Bài giảng Quản lý môi trường ao nuôi thủy sản - Chương 6a: Nền đấy ao: Đất, bùn và trầm tích

NỀN ĐÁY AO: ĐẤT, BÙN 
VÀ TRẦM TÍCH 
Nguồn gốc của bùn/trầm tích 
trong ao đất 
a. Xói mòn và rửa trôi từ bờ ao 
b. Sự lắng đọng của phiêu sinh vật 
c. Thức ăn, chất bài tiết của cá 
d. Vật chất lơ lửng từ nguồn nước cấp 
e. Phân bón, đặc biệt là phân chuồng 
f. Bụi từ không khí 
g. Thực vật lớn. 
Nhân tố ảnh hưởng đến 
tốc độ lắng 
a. Cỡ hạt 
b. Tính chất hóa học của nước: độ cứng 
và độ mặn 
c. Chuyển động của nước 
d. Khuấy động nền đáy (resuspension) 
Vật chất hữu cơ trong bùn có nguồn gốc từ: 
 Thức ăn thừa 
 Phân bón (phân chuồng, phân xanh...) 
 Xác phiêu sinh vật 
 Chất bài tiết của cá 
Thức ăn thừa, xác phiêu sinh vật và chất bài tiết của sinh vật 
thường chứa nhiều N nên làm chất lượng nước suy thoái 
nhanh 
Phân hữu cơ hàm lượng N thấp nên làm chất lượng nước suy 
thoái chậm 
Ao nuôi thủy sản tích lũy vật chất hữu cơ (1-10%, trung bình 
khoảng 2-5%) cao hơn đất nông nghiệp (<2%) 
Vật chất hữu cơ trong bùn 
Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy hữu cơ gồm: 
 Nhiệt độ: nhiệt độ tối ưu cho vi sinh vật tùy từng loài. 
Trong khoảng 2-35oC, nhiệt độ tăng 10oC thì tốc độ phân hủy 
tăng 2 lần và tiêu thụ oxy gấp đôi. 
 pH: vi khuẩn thường hoạt động tốt ở môi trường trung tính 
hay kiềm yếu (phân hủy nhanh). 
Nấm hoạt động tốt trong môi trường acid (phân hủy chậm). 
 DO: Phân hủy hiếu khí xảy ra càng nhanh khi trong môi 
trường hàm lượng DO đạt đến mức bão hòa 
 Tốc độ phân hủy yếm khí thường chậm và không hoàn toàn 
(sản phẩm cuối cùng là Alcohol hay acid hữu cơ) so với phân 
hủy hiếu khí (sản phẩm cuối cùng là CO2) 
Sự phân hủy vật chất hữu cơ 
Đất đáy ao 
 Kết cấu đất 
 Đất phèn (acid sulfat soil) 
 KẾT CẤU ĐẤT 
Định nghĩa kết cấu đất 
 Kết cấu đất là tỉ lệ tương đối của các 
hạt có kích cỡ khác nhau 
 Cỡ hạt: 
– Cát 0.05 - 2 mm 
– Bùn 0.002 – 0.05 mm 
– Sét < 0.002 mm 
Tách các cỡ hạt của đất 
Đất phèn và sử dụng đất 
Tầm quan trọng 
 Đất phèn và phèn tiềm tàng chiếm 
hơn 15 triệu ha của vùng nhiệt đới: 
bao gồm 5 triệu ha ở vùng Đông Nam 
Á. Có ít hơn 2 triệu ha trong 15 triệu 
ha được sử dụng trong canh tác. Bởi vì 
chúng không thích hợp cho nông 
nghiệp. 
Đất phèn và sử dụng đất 
 Điều kiện đất phèn cũng gây nên những tác 
hại làm cá chậm sinh trưởng và gây chết cá 
(tỉ lệ chết cao). Các tác hại được tóm lược 
như sau: 
1. Gây chết cá khi pH thấp (= độ phèn cao) 
2. Thức ăn tự nhiên nghèo nàn - cá chậm lớn 
3. Giảm tác dụng của phân bón 
4. Ảnh hưởng độc của ion Sắt và Nhôm 
5. Nhạy cảm với nước mưa (bị rửa trôi) - phèn 
Ảnh hưởng của đất phèn 
Các quá trình hóa học tạo ra đất phèn: 
a) H2S + Fe  FeS + 2H
+ 
b) FeS + S  FeS2 (Pyrite) 
Pyrite bị oxy hóa trong điều kiện tiếp xúc với không khí 
trong điều kiện ẩm. 
c) 2FeS2 + O2 + 2H2O  FeSO4 + 2H2SO4 
Phản ứng này giải phóng ra nhiều acid sulphuric gây 
giảm pH của nước 
Ở điều kiện pH rất thấp, Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ bởi vi 
khuẩn Thiobacillus ferroxidans. Fe3+ là chất oxy hóa hiệu 
quả hơn so với oxy không khí. 
d) 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2  2Fe2(SO4)3 + H2O 
e) FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8H2O  15FeSO4 + 8H2SO4 
Vi khuẩn Thiobacillus có thể oxy hóa lưu huỳnh thành 
acid sulphuric, vi khuẩn này hoạt động ở pH=2,0-3,5 
f) 2S + 3O2 + 2H2O  2H2SO4 
Theo Van Breeman (1980) đất phèn hiện diện 5 triệu ha 
ở vùng Đông Nam Á, 3,77 triệu ha ở châu Phi. Chúng 
hình thành nhiều ở vùng rừng ngập mặn nhiệt đới. 
Sulphur và sulphate có từ nước biển. Sulphate hầu như 
trơ với chất khử vô cơ nhưng chúng dễ dàng bị khử bởi 
vi khuẩn qua quá trình sinh học 
Tính chất của đất phèn 
 Phèn hình thành từ nước biển và trầm 
tích vùng cửa sông 
 Bởi vì hàm lượng oxy thấp, sulphate 
được chuyển hóa thành H2S thông qua 
hô hấp của vi khuẩn yếm khí trong trầm 
tích. 
 Trầm tích cũng chứa nhiều sắt và nhôm 
 Sự phân hủy của vật chất hữu cơ trong đất (gốc 
cây rừng ngập mặn...) làm giảm oxy trong đất, điều 
này kích thích sự phát triển của vi khuẩn yếm khí 
(vi khuẩn phân hủy hữu cơ đồng thời chuyển hóa 
sulphate trong nước biển tạo ra sulphide). Sulphide 
tồn tại trong đất hoặc kết hợp với sắt hình thành 
sulphide sắt (FeS). 
 FeS được chuyển thành FeS2 (pyrite), là chất 
khoáng giúp tạo nên phèn trong đất. 
 Khi ngập nước và yếm khí, đất này gần như trung 
tính, nhưng nếu đất phèn bị khô cạn hay đào xới 
quá trình oxy hóa dẫn đến giải phóng acid sulphuric 
khi khi bị rửa trôi vào thủy vực 
Điều kiện tạo thành đất phèn 
Xác định đất phèn 
 Có vài chỉ số của đất phèn được đo ở hiện trường 
để đánh giá mức độ phèn, nhưng rất khó biết được 
độ phèn như thế nào nếu chúng bị rửa trôi vào ao 
cá. 
Đất phèn (ao cá): 
a) pH thấp 
b) Hiện diện những sọc vàng (jarosite) = KFe3(SO4)2(OH)6 
c) Sắt kết tủa (vàng cam/nâu) 
d) Thực vật không phát triển 
e) Mùi khó chịu 
Đất phèn tiềm tàng 
Đặc điểm: 
a) Mẫu đất acid hóa trong điều kiện khô 
b) Bùn mềm với hàm lượng hữu cơ cao 
c) Màu đất xám đen đến đen 
d) Có mùi trứng thối (H2S) dưới mặt đất (khi 
đất được đào xới) 
e) Có hiện diện sọc sulphur và jarosite (màu 
vàng) 
f) Cá chết sau cơn mưa (ao mới đào) 
pH thấp và bón vôi 
 pH thấp có thể được tạo thành do acid 
carbonic, acid hữu cơ, and acid vô cơ. 
 Bón vôi thường nhằm làm tăng pH 
trong ao chứa acid trong bùn và độ 
kiềm/độ cứng thấp. 
Ảnh hưởng của bón vôi lên 
hệ sinh thái 
Các dạng ao cần bón vôi: 
a) Ao mất cân bằng dinh dưỡng với 
nhiều mùn đáy và vật chất hữu cơ. 
b) Nước ao mềm với độ kiềm thấp. 
c) Mất cân bằng dinh dưỡng với nguồn 
nước chua (acid). 
Tác dụng của vôi trong ao 
1. Trung hòa acid và tăng pH của nước và bùn. 
2. Tăng khả năng đệm. 
3. Tăng CO2 cho quá trình quang hợp của tảo. 
4. Kết tủa keo đất. 
5. Tăng hàm lượng lân (phosphorus) trong bùn. 
Ảnh hưởng chính là tăng năng suất của ao 
nuôi. 
Các loại vôi 
1. Vôi nông nghiệp - CaCO3 or CaMg(CO3)2 
2. Vôi tôi - Ca(OH)2 
3. Vôi sống - CaO 
Độ mịn của vôi: 
 Vôi tôi và vôi sống ở dạng bột, nhưng đá 
vôi được sản xuất với nhiều cỡ hạt khác 
nhau. Hiệu quả của vôi được cho là 100% 
khi cỡ hạt nhỏ hơn 0,25mm và hiệu quả sẽ 
giảm khi cỡ hạt tăng 
Thời gian bón vôi 
 Do bón vôi gây giảm cấp thời CO2 và 
loại P-PO4 trong cột nước, ao nuôi nên 
được bón vôi vài ngày trước khi cấp 
nước và trước khi bón phân. 
 Vôi sống nên tránh sử dụng khi ao 
nuôi đã thả cá; sử dụng vôi nông 
nghiệp dọc theo bờ ao. 
Phân loại hiệu quả của vôi 
Phân bố cỡ hạt Hiệu suất 
Loại sàng (ASTM) (mm) 
Giữ lại trên sàng 10 >1,7 0,036 
Giữ lại trên sàng 20 1,69-0,85 0,126 
Giữ lại trên sàng 60 0,84-0,25 0,522 
Qua sàng 60 <0,24 1,000 
54% qua sàng 60 54 x 1,000 = 54,0 
24% qua sàng 20 nhưng không 
qua sàng 60 
24 x 0,522 = 12,5 
14% qua sàng 10 nhưng không 
qua sàng 20 
14 x 0,126 = 1,8 
8% giữ lại trên sàng 10 8 x 0,036 = 0,3 
Hiệu suất chung 68,6% 
Giá trị trung hòa của vôi 
 (V-T) (N) (5000) 
Giá trị trung hòa (%) = 
 S 
Trong đó: V: thể tích của acid HCl (mL) 
 T: thể tích của NaOH (mL) 
 N: nồng độ đương lượng gam (nồng độ của 
HCl=NaOH) 
 S: khối lượng mẫu (mg) 
 Lượng vôi cần bón dạng CaCO3 (kg/ha) 
Lượng vôi sử dụng (%) = 
 (NV% x ER%) 
Trong đó: NV là giá trị trung hòa 
 ER là hiệu suất của vôi 
Thí dụ: giả định rằng chúng ta cần bón vôi 2000 kg/ha 
CaCO3 với vôi nông nghiệp có giá trị trung hòa là 86% 
và hiệu suất là 72%: 
 2000 
Lượng vôi sử dụng = = 3230 kg/ha 
 (86% x 72%) 
Sản xuất vôi và các phản 
ứng hóa học 
Quá trình sản xuất vôi: 
a. Nghiền 
Đá vôi/san hô  nghiền  CaCO3 
Dolomite  nghiền  CaMg (CO3)2 
b. Nung 
Đá vôi/san hô  nung  CaO + CO2 
CaO + H2O  Ca(OH)2 
Phản ứng của vôi trong ao 
CaCO3 + H
+  Ca2+ + H2O + CO2 
CaCO3 + CO2 + H2O  Ca
2+ + 2HCO3
- 
CaO + 2H+  Ca2+ + H2O 
CaO + 2CO2 + H2O  Ca
2+ + 2HCO3
- 
Ca(OH)2 + 2H
+  Ca2+ + 2H2O 
Ca(OH)2 + 2CO2  Ca
2+ + 2HCO3
-