015)(cid:3016)(cid:3119) (cid:3415) (cid:3005)(cid:3016)(cid:3004)

(2.62b)

𝐾(cid:3045)(cid:3032)(cid:3046)(cid:3043)(cid:3031)(cid:3042)(cid:3030) (cid:3404) 𝐾(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3294)(cid:3291)(cid:3279)(cid:3290)(cid:3278) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)

e) Nito hữu cơ hòa tan (DON):

Nồng độ N-hữu cơ hòa tan trong lớp nước phụ thuộc vào các quá trình: sự bài tiết và trao đổi chất của TVPD, sự oxy hóa (khoáng hóa) Nitơ hữu cơ hòa tan trong nước, và sự hòa tan (phân hủy) Nitơ - vụn hữu cơ trong lớp nước thành Nitơ hữu cơ hòa tan. Phương trình mô tả sự biến đổi của nitơ hữu cơ hoà tan trong ao nuôi cá:

(cid:3404) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2986)(cid:2888)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) (cid:3397)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:3400)

(cid:2898) (cid:2887)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) KN(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) KN(cid:2923)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2922)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑ (cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

FE(cid:2888)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Negestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) outflows (cid:3400) DON(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.63)

f) Nito hữu cơ dạng hạt (PON):

Các quá trình làm tăng PON gồm: sự chết và bài tiết của TVPD, sự bài tiết của cá và phân rã cá chết, thức ăn bổ sung dư. Các quá trình: phân hủy vụn hữu cơ (hòa tan POC thành DOC), cá ăn, sự lắng làm giảm PON trong lớp nước. Phương trình mô tả sự biến đổi của nitơ hữu cơ dạng hạt trong ao nuôi cá:

(cid:3404) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914) (cid:2986)(cid:2900)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) N(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:3400) N / C(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) / Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) KN(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) ∑

Trang | 90

PON(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2914)(cid:2915)(cid:2926)(cid:2930)(cid:2918)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

FE(cid:2900)(cid:2899)(cid:2898)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Negestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:4666)N / C(cid:4666)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926)(cid:4667)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) VP(cid:2929)(cid:2915)(cid:2922)(cid:2930)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2917) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3398) outflows (cid:3400) PON(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.64)

g) Photpho:

Phương trình mô tả sự biến đổi của phốt pho trong ao nuôi cá:

(cid:3404) (cid:3398) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2986)(cid:2900)(cid:2899)(cid:3120)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

KP(cid:2923)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2922)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DOP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

P(cid:2931)(cid:2926)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) P(cid:2916)(cid:2912)(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:3120)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667) (cid:3400) P(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4667) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:3120)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) P/C(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) EF(cid:2900)(cid:2899)(cid:3120)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Pegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) outflows (cid:3400) PO(cid:2872)(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.65)

KPmineral mô tả tốc độ khoáng hóa DOP (phốt pho hữu cơ hoà tan) thành photphat ở nhiệt độ T

(2.66)

𝐾𝑃(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3039) (cid:3404) 𝐾𝑃(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3288)(cid:3284)(cid:3289)(cid:3280)(cid:3293)(cid:3276)(cid:3287) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)

h) Photpho hữu cơ hòa tan (DOP):

Phương trình mô tả sự biến đổi của phốt pho hữu cơ hoà tan trong ao nuôi cá:

(cid:3404) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667) (cid:3400) P(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4667)

(cid:2986)(cid:2888)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400)

(cid:2900) (cid:2887)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) KP(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DOP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) KP(cid:2923)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2922)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DOP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑ (cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

(cid:3400) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) EF(cid:2888)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Pegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) outflows (cid:3400) DOP(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.67)

Pegestion(j) mô tả dòng photpho bài tiết bởi động vật phù du:

Pegestion(cid:4666)(cid:3037),(cid:3051)(cid:4667) (cid:3404) (cid:3435)∑

(cid:3036)(cid:2880)(cid:3031)(cid:3036)(cid:3028)(cid:3047),(cid:3034)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3041),(cid:3030)(cid:3052)(cid:3028)(cid:3041)

𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:4666)(cid:3036),(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400) 𝑃(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3397) 𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:3031)(cid:3032)(cid:3047)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3046)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400) 𝑃𝑂𝑃 / (2.68)

𝑃𝑂𝐶(cid:4666)∗(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) (cid:3435)1 (cid:3398) 𝑔𝑟𝑒𝑓(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032)(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400) 𝑍𝑂𝑂𝑃(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)

i) Photpho hữu cơ dạng hạt (POP):

Phương trình mô tả sự biến đổi của phốt pho hữu cơ dạng hạt trong ao nuôi cá:

(cid:3404) (cid:3398) ∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

(cid:2986)(cid:2900)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑ (cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) KP(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) POP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) ∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) P(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:3400) P / C(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) / Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) POP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) ∗(cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) VP(cid:2929)(cid:2915)(cid:2922)(cid:2930)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2917) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) POP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2914)(cid:2915)(cid:2926)(cid:2930)(cid:2918)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑ (cid:3398) outflows (cid:3400) POP(cid:4666)(cid:2889)(cid:2900)(cid:2893)(cid:4667) (2.69)

FE(cid:2900)(cid:2899)(cid:2900)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Pegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

j) Carbon hữu cơ hòa tan (DOC):

Phương trình mô tả sự biến đổi của các bon hữu cơ hoà tan trong ao nuôi cá:

(cid:3432) (cid:3400)

(cid:3404) ∑ (cid:3428)FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3397) (cid:3435)1 (cid:3398) FBM(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400)

(cid:2919) (cid:2986)(cid:2888)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930) (cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667) (cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)

bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑ (cid:3428)FBM(cid:2888)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3397) (cid:3435)1 (cid:3398) FBM(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400)

(cid:2920)

(cid:3432) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:4666)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

FE(cid:2888)(cid:2899)(cid:2887) (cid:3400)

Trang | 91

(cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)

Cegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398)

(cid:3400) K(cid:2928)(cid:2915)(cid:2929)(cid:2926)(cid:2914)(cid:2925)(cid:2913)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) DOC(cid:2934) (cid:3397) KC(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398)

(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2895)(cid:2892)(cid:3147)(cid:3147)(cid:3156)(cid:3150)(cid:3137)(cid:3151)(cid:3148)

(2.70)

denitrification(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)/DENIT(cid:3146)(cid:3147)(cid:3119) (cid:3136)(cid:3147)(cid:3135)

KCdissolution là tốc độ hòa tan C hữu cơ dạng hạt thành C hữu cơ hòa tan, phụ thuộc nhiệt độ:

(2.71)

(2.72)

(2.73)

𝐾𝐶(cid:3031)(cid:3036)(cid:3046)(cid:3046)(cid:3042)(cid:3039)(cid:3048)(cid:3047)(cid:3036)(cid:3042)(cid:3041) (cid:3404) 𝐾𝐶𝑟𝑒𝑓(cid:3031)(cid:3036)(cid:3046)(cid:3046)(cid:3042)(cid:3039)(cid:3048)(cid:3047)(cid:3036)(cid:3042)(cid:3041) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032) 𝐾(cid:3045)(cid:3032)(cid:3046)(cid:3043)(cid:3031)(cid:3042)(cid:3030) (cid:3404) 𝐾(cid:3045)(cid:3032)(cid:3033)(cid:3293)(cid:3280)(cid:3294)(cid:3291)(cid:3279)(cid:3290)(cid:3278) (cid:3400) 𝑓(cid:3047)(cid:3032)(cid:3040)(cid:3043)(cid:3032)(cid:3045)(cid:3028)(cid:3047)(cid:3048)(cid:3045)(cid:3032) 𝐹𝐵𝑀(cid:3016)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667),(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) 𝐹𝐵𝑀(cid:3017)(cid:3016)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667),(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3397) 𝐹𝐵𝑀(cid:3005)(cid:3016)(cid:3004)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667),(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667)

Cegestion(j) mô tả dòng chất hữu cơ bài tiết bởi động vật phù du:

Cegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3404) (cid:3427)(cid:3435)∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

C/P(cid:2920) (cid:3400) gref(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3435)∑

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

(cid:3439) (cid:3398) Grazing(cid:4666)(cid:2919),(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) Grazing(cid:4666)(cid:2919),(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) P(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (2.74)

POP(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) / POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400)(cid:3439)(cid:3431) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

k) Carbon hữu cơ dạng hạt (POC):

Phương trình mô tả sự biến đổi của các bon hữu cơ dạng hạt trong ao nuôi cá:

(cid:3404) (cid:3398) ∑

(cid:3397)

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924)

FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2986)(cid:2900)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

FBM(cid:2900)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667) (cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

Grazing(cid:2914)(cid:2915)(cid:2930)(cid:2928)(cid:2919)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2929)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) ∑

VP(cid:2929)(cid:2915)(cid:2922)(cid:2930)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2924)(cid:2917) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) POC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) f(cid:2914)(cid:2915)(cid:2926)(cid:2930)(cid:2918)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3397) ∑

(cid:2920)(cid:2880)(cid:2913)(cid:2925)(cid:2926),(cid:2913)(cid:2922)(cid:2911)(cid:2914)

(cid:3398) KC(cid:2914)(cid:2919)(cid:2929)(cid:2929)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2930)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) (cid:3400) f(cid:2930)(cid:2915)(cid:2923)(cid:2926)(cid:2915)(cid:2928)(cid:2911)(cid:2930)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2915)(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) FE(cid:2900)(cid:2899)(cid:2887)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667) (cid:3400) Cegestion(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667) (2.75)

l) Oxy hòa tan (DO):

Phương trình mô tả sự biến đổi của ôxy hoà tan trong ao nuôi cá:

(cid:3404) ∑

(cid:4666)1.3 (cid:3398) 0.3 (cid:3400) prefNH(cid:2872)(cid:4667) (cid:3400) Growth(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) RESP(cid:2888)(cid:2899)/(cid:2887) (cid:3400)

(cid:2986)(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2986)(cid:2930)

(cid:3398)

PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) ∑

(cid:2919)

(cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) RESP(cid:2888)(cid:2899)/(cid:2887) (cid:3400) PHYT(cid:4666)(cid:2919),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:2919)(cid:2880)(cid:2914)(cid:2919)(cid:2911)(cid:2930),(cid:2917)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2915)(cid:2924),(cid:2913)(cid:2935)(cid:2911)(cid:2924) (cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3167)(cid:4667)

∑

(cid:3398)

(cid:2920)

(cid:3400) ZOOP(cid:4666)(cid:2920),(cid:2934)(cid:4667)

(cid:3400) bm(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)e(cid:2921)(cid:2930)(cid:2912)(cid:2923)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3435)(cid:2904)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667)(cid:2879)(cid:2904)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2916)(cid:4666)(cid:2920)(cid:4667)(cid:3439) (cid:3400) RESP(cid:3136)(cid:3147)

(cid:3135)

(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2895)(cid:2892)(cid:3137)(cid:3156)(cid:3153)(cid:3136)(cid:4666)(cid:3168)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)

(cid:3397)

(cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667) (cid:2888)(cid:2899)(cid:4666)(cid:3182)(cid:4667)(cid:2878)(cid:2895)(cid:2892)(cid:3147)(cid:3147)(cid:3156)(cid:3150)(cid:3137)(cid:3151)(cid:3148)

(cid:3400) K(cid:2928)(cid:2915)(cid:2929)(cid:2926)(cid:2914)(cid:2925)(cid:2913)(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) RESP(cid:3136)(cid:3147) (cid:3135)

(cid:3400) DOC(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3398) nitrification(cid:4666)(cid:2934)(cid:4667) (cid:3400) NITRIF (cid:3147) (cid:3146)(cid:3140)(cid:3120)

(cid:3400) (cid:3435)DO(cid:2903) (cid:3398) DO(cid:4666)(cid:2915)(cid:2926)(cid:2919)(cid:4667)(cid:3439) (2.76)

(cid:2895)(cid:3176)(cid:3163)(cid:3159)(cid:3163)(cid:3176)(cid:3159)(cid:3178)(cid:3167)(cid:3173)(cid:3172)(cid:3400)(cid:2903)(cid:2931)(cid:2928)(cid:2916)(cid:2911)(cid:2913)(cid:2915) (cid:2911)(cid:2928)(cid:2915)(cid:2911) (cid:2889)(cid:2926)(cid:2919)(cid:2922)(cid:2919)(cid:2923)(cid:2924)(cid:2919)(cid:2925)(cid:2924) (cid:2906)(cid:2925)(cid:2922)(cid:2931)(cid:2923)(cid:2915)

𝐷𝑂(cid:3046) (cid:3404) 14.5532 (cid:3398) 0.38217 (cid:3400) 𝑇 (cid:3397) 0.0054258 (cid:3400) 𝑇(cid:2870) (cid:3398) 𝐶𝑙 (cid:3400) (cid:4666)1.665 (cid:3400) 10(cid:2879)(cid:2872) (cid:3398) (2.77)

5.866 (cid:3400) 10(cid:2879)(cid:2874) (cid:3400) 𝑇 (cid:3397) 9.796 (cid:3400) 10(cid:2879)(cid:2876) (cid:3400) 𝑇(cid:2870)(cid:4667)

m) Tổng sinh khối cá trong ao nuôi:

Phương trình mô tả sự biến đổi của tổng sinh khối cá trong ao nuôi:

(cid:3031)(cid:3007)(cid:3010)(cid:3020)(cid:3009)

(2.78)

(cid:3404) 𝐹𝐴 (cid:3398) 𝐹𝐶 (cid:3398) 𝐹𝑃 ∗ 𝑘(cid:3040)(cid:2870) ∗ 𝐹𝐵(cid:3040)

(cid:3031)(cid:3047)

FA: Sự đồng hóa của cá (g/ngày.m3); FC: Sự dị hóa của cá (g/ngày. m3); FP: Tổng số cá trong ao (con/m3);

Trang | 92

(2.79)

𝐹𝐴 (cid:3404) 𝑘(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3028) (cid:3400) 𝑇𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝐹𝑄(cid:4667) 𝐹𝐶 (cid:3404) 𝑇𝐹𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3031) (cid:3397) 𝐹𝐵 (cid:3400) 𝑘(cid:3033)(cid:3028)(cid:3046)(cid:3047) (cid:3400) 𝑓(cid:3046)(cid:3041) (cid:3400) 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:2871)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (2.80)

TFC: Tổng thức ăn cá tiêu thụ (g/m3.ngày)

TFC (cid:3404) AFC (cid:3397) HFC (cid:3397) SFC

AFC là hàm phụ mô tả lượng thức ăn tự dưỡng trong ao bị cá tiêu thụ:

(2.81a)

𝐹𝐼𝑆𝐻

AFC (cid:3404) ∑

(cid:3036)(cid:2880)(cid:3031)(cid:3036)(cid:3028)(cid:3047),(cid:3034)(cid:3045)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3041),(cid:3030)(cid:3052)(cid:3028)(cid:3041)

𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:3033)(cid:3036)(cid:3046)(cid:3035)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3400)

(2.82a)

𝐺𝑟𝑎𝑧𝑖𝑛𝑔(cid:3033)(cid:3036)(cid:3046)(cid:3035)(cid:4666)(cid:3036)(cid:4667) (cid:3404) ℎ(cid:3028) (cid:3400) 𝑓(cid:3028) (cid:3400) 𝑓(cid:3046)(cid:3040) (cid:3400) 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667)

ha: Hệ số tiêu thụ thức ăn tự dưỡng của cá Tra.

fa: Hàm phụ mô tả tính sẵn có của thức ăn tự dưỡng, tính theo công thức:

(2.83a)

(cid:2870).(cid:2870) (cid:4673)

(cid:3432)

𝑓(cid:3028) (cid:3404) 1 (cid:3398) exp (cid:3428)(cid:3398)𝑠 (cid:4672)

(cid:3017)(cid:3009)(cid:3026)(cid:3021)(cid:3284) (cid:3007)(cid:3010)(cid:3020)(cid:3009)

s: Hệ số tương quan của lượng thức ăn tự nhiên đối với sinh khối cá.

fsm: Hàm số ảnh hưởng của kích thước cá đối với sự tiêu thụ thức ăn.

(2.84a)

(cid:3040) (cid:4673)

𝑓(cid:3046)(cid:3040) (cid:3404) (cid:4672)

(cid:3007)(cid:3003)(cid:3288) (cid:3007)(cid:3003)(cid:3294)

FBm: Sinh khối cá trung bình (g/con)

FBs: Kích thước trung bình của cá, tại đó giá trị fsm=1.

m: Số mũ của sinh khối cá thể cá đối với sự tiêu thụ thức ăn.

f2(T): Hàm số tới hạn của nhiệt độ nước tới sự tiêu thụ thức ăn của cá:

(2.85)

𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3404) 𝑉 (cid:3051) (cid:3400) 𝑒𝑥𝑝(cid:4670)𝑥 (cid:3400) (cid:4666)1 (cid:3398) 𝑉(cid:4667)(cid:4671) V, x, S1, S2 là các tham số phụ trợ để tính f2(T):

(2.86a)

𝑉 (cid:3404)

(cid:3435)(cid:3021)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299)(cid:3281)(cid:2879)(cid:3021)(cid:3439) (cid:3435)(cid:3021)(cid:3288)(cid:3276)(cid:3299)(cid:3281)(cid:2879)(cid:3021)(cid:3290)(cid:3291)(cid:3295)(cid:3281)(cid:3439)

Trong đó, Tmaxf và Toptf lần lượt là nhiệt độ tối đa và nhệt độ tối ưu cho sự tăng trưởng của cá, ᵒC.

(cid:3118) (cid:3440)

(cid:3118)(cid:3436)(cid:2869)(cid:2878)(cid:4672)(cid:2869)(cid:2878)

(cid:3116),(cid:3121) (cid:4673)

(cid:3120)(cid:3116) (cid:3294)(cid:3118)

(cid:4681) (cid:4680)(cid:3020)(cid:3117)

(2.86b)

𝑥 (cid:3404)

(cid:2872)(cid:2868)(cid:2868)

(2.86c)

𝑆(cid:2869) (cid:3404) ln 𝑄(cid:2869)(cid:2868) (cid:3400) (cid:3435)𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3033) (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3033)(cid:3439)

(2.86d)

𝑆(cid:2870) (cid:3404) ln 𝑄(cid:2869)(cid:2868) (cid:3400) (cid:3435)𝑇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3033) (cid:3398) 𝑇(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047)(cid:3033) (cid:3397) 2(cid:3439)

f(FQ) là hàm biểu diễn ảnh hưởng của chất lượng nước đến sự tiêu thụ thức ăn:

(2.87a)

𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667) (cid:3404) exp(cid:4666)(cid:3398)𝑘(cid:3021)(cid:3010) (cid:3400) 𝑇𝐼(cid:2870)(cid:4667)

TI là hàm phụ để tính ảnh hưởng gây độc của UIA (amoni dạng liên hết) đối với cá:

(2.87b)

𝑇𝐼 (cid:3404) 𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3021) (cid:3400) (cid:3435)1 (cid:3398) 𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667)(cid:3439) (cid:3397) 𝑘(cid:3015)(cid:3009)(cid:3021) (cid:3400) 𝐼𝑁𝐶 (cid:3400) 𝑘(cid:3015)(cid:3009)

HFC: Mô tả sự thất thoát của thức ăn dị dưỡng do cá ăn, được tính theo công thức:

(2.81b)

HFC (cid:3404) ∑

𝐹𝐼𝑆𝐻

𝑝𝑟𝑒𝑑𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3400)

Trang | 93

(cid:3037)(cid:2880)(cid:3030)(cid:3039)(cid:3028)(cid:3031),(cid:3030)(cid:3042)(cid:3043)

(2.82b)

𝑝𝑟𝑒𝑑𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛(cid:4666)(cid:3037)(cid:4667) (cid:3404) h(cid:3035) (cid:3400) 𝑓(cid:3035) (cid:3400) 𝑓(cid:3046)(cid:3040) (cid:3400) 𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝑇(cid:4667) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)𝑊𝑄(cid:4667)

hh, fh tương tự như ha, fa:

(2.83b)

(cid:2870).(cid:2870) (cid:4673)

(cid:3432)

𝑓(cid:3028) (cid:3404) 1 (cid:3398) exp (cid:3428)(cid:3398)𝑠 (cid:4672)

(cid:3027)(cid:3016)(cid:3016)(cid:3017)(cid:3284) (cid:3007)(cid:3010)(cid:3020)(cid:3009)

SFC : Lượng thức ăn bổ sung bị cá tiêu thụ

(2.84)

SFC (cid:3404) min(cid:4666)RSF, SFA(cid:4667)

Với SFA là hàm điều khiển (force function) mô tả cho lượng thức ăn bổ sung cấp vào ao, RSF mô tả nhu cầu của cá đối với thức ăn bổ sung, được tính theo công thức:

(2.85a)

𝑅𝑆𝐹 (cid:3404) (cid:3420)

FAPP (cid:3398) (cid:4666)AFC (cid:3397) HFC(cid:4667) nếu (cid:4666) FAPP (cid:3408) 𝐴𝐹𝐶 (cid:3397) 𝐻𝐹𝐶(cid:4667) 0 nếu (cid:4666) FAPP (cid:3409) AFC (cid:3397) HFC(cid:4667)

Với FAPP là nhu cầu ăn của cá (g/ngày.m3), tính theo nhu cầu ăn tối đa của cá FAPPmax:

(2.85b)

FAPP (cid:3404) FAPP(cid:2923)(cid:2911)(cid:2934) (cid:3400) FB (cid:3400) f(cid:2929)(cid:2923) (cid:3400) 𝑓(cid:4666)WQ(cid:4667)

f1(DO) là hàm phụ mô tả ảnh hưởng của DO lên quá trình hiếu khí:

(2.86a)

𝑓(cid:2869)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667) (cid:3404) (cid:3420)

exp (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:4666)4 (cid:3398) 𝐷𝑂(cid:4667)(cid:2870)(cid:4671) 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3407) 4 1 𝑛ế𝑢 𝐷𝑂 (cid:3410) 4

fsn: Hàm mô tả ảnh hưởng của kích thước cá, với n là số mũ cho sự dị hóa của cá;

(2.84b)

(cid:3041) (cid:4673)

𝑓(cid:3046)(cid:3041) (cid:3404) (cid:4672)

(cid:3007)(cid:3003)(cid:3288) (cid:3007)(cid:3003)(cid:3294)

𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667): Hàm mô tả ảnh hưởng của DO đối với sự trao đổi chất của cá;

(2.86b)

𝑓(cid:2870)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:4667) (cid:3404) (cid:4682)

exp (cid:4670)(cid:3398)𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3033)(cid:4666)𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047) (cid:3398) 𝐷𝑂𝐶(cid:4667)(cid:2870) nếu 𝐷𝑂 (cid:3407) 𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047) 1 nếu 𝐷𝑂 (cid:3410) 𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047)

DOcrit: Hàm lượng DO tới hạn mà quá trình dị hóa không bị ảnh hưởng (mgDO/L);

𝑓(cid:2871)(cid:4666)𝑇(cid:4667): Hàm mô tả ảnh hưởng của nhiệt độ đến trao đổi chất của cá;

𝑓(cid:2871)(cid:4666)T(cid:4667) (cid:3404) c (cid:3397) dT

c, d: Tham số hồi quy mô tả ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình dị hóa.

n) Số lượng cá trong ao nuôi:

Phương trình mô tả sự biến đổi của số lượng cá trong ao nuôi:

(cid:3031)(cid:3007)(cid:3017)

(2.87)

(cid:3404) 𝐹𝑃(cid:3046) (cid:3398) 𝐼𝑁𝑇(cid:4666)𝐹𝑃𝑘(cid:3040)(cid:2870)(cid:4667)

(cid:3031)(cid:3047) Với FPs là số lượng cá thả.

INT: là hàm toán học (cho số nguyên lớn nhất nhỏ hơn hoặc bằng biểu thức); km2: hệ số cá chết (cá/ngày); FP: số lượng cá (cá/ao).

Ý nghĩa và đơn vị đầy đủ của từng tham số của các công thức được sử dụng từ mục a – n được mô tả chi tiết ở Phụ lục 4.

Trang | 94

2.3.4 Giải hệ phương trình vi phân

Hệ phương trình vi phân thu nhận được là dạng các phương trình phi tuyến vì thế không thể giải được bằng phương pháp giải tích thông thường mà phải giải gần đúng bằng phương pháp số như phương pháp xấp xỉ Pica, phương pháp chuỗi Taylor, phương pháp chuỗi lũy thừa, phương pháp Euler, phương pháp Runge – Kutta,…. Trong số các phương pháp này thì phương pháp Runge - Kutta là phương pháp hiệu quả nhất: nó vừa có độ chính xác cao, thuật toán không quá phức tạp, được áp dụng rộng rãi để giải các phương trình vi phân.

Phương pháp giải hệ phương trình vi phân bằng thuật toán Runge Kutta bậc 4:

Hệ phương trình vi phân:

(cid:3404) 𝑓̅(cid:4666)𝑥, 𝑦(cid:3364)(cid:4667)

𝑑𝑦(cid:3364) 𝑑𝑥

Điều kiện đầu: 𝑦(cid:3364)(cid:4666)𝑥(cid:2868)(cid:4667) (cid:3404) 𝑦(cid:2868)(cid:3364)(cid:3364)(cid:3364) Bước nhảy: h

Tính

𝑥(cid:3036) (cid:3404) 𝑥(cid:2868) (cid:3397) 𝑖 (cid:3400) ℎ 𝑦(cid:3364)(cid:3036) (cid:3404) 𝑦(cid:3364)(cid:3036)(cid:4666)𝑥(cid:3036)(cid:4667) ∆𝑦(cid:3364)(cid:3036) (cid:3404) 𝑦(cid:3364)(cid:3036)(cid:2878)(cid:2869) (cid:3398) 𝑦(cid:3364)(cid:3036) i = 0, 1, 2, 3,…. (cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3404) ℎ (cid:3400) 𝑓̅(cid:4666)𝑥(cid:2868), 𝑦(cid:2868)(cid:3364)(cid:3364)(cid:3364)(cid:4667) 𝑘(cid:3364) (cid:2869)

(cid:3038)(cid:3364)

𝑘(cid:3364)

(cid:4667)

(cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3404) ℎ (cid:3400) 𝑓̅(cid:4666)𝑥(cid:2868) (cid:3397) (cid:3035)

, 𝑦(cid:2868)(cid:3364)(cid:3364)(cid:3364) (cid:3397)

(cid:4666)(cid:3116)(cid:4667) (cid:3117) (cid:2870)

(cid:2870) (cid:2870)

(cid:3038)(cid:3364)

𝑘(cid:3364)

(cid:4667)

(cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3404) ℎ (cid:3400) 𝑓̅(cid:4666)𝑥(cid:2868) (cid:3397) (cid:3035)

, 𝑦(cid:2868)(cid:3364)(cid:3364)(cid:3364) (cid:3397)

(cid:2871) (cid:2870) (cid:3035)

𝑘(cid:3364)

(cid:4666)(cid:3116)(cid:4667) (cid:3118) (cid:2870) (cid:4666)(cid:2868)(cid:4667)(cid:4673)

(cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3404) ℎ (cid:3400) 𝑓̅ (cid:4672)𝑥(cid:2868) (cid:3397) (cid:2872)

, 𝑦(cid:2868)(cid:3364)(cid:3364)(cid:3364) (cid:3397) 𝑘(cid:2871)

(cid:2870)

Lúc đó:

∆𝑦(cid:3364)(cid:2868) (cid:3404) (cid:2869)

(cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3397) 2𝑘(cid:3364) (cid:4666)𝑘(cid:3364) (cid:2869) (cid:4666)(cid:2868)(cid:4667)(cid:4667) (cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3397) 𝑘(cid:3364) (cid:4666)(cid:2868)(cid:4667) (cid:3397) 2𝑘(cid:3364) (cid:2872) (cid:2871) (cid:2870)

(cid:2874) 𝑦(cid:3364)(cid:2869) (cid:3404) 𝑦(cid:3364)(cid:2868) (cid:3397) ∆𝑦(cid:3364)(cid:2868)

Tương tự với các bước 2, 3, 4,….

2.3.5 Giải bằng phương pháp số trên cơ sở ngôn ngữ máy tính

Các phương trình toán được giải bằng phương pháp số sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab 2019.

Trang | 95

Hình 2.5. Giao diện Matlab

Kết quả được đưa ra và thảo luận tại Chương 3 của Luận án.

Trang | 96

Bắt đầu

Nhập 𝑡(cid:2868), 𝑡(cid:3041), 𝑦(cid:2869), 𝑦(cid:2870), 𝑦(cid:2871), 𝑦(cid:2872), 𝑦(cid:2873), 𝑦(cid:2874), 𝑦(cid:2875), 𝑦(cid:2876), 𝑦(cid:2877), h

i = 0

Tính các hệ số : 𝑘(cid:2869),(cid:2869), 𝑘(cid:2870),(cid:2869), 𝑘(cid:2871),(cid:2869), 𝑘(cid:2872),(cid:2869), 𝑘(cid:2873),(cid:2869), 𝑘(cid:2874),(cid:2869), 𝑘(cid:2875),(cid:2869), 𝑘(cid:2876),(cid:2869), 𝑘(cid:2877),(cid:2869), 𝑘(cid:2869),(cid:2870), 𝑘(cid:2870),(cid:2870), 𝑘(cid:2871),(cid:2870), 𝑘(cid:2872),(cid:2870), 𝑘(cid:2873),(cid:2870), 𝑘(cid:2874),(cid:2870), 𝑘(cid:2875),(cid:2870), 𝑘(cid:2876),(cid:2870), 𝑘(cid:2877),(cid:2870), 𝑘(cid:2869),(cid:2871), 𝑘(cid:2870),(cid:2871), 𝑘(cid:2871),(cid:2871), 𝑘(cid:2872),(cid:2871), 𝑘(cid:2873),(cid:2871), 𝑘(cid:2874),(cid:2871), 𝑘(cid:2875),(cid:2871), 𝑘(cid:2876),(cid:2871), 𝑘(cid:2877),(cid:2871), 𝑘(cid:2869),(cid:2872), 𝑘(cid:2870),(cid:2872), 𝑘(cid:2871),(cid:2872), 𝑘(cid:2872),(cid:2872), 𝑘(cid:2873),(cid:2872), 𝑘(cid:2874),(cid:2872), 𝑘(cid:2875),(cid:2872), 𝑘(cid:2876),(cid:2872), 𝑘(cid:2877),(cid:2872)

(cid:3035)

(cid:4666)𝑘(cid:2869),(cid:2869)+2𝑘(cid:2869),(cid:2870)+2𝑘(cid:2869),(cid:2871)+𝑘(cid:2869),(cid:2872)(cid:4667)

𝑦(cid:2869)i+1 = 𝑦(cid:2869)i +

(cid:2874)

(cid:3035)

(cid:4666)𝑘(cid:2870),(cid:2869)+2𝑘(cid:2870),(cid:2870)+2𝑘(cid:2870),(cid:2871)+𝑘(cid:2870),(cid:2872)(cid:4667)

𝑦(cid:2870)i+1 = 𝑦(cid:2870)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2871),(cid:2869)+2𝑘(cid:2871),(cid:2870)+2𝑘(cid:2871),(cid:2871)+𝑘(cid:2871),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2871) i+1 = 𝑦(cid:2871)i+

(cid:2874)

(cid:3035)

(cid:4666)𝑘(cid:2872),(cid:2869)+2𝑘(cid:2872),(cid:2870)+2𝑘(cid:2872),(cid:2871)+𝑘(cid:2872),(cid:2872)(cid:4667)

𝑦(cid:2872) i+1 = 𝑦(cid:2872)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2873),(cid:2869)+2𝑘(cid:2873),(cid:2870)+2𝑘(cid:2873),(cid:2871)+𝑘(cid:2873),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2873) i+1 = 𝑦(cid:2873)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2874),(cid:2869)+2𝑘(cid:2874),(cid:2870)+2𝑘(cid:2874),(cid:2871)+𝑘(cid:2874),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2874) i+1 = 𝑦(cid:2874)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2875),(cid:2869)+2𝑘(cid:2875),(cid:2870)+2𝑘(cid:2875),(cid:2871)+𝑘(cid:2875),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2875) i+1 = 𝑦(cid:2875)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2876),(cid:2869)+2𝑘(cid:2876),(cid:2870)+2𝑘(cid:2876),(cid:2871)+𝑘(cid:2876),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2876) i+1 = 𝑦(cid:2876)i+

(cid:2874)

(cid:4666)𝑘(cid:2877),(cid:2869)+2𝑘(cid:2877),(cid:2870)+2𝑘(cid:2877),(cid:2871)+𝑘(cid:2877),(cid:2872)(cid:4667)

(cid:3035) 𝑦(cid:2877) i+1 = 𝑦(cid:2877)i+

(cid:2874)

Đúng

𝑡(cid:3036)(cid:2878)(cid:2869) (cid:3409) 𝑡(cid:3041)

𝑡(cid:3036)(cid:2878)(cid:2869) = 𝑡(cid:2868) + (i+1)h

i = i+1

Sai

Kết thúc

Hiển thị 𝑦(cid:2869)i+1, 𝑦(cid:2870)i+1, 𝑦(cid:2871)i+1, 𝑦(cid:2872)i+1, 𝑦(cid:2873)i+1, 𝑦(cid:2874)i+1, 𝑦(cid:2875)i+1, 𝑦(cid:2876)i+1, 𝑦(cid:2877)i+1

Hình 2.6. Sơ đồ khối thuật toán Runge Kutta bậc 4 giải hệ phương trình vi phân

Trang | 97

Bảng 2.6. Các phương trình mô phỏng.

Mô tả

Đơn vị

Ký hiệu

Các phương trình

kcal/ao kcal/ao

y1 y2

A𝐹(cid:3032) H𝐹(cid:3032)

Lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng năng lượng Lượng thức ăn dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng năng lượng Tổng sinh khối cá trong ao Tổng số lượng cá trong ao Tổng nitơ vô cơ hòa tan trong cột nước Tổng nitơ trong bùn lắng; Tổng phốt pho vô cơ hòa tan trong cột nước Tổng phốt pho trong bùn lắng; Lượng DO trong cột nước

Kcal/ao cá/ao mg/l mg/l mg/l mg/l g DO/ao

y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9

FB FP TIN TNS TIP TPS QDO

2.4. Phương pháp phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình

2.4.1 Phân tích độ nhạy

Vì sai số giữa kết quả mô hình với kết quả đo thực tế khác nhau nên việc phân tích độ nhạy đối với mô hình ao nuôi cá Tra thâm canh, phải đạt được 2 mục đích:

 Một là, đánh giá được ảnh hưởng của sự thay đổi các tham số đến các biến trạng

thái

 Hai là, từ kết quả đánh giá được ảnh hưởng của sự thay đổi các tham số đến sai số giữa kết quả mô hình với số liệu thực tế tại Việt Nam, để có cơ sở hiệu chỉnh các thông số của mô hình.

Do mô hình được thiết lập dựa trên cơ sở kế thừa và phát triển từ những mô hình có sẵn (có các phương trình trạng thái phù hợp với một/một vài quá trình sinh hóa trong ao nuôi), nên mô hình có rất nhiều tham số, và rất khó để thực hiện thực nghiệm để có nhiều bộ số liệu tương ứng với từng tham số phục vụ phân tích độ nhạy theo phương pháp hồi quy tuyến tính đa biến. Vậy nên mô hình ao nuôi cá Tra dùng phương pháp phân tích độ nhạy đơn giản nhất, phù hợp với bộ số liệu của nghiên cứu này, và các nghiên cứu khác về tình hình nuôi cá Tra tại Việt Nam.

Bảng 2.7. Tham số sử dụng trong mô hình

Ý nghĩa

Tài liệu tham khảo

Ký hiệu tham số growthmax(diat)

Đơn vị Giá trị 2.2

1/ngày

Hệ số tăng trưởng tối đa của tảo cát

growthmax(green) 1/ngày

1.8

Hệ số tăng trưởng tối đa của tảo xanh

growthmax(cyan) 1/ngày

1.2

Hệ số tăng trưởng tối đa của tảo lam

Trang | 98

Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984), Chen et al. (2002, and references therein) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984), Chen et al. (2002, and references therein) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991),

Ý nghĩa

Tài liệu tham khảo

Ký hiệu tham số

Đơn vị Giá trị

Nupmax(i)

0.16 Tốc độ hấp thụ N lớn

nhất

Nmax(i)

mgN/mgC. ngày mgN/mgC

Nmin(i)

mgN/mgC

0.18 Hế số tỷ lượng của N trong TVPD lớn nhất 0.08 Hệ số tỷ lượng của N

KN(diat)

mgN/m3

65

references and

trong TVPD bé nhất Hệ số bán bão hòa của nhóm greens đối với sự hấp thu N

KN(green)

mgN/m3

45

references and

Hệ số bán bão hòa của nhóm diatoms đối với sự hấp thu N

Reynolds (1984), Chen et al. (2002, and references therein) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

Có tất cả 94 tham số sử dụng trong mô hình, giá trị của các tham số này được tham khảo từ các nghiên cứu trước [93]. Các giá trị này sẽ được dùng để phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình. Giá trị của một số tham số thể hiện ở bảng 2.7, giá trị đầy đủ của các tham số được đưa trong phụ lục.

Phương pháp phân tích độ nhạy: Đối với tham số X, giữ lại giá trị ban đầu của tất cả các tham số khác, thay đổi X với các giá trị X±10%, tính sai số tương đối của các biến trạng thái với các giá trị thay đổi của X (RE). Mỗi tham số X khi thay đổi, thì mỗi biến trạng thái, tại thời điểm i lại có một sai số REi đi kèm, do đó, việc đánh giá độ nhạy của tham số phụ thuộc vào cả 3 giá trị Remax, REmin, và REtb của tham số đó. Trong đó:

∗ 100%;

𝑅𝐸(cid:3025),(cid:3036) (cid:3404)

|𝑌(cid:3029)đ(cid:4666)𝑖(cid:4667) (cid:3398) 𝑌(cid:3025)(cid:4666)𝑡(cid:4667)| 𝑌(cid:3029)đ

Với Ybđ(i) là giá trị biến trạng thái của kết quả chạy mô hình với giá trị tham số ban đầu, YX(t) là giá trị trị biến trạng thái của kết quả chạy mô hình với giá trị tham số X thay đổi trong khoảng ±10% tại thời điểm thứ t của mô hình.

Từ kết quả phân tích độ nhạy, không có tham số nào nhạy nhất với cùng lúc 2 và/hoặc số biến trạng thái nhiều hơn, cho thấy hệ phương trình toán của mô hình ao nuôi cá Tra được xây dựng trên mô hình khái niệm có kế thừa và phát triển từ các mô hình sinh thái đã có sẵn đảm bảo độc lập tuyến tính. Hệ độc lập tuyến tính thể hiện kết quả gọn nhất, nên có độ hợp lý cao và thuận lợi hơn cho việc hiệu chỉnh mô hình.

2.4.2 Hiệu chỉnh

Tham số X có độ nhạy lớn nhất đối với biến trạng thái Y, được thay đổi giá trị trong một khoảng xác định, tính sai số so với các mẫu thực tế và hệ số tương quan của mô hình. Các giá trị cho hệ số tương quan cao hơn, sai số bé hơn được tiếp tục dùng để hiệu chỉnh bằng thuật toán có sẵn trong RStudio.

Việc kiểm định và hiệu chỉnh mô hình được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ số liệu của nước ngoài và bộ số liệu đo đạc trong hồ nuôi cá Tra tại Việt Nam nhằm hiệu chỉnh tham số phù hợp với điều kiện khí hậu tại Việt Nam.

Trang | 99

Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Ảnh hưởng của enzyme phytase đến môi trường trong ao nuôi

Kết quả nghiên cứu biến động môi trường ao nuôi so sánh giữa ao đối chứng (không bổ sung enzyme) và ao thí nghiệm (có bổ sung enzyme phytase) cho kết quả như dưới đây. Thời gian lấy mẫu L1-L13 tương đương 10, 20, 30…..130 ngày nuôi. Ngoài phân tích các thông số môi trường tại từng thời điểm, nghiên cứu còn so sánh thông số môi trường với trọng lượng cá ở từng thời điểm (nồng độ các chất (mg/L)/trọng lượng ướt cá (g)) để xác định ảnh hưởng của tốc độ phát triển cá với nồng độ các chất trong ao. Trong nhiều trường hợp khi so sánh biến động của các thông số môi trường giữa ao đối chứng và ao thí nghiệm không có sự khác biệt rõ rệt nhưng khi so sánh thông số môi trường với trọng lượng cá ở từng thời điểm thì thấy sự khác biệt rõ rệt về xu hướng cải thiện hiệu quả môi trường.

3.1.1 Biến động nhiệt độ, pH, DO giữa đối chứng và thí nghiệm

Trong ao đối chứng (Control Pond - CT), các thông số vào buổi sáng và buổi chiều dao động trong các phạm vi nhiệt độ 29,3-33,3oC, pH 6,8-8,5, và DO 1,6-8,3 mg/L. Trong ao thí nghiệm (Experiment Pond - ET), các thông số cũng dao động trong phạm vi nhiệt độ 29,5-33,1oC, pH 7,0-8,0 và DO 2,0-8,5 mg/L. Nói chung, nhiệt độ khảo sát ở ao không dao động đáng kể trong thời gian nuôi, nhiệt độ vào buổi sáng thấp hơn vào buổi chiều nhưng không vượt quá 2oC. Độ pH ở giai đoạn đầu luôn cao và giảm vào cuối thời kỳ.

DO (mg/L)

9

8

7 CT-sang ET-sang CT-chieu ET-chieu 6

5

4

3

2

1

0 10 20 30 40 50 90 100 110 120 130 60 80 70 Thời gian (ngày)

Hình 3.1. Biến động DO trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

Kết quả khảo sát giá trị DO cho thấy oxy hòa tan thấp vào buổi sáng và cao vào buổi chiều do quá trình quang hợp của tảo. Ngoài ra nồng độ DO có xu hướng giảm trong 30 ngày đầu rồi tăng trở lại tới ngày thứ 50. Điều này có thể do quá trình cấp nước bổ sung và làm thoáng bề mặt ao nên DO tăng. Tuy nhiên, bắt đầu từ ngày thứ 50 trở đi giá trị DO ngày càng giảm do cá Tra lớn tiêu thụ nhiều ôxy, hơn nữa giai đoạn này cấp thức ăn nhiều có khả năng dư thừa gây ra các quá trình chuyển hóa dinh dưỡng trong ao.

Những kết quả này tương tự như các nghiên cứu khác của các tác giả khác nhau. Nghiên cứu [114] cho thấy cá Tra sống trong một phạm vi nhiệt độ tối đa là 40.8oC và tối thiểu 16.7oC. Chúng có thể sống sót trong môi trường có độ pH thấp hơn 4 và DO thấp hơn 2

Trang | 100

mg/L. Tác giả [29] cũng đề cập đến các điều kiện tối ưu để phát triển cá Tra là nhiệt độ 28-32oC, pH 6,0-9,0 và DO 5-10 mg/L. Do đó, nhiệt độ, pH và DO trong nghiên cứu này có thể là điều kiện thích hợp để sản xuất cá Tra.

3.1.2 Biến động của BOD và COD

Giá trị COD biến động ở mỗi mẫu thu được trong cả ao đối chứng (CT) và ao thí nghiệm (ET) khi thêm phytase. COD trước khi tăng ở ET là: 35,5 ± 1,36 mg/L và ở CT 23,5 ± 2,04 mg/L (P> 0,05) và COD sau khi thu hoạch ở ET là 57,6 ± 4,53 và tại CT là 20,8 ± 2,26 mg/L (P < 0,05). Tại ET, COD dao động trong khoảng 28.8-156 mg/L, giá trị trung bình của COD trong cả giai đoạn là 62,4 ± 33,2 mg/L cao hơn CT (COD 20,8-119 mg/L, giá trị trung bình là 47,5 ± 30,6 mg/L). Càng về cuối chu kỳ nuôi càng tăng sinh khối trong ao vì chất thải tăng từ cá gây ra quá trình oxy hóa mạnh các chất hữu cơ. Nó đã dẫn đến tăng COD vào cuối giai đoạn và vượt quá ngưỡng thích hợp (COD <150 mg/L (Quy chuẩn Việt Nam QCVN 02-20: 2014/BNNPTNT)) (Hình 3.2). Nhìn vào đồ thị có thể thấy giá trị COD của ao thí nghiệm còn cao hơn ao đối chứng ở nhiều thời điểm đo, tuy nhiên khi so sánh với trọng lượng cá thì sẽ thấy xu hướng cải thiện rõ rệt về giá trị COD/g cá ở nhiều các thời điểm.

Tương tự như vậy đối với BOD, tại ao ET giá trị BOD dao động trong khoảng 8,85 – 18 mg/L, trung bình 13.7±2.61 mg/L cao hơn ao CT với giá trị dao động trong khoảng 6,26 – 16 mg/L, trung bình 10.8±2.96 mg/L. Tuy nhiên khi so sánh với trọng lượng cá thì thấy xu hướng đi xuống rõ rệt ở cả 2 ao ET và CT.

Theo nghiên cứu [118] thì giá trị COD phù hợp cho cá Tra nằm trong khoảng 15-30 mg/L, và tối đa là 15-40 mg/L. Còn theo [29] thì giá trị BOD phù hợp cho nuôi cá tra là khoảng 10-20 mg/L. Nghiên cứu của [22] cũng cho thấy giá trị BOD trong ao nuôi cá Tra ở An Giang nằm trong khoảng 1.9-23 mg/L. Do đó giá trị này vẫn nằm trong khoảng cho phép phù hợp với điều kiện ao nuôi cá Tra.

COD mg/L

mgCOD/g cá

120

100

CT ET

80

CT ET

60

40

20

0

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

Thời gian (ngày)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130 Thời gian (ngày)

Hình 3.2. Biến động COD trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

Trang | 101

BOD mg/L 25

mgBOD /g cá

35

CT ET

20

30

25

15

20

CT ET

10

15

10

5

5

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

Hình 3.3. Giá trị BOD trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

3.1.3 Biến động của TSS

Giá trị TSS không có sự khác biệt đáng kể giữa ao đối chứng (CT) và ao thí nghiệm (ET) khi thêm phytase (p> 0,05). Trong CT, giá trị TSS là 26,5 - 222 mg/L, trung bình là 118 ± 60,5 mg/L. Trong ao thí nghiệm, TSS là 35,0 - 208 mg/L, trung bình là 116 ± 67,0 mg/L. Giá trị TSS trong nghiên cứu này có xu hướng tăng theo thời gian nuôi (L1 - L9) (Hình 3.4).

Ở một vài thời điểm, giá trị TSS của ao ET còn cao hơn ao CT, tuy nhiên khi so sánh giá trị TSS với trọng lượng cá thì giá trị TSS/g cá của ao ET thấp hơn hẳn ao CT ở mọi thời điểm.

mg TSS/ g cá

TSS mg/L 250

CT

150

200

ET

CT ET

150

100

100

50

50

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Hình 3.4. Hàm lượng của TSS trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

Giá trị TSS cao dẫn đến độ tinh khiết thấp và ngược lại, giá trị phù hợp cho sản xuất nuôi trồng thủy sản thấp hơn 50 mg/L [29]. Trong ao, thức ăn dư thừa gây ra sự gia tăng TSS trong ao và luôn vượt quá giá trị ngưỡng cảnh báo của sản lượng cá Tra. Những kết quả này tương tự như phát hiện của [117] với giá trị là 72,3 ± 33,4 mg/L, trong khoảng 40-132 mg/L.

+

3.1.4 Biến động của TAN, NH3 và NH4

Giá trị TAN của ao được thể hiện trong hình dưới. Trong ao đối chứng CT, trung bình TAN là 1,78 ± 0,035 mg/L (0,172 - 1,1 mg/L) và giá trị trung bình của ao thí nghiệm là 1,83 ± 0,047 mg/L (0,16 – 3,04 mg/L). TAN đã tăng nhanh từ mẫu thứ nhất đến mẫu thứ năm và giảm dần vào cuối kỳ. Những kết quả này cũng tương tự với các nghiên cứu khác của [118] với TAN trong ao là khoảng 2,86 – 4,06 mg/L.

Trang | 102

mgTAN/ g cá

TAN mg/L 3.5

3.0

3.0

CT

CT

2.5

2.5

ET

ET

2.0

2.0

1.5

1.5

1.0

1.0

0.5

0.5

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.0

0.0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Hình 3.5. Dao động của TAN trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

+, trong đó NH3 là khí rất độc cho cá. NH3 trong ao TAN là tổng giá trị của NH3 và NH4 đối chứng CT là khoảng 0,005 – 0,25 mg/L, trung bình 0,043 ± 0,067 mg/L; trong ao thí nghiệm ET là 0,002 – 0,172 mg/L, trung bình 0,042 ± 0,050 mg/L. Giá trị NH3 không khác biệt đáng kể (p> 0,05) trong tất cả các mẫu. Theo [119], NH3 < 0,02 mg/L phù hợp + sẽ không ảnh cho sản xuất nuôi trồng thủy sản. Trong ao, với sự hiện diện của NH4 hưởng đến cá, nhưng ở nồng độ cao sẽ gây ra tảo nở hoa và gây độc cho cá. Trong + nằm trong khoảng 0,138 – 2,97 mg/L; trung bình trong ao đối nghiên cứu này, NH4 chứng là 1,74 mg/L và trong ao thí nghiệm: 1,84 mg/L (Hình 3.6b).

0.12

NH3 mg/L 0.35

mgNH3/ g cá

0.30

0.10

0.25

0.08

0.20

CT ET

CT ET

0.06

0.15

0.04

0.10

0.02

0.05

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.00

0.00

10 20 30 40 50 60 70 80 90 10011012013

10 20 30 40 50 60 70 80 90 10011012013

Hình 3.6a. Giá trị của NH3 trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

2.50

NH4 mg/L

4.0

2.00

mg NH4/g cá

3.0

CT ET

1.50

2.0

1.00

CT ET

1.0

0.50

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.00

0.0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

+ trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

Hình 3.6b. Hàm lượng của NH4

Trang | 103

Đối với giá trị TAN, NH3, NH4+ ở ao ET cũng cao hơn ao CT trong nhiều thời điểm, nhưng khi so sánh giá trị đó với trọng lượng cá thì ao ET luôn luôn thấp hơn ao CT.

3.1.5 Biến động N-NO2

- giảm. Tuy nhiên, nó cho thấy nồng độ N-NO2

- -, N-NO3 - trong ao đối chứng CT là khoảng 0,009 – 0,15 mg/L Kết quả cho thấy nồng độ N-NO2 (giá trị trung bình: 0,118 ± 0,085 mg/L), trong ao thí nghiệm ET là 0,012 – 0,377 mg/L (trung bình 0,125 ± 0,20 mg/L). Từ mẫu đầu tiên đến mẫu thứ tám (ngày thứ 10 đến - trong ao CT và ET đều thấp và sau đó tăng đến giá trị cao ngày 80), nồng độ N-NO2 nhất trong mẫu thứ chín và giảm dần đến cuối kỳ. Điều này có thể được giải thích rằng - - và từ N-NO2 quá trình nitrat hóa cần oxy cho quá trình oxy hóa NH3 thành N-NO2 - bởi vi khuẩn [41] sau đó vào giai đoạn cuối oxy hòa tan thấp dẫn đến thành N-NO3 - vẫn an toàn cho nuôi cá nồng độ N-NO2 Tra.

- và N-NO3

- so với trọng lượng cá có thể thấy có biến động Đối với giá trị của N-NO2 lớn trong thời gian 50-70 ngày đầu. Điều này có thể do trong một số thời điểm lấy mẫu, trọng lượng cá thấp do cá không phát triển tốt như kỳ vọng hay thời điểm khác do nhiều yếu tố tác động như cá đã phát triển ổn định, thời tiết tốt, phù hợp với thức ăn nên cá phát triển tốt hơn.

NO2- mg/L

0.50

mgNO2/ g cá

0.14

0.40

0.12

CT

CT ET

0.10

0.30

ET

0.08

0.20

0.06

0.04

0.10

0.02

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.00

0.00

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 13

- trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

Hình 3.7. Giá trị N-NO2

0.60

NO3 mg/L 1.4

mg NO3/g cá

CT

0.50

1.2

ET

CT

1.0

0.40

ET

0.8

0.30

0.6

0.20

0.4

0.10

0.2

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.0

0.00

0 1

0 2

0 3

0 4

0 5

0 6

0 7

0 8

0 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

0 0 1

0 1 1

0 2 1

0 3 1

- trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

Hình 3.8. Biến động N-NO3

- được tạo ra từ quá trình oxy hóa N-NO2

- do vi khuẩn, N-NO3

- trong ao không N-NO3 - độc nhưng nó sẽ có ảnh hưởng ở nồng độ cao (> 10 mg/L) [29], [120]. Nồng độ N-NO3

Trang | 104

trong ao đối chứng CT là khoảng 0,009 – 1,21 mg/L (0,352 ± 0,309 mg/L), và trong ao - tăng từ thí nghiệm ET là 0,043 – 0,715 mg/L (0,325 ± 0,213 mg/L). Nồng độ N-NO3 lần lấy mẫu đầu tiên đến lần thứ bảy và nó giảm vào cuối giai đoạn nuôi (Hình 3.8).

- có giá trị thấp và an toàn cho cá Tra. Ngoài ra, việc trao đổi

Do đó, nồng độ N-NO3 nước và hấp thụ tảo cũng giúp giảm nồng độ nitrat.

3- và TP

3.1.6 Biến động P-PO4

3- tăng từ đầu đến cuối giai đoạn nuôi trong cả ao đối chứng CT và ao thí Nồng độ P-PO4 3- tại ao đối chứng: 1,15 ± 1,07 mg/L (dao động nghiệm ET. Giá trị trung bình của P-PO4 từ 0,045 – 3,16 mg/L) cao hơn ao thí nghiệm: 0,816 ± 0,68 mg/L (dao động từ 0,07 – 3- trong CT và ET không khác 1,88 mg/L) (p > 0,05). Ở 7 mẫu đầu tiên, nồng độ P-PO4 3- trong ET thấp hơn biệt đáng kể (p > 0,05). Tuy nhiên, từ mẫu thứ 7, nồng độ P-PO4 3- (1,64 ± 0,13a nhiều so với CT (p < 0,05), đặc biệt ở mẫu cuối cùng, nồng độ P-PO4 mg/L) trong ET thấp hơn nhiều so với CT (2,82 ± 0,14b mg/L). Những kết quả này cho thấy, việc thêm enzyme phytase vào thức ăn của ET có thể làm giảm hàm lượng phốt 3- được khuyến nghị cho nuôi trồng thủy sản phát so với CT. Theo [41], nồng độ P-PO4 là 0,005 - 2 mg/L.

PO4 mg/L

3.5

1.0

mg PO4/g cá

3.0

CT

0.8

CT

2.5

ET

ET

0.6

2.0

1.5

0.4

1.0

0.2

0.5

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.0

0.0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

3- trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Hình 3.9. Dao động PO4

3- được khảo sát tại các ao này cao hơn so với khuyến nghị nhưng trong Nồng độ P-PO4 sản xuất cá Tra, thức ăn tiêu thụ rất cao gây ra chất thải tích lũy cao. Nghiên cứu [121] 3- trong ao có giá trị ở mức 8 mg/L cao hơn cũng cho rằng ở An Giang nồng độ P-PO4 các giá trị nghiên cứu này ở CT (3,16 ± 0,12 mg/L) và ET (2,02 ± 0,09 mg/L) nhưng cá vẫn còn sống.

Giá trị TP trong ao đối chứng và ao thí nghiệm ngày càng tăng, đặc biệt từ mẫu thứ 8, giá trị TP trong ao thí nghiệm thấp hơn đáng kể (p < 0,05) so với ao đối chứng. Điều này đã được thể hiện rõ ở mẫu thứ 9 và 13, nồng độ TP tại ao thí nghiệm có thêm phytase (1,82 ± 0,12a mg/L và 3,14 ± 0,294a mg/L) thấp hơn nhiều so với ao đối chứng (3,49 ± 0,125b mg/L và 3,47 ± 0,229 mg/L) (p < 0,05) (Hình 3.10). Do đó, việc bổ sung phytase vào thức ăn đã tạo ra kết quả tốt hơn, giảm TP và cải thiện điều kiện môi trường trong các ao nuôi cá Tra.

Trang | 105

2.0

5.0

TP mg/L

mg TP/g cá

CT ET

4.0

1.5

CT ET

3.0

1.0

2.0

0.5

1.0

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

0.0

0.0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100110120130

Hình 3.10. Giá trị TP trong ao nuôi cá Tra ở các thời gian khác nhau

3.1.7 Biến động TN, TP bùn đáy ao

mgTP/L bùn (a)

mgTP/L 6 bùn/g cá

5

CT

4

CT ET

ET

3

2

1

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

8 7 6 5 4 3 2 1 0

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Hình 3.11. Biến động TP trong bùn ao cá Tra ở các thời gian khác nhau

Ở cả đối chứng CT và thí nghiệm ET, tổng lượng N và P có trong nước và cả trong bùn là gần tương đương. Đối với tổng N, trong nước có 4,43 mg/L (66%), trong bùn là 2,28 mg/L (34%). Tổng P trong nước là 1,70 mg/L (35,9%), trong bùn là 3,04 mg/L (64,1%). Kết quả này cho thấy tỉ lệ N trong nước gấp 2 lần trong bùn và P trong bùn gấp 1,9 lần trong nước.

3-: 0,816 mg/L) thấp hơn so với P ở ao ET (TP: 1,52 mg/L; TP bùn: 2,72 mg/L; P-PO4 3-: 1,15 mg/L) chứng tỏ bổ sung phytase CT (TP: 1,88 mg/L; TP bùn: 3,37 mg/L; P-PO4 vào thức ăn đã góp phần làm giảm sự thải P ra ngoài môi trường, nâng cao sự hấp thu P của cá.

Nhìn chung có thể thấy giá trị các thông số môi trường khảo sát có mức biến động theo thời gian là tương đối lớn. Việc bổ sung enzyme phytase giúp cho thấy sự khác biệt rõ 3-, TP và TP bùn ở ao ET thấp hơn hẳn so với ao CT. Còn đối rệt của hàm lượng P-PO4 với các thông số khác thì không có sự khác biệt nhiều, thậm chí một số thông số ở ao ET còn cao hơn ao CT. Tuy nhiên khi so sánh về hàm lượng của các thông số môi trường với trọng lượng cá ở mọi thời điểm khảo sát thì giá trị các thông số này ở ao ET luôn luôn thấp hơn ao CT.

Trang | 106

mgTN/L bùn (b)

4.5

mg TN/L bùn/g cá

5

4.0

4

3.5

CT ET

4

3.0

CT ET

3

2.5

3

2.0

2

1.5

2

1.0

1

0.5

Thời gian (ngày)

1

Thời gian (ngày)

0

0.0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 10011012013

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 1

Hình 3.12. Hàm lượng TN trong bùn ao cá Tra ở các thời gian khác nhau

3.1.8 Đánh giá ảnh hưởng của bổ sung enzym phytase lên hiệu quả sử dụng thức ăn và môi trường ao nuôi cá Tra

3.1.8.1 Đánh giá tốc độ tăng trưởng, tỉ lệ sống và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá Tra ở thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy tăng trưởng tuyệt đối (DWG) của cá ở nghiệm thức bổ sung phytase điều thể hiện cao hơn và có ý nghĩa thống kê (P<0,05) so với nghiệm thức đối chứng qua các lần thu mẫu. Đặc biệt ở lần thu mẫu cuối cùng mức tăng trưởng tuyệt đối của cá ở nghiệm thức có bổ sung phytase là: 5,68±0,12 g/ngày cao hơn so với cá ở nghiệm thức đối chứng là 2,3±0,48 g/ngày (P<0,05). Kết quả về tốc độ tăng trưởng tương đối (SGR) của cá ở nghiệm thức bổ sung phytase (1,12±0,02 %/ngày) cũng cao hơn có ý nghĩa (P<0,05) so với nghiệm thức đối chứng (0,65±0,15 %/ngày) ở ngày 180. Rõ ràng, nghiệm thức bổ sung phytase 5000 UI/kg thức ăn đã cho thấy kết quả về tăng trưởng tuyệt đối (DWG) và tốc độ tăng trưởng tương đối (SGR) cao nhất tương ứng sau 180 ngày nuôi là 3,06±0,022 (g/ngày) và 1,9±0,0004 (%/ngày), trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng có kết quả thấp nhất là 2,07±0,024 (g/ngày) và 1,9±0,0004 (%/ngày). Kết quả của thí nghiệm cho thấy việc bổ sung phytase ở hàm lượng 5000 UI/kg thức ăn đã cải thiện tốc độ tăng trưởng của cá tra.

Kết quả này tư tượng như kết quả nghiên cứu của [73] khi bổ sung phytase (từ Bacillus subtilis Ba 58) trong khẩu phần thức ăn lên sự tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn cá tra được nuôi trên bể composite, sau 2 tháng nuôi kết quả cũng cho thấy khối lượng trung bình và tốc độ tăng trưởng tương đối (SGR) của cá thí nghiệm đạt cao nhất tại nghiệm thức có bổ sung phytase 1500 UI/kg thức ăn (P<0,05).

Tỉ lệ sống của cá ở hai nghiệm thức (82,5 – 84%) khác biệt không có ý nghĩa thống kê (P>0,05). Bổ sung phytase đã không ảnh hưởng đến tỉ lệ sống của cá tra thí nghiệm.

Hệ số biến đổi thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER) và hệ số sử dụng Protein (NPU) của cá tra ở nghiệm thức có bổ sung enzyme phytase thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với nghiệm thức đối chứng (P<0,05). FCR đạt giá trị thấp nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase là 1,14 ± 0,02 và cao nhất ở nghiệm thức đối chứng: 1,35 ± 0,06. Tương tự, PER và hệ số sử dụng Protein (NPU) đạt cao nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase với giá trị lần lượt là13,6±1,3; 2,33±0,28 và thấp nhất ở nghiệm thức đối

Trang | 107

chứng là 9,3±1,39; 1,57±0,25. Kết quả nghiên cứu [73] cũng cho thấy rằng hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR), hiệu quả sử dụng protein (PER) của cá tra ở các nghiệm thức có bổ sung enzyme phytase thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa so với nghiệm thức đối chứng (P<0,05). FCR đạt giá trị thấp nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase (1500 UI/kg thức ăn) là 1,29 ± 0,06 và cao nhất ở nghiệm thức đối chứng 1,66 ±0,09. Tương tự, PER đạt giá trị cao nhất ở nghiệm thức bổ sung phytase (1500 UI/kg thức ăn) là 2,01 ± 0,09 và thấp nhất ở nghiệm thức đối chứng 1,58 ± 0,08.

3.1.8.2 Hiệu quả của bổ sung enzyme phytase lên môi trường

Kết quả phân tích cho thấy:

- Các yếu tố thủy lý (pH, nhiệt độ) và thủy hóa (DO, COD, BOD, TSS, TAN, H2S, -, TN (nước và bùn)) có giá trị thích hợp cho nuôi cá Tra và không

-, N-NO3

N-NO2 khác biệt thống kê giữa ao đối chứng (CT) và ao thí nghiệm (ET).

- Trung bình hàm lượng P-PO4

3-, TP và TP bùn lần lượt là 0,816 mg/L; 1,52 mg/L và 2,72 mg/L ở ao thí nghiệm và 1,15 mg/L; 1,88 mg/L và 3,37 mg/L ở ao đối 3-, TP và TP bùn tại ao thí nghiệm thấp hơn lần lượt là chứng. Hàm lượng P-PO4 40,9%, 23,6% và 23,9% so với ao đối chứng đều nằm ở mức thích hợp cho cá Tra nuôi. Do đó việc bổ sung enzyme phytase đã giúp làm giảm hàm lượng phốt pho trong ao nuôi cá Tra.

3.2. Số liệu chạy mô hình

Số liệu ban đầu được lấy tại thời điểm bắt đầu thả cá. Mỗi 10 ngày lấy mẫu 1 lần để đo giá trị của các biến trạng thái. Riêng số lượng cá, đếm số cá chết và nội suy ra số lượng cá trong ao, cũng như hệ số chết của cá; sinh khối cá được tính bằng số lượng cá nhân với khối lượng trung bình của cá trong ao. Bảng dưới thể hiện số liệu ban đầu được dùng để mô phỏng và giải hệ phương trình.

Bảng 3.1. Số liệu môi trường nước ban đầu tại thời điểm t=0 của mô hình

Mẫu ao

Tên biến

STT

Đơn vị

CT2

mg/L

CT1 22,1

25,0

COD

1

mg/L

24,0

29,0

TSS

2

mg/L

0,455

0,449

TON

3

mg/L

0,055

0,067

TOP

4

NH4

mg/L

0,146

0,146

+

5

NO3

mg/L

0,018

0,021

-

6

PO4

mg/L

0,043

0,047

-3

7

mg/L

6,5

6,5

DO

8

9000

Số lượng cá

con

9000

9

162,9

Sinh khối cá kg/ao

162,9

10

Ghi chú: CT1, CT2: ao đối chứng 1,2 (không bổ sung enzyme)

Trang | 108

3.3. Kết quả phân tích độ nhạy và hiệu chỉnh mô hình

3.3.1 Phân tích độ nhạy

Trong số 94 tham số sử dụng trong mô hình, khi phân tích độ nhạy lọc ra 15 thông số có độ nhạy lớn (>5%) để hiệu chỉnh, còn lại 15 thông số có độ nhạy bé (<0%) và 64 thông số có độ nhạy trung bình (0-5%) sẽ không hiệu chỉnh.

Bảng dưới trình bày kết quả 15 tham số mô hình có độ nhạy lớn nhất với các biến trạng thái về nồng độ chất dinh dưỡng trong ao nuôi. Các tham số được liệt kê có độ nhạy lớn nhất đối với một trong các biến trạng thái đang được theo dõi, các tham số này sẽ được hiệu chỉnh để phù hợp với mô hình ao nuôi cá Tra đang được xây dựng.

Bảng 3.2. Kết quả các tham số mô hình có độ nhạy lớn nhất.

Khoảng giá trị thay đổi của biến trạng thái tính theo sai số trung bình (%)

TT

Tham số mô hình

Khoảng giá trị thay đổi tham số (%)

TN

COD TSS

- PO4

+ NO3

1 hh

2 VPsettling

3 KCrefdissolution

4 FBMDOC(i)

5 FBMPOC(i)

6 KrefrespDOC

7 kfn

8 KNrefdissolution

9 KNrefmineral

10 Ψ(i)

11 nitrifmax

12 kfp

13 KPrefmineral

14 kfo

15 Kreaeration

TP NH4 6,479 0,842 1,670 4,075 21,635 17,430 4,075 0,734 3,776 36,502 12,293 2,567 8,644 6,832 8,644 20,961 15,866 19,114 5,154 5,330 10,677 34,002 19,981 23,771 6,821 3,339 2,004 1,917 67,998 34,742 7,742 3,506 1,390 2,520 43,797 42,717 5,154 7,630 1,663 2,735 26,755 19,114 4,833 7,130 1,605 2,655 23,206 20,148 9,282 4,384 1,657 2,450 35,168 26,028 8,794 4,528 0,950 3,900 28,797 31,405 5,535 3,248 12,956 1,043 36,515 32,192 6,479 1,298 38,165 29,727 3,979 16,873 3,027 13,877 0,767 20,356 21,155 2,833 3,133 15,310 0,680 22,008 25,304 4,106 2,651 15,609 6,822 9,128 0,341 3,805 2,710 18,167 0,583 6,482 4,075 8,392 2,734 13,098 0,100 34,123 13,337 4,590 2,830 15,046 0,059 28,037 12,008 5,219 0,072 5,075 0,155 19,002 20,379 8,916 0,446 4,468 0,201 19,047 20,984 7,598 9,202 6,061 0,398 17,430 15,7658 5,680 6,515 9,507 0,010 19,916 13,752 4,810 1,200 0,166 1,012 25,040 0,998 0,084 1,164 1,566 26,077 1,000 0,081 18,484 0,110 5,681 2,498 0,047 20,833 0,383 2,180 5,200 2,651 1,309 6,933 14,253 14,590 2,735 1,454 7,138 18,950 12,197 3,147 0,576 0,226 1,006 1,264 1,786 0,045 0,392 1,952 1,602

3- DO 8,644 0,126 5,330 0,207 2,407 1,406 2,004 3,530 0,749 15,866 0,898 17,101 5,447 0,912 4,274 0,855 0,833 9,722 0,767 10,826 0,540 8,064 0,224 10,675 2,853 0,066 3,057 0,093 1,367 0,056 1,674 0,078 1,398 0,092 1,213 0,077 8, 939 0,056 0,045 10,770 4,622 0,046 5,523 0,166 2,316 0,262 19,700 1,557 0,450 20,222 2,643 0,041 15,021 0,050 17,154 1,021 1,106 21,185 5,989 1,068 18,171 6,305 0,842 14,807 1,957 9,305 0,734 2,449

10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10

Kết quả 15 tham số có độ nhạy bé nhất đối với các biến trạng thái mô phỏng nồng độ chất dinh dưỡng trong ao nuôi.

Trang | 109

Bảng 3.3. Kết quả các tham số mô hình có độ nhạy bé nhất.

Khoảng giá trị thay đổi của biến trạng thái tính theo sai số trung bình (%)

TT

Tham số mô hình

COD

TSS

TN

TP

+

-

3-

DO

NH4

NO3

PO4

Khoảng giá trị thay đổi tham số (%)

1 Nmax(i)

2 Nmin(i)

3 a

4 b

5

6

RESPDO_ C DENITNO 3_DOC

7 PEopt

8 PEmin

9 ktbm(i)

10 Pmax(i)

11 Pmin(i)

12 bmrefGreen

13 bmrefDiat

14 bmrefCyan

15 n

6,47E-06 3,30E-06 3,51E-06 3,39E-06 7,16E-07 5,98E-06 1,73E-07 1,70E-06 8,48E-06 5,74E-06 3,19E-06 1,27E-06 1,56E-05 3,21E-05 2,01E-06 3,58E-05 0,000351 0,000142 0,000428 0,000118 3,09E-10 4,14E-08 1,22E-09 8,63E-10 0,000329 0,000742 0,000122 0,000879 2,24E-07 2,57E-06 7,31E-07 2,37E-06 7,06E-05 3,77E-05 6,26E-05 2,04E-05 1,38E-08 1,32E-06 2,00E-09 2,60E-06 9,12E-10 1,73E-08 9,12E-10 1,58E-08 1,31E-05 0,000138 1,45E-05 0,000162 2,10E-05 0,000776 2,10E-05 4,02E-05 0,00026 1,61E-05 1,50E-05 0,00026 3,45E-08 2,94E-11 6,75E-08 1,62E-14

4,53E-05 2,32E-08 4,31E-06 1,29E-05 3,97E-09 0,000151 5,04E-05 3,72E-08 3,77E-06 1,78E-05 1,26E-09 0,000168 3,82E-06 1,79E-09 2,80E-06 7,89E-08 1,14E-09 0,000324 2,78E-06 4,72E-09 3,45E-08 2,74E-09 4,44E-08 0,000324 4,06E-06 7,89E-08 2,62E-07 7,75E-08 4,48E-09 1,99E-06 8,06E-06 7,07E-08 2,91E-07 1,29E-07 5,01E-09 7,70E-05 9,26E-06 1,24E-09 4,83E-06 5,35E-07 8,94E-10 0,000116 6,48E-07 3,24E-08 2,52E-07 1,88E-07 2,52E-09 0,000105 5,82E-06 8,41E-05 5,79E-05 6,16E-05 7,71E-05 0,000767 6,85E-05 0,000147 6,18E-06 4,29E-05 7,88E-05 0,000308 4,01E-07 6,06E-10 0,00037 0,000299 2,01E-12 0,001518 4,46E-07 4,07E-10 3,52E-05 3,52E-05 5,40E-12 0,001517 0,000149 7,43E-05 2,72E-05 2,15E-05 9,21E-05 0,000673 0,000373 1,63E-06 4,79E-05 5,43E-05 3,16E-05 0,000261 1,22E-08 5,14E-09 0,000115 0,000313 4,11E-13 0,00038 5,14E-09 5,14E-09 0,000103 0,000606 9,71E-13 0,000726 2,35E-05 2,41E-05 2,60E-06 1,78E-07 6,67E-13 2,58E-06 1,73E-05 1,10E-06 2,70E-06 7,88E-06 1,08E-12 5,61E-05 1,73E-11 1,98E-05 5,96E-08 4,77E-09 2,31E-05 4,11E-13 1,28E-11 6,33E-06 3,08E-09 3,39E-08 2,31E-05 4,11E-13 4,11E-13 8,87E-07 3,74E-13 9,53E-13 0,000196 1,24E-10 1,25E-10 8,87E-07 1,38E-10 1,62E-14 0,000161 1,20E-12 1,21E-07 3,25E-14 8,72E-08 8,72E-08 1,14E-10 0,000908 1,13E-07 7,74E-11 3,90E-09 3,79E-07 6,50E-10 0,000908 4,52E-06 3,89E-12 2,20E-09 9,84E-07 7,32E-12 0,000118 1,07E-06 7,24E-11 2,20E-09 4,79E-09 1,88E-12 0,000118 2,48E-07 7,50E-13 2,00E-08 3,68E-09 1,27E-14 0,000208 7,69E-08 2,22E-11 3,72E-08 3,68E-09 1,03E-12 0,000208 1,11E-06 1,89E-13 3,73E-06 2,14E-05 5,13E-13 0,000126 6,01E-06 3,85E-14 2,14E-05 8,24E-05 5,13E-13 0,003465

10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10 10 -10

Biểu đồ phân tích độ nhạy của các tham số được thể hiện như sau:

16.00

14.00

)

%

12.00

10.00

8.00

6.00

4.00

( h n ì b g n u r t ố s i a S

2.00

0.00

f

) i (

) i (

) i (

h h

o f k

2 p k

p f k

E P k

Ψ

2 T K

1 T K

t s a f k

O D k

/

m b t k

) i ( n i m N

) i ( x a m P

) t a i d ( P K

) t a i d ( N K

) n a y c ( P K

) s m n n a y c ( N K

x a m P P A F

) i ( x a m p u N

n o i t a r e a e r K

n e e r G f e r m b

) t a i d ( 1 r g T K

C O P M B F

) n a y c ( 1 r g T K

) n e e r g ( 1 r g T K

p s e r x o / r t i n e d R

T I N E D 3 O N H K

4 H N O F I R T I N

n o i t u l o s s i d f e r C K

n o i t u l o s s i d f e r N K

Tham số

Hình 3.13. Biểu đồ thể hiện sai số cục bộ của các tham số đối với các biến dinh dưỡng trong ao nuôi.

Trang | 110

Độ nhạy lớn (>5%): 15 tham số

Độ nhạy trung bình (0,001-5%): 64 tham số

Độ nhạy bé (<0,001%): 15 tham số

Kết quả phân tích độ nhạy của 94 tham số được đưa ra trong phần phụ lục.

3.3.2 Hiệu chỉnh

Giá trị các tham số sau hiệu chỉnh thể hiện ở bảng dưới.

Bảng 3.4. Bản giá trị các tham số mô hình có độ nhạy lớn nhất sau hiệu chỉnh

TT Tham số

Giá trị trước hiệu chỉnh 0,05

Giá trị sau hiệu chỉnh 0,095

1 hh

0,9

0,5

2 VPsettling

0,008

0,02

3 KCrefdissolution

0,2

0,4

4 FBMDOC(i)

0,5

0,7

5 FBMPOC(i)

0,0024

0,01

6 KrefrespDOC

0,017 0,0005 0,0045

0,025 0,01 0,01

7 kfn 8 KNrefdissolution 9 KNrefmineral

0,3

0,65

10 Ψ(i)

0,15

0,85

11 nitrifmax

0,002

0,001277

12 kfp

0,04

0,07

13 KPrefmineral

0,28

0,493

14 kfo

2,0

2,4

15 Kreaeration

+ là: kfn, KNrefmineral, Ψ(i), nitrifmax; PO4

-, NH4

Qua phân tích độ nhạy đối với các tham số của mô hình, trong số 15 tham số có độ nhạy lớn (bảng 3.2) nhận thấy các tham số VPsettling; KCrefdissolution; KNrefdissolution; KNrefmineral; KPrefmineral là có ảnh hưởng lớn nhất đến các thông số môi trường mô phỏng trong ao nuôi. Cụ thể, các tham số có ảnh hưởng lớn nhất đối với COD, TSS là VPsettling, KCrefdissolution, FBMDOC(i), FBMPOC(i), KrefrespDOC, kfo. Các tham số ảnh hưởng lớn nhất tới TN là: VPsettling, kfn, KNrefdissolution, KNrefmineral. Các tham số ảnh hưởng lớn nhất tới TP là: 3- là: kfp, VPsettling, KPrefmineral. Của NO3 KPrefmineral; DO là: KCrefdissolution, kfo, Kreaeration.

Trong đó:

VPsettling - tốc độ lắng của các hạt ở nhiệt độ chuẩn;

KCrefdissolution – tỷ lệ hòa tan POC ở nhiệt độ chuẩn;

KNrefdissolution – tỷ lệ hòa tan PON ở nhiệt độ chuẩn;

Trang | 111

KNrefmineral – Tốc độ khoáng hóa N ở nhiệt độ tham chiếu;

KrefrespDOC – hệ số của DOC do hô hấp ở nhiệt độ tham chiếu;

KPrefmineral – Tốc độ khoáng hóa P ở nhiệt độ chuẩn;

FBMDOC(i) – Hệ số DOC trong dòng chất trao đổi cơ bản của TVPD;

FBMPOC(i) – Hệ số POC trong dòng chất trao đổi cơ bản của TVPD;

kfo – Hệ số DO do quá trình dị hóa của cá;

Kreaeration – Hệ số tái sục khí.

Luận giải:

1. Các thông số KNrefdissolution, KNrefmineral sau hiệu chỉnh có sự khác biệt lớn là do trong hồ Washington có lượng nitơ (N) là tự nhiên trong khi ao nuôi cá tra Việt Nam N hình thành từ cả tự nhiên lẫn lượng thức ăn bên ngoài cung cấp.

2. KNrefmineral, KPrefmineral trước hiệu chỉnh cũng thấp hơn là do nhiệt độ ở hồ Washington thấp <20oC trong khi ao nuôi cá tra Việt Nam có nhiệt độ trung bình luôn cao hơn từ 25o-30oC dẫn đến hiệu quả khoáng hóa N, P cao hơn.

3. Kreaeration sau hiệu chỉnh cũng cao hơn do ao nuôi cá tra có sục khí, ngoài ra thi

thoảng còn thay nước.

4. KrefrespDOC khác biệt sau hiệu chỉnh là do đặc trưng của ao nhiệt đới vì cá tra nuôi

có mật độ lớn, cá có kích thước to.

Như vậy các tham số kiểm soát mô hình rất đặc trưng cho ao nuôi cá Tra và phù hợp với điều kiện Đồng bằng Sông Cửu Long là KNrefdissolution, KNrefmineral, KPrefmineral, Kreaeration, KrefrespDOC do nuôi ở nhiệt độ trung bình cao nên quá trình khoáng hóa, phân hủy diễn ra nhanh hơn, thường xuyên sục khí thay nước, cung cấp thức ăn, và cá lớn nhanh làm cho quá trình hô hấp động vật diễn ra nhanh hơn.

3.4. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du trong ao cá

Phần lớn các phương trình toán trong mô hình liên quan đến sự phát triển của động thực vật phù du được phát triển trên cơ sở các phương trình của mô hình hồ phú dưỡng Washington, sau đó được hiệu chỉnh và kiểm định lại với số liệu ao nuôi của Việt Nam. Điểm khác biệt là mô hình hồ Washington được xây dựng cho hồ phân tầng nhiệt và khảo sát trên một khoảng nhiệt độ rộng, mùa đông (từ 5-10 oC) và mùa hè xứ ôn đới (15-20 oC). Trong nghiên cứu này ao nuôi luôn trong trạng thái phú dưỡng, không có phân tầng nhiệt và ở khoảng nhiệt độ hẹp hơn nhưng nhiệt độ cao hơn (25-35 oC)). Chính vì vậy, các thông số của quá trình phát triển động thực vật phù du được mô phỏng ở các khoảng nhiệt độ khác nhau (28; 30 oC).

Trang | 112

(b)-Hệ số tỉ lượng của nitơ ở 28 oC

(a)-Quá trình phát triển của tảo lục, tảo lam, tảo cát ở 28 oC

(d)-Động vật phù du ở 28 oC

(c)-Hệ số tỉ lượng của phốt pho ở 28 oC Hình 3.14. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du ở 28oC trong ao cá.

Kết quả cho thấy: Thực vật phù du

Thực vật phù du (TVPD) trong ao được chia thành 3 nhóm, bao gồm: tảo lục, tảo lam, tảo cát, do đây là 3 nhóm thực vật phù du phổ biến trong ao nuôi cá Tra ở Việt Nam [3]; Ngoài ra, sự phân chia này dựa trên khả năng chuyển đổi N và P của từng nhóm TVPD. Sinh khối TVPD được quy đổi từ Chlorophyll-a. Thực vật phù du được mô phỏng và hiệu chỉnh ở 28 và 30 oC, trong điều kiện nhiệt độ này, tảo lam là loại tảo phát triển nhất (> 16g/l), tiếp theo là tảo lục (> 13g/l) và cuối cùng là tảo cát (> 11g/l). Tất cả 3 loại tảo đều đạt giá trị cao nhất từ ngày thứ 10 đến ngày thứ 20 trong giai đoạn mô phỏng, đó cũng là lúc oxy hòa tan trong nước tăng lên. Lượng tảo đạt được các giá trị như vậy tương quan với các điều kiện ánh sáng mặt trời được cho là tối ưu cho sự phát triển của tảo. Tảo phát triển sẽ tạo ra nguồn thức ăn cho động vật phù du cũng như cá Tra.

Phương trình giới hạn tăng trưởng do ảnh hưởng của chất dinh dưỡng là phương trình động học bậc nhất, dựa trên động lực là sự chênh lệch giữa nồng độ N(P) vô cơ trong nước với nồng độ N(P) hiện có trong tảo và khả năng hấp thụ N(P) tối đa của thực vật phù du, các biến phụ là hệ số tỷ lượng nitơ và photpho trong tảo được đưa vào để lượng hóa quy luật này. Kết quả chạy mô hình cho thấy hệ số tỉ lượng của nito và photpho trong các loại tảo. Trong suốt thời gian nuôi, với hệ số tỉ lượng của nitơ thì tảo lam có hệ số lớn nhất (~0,141 mgN/mgC) sau đó đến tảo lục (~0,132 mgN/mgC) và cuối cùng là tảo cát (~0,125 mgN/mgC). Trong khi đó, với hệ số tỉ lượng của photpho thì tảo cát có hệ số lớn nhất (~0,05 mgP/mgC) sau đó đến tảo lục (~0,043 mgP/mgC) và cuối cùng

Trang | 113

là tảo lam (~0,005 mgP/mgC). Các hệ số tỉ lượng phản ánh nhu cầu về dinh dưỡng khác nhau của các loại tảo, như tảo lam trong điều kiện nồng độ nitơ cao thì phát triển mạnh mẽ và có nồng độ sinh khối cao nhất trong ao nuôi.

(b)- Hệ số tỉ lượng của nitơ ở 30 oC

a)- Quá trình phát triển của tảo lục, tảo lam, tảo cát ở 30 oC

(c)- Hệ số tỉ lượng của phốt pho ở 30 oC

(d)- Động vật phù du ở 30 oC

Hình 3.15. Mô phỏng quá trình phát triển động thực vật phù du ở 30oC trong ao cá.

Động vật phù du

Có hai nhóm động vật phù du được mô hình hóa trong nghiên cứu này là nhóm Cladocera và Copepod, là hai nhóm động vật phù du phổ biến [3] trong các ao nuôi cá Tra ở Việt Nam.

Kết quả từ mô hình cho thấy sự phát triển của hai loài động vật phù du khá giống nhau, đạt mức tăng trưởng cao nhất trong 20 ngày đầu (đỉnh> 120 g/l) (Hình 3.14d, 3.15d). Nó duy trì sự phát triển tập trung cao, mặc dù giảm nhẹ trong những ngày còn lại. Copepods phát triển rất nhanh và đạt giá trị cao hơn Cladocerans. Điều này được giải thích rằng các đặc điểm chung của hai mô hình động vật nổi ăn thực vật, bao gồm các hạn chế về nhiệt độ khác nhau, tỷ lệ cho ăn, sở thích, tỷ lệ N và P trong thực vật và khả năng gây hại cho động vật ăn thịt. Copepods có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn Daphnia. Cladocerans trở thành nguồn cung cấp thực phẩm với mật độ cao hơn và lợi thế cạnh tranh lớn hơn.

Từ hai điểm nhiệt độ khảo sát cho thấy cả Copepods và Cladocerans đều phát triển mạnh trong điều kiện nhiệt độ thấp 28 oC hay nói cách khác nhiệt độ thấp gần với nhiệt độ phát triển lý tưởng cho động vật phù du. Trong đó, Copepods có khả năng thích nghi với nhiệt độ cao hơn Cladocerans, điều này phù hợp với những giả thiết ban đầu đối với

Trang | 114

động vật phù du. Các biến trạng thái có cùng xu hướng phát triển. Các đồ thị đồng dạng với nhau và khác nhau về giá trị ở đỉnh khi thay đổi nhiệt độ. Kết quả cũng chỉ ra rằng ở các nhiệt độ khác nhau 28 oC và 30 oC là điều kiện thích hợp cho cá tra và 28 oC thích hợp hơn cho sự phát triển của động vật phù du và thực vật phù du. Sự thay đổi lớn ở hai nhiệt độ được quan sát thấy ở thực vật phù du và động vật phù du, trong khi sự thay đổi nhỏ là ở các thành phần dinh dưỡng.

3.5. Mô phỏng quá trình phát triển và chuyển hóa các chất dinh dưỡng chủ yếu trong ao

3.5.1 Quá trình phát triển của cá

3.5.1.1 Quá trình phát triển của cá tại ao nuôi thực địa

Khối lượng cá và số lượng cá thay đổi mạnh tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên trong ao và nguồn cung cấp thức ăn, đồng thời cũng có ảnh hưởng lớn đến môi trường ao nuôi do tiêu thụ thức ăn, hô hấp và bài tiết. Các nguồn dinh dưỡng tự dưỡng và dị dưỡng làm tăng khối lượng cá trong ao. Tổng khối lượng cá tăng nhanh theo thời gian do cá lớn lên cùng với việc bổ sung thức ăn và sục khí cho ao. Tổng đàn cá có xu hướng ổn định theo thời gian sau đó giảm dần do cá chết.

9100

9000

8900

8800

) n o c ( g n ợ ư

8700

l ố S

8600

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

8500

8400

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Thời gian (ngày)

Hình 3.16. Tổng số lượng cá phát triển theo thời gian trong ao nuôi

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

) g k ( g n ợ ư

l i ố h k

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Thời gian (ngày)

Hình 3.17. Khối lượng cá phát triển theo thời gian trong ao nuôi

Trang | 115

Ghi chú: CT1, CT2: ao đối chứng 1,2; ET1, ET2: ao thí nghiệm 1,2

Qua đồ thị có thể thấy số lượng cá ở ao đối chứng CT bị chết nhiều hơn ao ET. Điều đó cũng cho thấy việc bổ sung enzyme cũng giúp cho việc cải thiện môi trường nước ao nuôi tốt hơn, cá tăng trưởng tốt hơn và ít bị bệnh tật dẫn đến chết ít hơn. Trong đó số lượng cá ở ao CT2 chết nhiều hơn, điều này được lý giải là do bị ảnh hưởng của môi trường ao nuôi và một phần bệnh của cá.

Trong quá trình vận hành mô hình nuôi, để cá nuôi tăng trưởng và phát triển tốt, bên cạnh các giải pháp quản lý hiệu quả thức ăn cung cấp, các hoạt động quản lý điều tiết nước cho mô hình nuôi phải được quản lý và thực hiện theo đúng chế độ định kỳ, phù hợp với các giai đoạn phát triển của cá nuôi trong ao, kết hợp với việc sử dụng hợp lý các chế phẩm vi sinh hữu ích, tăng cường khả năng cải thiện nền đáy ao nuôi, nhằm tiếp tục cải thiện hàm lượng DO (mg/L) do mật độ cá giống thả nuôi khá cao, hàm lượng vật chất hữu cơ tích lũy trong ao nuôi ngày càng nhiều, rất dễ dẫn đến hàm lượng DO trong ao giảm, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, làm giảm khả năng ăn mồi và sự hấp thu dinh dưỡng của cá, cá nuôi tăng trưởng chậm, sức đề kháng với môi trường nuôi giảm và hệ quả là giá trị FCR gia tăng. Do vậy ở mỗi ao nuôi cá Tra sẽ được lắp thêm một hệ thống bơm phun và đẩy nước, có công suất thích hợp với điều kiện ao nuôi, nhằm tạo dòng chảy và cung cấp thêm hàm lượng oxy (> 3 mg/L) cho cá nuôi trong mô hình tăng trưởng tốt, cá khỏe, tăng sức đề kháng và ít bị nhiễm bệnh.

Bảng 3.5. Số lượng cá theo thời gian trong ao nuôi (con)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 T (ngày)

CT 1 9000 8996 8996 8993 8991 8991 8991 8991 8989 8974 8973 8972 8961

CT 2 9000 8979 8923 8834 8813 8775 8687 8687 8687 8667 8666 8648 8643

ET 1 8992 8992 8992 8991 8990 8985 8983 8982 8975 9000 8997 8996 8993

ET 2 8996 8996 8996 8994 8994 8986 8986 8986 8984 9000 8991 8997 8996

Bảng 3.6. Khối lượng cá theo thời gian trong ao nuôi (kg)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 T (ngày)

CT 1 821,3 162,9 210 244,6 353,1 512,4 1106 1535 1687,4 2241,4 2321 2875,3 3738,9

CT 2 305 365,1 618,2 796,8 1042 1287,6 1903,9 1926,7 2302 3125,8 162,9 209,8 228,8

162,9 210 267,9 411,7 575,8 891,1 1136 1494,6 1796,7 2512,5 2837,3 3221,7 4059,3 ET 1

162,9 162,8 267,7 463,8 643 1080,6 1506 1721,6 2067 2913,5 3018 36890 4345 ET 2

Ghi chú: CT: ao đối chứng; ET: ao thí nghiệm

Bên cạnh việc số lượng cá ở ao ET cao hơn CT thì khối lượng cá ở ao ET cũng cao hơn. Cụ thể khối lượng cá trung bình ở thời điểm ngày 120 là ao CT1: 0,417 kg/con; CT2: 0,361 kg/con; ET1: 0,452 kg/con; ET2: 0,483 kg/con. Điều này cũng phù hợp với nhiều các nghiên cứu khác cho thấy bổ sung enzyme giúp cải thiện tốc độ tăng trưởng của cá do kích thích quá trình tiêu hóa và nâng cao hiệu quả dinh dưỡng cho cá [58], [59], [63].

3.5.1.2 Mô phỏng quá trình phát triển của cá trong ao nuôi

Kết quả chạy mô hình cho số liệu hiệu chỉnh số lượng cá ở các thời điểm khác nhau thể hiện ở bảng dưới.

Trang | 116

Bảng 3.7. Số liệu kết quả mô hình mô phỏng số lượng cá trong ao nuôi (con)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 T (ngày)

9000 9000 8999 8998 8997 8997 8997 8997 8997 8997 8996 8996 8996 Mô hình Thực tế 9000 9000 9000 8997 8997 8997 8997 8997 8997 8997 8997 8997 8996

Sự phát triển của cá

9001

9000

8999

8998

8997

) n o c ( á c g n ợ ư

8996

l ố S

Mô hình Thực tế

8995

8994

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Thời gian (ngày)

Hình 3.18. Đồ thị mô phỏng sự phát triển của cá tại các thời gian khác nhau

Đối với số lượng cá trong ao, kết quả của mô hình không khác nhiều so với số liệu đo đạc thực tế. Sai số chỉ xuất hiện ở thời gian đầu và từ ngày thứ 20-30 và ngày 100-110. Phần trăm sai số là rất nhỏ khoảng 0,01% không đáng kể. Điều đó cho thấy các phương trình và tham số được lựa chọn cho mô hình là rất phù hợp. Số lượng cá trong ao cuối vụ không biến động nhiều do cá đã lớn, sức đề kháng tốt.

Điều đó cho thấy:

Sinh khối và số lượng cá trong hồ thay đổi phụ thuộc mạnh vào điều kiện tự nhiên trong hồ và quá trình bổ sung thức ăn, đồng thời cũng tác động lớn tới môi trường trường trong hồ nuôi do các quá trình tiêu thụ thức ăn, hô hấp, bài tiết.

a. Tổng sinh khối cá trong hồ

Nguồn dinh dưỡng tự dưỡng và dị dưỡng làm tăng sinh khối cá trong hồ. Tổng sinh khối cá trong ao tăng nhanh theo thời gian do sự phát triển của cá cùng với sự bổ sung thức ăn và sục khí cho ao. Tuy số lượng cá trong hồ giảm do sự chết của cá thể cá, nhưng với sự phát triển của cá trong ao, sinh khối cá vẫn tăng đặc biệt là từ ngày thứ 10 trở đi, sau khi cá đã thích nghi được với môi trường ao nuôi và tăng trưởng mạnh. Tuy nhiên việc bổ sung thức ăn cần phù hợp với nhu cầu của cá và tránh dư thừa quá nhiều các chất hữu cơ ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong ao và có thể gây ra ô nhiễm.

b. Tổng số lượng cá

Tổng số lượng cá có xu hướng ổn định theo thời gian và giảm sau đó do cá chết. Đến ngày thứ 10, lượng cá chết là khoảng 4 cá thể (0,044%).

3.5.2 Ôxy hòa tan

3.5.2.1 Biến động ôxy hòa tan trong ao nuôi thực địa

Mẫu thu thập ở cả ao đối chứng (CT) và thí nghiệm (ET) được thể hiện ở hình dưới.

Trang | 117

Hàm lượng DO trong ao nuôi

8.0

)

7.0

6.0

L / g m

(

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

5.0

4.0

3.0

O D g n ợ ư

l

2.0

m à H

1.0

0.0

0

10

20

30

40

80

90 100 110 120

50

70

60 Thời gian (ngày)

Hình 3.19. Biến thiên nồng độ DO trong ao nuôi qua thời gian

Kết quả từ việc thu thập và phân tích số liệu cho thấy hàm lượng DO ban đầu 6,5 mg/L là khá cao trong những ngày bắt đầu nuôi và giảm dần trong 20 ngày đầu xuống ở mức 2,7 mg/L. Sau đó nồng độ DO lại tăng dần trong những ngày tiếp theo và đạt đỉnh ở ngày thứ 40 ở mức 6,8 mg/L. Điều này có thể có những nguyên nhân như: quá trình thay nước, sục khí làm tăng ôxy sau đó lượng cá lớn dần và chúng chiếm ôxy trong ao khiến lượng DO giảm dần. Sau khi lượng ôxy đạt mức cao thì sẽ có xu hướng giảm dần bắt đầu từ ngày thứ 40 cho tới cuối chu kỳ. Nguyên nhân là do kích thước và khối lượng cá ngày càng lớn, bên cạnh đó lượng thức ăn dư thừa và chất thải của cá cũng làm giảm lượng ôxy có trong ao. Sự khác biệt về nồng độ DO giữa kết quả của đối chứng (CT1,2) và thí nghiệm (ET1,2) là không đáng kể.

Kết quả này cũng tương tự như nghiên cứu của các tác giả khác cho thấy nồng độ oxy hòa tan (DO) ở tầng mặt (sâu 1m) biến động rất lớn, đặc biệt là biến động theo chu kỳ ngày-đêm. Nồng độ DO có thể giảm thấp dưới 2 mg/L (25% bão hòa) vào sáng sớm và tăng đến 15,5 mg/L (200% bão hòa) vào xế chiều. Mức độ biến động nồng độ DO trong ao cá Tra phụ thuộc vào mức độ thay nước, những ao gần sông lớn (tỉ lệ thay nước cao) thì nồng độ DO ít biến động và nồng độ DO ít khi thấp hơn 3 mg/L vào sáng sớm. Theo [4] ao nuôi cá Tra được trao đổi nước thường xuyên thì nồng độ DO biến động trong khoảng 2,8-8,3 mg/L. Nghiên cứu [5] nhận thấy nồng độ oxy biến động lớn vào đầu vụ nuôi khi nước ao không được trao đổi, nồng độ DO có thể tăng cao hơn 200% bão hòa vào giữa trưa (16 mg/L) nhưng cuối vụ nuôi thì nước được trao đổi thường xuyên nên nồng độ DO ít biến động hơn (3,1 – 10,4 mg/L). Ao nuôi xa nguồn nước cấp (tỉ lệ thay nước giới hạn) thì nồng độ DO biến động lớn 0,44 – 15,9 mg/L [23]; nồng độ DO biến động trong khoảng 1,76 – 10,74 mg/L [24]. Nồng độ DO trong ao nuôi cá Tra có sự phân tầng vào đầu vụ nuôi, sáng sớm DO ở tầng mặt là 3,12 mg/L, nhưng ở tầng đáy là 1,9 mg/L. Tuy nhiên vào cuối vụ thì DO giữa tầng mặt và tầng đáy khác biệt không đáng kể (0,58 mg/L so với 0,74 mg/L) [25] có thể vào cuối vụ nuôi sinh khối cá trong ao tăng cao, lượng vật chất hữu cơ tích lũy nhiều làm cho DO trong ao giảm thấp. Hơn nữa việc thay nước được tiến hành hàng ngày cùng với sự chuyển động của cá nên đã làm giảm hiện tượng phân tầng của DO.

Trang | 118

3.5.2.2 Mô phỏng quá trình biến thiên của ôxy trong ao nuôi

Trên cơ sở kết quả thu được từ mô hình cho thấy tương quan và sai số giữa kết quả thực tế và kết quả chạy mô hình đã hiệu chỉnh, cần thiết lập các đồ thị tương quan giữa giá trị thực tế và mô hình:

Hàm lượng DO

10 DO thực tế 9

)

8 DO tìm được từ mô hình 7

L / g m

(

6 5 4

O D g n ợ ư

l

3 2

m à H

1 0 0 10 20 30 40 80 90 100 110 120 50 70 60 Thời gian (ngày)

Hình 3.20. Đồ thị kết quả mô phỏng biến thiên của DO trong ao nuôi cá tại các thời gian khác nhau

Kết quả mô phỏng cho thấy nồng độ DO từ mô hình không có sự khác biệt quá lớn so với nồng độ DO đo được từ thực tế. Sai số của kết quả mô phỏng so với thực tế trong khoảng 5,1 – 27%, trung bình 12,58% và đều cùng chung xu thế biến thiên với nhau. Cụ thể nồng độ DO trong khoảng 6,5 mg/L ở ngày đầu sau đó giảm dần tới ngày thứ 20 và tăng tới mức đỉnh 6,8 mg/L với thực tế và 9,34 mg/L từ mô hình ở ngày thứ 40. Thời gian này mức độ sai số cũng là lớn nhất, điều này có thể do sự tác động của các nguyên nhân bên ngoài như thời tiết (trời mưa lớn) khiến có lượng nước mới đổ vào thay thế lượng nước cũ khiến nồng độ DO tăng cao. Sau đó lượng DO ở cả thực tế và mô hình giảm đều xuống ngày thứ 80 và tăng lên chút ít vào ngày thứ 90 rồi giảm nhẹ xuống mức 1,6-1,9 mg/L ở cuối chu kỳ nuôi. Điều này là do kích thước và khối lượng cá càng ngày càng lớn, lượng thức ăn dư thừa cũng như chất thải phân hủy làm suy giảm lượng DO trong ao nuôi.

Bảng 3.8. Kết quả hiệu chỉnh nồng độ DO trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Ngày 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

6,5 4,4 2,7 4,2 6,8 4,0 2,5 2,1 1,9 2,5 2,4 1,9 1,6

MSE RMSE DO thực tế (mg/L) 28,52 5,34

6,5 4,8 2,3 4,0 9,3 3,2 2,3 1,8 1,6 2,8 2,2 1,8 1,4

MSE RMSE 36,8 6,06 tìm DO được từ mô hình (mg/L)

0 8,6 17,3 5,1 27,2 25,5 6,7 16,9 17,5 9,8 11,0 5,6 12,2 Sai số (%)

MSE: Sai số bình phương trung bình (Mean Square Error)

Trang | 119

RMSE: Sai số trung bình bình phương gốc (Root Mean Square Error)

Mô hình chạy tuy không cho kết quả chính xác tuyệt đối nhưng đã phản ánh được cơ bản xu hướng thay đổi DO tăng giảm trong khoảng 120 ngày.

Trong điều kiện ao tĩnh, DO do quá trình quang hợp sinh ra và bị suy giảm do các hoạt động sinh học khác nhau: hô hấp của cá và các sinh vật phù du, hô hấp tầng đáy, phân hủy của các chất vẩn. Sự trao đổi của DO trong nước với không khí là nguồn oxy khác để điều chỉnh nồng độ DO. Sự cung cấp khí oxy cho ao nuôi cá để đảm bảo lượng oxy cần thiết cho quá trình phát triển của cá và các quá trình sinh học diễn ra trong hồ.

Sau khi thả cá và bổ sung thêm thức ăn, nồng độ DO dao động do ảnh hưởng của oxy sinh ra từ quá trình quang hợp và sự suy giảm DO từ hô hấp của cá và phân hủy thức ăn dị dưỡng.

DO trong 50 ngày đầu thay đổi không nhiều đều nằm trong khoảng 4,0-6,5mg/l điều này được giải thích là bởi: tuy thực vật phù du tăng trưởng, lượng thức ăn bổ sung tăng theo đáp ứng sự tăng trưởng của cá, quá trình nitrat hóa diễn ra… làm giảm nồng độ oxy hòa tan nhưng nhờ các biện pháp quản lý của con người (sục khí) để đảm điều kiện tốt nhất cho cá phát triển nên lượng oxi hòa tan này luôn được nằm trong khoảng ổn định. Nồng độ oxy hòa tan cũng phản ánh sự phát triển của tảo, động vật phù du, cũng như tương quan mạnh mẽ với đồ thị của nitrat, amoni. Xu hướng tăng lên và giảm đi của DO trùng với khoảng thời gian tảo phát triển và suy thoái, cùng với đó là sự phát triển của động vật phù du với nguồn thức ăn chính là thực vật phù du. Lượng oxy trong hồ được duy trì thúc đẩy quá trình nitrat hóa diễn ra.

3.5.3 Phốt pho

Các chất nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được coi là những thành phần cần thiết trong chất dinh dưỡng nuôi cá. Tổng nitơ vô cơ hòa tan và phốt pho hòa tan trong nước và tổng nitơ và phốt pho trầm tích được coi là bốn biến trạng thái quan trọng.

Do không có số liệu thực tế nên photpho hữu cơ được hiệu chỉnh gián tiếp qua TP (tổng phốt pho). Như vậy kết quả hiệu chỉnh của photpho giữa giá trị thực tế và mô hình được biểu diễn qua: PO4 và TP.

Đồ thị hiệu chỉnh PO4

3.5

PO4 thực tế 3 PO4 mô hình 2.5

)

2

L / g m

1.5

( 4 O P

1

0.5

3- trong ao nuôi cá theo thời gian

0 0 10 20 30 70 80 90 100 40 60 50 Thời gian (ngày)

Hình 3.21. Đồ thị hiệu chỉnh PO4

Trang | 120

3- trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Bảng 3.9. Kết quả hiệu chỉnh giá trị PO4

Ngày 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,043 0,174 0,273 0,498 0,404 0,641 0,582 2,01 1,82 1,79 3,07

MSE RMSE PO4 thực tế (mg/L) 0,159 0,399

0,043 0,209 0,391 0,574 0,621 0,842 0,953 1,55 1,552 1,754 1,956

MSE RMSE PO4 mô hình (mg/L) 0,001 0,0107 số Sai (%) 0,00 20,11 43,22 15,26 53,71 31,36 63,75 22,89 14,73 2,01 36,29

Đồ thị hiệu chỉnh TP

4.5 4 3.5 TP thực tế

)

3 TP mô hình 2.5

L / g m

2

( P T

1.5 1 0.5 0 0 10 20 30 70 80 90 100 40 60 50 Thời gian (ngày)

Hình 3.22. Đồ thị hiệu chỉnh TP trong ao nuôi cá theo thời gian

Bảng 3.10. Kết quả hiệu chỉnh giá trị TP trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Ngày 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,521 1,06 0,544 0,853 1,80 2,135 2,377 2,764 3,924 0,098 MSE 0,272 RMSE tế TP thực (mg/L) 0,138 0,371 0,614 0,86 1,120 1,380 1,63 1,889 2,148 2,403 2,658 0,098 MSE 0,350 RMSE TP mô hình (mg/L) 0,000 0,003 số Sai (%) 0 28,72 17,89 18,3 105,8 61,76 9,32 11,53 9,66 13,06 32,26

Sai số trung bình của đồ thị hiệu chỉnh PO4 và TP lần lượt là 30,33 % và 30,83% (≤40%). 3- trong thực tế là 0,159 và 0,399, trong mô hình là 0,000 Sai số MSE và RMSE của PO4 và 0,016; sai số MSE và RMSE của TP trong thực tế là 0,138 và 0,371, trong mô hình là 0,001 và 0,0107. Sự sai khác mà mô hình không thể mô phỏng là bởi các yếu tố khách quan như sự thay đổi trong điều kiện thời tiết, nhiệt độ không còn lý tưởng, hay bởi lượng nhỏ cá chết (0-6%) trong suốt quá trình sinh trưởng, phát triển của cá Tra, thay đổi trong việc quản lý của con người: bổ sung và thay nước.

Cả đồ thị hiệu chỉnh PO4 và TP đều phản ảnh được diễn biến tăng dần theo thời gian của photpho. Lượng photpho tăng dần theo thời gian tương quan với sự tăng về sinh khối cá, điều này là bởi: theo bảng thành phần phần trăm TN, TP đóng góp từ các thành phần

Trang | 121

đầu vào và đầu ra, lượng nước ban đầu cấp %P chỉ là 0,05% trong khi đó 97,5% là từ thức ăn bổ sung vào hồ. Mà lượng thức ăn này tăng nên theo sự phát triển của cá. Bên cạnh photpho tăng do đóng góp vào hồ bởi lượng thức ăn thừa, thì lượng photpho cũng được đóng góp bởi quá trình trao đổi chất và bài tiết của cá, bảng số liệu cũng cho thấy ban đầu trong cá giống chỉ có 1,8%P đến khi thu hoạch là 22,17%P, lượng cá chết chiếm 8,70%P.

Tổng photpho hữu cơ sau hiệu chỉnh thông qua TP cho giá trị tăng nhẹ trong 100 ngày (~ 150 μg/l) so với PO4.

3.5.4 Nitơ

Do không có số liệu thực tế nên nito hữu cơ được hiệu chỉnh gián tiếp qua TN (tổng nitơ). Như vậy kết quả hiệu chỉnh của nitơ giữa giá trị thực tế và mô hình được biểu diễn qua: NO3, NH4 và TN.

Đồ thị hiệu chỉnh NO3

0.9

0.8

NO3 thực tế

0.7

)

NO3 mô hình

0.6

0.5

L / g m

0.4

( 3 O N

0.3

0.2

0.1

0

0

10

20

30

70

80

90

100

40 60 50 Thời gian (ngày)

- trong ao nuôi cá theo thời gian

Hình 3.23. Đồ thị hiệu chỉnh NO3

- trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Bảng 3.11. Kết quả hiệu chỉnh giá trị NO3

Ngày 1 10 20 30 40 50 70 80 90 100 60

0,018 MSE

0,099 RMSE

0,181

0,262

0,343

0,485

0,721

0,588

0,452

0,359

0,334

0,160 0,80 0,236 0,333 0,524 0,588 0,259 0,230 0,232 0,018 MSE 0,043 0,033 RMSE 0,206 NO3 thực tế (mg/L)

NO3 mô hình (mg/L) 0,045 0,212

0,00

11,60

9,92

2,92

8,04

10,96

0,00

42,70

35,93

30,54

+

66,67 Kết quả hiệu chỉnh NH4

Trang | 122

Sai số

Đồ thị hiệu chỉnh NH4

3

2.5

NH4 thực tế

)

NH4 mô hình

2

L / g m

1.5

( 4 H N

1

0.5

0

0

10

20

30

70

80

90

100

40 60 50 Thời gian (ngày)

+ trong ao nuôi cá theo thời gian

Hình 3.24. Đồ thị hiệu chỉnh NH4

+ trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Bảng 3.12. Kết quả hiệu chỉnh giá trị NH4

100 Ngày 1 20 30 40 50 60 70 80 90 10

0,814

1,131

1,523

1,877

2,342

2,625

2,722

0,2 0,146 0,81 0,92 1,77 2,18 1,88 2,83 2,58 2,27 1,16 tế NH4 thực (mg/L) RMSE 1,16 MSE 1,343

0,406 RMSE 0,07

0,146 MSE 0,005

2,764

2,841

NH4 mô hình (mg/L)

0,00

50,74

0,98

18,30

16,22

16,14

19,73

7,81

6,66

20,10

57,38

Sai số

Đồ thị hiệu chỉnh TN

7

6

5

)

4

L / g m

(

3

N T

TN thực tế 2 TN mô hình 1

0 0 10 20 30 70 80 90 100 50 40 60 Thời gian (ngày)

Hình 3.25. Đồ thị hiệu chỉnh TN trong ao nuôi cá theo thời gian

Sai số trung bình của đồ thị hiệu chỉnh NO3 và NH4 lần lượt là 21,9 % và 21,4% trong 70 ngày đầu khảo sát. Ở 30 ngày sau đó giá trị tìm được của mô hình tiếp tục tăng dần trong khi giá trị đo đạc từ thực tế giảm xuống nhanh chóng. Sai số trong 30 ngày cuối khi hiệu chỉnh NO3 cho thấy sự sai khác rất lớn (> 40%). Một phần sai khác là do mô hình không thể mô phỏng các yếu tố khách quan tác động trong điều kiện thực tế. Trong khi đó sai số trung bình của TN là 14,6%, xu hướng biến đổi tương đối giống nhau giữa - trong số liệu thực tế và mô phỏng được từ mô hình. Sai số MSE và RMSE của NO3 thực tế là 0,043 và 0,206, trong mô hình là 0,045 và 0,212; sai số MSE và RMSE của

Trang | 123

+ trong thực tế là 1,343 và 1,159, trong mô hình là 0,67 và 0,82; sai số MSE và

NH4 RMSE của TN trong thực tế là 0,195 và 0,441, trong mô hình là 0,001 và 0,031.

Bảng 3.13. Kết quả hiệu chỉnh giá trị TN trong ao nuôi cá ở các thời gian khác nhau

Ngày 1 10 20 40 50 60 70 80 90 100 30

0,442 0,66 0,91 2,77 3,85 3,59 4,71 5,55 5,43 5,22 2,2

MSE RMSE TN thực tế (mg/L) 0,195 0,441

0,442 0,89 1,56 2,07 2,57 3,16 3,71 4,22 4,79 5,33 5,85

0,00

25,48

41,52

6,28

7,66

21,80

3,18

11,64

15,91

1,86

10,80

MSE RMSE TN mô hình (mg/L) 0,001 0,031

Sai số (%)

Từ số liệu mô hình và thực tế cho thấy NO3 và NH4, TN trong hồ tăng nhanh trong suốt quá trình phát triển của cá Tra, tương quan với sự tăng trong sinh khối cá, kích thước cá. Điều này được lý giải từ bảng số liệu thành phần phần trăm TN, TP đóng góp từ các thành phần đầu vào và đầu ra trong ao nuôi cá Tra cho thấy: cá giống chỉ chiếm 1,17% N trong khi cá thu hoạch chiếm 33,10% N, sự tăng trưởng này do 95,28% N trong thức ăn bổ sung cấp vào ao ban đầu. Lượng bổ sung cho cá phát triển tạo ra lượng nhỏ thức ăn dư thừa hòa tan vào nước cùng với đó là sự trao đổi chất của cá (bài tiết), lượng này làm tăng nồng độ nito theo thời gian.

Tổng nitơ tăng dần, lượng mất đi là do khử nitrit và khử nitrat, động vật, thực vật phù du tiêu thụ, do rò rỉ nhưng lượng này lại rất nhỏ.

+.

Tổng nito hữu cơ sau hiệu chỉnh thông qua TN cho giá trị tăng nhẹ trong 100 ngày (~ 1 mg/l) so với NO3

- và NH4

Kết quả chỉ ra rằng nitơ vô cơ mô phỏng và nồng độ phốt pho bị ảnh hưởng mạnh bởi việc bổ sung dinh dưỡng và bổ sung thức ăn. Tức là nồng độ nitơ và photpho vô cơ tăng lên khi bổ sung thức ăn vô cơ và giảm do cả đồng hóa của thực vật phù du tăng trưởng và thất thoát trong môi trường. Khi việc bổ sung nitơ vô cơ và photpho vô cơ được áp dụng hàng tuần, sự suy giảm nhanh chóng của nitơ vô cơ và photpho có thể được bù đắp từ quá trình bổ sung dinh dưỡng, bổ sung thức ăn.

3.5.5 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước

3.5.5.1 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước trong ao nuôi thực địa

Các chất nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được coi là những thành phần cần thiết của các chất dinh dưỡng trong nuôi cá. Tổng nitơ vô cơ hòa tan và phốt pho hòa tan trong nước, và tổng nitơ và phốt pho trầm tích được coi là bốn biến trạng thái quan trọng.

- Tỉ lệ phát triển của thực vật phù du do tổng nitơ vô cơ hòa tan và phot pho vô cơ

hòa tan trong nước điều chỉnh.

- Hai thành phần nitơ vô cơ: amoni và nitrate được cân bằng do sự có mặt của thực

vật phù du.

- Tổng nitơ thất thoát (NH3 khuyếch tán lên không khí và các khí N2O, N2 do sự khử nitơ của nitrit, nitrat) được coi là phần nhỏ của tổng lượng nitơ vô cơ hòa tan.

Kết quả phân tích nitơ và phốt pho trong cột nước ở ao thí nghiệm và đối chứng được thể hiện ở các hình dưới.

Trang | 124

Tổng nitơ (TN) trong cột nước ở ao đối chứng (DC) có giá trị trung bình là 4,38±1,88 mg/L (0,659-6,79 mg/L) và ao thí nghiệm là 4,48±1,84 (0,975-6,55 mg/L). TN tăng nhẹ trong giai đoạn đầu kỳ và đạt giá trị cao nhất vào ngày thứ 60 và 70, sau đó giảm dần về cuối chu kỳ nuôi. Các kết quả này cũng giống như nghiên cứu của [121]. Tổng nitơ tăng dần và có xu hướng giảm dần do chất thải của cá và quá trình khử nitơ của các chất hữu cơ trong ao sau đó là quá trình nitrat hóa, khử nitrit và khử nitrat.

Bảng 3.14. Nồng độ tổng ni tơ trong cột nước (mg/L)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 T (ngày) 0,66 0,81 3,20 3,77 5,85 4,49 6,71 6,55 4,68 5,43 5,22 4,44 5,11 CT 1 0,65 0,82 3,08 3,68 5,73 4,71 6,89 6,76 4,77 5,49 5,06 4,30 5,06 CT 2 0,98 1,42 2,09 4,44 6,19 5,74 6,41 6,34 4,40 5,41 5,24 4,19 4,84 ET 1 0,97 1,45 1,98 4,51 6,31 5,99 6,70 6,49 4,53 5,36 5,37 4,28 4,96 ET 2

)

Tổng N trong cột nước

8.0

L / g m

(

7.0

6.0

N g n ổ t

5.0

g n ợ ư

l

4.0

3.0

m à H

2.0

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

1.0

0.0

0

10

20

30

40

50

70

80

90 100 110 120

60 Thời gian (ngày)

Hình 3.26. Đồ thị biểu thị giá trị tổng N trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá

Bảng 3.15. Nồng độ tổng phốt pho trong cột nước (mg/L)

Trang | 125

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Thời gian T (ngày) 0,098 0,172 0,421 1,061 0,344 0,653 1,603 3,135 3,377 2,764 3,924 2,706 3,308 CT 1 0,114 0,190 0,428 1,074 0,371 0,778 1,595 2,991 3,597 2,705 4,048 2,857 3,632 CT 2 0,148 0,259 0,433 1,046 0,435 0,966 1,644 1,913 1,734 3,215 2,664 2,708 3,344 ET 1 0,126 0,249 0,437 1,038 0,465 1,022 1,642 1,699 1,903 3,167 2,524 2,790 2,928 ET 2

Tổng P trong cột nước

)

4.5

4.0

L / g m

3.5

3.0

2.5

( P g n ổ t g n ợ ư

l

2.0

1.5

m à H

1.0

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

0.5

0.0

0

10

20

30

40

50

70

80

90 100 110 120

60 Thời gian (ngày)

Hình 3.27. Đồ thị biểu thị giá trị tổng P trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá

Giá trị tổng phốt pho (TP) trong cột nước ở ao đối chứng (DC) và ao thí nghiệm (TN) tăng dần theo thời gian, đặc biệt từ ngày thứ 70, giá trị TP trong ao thí nghiệm thấp hơn đáng kể so với ao đối chứng. Điều này được thể hiện rõ ràng ở mẫu ngày thứ 80 và 120, nồng độ TP tại ao thí nghiệm có bổ sung phytase (1,82 ± 0,12 mg/L và 3,14 ± 0,294 mg/L) thấp hơn so với ao đối chứng (3,49 ± 0,156 mg/L và 3,47 ± 0,229 mg/L). Do đó, việc bổ sung phytase vào thức ăn giúp làm giảm TP, và cải thiện điều kiện môi trường trong ao nuôi.

Tổng lượng phốt pho vô cơ trong cột nước có xu hướng tăng dần do cá thải ra ngoài và quá trình chuyển hóa chất hữu cơ trong ao. Kết quả chỉ ra rằng nồng độ nitơ và phốt pho vô cơ trong mô hình bị ảnh hưởng mạnh bởi việc bổ sung dinh dưỡng và thức ăn, tức là nồng độ nitơ và phốt pho vô cơ tăng khi bổ sung thức ăn vô cơ và sau đó giảm do cả sự đồng hóa của sự phát triển và mất đi của thực vật phù du trong môi trường. Vì việc bổ sung nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được áp dụng hàng tuần, việc nitơ vô cơ và phốt pho suy giảm nhanh chóng có thể được bù đắp bằng quá trình bổ sung dinh dưỡng.

3.5.5.2 Mô phỏng tổng nitơ và tổng phốt pho trong cột nước trong ao nuôi cá Tra

Dữ liệu thực tế thu thập từ ao nuôi thí nghiệm được sử dụng làm đầu vào trong mô hình toán học sử dụng phần mềm Matlab. Dữ liệu đầu ra của mô hình được thể hiện ở trong bảng dưới đây.

Bảng 3.16. Kết quả mô phỏng TN và TP trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá

TN (mg/l)

TP (mg/l)

Thời gian (ngày)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Mô phỏng Thực tế Mô phỏng 0,513 1,77 1,859 2,65 1,77 1,649 1,289 1,975 2,184 2,594

0,659 2,868 4,915 6,809 8,562 6,803 6,764 6,724 6,686 6,080

0,659 0,817 3,142 3,725 5,791 4,602 6,798 6,653 4,724 5,457

Thực tế 0,513 0,613 0,762 0,939 1,139 1,357 1,593 1,846 2,118 2,406

Trang | 126

TN (mg/l)

TP (mg/l)

Thời gian (ngày)

Thực tế Mô phỏng

Mô phỏng 5,14 4,37 5,084 2,81

6,048 6,015 5,983 1,98

1,41

3,338 3,66 3,434 0,07 0,27

1,68 Từ 0,5 – 251%

Thực tế 3,309 3,629 3,963 0,27 0,52 Sai số 0,84 – 65,38%

47,19%

23,06%

100 110 120 MSE RMSE Sai số Sai số trung bình

Tổng N trong cột nước

Tổng P trong cột nước

5.00 10.00

)

)

4.00 8.00

L / g m

L / g m

(

3.00 6.00

2.00 4.00

N g n ợ ư

l

Thực tế Thực tế 1.00 2.00 Mô hình

m à H

( P g n ợ ư L m à H

Mô hình 0.00 0.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

Hình 3.28. Đồ thị mô phỏng TN (trái) và TP (phải) trong cột nước theo thời gian trong ao nuôi cá

Kết quả cho thấy sai số của mô phỏng so với số liệu thực của thí nghiệm nằm trong khoảng rất rộng từ 0,5 đến 251%, trong đó sai số thấp nhất ở ngày thứ 60-70 và cao nhất ở ngày thứ 10, sai số trung bình là 47,19%. Sai số MSE và RMSE của ao thực tế là 0,357 và 0,597; trong mô hình là 0,123 và 0,350. Mặc dù mức sai số cao nhưng biểu đồ cho thấy nồng độ TN trong mô hình và trong thực tế có cùng xu hướng phát triển, đó là nồng độ TN tăng lên đến ngày thứ 40 và sau đó có xu hướng giảm xuống như được giải thích trong hình. Đối với TP, sai số nằm trong khoảng 0,84 - 65,38%, trong đó sai số thấp nhất vào ngày thứ 80 và cao nhất vào ngày thứ 10, sai số trung bình là 23,06%. Sai số MSE và RMSE của ao thực tế là 0,433 và 0,658; trong mô hình là 0,089 và 0,299. Qua đồ thị mô phỏng TP có thể thấy trong khoảng thời gian từ ngày thứ 10 - 40, sai số giữa mô hình và thực tế là lớn, nhưng từ ngày thứ 70, sai số chỉ nằm trong khoảng 0,84 - 7,24%.

Như vậy, đối với cả TN và TP, mức độ sai số là tương đương nhau, cao ở ngày thứ 10 và thấp ở ngày thứ 70 và 80. Điều đó có thể được giải thích là khi bắt đầu nuôi các điều kiện tác động từ bên ngoài gây ra những biến động lớn cho môi trường ao nuôi, nhưng sau đó ổn định dần về cuối vụ. Giá trị TN và TP cũng tương tự như các nghiên cứu của [119], [41], [121].

3.5.6 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng

3.6.6.1 Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng ao nuôi thực địa

TN trong bùn lắng được thể hiện trong hình dưới. Ở ao đối chứng (CT), giá trị trung bình TN là 2,21 ± 0,88 mg/L, trong khi TN dao động từ 0,513 mg/L đến 3,66 mg/L; ở ao thí nghiệm (ET) là 2,34 ± 0,82 mg/L và dao động từ 0,9 mg/L đến 3,67 mg/L. TN

Trang | 127

tăng ngay từ đầu chu kỳ nuôi và dao động từ ngày thứ 50 - 60 sau đó tăng nhanh về cuối kỳ. Điều này là do nitơ đã được tích tụ trong bùn lắng.

TP trong bùn lắng cũng tăng nhẹ đặc biệt từ ngày 30 đến cuối vụ, giá trị trung bình của TP ở ao đối chứng là 2,7 ± 1,19 mg/L (dao động trong khoảng 1,51 - 5,54 mg/L), ở ao thí nghiệm là 3,37 ± 1,53 mg/L (dao động trong khoảng 1,77 - 6,67 mg/L).

Hàm lượng nitơ và photpho trong bùn lắng có xu hướng tăng lên theo sự sinh trưởng của cá do quá trình trao đổi chất trong hồ diễn ra mạnh mẽ cùng với quá trình lắng các chất từ cột nước xuống bùn.

Bảng 3.17. Hàm lượng Ni tơ trong bùn lắng (mg/L)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Thời gian T (ngày) 0,506 1,71 1,85 2,61 1,81 1,66 1,28 1,92 2,20 2,52 3,42 3,59 3,36 CT 1 0,520 1,83 1,87 2,69 1,73 1,63 1,30 2,03 2,17 2,66 3,25 3,73 3,51 CT 2 0,983 1,88 1,49 2,50 1,88 2,49 1,44 2,23 2,35 2,54 3,41 3,49 3,56 ET 1 0,816 1,82 1,44 2,57 1,82 2,56 1,46 2,37 2,41 2,65 3,26 3,58 3,77 ET 2

Tổng N trong bùn lắng

4.0

3.5

)

3.0

2.5

L / g m

(

2.0

g n ợ ư

l

1.5

m à H

1.0

CT 1 CT 2 ET 1

0.5

0.0

0

10

20

30

40

80

90 100 110 120

50

70

60 Thời gian (ngày)

Hình 3.29. Đồ thị thể hiện tổng N (TN) trong bùn lắng

Bảng 3.18. Hàm lượng Phốt pho trong bùn lắng (mg/L)

Trang | 128

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Thời gian T (ngày) 1,45 1,63 1,55 1,60 1,79 2,44 2,50 2,83 2,80 3,22 5,43 3,91 4,52 CT 1 1,57 1,72 1,64 1,46 1,66 2,24 2,39 2,79 3,04 3,06 5,29 3,79 4,40 CT 2 1,82 1,86 1,48 1,71 2,27 3,45 3,62 3,66 3,72 3,90 5,70 3,93 6,72 ET 1 1,72 1,78 1,56 1,60 2,39 3,65 3,74 3,60 3,96 3,73 5,57 3,83 6,63 ET 2

Tổng P trong bùn lắng

8.0

7.0

)

6.0

L / g m

5.0

4.0

( g n ợ ư

l

3.0

m à H

2.0

1.0

CT 1 CT 2 ET 1 ET 2

0.0

0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Thời gian (ngày)

Hình 3.30. Đồ thị thể hiện tổng P (TP) trong bùn lắng

3.6.6.2 Mô phỏng Tổng nitơ và tổng phốt pho trong bùn lắng trong ao nuôi thực địa

Kết quả mô phỏng được đưa ra ở bảng dưới:

Bảng 3.19. Kết quả mô phỏng TN và TP trong bùn lắng

TN - Sediment (mg/l) Mô phỏng

Thực tế Mô phỏng

TP - Sediment (mg/l) Thực tế

0,106 0,181 0,425 1,068 0,358 0,716 1,599 3,063 3,487 3,191 3,986 2,782 3,47 0,12 0,35

0,106 0,250 0,416 0,918 1,074 1,364 1,508 3,013 3,438 3,647 3,855 3,958 4,061 0,36 0,60

1,769 1,82 1,523 1,656 2,333 3,547 3,683 3,632 3,838 3,818 5,635 3,85 6,674 0,09 0,3

1,769 1,865 1,977 2,092 2,351 2,477 3,529 3,606 3,758 3,834 4,060 4,135 5,445 0,43 0,66

Từ 1,64 – 90,54%

Từ 0,42 – 30,16%

33,14%

11,59%

Thời gian (ngày) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 MSE RMSE Sai số Sai số trung bình

Trang | 129

Tổng N trong bùn lắng

Tổng P trong bùn

4.50 8.00 4.00 7.00

)

)

3.50 6.00 3.00

L / g m

L / g m

(

5.00 2.50 4.00 2.00 1.50 3.00

( P ộ đ g n ồ N

Thực tế

N ộ đ g n ồ N

1.00 2.00 Mô hình Thực tế Mô hình 0.50 1.00 0.00 0.00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Thời gian (ngày)

Thời gian (ngày)

Hình 3.31. Đồ thị mô phỏng TN (trái) và TP (phải) trong bùn lắng

Đối với TN trong bùn lắng, sai số dao động từ 1,64 - 90,54%, trung bình là 33,14%. Mức sai số thấp nhất vào ngày thứ 70 và cao nhất vào ngày thứ 40. Có nhiều mẫu sai số rất thấp trong khoảng 1,42 - 3%, chiếm 8/13 mẫu. Các mẫu có sai số cao ở ngày thứ 40 - 50 và 110 - 120 có nghĩa là chúng đang ở giữa và cuối giai đoạn nuôi. Sai số MSE và RMSE của ao thực tế là 0,357 và 0,597; trong mô hình là 0,123 và 0,350.

Đối với TP trong bùn lắng, sai số từ 0,42 - 30,16%, trung bình là 11,59%. Sai số MSE và RMSE của ao thực tế là 0,433 và 0,658; trong mô hình là 0,089 và 0,299. Sai số thấp nhất ở ngày 90 và cao nhất ở ngày 20. Nhìn chung, các mẫu có sai số cao là ở đầu và cuối vụ nuôi. Qua đó có thể thấy, đối với TN, sai số mô hình đầu chu kỳ nuôi rất thấp, nhưng với TP sai số lại thấp ở cuối mùa nuôi. Điều này có thể được giải thích là do các yếu tố bên ngoài tác động vào ao nuôi như bơm nước đầu vào, thức ăn dư thừa, cá nuôi mật độ cao làm xáo trộn môi trường.

Nhận xét

Sau hiệu chỉnh mô hình cho kết quả tương đối gần với thực tế, tuy nhiên vẫn có một số điểm sai số. Kết quả sau quá trình hiệu chỉnh, tương quan với số liệu thực tế đạt 60- 80%. Mô hình đã mô phỏng được các quá trình diễn ra trong hồ và dự đoán được các xu thế biến đổi theo thời gian. Mô hình bao gồm các phương trình mô tả toán học sự phát triển của cá trong hồ nuôi cá Tra (gồm dinh dưỡng thức ăn, sự tăng trưởng của cá, chất dinh dưỡng cơ bản và oxy hoà tan).

(1) Thức ăn

Nguồn dinh dưỡng của cá Tra được bắt nguồn từ quá trình tự dưỡng và dị dưỡng của ao nuôi.

a. Thức ăn tự dưỡng

Nguồn thức ăn tự dưỡng chủ yếu do sự phát triển của thực vật phù du, sẽ bị thất thoát bởi việc tiêu thụ của cá và cung cấp cho hệ thức ăn dị dưỡng. Thức ăn tự dưỡng chủ yếu do thực vật phù du cung cấp sẽ giảm dần theo sự phát triển của cá, do sự tiêu thụ lớn. Hệ thức ăn tự dưỡng được làm giàu bởi sự phát triển của nhóm thực vật cho thấy từ ngày thứ 8 lượng thức ăn tự dưỡng trở nên không đáng kể đối với quá trình phát triển của cá ở mật độ lớn.

Trang | 130

b. Thức ăn dị dưỡng

Hệ thức ăn dị dưỡng do chất thải từ cá cấp, từ hệ tự dưỡng và lượng thức ăn bị thất thoát do quá trình cá ăn, phân hủy và lắng. Lượng thức ăn ban đầu tăng dần do lượng thức ăn dị dưỡng có sẵn trong hồ cộng với lượng bổ sung. Sau đó lượng thức ăn giảm dần và ổn định do cá phát triển và tiêu thụ đi kèm là quá trình bổ sung thức ăn. Lượng thức ăn bổ sung theo yêu cầu của cá được xác định bởi sự khác biệt giữa nhu cầu ăn của cá và mức tiêu thụ thức ăn tự nhiên.

(2) Tổng sinh khối cá và số lượng cá trong hồ

Sinh khối và số lượng cá trong hồ thay đổi phụ thuộc mạnh vào điều kiện tự nhiên trong hồ và quá trình bổ sung thức ăn, đồng thời cũng tác động lớn tới môi trường trong hồ nuôi do các quá trình tiêu thụ thức ăn, hô hấp, bài tiết.

a. Tổng sinh khối cá trong hồ

Nguồn dinh dưỡng tự dưỡng và dị dưỡng làm tăng sinh khối cá trong hồ. Tổng sinh khối cá trong hồ tăng nhanh theo thời gian do sự phát triển của cá cùng với sự bổ sung thức ăn và sục khí cho hồ. Tuy số lượng cá trong hồ giảm do sự chết của cá thể cá, nhưng với sự phát triển của cá trong hồ, sinh khối cá vẫn tăng đặc biệt là từ ngày thứ 10 trở đi, sau khi cá đã thích nghi được với môi trường ao nuôi và tăng trưởng mạnh. Tuy nhiên việc bổ cung thức ăn cần phù hợp với nhu cầu của cá và tránh dư thừa quá nhiều các chất hữu cơ ảnh hưởng đến hệ sinh thái trong ao và có thể gây ra ô nhiễm.

b. Tổng số lượng cá

Tổng số lượng cá có xu hướng ổn định theo thời gian và giảm sau đó do quá trình chết của cá. Đến ngày thứ 10 lượng cá chết là khoảng 4 cá thể (0,044%).

(3) Tổng ni tơ và phot pho vô cơ trong cột nước

Các chất nitơ vô cơ và phốt pho vô cơ được coi là những thành phần cần thiết của các chất dinh dưỡng trong nuôi cá. Tổng nitơ vô cơ hòa tan và phốt pho vô cơ hòa tan trong nước, và tổng nitơ và tổng phốt pho trong trầm tích được coi là bốn biến trạng thái quan trọng.

- Tỉ lệ phát triển của thực vật phù du do nitơ vô cơ hòa tan và phot pho vô cơ hòa

tan trong nước điều chỉnh.

- Hai thành phần nitơ vô cơ: amoni và nitrat được cân bằng do sự có mặt của thực

vật phù du.

- Tổng nitơ thất thoát (NH3 khuyếch tán lên không khí và các khí N2O, N2 do sự khử nitơ của nitrit, nitrat) được coi là phần nhỏ của tổng lượng nitơ vô cơ hòa tan.

a. Tổng ni tơ vô cơ trong nước

Tổng Ni tơ trong nước dao động trong khoảng từ 0,3 – 8,2 mg/l. Tổng ni tơ tăng dần, và có xu hướng giảm sau đó giảm dần do sự bài tiết của cá và quá trình vô cơ hóa các chất hữu cơ trong hồ. Nếu tổng ni tơ trong nước ở ao nuôi là cao, ao sẽ được coi là giàu dinh dưỡng và tảo sẽ phát triển rất mạnh.

b. Tổng phot pho vô cơ trong nước

Tổng phot pho vô cơ trong cột nước dao động trong khoảng từ 0,1 đến 4,1 mg/l, có xu hướng tăng dần do sự bài tiết của cá và quá trình vô cơ hóa các chất hữu cơ trong hồ. Phốt-pho là nguyên tố giới hạn cho sự phát triển của thực vật phù du. Tuy nhiên, phốt pho hòa tan trong nước cũng dễ bị lớp bùn đáy hấp thu và kết tủa dưới dạng Ca3(PO4)2.

Trang | 131

Do đó nồng độ của phot pho trong nước sẽ được dịch chuyển một phần vào trong bùn đáy.

Kết quả chỉ ra rằng kết quả mô phỏng nồng độ nitơ vô cơ và nồng độ phốt pho bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi chế độ bổ sung dinh dưỡng và bổ sung thức ăn. Tức là nồng độ nitơ và phốt pho vô cơ tăng lên khi bổ sung thức ăn vô cơ, và sau đó giảm do sự tiêu thụ của thực vật phù du và thất thoát trong môi trường.

(4) Tổng ni tơ và phốt pho trong trầm tích

Tổng Ni tơ trong bùn dao động trong khoảng từ 0,5 đến 4 mg/l và phốt pho trong bùn dao động từ 2 đến 6 mg/l. Lượng nitơ và phot pho trong bùn có xu hướng tăng theo sự phát triển của cá do quá trình trao đổi trong hồ diễn ra mạnh cùng với sự sa lắng của các chất từ cột nước vào trong bùn.

Đất đáy ao và bờ ao đóng vai trò như lòng chảo chứa nước. Đất đáy ao giữ và giải phóng cả chất dinh dưỡng và vật chất hữu cơ 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, giúp tạo ra chất dinh dưỡng và phân hủy vật chất hữu cơ.

(5) Lượng oxy trong hồ

Trong điều kiện ao tĩnh, DO sẽ do quá trình quang hợp sinh ra và sẽ bị suy giảm do các hoạt động sinh học khác nhau: hô hấp của cá và các sinh vật phù du, hô hấp tầng đáy, phân hủy của các chất hữu cơ. Sự trao đổi của DO trong nước với không khí là nguồn ôxy khác để điều chỉnh nồng độ DO. Sự cung cấp khí oxy cho ao nuôi cá để đảm bảo lượng oxy cần thiết cho quá trình phát triển của cá và các quá trình sinh học diễn ra trong hồ.

Sau khi thả cá và bổ sung thêm thức ăn, nồng độ DO dao động do ảnh hưởng của oxy hóa từ quá trình quang hợp và sự suy giảm DO từ hô hấp của cá và phân hủy dị dưỡng. Lượng ôxy trong ban đầu cao, sau đó giảm dần và ổn định do quá trình cấp khí và sự phát triển của cá, sự trao đổi ôxy trong hồ.

Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong thực tế ao nuôi cá Tra:

-, NH4

Đối với quá trình nuôi cá Tra hiện nay ở Đồng bằng sông Cửu Long đi kèm với việc năng suất cao, mang lại giá trị kinh tế lớn thì cũng gây nên những vấn đề bất cập với +, TN, môi trường. Đó là lượng nước thải với các thông số môi trường như NO2 TP, lượng bùn thải với hàm lượng TN, TP cao,… Với kết quả nghiên cứu của luận án, hoàn toàn có thể áp dụng các giải pháp công nghệ vào trong thực tiễn để kiểm soát chất lượng nước của ao nuôi nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu các tác động môi trường.

1. Bổ sung enzyme phytase: Lượng men Phytase 5000 sử dụng 0,01%, dạng lỏng phun vào thức ăn sau khi qua ép đùn và sấy. Trong suốt thời gian nuôi cá được cho ăn một loại thức ăn công nghiệp có hàm lượng đạm 28% và 22% . Trong 2 tháng đầu cá nuôi được cho ăn thức ăn có hàm lượng đạm 28%, từ tháng thứ 3 trở đi thức ăn sử dụng có hàm lượng đạm thô 22%. Mật độ thả nuôi 40 con/m2, 3-, TP và TPbùn lần lượt FCR của cả vụ nuôi là 1,55. Trung bình hàm lượng P-PO4 là 0,816 mg/L; 1,52 mg/L và 2,72 mg/L ở ao có bổ sung phytase và 1,15 mg/L; 1,88 mg/L và 3,37 mg/L ở ao không có bổ sung phytase. Bổ sung enzyme phytase đã giúp làm giảm hàm lượng lân trong ao nuôi cá tra. Ngoài ra bổ sung phytase

Trang | 132

(5000 UI/kg thức ăn) vào thức ăn đã cải thiện tốc độ tăng trưởng, hiệu quả sử dụng thức ăn khi cho cá tra nuôi thương phẩm trong ao.

2. Trong việc kiểm soát chất lượng nước của ao nuôi, hoàn toàn có thể sử dụng mô hình toán đã xây dựng để tính toán được hàm lượng của các thông số môi trường ở từng thời điểm khác nhau trong quá trình nuôi, qua đó dự báo được thời điểm cần can thiệp để cải thiện chất lượng môi trường ao nuôi. Các tham số đặc trưng của mô hình toán cho ao nuôi cá Tra Việt Nam phù hợp với điều kiện Đồng bằng Sông Cửu Long là KNrefdissolution, KNrefmineral, KPrefmineral, Kreaeration, KrefrespDOC. Chẳng hạn khi tính toán mô phỏng DO là thông số rất quan trọng trong ao, nếu DO xuống thấp sẽ khiến cá phải ngoi lên mặt nước liên tục để lấy ôxy làm giảm cân và có khả năng tử vong. Do đó vào thời điểm gần cuối vụ cần tăng cường bổ xung ôxy qua hình thức trao đổi nước, bơm tuần hoàn, phun sương,… Nhiệt độ cũng là tác nhân gây ảnh hưởng đến hiệu suất nuôi cũng như chất lượng môi trường. Khi nhiệt độ tăng sẽ làm quá trình khoáng hóa N, P diễn ra nhanh, mạnh hơn làm tăng hàm lượng N, P ở nước và bùn đầu ra. Ngoài ra việc cung cấp thức ăn cũng phải hợp lý, kết hợp với thức ăn có bổ sung enzyme phytase sẽ làm giảm hàm lượng N, P ra môi trường bên ngoài.

Trang | 133

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

Kết quả nghiên cứu tại ao thực địa

Nghiên cứu dựa trên quá trình thu thập, phân tích mẫu của ao nuôi thực tế và kết quả nghiên cứu cho thấy:

- Đối với các yếu tố vật lý của môi trường nước trong ao (pH, nhiệt độ, TSS): Trong ao đối chứng (CT) các thông số vào buổi sáng và buổi chiều dao động trong các phạm vi nhiệt độ 29,3-33,3oC, pH 6,8-8,5; trong ao thí nghiệm (ET) các thông số cũng dao động trong phạm vi nhiệt độ 29,5-33,1oC, pH 7,0-8,0.

- (ao ET): 0,012 – 0,377 mg/L; N-NO3

- (ao ET): 0,043 – 0,715 mg/L; P-PO4

- Đối với các thông số hóa học: DO (ao CT): 1,6-8,3 mg/L, DO (ao ET): 2,0-8,5 mg/L; COD (ao CT): 20,8-119 mg/L, COD (ao ET): 35,5 – 57,6 mg/L; BOD (ao CT): 6,26 – 16 mg/L, BOD (ao ET): 8,85 – 18 mg/L; TAN (ao CT): 0,172 - 1,1 - (ao CT): 0,009 – 0,15 mg/L, mg/L, TAN (ao ET): 0,002 – 0,172 mg/L; N-NO2 - (ao CT): 0,009 – 1,21 mg/L, N- N-NO2 3- 3- (ao CT): 0,045 – 3,16 mg/L, P-PO4 NO3 (ao ET): 0,07 – 1,88 mg/L. Các thông số này phù hợp với môi trường sống của cá Tra theo các nghiên cứu của [22], [29], [114], [117], [118].

- Việc thêm enzyme phytase giúp làm giảm hàm lượng phốt pho thải ra trong quá 3-, TP và TPbùn tại ao thí trình nuôi cá Tra trong ao. Cụ thể: hàm lượng P-PO4 nghiệm (bổ sung enzyme phytase) thấp hơn lần lượt là 40,9%, 23,6% và 23,9% so với ao đối chứng (không bổ sung enzyme).

Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình

- Đã thiết lập được các phương trình toán học mô tả các quá trình sinh học trong ao nuôi cá Tra. Các phương trình này được giải số bằng phương pháp Runge-Kutta bậc 4 và được code số bằng ngôn ngữ lập trình Matlab.

- Mô hình số được xây dựng đã mô tả được các quá trình dinh dưỡng, ảnh hưởng của thức ăn bổ sung và các nguyên tố dinh dưỡng N, P đến sinh trưởng, tăng trưởng, mô tả được sự phát triển của cá trong ao nuôi cá Tra và dự đoán được các xu hướng biến đổi theo thời gian cũng như kiểm tra phản ứng tiềm năng của hồ này đối với các kịch bản thay đổi điều kiện môi trường khác nhau.

- Mô hình số ở đây đã được hiệu chỉnh và thử nghiệm bằng cách sử dụng bộ dữ liệu

của các ao nuôi cá Tra thực tế (tại thành phố Cần Thơ).

+ là: kfn, KNrefmineral, Ψ(i), nitrifmax; PO4

-, NH4

- Các tham số VPsettling; KCrefdissolution; KNrefdissolution; KNrefmineral; KPrefmineral có ảnh hưởng lớn nhất đến các thông số môi trường mô phỏng trong ao nuôi. Cụ thể, các tham số có ảnh hưởng lớn nhất đối với COD, TSS là VPsettling, KCrefdissolution, FBMDOC(i), FBMPOC(i), KrefrespDOC, kfo. Các tham số ảnh hưởng lớn nhất tới TN là: VPsettling, kfn, KNrefdissolution, KNrefmineral. Các tham số ảnh hưởng lớn nhất tới TP là: 3- là: kfp, VPsettling, KPrefmineral. Của NO3 KPrefmineral; DO là: KCrefdissolution, kfo, Kreaeration. Các tham số đặc trưng của mô hình toán cho ao nuôi cá Tra Việt Nam phù hợp với điều kiện Đồng bằng Sông Cửu Long là KNrefdissolution, KNrefmineral, KPrefmineral, Kreaeration, KrefrespDOC.

- Kết quả mô hình sau hiệu chỉnh tương đối gần với thực tế, tuy nhiên vẫn có một số điểm sai số có thể do trong quá trình thí nghiệm thực tế, một số yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện môi trường như thời tiết, nước đầu vào. Dữ liệu dinh dưỡng của thực tế và mô hình vẫn nằm trong phạm vi khả năng sống sót của cá và cũng giống như kết quả từ các nhà nghiên cứu khác.

Trang | 134

Kiến nghị

Do sai số của mô hình vẫn còn tương đối lớn, sự khác biệt giữa mô hình với số liệu thực tế còn cao nên mô hình cần được nghiên cứu thêm để tìm ra các yếu tố động lực học phù hợp cho mô hình ao nuôi cá Tra tốt nhất tại Việt Nam.

Cần phải thu thập thêm nhiều các thông số môi trường khác ở các ao nuôi thực địa trên nhiều địa bàn ở nhiều thời điểm khác nhau kèm theo các thông số liên quan đến thủy văn, thời tiết,… của khu vực để phục vụ quá trình tính toán và hoàn chỉnh mô hình.

Trang | 135

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản VASEP. Tổng quan ngành cá Tra. 8/2020

http://vasep.com.vn/san-pham-xuat-khau/ca-tra/tong-quan-nganh-ca-tra

pháp

[2]. Tổng cục Thủy sản – Bộ NN và PTNT, 2018. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL): sản.

trường

trồng

nuôi

môi

bảo

vệ

thủy Giải https://tongcucthuysan.gov.vn/Aquaculture/Environmental-monitoring/doc- tin/011985/2018-12-24/dong-bang-song-cuu-long-dbscl-giai-phap-bao-ve-moi- truong-nuoi-trong-thuy-san

[3]. Trương Hoàng Minh, Trần Hoàng Tuân. So sánh hiệu quả sản xuất nuôi cá Tra (pangasianodon hyphothalmus) theo tiêu chuẩn chứng nhận asc và global-gap ở đồng bằng sông cửu long. Tạp chí: Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn. ISSN 1859-4581 (2014) Trang: 60-68.

[4]. Cao Văn Thích, 2008. Biến đổi chất lượng nước và tích lũy vật chất dinh dưỡng trong nuôi cá Tra thâm canh. Luận văn cao học. Khoa Thủy sản. Đại học Cần Thơ.

[5]. Lê Bảo Ngọc, 2004. Đánh giá chất lượng môi trường ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở xã Tân Lộc, huyện Thốt Nốt, tp Cần Thơ. Luận văn cao học. Khoa môi trường và tài nguyên thiên nhiên. Đại học Cần Thơ.

[6]. Rainboth, W.J. (1996). Fishes of the Cambodian Mekong. FAO Species

Identification Field Guide for Fishery Purposes. FAO, Rome.

[7]. Phạm Văn Khánh, 1996. Sinh sản nhân tạo và nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus (Sauvage, 1878) ở ĐBSCL. Luận án Tiến Sĩ Khoa Học Nông Nghiệp. Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang.

[8]. Trương Thủ Khoa và Trần Thị Thu Hương, 1993. Định loại cá nước ngọt vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Tài liệu giảng dạy Khoa Thủy Sản - Đại Học Cần Thơ. 152 trang.

[9]. Nguyen Thi Hong Nho, Pham Thanh Liem and Truong Quoc Phu, 2013. Nutrients mass balance in recirculation system for nursing striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus). Proceeding of the International Fisheries Symposium – IFS 2012, Agriculture Publishing House, Ho Chi Minh 2013.

[10]. De Silva, S. Sena, Brett A. Ingram, Phuong T. Nguyen, Tam B. Bui, Geoff J. Gooley, Giovanni M. Turchini, 2010. Estimation of nitrogen and phosphorus in effluent from the striped catfish farming sector in the Mekong Delta, Vietnam. AMBIO (2010) 39:504-514.

[11]. VASEP – Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản. Báo cáo xuất khẩu ngành thủy

sản năm 2015.

[12]. Phạm Thị Thu Hồng, Trương Hoàng Minh, Nguyễn Thanh Phương, 2015. Phân tích khía cạnh kỹ thuật và tài chính chủ yếu trong nuôi cá Tra theo các hình thức tổ chức khác nhau. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Số 3-4: 169-177.

[13]. Trần Thanh Xuân. 1994. Cá Tra (Pangasius micronenmus, Bleeker) một số đặc

điểm sinh học và sinh sản nhân tạo. Tạp chí Thủy sản, tháng 2/1994: 13-17.

[14]. Wiang, C.C and Thamrongsilpa, P.P., 1985. Protein requirement of Catfish Fry,

Pangasius sutchi. In Finfish nutrition in Asia.

Trang | 136

[15]. Hung L.T, Yu, Y., 2000. Using meat bone meal to substitute fish meal in feeding Tra catfish (Pangasius hypopothalmus). Journal of Agricultural Sciences and Technology, 4:65-67, Nong Lam University.

[16]. Trần Thị Thanh Hiền, Trần Lê Cẩm Tú, Breet Glencross. Dinh dưỡng và thức ăn cá Tra. Nuôi cá Tra ở ĐBSCL: thành công và thách thức trong phát triển bền vững. Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ. 2016.

[17]. Trần Thị Thanh Hiền, Dương Thúy Yên, 2004. Nhu cầu chất đạm và khả năng sử dụng chất bột đường của cá Hú (Pangasius conchophilus). Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ 2004– chuyên đề thủy sản, tr 111-119.

[18]. Glencross, B.D, Hien, T.T.T., Phuong, N.T. and Tu, T.L.C., 2010. A factorial approach to defining the energy and protein requirement of Tra Catfish, Pangasianodon hypothalamus. Aquaculture Nutrition.

[19]. Lam T. Phan, Tam M. Bui. Current status of farming practices of striped the Mekong Delta, Vietnam.

catfish, Pangasianodon hypophthalmus in Aquaculture. Volume 296, Issues 3–4, 16 November 2009, Pages 227–236.

[20]. Bosma Roel, Chau TT Hanh, Jose Potting (2009). Environment Impact Assessment

of Pangasius sector in Mekong Delta. Wageningen University Report.

[21]. Hà Ký và Bùi Quang Tề, 2007. Ký sinh trùng cá nước ngọt Việt Nam. Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 360 trang.

[22]. Huỳnh Trường Giang, Vũ Ngọc Út và Nguyễn Thanh Phương, 2008. Biến động các yếu tố môi trường trong ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở An Giang. Tạp chí Khoa học, Trường ĐH Cần Thơ 2008(1): 1-9.

[23]. Phạm Quốc Nguyên, Lê Hồng Y, Nguyễn Văn Công và Trương Quốc Phú, 2014. Diễn biến một số chỉ tiêu chất lượng nước trong ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh. Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ. Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ và Môi trường: 34 (2014).

[24]. Boyd C.E., 1990. Water quality in pond for aquaculture. Birmingham Publishing

Co., Birmingham, USA 482 p.

[25]. Nguyễn Hữu Lộc, 2009. Sự biến đổi chất lượng nước trong hệ thống nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở các quy mô khác nhau. Luận văn cao học. Khoa Thủy sản. Đại học Cần Thơ.

[26]. Tucker S. Craig, Susan K. Kingsbusy, Jonathan W. Pote, Charles Wax, 1996. Effects of water management practices on discharge of nutrients and organic matter from channel catfish (Ictalurus punctatus) ponds. Aquaculture, Volume 147, Number 1, 20 Nov 1996, page 57-69.

[27]. Mischke C. Charles, Paul V. Zimba, 2004. Plankton community responses in eathern channel catfish nursery ponds under various fertilization regimes. Aquaculture, Volume 233 (2004), page 219-235.

[28]. Zimba V. Paul, Charles C. Mischke, Suzanne S. Brashear, 2003. Pond age-water column trophic relationships in channel catfish (Ictalurus punctatus) production ponds. Aquaculture 219 (2003) 291-301.

[29]. Boyd C.E., 1998. Water quality for pond aquaculture. Research and Development

Series No, 43 August 1998.

Trang | 137

[30]. William D. Hollerman and Claude E. Boyd, 1985. Effects of annual draining on water quality and production of channel catfish in ponds. Aquaculture 46 (1985) 45-54.

[31]. Phạm Thị Tuyết Ngân và Trương Quốc Phú, 2010. Biến động các yếu tố môi trường trong ao nuôi tôm sú (Penaeus monodon) thâm canh tại Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ 2010: số 15a 179-188.

[32]. Suhas, R. Ghate, Gary J. Burtle and Matt C. Smith, 1993. Water quality in catfish ponds subjected to high stocking density selective harvesting production practice. Aquaculture Engineering 12 (1993) 169-181.

[33]. Gerald, M. Ludwig, 1996. Comparison of channel catfish, Ictalurus punctatus, and fathead minnow, Pimephales promelas, production and water quality among a polyculture and two monoculture system. Aquaculture 144 (1996) 177-187.

[34]. Milstein, A., M. Zoran, M. Kochba, Y. Avnimelech, 2001. Effect of different management practices on water quality of intensive tilapia culture systems in Israel. Aquaculture International 9: 133-152.

[35]. Hung L.T, Yu, Y., 2000. Using meat bone meal to substitute fish meal in feeding Tra catfish (Pangasius hypopothalmus). Journal of Agricultural Sciences and Technology, 4:65-67, Nong Lam University.

[36]. Trần Thanh Xuân. 1994. Cá Tra (Pangasius micronenmus, Bleeker) một số đặc

điểm sinh học và sinh sản nhân tạo. Tạp chí Thủy sản, tháng 2/1994: 13-17.

[37]. T. Bagarinao, I. Lantin-Olaguer (1998). The sulfide tolerance of milkfish and tilapia in relation to fish kills in farms and natural waters in the Philippines. Hydrobiologia, volume 382, pages137–150 (1998).

[38]. Trương Quốc Phú và Trần Kim Tính, 2012. Thành phần hóa học bùn đáy ao nuôi cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh. Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ 2012. Số 22a 290-299.

[39]. Nguyễn Như Hà, 2005. Giáo trình Thổ nhưỡng, Nông hóa. NXB Hà Nội.

[40]. Ngô Thị Đào và Vũ Hữu Yêm, 2005. Đất và phân bón. NXB Đại học Sư phạm.

[41]. Trương Quốc Phú và Yang Yi, 2005. Ảnh hưởng của việc nuôi cá da trơn trong bè đến chất lượng môi trường nước ở huyện Hồng Ngự, tỉnh Đồng Tháp. Tạp chí Khoa học Trường ĐH Cần Thơ. Số 2005: 3 8-16.

[42]. Hoa N.M., U. Singh, and H.P. Samonte, 1998. Potassium supplying capacity of some lowland rice soils in the Mekong Delta. Better Crop Int. Vol.12. No 1:11-15.

[43]. Trần Minh Tiến, Hồ Quang Đức và Hoàng Trọng Quý, 2014. Biến động một số tính chất đất trồng lúa vùng Đồng bằng sông Hồng và ĐBSCL. Viện Khoa học và KT Nông nghiệp Miền Nam.

http://iasvn.org/homepage/Bien-dong-mot-so-tinh-chat-dat-trong-lua-vung-dong-bang-

song-Hong-va-dong-bang-song-Cuu-Long-4550.html

[44]. Dương Thanh Nhã, 2009. Nghiên cứu mối quan hệ giữa các đặc tính hóa học và hình thái phẫu diện ở các vùng đất phèn ĐBSCL – Sử dụng phần mềm PRIMER. Luận văn cao học. Khoa Nông nghiệp. Đại học Cần Thơ.

Trang | 138

[45]. Hồ Quang Đức, Nguyễn Văn Đạo, Trương Xuân Cường và Lê Thị Mỹ Hảo, 2014. Đánh giá sự biến động đất mặn và đất phèn vùng ĐBSCL sau 30 năm sử dụng. Viện KH và KT Nông nghiệp Miền Nam. (http://iasvn.org).

[46]. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy, 2007. Nghiên cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch tp Hồ Chí Minh. Tạp chí Phát triển KH&CN. Tập 10, số 1-2007.

[47]. Christopher F. Knud-Hansen. Pond Fertilization: Ecological App roach and Practical Application. Aquaculture Collaborative Research Support Program Oregon State University, Corvallis, Oregon. 1998.

[48]. M. M. Rahman (2015). Role of common carp (Cyprinus carpio) in aquaculture production systems. Frontiers in Life Science, 2015. Vol. 8, No. 4, 399–410, http://dx.doi.org/10.1080/21553769.2015.1045629

[49]. Phuong, N.T., Ut, V.N., Tung, V.T., Hang, N.T.T., Lien, N.T.K., Oanh, D.T.H., Huong, D.T.T. & Morales, E.J. (2010). Water quality monitoring in striped catfish (Pangasianodom hypophthalmus) farms in the Mekong Delta, Vietnam. College of Aquacultrue and Fisheries, Can Tho University, Vietnam.

[50]. Nen Phanna. Mass Balance for Water and Carbon (C) in Pangasius Ponds, Mekong Delta. Master Thesis of Science in Aquaculture. University of Gent. 2011.

[51]. Sharpley N. A, Robinson J. S., Smith S. J. ( 1995). Bioavailable phosphorus dynamics in agricultural soils and effects on water quality. Geoderma, Elsevier - Volume 67, Issues 1–2, June 1995, Pages 1-15

[52]. Mullaney E. J., Daly C. B., Sethumadhavan K., Rodriquez E., Lei X. G., Ullah A. H. Phytase activity in Aspergillus fumigatus isolates. Biochemcal and Biophysical Research Communication. 2000; 275:759–763. [PubMed]

[53]. Bali, A. and T. Satyanarayana, 2001. Microbial phytases in nutrition and

combating phosphorus pollution. Everyman’s Sci. 4:207-209

[54]. Igbasan F. A., Männer K., Miksch G., Borriss R., Farouk A., Simon O. Comparative studies on the in vitro properties of phytases from various microbial origins. Archives of Animal Nutrition 2000; 53(4):353-373

[55]. Robinson, E. H.; Li, M. H.; Manning, B. B., 2002. Comparison of microbial phytase and dicalcium phosphatefor growth and bone mineralization of pond- raisedchannel catfish, Ictalurus punctatus. Journal of AppliedAquaculture 2, 81–88

[56]. Mohanna C, Nys Y. 1999. Changes in zinc and manganese availability in broiler chicks induced by vegetal and microbial phytases. Anim Feed Sci Technol 77:241– 253.

[57]. Golovan, S. P., R. G. Meidinger, A. Ajakaiye, M. Cottrill, M. Z. Wiederkehr, D. J. Barney, C. Plante, J. W. Pollard, M. Z. Fan, M. A. Hayes, J. Laursen, J. P. Hjorth, R. R. Hacker, J. P. Phillips, and C. W. Forsberg, 2001. Pigs expressing salivary phytase produce low phosphorus manure. Nat. Biotechnol. 19:741–745

[58]. Kumar V., Sinha A.K., Makkar H.P.S., Boeck G.D. and Becker K., 2011. Phytate and phytase in fish nutrition. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, in press.

Trang | 139

[59]. Adeola O. and Cowieson A.J., 2011. Board invited review: Opportunities and challenges in using exogenous enzymes to improve non ruminant animal production. Journal of Animal Science, in press.

[60]. Jackson L.S., Li M.H. and Robinson E.H., 1996. Used of microbial phytase in channel catfish Ictalurus punctatus diets to improve utilization of phytate phosphorus. Journal of the World Aquaculture Society 27: 309-313.

[61]. Van Weerd J.H., Khalaf K.H., Aartsen E.J. and Tijssen P.A., 1999. Balance trials with African catfish Clarias gariepinus fed phytase-treated soybean meal-based diets. Aquaculture Nutrition 5: 135–142.

[62]. Nwanna L.C., Fagbenro O.A. and Adeyo A.O., 2005. Effects of different treatments of dietary soybean meal and phytase on the growth and mineral deposition in African catfish Clarias gariepinus. Journal of Animal Science.

[63]. Debnath D., Pal A.K. and Sahu N.P., 2005. Effect of dietary microbial phytase supplementation on growth and nutrient digestibility of Pangasius pangasius (Hamilton) fingerlings. Aquaculture Research 36: 180–187.

[64]. Vielma, J., Ruohonen, K. & Peisker, M., 2002. Dephytinization of two soy proteins increases phosphorus and protein utilization by rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Aquaculture, 204, 145–156.

[65]. Wang F., Yang Y., Han Z., Dong H., Yang C. and Zou Z., 2009. Effects of phytase pretreatment of soybean meal and phytase-sprayed in diets on growth, apparent digestibility coefficient and nutrient excretion of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum). Aquaculture International 17: 143–157.

[66]. Yan Weibing, Robert C. Reigh, 2002. Effect of Fungal Phytase on Utilization of Dietary Prorein and Minerals, and Dephosphorylation of Phytic Acid in the Alimentary Tract of Channel Catfish. Journal of the World Aquaculture Society, Vol 33, No. 1, March 2022.

x Clarias gariepinus

(Guenther)

[67]. Phromkunthong W., Musakopat A. and Nakachart D., 2005. Effects of phytase on enhancement of phosphorus utilization from plant materials in hybrid catfish [Clarias macrocephalus (Burchell)]. Songklanakarin J. Sci. Technol. Vol. 27 (Suppl. 1), 2005: Aquatic Science.

[68]. Phromkunthong W. and Gabaudan J., 2006. Used of microbial phytase to replace inorganic phosphorus in sex-reversed red tilapia: 1 dose response. Songklanakarin Journal of Science and Technology 28, 731-743.

[69]. Tudkaew J., Gabaudan J. and Phromkunthong W., 2008. The supplementation of phytase RONOZYME P on the growth and the utilization of phosphorus by sex- reversed red tilapia (Oreochromis niloticus Linn.). The Songklanakarin Journal of Science and Technology 30 (1): 17-24.

[70]. Abo-State H.A., Tahoun A.M. and Hammouda Y.A., 2009. Effect of replacement of soybean meal by DDGS combined with commercial phytase on Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings growth performance and feed utilization. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Society 5 (4): 473- 479.

Trang | 140

[71]. Phromkunthong W., Nuntapong N. and Gabaudan J., 2010. Interaction of phytase RONOZYME®P(L) and citric acid on the utilization of phosphorus by common carp (Cyprinus carpio). Songklanakarin Journal of Science and Technology 32: 547-554.

[72]. Kartik Baruah, Narottam P Sahu, Asim K Pal, Kamal K Jain, Dipesh Debnath, Subhas C Mukherjee, 2007. Dietary microbial phytase and citric acid synergistically enhances nutrient digestibility and growth performance of Labeo rohita (Hamilton) juveniles at sub-optimal protein level. Aquaculture Research. 16 January 2007; https://doi.org/10.1111/j.1365-2109.2006.01624.x

[73]. Nguyễn Thị Thanh Trúc, Nguyễn Huy Lâm và Võ Thị Thanh Bình, 2013. Thử nghiệm bổ sung phytase (trong phòng thí nghiệm) vào thức ăn lên khả năng tăng trưởng và hiệu quả sử dụng thức ăn của cá tra (Pangasianodon hypophthalmus). Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp ISSN: 1859-1523. Số 4 – 2013.

[74]. Jorgensen S.E., 1994. Fundanmentals of Ecological Modelling (2nd Edition).

Elsevier, 628 p. (in English)

[75]. Jerald L. Schnoor, 1996. Environmental modeling. John Wiley & Son, 1996. 682

page

[76]. Bùi Tá Long. Mô hình hóa môi trường. Viện Môi trường và Tài nguyên (Đại học

Quốc gia Tp HCM). Nhà xuất bản ĐHQG tp HCM 2008.

[77]. James A., 1993. An introduction to Water quality Modelling. John Wiley and Sons.

311 page

[78]. Jorgensen S.E., 1989. Mathematical submodels in Water Quality Systems.

Elsevier, 407 page. (in English)

[79]. Christopher Quince, Paul G. Higgs, Alan J. McKane. Topological structure and interaction strengths in model food webs. Ecological Modelling 187 (2005) 389- 412.

[80]. Efraim Halfon, Natalie Schito, Robert E. Ulanowicz. Energy flow through the Lake Ontario food web: conceptual model and an attempt at mass balance. Ecological Modelling 86 (1996) 1-36.

[81]. Douglas J. Spieles, William J. Mitsch. A model of macroinvertebrate trophic structure and oxygen demand in freshwater wetlands. Ecological modelling 161 (2003) 183-194.

[82]. M. Feroz Khan, Preetha Panikkar. Assessment of impacts of invasive fishes on the food web structure and ecosystem properties of a tropical reservoir in India. Ecological Modelling 220 (2009) 2281-2290.

[83]. L. Li, A. Yakupitiyage, 2003. A Model for food nutrient dynamics of semi-intensive

pond fish culture. Aquaculture Engineering (Elsevier) 27 (2003) 9-38.

[84]. Wolfe, J.R, Zweig, D., Engstrom, D.G. A computer simulation model of solar-

algae pond. Ecological Modeling 34, 1-59. 1986.

[85]. L. Li, A. Yakupitiyage, Saeed K. Food nutrient dynamics model for fertilized pond aquaculture. System Dynamic – An Internal Journal of Policy Modelling X, p 85- 115. 1998.

Trang | 141

[86]. Svirezhev, Krysanova, Voinov. Mathematical Modeling of Fish Pond Ecosystem.

Ecological Modelling 21 (1983/1984).

[87]. Steele J.H. Environmental control of photosynthesis in the sea. Limnol. Oceanogr.,

7:137-150 (1962).

[88]. Min Sun, Shahbaz G. Hassan, Daoliang Li, 2016. Models for estimating feed intake in aquaculture: A review. Computers and Electronics in Agriculture. Volume 127, September 2016, Pages 425-438.

[89]. Aldenberg, T.J.H.Janse & P.R.G.Kramer (1995). “Fitting the dynamic lake model PCLake to a multi-lake survey through Bayesian statistics”. Ecol, Mod, 78: 83-99.

[90]. Dagevos, J.Hart, M.J&J.H.Janse (2003), ”Implementation of BIOMAN results in the PCLake model,and User manual PCLake-Osiris”, In: De Meester, L. et al, Biodiversity and human impact in shallow lakes, report of EU project BIOMAN (EVK2-CT-1999-00046).

[91]. J.H.Janse, T.Aldenberg. (1987), ”Modelling phosphorus fluxes in the hypertrophic

Loosdrecht lakes”.

[92]. Odum, H.T. System Ecology: An Introduction. Wiley, New York, p. 664. 1983

[93]. GeorgeB.Arhonditsis, MichaelT.Brett (2005), “Eutrophication model for Lake

Washington (USA)”, Part I: Model description and sensitivity analysis.

[94]. Wang, L.K., Vielkind, D. and Wang, M.H., 1978. Mathematical models of

dissolved oxygen concentration in fresh water. Ecological Modelling, 5: 115-123.

[95]. Dagevos, J. Hart, M.J & J.H.Janse (2003), ”Implementation of BIOMAN results in the PCLake model,and User manual PCLake-Osiris”, In: De Meester, L. et al, Biodiversity and human impact in shallow lakes, report of EU project BIOMAN (EVK2-CT-1999-00046).

of Water

2021,

13,

[96]. Bushra Tasnim, Xing Fang, Joel S. Hayworth, Di Tian (2021). Simulating Nutrients and Phytoplankton Dynamics in Lakes: Model Development and 2088. Journal Applications. MDPI, https://doi.org/10.3390/w13152088.

[97]. Samuel Le Féon, Théo Dubois, Christophe Jaeger (2021). DEXiAqua, a Model to Assess the Sustainability of Aquaculture Systems: Methodological Development and Application to a French Salmon Farm. Sustainability 2021, 13, 7779. https://doi.org/10.3390/su13147779; https://www.mdpi.com/journal/sustainability

[98]. Triantafyllou G, Triantaphyllidis G, Pollani A (2019). Modelling Hazards in Fisheries and Aquaculture Activities in the Mediterranean Sea and the Risk of their Transmission and Dispersion. Is it Feasible?. Oceanogr Fish Open Access J. 2019; 8(5): 555748. DOI: 10.19080/OFOAJ.2019.08.555748

[100]. Broch OJ, Klebert P, Michelsen FA, Alver MO (2020). Multiscale modelling of cage effects on the transport of effluents from open aquaculture systems. PLoS ONE 15(3): e0228502. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228502

[101]. Guilherme Wolff Bueno, Dominique Bureau, James Owen Skipper-Horton (2017). Mathematical modeling for the management of the carrying capacity of aquaculture enterprises in lakes and reservoirs. Pesquisa Agropecuária Brasileira 52 (9), Sept 2017; https://doi.org/10.1590/S0100-204X2017000900001

Trang | 142

[102]. Sandra Akugpoka Atindana, Patrick Kwabena Ofori-Danson, Sandra Brucet (2019). Modelling the effects of climate change on shellfish production in marine artisanal fisheries of Ghana. AAS Open Research, May 2019, 2:16; https://doi.org/10.12688/aasopenres.12956.1

[103]. Tran Thi Ngoc Trieu, Minjiao Lu (2013). Estimates of nutrient discharge from striped catfish farming in the Mekong River, Vietnam, by using a 3D numerical model. Aquaculture International. April 2013 DOI: 10.1007/s10499-013-9656-3.

[104]. Nguyễn Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Quang Hưng, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Thị Liên (2016). Ứng dụng mô hình Mike 11 mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm do nuôi trồng thủy sản trên một số sông lớn tỉnh Quảng Trị. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 3S (2016) 250-255.

[105]. APHA - Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19th

Edition, American Public Health Association Inc., New York, 1995.

[106]. Cerco, C.F., Cole, T.M. (1994), “CE-QUAL-ICM: a three-dimensional eutrophication model”, version 1.0. User’s Guide, US Army Corps of EngineersWaterways Experiments Station, Vicksburgh, MS.

[107]. Hamilton, D.P., Schladow, S.G. (1997), ”Prediction of water quality in lakes and

reservoirs”, Part 1: Model description, Ecol, Model, 96, 91–110.

[108]. Asaeda, T., Van Bon, T., 1997. Modelling the effects of macrophytes on algal

blooming in eutrophic shallow lakes. Ecol. Model. 104, 261–287.

[109]. Arhonditsis, G., Tsirtsis, G., Karydis, M., 2002. The effects of episodic rainfall events to the dynamics of coastal marine ecosystems: applications to a semi- enclosed gulf in the Mediterranean Sea. J. Mar. Syst. 35, 183–205.

[110]. Jassby, A.D., Platt, T., 1976. Mathematical formulation of relationship between photosunthesis and light for phytoplankton. Limnol. Oceanogr. 21, 540–547.

[111]. Ferris, J.M., Christian, R., 1991. Aquatic primary production in relation to

microalgal responses to changing light - a review. Aquat. Sci. 53, 187–217.

[112]. Menshutkin, V.V., Astrakhantsev, G.P., Yegorova, N.B., Rukhovets, L.A., Simo, T.L., Petrova, N.A., 1998. Mathematical modeling of the evolution and current conditions of the Ladoga Lake ecosystem. Ecol. Model. 107, 1–24.

[113]. Savchuk, O.P., 2002. Nutrient biogeochemical cycles in the Gulf of Riga: scaling

up field studies with a mathematical model. J. Mar. Syst. 32, 253–280.

[114]. Andersen, T., Hessen, D.O., 1991. Carbon, nitrogen, and phosphoruscontent of

freshwater zooplankton. Limnol. Oceanogr. 36, 807–814.

[115]. Sterner, R.W., Hessen, D.O., 1994. Algal nutrient limitation and the nutrition of

aquatic herbivores. Ann. Rev. Ecol. Syst. 25, 1–29.

[116]. Dương Thuý Yên, 2003. Khảo sát một số tính trạng, hình thái, sinh trưởng và sinh lý của cá basa (Pangasius bocourti), cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) và con lai của chúng. Luận văn Thạc sĩ. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.

[117]. Đặng Văn Quới, 2014. Khảo sát chất lượng nước và tăng trưởng của cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) nuôi thâm canh trong ao có và không có sục khí. Luận văn Cao học ngành Nuôi trồng thủy sản. Đại học Cần Thơ. Cần Thơ.

Trang | 143

[118]. Nguyễn Thanh Phương, Trần Ngọc Hải, Dương Nhựt Long và Võ Nam Sơn, 2012. Giáo trình Nuôi trồng thủy sản. Nxb Đại học Cần Thơ. Cần Thơ. 152 trang.

[119]. Huỳnh Trường Giang, Vũ Ngọc Út và Nguyễn Thanh Phương, 2008. Biến động các yếu tố môi trường trong ao nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở An Giang. Tạp chí Khoa học, Trường ĐH Cần Thơ 2008(1): 1-9.

[120]. Lê Văn Cát, Đỗ Hồng Nhung và Ngô Ngọc Cát, 2006. Nước nuôi thủy sản – chất lượng và giải pháp cải thiện chất lượng. Nxb Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 414 trang.

[121]. Châu Minh Khôi, Hứa Hồng Nhã và Châu Thị Nhiên, 2012. Sự tích tụ hàm lượng đạm, lân vô cơ và hữu cơ trong nước và bùn ao nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh ở Đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ, số 22a: 17 – 24.

[122]. Sueb Sueb, Suhadi Suhadi, Vilda Rima Aulia Zahroh (2021). The effect of ecosystem module based on inquiry with fishpond as a learning resource to improve environmental attitude. AIP Conference Proceedings 2330, 030058 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0043587

[123]. Lúcia Helena Sipaúba - Tavares, Rodrigo Ney Millan, Érica Camargo Oliveira Capitano, Bruno Scardoelli-Truzzi (2019). Abiotic parameters and planktonic community of an earthen fish pond with continuous water flow. Acta Limnologica Brasiliensia, 2019, vol. 31, e13; https://doi.org/10.1590/S2179-975X3018; ISSN 2179-975X on-line version.

recovery.

[124]. Danuta Dróżdż, Krystyna Malińska, Jakub Mazurkiewicz (2020). Fish pond sediment from aquaculture production – current practices and the potential for nutrient International Agrophysics, 2020, 34, 33-41; doi: 10.31545/intagr/116394

Level. ORIGINAL RESEARCH October

2021;

[125]. Shipeng Dong, Fang Wang, Dongxu Zhang (2021). Assessment of the Carrying Capacity of Integrated Pond Aquaculture of Portunus trituberculatus at the doi: Ecosystem 10.3389/fmars.2021.747891

[126]. Zhenhua Sun, Ekaterina Sokolova, John E. Brittain (2019). Impact of environmental factors on aquatic biodiversity in roadside stormwater ponds. Scientific Reports (2019) 9:5994; https://doi.org/10.1038/s41598-019-42497-z

INTERACTIONS.

115–133,

Vol.

10:

[127]. Marie Maar, Janus Larsen, Karsten Dahl (2018). Modelling the environmental impacts of future offshore fish farms in the inner Danish waters. AQUACULTURE ENVIRONMENT 2018; https://doi.org/10.3354/aei00259

[128]. Evgeniy V. Yakushev, Philip Wallhead, Paul E. Renaud (2020). Understanding the Biogeochemical Impacts of Fish Farms Using a Benthic-Pelagic Model. www.mdpi.com/journal/water; Water 2020, 12, 2384; doi:10.3390/w12092384

[129]. Luciana A. Paula Martins, Rodrigo Ney Millan (2018). Water quality of small fish ponds associated with swine culture. Pan-American Journal of Aquatic Sciences (2018), 13(2):93-101

Trang | 144

[130]. Samuel Le Féon, Théo Dubois, Christophe Jaeger (2021). DEXiAqua, a Model to Assess the Sustainability of Aquaculture Systems: Methodological Development and Application to a French Salmon Farm. Sustainability 2021, 13, 7779. https://doi.org/10.3390/su13147779; https://www.mdpi.com/journal/sustainability

[131]. Triantafyllou G, Triantaphyllidis G, Pollani A (2019). Modelling Hazards in Fisheries and Aquaculture Activities in the Mediterranean Sea and the Risk of their Transmission and Dispersion. Is it Feasible?. Oceanogr Fish Open Access J. 2019; 8(5): 555748. DOI: 10.19080/OFOAJ.2019.08.555748

[132]. Broch OJ, Klebert P, Michelsen FA, Alver MO (2020). Multiscale modelling of cage effects on the transport of effluents from open aquaculture systems. PLoS ONE 15(3): e0228502. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228502

[133]. Guilherme Wolff Bueno, Dominique Bureau, James Owen Skipper-Horton (2017). Mathematical modeling for the management of the carrying capacity of aquaculture enterprises in lakes and reservoirs. Pesquisa Agropecuária Brasileira 52 (9), Sept 2017; https://doi.org/10.1590/S0100-204X2017000900001

[134]. Sandra Akugpoka Atindana, Patrick Kwabena Ofori-Danson, Sandra Brucet (2019). Modelling the effects of climate change on shellfish production in marine fisheries of Ghana. AAS Open Research, May 2019, 2:16; artisanal https://doi.org/10.12688/aasopenres.12956.1

Trang | 145

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN

1. Trương Ngọc Trinh, Lê Xuân Thịnh, Dương Nhựt Long. Ảnh hưởng của mật độ lên sự lựa chọn thức ăn và tăng trưởng của cá Tra khi ương từ giai đoạn bột lên giống. Báo cáo Hội nghị Khoa học trẻ Thủy sản toàn quốc lần thứ VI, 2015. Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản III.

2. Truong Ngoc Trinh, Le Xuan Thinh, Duong Nhut Long. Technical Solution for Improving and Enhancing the survival rate of stripped catfish (Pangasius) during fingerling nursing state. Proceeding of 5th International Fisheries Symposium Dec 2015, Penang Malaysia.

3. Le Xuan Thinh, Dang Xuan Hien, Tran Van Nhan, Nguyen Hoang Thanh. Research on the effects of environmental water factors to the growth and survival rate of catfish (Pangasianodon hypophthalmus) with different densities in the Mekong farm. Proceeding at International Conference “Environmental Engineering and Management for Sustainable Development” ISBN: 978-604-95- 0000-8. Sep. 2016.

4. Le Xuan Thinh. Dang Xuan Hien. Truong Ngoc Trinh. Evaluating the addition of enzyme phytase to feed consumption efficiency and phosphorous concentration in the outlet water and sludge of pangasius pond. The 10th Regional Conference on Environmental Engineering 2017 (RC EnE 2017) ISBN 987-604-95-0308-5. Oct 2017.

5. Le Xuan Thinh. Dang Xuan Hien. Truong Ngoc Trinh. Effect of enzyme phytase on the water environment of Vietnamese pangasius pond. Journal of Vietnamese Environment. ISSN: 2193-6471 Vol 10 No 1 (2018) (TU Dresden - Germany) 6. Le Xuan Thinh. Dang Xuan Hien. Tran Van Nhan, Truong Ngoc Trinh. Identifying the relationship of environmental water factors in pangasius pond as adding phytase enzyme to feed. Proceeding at Workshop on Green Technologies for sustainable development (GreenTech 2018). Science and Technics Publishing House ISBN: 978-604-67-1146-9, Oct 2018.

7. Le Xuan Thinh, Dang Xuan Hien, Tran Van Nhan. Application of a mathematic model to evaluate the impact of temperature to plankton development processes in the pangasius (pangasianodon hypophthalmus) production pond in Viet Nam. Vietnam Journal of Science and Technology 58 (3A) (2020) 59-67; doi:10.15625/2525-2518/58/3A/14252.

Engineering

2021;

5(4):

and

8. Le Xuan Thinh, Dang Xuan Hien, Tran Van Nhan. Establish a Mathematical Model for Key Nutrients in Catfish Ponds. American Journal of Environmental 87-94. Science doi: http://www.sciencepublishinggroup.com/j/ajese; 10.11648/j.ajese.20210504.12; ISSN: 2578-7985 (Print); ISSN: 2578-7993 (Online)

9. Le Xuan Thinh, Dang Xuan Hien, Tran Van Nhan. Use a mathematical model to simulate the nutrients (N, P) in water and sediment of catfish (pangasianodon hypophthalmus) ponds in Vietnam. Vietnam Journal of Science and Technology (accepted for publication).

Trang | 146

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. SỐ LIỆU MÔI TRƯỜNG AO NUÔI CÁ TRA Ở VIỆT NAM

Bảng 1. Kết quả phân tích môi trường ao nuôi

NT NT12 COD BOD TSS H2S LAN THU To- Chiều pH Sáng pH Chiều DO Sáng DO Chiều To- Sáng 30.8 33.2 8.4 8.5 6.5 6.6 22.1 5.54 24.0 0.001 L1 DC DC1

30.9 33.3 8.2 8.4 6.8 6.5 25.0 6.98 29.0 0.002 L1 DC DC2

31.2 33.1 8.3 8.1 6.8 6.5 36.5 8.25 31.0 0.002 L1 NT NT1

31.0 33.1 8.2 8.4 6.4 6.3 34.6 9.45 39.0 0.002 L1 NT NT2

30.2 31.5 7.5 7.6 4.4 4.8 25.6 11.0 54.0 0.016 L2 DC DC1

28.3 31.5 7.5 7.6 4.4 4.5 29.8 12.0 46.0 0.016 L2 DC DC2

30.2 31.3 7.5 7.6 4.7 4.9 41.3 14.6 33.0 0.014 L2 NT NT1

30.5 31.6 7.5 7.5 4.5 4.7 44.8 16.0 39.0 0.013 L2 NT NT2

30.8 32.0 7.0 7.2 2.7 5.2 54.1 12.2 77.0 0.012 L3 DC DC1

30.7 31.8 7.0 7.5 2.8 5.1 59.8 13.9 86.0 0.014 L3 DC DC2

30.7 32.0 7.0 7.3 3.0 5.4 49.9 15.5 100 0.021 L3 NT NT1

30.6 31.8 7.0 7.1 3.1 5.2 47.4 13.7 94.0 0.022 L3 NT NT2

30.6 31.4 7.1 7.3 4.2 7.9 28.2 8.08 85.0 0.034 L4 DC DC1

30.5 31.5 7.2 7.4 4.1 8.6 20.5 9.00 76.0 0.032 L4 DC DC2

30.7 31.7 7.1 7.2 4.4 8.1 30.5 12.2 63.0 0.040 L4 NT NT1

30.5 31.5 7.0 7.1 4.5 8.8 27.1 13.0 70.0 0.053 L4 NT NT2

31.2 32.5 7.3 7.3 6.8 7.1 25.6 10.0 114 0.085 L5 DC DC1

30.8 32.8 7.3 7.3 7.4 7.4 32.0 9.00 107 0.094 L5 DC DC2

30.8 32.8 7.1 7.2 6.7 6.8 41.6 13.0 112 0.092 L5 NT NT1

30.7 32.6 7.2 7.2 7.0 6.9 38.4 12.0 120 0.068 L5 NT NT2

30.4 32.1 7.1 7.1 4.0 6.3 38.7 11.6 115 0.120 L6 DC DC1

30.3 31.9 7.1 7.2 5.4 7.1 34.6 13.4 102 0.119 L6 DC DC2

30.7 32.3 7.1 7.1 4.1 7.0 51.2 15.0 131 0.075 L6 NT NT1

30.6 31.9 7.0 7.0 5.6 7.2 54.4 17.0 139 0.084 L6 NT NT2

30.8 32.3 7.7 7.7 2.5 6.5 27.4 11.5 93.0 0.041 L7 DC DC1

30.4 32.3 7.5 7.6 3.0 6.4 20.6 9.69 89.0 0.046 L7 DC DC2

30.8 32.5 7.7 7.8 3.4 6.6 40.6 12.6 103 0.035 L7 NT NT1

30.7 32.3 7.7 7.8 5.2 6.6 48.2 14.6 108 0.042 L7 NT NT2

30.3 32.2 8.1 8.1 2.1 4.5 77.1 15.0 210 0.012 L8 DC DC1

30.2 32.1 7.9 8.1 2.0 5.2 70.5 17.0 216 0.015 L8 DC DC2

30.1 31.9 7.8 7.8 2.6 5.8 80.2 18.0 180 0.001 L8 NT NT1

30.2 31.8 7.9 7.9 2.4 5.5 77.1 16.0 162 0.001 L8 NT NT2

31.3 32.9 6.8 7.0 1.9 4.4 95.3 14.5 200 0.045 L9 DC DC1

31.4 33.2 6.9 6.9 1.9 4.5 89.5 12.5 196 0.032 L9 DC DC2

31.5 32.9 7.4 7.5 2.4 6.5 89.6 15.2 211 0.035 L9 NT NT1

31.2 32.9 7.4 7.4 2.3 5.3 99.2 12.9 205 0.040 L9 NT NT2

Trang | 147

30.8 32.8 6.8 6.8 2.5 4.4 66.3 11.6 228 0.026 L10 DC DC1

30.8 32.5 6.7 6.8 2.4 4.9 61.9 9.40 216 0.034 L10 DC DC2

30.7 32.4 7.0 7.1 3.0 4.5 76.3 14.0 190 0.029 NT NT1 L10

30.6 32.4 6.9 7.1 3.1 5.2 70.7 12.0 203 0.022 NT NT2 L10

30.1 31.6 6.8 6.9 2.4 3.5 120.64 15.0 162 0.157 DC DC1 L11

30.3 31.9 6.8 6.9 2.4 3.0 118.08 13.0 154 0.147 DC DC2 L11

29.8 31.4 7.0 7.0 3.1 3.8 158.40 17.0 165 0.153 NT NT1 L11

29.8 31.5 7.2 7.1 3.0 3.3 155.58 19.0 174 0.106 NT NT2 L11

29.6 31.0 7.0 7.1 1.9 2.5 29.3 7.00 110 0.074 DC DC1 L12

29.6 31.3 6.9 6.8 2.0 2.3 25.8 8.50 103 0.075 DC DC2 L12

29.4 30.7 7.1 7.1 2.4 2.9 62.1 11.9 115 0.070 NT NT1 L12

29.5 31.0 7.1 7.1 2.2 2.5 58.2 13.5 121 0.080 NT NT2 L12

29.7 31.2 6.9 6.9 1.6 1.8 22.4 8.00 90.0 0.024 DC DC1 L13

29.8 31.4 6.8 6.8 1.6 1.8 19.2 7.00 85.0 0.039 DC DC2 L13

29.7 31.1 7.0 7.1 1.9 2.1 56.0 10.0 61.0 0.037 NT NT1 L13

29.8 31.0 7.0 7.0 2.0 2.0 59.2 11.0 57.0 0.026 NT NT2 L13

TN TP NT NT12 S NO2 NO3 TAN NH3 NH4 TN PO4 TP N/P LAN THU BUN BUN

0.035 0.013 0.018 0.178 0.032 0.146 0.664 0.043 0.098 0.506 1.45 6.78 DC DC1 L1

0.037 0.017 0.021 0.166 0.020 0.146 0.653 0.047 0.114 0.520 1.57 5.73 DC DC2 L1

0.029 0.010 0.134 0.165 0.025 0.140 0.984 0.077 0.148 0.983 1.82 6.65 NT NT1 L1

0.031 0.014 0.132 0.155 0.019 0.136 0.965 0.072 0.126 0.816 1.72 7.66 NT NT2 L1

0.074 0.020 0.033 0.206 0.005 0.200 0.810 0.074 0.172 1.71 1.63 4.71 DC DC1 L2

0.070 0.017 0.039 0.197 0.004 0.193 0.824 0.066 0.190 1.83 1.72 4.34 DC DC2 L2

0.065 0.029 0.164 0.257 0.007 0.250 1.42 0.064 0.259 1.88 1.86 5.49 NT NT1 L2

0.062 0.027 0.173 0.245 0.014 0.231 1.45 0.075 0.249 1.82 1.78 5.83 NT NT2 L2

0.026 0.008 0.160 0.813 0.007 0.806 3.20 0.173 0.421 1.85 1.55 7.60 DC DC1 L3

0.030 0.010 0.176 0.798 0.007 0.791 3.08 0.186 0.428 1.87 1.64 7.20 DC DC2 L3

0.045 0.011 0.349 0.276 0.002 0.274 2.09 0.197 0.433 1.49 1.48 4.82 NT NT1 L3

0.047 0.014 0.368 0.251 0.002 0.249 1.98 0.177 0.437 1.44 1.56 4.53 NT NT2 L3

0.085 0.044 0.236 0.935 0.011 0.924 3.77 0.498 1.061 2.61 1.60 3.55 DC DC1 L4

0.095 0.056 0.254 0.900 0.013 0.887 3.68 0.430 1.074 2.69 1.46 3.43 DC DC2 L4

0.101 0.142 0.250 1.19 0.013 1.18 4.44 0.396 1.046 2.50 1.71 4.24 NT NT1 L4

0.114 0.156 0.224 1.26 0.011 1.25 4.51 0.444 1.038 2.57 1.60 4.35 NT NT2 L4

0.254 0.074 0.333 2.82 0.050 2.77 5.85 0.204 0.344 1.81 1.79 17.0 DC DC1 L5

0.278 0.097 0.319 2.78 0.049 2.73 5.73 0.221 0.371 1.73 1.66 15.5 DC DC2 L5

0.230 0.060 0.533 3.04 0.034 3.00 6.19 0.271 0.435 1.88 2.27 14.2 NT NT1 L5

Trang | 148

0.212 0.042 0.519 2.99 0.042 2.95 6.31 0.298 0.465 1.82 2.39 13.6 NT NT2 L5

0.301 0.082 0.524 2.20 0.023 2.18 4.49 0.441 0.653 1.66 2.44 6.88 L6 DC DC1

0.295 0.099 0.496 2.14 0.022 2.12 4.71 0.413 0.778 1.63 2.24 6.05 L6 DC DC2

0.188 0.095 0.578 2.74 0.031 2.71 5.74 0.589 0.966 2.49 3.45 5.95 L6 NT NT1

0.181 0.082 0.601 2.84 0.025 2.82 5.99 0.538 1.022 2.56 3.65 5.86 L6 NT NT2

0.284 0.098 1.20 3.01 0.131 2.88 6.71 0.282 1.603 1.28 2.50 4.19 L7 DC DC1

0.215 0.090 1.23 3.09 0.079 3.01 6.89 0.311 1.595 1.30 2.39 4.32 L7 DC DC2

0.244 0.115 0.701 2.99 0.131 2.86 6.41 0.338 1.644 1.44 3.62 3.90 L7 NT NT1

0.292 0.102 0.728 3.09 0.135 2.96 6.70 0.314 1.642 1.46 3.74 4.08 L7 NT NT2

0.151 0.152 0.588 3.13 0.296 2.83 6.55 2.01 3.135 1.92 2.83 2.09 L8 DC DC1

0.135 0.156 0.615 3.07 0.190 2.88 6.76 1.88 2.991 2.03 2.79 2.26 L8 DC DC2

0.008 0.108 0.447 3.01 0.147 2.86 6.34 1.00 1.913 2.23 3.66 3.31 L8 NT NT1

0.007 0.098 0.480 3.07 0.190 2.88 6.49 0.86 1.699 2.37 3.60 3.82 L8 NT NT2

0.077 0.302 0.259 2.60 0.023 2.58 4.68 1.82 3.377 2.20 2.80 1.39 L9 DC DC1

0.062 0.328 0.292 2.56 0.022 2.53 4.77 1.69 3.597 2.17 3.04 1.32 L9 DC DC2

0.131 0.410 0.229 2.52 0.059 2.46 4.40 0.947 1.734 2.35 3.72 2.54 L9 NT NT1

0.149 0.383 0.268 2.59 0.056 2.53 4.53 1.07 1.903 2.41 3.96 2.38 L9 NT NT2

0.043 0.207 0.230 2.29 0.020 2.27 5.43 1.79 2.764 2.52 3.22 1.96 L10 DC DC1

0.057 0.175 0.254 2.31 0.020 2.29 5.49 1.97 2.705 2.66 3.06 2.03 L10 DC DC2

0.064 0.312 0.032 2.35 0.021 2.33 5.41 2.09 3.215 2.54 3.90 1.68 L10 NT NT1

0.042 0.349 0.054 2.29 0.020 2.26 5.36 1.95 3.167 2.65 3.73 1.69 L10 NT NT2

0.262 0.194 0.232 1.17 0.009 1.16 5.22 3.07 3.924 3.42 5.43 1.33 L11 DC DC1

0.246 0.190 0.245 1.27 0.010 1.26 5.06 3.25 4.048 3.25 5.29 1.25 L11 DC DC2

0.326 0.245 0.096 1.33 0.011 1.31 5.24 1.74 2.664 3.41 5.70 1.97 L11 NT NT1

0.309 0.240 0.088 1.46 0.019 1.44 5.37 1.95 2.524 3.26 5.57 2.13 L11 NT NT2

0.157 0.090 0.158 2.00 0.016 1.98 4.44 1.67 2.706 3.59 3.91 1.64 L12 DC DC1

0.139 0.071 0.137 1.91 0.016 1.90 4.30 1.41 2.857 3.73 3.79 1.51 L12 DC DC2

0.172 0.070 0.140 1.87 0.027 1.84 4.19 1.31 2.708 3.49 3.93 1.55 L12 NT NT1

0.196 0.050 0.129 1.93 0.026 1.90 4.28 1.47 2.790 3.58 3.83 1.53 L12 NT NT2

0.045 0.118 0.552 1.89 0.015 1.87 5.11 2.72 3.308 3.36 4.52 1.54 L13 DC DC1

0.065 0.104 0.568 1.86 0.015 1.84 5.06 2.92 3.632 3.51 4.40 1.39 L13 DC DC2

0.080 0.070 0.509 1.88 0.015 1.87 4.84 1.73 3.344 3.56 6.72 1.45 L13 NT NT1

Trang | 149

0.056 0.062 0.524 1.85 0.015 1.84 4.96 1.55 2.928 3.77 6.63 1.69 L13 NT NT2

Bảng 2. Phân tích mẫu cá

Kết quả

Chỉ tiêu Đơn vị

Thức ăn nghiệm thức (29/10/2016) Cá Tra NT 1 (29/10/2016) Cá Tra đối chứng 2 (29/10/2016) Thức ăn đối chứng (29/10/2016) Thức ăn chăn nuôi (mẫu thí nghiệm) (17/5/2016) Thức ăn chăn nuôi (mẫu đối chứng) (17/5/2016) Cá Tra giống (17/3/2016) Độ ẩm % 73.4 9.6 9.96 9.32 80.6 9.46 79.2 % 31.5 17 27.3 17.6

Trang | 150

Đạm thô Protein tiêu hóa % 26.1 26.8 28.6 24.6 Protein % 16.7 29.4 29.6 Phospho % 0.36 1.01 1.1 1.16 0.2 1.18 0.21

Phụ lục 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM AO NUÔI THỰC ĐỊA

Ảnh cá trong ao nuôi thí nghiệm

Lấy mẫu phân tích

Trang | 151

Phụ lục 3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH GIAO DIỆN KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH

Đồ thị chạy trên Matlab

Kết quả chạy trên Matlab

Trang | 152

Phụ lục 4. BẢNG GIÁ TRỊ THAM SỐ VÀ CODE SỐ

1. Bảng các giá trị tham số

Bảng tham số sự phát triển của cá trong hồ nuôi cá Tra

Đơn vị

Tài liệu tham khảo

Giá trị 0,14

Ko thứ nguyên

Hằng số 𝑘(cid:3043)(cid:2869)

Calculated from Cummins and Wuycheck (1971), Boyd (1990) Jorgensen et al. (1986), Li et al. (1998) Jorgensen et al. (1986), Li et al. (1998) Jorgensen et al. (1986), Li et al. (1998) Jorgensen et al. (1986) Jorgensen et al. (1986)

Ngày-1 Ko thứ nguyên Ko thứ nguyên mg/L mg/l Ko thứ nguyên Mitsch and Reeder (1991) Ko thứ nguyên Ko thứ nguyên Ko thứ nguyên Ao/kcal Ao/kcal 0C-2

1,6 0,6 0,1 0,2 0,02 0,14 0,12 0,51 0,05 0,000017 0,000015 0,004

𝜇(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) 𝑘(cid:3040)(cid:3039) 𝑘(cid:3045) ℎ(cid:3015) ℎ(cid:3017) 𝑘(cid:3046) 𝑘(cid:3031) ℎ(cid:3028) ℎ(cid:3035) a b 𝑘(cid:3021)(cid:2869)

0C-2

0,008

𝑘(cid:3021)(cid:2870)

0,12

Ko thứ nguyên

𝑘(cid:3043)(cid:2870)

Anderson (1987) Li et al. (1998) Li et al. (1998) Calculated from Li et al. (1998) Calculated from Li et al. (1998) Estimated from Tamiya et al. (1964), Li et al. (1998) Estimated from Tamiya et al. (1964), Li et al. (1998) Calculated from Cummins and Wuycheck (1971), Boyd (1990) Meyer-Burgdorff et al. (1989) Calculated from Nath and Lannan (1993) Nath and Lannan (1993)

0,75 0,31 0,005

-0,12 -0,3

Ngày-1 Ngày-1 Ko thứ nguyên Wolfe et al. (1986) Ko thứ nguyên

𝑘(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051)(cid:3028) 𝑘(cid:3033)(cid:3032)(cid:3032)(cid:3031) 𝑘(cid:3033)(cid:3028)(cid:3046)(cid:3047) n m

20 2,37 0,59

Kcal/cá Ko thứ nguyên (ᵒC-1)

𝐹𝐵(cid:3046) 𝑄(cid:2869)(cid:2868) c

0,027

(ᵒC-1)

d

1,0 0,025 0,09 0,45

mgDO/L (g protein/kcal (g protein/kcal Ko thứ nguyên

𝐷𝑂(cid:3030)(cid:3045)(cid:3036)(cid:3047) 𝑃𝐸(cid:3040)(cid:3036)(cid:3041) 𝑃𝐸(cid:3042)(cid:3043)(cid:3047) 𝑘(cid:3017)(cid:3006)

0,01 0,47 0,17 0,17

gN/kcal.ngày ((mg/l)-2 ) kcal/ngày.ao ngày-1

𝑘(cid:3041) 𝑘(cid:3041)(cid:3033) 𝐹𝐴𝑃𝑃(cid:3040)(cid:3028)(cid:3051) 𝑘(cid:3041)(cid:3039)

0,003

ngày-1

𝑘(cid:3046)(cid:3041)

0,001 0,06

gP/kcal cm/ngày

𝑘(cid:3028)(cid:3043) 𝑘(cid:3043)(cid:3045)

28

cm/ngày

Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998) Calculated from Wolfe et al. (1986) Nath and Lannan (1993) Estimated from Ross and Ross (1983), Li et al., 1998 Estimated from Ross and Ross (1983), Li et al. (1998) Teichert-Coddington and Green (1993) Bowen (1982) Bowen (1982) Estimated from Bowen (1982), Li et al. (1998) Wirat (1996), Li et al. (1998) Estimated from Wirat (1996), Li et al. (1998) Calculated from Wolfe et al. (1986) Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998) Calculated from Voinov and Akhremenkov (1990) Mitsch and Reeder (1991) Estimated from Mitsch and Reeder (1991), Li et al. (1998) Estimated from Wahby (1974), Li et al.

𝑘(cid:3043)(cid:3046)

Trang | 153

DICO AWFT

Ko thứ nguyên Ko thứ nguyên

2 0,018

(1998) Wolfe et al. (1986) Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998) Calculated from Hall and Moll (1975) Li et al. (1998)

gDO/kcal gP/kcal Ko thứ nguyên Wolfe et al. (1986) Ko thứ nguyên Wolfe et al. (1986) (mgDO.L-1)-2

0,28 0,001 4,0 4,0 2,5

𝑘(cid:3028)(cid:3042), 𝑘(cid:3035)(cid:3042), 𝑘(cid:3033)(cid:3042), 𝑘(cid:3046)(cid:3041)(cid:3042) 𝑘(cid:3035)(cid:3043) 𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3021) 𝑘(cid:3015)(cid:3009)(cid:3021) 𝑘(cid:3005)(cid:3016)(cid:3033)

0,017 0,002 0,365

gN.kcal-1 g/kcal Ko thứ nguyên

𝑘(cid:3033)(cid:3041) 𝑘(cid:3033)(cid:3043) 𝑘(cid:3015)(cid:3009)

21,08 0,14

Ko thứ nguyên (mgDO.L-1)-2

s 𝑘(cid:3005)(cid:3016)

0C-2

0,012

𝑘(cid:3021)(cid:3010)

Estimated from Ross and Ross (1983), Li et al. (1998) Calculated from Shrestha (1994) Li et al. (1998) Estimated from Wolfe et al. (1986), Li and Yakupitiyage (2000) Yi (1998 Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998) Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998)

Bảng mô tả biến cho sự phát triển của cá Tra

STT Biến Mô tả 1 2 3

Đơn vị kcal/ao g protein/ao kcal/ao

A𝐹(cid:3032) A𝐹(cid:3043) H𝐹(cid:3032)

4 5 6 7 8 9 10 11

lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng năng lượng lượng thức ăn tự dưỡng dưới dạng protein lượng thức ăn dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng năng lượng lượng dinh dưỡng dị dưỡng dưới dạng protein Tổng sinh khối cá trong ao Tổng số lượng cá trong ao tổng nitơ vô cơ hòa tan trong cột nước tổng nitơ trong bùn lắng; tổng phốt pho vô cơ hòa tan trong cột nước tổng phốt pho trong bùn lắng; lượng DO trong cột nước

g protein/ao Kcal/ao cá/ao gN/ao gN/ao gP/ao gP/ao g DO/ao

H𝐹(cid:3017) FB FP TIN TNS TIP TPS QDO

Bảng tham số các quá trình sinh học trong hồ

TT

Ký hiệu

Đơn vị (TLTK) Giá

trị

Ý nghĩa

Tài liệu tham khảo

1

1/ngày

(TLTK) 2.2

growthmax(diat)

tăng số Hệ trưởng tối đa của tảo cát

2

1.8

growthmax(green) 1/ngày

tăng số Hệ trưởng tối đa của tảo xanh

Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984), Chen et al. references (2002, and therein) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. Reynolds (1991),

Trang | 154

3

1/ngày

1.2

growthmax(cyan)

Hệ tăng số trưởng tối đa của tảo lam

4

mgN/mgC.ngày 0.16

Nupmax(i)

Tốc độ hấp thụ N lớn nhất

5

mgN/mgC

0.18

Nmax(i)

Hế số tỷ lượng của N trong TVPD lớn nhất

6

mgN/mgC

0.08

Nmin(i)

Hệ số tỷ lượng của N trong TVPD bé nhất

7

mgN/m3

65

KN(diat)

Hệ số bán bão hòa của nhóm greens đối với sự hấp thu N

8

mgN/m3

45

KN(green)

Hệ số bán bão hòa của nhóm diatoms đối với sự hấp thu N

9

mgN/m3

25

KN(cyan)

Hệ số bán bão hòa của nhóm cyano đối với sự hấp thu N

10

mgP/mgC.ngày 0.009

Pupmax(i)

Tốc độ hấp thụ P lớn nhất

11

mgP/mgC

0.025

Pmax(i)

Hế số tỷ lượng của P trong TVPD lớn nhất

12

mgP/mgC

0.008

Pmin(i)

Hế số tỷ lượng của P trong TVPD bé nhất

13

mgP/m3

10

KP(green)

(1984), Chen et al. (2002, and references therein) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole references (1994, and therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984), Chen et al. (2002, and references therein) Hamilton and Schladow references (1997, and therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow references (1997, and therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow references (1997, and therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow references (1997, and therein), Jorgensen et al. (1991) Hamilton and Schladow references (1997, and

Hệ số bán bão hòa của nhóm

Trang | 155

greens đối với sự hấp thu P

14

mgP/m3

6

KP(diat)

Hệ số bán bão hòa của nhóm đối diatoms với sự hấp thu P

15

mgP/m3

18

KP(cyan)

Hệ số bán bão hòa của nhóm cyano đối với sự hấp thu P

16

a

ao/kcal

therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Calculated from Li et al. (1998)

0.000017 Hệ số che ánh sáng của TVPD

17

b

ao/kcal

Calculated from Li et al. (1998)

18

106 cal/m2.ngày 12

Ir

19

số

0. 004

oC -2

KTgr1(diat)

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

20

số

0. 004

oC -2

KTgr2(diat)

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

21

số

0. 005

oC -2

KTgr1(green)

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

22

số

0. 005

oC -2

KTgr2(green)

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

0.000015 Hệ số che ánh sáng của vụn hữu cơ Cường độ ánh sáng mặt trới (tham khảo) cho sự phát triển của TVPD ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ bé hơn Topt của tảo cát ảnh Hệ của hưởng nhiệt độ khi nhiệt độ lớn hơn Topt của tảo cát ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ bé hơn Topt của tảo xanh ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ lớn hơn Topt của tảo cát

23

số

oC -2

0. 006

KTgr1(cyan)

ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ bé hơn

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

Trang | 156

tảo

24

số

oC -2

0. 006

KTgr2(cyan)

Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984)

25

1/ngày

0.51

Li et al. (1998)

ha

Yi (1998)

26

s

21.08

-

số

27

m

-0.3

(Wolfe et al., 1986)

-

28

kcal/con

20

(Wolfe et al., 1986)

FBs

Nath and Lannan (1993)

29

Q10

2.37

-

0.012

30

kTI

Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998)

oC -2

31

-

4.0

Wolfe et al. (1986)

kDOT

Wolfe et al. (1986)

32

(mgN/L)-1

4.0

kNHT

Topt của lam ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ lớn hơn Topt của tảo lam Hệ số tiêu thụ thức tự ăn dưỡng của cá Tra ảnh Hệ hưởng của lượng thức ăn đối với sinh khối ca Số mũ của quá trình tiêu thụ thực phẩm của sinh khối cá Kích thước cá mà ở đó fsm được xác định bằng 1 Hệ ảnh số hưởng đối với các quá trình sinh học của cá khi nhiệt độ tăng thêm 10oC a coefficient of index toxicity on food consumption (Hệ số của độc tính trong quá trình tiêu thụ thực phẩm) is a weighting factor for DO depletion toxicity to food consumption (Trọng số của sự giảm DO đến quá trình tiêu thụ thực phẩm) a weighting factor for UIA toxicity to food consumption (Trọng số đối với độc tính UIA của quá

Trang | 157

33

-

0.365

kNH

Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998)

34

(mgDO.L-1)-2

0.14

kDO

Estimated from Wolfe et al. (1986), Li et al. (1998)

trình tiêu thụ thực phẩm) a fraction of UIA to INC (Tỷ lệ của UIA thành INC) a coefficient of DO on aerobic biological activity (Hệ số của DO đối với các quá trình sinh học hiếu khí)

1/ngày

35

0.10

bmref(diat)

Hệ số trao đổi chất cơ bản của tảo cát

1/ngày

36

0.08

bmref(green)

Hệ số trao đổi chất cơ bản của tảo xanh

1/ngày

37

0.08

bmref(cyan)

Hệ số trao đổi chất cơ bản của tảo lam

38

ktbm(i)

số

oC -1

0.069

ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển hóa của TVPD

39

Vsettling(diat)

m/ngày

0.35

lắng Tốc độ của tảo cát ở nhiệt độ tham khảo

40

Vsettling(green)

m/ngày

0.25

Tốc độ lắng của tảo xanh ở nhiệt độ tham khảo

Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole references (1994, and therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow references (1997, and therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole (1994, and references therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole references (1994, and therein), Omlin et al. (2001b), Jorgensen et al. (1991), Reynolds (1984) Cerco and Cole (1994, and references therein), Reynolds (1984), Sandgren (1991), Wetzel (2001) Cerco and Cole (1994, and references therein), Reynolds (1984), Sandgren (1991), Wetzel (2001)

41

Vsettling(cyan)

m/ngày

0.02

Cerco and Cole (1994, and references therein), (1984), Reynolds

Tốc độ lắng của tảo lam ở nhiệt độ tham khảo

Trang | 158

Sandgren (1991), Wetzel (2001)

oC -2

42

số

KT1

0.004

Cerco and Cole (1994, and references therein)

oC -2

43

KT2

0.004

Cerco and Cole (1994, and references therein)

of

44

Cerco and Cole (1994, and references therein)

as

-

0.5

FBMPOC(i)

số

45

Li et al. (1998)

1/ngày

0.05

hh

46

m/ngày

0.9

VPsettling

Cerco and Cole (1994, and references therein)

47

1/ngày

0.008

KCrefdissolution

Cerco and Cole (1994, and references therein)

48

1/ngày

0.17

FAPPmax

49

-

0.75

kmaxa

50

Calculated from Wolfe et al. (1986) Meyer-Burgdorff et al. (1989) Estimated from Bowen (1982), Li et al. (1998)

(kcal/gprotein)2 0.45

kPE

51

Bowen (1982)

gprotein/kcal

0.09

PEopt

Bowen (1982)

52

gprotein/kcal

0.025

PEmin

ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ bé hơn Tref cho các quá trình sinh hóa ảnh Hệ số hưởng của nhiệt độ khi nhiệt độ lớn hơn Tref cho các quá trình sinh hóa Fraction basal metabolism excreted POC của (Hệ POC trong dòng trao đổi chất cơ bản của TVPD) Hệ số tiêu thụ thức dị ăn dưỡng của cá Tra Tốc độ lắng của các hạt ở nhiệt độ chuẩn Tỷ hòa lệ tan/thủy phân POC ở nhiệt độ chuẩn Hệ số thèm ăn tối đa của cá Hệ số đồng hóa tối đa is a coefficient of PE on food assimilation (Hệ số của PE đối với sự đồng hóa thực phẩm) Tỷ lệ P: E tối ưu cho sự tăng trưởng của cá Tra Tỷ lệ P: E tối thiểu cho sự tăng trưởng của cá Tra

Trang | 159

53

lượng trong

gprotein/kcal

0.14

kp1

Hàm protein TVPD

54

gprotein/kcal

0.12

kp2

ăn

lượng trong dị

55

from Calculated Cummins and Wuycheck (1971), Boyd (1990) from Calculated Cummins and Wuycheck (1971), Boyd (1990)

gprotein/kcal

Nhập vào

kp3

lượng trong ăn bổ

56

số

-

0.2

FBMDOC(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

57

0.5

KHEXUD(i)

mgO2/m3

Cerco and Cole (1994, and references therein)

58

mgN/mgC

0.933

DENITNO3/DOC

Cerco and Cole (1994, and references therein)

59

0.5

KHooxresp

mgO2/m3

Cerco and Cole (1994, and references therein)

60

1/ngày

0.0024

KrefrespDOC

Cerco and Cole (1994, and references therein)

61

-

0.5

Rdenitr/oxresp

Cerco and Cole (1994, and references therein)

62

mgN/m3

0.2

KHNO3DENIT

Cerco and Cole (1994, and references therein)

lượng

Li et al. (1998)

63

gN/kcal

0.017

kfn

64

-

0.25

FBMNH4(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

Hàm protein thức dưỡng Hàm protein thức sung của Hệ DOC trong dòng trao đổi chất cơ bản của TVPD Hệ số bán bão hòa đối với sự bài tiết chất hữu cơ hòa tan của TVPD Khối lượng NO3-N bị khử trên một khối lượng DOC bị oxy hóa Hệ số bán bão hòa của DO cho hô hấp thiếu khí của số Hệ DOC do hô hấp ở nhiệt độ tham chiếu Tỷ lệ giữa tốc độ khử nitơ/tốc độ hô hấp thiếu khí Hệ số bán bão hòa của DO cho sự khử N Hàm Nito trong cá + Tỷ lệ NH4 trong dòng trao đổi chất cơ bản.

65

0.3

(mgN/m3)-1

Ψ(i)

Hệ số cho sự ưu tiên hấp thu +của NH4 TVPD

66

mgN/m3.ngày

0.15

nitrifmax

Tốc độ nitrat hoá tối đa ở nhiệt độ tối ưu

Cerco and Cole (1994, and references therein), Reynolds (1984), Sandgren (1991), Wetzel (2001) Hamilton and Schladow (1997, and references therein), Cerco and Cole

Trang | 160

(1994), and references therein), Berounsky and Nixon (1990)

67

0.7

KHONIT

mgO2/m3

Cerco and Cole (1994, and references therein)

68

mgN/m3

0.08

KHNH4NIT

Cerco and Cole (1994, and references therein)

oC -2

69

số

0.02

KTnitr1

Cerco and Cole (1994, and references therein), Berounsky and Nixon (1990)

oC -2

70

số

0.02

KTnitr2

Cerco and Cole (1994, and references therein), Berounsky and Nixon (1990)

71

1/ngày

0.0045

KNrefmineral

Tốc độ khoáng hoá N ở nhiệt độ tham chiếu

72

-

0.10

FBMDON(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

73

1/ngày

0.0005

KNrefdissolution

Cerco and Cole (1994, and references therein)

-

krn

74 75

-

0.65

FBMPON(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

76

Li et al. (1998)

gP/kcal

0.002

kfp

-

krp

77 78

-

0.20

FBMPO4(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

79

1/ngày

0.04

KPrefmineral

Cerco and Cole (1994, and references therein)

80

-

0.35

FBMDOP(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

81

1/ngày

0.008

KPrefdissolution

Cerco and Cole (1994, and references therein)

Hệ số bán bão hòa của DO cho sự nitrat hóa Hệ số bán bão hòa của amoni cho sựs nitrat hóa ảnh Hệ hưởng của nhiệt độ đến sự nitrat hóa khi nhiệt độ bé hơn Topt ảnh Hệ của hưởng nhiệt độ đến sự nitrat hóa khi nhiệt độ lớn hơn Topt Tốc độ khoáng hoá N ở nhiệt độ tham chiếu Hệ số DON trong dòng trao đổi chất cơ bản. hòa lệ Tỷ tan/thủy phân PON ở nhiệt độ chuẩn Hệ số của PON trong dòng trao đổi chất cơ bản. lượng Hàm Photpho trong cá - Hệ số của PO4 3 trong dòng trao đổi chất cơ bản. Tốc độ khoáng hoá P ở nhiệt độ chuẩn Hệ số của DOP trong quá trình cấp dưỡng ĐVPD Tỷ hòa lệ tan/thủy phân

Trang | 161

82

-

0.45

FBMPOP(i)

Cerco and Cole (1994, and references therein)

83

2.67

RESPDO/C

mgO2/mgC

Cerco and Cole (1994, and references therein)

84

4.33

NITRIFO/NH4

mgO2/mgN

Cerco and Cole (1994, and references therein)

85

m/ngày

2.4

Kreaeration

86

Cerco and Cole (1994, and references therein) Calculated from Hall and Moll (1975)

gDO/kcal

0.28

kfo

87

1/ngày

-

kmf

88

Calculated from Nath and Lannan (1993)

1/ngày

0.005

kfeed

Nath and Lannan (1993)

89

1/ngày

0.31

kfast

90

Teichert-Coddington and Green (1993)

(mgDO/L)-2

2.5

kDOf

POP ở nhiệt độ chuẩn Hệ số của POP trong quá trình cấp dưỡng ĐVPD lệ DO/C Tỷ trong quá trình hô hấp lượng Khối thụ tiêu DO trên một khối lượng N cho quá trình nitrat hóa Hệ số tái sục khí DO coefficient fish for catabolism (Hệ số của DO cho sự dị hóa cá) Hệ số chết của cá coefficient of feeding catabolism (Hệ số dị hóa cho ăn) coefficient of fasting catabolism (Hệ số dị hóa nhịn ăn) coefficient of DO on fasting catabolism (Hệ số của DO đối với sự dị hóa thực phẩm tự dưỡng)

mgDO/L

1.0

DOcrit

(Wolfe et al., 1986)

91 92

-

-0.12

n

93

Estimated from Ross and Ross (1983), Li et al., 1998

c

ᵒC-1

0.59

of exponent individual fish biomass for fasting catabolism (Số mũ của quá trình tiêu thụ thực phẩm của sinh khối cá) regressive parameter describing temperature effect

on

Trang | 162

94

Estimated from Ross and Ross (1983), Li et al. (1998)

on

0.027

d

ᵒC-1

fasting catabolism (Tham số hồi quy mô tả hiệu ứng nhiệt độ khi nhịn ăn dị hóa) regressive parameter describing temperature effect fasting catabolism (Tham số hồi quy mô tả hiệu ứng nhiệt độ khi nhịn ăn dị hóa)

Bảng phân tích độ nhạy của các tham số

Khoảng giá trị thay đổi của biến trạng thái tính theo sai số trung bình (%)

T T

Tham số mô hình

COD

TSS

TON

TOP

NH4

NO3

PO4

DO

Khoảng giá trị thay đổi tham số (%)

10

8.48E-06

5.74E-06

4.06E-06

7.89E-08

2.62E-07

7.75E-08

4.48E-09

1.99E-06

-10

3.19E-06

1.27E-06

8.06E-06

7.07E-08

2.91E-07

1.29E-07

5.01E-09

7.70E-05

-10

2.01E-06

3.58E-05

6.48E-07

3.24E-08

2.52E-07

1.88E-07

2.52E-09

0.000105

10

1.56E-05

3.21E-05

9.26E-06

1.24E-09

4.83E-06

5.35E-07

8.94E-10

0.000116

1 a 1 a 2 b 2 b

-10

bmrefCyan

3

1.50E-05

0.00026

7.69E-08

2.22E-11

3.72E-08

3.68E-09

1.03E-12

0.000208

10

bmrefCyan

1.61E-05

0.00026

2.48E-07

7.50E-13

2.00E-08

3.68E-09

1.27E-14

0.000208

3

-10

bmrefDiat

4

2.10E-05

4.02E-05

1.07E-06

7.24E-11

2.20E-09

4.79E-09

1.88E-12

0.000118

10

bmrefDiat

2.10E-05 0.000776

4.52E-06

3.89E-12

2.20E-09

9.84E-07

7.32E-12

0.000118

4

10

bmrefGreen

1.31E-05 0.000138

1.21E-07

3.25E-14

8.72E-08

8.72E-08

1.14E-10

0.000908

5

bmrefGreen

1.45E-05 0.000162

1.13E-07

7.74E-11

3.90E-09

3.79E-07

6.50E-10

0.000908

0.090338

0.000569

0.002931

0.003455

1.44E-05

0.014205

0.068699

0.000572

0.002931

0.001505

1.53E-05

0.014205

0.039894

0.003681

0.002179

0.002936

1.91E-06

0.000985

-10 -10 0.153758 0.05289 10 0.243002 0.109502 10 0.033369 0.040785 -10 0.016033 0.040785

0.088973

0.000267

0.002409

0.002931

1.34E-05

0.000985

5 6 c 6 c 7 d 7 d

-10

1.22E-09

8.63E-10

4.46E-07

4.07E-10

3.52E-05

3.52E-05

5.40E-12

0.001517

8

10

0.00037

6.06E-10

4.01E-07

3.09E-10

0.000299

0.001518

2.01E-12

1.173126

0.33462 3.121893

1.358234

2.000934

4.607818

2.473907 3.409863

2.587159

0.335486

3.077813

7.798371

3.187999 0.592609

1.791933

2.520108

0.646095

2.843874

4.833299 0.974593

1.398607

0.762936

6.288745

4.14E-08 -10 8.622859 2.240067 10 6.395305 5.064345 -10 3.45591 7.301674 10 5.121164 8.731712 4.970576 -10 23.20551 20.14798 4.833299 2.655147 1.604736 7.130096 0.855009 4.273508

1.66366 7.629617 0.912492 5.447326

10 26.75524 19.11416 5.154378 2.735167 -10 0.574449 0.716316

3.680596

0.000262

0.808059

5.165211

4.80E-05

0.122957

DENITNO3 /DOC DENITNO3 /DOC 8 9 DOcrit 9 DOcrit 10 FAPPmax 10 FAPPmax 11 FBMDOC(i) 11 FBMDOC(i) 12 FBMDON(i)

Trang | 163

3.913076

0.000157

1.878353

4.124844 0.000895

0.074606

0.309656

1.302699

0.007668

0.02653 2.567446

0.000852

0.314457

1.557257

0.007849

0.01145

2.84679

0.000852

1.462169

0.063839

3.283669

1.990108 0.043118

0.233741

1.564969

0.080146

4.730943

1.438379 0.053543

0.137828

0.031823

2.160343

0.006123

0.023892 1.343226

0.009535

10 0.618947 1.264683 10 1.281592 0.086052 -10 0.628079 0.130194 -10 0.017583 0.713024 10 0.00597 0.607284 -10 0.750309 0.010165 10 0.77483 0.030078

0.25319 10 35.16757 26.02802 9.281967

1.685676 2.44914

0.002341 0.000852 0.19465 3.353161 1.65748 4.383965 0.833231 9.722164

-10 28.79747

31.40463 8.794358 3.899586

0.9504 4.527709 0.767315 10.82598

0.414067

0.015439

0.871769

1.304925 0.000327

0.010255

0.964255

0.015439

1.485918

2.735167 0.000324

0.014601

0.00017

2.308751

0.016197

0.015409 3.563328

7.15E-05

0.000715

2.214634

0.039218

0.018118

3.69788

2.35E-05

0.000447

0.001036

0.007804

0.009203 0.003335

0.10563

12 FBMDON(i) 13 FBMDOP(i) 13 FBMDOP(i) 14 FBMNH4(i) 14 FBMNH4(i) 15 FBMPO4(i) 15 FBMPO4(i) 16 FBMPOC(i) 16 FBMPOC(i) 17 FBMPON(i) 17 FBMPON(i) 18 FBMPOP(i) 18 FBMPOP(i) 19 FBs 19 FBs

10 0.19005 0.028162 -10 0.016711 0.028162 10 0.076896 0.315715 -10 0.407253 0.339912 10 0.009646 0.008608 -10 0.011263 0.013544

0.000523

0.002185

0.009323

0.009209 0.003623

0.13895

-10

20

0.361986 0.937787

0.044338

0.001735

0.551191

0.247396 0.010109

0.072748

10

20

0.320024 1.308954

0.063261

0.000989

0.447331

0.575332 0.003001

0.028622

-10

21

0.483203 0.575372

0.082427

0.011942

1.212534

0.252928

0.01736

0.973525

10

21

0.347339 0.712601

0.08913

0.014355

1.139526

0.212231

0.01532

1.921807

-10

22

0.695781 0.861011

0.065803

0.040785

0.408588

0.017053 0.031206

0.09809

10

Growthmax- (cyan) Growthmax- (cyan) Growthmax- (diat) Growthmax- (diat) Growthmax- (green) Growthmax- (green)

0.04361

0.021086

0.104233

0.098791

0.04702

0.02437

0.878642 0.409107

2.049527

0.751733

1.998507

4.929231

1.998279 0.265267

1.384607

0.628689

4.543096

10.4187

0.931838 1.107883 -10 6.566874 7.647134 10 4.620125 2.524812 10 4.074882 21.63509 17.42989 1.699879 0.842223 6.478717 0.126369 8.643918

22 23 ha 23 ha 24 hh 24 hh Ir 25

1.246973 0.800305

0.766632

3.140645

2.36673

1.02494

25

-10 3.775757 36.50226 12.29265 2.567446 0.733626 4.074882 0.207468 5.330044 10 0.881062 3.066751 -10 0.430524 2.063852

1.799248 1.221022

0.766632

1.206632

0.783401

6.182072

42.71716 7.742301 2.520108 1.389781 3.505842 0.897769 17.10086

-10

26

43.79735 2

10 67.99847 34.74241 6.821401 1.916914 2.004064 3.338998 0.748603 15.86568

0.098016

0.766632

0.044897

0.118185 0.871254

3.505842

0.07048

0.887387

0.073909

0.166161 0.766632

7.874507

3.468323

0.901287

0.036376

1.170661 0.023699

5.217984

-10 5.501462 4.688956 10 6.270087 9.436075 -10 1.410821 5.330044 10

2.995548

0.032126

1.979988

0.717713 0.027389

3.231994

4.747884

1.180986

0.293861

0.761746 0.083603

2.009726

5.253463

1.538865 0.055702

0.492196

0.093057

2.998256

1.552438

1.313973

1.224303

2.96096

0.94924

6.798084

3.269864 0.889912

0.904017

1.255856

2.44914

6.479213

4.897872 0.739409

3.899586

1.402319

1.469449

4.106088

1.965504

3.027465

2.040538

3.81792 6.478717 10 3.038118 3.295936 -10 4.080421 8.522298 -10 4.933596 9.022584 10 7.328819 7.456602 -10 3.823565 8.643918 10 4.092082 8.003878 2.719057 2.359317 10 2.833333 3.027465 13.87702 0.766632 20.35636 21.15528 0.065674

5.447326 2.85266

-10 4.106088 3.132615

15.3101 0.679306 22.00766

25.3039 0.093429 3.056936

10 14.25291 14.59013 6.932906 1.308597 2.650704 5.989187 1.106472 21.18515

Ir Kcrefdisso- lution Kcrefdisso- 26 lution 27 kDO 27 kDO 28 kDOf 28 kDOf 29 kDOT 29 kDOT 30 kfast 30 kfast 31 kfeed 31 kfeed 32 kfn 32 kfn 33 kfo

Trang | 164

-10 18.95015 12.19684 7.138279 1.454134 2.735167 6.304628 1.067827 18.17072

33 kfo

2.315536

1.012341 0.262357

kfp

10

0.99847 0.165759 1.200054

34

1.557257

1.566376 0.449496

kfp

-10 1.000556 1.164085 0.083626

19.69987 9 20.22290 8

25.03999 6 26.07689 6

1.146913

1.060359

0.942799

0.940249 0.330844

0.031452

1.916914

0.713863

0.679306

1.507641 0.361043

0.040644

3.847706

0.400382

1.319536

5.534959 0.412087

2.367505

10 0.330608 0.181977 -10 0.534889 0.513038 10 1.602491 0.232575 -10 1.573939 0.19828

6.282763

0.40371

3.979336

3.056936 0.418759

2.230173

-10

37

0.291171 0.197987

0.03189

0.002126

0.002661

0.19481 0.005367

1.972316

10

34 35 KHEXUD(i) 35 KHEXUD(i) 36 KHNH4NIT 36 KHNH4NIT KHNO3- DENIT KHNO3- DENIT

0.050697

0.000741

0.008254

0.470577 0.001465

1.489748

2.55963

0.733626

1.200845

3.091664 0.046991

0.101653

3.007601

0.576252

1.951703

4.074882 0.029548

0.304634

2.740036

0.856199

1.231231

1.458721 0.956432

3.303244

4.643768

0.997286

0.468712

1.910361

0.62348

3.303244

6.821401

1.673551

0.917647

1.65748 0.796132

4.274648

5.989187

2.832977

0.747458

2.100752 0.873715

6.965259

0.016293

0.00702

0.090338

5.49E-06

3.64E-07

2.82E-05

0.090335

0.090338

0.019765

1.31E-05

2.16E-06

1.89E-05

5.20E-05

0.002788

0.018146

0.119383 0.374695

0.001517

7.84E-05

0.001789

0.033697

0.171674

0.38181

0.002198

5.99E-06

0.002323

0.040213

0.134453 0.712399

0.000316

4.01E-05

0.000319

0.080053

0.113042 0.826963

0.006915

2.67E-05

0.002756

0.109699

0.118752 0.399851

0.005263

0.001516

0.002756

0.009463

0.165759 0.824956

0.005246

1.244961

0.625694

0.023703

0.067253 0.042419

0.020659

0.725599

0.317096

0.037111

0.157796 0.088334

0.028995

1.773611

0.236223

1.081139

0.833231 0.043183

2.004064

37 38 KHONIT 38 KHONIT 39 KHooxresp 39 KHooxresp 40 kmaxa 40 kmaxa 41 kmf 41 kmf 42 KN(cyan) 42 KN(cyan) 43 KN(diat) 43 KN(diat) 44 KN(green) 44 KN(green) 45 kNH 45 kNH 46 kNHT 46 kNHT

0.592529 0.293813 -10 1.263996 2.957448 10 1.598613 1.29874 10 1.074722 8.490947 -10 2.492181 7.998167 10 6.009705 5.610862 -10 2.412507 8.454632 10 0.148297 0.196994 -10 0.148032 0.358229 10 0.002958 0.005181 -10 0.006376 0.004101 10 0.001515 0.000969 -10 0.002319 0.009459 -10 0.001417 0.00839 10 0.002263 0.008391 -10 3.222232 6.14513 10 3.685897 8.326566 10 1.398165 1.786159 -10 1.212709 3.012341

1.773611

0.154671

1.612292

0.945695 0.020746

1.093583

10 3.804515 2.650704 15.60832 0.340629

9.12754

6.82186 0.055654 1.366796

47

-10 6.481598 2.710075 18.16659 0.583123

8.39202 4.074882 0.078432 1.673551

Knrefdisso- lution Knrefdisso- lution

47

Knrefmineral

-10 5.219267 2.830084

0.058537

0.07735 1.212709

48

Knrefmineral

10 4.590133 2.734331

0.099875

0.091766 1.398165

15.04594 4 13.09799 5

28.03661 9 34.12295 7

12.00765 6 13.33746 7

0.002756

0.016342

0.098416

0.19219

1.23142

0.039034

0.003376

0.011349

0.178565

0.181257 1.551269

0.022283

0.000324

0.112421

0.12536

0.181108 1.350498

0.017156

0.002687

0.408684

0.125103

0.327258 1.864312

0.086494

0.001227

0.213646

0.119044

0.119044 1.102851

0.066636

0.009778

0.316875

0.119044

0.119097 1.109269

0.028052

8.000556

1.477997

8.982197

3.762627 2.151715

1.035054

6.959117

1.418158

3.352244

7.021661 3.814038

2.368495

5.101956

0.877592

6.623757

2.575125 1.046255

2.896919

3.381521

0.557791

6.973995

9.426294 1.571514

2.224989

48 49 KP(cyan) 49 KP(cyan) 50 KP(diat) 50 KP(diat) 51 KP(green) 51 KP(green) 52 kp1 52 kp1 53 kp2 53 kp2 54 kp3

7.764256

0.184407

4.321034

3.905927 2.229124

0.69777

-10 0.004927 0.009977 10 0.006471 0.031143 -10 0.000811 0.045267 10 0.013219 0.031452 10 0.017254 0.079296 -10 0.021698 0.048108 -10 1.477997 1.524696 10 1.418158 2.120852 10 1.106996 1.39626 -10 2.379485 3.315502 10 1.883221 1.696304

Trang | 165

3.647656

0.895499

5.215933

4.868248 1.103335

0.646869

0.768746

0.072683

1.229265

0.483844 0.377918

2.498174

-10 3.958374 5.308783 10 7.742301 2.923065 -10 7.764084 4.979225

0.769471

0.073215

0.553678

0.767315 0.426685

1.923792

54 kp3 55 kPE 55 kPE

10

3.804515 2.650704

15.60832

0.340629

9.12754

6.82186 0.055654

1.366796

56

-10

6.481598 2.710075

18.16659

8.39202

1.673551

Kprefdisso- lution Kprefdisso- lution

56

2.6434

0.080659 0.040785

KPrefmineral

10 2.498174 5.680596 0.109502

57

1.020659

0.04954

0.046544

-10

2.17987 5.200054 0.383314

KPrefmineral

4.074882 0.078432 15.02065 9 17.15375 8

0.583123 18.48384 4 20.83323 1

-10 1.602491 1.951703 0.392184 0.044897 1.786159

2.44914 0.733626 9.304628

10 1.263996 1.005765 0.226129 0.576252 3.147068 1.957474 0.842223 14.80662

10 36.51458 32.19197 5.534959 1.043277

3.24767 12.95568 0.539849 8.063887

-10 38.16546 29.72746 6.479213 1.298407 3.979336 16.87251 0.224188 10.67516

10

5.68587 4.753757

7.933032

0.363166

9.356958

7.513315 0.090338

2.721096

7.762704

0.46851

8.206412

6.784922 0.090338

3.046016

0.039774

2.614339

0.77654

1.990693 1.639953

5.682304

-10 6.62466 5.801394 -10 8.490422 5.238044 10

4.432997

1.729689

0.427225

1.366796 2.902019

3.24767

0.180064

0.643403

1.099245

1.766376 0.900943

1.603409

0.328824

1.005765

1.985765

0.842223 0.889263

1.434572

0.397196

1.809089

1.222999

0.855009 0.887968

1.578387

0.420134

1.359054

2.168101

0.83198 0.892582

1.372587

7.81729 8.063887 10 2.466565 1.294836 -10 3.775757 1.426864 10 3.147068 1.382548 -10 4.755435 1.406376 10 3.77E-05

7.06E-05

2.35E-05

2.41E-05

2.60E-06

1.78E-07

6.67E-13

2.58E-06

6.26E-05

1.73E-05

1.10E-06

2.70E-06

7.88E-06

1.08E-12

5.61E-05

0.581839

0.630404

0.711729

0.164629 0.090274

1.452928

1.170737

0.560297

0.356005

0.142173 0.171714

2.056625

-10 2.04E-05 -10 1.090769 0.896813 10 0.947811 0.889044 -10

1.056066

0.444314

0.721298

0.478471 0.140697

1.275956

0.838471

0.605372

0.907703

0.373925 0.137204

1.952613

0.847468

0.764651

0.740489

0.534538 0.319846

2.144954

0.612794

0.379901

0.444811

1.630527 0.197108

2.175585

1.154178

0.934947

0.494834

0.191359 0.133321

1.466535

1.38146

0.756323

0.984792

0.076058 0.133667

1.415063

0.940925

0.617289

1.406967

0.393675 0.251684

0.849362

0.714774

0.453151

0.635682

1.499105 0.101942

1.981325

0.929729

0.484152

0.671947

0.197655 0.236793

2.1401

0.866004

0.437686

0.57976

1.432246 0.134989

2.204685

2.476421

0.336729

1.370821

0.099931 0.853177

0.730265

2.30792

0.247342

1.011292

1.088723 0.467972

1.163003

0.188288

0.002827

3.529858

6.992906 0.000995

0.003122

0.941023

0.002828

8.057076

5.200054 0.000995

0.000132

0.093671

6.63E-05

9.227979

7.315536 0.000601

0.064387

1.473669

1.04E-05

6.578885

8.794358 0.002921

0.091766

0.000779

0.002764

0.004467

0.002591 0.001979

0.016776

0.000779

0.003888

0.007095

0.002757 0.001025

0.01888

1.39268 0.789748 10 1.415929 0.980337 10 1.373417 0.860938 -10 1.396792 0.865506 10 1.220512 0.888823 -10 1.050939 0.894408 10 1.413697 1.421706 -10 1.381247 1.072844 -10 1.235031 0.882172 10 1.356749 0.884061 -10 1.620961 2.741275 10 2.273706 3.407929 10 0.042471 0.483993 -10 0.283814 0.452336 10 0.074725 0.168045 -10 0.002538 0.054602 10 0.009231 0.004153 -10 0.012774 0.004169 10

3.45E-08

2.94E-11

1.11E-06

1.89E-13

3.73E-06

2.14E-05

5.13E-13

0.000126

57 58 Kreaeration 58 Kreaeration 59 KrefrespDOC 59 KrefrespDOC 60 krn 60 krn 61 krp 61 krp 62 KT1 62 KT1 63 KT2 63 KT2 64 ktbm(i) 64 ktbm(i) 65 KTgr1(cyan) 65 KTgr1(cyan) 66 KTgr1(diat) 66 KTgr1(diat) 67 KTgr1(green) 67 KTgr1(green) 68 KTgr2(cyan) 68 KTgr2(cyan) 69 KTgr2(diat) 69 KTgr2(diat) 70 KTgr2(green) 70 KTgr2(green) 71 kTI 71 kTI 72 KTnitr1 72 KTnitr1 73 KTnitr2 73 KTnitr2 74 m 74 m 75 n

Trang | 166

-10

75 n

6.75E-08

1.62E-14

6.01E-06

3.85E-14

2.14E-05

5.13E-13

0.003465

0.046214

4.6216

nitrifmax

10 5.680253 6.060772

9.20212 0.398222 17.42989

8.24E-05 15.76580 9

6.51458

0.00975 19.91604 13.75166 0.165752

5.52327

1.040025

0.003558

1.673881

0.952046 0.061143

0.322667

-10 4.809512 9.507251 10 0.178165 0.042526 -10 0.129279 0.053975 3.30E-06 10

6.47E-06

1.125881 4.53E-05

0.004561 2.32E-08

1.205338 4.31E-06

1.830446 0.085942 1.29E-05

0.209356 3.97E-09 0.000151

-10

3.51E-06

3.39E-06

5.04E-05

3.72E-08

3.77E-06

1.78E-05

1.26E-09 0.000168

-10

1.73E-07

1.70E-06

2.78E-06

4.72E-09

3.45E-08

2.74E-09

4.44E-08 0.000324

10

7.16E-07

5.98E-06

3.82E-06

1.79E-09

2.80E-06

7.89E-08

1.14E-09 0.000324

-10

0.17699

3.442093

0.078018

0.54093

5.46E-05 0.009572

0.288999

4.292451

0.094112

0.393392

5.46E-05 0.041648

0.045287

0.00031 10 0.024437 1.447478 10

2.24E-07

2.57E-06

1.22E-08

5.14E-09

0.000115

0.000313

4.11E-13

0.00038

-10

7.31E-07

5.14E-09

5.14E-09

0.000103

0.000606

9.71E-13

0.000726

0.000373

1.63E-06

4.79E-05

5.43E-05

3.16E-05

0.000261

0.000149

7.43E-05

2.72E-05

2.15E-05

9.21E-05

0.000673

2.37E-06 -10 0.000122 0.000879 10 0.000329 0.000742 -10

2.00E-09

2.60E-06

1.28E-11

6.33E-06

3.08E-09

3.39E-08

2.31E-05

4.11E-13

10

1.38E-08

1.32E-06

1.73E-11

1.98E-05

5.96E-08

4.77E-09

2.31E-05

4.11E-13

-10

9.12E-10

1.58E-08

1.25E-10

8.87E-07

1.38E-10

1.62E-14 0.000161

1.20E-12

10

3.74E-13

8.87E-07

4.11E-13

1.24E-10

9.12E-10

9.53E-13 0.000196

0.00103

0.040551

0.002482

0.190193

0.000319 1.267379

0.002618

0.001625

0.211354

0.001417 1.667356

0.029975

1.85E-05

0.000313

0.131152 0.006445

0.019169

0.008482

0.129586 0.006406

0.000111

0.005711

0.023615

0.00846

0.687676 0.175155

1.097408

0.789221

3.260897

2.44833

0.649976 0.342298

0.459301

0.965152

5.280337

1.35285

4.29E-05

0.000147

0.000308

6.18E-06

6.85E-05

7.88E-05

6.16E-05

0.000767

5.79E-05

8.41E-05

5.82E-06

7.71E-05

s

76 76 nitrifmax 77 NITRIFO/NH4 77 NITRIFO/NH4 78 Nmax(i) 78 Nmax(i) 79 Nmin(i) 79 Nmin(i) 80 Nupmax(i) 80 Nupmax(i) 81 PEmin 81 PEmin 82 PEopt 82 PEopt 83 Pmax(i) 83 Pmax(i) 84 Pmin(i) 84 Pmin(i) 85 Pupmax(i) 85 Pupmax(i) 86 Q10 86 Q10 87 Rdenitr/oxresp 87 Rdenitr/oxresp 88 RESPDO/C 88 RESPDO/C 89

0.005654 0.006356

0.023485

0.001461

0.00564

0.13374

s

0.000309 0.000725

0.003004

0.019804

0.119658

1.73E-08 10 0.015439 0.029432 -10 0.015439 0.029428 -10 0.105669 0.195567 10 0.105677 0.195775 10 1.685676 2.673969 -10 1.956887 1.824605 -10 0.000428 0.000118 10 0.000351 0.000142 -10 0.02448 0.087001 10 0.016831 0.147897 0.00014 10 8.643918 20.96096 15.86568 19.11416 6.832493 8.643918 1.406376 2.406687

-10 10.67657 34.00202 19.98092 23.77129 5.330044 5.154378 2.004064 3.529858

10

91

0.320591 1.077637

0.029297

0.016292

0.152466

0.005648 0.009513

0.068106

-10

89 90 VPsettling 90 VPsettling Vsettling- (cyan) Vsettling- (cyan)

0.989487 0.912492

0.062799

0.018251

0.212164

0.005656 0.009522

0.159344

10

0.62348 1.060112

0.068231

0.033126

0.340629

0.000973 0.001977

0.235909

-10

0.62348 1.236083

0.053171

0.061727

0.3406

0.000361 0.001977

0.174675

10

93

0.855936 1.753816

0.079926

0.355198

0.514791

0.00891 0.000902

0.214483

-10

91 92 Vsettling-(diat) 92 Vsettling-(diat) Vsettling- (green) Vsettling- (green)

93

0.772926 3.857874

0.094353

0.049886

0.400038

0.004304 0.000902

Ψ(i)

10 8.916283

5.07468 0.071983 0.155404 19.00165 20.37856 0.056354

94

20.98376 0.045232

Ψ(i)

-10

7.59832

4.46836 0.446338 0.200572

0.435769 8. 939203 10.76961 8

19.04705 4

94

Trang | 167