Ngành nông nghiệp đã và đang đối mặt với không ít khó khăn khi nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, ô nhiễm môi trường do quy mô sản xuất gia tăng, cùng với biến đổi khí hậu luôn hiện hữu nhanh, mạnh hơn so với dự báo. Vì thế, việc phát triển nền nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi trường qua mô hình kinh tế tuần hoàn là vấn đề luôn được quan tâm. Trong nuôi trồng thuỷ sản (NTTS), chất lượng nước là yếu tố cực kỳ quan trọng nhưng lại khó kiểm soát. Đây cũng là nhân tố chính quyết định hiệu quả của thức ăn, tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ sống của tôm, cua, cá. Chất lượng nước phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước, chất đất, chế độ cho ăn, thời tiết, công nghệ và chế độ quản lý. Với mục tiêu hỗ trợ ngành NTTS phát triển bền vững, các sản phẩm thức ăn, chế phẩm, công nghệ giám sát chất lượng nước tốt nhất nên được cung cấp nhằm hỗ trợ tăng trưởng và sức khỏe của tôm, cá, nâng cao chất lượng nước cho môi trường nuôi. Khi biến đổi khí hậu ngày càng nặng nề, những yêu cầu về môi trường cao hơn, nguồn nước hạn chế, việc áp dụng công nghệ tuần hoàn trong NTTS là xu hướng bền vững. Công nghệ này tạo điều kiện sinh trưởng của các đối tượng nuôi tốt nhất, qua đó giúp chúng lớn nhanh hơn, ăn ít, môi trường nuôi được kiểm soát tốt, không phải sử dụng kháng sinh… Qua đó, mô hình được nghiên cứu và cho hiệu quả như: “Mô hình nuôi cua lột (Scylla sp.) trong hộp nhựa bằng hệ thống tuần hoàn nước” do Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Nông nghiệp Công nghệ cao thực hiện chuyển giao cho ông Vũ Hoàng Hùng, đạt năng suất thu hoạch từ 125,44 – 154,7 kg/vụ/500 hộp, trọng lượng từ 280 – 350 g/con. Cua được nuôi và thu hoạch liên tục, chất lượng sản phẩm có thể kiểm soát dễ dàng trước khi đưa vào thị trường. Mô hình tốn ít diện tích nhưng cho năng suất cao, sản phẩm đảm bảo an toàn thực phẩm, không chứa thuốc và kháng sinh. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp tận dụng không gian tối đa và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thủy sản trong các khu đô thị. Quy trình sản xuất mang tính kỹ thuật cao, chính xác và ổn định, đáp ứng điều kiện nuôi trong đô thị và vùng ven phù hợp với chương trình phát triển thủy sản tại thành phố. Ngoài ra, một số mô hình sử dụng công nghệ tuần hoàn khác tại các tỉnh lân cận cũng đã được nghiên cứu và cho hiệu quả: “Mô hình nuôi cá tra thương phẩm trong hệ thống tuần hoàn” đã đạt năng suất 40kg/m3; “Mô hình nuôi cá trê tuần hoàn cho vùng đô thị và ven đô” đạt năng suất 100 – 120kg/m3 sau 4 tháng nuôi; “Mô hình nuôi lươn tuần hoàn cho nông hộ quy mô 30m2” đạt năng suất 40 – 45kg/m2, phát triển mô hình và quy trình ương lươn giống trong hệ thống tuần hoàn; “Mô hình nuôi cá lóc đạt năng suất 140kg/m3.
Hình 1.Mô hình nuôi cua lột trong hộp nhựa bằng hệ thống tuần hoàn nước Bên cạnh việc dần chuyển đổi sang mô hình kinh tế tuần hoàn cho ngành thủy sản, các công nghệ 4.0 hay sử dụng chế phẩm cho các đối tượng nuôi cũng được triển khai, phát triển và nhân rộng. Một nhóm nghiên cứu tại Cần Thơ đã phát triển giải pháp giám sát nồng độ nitrite trong ao nuôi thủy sản tự động dựa trên nguyên lý so màu sử dụng thuốc thử. Thiết bị được thiết kế nhỏ gọn để có thể cơ động trong quá trình sử dụng, nồng độ đo đạc: 0 – 5mg/L. Độ chính xác đo đạc đáp ứng được yêu cầu của việc nuôi. Năm 2023, ThS. Vương Huy Hoàng và nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Thông tin đã nghiệm thu thành công đề tài “Nghiên cứu ứng dụng và triển khai hệ thống giám sát chất lượng nước nuôi tôm phục vụ phát triển nông ngiệp công nghệ cao bền vững tại tỉnh Ninh Thuận dựa trên nên Internet of Things (IoT) và điện toán đám mây (Cloud Computing)”. Mục tiêu nhằm giám sát tự động một số thông số chất lượng nước NTTS để theo dõi khu vực nuôi với diện tích lớn cùng mạng cảm biến không dây, hạ tầng máy chủ, phần mềm và internet để lưu trữ, phân tích và cảnh báo sớm các biến động của môi trường nhằm giảm thiểu rủi ro và nâng cao hiệu quả. Ngoài ra, một số nghiên cứu được nghiệm thu bao gồm: 1) máy cho ăn bằng khí động học kết hợp IoT (Internet of Things), tự động cho ăn theo chu kỳ được cài đặt dựa vào nhu cầu của người dùng, có khả năng định lượng thức ăn trên mỗi lần cho ăn, cài đặt và quản lý máy từ xa thông qua điện thoại thông minh; 2) hệ thống quạt nước sử dụng năng lượng mặt trời: tự động điều tiết năng lượng, sử dụng tối đa năng lượng mặt trời, trường hợp khi thiếu mới sử dụng thêm điện lưới, có khả năng hoạt động độc lập hoặc nối lưới. Hình 2. Hệ thống IoT giám sát tự động thông số chất lượng nước trong NTTS (ThS. Vương Huy Hoàng và cộng sự, 2023) Hình 3. Giao diện của phần mềm thu thập và xử lý dữ liệu trên máy chủ (ThS. Vương Huy Hoàng và cộng sự, 2023) Việc bổ sung chất khoáng từ bên ngoài cho tôm, cá đã được xem xét và quan tâm, bắt nguồn từ sự thiếu hụt khoáng chất của chúng trong môi trường nuôi. Chất khoáng có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của động vật thủy sản như xây dựng cơ thể, tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì chức năng sinh lý. Các sản phẩm hỗ trợ thêm chất khoáng cho tôm, cá đã được ra mắt như Aocare Mineral Balance từ Skretting Việt Nam, TA-MIX100 từ Công ty TNHH Công nghệ Sinh học Trúc Anh… Đối với tôm, chúng cần lột xác cho sự tăng trưởng và phát triển; lột xác là lúc nhạy cảm nhất của chúng, giai đoạn này tôm cần khoáng chất nhiều chất cho quá trình hình thành lớp vỏ mới và hồi phục lại sức khỏe. Khi thiếu khoáng chất, tôm rất dễ bị cong chân đục cơ, gây dị hình dị dạng. Cá hoạt động nhiều hơn tôm, do đó nhu cầu khoáng chất sẽ cao hơn, giúp cá có đủ năng lượng cho các hoạt động của chúng. Thiếu khoáng chất, cá dễ bị cong thân, vẹo lưng, làm giảm giá trị sản phẩm khi đưa ra thị trường. Các nguyên tố trong khoáng chất cũng là những chất xúc tác cho quá trình sinh sản, đảm bảo tỷ lệ sống sót cho trứng và đàn cá con sau này. Nhằm hướng đến mục tiêu gầy dựng nền nuôi trồng thủy sản bền vững, việc tiếp tục nghiên cứu công nghệ sử dụng hiệu quả thức ăn, các sản phẩm dinh dưỡng bổ sung vào thức ăn thủy sản, các chế phẩm sinh học xử lý môi trường nuôi; nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ nuôi tuần hoàn nguồn nước, không chất thải; quy trình thu gom, xử lý tái sử dụng nước nuôi khép kín nên được đẩy mạnh nhiều hơn.
