Tầm quan trọng của sắt trong nuôi trồng thủy sản

Mặc dù sắt rất cần thiết cho các hệ thống nuôi thủy sản nhưng chúng cũng là yếu tố hạn chế sự phát triển của thực vật thủy sinh, đặc biệt là ở các vùng nước trong vắt có ít chất hữu cơ hòa tan.

Tầm quan trọng của sắt trong nuôi trồng thủy sản

Sắt là nguyên tố quan trọng cho vi khuẩn, thực vật và động vật. Nhiều enzyme quan trọng trong chuyển hóa năng lượng có chứa sắt. Sắt cũng là thành phần chính của hemoglobin trong tế bào máu tham gia vào quá trình vận chuyển oxy của động vật có xương sống, một số động vật không xương sống. Sắt cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp của thực vật, vì thế sắt là nguyên tố cực kỳ thiết yếu trong nuôi trồng thủy sản.

Sắt là nguyên tố phổ biến thứ tư trong lớp vỏ trái đất, nhưng sự hiện diện của sắt trong nước mặt và đại dương là rất thấp. Lý do là phần lớn sắt nằm dưới dạng khoáng sắt không tan. Các nguồn sắt chính thường ở dạng oxyt như hematite, magnetite, nhưng đất chứa dạng sắt khác là các oxyt sắt và hydroxide.

Độ hòa tan và nồng độ

Trong nước có chứa oxy hòa tan, độ hòa tan của sắt chịu ảnh hưởng bởi pH. Hàm lượng sắt hóa trị 3 sẽ hiếm khi vượt quá 2 mg/lit trừ khi độ pH thấp hơn 4. Tuy nhiên, trong nước ngọt, sắt có thể đạt mức 1 mg/lit vì sắt hình thành các hydroxyt, ngoài ra chúng cũng tạo thành phức hợp tan với chất hữu cơ hòa tan (chelate sắt).

Mặc dù sắt rất cần thiết cho các hệ thống nuôi thủy sản nhưng chúng cũng là yếu tố hạn chế sự phát triển của thực vật thủy sinh, đặc biệt là ở các vùng nước trong vắt có ít chất hữu cơ hòa tan.

Trong nước biển hàm lượng sắt thường thấp.

Trong ao nuôi

Bổ sung sắt thường rất phổ biến trong các ao nuôi thủy sản nước mặn thông qua hình thức bổ sung chelate sắt như chelate sắt với acid citric, EDTA…

Sắt chuyển sang dạng hóa trị 2 (sắt màu) trong nguồn nước cạn kiệt oxy (thiếu oxy) chẳng hạn như nước ngầm không có oxy hòa tan thì hàm lượng sắt màu có thể lên đến 20 mg/lit. Khi tiếp xúc oxy, sắt chuyển thành dạng hóa trị 3, thường ở dạng kết tủa hydroxyt sắt. Trong các ao nuôi dùng nước ngầm, sắt có thể kết tủa và lắng xuống đáy ao.

Với các ao nuôi không có hệ thống sục khí hoặc có sự phân tầng nhiệt độ, hàm lượng sắt cao sẽ tập trung ở nền đáy ao. Trong trường hợp đó, hàm lượng oxy trong ao có thể bị suy kiệt nhanh chóng vì oxy hòa tan sẽ tham gia vào quá trình phản ứng oxy hóa sắt khi mà sự phân tầng nhiệt bị phá hủy.

Trong các ao nuôi thủy sản thâm canh, nếu nước ao chứa hàm lượng sắt cao, sắt có thể kết tủa thông qua quá trình hydroxyt hóa và gây tác động đến sức khỏe tôm cá như bám chặt xung quanh trứng thủy sản, hoặc làm tắc nghẽn mang tôm cá.

Nước từ các giếng có hàm lượng sắt cao có thể thực hiện loại bỏ sắt bằng cách cho nó chảy qua một giàn mưa (phương pháp khử sắt bằng cách làm thoáng nước), nhưng cách loại bỏ sắt nhanh nhất là bằng cách dùng lọc cát.

Hình 1 - Giàn mưa khử sắt

Ao tôm trên vùng đất phèn tiềm tàng (trầm tích sắt) có pH thường thấp. Tập tính đào bới lớn đáy ao của tôm sú có thể làm cho phèn sắt ảnh hưởng đến mang, phụ bộ và cả những vệt sắt bám trên thân tôm làm ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như giá trị thị trường.

Đất phèn

Ao tôm có hàm lượng sắt cao trong đất, chúng thường biểu hiện bằng một lớp đất màu đỏ trên đáy ao khi ao được tháo cạn, phơi khô.

Với những ao nuôi có nhiều trầm tích sắt với và hàm lượng hữu cơ cao luôn có hàm lượng oxy thấp, H₂S có thể hình thành nhiều hơn và vi khuẩn hiếu khí có lợi cũng suy giảm đáng kể. Sự hình thành sulfide từ sắt và sulfate cũng làm giảm lượng vi khuẩn tiêu thụ oxy từ các hợp chất oxyt sắt và sulfate.

Hình 2 - Đất phèn

Đất phèn có thể được xác định theo nhiều cách. Độ pH của đất phèn có thể không thấp hơn 5 hoặc 6 khi ẩm ướt, nhưng sau khi sấy khô vài ngày, độ pH của đất có thể giảm xuống còn 2 hoặc 3.

Một cách khác để phát hiện đất phèn là để xử lý nó với 10% hydrogen peroxide (oxy già). Peroxit sẽ oxy hóa pyrit gây ra phản ứng mạnh với sự phóng thích rất nhiều bọt khí vào dung dịch. Đây là một thử nghiệm thực địa nhanh chóng đối với đất phèn. Đất phèn cũng thường có nồng độ tổng lưu huỳnh trên 1% hoặc có thể lớn hơn nữa, vì vậy phân tích hàm lượng lưu huỳnh trong đất cũng có thể giúp xác định đất phèn.

Nguồn: Claude E. Boyd, Ph.D., The importance of iron in aquaculture Systems, Animal Health & Welfare (/advocate/category/animal-health-welfare)

Lược dịch: KS. Nguyễn Thành Quang Thuận – VPAS JSC