1. Hệ vi sinh là gì?

Vi sinh vật trong môi trường nước tự nhiên bao gồm rất nhiều loại và đa số vẫn chưa được đặt tên và hiểu rõ. Chúng ăn và trao đổi chất ngay trong nước. Tuy nhiên rất ít vi sinh sống trôi nổi trong nước mà đa số chúng bám vào giá thể nào đó như đá, nền, cây thủy sinh, vật liệu lọc,… Và chúng không sống theo cá thể riêng biệt mà tập trung sống chung với nhau thành một HỆ VI SINH (gọi là Biofilm – điển hình là cao vôi răng của các bạn, hoặc váng dầu trên bề mặt nước, hoặc những chất nhầy màu nâu trong bông lọc và sứ lọc).

Hệ vi sinh có vai trò quan trọng sống còn cho một hệ thống thủy sinh, chúng “lọc” nước và đảm bảo chất lượng nước phù hợp cho cá tép, thực vật trong hồ. Hệ vi sinh ổn định sẽ đảm bảo một môi trường ổn định cho hồ thủy sinh, ngược lại hệ vi sinh có vấn đề, quá tải thì sẽ gây tình trạng bùng phát rêu hại, cá tép bệnh tật, nước đục, có mùi, độc,…

2. Các loại vi sinh trong hồ thủy sinh

Vi sinh được chia làm 2 loại: Tự dưỡng (Chemoautotrophic – nguồn thức ăn là tạp chất vô cơ) và Dị dưỡng (Heterotrophic – nguồn thức ăn là tạp chất hữu cơ).

Vi sinh tự dưỡng quan trọng nhất trong hồ thủy sinh gồm:

  • (1) Nhóm khử Nh3, No2 (Vòng tuần hoàn Nitrogen).
  • (2) Nhóm khử H2S, CH4.

Vi Sinh dị dưỡng bao gồm nhóm:

  • (3) Vi sinh hiếu khí  (cần Oxy) – Xử lý chất hữu cơ.
  • (4) Vi sinh yếm khí (không cần Oxy) – Xử lý No3, No2, chất hữu cơ.

Vậy chúng ta sẽ phân tích kĩ 4 loại vi sinh như trong hình, có số (1) (2) (3) và (4) màu đỏ.

(1) Vi sinh tự dưỡng – nhóm khử Nh3, No2 –  Vòng tuần hoàn Nitrogen – Thế nào là hồ đã “cycle”

Vi sinh tự dưỡng lấy nguồn thức ăn là những chất vô cơ như Nh3/Nh4, No2, chúng cần Co2 và rất nhiều Oxy để tồn tại, phát triển và hoạt động tốt. Vi sinh tự dưỡng có trong nước, nhưng chúng thường bám nhiều ở cá giá thể trong hồ thủy sinh và nhiều nhất là trong vật liệu lọc (bông lọc, sứ lọc, nham thạch, substrate pro, matrix…) nơi có nguồn oxi dồi dào chảy qua. Chúng được gọi là “vật liệu lọc sinh lọc” và là một phần không thể thiếu của một hồ thủy sinh.

Kinh nghiệm cho các bạn mới chơi là luôn cung cấp đầy đủ Oxy, và cả CO2 trong nước, để Oxy được chảy qua vật liệu lọc trong lọc nuôi hệ vi sinh này. Ngoài ra nếu có thể thì Nh3 trong phân nền, phân cá… cũng là nguồn thức ăn kích thích sự phát triển của hệ vi sinh tự dưỡng.

Vòng tuần hoàn Nitrogen được hệ vi sinh tự dưỡng đảm nhiệm, đây là một quá trình gồm hai bước như sau:

  • Chất độc Ammonia (Nh3) được một nhóm vi sinh được gọi tên là Nitromsomonas phân hủy thành một chất độc Nitrite (No2).

Công thức hóa học như sau: Nh4/ (Nh3) + ½ O2  =>  2H+ + No2- + H2O

  • Sau đó 1 nhóm vi sinh tự dưỡng khác là Nitrobacter phân thủy tiếp thành chất không còn là độc tố Nitrate (No3).

Công thức hóa học: No2- + ½ O2 => No3

Cả hai bước trên đều tốn rất nhiều O2 trong nước, nếu Ammonia (Nh3) trong nước đạt trên 2mg/l thì toàn bộ Oxy sẽ bị dùng hết.

Vòng tuần hoàn Nitrogen hoàn thành trong vòng 2 đến 4 tuần, trừ những trường hợp đặc biệt. Khi bạn test nước hồ và không còn thấy Nh3 và No2 trong nước thì hồ bạn đã được “Cycle”.

Nhóm vi sinh này quan trọng mang tính chất sống cho một hồ thủy sinh, tuy nhiên nó cũng trực tiếp cạnh tranh nguồn thức ăn của cây thủy sinh là Nh3 và No2.

(2) Nhóm khử CH4, H2S – Thông tin thêm về vi khuẩn quang hợp

CH4 là khí độc metal được tích tụ ở môi trường yếm khí của nền thủy sinh. CH4 được 1 nhóm vi sinh có tên là Methanomonas methanica, Pseudomonas methanica và Thioploca sinh sống ở bề mặt phân nền thủy sinh nhanh chóng phân hủy thành khí Co2, theo công thức như sau :

5 CH4 + 8 O2 = > 2 (CH2O) + 3 CO2 + 8 H2O

Khí H2S là loại chất cực độc (độc hơn cả NH3), được sinh ra từ sự phân hủy Protein và So4 ở nền thủy sinh. Khi có lượng Oxy, một nhóm vi sinh có tên là Thiobacillus, Thiothrix và Beggiatoa, hoặc bởi một loại vi khuẩn quang hợp có tên là ChlorobacteriaceaeThiorhodaceae phân hủy theo các công thức sau:

H2S + 2 O2 => HSO4- + H+

Hoặc bởi vi khuẩn quang hợp khi có ánh sáng:

2H2S+ CO2 tác dụng quang hợp => (CH2O) + H2O + 2S

Kinh nghiệm rút ra là các khí độc của hồ thủy sinh như CH4 hay H2S đều được một nhóm vi sinh tự dưỡng chuyển đổi, nhóm vi sinh này đa số tự phát sinh trong hồ thủy sinh (Hoặc có thể được người chơi châm thêm vào). Thêm vào đó, loại vi khuẩn quang hợp thật sự KHÔNG quá cần thiết vì đã có nhiều loại vi sinh khử chất độc H2S rất hiệu quả. Các bạn có thể bổ xung thêm cũng tốt, nhưng không phải là điều bắt buộc. Thêm vào đó, vi khuẩn quang hợp có vòng đời khá thấp nên được người nuôi tôm tép bổ xung thường xuyên.

(3) Vi Sinh Dị Dưỡng Hiếu Khí

Đây là nhóm vi sinh đặc biệt quan trọng. Thức ăn và nhiệm vụ của chúng là phân hủy, chuyển đổi các tạp chất hữu cơ thành thức ăn cho cây thủy sinh. Tất cả những chất cần thiết cho cây thủy sinh đều nằm trong tạp chất hữu cơ, nhưng những dinh dưỡng đó bị “khóa” và cần nhóm vi sinh dị dưỡng mở khóa, phân hủy thành thức ăn cho cây. Nhóm vi sinh này giống như một đầu bếp nấu chín các món ăn từ phân cá, thức ăn thừa, xác động thực vật… thành những bữa ăn thịnh soạn cho cây thủy sinh. (Theo mình thì những tạp chất hữu cơ vừa đề cập nếu không được vi sinh dị dưỡng phân hủy thì chỉ có thể làm thức ăn cho một số loại rêu hại, đó là lý do vì sao hồ mới set, chưa ổn định thường bị rêu hại tấn công). Một số “công thức” của những đầu bếp vi sinh này là:

Tạp chất hữu cơ  => Chất Vô Cơ (thức ăn của cây thủy sinh)

N hữu cơ => NH3 + CO2

P hữu cơ => PO4 + CO2

S hữu cơ => SO4 + CO2

Vì tạp chất hữu cơ luôn có Carbon nên khi bị phân hủy, Co2 luôn được giải phóng để nuôi cây.

Ngoài ra, đôi lúc quá trình phân hủy hữu cơ diễn ra chưa hoàn tất, thì 1 lượng Acid Humic được sản sinh ra trong nước. Lượng Humic này có tác dụng làm giảm độc, giữ Fe và Mn cho cây dễ hấp thụ… Thường nước sẽ hơi vàng khi lượng humic này dồi dào.

Vì là vi sinh hiếu khí nên bắt buộc người chơi phải cung câp đủ O2 để chúng làm việc hiệu quả.

(4) Vi sinh dị dưỡng yếm khí – Chìa khóa bí mật để khử NO3

Loại vi sinh này là loại duy nhất không cần Oxi để tồn tại (bao gồm Pseudomonas, Achromobacter, Escherichia, Bacillus, Micrococcus…) thay vào đó chúng “thở” bằng NO3, NO2 và một số chất khác. Khi vòng tuần hoàn Nitrogen hoàn tất (bởi nhóm vi sinh số một), lượng oxi sẽ bị hút cạn kiệt dần và tạo một môi trường yếm khí (trong nền), nhóm vi sinh yếm khí này sẽ hấp thụ NO3 theo công thức sau:

Nitrate => Nitrite => Nitric Oxide => Nitrous Oxide => Nitrogen gas (bay vào không khí)

NO3 => NO2 => NO => N2O => N2

3. Kinh Nghiệm về vi sinh và hệ thống lọc cho hồ thủy sinh

  • Đa số các vi sinh dị dưỡng sống ở trong nền là chủ yếu nên khi set hồ, các bạn cố cho nền càng dày càng tốt (mà không ảnh hưởng đến thẩm mĩ), nền này có thể là nền đất sét trộn, nền công nghiệp, nham thạch, sứ lọc, sỏi trơ… VÀ QUAN TRỌNG NHẤT VẪN LÀ LUÔN CUNG CẤP ĐỦ OXY TRONG NƯỚC.
  • Hệ thống lọc chủ yếu làm nơi sinh sống và phát triển cho hệ vi sinh tự dưỡng, nhóm đảm nhiệm vòng tuần hoàn Nitrogen, NẾU CÓ ĐỦ OXY TRONG NƯỚC thì bất cứ vật liệu lọc làm cũng có thể làm giá thể cho vi sinh. Bông lọc và nham thạch nâu/sứ lọc Trung Quốc hoàn toàn làm việc hiểu quả cho bất cứ hồ thủy sinh nào. “Phù thủy” thủy sinh Codai của Aquamery luôn dùng bông lọc và nham thạch rẻ tiền cho bất cứ hồ nào của họ, nhưng chất lượng nước và sự ổn định thì luôn tuyệt vời. Với chiến lược marketing quảng cáo thì nhiều hãng tung ra nhiều vật liệu lọc giá rất cao, họ nói rằng bề mặt của vật liệu lọc mắc tiền họ bán ra có thể chứa nhiều vi sinh hơn, nhưng mình thấy KHÔNG thật sự quá cần thiết để khoe  lọc “full cái này” “full cái kia”, trong khi hồ thì toàn rêu hại, đầy chất hữu cơ bẩn và nước không trong. Tất nhiên nếu có điều kiện thì cũng không vấn đề gì, nhưng mình nghĩ các bạn mới chơi nên tập chung về cách quản lý nước, ánh sáng, dinh dưỡng, vệ sinh hồ, hơn là quá tập trung và chủ quan về vật liệu lọc mắc tiền.
  • Về cách sắp xếp vật liệu lọc của một hệ thống lọc thủy sinh, các bạn có thể sắp xếp theo BẤT CỨ THỨ TỰ nào của vật liệu lọc sinh học như Bông Lọc, Sứ, Nham Thạch… Nhưng nên để nước từ hồ vào bông lọc trước, rồi đến sứ hay nham thạch, matrix, sub pro…. Và cuối cùng là vật liệu lọc hóa học như than hoạt tính hay Seachem Purigen.
  • Về chuyện vệ sinh lọc, cũng tùy từng hồ mà có thể áp dụng kế hoạch vệ sinh lọc định kì. Ví dụ những hồ lowtech (ánh sáng ít, chủ yếu cung cấp dinh dưỡng cho cây cối từ phân cá) thì có nhiều hồ một vài năm không vệ sinh cũng không bị vấn đề gì. Nhưng những hồ high tech thì cần vệ sinh thường xuyên hơn, có thể là hàng tháng hoặc 3 tháng 1 lần. ĐIỀU QUAN TRỌNG LÀ KHÔNG NÊN VỆ SINH LỌC CÙNG NGÀY THAY NƯỚC, VÀ KHÔNG VỆ SINH LỌC QUÁ KĨ, chỉ cần làm sạch chút cặn bẩn để máy bơm không bị giảm dòng.
  • Khi bắt đầu setup hồ, hệ vi sinh sẽ tự xuất hiện một cách tự nhiên, nhưng nếu bạn châm thêm vi sinh thì sẽ nhanh hơn. CÁCH LÀM HỆ VI SINH ỔN ĐỊNH NHANH NHẤT là lấy bông lọc của một hồ đã ổn định cho vào lọc mới (Sứ lọc và nước hồ cũ không có tác dụng trong trường hợp này).
  • Về lưu lượng nước của máy bơm, nếu hồ của bạn 100 lít nước thì thường là bạn cần 1 máy bơm có công xuất bơm 300-500 lít/giờ (công xuất thật, nếu là máy bơm Trung Quốc thì phải trừ hao).
  • Về cách sắp xếp đầu ống IN-OUT, đa số là phải tùy vào bố cục từng hồ, nhưng ống OUT nên để thấp cách mặt nước cỡ 10cm. Nếu bạn để ống OUT lên quá cao thì nó sẽ làm mặt nước rất động, còn quá thấp thì mặt nước quá tĩnh, không tốt cho lượng Oxy hòa tan vào hồ. Ống IN nên để đối diện hoặc vị trí nào để dòng nước luân chuyển khắp hồ.
  • Việc sử dụng lọc phụ cũng rất thuận tiện cho việc vệ sinh lọc sau này. Chỉ cần để lọc phụ full bông lọc và mỗi lần vệ sinh chỉ cần rửa sạch nó mà không cần động đến lọc chính (full sứ hay nham thạch, matrix, sub pro…). Nhưng theo kinh nghiệm cá nhân thì mình cảm thấy chỉ cần  lọc chính đủ mạnh, chứa được bông và sứ là quá hiệu quả rồi.
  • Thùng lọc ngoài, hoặc lọc vách trong hồ là quá đủ cho một hệ thống hồ thủy sinh. Nếu các bạn sử dụng thêm lọc kiểu dàn mưa thì càng tăng thêm tính hiệu quả, nhưng chỉ dùng dàn mưa mà không sử dụng lọc thùng thì sẽ có khả năng thiếu hệ vi sinh yếm khí.
  • Lọc bio rất hiệu quả cho một số hồ nuôi cá tép đặc biệt, nó vừa cung cấp lượng Oxy dồi dào vừa làm chổ trú cho vi sinh. Nhưng chỉ sử dụng lọc bio cho một hồ cây high tech có kích thước lớn thì vừa không phù hợp vừa không đủ hiệu quả.