Các phương pháp trồng rong sụn Kappaphycus và Eucheuma

LTS. Bài dưới đây được trích từ Chương 4 của quyển sách chuyên khảo Tropical seaweed farming trends, problems and opportunities – Focus on Kappaphycus and Eucheuma of commerce, do nhà xuất bản Springer ấn hành. Hiệp hội Nuôi biển Việt Nam đang tổ chức dịch và xuất bản. Xin giới thiệu cùng bạn đọc.

Các loài rong phổ biến nhất được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới là rong Sụn (Kappaphycus alvarezii hay K. cottonii), rong Sú (Kappaphycus striatum), rong Sụn gai (Eucheuma) hay còn gọi là rong Hồng vân. Các loài rong sụn chủ yếu được trồng trên thế giới được giới thiệu trên các Hình 1 – 6.

Các hệ thống trồng rong sụn

Các kỹ thuật canh tác khác nhau được các quốc gia áp dụng cho các vùng biển nông (5 m khi triều thấp nhất). Chúng thay đổi từ các mô hình đơn giản, như cố định cách đáy (FOB – fixed-off-bottom) và bè đơn căng dây treo (SRLL – single raft long-line) ở vùng nước nông, đến dạng dây đu tự do (FS – free swing), dây treo dài (HLL – hanging long-line) và các cấu trúc phức tạp như bè phức hợp dây treo dài (MRLL – multiple-raft, long-line), mạng nhện (SW – spider web), dây treo hình tam giác (THLL – triangular hanging long-line), túi lưới hình ống (TNB – basket net bag), túi lưới dạng rổ (BNB – basket net bag) và bè bát giác (OR – octagonal rafts).

Bảng 4.3. Các loài rong sụn khác nhau được trồng trên thế giới và các kỹ thuật nuôi tương ứng

Ka – Kappaphycus alvarezii; Ks – Kappaphycus striatus; Ed – Eucheuma denticulatum

FOB – Cố định cách đáy, SFR – Bè đơn, HLL – Dây treo dài, MRLL – Bè phức hợp dây treo dài, FS – Dây treo tự do, TNB – Túi lưới hình ống, B/NB – Giỏ lưới treo, OR – Bè đa giác.

Trồng rong sụn Kappaphycus theo phương pháp FOB là kỹ thuật đơn giản nhất và truyền thống nhất và đã được thực hành kể từ khi trồng rong sụn lần đầu tiên được đưa vào Philippines đầu những năm 1970. Ngư dân sử dụng các rổ, sảo dẹt hoặc dây polyetylen làm dây treo, với các sợi cước mềm để buộc các cành hoặc đoạn rong giống vào dây; cọc gỗ đóng chặt vào lớp đất cát, bùn dùng để buộc căng hai đầu dây giềng canh tác. Dù phương pháp này vẫn được sử dụng rộng rãi, trong những năm qua, nhiều cải tiến đã được thực hiện để tăng khả năng chống chịu thời tiết xấu và tuổi bền của kết cấu. Riêng đối với các kết cấu nổi, ống PVC hoặc HDPE đã được sử dụng để thay thế cho cây tre, còn dây kuralon thay cho dây cước nhựa không bền vững.

Các kỹ thuật canh tác đã được Hurtado và cộng sự (2008); Hayashi và cộng sự (2010); Hurtado và cộng sự (2014); Reis và cộng sự (2015) mô tả và báo cáo chi tiết. Điều đáng ngạc nhiên là phải mất nhiều thời gian đến thế để có những đổi mới trong kỹ thuật trồng rong sụn. Trong chương này chỉ ưu tiên trình bày chi tiết hơn những kỹ thuật canh tác mới.

Vào giữa thập niên 2000 phương pháp trồng rong sụn K. alvarezii trong giỏ đã được giới thiệu tại Semporna, bang Sabah, Malaysia nhằm giảm thiểu hiện tượng các loài cá biển cũng như rùa biển ăn mất rong. Loại hình trồng rong này chưa được ngư dân áp dụng rộng rãi Do chi phí đầu tư cao và tốn nhân công làm sạch và loại bỏ các động vật bám, đặc biệt là các loài rong biển (như K. lewanomont).

Phương pháp trồng rong buộc dây treo đang dần được thay thế bằng phương pháp trồng trong lưới hình ống (Góes và Reis 2011; Reis và cộng sự 2015). Chỉ riêng kỹ thuật này đã cho phép các trang trại tăng năng suất và quá trình trồng và thu hoạch trở nên dễ dàng hơn, đồng thời tạo cơ hội cho cơ giới hóa trong tương lai.

Ở bang Rio de Janeiro, Brazil, các túi lưới hình ống được tháo ra khỏi bè chính và được vận chuyển vào đất liền bằng thuyền kayak nhỏ, rồi xe tải đưa đến các cơ sở làm khô, ở đó rong được lấy ra khỏi các túi lưới. Một số người sử dụng bao lưới nylon lớn, với các vòng thép không gỉ đường kính tới 1 m. Sau khi cho rong giống vào, các bao lưới được cố định vào phao nổi và ngâm trong nước biển cho đến khi có thể thu hoạch cho hiệu quả và vận chuyển vào bến. Các bao lưới rong được cần cẩu đưa lên xe tải để vận chuyển đến cơ sở làm khô, nơi rong biển được lôi ra khỏi bao. Cần cẩu trên xe thường được trang bị cân để xác định khối lượng sinh khối rong tươi xuất bán.

Các bè nổi đang dần được điều chỉnh cho phù hợp hơn với từng vùng canh tác. Các chất liệu và thiết kế bè nổi khác nhau đã được thử nghiệm trên thế giới. Ở bang Santa Catarina, Brazil, những chiếc bè đầu tiên được sử dụng để trồng rong thử nghiệm sử dụng ống PVC. Tuy nhiên, người ta nhận ra rằng ống loại này cần được thay thế thường xuyên vì bị hư hại do dòng nước mạnh, khiến tăng chi phí sản xuất. Người ta đã thử nghiệm nhiều giải pháp thay thế cho ống PVC. Gần đây, đang thử nghiệm thiết kế gồm các dây đôi ràng xung quanh phao 18,7 lít với các đệm gỗ lót giữa các dây và phao được thiết kế đặc biệt.

Rồi loại phao này được cải tiến có dạng hình trụ dẹt: chiều dài 2,09 m, rộng 0,31 m và cao 0,17 m, có thể tích là 90 L và nặng 9 kg, chịu được dòng chảy lớn và tăng độ ổn định của bè. Kết quả của thử nghiệm là không cần sử dụng miếng đệm gỗ giữa các dây, vì chính chiếc phao đã đảm nhiệm chức năng này. Ngoài ra, với loại phao và giàn này, việc kết hợp với nuôi nhuyễn thể và cơ giới hóa trong tương lai sẽ dễ dàng hơn (Hayashi và cộng sự 2011, 2016; Santos và cộng sự 2016).

Tại Ấn Độ, CSIR-CSMCRI, kết hợp với Trung tâm Kỹ thuật Nghiên cứu Kết cấu (CSIR), đang tiến hành thử nghiệm thiết kế bè hình bát giác với nhiều độ nghiêng khác nhau. Thiết kế hình bát giác tạo ra một cấu trúc môđun có thể mở rộng, dễ lắp ráp và dễ neo buộc, đồng thời thêm dòng chảy tự do của nước biển, bổ sung nguồn cung cấp dinh dưỡng cho cây rong đang trồng trong bè. Việc duy trì các bè trồng rong ở tình trạng tốt, cũng như loại bỏ rong biển và bùn đất từ cây con, khiến các cấu trúc nàyhiệu quả hơn các bè phẳng thông thường. Hệ thống nổi và thiết kế bè cứng vững và chắc chắn cũng phù hợp hơn cho các địa điểm trồng ở vùng biển sâu.

Khối lượng và giá trị sản xuất bao gồm khối lượng xuất khẩu

Bốn quốc gia chiếm phần lớn sản lượng rong sụn trên thế giới được trồng vùng nhiệt đới đến cận nhiệt đới. Tại thời điểm viết bài (tháng 4/2017), các nhà sản xuất chính là: Indonesia, Philippines, Tanzania và Malaysia theo thứ tự giảm dần. Brazil có thể là một bổ sung thú vị cho danh sách này. Do thiếu thông tin đáng tin cậy về sản xuất ở các nước sản xuất nhỏ hơn, Bảng 4 trình bày các nước sản xuất chính.

Bảng 4. Các nước sản xuất chính rong sụn Kapppaphycus và Eucheuma

(theo thông tin có được, tháng 4/2017)

^a Porse and Rudolph 2016

^b Azhar 2016/DOF-Sabah

Các vấn đề và chiến lược bảo tồn và bền vững

Như với các lĩnh vực canh tác nông học khác, trồng rong rất cần quan tâm chú ý đến các loài địch hại và việc kiểm soát chúng. Tuy nhiên, một số vấn đề ngày càng trở nên phổ biến đối với tất cả các quốc gia sản xuất các loài rong sụn “cotonii” và “spinosum”, thường được trồng dưới dạng “độc canh”, không luân canh (Bảng 5).

Các vấn đề kỹ thuật liên quan đến biến đổi khí hậu và gia tăng nhiệt dộ nước mặt biển (Sea Surface Temperature – SST) cần quan tâm thực sự, chủ yếu là tỷ lệ các sinh vật biểu sinh và nội sinh, hiện vẫn chưa có giải pháp rõ ràng. Năng suất thấp của các dòng sinh sản vô tính cao, mật độ trồng quá mức, lấn chiếm rạn san hô và sử dụng cây rừng ngập mặn để làm cọc căng dây đều là những mối đe dọa đối với tính bền vững (Hurtado et al. 2015). Hình 9 là một số ví dụ về biểu sinh vĩ mô.

Leonardi và cộng sự (2006) đã phân loại năm (5) loại nhiễm trùng khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa vật chủ và biểu sinh ở cấp độ giải phẫu (Hình 10). Trong số năm loại “phá hoại”, Ceramium và Neosiphonia-Polysiphonia biểu sinh là những loài có hại nhất đối với vật chủ. Có báo cáo rằng Neosiphonia spp. (Critchley et al. 2004; Hurtado et al. 2006; Hurtado and Critchley 2006; Vairappan 2006, Vairappan et al. 2008; Pang et al. 2015; Ateweberhan et al. 2015) và Polysiphonia (Tsiresy và cs. 2016) gây ra tổn thất sinh khối và thu nhập do tăng trưởng quá mức và sự phân mảnh của rong. Do đó, một tỷ lệ cao của endophyte này trên thân rong sụn Kappaphycus đã đặt ra một vấn đề lớn trong việc tìm nguồn cung cấp rong giống sạch cho chu kỳ phát triển tiếp theo.

Việc thiếu kết nối thông tin giữa người sản xuất và doanh nhân đã làm ảnh hưởng đến việc mua bán rong biển khô. Giá mua rong tại trang trại bị biến động đáng kể, thiếu tiêu chí xác định. Tầng lớp nậu vựa trung gian quá dư thừa và sự thiếu hụt của lao động thu nhập thấp cũng góp phần vào vấn đề này. Mối liên kết yếu kém giữa nhà khoa học, chính phủ, với nhà sản xuất, nhà chế biến và các bên liên quan là nguyên nhân gây ra sự chậm trễ trong tiến độ giới thiệu công nghệ mới và tính bền vững (Hurtado 2016).

Cần phải có chiến lược mới và năng lực đổi mới để giải quyết những vấn đề này. Các kế hoạch hành động đang được xem xét và thực hiện được mô tả trong Bảng 4.6. Một trong những điểm quan trọng nhất là cần tăng cường các quan hệ gắn kết giữa nhà khoa học, nhà chế biến, nhà sản xuất (ngư dân) và chính phủ. Việc thúc đẩy mạng lưới quốc gia và quốc tế với sự hợp tác giữa các trung tâm sản xuất, không phải như đối thủ cạnh tranh, mà như đối tác, phát triển các phương thức canh tác và sinh kế tốt hơn, là cách tốt cho tất cả mọi người, giúp tìm ra giải pháp cho các vấn đề cụ thể của địa phương và toàn cầu. Việc áp dụng các nguyên tắc của nuôi trồng đa canh (IMTA) sẽ đa dạng hóa sản xuất, giúp cho người sản xuất tự chủ về kinh tế chỉ với một vụ sản xuất. Ngoài ra, sinh khối rong biển được tạo ra có thể đóng một vai trò quan trọng như một bộ lọc sinh học trong các hệ thống như vậy, giảm thiểu tác động của nước thải nuôi trồng thủy sản trong tự nhiên. Việc tìm kiếm các giá trị bổ sung khác cho các loài rong trồng cũng có thể cải thiện chuỗi kinh tế của những loài rong biển này.

Một trong những điểm quan trọng nhất là cần tăng cường mối quan hệ cần thiết giữa giới khoa học, các bên liên quan (nhà chế biến), nhà sản xuất (ngư dân) và chính phủ. Việc thúc đẩy mạng lưới quốc gia và quốc tế với sự hợp tác giữa các trung tâm sản xuất, không phải là đối thủ cạnh tranh, mà là các đối tác phát triển các phương tiện canh tác và sinh kế tốt hơn, như một giải pháp tốt hơn cho tất cả mọi người, sẽ giúp đưa ra các lời giải cho các vấn đề cụ thể của địa phương và toàn cầu. Việc áp dụng các nguyên tắc của nuôi trồng đa canh (IMTA) sẽ đa dạng hóa sản xuất, cũng như cung cấp cho các nhà sản xuất sự độc lập về kinh tế ngay trong mỗi vụ sản xuất. Ngoài ra, trong các hệ thống như vậy, sinh khối rong biển được tạo ra có thể đóng vai trò quan trọng như một bộ lọc sinh học, do đó giảm thiểu tác động của nước thải nuôi trồng thủy sản trong tự nhiên. Việc tìm kiếm các giá trị bổ sung khác cho các loài mục tiêu để canh tác cũng có thể cải thiện chuỗi kinh tế của những loài rong biển này (tham khảo Chương 12 về chuỗi giá trị trong sách này).

Để đảm bảo ngành trồng rong biển bền vững, cần áp dụng và thực hiện Quy tắc Thực hành Nuôi trồng Thủy sản Tốt nhất (BAqP). Các nguyên tắc hướng dẫn sau đây phải được áp dụng đầy đủ:

1. chỉ sử dụng chủng rong sinh trưởng nhanh, với kỹ thuật trồng thích hợp nhất, theo mùa, ở một khu vực nhất định,
2. sử dụng nhiều chủng rong kháng bệnh hơn,
3. tuân thủ nghiêm thời gian sinh trưởng 45-60 ngày, để ngăn chặn việc thu hoạch rong chưa trưởng thành với sản lượng và chất lượng carrageenan thấp (tức là trọng lượng phân tử thấp hơn),
4. sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường để làm các công trình hỗ trợ,
5. trồng ở những vùng bền vững về mặt sinh thái, tức là cách xa các thảm cỏ biển và rạn san hô.

Triển vọng tương lai

Tương lai của ngành công nghiệp trồng rong sụn nhiệt đới còn nhiều thách thức. Ở một số nơi, cây rong đã có dấu hiệu mất sức sống sau nhiều năm nhân giống sinh dưỡng liên tục từ cùng một dòng, do đó làm giảm năng suất. Có thể cung cấp các cây rong giống mới từ bào tử và phát triển từ công nghệ vi nhân giống (xem thêm chương Reddy và cộng sự) bằng cách sử dụng các kỹ thuật đã được sử dụng thành công cho các loài rong biển khác như: Undaria, Saccharina và Pyropia (Chen 2013). Việc bỏ trống các khu vực này để cho môi trường được nghỉ ngơi sau 2-3 năm trồng rong cần được cân nhắc để bổ sung hoặc cung cấp các chất dinh dưỡng mới cho các khu vực này.

Cần phải xem xét nghiêm túc việc phát triển và sản xuất các chủng rong mới, kháng bệnh và chống vi sinh vật biểu sinh (không thay đổi di truyền bằng cách chèn gen) để nâng cao năng suất và sản lượng. Đầu tư vào kỹ thuật và áp dụng cơ giới hóa sản xuất và thu hoạch là cần thiết để giảm bớt mức độ nặng nhọc và lao động thủ công và cải thiện năng suất. Các nguyên tắc đa canh hoặc nuôi trồng thủy sản đa canh tổng hợp (IMTA) cần được điều chỉnh cho các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới phù hợp với việc canh tác bền vững rong sụn Kappaphycus/Eucheuma và đồng thời để giữ môi trường biển cân bằng sinh thái. Việc áp dụng các nguyên tắc và phương pháp IMTA có thể giúp giảm thiểu các tác động tiêu cực hoặc tác động của biến đổi khí hậu do El Niño, La Niña, siêu bão, lốc xoáy hoặc lũ quét gây ra.

Lý tưởng nhất, có chương trình trồng rong chung của chính phủ các nước, phối hợp với viện nghiên cứu, khu vực tư nhân và các bên liên quan đảm bảo sản xuất trồng rong biển có trách nhiệm, bền vững (Cottier-Cook và cs, 2016). Cần thiết lập và thực hiện các phương pháp quản lý tốt nhất, hơn nữa được giảng dạy và phổ biến cho từng địa phương. Việc thành lập các trung tâm canh tác rong biển tiên tiến sẽ giúp ích cho vấn đề này. Ở những nơi đang hoặc sẽ đưa rong sụn Kappaphycus và Eucheuma vào trồng, các thủ tục kiểm dịch và giám sát môi trường phải được theo dõi và tuân thủ nghiêm ngặt để giảm khả năng xảy ra bất kỳ tác động xấu nào do việc đưa các loài ngoại lai vào môi trường mới.

Kết luận

Thành tựu ở quy mô toàn cầu của nghề trồng rong sụn rõ ràng gắn liền với những nỗ lực chung và sự hợp tác giữa các bên liên quan chủ yếu, từ ngư dân trồng rong, thương nhân, nhà xuất khẩu, nhà chế biến, nhà khoa học và chính phủ, đến người tiêu dùng cuối cùng. Một số chủng rong sụn K. alvarezii và K. striatus đã được ngư dân sử dụng trong một thời gian khá dài. Tính chất của hai loài này đã dẫn đến nhiều cách hiểu sai lầm giữa những người trồng rong, người buôn bán và chế biến, tuy nhiên, những phát hiện gần đây về đặc điểm di truyền, đặc tính phân tử của hai loài ấy đã làm sáng tỏ hơn về việc xác định phân loại chính xác của chúng (Xem chương Tan và cộng sự trong sách này). Nói chung, thực vật biển, như rong biển trồng, sẽ tiếp tục hấp thụ nhiều CO₂ từ khí quyển hơn thực vật trên cạn (ngay cả khi việc hấp thụ chỉ xẩy ra một thời gian tương đối ngắn trong chu kỳ sinh trưởng và xử lý rong biển). Rừng rong biển và các hoạt động canh tác rong biển trong tương lai sẽ giúp giảm thiểu hiện tượng nóng lên toàn cầu (Xin đọc thêm trong chương Largo và cộng sự của sách này).

Trong những năm qua, đã có những thay đổi về kỹ thuật canh tác và đặc biệt là áp dụng cơ giới hóa ở một mức độ nhất định, nhưng phần lớn sự đổi mới đến từ chính những người trồng rong với sự hỗ trợ kỹ thuật từ các nhà khoa học. Tuy nhiên, cần có những nỗ lực hơn nữa để tối ưu hóa hệ thống canh tác và cung cấp các chiến lược quản lý sau thu hoạch nhằm duy trì chất lượng của sinh khối thông qua cơ giới hóa và quản lý trang trại thông minh (Vui lòng xem chương Ali và cộng sự của sách này).

Các ứng dụng mới cho toàn bộ hoặc một phần sinh khối rong sụn Kappaphycus và Eucheuma như là nguồn cung cấp nhiên liệu sinh học, chất kích thích sinh học và các thành phần trong mỹ phẩm đang nhanh chóng được thị trường chấp nhận. Các chương của Ortiz và cộng sự (chế biến) và Neish và Suryanarayan (phân tích chuỗi giá trị) và việc áp dụng phương pháp MUZE hoặc máy lọc sinh học để xử lý sinh khối và tạo dòng giá trị, nếu được áp dụng thương mại, có thể mang lại lợi ích đáng kể. Những ứng dụng không lưu biến này ngoài các ứng dụng thực phẩm truyền thống và việc tập trung nghiên cứu đổi mới vào các sản phẩm mới, có giá trị gia tăng là điều cần thiết.

Tương lai của ngành công nghiệp rong sụn toàn cầu đang thay đổi và đầy thách thức, nhưng tiềm năng trồng cả hai chi Kappaphycus và Eucheuma ở các quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới là rất lớn. Những nỗ lực nghiên cứu mới sẽ mang lại nhiều ánh sáng hơn cho những cải tiến liên tục cần thiết cho cả quá trình sản xuất và ứng dụng cũng như lợi ích của chúng đối với con người (xem https://www.sams.ac.uk/news/sams-news-globalseaweed-launch.html).

Việt Phương dịch