Cải tạo và quản lý ao tôm trong vùng đất phèn

CHUỖI CUNG ỨNG VINHTHINH BIOSTADT HƯỚNG ĐẾN PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

ESOMAX - HOẠT CHẤT TINH DẦU KHÁNG SINH - GIẢI PHÁP KIỂM SOÁT BỆNH GAN TỤY VÀ PHÂN TRẮNG

Wokozim đã được sử dụng trên 40 loại cây trồng và hơn 20 quốc gia trên thế giới

Liên doanh giữa Vinhthinh & tập đoàn Biostadt -Ấn Độ

Công ty thành viên

Trang chủThông tin kỹ thuậtNUÔI TÔM SÚ, THẺQuản lý chất lượng nướcCải tạo và quản lý ao tôm trong vùng đất phèn - Các vấn đề quan trọng

Cải tạo và quản lý ao tôm trong vùng đất phèn - Các vấn đề quan trọng

Việc mở rộng nhanh chóng diện tích nuôi tôm đã dẫn đến việc mở rộng khai đào lượng trầm tích ven biển có chứa pyrit (FeS₂). Khi bị oxy hóa, trầm tích pyrit phát triển thành đất phèn (ASS), có đặc tính axít, nồng độ cao sulfat và kim loại độc cao (Golez 1995). Đất phèn làm giảm chất lượng nước trong ao nuôi tôm, nước ngầm, các lạch và cửa sông gần đó. Do đó, đất phèn có ảnh hưởng xấu đến sản xuất tôm (Simpson và Pedini 1985; Singh 1985), giảm giá trị bảo tồn, giải trí và thương mại của các cửa sông (Sammut et al. 1995). Các ao nuôi tôm nhiễm phèn chua thường bị bỏ hoang, dẫn đến ‘nuôi trồng thủy sản chuyển dịch” (“shifting aquacuture”) và tăng áp lực đối với tài nguyên đất và nước. Theo thực tiễn hiện tại, việc sản xuất tôm trong ao chịu ảnh hưởng từ đất phèn không thể bền vững. Nếu không được cải tạo và quản lý, ao nuôi tôm nhiễm phèn chua cũng sẽ trở thành nguồn ô nhiễm lâu dài cho các khu vực ngoại vi. Tầm quan trọng của đất phèn trong sản xuất tôm thường bị bỏ qua và các tác động đến kinh tế xã hội và môi trường liên quan không được công nhận rộng rãi. Tài liệu này sẽ thảo luận ngắn gọn về tác động của đất phèn, một số phương pháp đã được sử dụng để cải thiện và quản lý các ao bị ảnh hưởng, và xác định các khu vực nghiên cứu trọng điểm.

Đất phèn

Tổng quan về đất phèn tiềm tàng

Pyrit hình thành khi vi khuẩn làm giảm sulfate (từ nước biển) thành sunphua với sự hiện diện của sắt và phân hủy thảm thực vật. Những điều kiện này phổ biến trong đầm lầy nước mặn, rừng ngập mặn và các vùng đầm lầy cửa sông khác. Pyrit được hình thành trong nhiều giai đoạn và quá trình tổng thể có thể được tóm tắt như thể hiện trong phương trình (1).

Đất phèn tiềm tàng (PASS) là các trầm tích mang pyrit có khả năng oxy hóa và tạo ra axit sulfuric khi tiếp xúc với oxy. Mặc dù PASS thường xuất hiện trong rừng ngập mặn và các bãi triều khác, nhưng chúng cũng có thể xuất hiện trong các cảnh quan siêu triều cường do chôn lấp bởi phù sa và sự lấp đầy của các cửa sông theo Holocene Stillstand khoảng 6.500 năm trước. Trong một số trường hợp, các lớp PASS có thể xuất hiện trong các cảnh quan có độ cao bề mặt mặt đất cao hơn 5 m so với mực nước biển (White et al. 1995).

Nồng độ pyrit khác nhau giữa các loại trầm tích và có xu hướng cao nhất trong đất sét (lên tới 15% w/ w). Trong đất cát, ngay cả nồng độ pyrit rất thấp (<0,1% w/ w) có thể gây ra sự axit hóa nghiêm trọng và nhanh chóng do khả năng trung hòa axit thấp của trầm tích (White et al. 1995).

Hình thành đất phèn hoạt động

PASS có thể oxy hóa trong điều kiện tự nhiên khi mực nước giảm xuống dưới mức bề mặt của vùng pyrit. Ở châu Á, điều này có thể xảy ra trong các mùa khô kéo dài. Tuy nhiên, việc khai đào và thoát nước của PASS làm tăng đáng kể sự tiếp xúc của pyrit và tạo ra nhiều axit hơn trong điều kiện tự nhiên (Sammut et al. 1996). Khi bị oxy hóa, trầm tích pyrit có độ pH nhỏ hơn 3.5, gia tăng nồng độ sulfat, và xuất hiện jarosite [KFe₃(SO₄)(OH)₆], goethit [α-FeOOH] và haematit [α- Fe2O3]. Axit này vận chuyển sắt, nhôm, mangan và các kim loại khác đến nồng độ thường gây hại cho thực vật (White et al. 1995).

Quá trình oxy Pyrit hóa xảy ra ở nhiều giai đoạn nhưng quá trình tổng thể có thể được thể hiện như đưa ra trong phương trình (2).
Một khi bị oxy hóa, một lớp đất phèn hoạt động (AASS) được hình thành và thường chồng lên một lớp PASS. Trầm tích Pyrit thường được gọi là đất phèn cho dù có bị oxy hóa hay không (White et al. 1995).

Tác động thực địa của đất phèn

Điều kiện ao nuôi

Axit sinh ra do quá trình oxy hóa PASS có thể xâm nhập vào ao nuôi tôm bằng nhiều cách. Những con đê được hình thành từ PASS sẽ oxy hóa và cung cấp axit thông qua tiếp xúc trực tiếp với nước ao và nước xả ra khỏi đê. Khi mực nước ao thấp hơn mực nước ngầm lân cận, nước có tính phèn từ khu dự trữ nước ngầm lân cận sẽ vào ao. Trong giai đoạn mùa khô, đáy ao sẽ oxy hóa và tạo phèn cho ao trong quá trình lắp đầy. Ở mức độ thấp hơn, phèn có thể xâm nhập vào ao từ quá trình axit hóa từ đất phèn gần đó, đặc biệt là trong các khu vực thường bị tác động và thoát nước nhiều như có thể nhận thấy ở các vùng cửa sông ngập nước của Úc (Sam-mut et al. 1996). Các ao nhiễm phèn thường rất rõ ràng (<3 NTU - Đơn vị đo độ đục khuếch tán) do sự kết tụ các trầm tích lơ lửng do nhôm gây ra. Điều này có thể dẫn đến tăng nhiệt độ nước (Sammut et al. 1994). Sắt được vận chuyển bởi axit có thể kết tủa khi độ pH tăng lên trên 4 (Simpson và Pedini 1985), tạo lớp phủ ao (Sammut và Mohan 1996).

Trong quá trình oxy hóa, trầm tích pyrit bị thay đổi về mặt hóa học và vật lý. Các trầm tích oxy hóa có thể co lại khi làm khô nhưng không bị phồng trở lại thể tích ban đầu khi được tái tạo lại (White et al. 1995). Hiện tượng co lại gây sụt lún đất, nứt tường đê và đáy ao, rò rỉ nước ao, nhiễm mặn thông qua xâm nhập dưới mặt nước biển và tăng xói mòn (Poernomo 1992; Sammut và Mohan 1996).

Sức khỏe tôm

Sản lượng tôm ở đất phèn có thể bị ảnh hưởng do các tác động gây chết hoặc nhẹ hơn (gần gây chết) là ảnh hưởng đến sức khỏe của tôm. Những thay đổi đột ngột về pH có thể gây chết hàng loạt do gây hại đến khe mang từ nhôm, sắt và tác động trực tiếp của axit (Simpson và Pedini 1985). Về các sinh vật dưới nước, các sản phẩm của quá trình oxy hóa pyrit gây ra phản ứng tổng hợp và tắc nghẽn các lá mang cũng như tạo ra chất nhờn dư thừa làm giảm điều hòa áp suất thẩm thấu và sự hấp thu oxy(Singh và Poernomo 1984; Sammut et al. 1995).

Trong điều kiện gần gây chết, nước nhiễm phèn có thể gây ra ‘hội chứng mềm vỏ’ hoặc ‘bệnh không thay vỏ’. Nguyên nhân gây ra những bệnh này là do mất canxi từ vỏ tôm và mất độ kiềm trong quá trình trung hòa axit (Simpson và Pedini 1985). Tỷ lệ tăng trưởng kém cũng đã được báo cáo từ các ao nuôi tôm trong đất phèn (Neue và Singh 1984; Simpson và Pedini 1985; Lin 1986).

Tác động ngoài khu vực đất phèn

Trong thời tiết ẩm ướt và khi nước được thải ra từ các ao nhiễm phèn, phèn có thể đi vào các vùng nước cửa sông. Trong nhiều trường hợp, việc thải ra phèn từ các trang trại nuôi tôm đơn lẻ chỉ có thể ảnh hưởng đến các nhánh sông thủy triều. Tuy nhiên, khu vực nước ngầm cũng bị nhiễm phèn, nhiều kilômét nước cửa sông có thể bị ảnh hưởng (Sammut et al. 1996). Ở những nơi có farm tôm thì vấn đề chủ đạo như sử dụng đất chủ yếu, axit hóa nước ngầm và nhiễm mặn là những vấn đề then chốt (Jayasinghe 1994) chưa được theo dõi đầy đủ trong nhiều nghiên cứu tác động môi trường.

Các tác động bên ngoài của quá trình axit hóa bao gồm chết hàng loạt của sinh vật có mang, thiệt hại về cỏ biển, môi trường sống bị suy thoái, cộng đồng sinh vật phù du bị thay đổi và mất diện tích sinh sản và diện tích sinh sống của con non (Sammut et al.1995). Đất bị xói mòn từ các tuyến đê bị axit hóa có thể tạo ra nhiều bùn, làm thay đổi môi trường sống và làm thay đổi thủy văn và thủy lực học cửa sông. Các tác động tiềm tàng khác của nước phèn chua bao gồm nhiệt độ nước cao hơn, tăng cường sự xâm nhập của tia cực tím B, sự xâm nhập của các đường nước đến các thực vật dưới nước chịu axit và các hàng rào hóa học đối với sự di chuyển nơi sinh sống của cá (Sammut et al. 1994, 1995).

Các phương thức quản lý hiện tại

Đã có các nghiên cứu cụ thể cấp quốc gia về cải thiện và quản lý đất phèn trong thập kỷ qua (ví dụ: Singh 1982, 1985; Tan 1983; Simpson và Pedini 1985; Singh et al. 1988; Poernomo 1992). Các phương pháp quản lý hiện tại có thể được nhóm lại thành các lĩnh vực sau đây.

Trung hòa hóa học

Phương pháp phổ biến nhất là ứng dụng vôi, dolomit, canxit hoặc magnesit (Tan 1983; Simpson và Pedini 1985; Golez 1995). Trung hòa về hóa học có lợi ích hạn chế do axit thường xuyên được vận chuyển vào trong ao, do đó làm suy giảm các chất trung hòa. Có thể cần đến 90 tấn vôi / ha để xử lý đất bị nhiễm phèn nặng (Tan 1983). Vôi được sử dụng trên đáy ao, đê và kênh đào ao nuôi (Neue và Singh 1984). Một số thành công đã đạt được trong việc trung hòa và giải độc nước nhiễm phèn bằng cách sử dụng bùn ép lọc, phân bón, tro vỏ trấu và chất thải hữu cơ (Tan 1983; Neue và Singh 1984).

Tiêu chí lựa chọn địa điểm

Việc xác định PASS giúp đưa ra các quyết định về việc đất đai có nên được phát triển hay không và nếu có thì cần có phương pháp quản lý phèn chua nào (Poer- nomo 1992).

Quản lý nước

Nước biển thường được sử dụng để trung hòa, pha loãng và loại bỏ khối chất axit và sắt. Tuy nhiên, lượng axít do đất phèn tạo ra có thể vượt quá khả năng trung hòa axit của nước biển. Ví dụ, cần có 150 lần trao đổi nước biển để trung hòa mỗi 10 cm đất phèn trong 1 ha bằng một ao nuôi tôm sâu 1 m (Simpson và Pedini 1985). Số lượng trao đổi cao như vậy có thể không thực tế và có thể làm tăng nguy cơ xuất hiện thêm các tác nhân gây bệnh và dẫn đến mất chất dinh dưỡng. Quản lý mực nước cũng được sử dụng để duy trì độ dốc thủy lực hướng về đê do đó hạn chế sự dịch chuyển phèn vào ao (Kungvankij et al. 1990).

Oxy hóa bắt buộc và khử kiềm

Phương pháp này hoạt động trên nguyên tắc thành phần có thể oxy hóa của môi trường ao có thể buộc oxy hóa trong giai đoạn mùa khô và sau đó axit được trung hòa và loại bỏ bằng cách xả ra ngoài. Phương pháp này là không thực tế đối với trầm tích có nồng độ pyrit cao và có thể dẫn đến suy giảm cấu trúc đất.

Phủ kín, nén và lót

Laterit nén đôi khi được sử dụng để tạo ra một rào cản giữa đất phèn và nước ao và cũng để giảm tiếp xúc dòng chảy với đất phèn. Lực nén của đê thường không thành công vì nó không được thực hiện đúng cách (Kungvankij et al. 1990). Lót nhựa cũng đã được sử dụng nhưng có thể tốn kém.

Mặc dù có nhiều những nghiên cứu trước đây, nhưng vấn đề với đất phèn vẫn xảy ra và PASS vẫn được khai đào và phát triển tràn lang với kỳ vọng sản lượng tôm sẽ cao. Tại Úc, một số ruộng tôm đang bị đe dọa bởi đất phèn từ những vùng phát triển gần đó và các khu vực cửa sông xả thải hiện tại (Sammut và Mohan 1996).

Khu vực nghiên cứu

Tiêu chí lựa chọn địa điểm được sửa đổi

Mặc dù vẫn có các tiêu chí lựa chọn địa điểm, nhưng những tiêu chí này lại có xu hướng cụ thể theo từng quốc gia và không công nhận tất cả các loại trầm tích và cảnh quan chứa pyrit. Tiêu chí lựa chọn vị trí hiệu quả nên kết hợp các chỉ số trường pyrit như đặc điểm đất, cộng đồng thực vật, tiêu chí độ cao và thủy văn, cũng như phương pháp khảo sát đất, nguyên tắc địa mạo, phân tích mẫu đơn giản nhưng hiệu quả và ước tính rõ ràng và chính xác về khả năng tạo ra phèn thuần của các trầm tích. Tiêu chí lựa chọn địa điểm nên có hệ thống và lặp lại. Tiêu chuẩn lựa chọn địa điểm chính xác giúp: tránh các khu vực có khả năng tiềm ẩn; lựa chọn phương pháp quản lý đất phèn nếu nồng độ pyrit thấp và có thể xử lý được; và đánh giá tác động môi trường chính xác hơn. Tầm quan trọng của quốc gia và khu vực là việc lập bản đồ chính xác các trầm tích pyrit đã thực hiện tại Úc (Naylor et al. 1995) và Sri Lanka (Jayasinghe 1994).

Loại bỏ pyrit

Ngành công nghiệp khai thác mỏ đã giảm thiểu tác động của quá trình oxy hóa pyrit bằng cách giảm hoặc loại bỏ pyrit khỏi trầm tích. Tách thủy lực pyrit từ trầm tích ven biển dành cho phát triển đã có một số thành công khi sử dụng xoáy thủy lực (Bowman 1993). Pyrit cũng có thể được phân tách bằng cách lắng trầm tích. Ngoài ra, có một số cách tiềm năng khác như sử dụng thuốc diệt khuẩn để loại bỏ hoặc giảm vi khuẩn oxy hóa. Trong một số loại đất, quá trình oxy hóa bắt buộc và lọc kiềm pyrit có thể loại bỏ hoặc giảm độ phèn xuống nồng độ có thể quản lý được (White et al. 1995). Khả năng thực hiện của những phương pháp này và các phương pháp khử và loại bỏ pyrit tương tự chưa được đánh giá một cách chặt chẽ đối với nuôi tôm. Tuy nhiên, chúng không có hiệu quả về chi phí cho hầu hết các hoạt động.

Trung hòa axit

Các phương pháp làm tăng việc sử dụng vôi và xả nước biển cần được đánh giá. Cần có các nghiên cứu để xác định phương pháp hoặc kết hợp các phương pháp nào là phù hợp nhất với các loại đất khác nhau và mục đích sử dụng của các ao. Xử lý sinh học đất phèn bằng tảo và ảnh hưởng của các vùng tái lũ bị nhiễm phèn rộng cũng là những khu vực nghiên cứu quan trọng. Có rất ít dữ liệu về tác động của lũ lụt lâu dài đối với đất phèn, đặc biệt là những thay đổi về hóa học và cấu trúc đất.

Cải thiện quản lý nước

Có thể cải thiện các chiến lược quản lý nước để hạn chế quá trình oxy hóa pyrit, sự di chuyển các sản phẩm oxit hóa, trung hòa và pha loãng axit, giảm lượng sắt và nhôm. Quản lý nước bổ sung cho các phương pháp ngăn ngừa hoặc cải thiện quá trình axit hóa khác nhưng phải xem xét các vấn đề kiểm soát dịch bệnh, cung cấp dinh dưỡng và chi phí.

Sử dụng đất thay thế

Trong trường hợp ao không thể được cải tạo để nuôi tôm bền vững, thì việc sử dụng chúng để đánh bắt cá hoặc phục hồi cho các mục đích sử dụng đất khác cần được xem xét (Neue và Singh 1984). Cần có các phương pháp định hình lại đất bị suy thoái để giảm thiểu xói mòn và tạo các sản phẩm oxy hóa để bảo vệ các khu vực bên ngoài và cải thiện chất lượng của các ruộng nuôi tôm cũ. Việc sử dụng đất thay thế bao gồm rừng tràm, rừng ngập mặn, cây trồng chịu axít và đất ngập nước nhân tạo. Sự thành công của việc sử dụng đất thay thế dựa vào khả năng chịu acit của thực vật được lựa chọn, ảnh hưởng của việc sử dụng đất đối với việc tạo ra các axit tồn dư, khả năng tiềm tàng của pyrit để giữ cho quá trình ôxi hóa ngay cả khi bị tái lũ và chi phí đào đắp, tái canh.

Phủ kín và lót

Cần nghiên cứu thêm về tính hiệu quả và tính khả thi của công tác phủ kín hoặc lót đất phèn. Những phương pháp này có thể làm giảm di chuyển các sản phẩm oxy hóa nhưng có thể gây nên các vấn đề quản lý ao khác.

Kết luận

Nhu cầu về đất và tài nguyên nước sẽ gia tăng cùng với sự mở rộng ngành tôm ở châu Á. Chi phí xã hội, kinh tế và môi trường gắn liền với sự phát triển của đất phèn sẽ ngày càng cao và bền bỉ, nếu như đất phèn không được cải thiện và quản lý hiệu quả. Nền tảng của quản lý là sự cần thiết phải nghiên cứu ứng dụng nhiều hơn và theo dõi dài hạn các địa điểm được quản lý. Công nghệ mới để quản lý đất phèn cần phải được thử nghiệm cho ao nuôi tôm, và các quy trình tiêu chuẩn cho việc ngừng hoạt động ao nuôi không hiệu quả là rất cần thiết. Nếu không có các nguyên tắc thích hợp về quản lý đất đai, giáo dục, nhận thức và kiểm soát chặt chẽ hơn đối với phát triển, thì ‘nuôi trồng thủy sản chuyển dịch’ sẽ tiếp tục là một vấn đề tồn tại.

Lời cảm ơn

Tác giả xin cảm ơn Chương trình Thủy sản của Trung Tâm Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc tế Australia (ACIAR) đã tham dự hội thảo và tài trợ cho nghiên cứu liên quan đến tài liệu này.

Nguồn: Jesmond Sammut, Amelioration and Management of Shrimp Ponds in Acid Sulfate Soils: Key Researchable Issues.

Người dịch: KS. Võ Thị Thu Hà - Công ty Vinhthinh Biostadt

Trở về