Nitrosomonas và Nitrobacter xử lý khí độc như thế nào trong ao nuôi?

Nitrobacter và Nitrosomonas là hai chi vi khuẩn tự dưỡng hiếu khí, gọi chung là vi khuẩn nitrat hóa. Trong ao nuôi, Nitrosomonas oxy hóa amoni (NH4+/NH3) thành nitrit (NO2-), còn Nitrobacter chuyển tiếp nitrit thành nitrat (NO3-) ít độc hơn nhiều. Hai nhóm này lớn chậm, rất nhạy với hóa chất và lệch pha nhau, nên ao đánh vi sinh đều vẫn có thể bị NO2 dồn lại. Trong bài viết này, Green Bio sẽ giải thích vi khuẩn nitrat hóa sống ở đâu, “ăn” gì, sợ gì và cách giúp chúng làm việc trở lại.

Nitrobacter và Nitrosomonas là gì? Hai nhóm này khác nhau ở đâu?

Khi đo nước, người nuôi thấy các con số NH3, NO2, NO3. Đằng sau mỗi con số là một nhóm vi khuẩn đang làm việc, hoặc đang ngừng việc. Nitrosomonas làm bước một: lấy năng lượng từ việc oxy hóa amoni thành nitrit. Nitrobacter làm bước hai: oxy hóa nitrit thành nitrat. Cả hai đều là vi khuẩn tự dưỡng hóa năng. Chúng không ăn mùn bã hay đường mà lấy carbon từ CO2 và bicarbonat (HCO3-) hòa trong nước. Vị trí của hai bước này trong toàn cảnh đạm của ao đã được trình bày trong bài chu trình ni tơ trong ao nuôi tôm cá.

Điểm người nuôi hay bỏ qua: tốc độ của hai nhóm không bằng nhau. Một tế bào Nitrosomonas hay Nitrobacter nhân đôi tính bằng giờ, có khi cả ngày. Nhóm Bacillus trong men vi sinh thông thường chỉ cần vài chục phút. Lúc ao bị xáo trộn, quần thể nitrat hóa phục hồi chậm hơn nhiều so với vi khuẩn phân hủy hữu cơ.

Ở ao tôm sú thâm canh tại Sóc Trăng, khảo sát của Tiến sĩ Phạm Thị Tuyết Ngân Trường Đại học Cần Thơ ghi nhận Nitrosomonas europaea là loài chiếm ưu thế trong bùn đáy suốt vụ. Vi khuẩn nitrat hóa có sẵn trong ao, không phải thứ gì xa lạ cần mua về mới có.

NH3 giảm rồi mà NO2 vẫn tăng, Nitrobacter đang ở đâu?

Đây là câu chúng tôi được hỏi nhiều nhất ở những ao mới thả giống 2-3 tuần. NH3 lên trước, rồi hạ. Người nuôi vừa thở phào thì NO2 lại tăng và nằm lì ở đó. Ao không hề thiếu vi khuẩn. Vấn đề là hai bước xử lý chạy không đều nhau. Nitrosomonas vẫn làm đều, nitrit sinh ra liên tục. Nitrobacter thì chậm lại, nitrit xử lý không kịp. Phần dư cứ thế dồn lên.

Nguyên nhân đầu tiên là NH3. Nitrobacter sợ NH3 hơn Nitrosomonas rất nhiều. Công trình của Anthonisen và cộng sự (1976), được trích dẫn rộng rãi trong ngành xử lý nước, ghi nhận nhóm chuyển nitrit đã bị kìm khi NH3 tự do chỉ khoảng 0,1 mg/l, tùy điều kiện. Nitrosomonas chịu được mức cao hơn hàng chục lần.

Mức 0,1 mg/l nghe thấp, nhưng ao rất dễ chạm tới khi pH cao. Ở 28-30°C và pH 8,5, khoảng 1/5 lượng đạm amoni (TAN, tổng đạm amoni trong nước) tồn tại ở dạng NH3 độc. Nghĩa là ao chỉ có 1 mg/l TAN mà chiều pH lên 8,5 thì đã có khoảng 0,2 mg/l NH3. Mức đó đủ làm Nitrobacter chậm lại.

Vì vậy chúng tôi không bao giờ đọc chỉ số NO2 một mình mà luôn đặt cạnh pH buổi chiều. Ao có pH chiều cao kéo dài thì NO2 rất khó xuống, dù đánh vi sinh liên tục. Cách tính NH3 theo pH và nhiệt độ có trong bài khí độc NH3 trong ao tôm cá.

Nguyên nhân thứ hai là Nitrobacter có mặt muộn. Một khảo sát khác của Đại học Cần Thơ trên ao tôm sú thâm canh chỉ tìm thấy Nitrobacter trong bùn từ đợt lấy mẫu thứ tư. Đây cũng là nhóm có số lượng thấp nhất trong các nhóm vi khuẩn được khảo sát (Phạm Thị Tuyết Ngân và Nguyễn Hữu Hiệp, 2010). Kết quả này khớp với thực tế ngoài ao: đầu vụ, bước chuyển nitrit thành nitrat là khâu yếu nhất.

Muốn NO2 xuống bền thì phải hạ NH3 trước. Đánh thêm vi sinh vào một ao đang dư NH3 thì vi khuẩn mới cũng bị kìm như vi khuẩn sẵn có. Khi NO2 đã tăng đột biến và cần cấp cứu, người nuôi xem cách xử lý trong bài khí độc NO2 trong ao nuôi tôm.

Vi khuẩn nitrat hóa trú ở chỗ nào trong ao?

Nhiều người nghĩ vi khuẩn bơi khắp trong nước. Thực tế, Nitrosomonas và Nitrobacter hầu như chỉ sống bám thành một lớp nhầy mỏng (màng vi sinh) trên những bề mặt có oxy. Đó là lớp bùn mặt của ao đất, thành ao, cọc, dây quạt, lưới và giá thể.

Từ đặc điểm này, ngoài ao có ba chuyện dễ thấy.

• Ao lót bạt mới thường khó giữ NO2 ổn định hơn ao đất: Ao đất có cả lớp bùn mặt rộng cho vi khuẩn bám. Ao bạt mới chỉ có mặt bạt trơn. Một số trại treo thêm lưới hoặc giá thể vào ao bạt để vi khuẩn có thêm chỗ bám.
• Xi phông quá tay có thể kéo theo cả vi khuẩn có ích: Việc xi phông đáy ao là để hút chất thải ở hố gom, không phải để cào sạch toàn bộ mặt đáy và thành ao.
• Bùn đen dưới đáy không có vi khuẩn nitrat hóa: Chỉ vài milimét bùn mặt còn oxy mới có chúng. Lớp bên dưới là nơi của vi khuẩn sinh khí H2S. Đáy càng dày bùn thì chỗ làm việc của vi khuẩn nitrat hóa càng hẹp.

Một ao nhìn sạch chưa chắc đã nhiều vi khuẩn nitrat hóa. Điều quan trọng là ao còn đủ bề mặt có oxy cho chúng bám.

Vì sao kiềm cứ tụt khi vi khuẩn đang xử lý NH3?

Vi khuẩn nitrat hóa làm việc không miễn phí. Mỗi gam đạm chúng xử lý, ao phải trả bằng oxy và kiềm.

Theo phân tích của Ebeling, Timmons và Bisogni vào năm 2006, để chuyển 1 g đạm amoni thành nitrat, vi khuẩn tiêu tốn khoảng 4,2 g oxy hòa tan và khoảng 7,1 g kiềm (tính theo CaCO3).

Lấy ví dụ một ao 1.000 m³ có 1 mg/l TAN, tức khoảng 1 kg đạm. Xử lý hết lượng đạm này, ao mất khoảng 4,2 kg oxy, chưa kể oxy tôm cá và tảo dùng ban đêm. Ao cũng mất khoảng 7 kg kiềm. Nếu không bù, kiềm tụt dần qua từng tuần, pH sáng sớm thấp dần, và chính vi khuẩn nitrat hóa cũng thiếu thức ăn carbon để làm tiếp.

Giữa vụ, nhất là sau vài trận mưa, nhiều ao rơi vào vòng lặp. Kiềm thấp làm vi khuẩn chậm lại, NO2 tăng, người nuôi tạt hóa chất, vi khuẩn lại chết thêm. Muốn thoát vòng lặp này, ao cần giữ oxy hòa tan trong ao nuôi đủ cao cả ban đêm, và bù kiềm định kỳ thay vì chờ tôm có biểu hiện. Cách theo dõi kiềm có trong bài kiểm soát độ kiềm mùa mưa.

Có một tín hiệu tốt người nuôi nên biết. Khi NH3 đang giảm mà kiềm tụt nhanh hơn thường lệ, đó thường là lúc vi khuẩn nitrat hóa đang làm việc mạnh. Lúc này chỉ cần bù kiềm cho chúng làm tiếp.

Vừa tạt chlorine, BKC xong, sao NO2 lại lên?

Mỗi lần ao bị diệt khuẩn, vi khuẩn nitrat hóa chịu thiệt nặng nhất. Bacillus có bào tử nên hồi lại nhanh. Nitrosomonas và Nitrobacter không có bào tử, lại lớn chậm, nên phải mất nhiều ngày mới gây lại được quần thể.

Những thứ hay làm chúng ngừng việc gồm:

• Chlorine, iodine, BKC, thuốc tím: Các chất này diệt khuẩn không chọn lọc, đánh vào cả lớp vi khuẩn bám trên thành và đáy ao. Sau khi dùng chlorine xử lý nước ao hay BKC trong thủy sản, ao thường lặp lại đúng diễn biến của ao mới: NH3 lên trước, NO2 lên sau.
• Đồng sunfat (CuSO4) dùng diệt tảo, trị ký sinh trùng: Chất này độc với cả vi khuẩn nitrat hóa. Dùng càng nhiều lần, ao càng chậm hồi. Liều an toàn có trong bài tác dụng của đồng sunfat.
• Kháng sinh tạt thẳng xuống ao: Cách dùng này vừa phí thuốc vừa diệt luôn vi khuẩn có lợi. Kháng sinh nên trộn vào thức ăn theo đúng chỉ định. Danh sách hoạt chất được phép có trong bài các loại thuốc kháng sinh trong thủy sản.
• Thiếu oxy ban đêm, tảo tàn, đáy thối: Không cần hóa chất, hai nhóm vi khuẩn sống nhờ oxy này vẫn ngừng việc.
• Thay nước lớn làm độ mặn, pH đổi đột ngột: Vi khuẩn bị sốc và cần thời gian hồi lại.

Ngoài ao, nitrit hiếm khi tăng ngay ngày đầu sau khi diệt khuẩn. NO2 thường bắt đầu leo từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5, khi Nitrosomonas đã hồi lại mà Nitrobacter chưa kịp. Vì vậy, sau mỗi đợt xử lý hóa chất, người nuôi nên đo NO2 liên tục khoảng một tuần, kể cả khi NH3 đã ổn.

Men vi sinh đang dùng có Nitrosomonas, Nitrobacter thật không?

Phần lớn là không. Đa số chế phẩm vi sinh dạng bột cho thủy sản có thành phần chính là Bacillus, men và enzyme. Lý do khá đơn giản: Nitrosomonas và Nitrobacter không có bào tử, nên rất khó sấy khô mà vẫn sống. Chế phẩm thật sự có vi khuẩn nitrat hóa thường ở dạng lỏng, cần bảo quản kỹ và hạn dùng ngắn.

Khi cầm một gói vi sinh “xử lý khí độc”, người nuôi nên xem ba điều:

• Nhãn có ghi rõ tên Nitrosomonas, Nitrobacter hoặc Nitrospira kèm mật độ CFU không, hay chỉ ghi chung là “xử lý khí độc”.
• Sản phẩm ở dạng bột khô hay dạng lỏng. Bột khô mà ghi có vi khuẩn nitrat hóa mật độ cao thì nên hỏi lại nhà sản xuất về cách giữ cho vi khuẩn sống.
• Chủng vi khuẩn có hợp độ mặn ao mình không. Chủng nước ngọt khó sống trong ao lợ mặn, và ngược lại.

Kể cả khi chế phẩm có vi khuẩn nitrat hóa thật, chúng cũng chưa chắc trụ lại được trong ao. Nghiên cứu trên bể nuôi nước ngọt cho thấy bể được bổ sung chế phẩm chứa Nitrobacter không ghi nhận Nitrobacter phát triển. Thay vào đó, bể hình thành quần thể vi khuẩn giống Nitrospira có sẵn, và chính nhóm này gắn với thời điểm nitrit bắt đầu giảm (Theo nghiên cứu của Tiến sĩ Hovanec). Nói cách khác, ở nhiều ao, việc chuyển nitrit thành nitrat do Nitrospira gánh nhiều hơn là Nitrobacter như sách vở vẫn viết.

Green Bio nói rõ điều này với người nuôi. Các chế phẩm vi sinh hiện có của chúng tôi dùng chủng Bacillus, men và enzyme, không chứa Nitrosomonas hay Nitrobacter. Vai trò của chúng là giảm lượng hữu cơ và đạm đổ về ao, để vi khuẩn nitrat hóa bớt quá tải, chứ không thay thế được vi khuẩn nitrat hóa. Bacillus làm được gì và không làm được gì có trong bài Bacillus subtilis trong nuôi trồng thủy sản.

Làm sao để vi khuẩn sẵn có trong ao làm việc lại?

Vi khuẩn nitrat hóa luôn có sẵn trong nước cấp, bùn và thành ao. Việc của người nuôi là tạo điều kiện cho chúng sống khỏe, và đừng để lượng đạm vượt sức chúng. Mỗi tình huống có cách làm khác nhau.

Ao mới thả giống thì cần làm gì?

Đầu vụ, Nitrobacter còn thưa. Ao cần thời gian để lớp vi khuẩn bám hình thành.

• Tăng lượng thức ăn từ từ theo sức ăn thật của tôm cá. Không đẩy lượng thức ăn lên nhanh trong 2-3 tuần đầu.
• Giữ kiềm và oxy ổn định ngay từ đầu, không đợi NO2 lên mới lo. Phần chuẩn bị ao có trong bài quy trình cải tạo ao nuôi tôm.
• Ao đã gây màu nước và thả giống rồi thì không diệt khuẩn lại toàn ao, trừ khi có dịch bệnh cần xử lý.

Ao vừa xử lý hóa chất thì cứu thế nào?

Đây là lúc vi khuẩn nitrat hóa vừa bị đánh ngã. Người nuôi ưu tiên theo thứ tự:

• Giảm thức ăn vài ngày và kiểm soát pH chiều để hạ NH3, giúp Nitrobacter làm việc lại.
• Tăng quạt để giữ oxy cả ban đêm.
• Đo kiềm, thấp thì bù.
• Đánh vi sinh phân hủy hữu cơ để giảm lượng đạm đổ về ao. Không tạt thêm hóa chất “hạ NO2”.

Ao giữa vụ đáy nặng thì giảm tải ra sao?

Lúc này lượng đạm đã vượt sức của vi khuẩn nitrat hóa. Cần giảm lượng đạm đổ về ao.

Nhóm vi khuẩn phân hủy hữu cơ như Bacillus có thể gánh bớt một phần việc. Chúng phân hủy mùn bã, và khi được cấp thêm đường thì giữ một phần đạm lại trong chính cơ thể chúng. Phần đạm này không đi qua nitrit, nên Nitrobacter bớt quá tải.

Bio Enzym của Green Bio hợp với bước này. Sản phẩm chứa Bacillus subtilis kèm enzyme protease, giúp phân giải phần đạm trong thức ăn thừa và mùn đáy. Liều định kỳ là 250 g cho 5.000 m³ nước, 7-10 ngày một lần. Ao ít thay nước dùng 250 g cho 2.000 m³, 7 ngày một lần. Muốn vi sinh khỏe hơn, người nuôi ủ 250 g với 5 lít mật đường và 20 lít nước sạch, sục khí 8-12 giờ, rồi tạt vào buổi sáng khi quạt đang chạy. Không dùng Bio Enzym trong vòng 24 giờ trước và sau khi dùng hóa chất diệt khuẩn.

Riêng mật đường, người nuôi cần nhớ một điều. Mật đường nuôi vi khuẩn phân hủy hữu cơ, không nuôi Nitrosomonas hay Nitrobacter. Tạt quá nhiều thì nhóm phân hủy hữu cơ bùng lên, giành oxy và chỗ bám của vi khuẩn nitrat hóa, lại dễ làm tụt oxy ban đêm. Dùng mật đường ở liều vừa phải và theo dõi oxy.

Người nuôi hỏi gì về Nitrosomonas và Nitrobacter?

Kết luận

Nitrobacter và Nitrosomonas là hai nhóm vi khuẩn chuyển khí độc đạm thành nitrat trong ao. Chúng lớn chậm, cần nhiều oxy và kiềm, và rất dễ bị hóa chất đánh ngã. Phần lớn những ao NO2 tăng mãi không phải do thiếu vi khuẩn, mà do vi khuẩn sẵn có đang bị NH3, kiềm thấp, thiếu oxy hoặc hóa chất kìm lại. Giữ cho vi khuẩn bản địa làm việc, kết hợp giảm tải đạm bằng vi sinh phân hủy hữu cơ, bền hơn nhiều so với mua thêm chế phẩm mà không rõ bên trong có gì.

Nếu ao đang bị NO2 hoặc NH3 kéo dài, người nuôi gọi Hotline 0982 266 640 và gửi cho kỹ sư Green Bio các số đo NH3, NO2, pH sáng và chiều, kiềm, thể tích ao cùng những lần xử lý hóa chất gần đây. Kỹ sư sẽ xác định khâu nào đang tắc và tính liều theo thể tích ao thực tế. Sản phẩm xử lý nước có tại danh mục chế phẩm xử lý nước ao tôm.