Chai sinh thái nước là một chai trong có nước, cây thuỷ sinh, sỏi và một ít bùn hay cặn đáy chứa vi sinh vật, đặt nơi có ánh sáng để cây quang hợp và vi khuẩn phân giải chất thải. Làm tại nhà mất khoảng một buổi, chi phí thấp, và sau vài tuần sẽ thấy rõ ba nhóm sinh vật sản xuất, tiêu thụ, phân giải làm việc với nhau. Bản an toàn và nhân đạo nhất chỉ dùng cây thuỷ sinh mua ở cửa hàng, không bỏ con vật nào bắt ngoài tự nhiên vào chai.
Chai sinh thái nước dạy được điều gì
Chương sinh thái trong SGK Sinh học 8 và 12 nói về thành phần của hệ sinh thái: sinh cảnh (nước, đất, ánh sáng, nhiệt độ) và quần xã (sinh vật sản xuất, tiêu thụ, phân giải). Đọc thì dễ quên, làm một chai thì nhớ lâu. Trong chai, mỗi thành phần đều thấy được bằng mắt:
- Sinh vật sản xuất: cây thuỷ sinh và tảo, tạo chất hữu cơ và oxy từ ánh sáng. Ban ngày có thể thấy bọt khí nhỏ bám trên lá.
- Sinh vật phân giải: vi khuẩn và nấm trong sỏi, bùn, phân huỷ lá tàn thành chất khoáng cho cây.
- Sinh vật tiêu thụ: trong chai chỉ có cây, nhóm này là các động vật nguyên sinh và động vật rất nhỏ đi theo bùn, cặn đáy. Nếu chọn bản có ốc, đó là ốc cảnh mua ở cửa hàng.
- Sinh cảnh: ánh sáng cửa sổ, nhiệt độ phòng, nước, sỏi.
Chuẩn bị vật liệu
| Vật liệu | Vai trò | Ghi chú an toàn |
|---|---|---|
| Chai hoặc lọ thuỷ tinh trong, 1–4 lít, có nắp | Vỏ của hệ | Người lớn cầm khi rửa và đổ sỏi; lọ nhựa trong cứng cũng được cho trẻ nhỏ |
| Sỏi rửa sạch, cát thô | Nền đáy, chỗ bám của vi khuẩn | Rửa kỹ cho hết bụi |
| Cây thuỷ sinh mua ở cửa hàng: rong đuôi chó, rong la hán, bèo nhỏ | Sinh vật sản xuất | Rửa nhẹ, bỏ lá dập |
| Nước đã khử clo: nước máy để hở 1–2 ngày, hoặc xin ít nước từ một bể cá đang khoẻ | Môi trường sống | Không dùng nước có xà phòng, nước ngọt có đường |
| Một nắm cặn đáy từ bể cá đang khoẻ, hoặc một thìa đất vườn sạch | Mang vi sinh vật phân giải vào | Đeo găng, rửa tay sau khi cầm |
| Sổ ghi chép, bút | Theo dõi hệ | Đây là phần quan trọng nhất |
Không cần bùn ao. Bùn ao đem lại nhiều vi sinh vật hơn nhưng cũng có thể mang vi khuẩn gây bệnh và sinh mùi khó chịu. Nếu lấy bùn, chỉ lấy một ít ở mép nước nông, có người lớn đi cùng, đeo găng, và để lại mọi con vật nhìn thấy được ở đúng chỗ của chúng.
Các bước làm
- Rửa chai: rửa bằng nước sạch, tráng nhiều lần cho hết xà phòng. Xà phòng sót lại có thể giết cây và vi khuẩn.
- Trải nền: đổ sỏi dày khoảng 2–3 cm. Nếu có cặn đáy hoặc đất vườn, rải một lớp mỏng xuống dưới sỏi để vi sinh vật không làm đục nước quá lâu.
- Đổ nước: rót nhẹ theo thành chai, qua một chiếc thìa hoặc tờ giấy đặt trên sỏi để không xới tung nền. Để lại khoảng một phần năm chai là không khí.
- Thả cây: cắm rong vào sỏi, để bèo nổi trên mặt. Đừng nhồi kín chai; cây cần chỗ để lớn.
- Đậy nắp và đặt chỗ: đặt nơi có ánh sáng gián tiếp, ví dụ cạnh cửa sổ hướng bắc hoặc cách cửa sổ có nắng một khoảng. Tránh nắng chiếu thẳng: nước trong chai nóng rất nhanh.
- Ghi ngày làm và chụp ảnh để so sánh về sau.
Có hai cách giữ chai. Chai đậy kín cho thấy rõ nhất khái niệm hệ kín. Chai đậy hờ (nắp chỉ đặt lên, hoặc lỗ nhỏ trên nắp) dễ ổn định hơn vì khí có thể trao đổi chậm với không khí phòng. Người mới bắt đầu nên làm cả hai chai cạnh nhau rồi so sánh.
Có nên bỏ con vật vào chai?
Đây là câu hỏi đáng bàn kỹ. Một chai nhỏ đậy kín rất khó giữ đủ oxy và sạch nước cho một con vật lớn hơn hạt gạo trong thời gian dài. Cá trong chai kín gần như chắc chắn sẽ chết, và đó không phải điều một thí nghiệm học tập nên dạy. Vì vậy:
- Bản khuyên dùng: chỉ có cây và vi sinh vật. Dưới kính lúp, vẫn sẽ thấy những chấm nhỏ bơi trong nước sau vài tuần, đó là các sinh vật tí hon đi theo cặn đáy.
- Nếu muốn có sinh vật tiêu thụ thấy rõ: dùng chai lớn (từ 4 lít), đậy hờ, và chỉ thêm một vài con ốc cảnh nhỏ mua ở cửa hàng. Theo dõi kỹ, thấy ốc lờ đờ hay nước đục hôi thì mở nắp, chuyển ốc sang bể lớn.
- Không bắt nòng nọc, cá suối, ốc ruộng, ấu trùng chuồn chuồn bỏ vào chai.
- Khi kết thúc thí nghiệm, không đổ chai ra ao, sông, cống. Cây thuỷ sinh và ốc cảnh có thể là loài ngoại lai; thả ra tự nhiên là đưa một loài lạ vào hệ sinh thái. Cây đem ủ phân hoặc cho người nuôi bể khác, ốc trả lại cửa hàng hoặc chuyển sang bể nhà.
Theo dõi trong 8 tuần: chuyện gì sẽ xảy ra
Mỗi chai một khác, nhưng nhiều người làm đã ghi lại một trình tự khá giống nhau:
- Tuần 1: nước có thể hơi đục do vi khuẩn bùng nổ khi gặp chất hữu cơ mới. Thường tự trong lại sau vài ngày.
- Tuần 2–3: rong ra rễ trắng bám vào sỏi. Có thể thấy bọt khí li ti trên lá vào buổi trưa, dấu hiệu quang hợp.
- Tuần 3–5: một lớp màng xanh mỏng của tảo bám lên thành chai phía có ánh sáng. Đây là bình thường; nhiều quá tức là ánh sáng quá mạnh.
- Tuần 5–8: hệ thường ổn định: lá già vàng rụng, lá mới mọc, đáy có lớp cặn nâu là chất hữu cơ đang được phân giải.
Bảng ghi chép gợi ý mỗi tuần một dòng: ngày, độ trong của nước (trong, hơi đục, đục), màu lá, có bọt khí không, có màng tảo không, mùi khi mở nắp hờ (không mùi, mùi đất, mùi hôi). Sau hai tháng, bảng này chính là dữ liệu thật để viết một báo cáo khoa học nhỏ.
Đọc dấu hiệu chai đang có vấn đề
- Nước xanh lè như nước rau: tảo đơn bào bùng nổ do ánh sáng quá mạnh hoặc quá nhiều chất dinh dưỡng. Dời chai vào chỗ râm hơn.
- Nước đục trắng, có mùi hôi: chất hữu cơ thối nhanh, thiếu oxy. Vớt lá chết, thay bớt nước bằng nước đã khử clo, mở nắp hờ.
- Đáy đen, mùi trứng thối: vi khuẩn kỵ khí sinh khí H₂S. Không cúi xuống hít, mở chai ở chỗ thoáng, có thể làm lại từ đầu.
- Cây nhũn, tan: có thể do nóng hoặc thiếu sáng. Kiểm tra vị trí đặt chai.
Góc nhìn hôm nay: từ chai nhỏ tới câu hỏi lớn
Một chai sinh thái nước rất hợp làm dự án nhóm ở lớp: mỗi nhóm đổi một yếu tố (ánh sáng nhiều, ánh sáng ít, đậy kín, đậy hờ, có cặn đáy, không cặn đáy) rồi so kết quả sau tám tuần. Đó chính là cách nhà khoa học làm thí nghiệm có đối chứng. Từ đây có thể đọc tiếp về chu trình nitơ trong bể cá, cột Winogradsky và những dự án hệ kín lớn như Biosphere 2. Trẻ em làm luôn cần người lớn đi cùng, rửa tay sau khi chạm vào nước và bùn, không uống nước trong chai.
Câu hỏi thường gặp
Làm chai sinh thái cần những gì?
Một chai thuỷ tinh hoặc nhựa trong có nắp, sỏi sạch, nước đã khử clo, cây thuỷ sinh mua ở cửa hàng và một ít cặn đáy bể cá hoặc đất vườn để mang vi sinh vật vào. Thêm một cuốn sổ để ghi chép mỗi tuần.
Chai sinh thái có cần mở nắp không?
Chai đậy kín có thể tự duy trì nếu cân bằng tốt, nhưng dễ đổ hơn. Chai đậy hờ ổn định hơn vì khí trao đổi chậm với không khí. Người mới làm nên thử cả hai để so sánh.
Có nên nuôi cá trong chai sinh thái kín không?
Không nên. Chai nhỏ đậy kín không giữ đủ oxy và nước sạch cho cá lâu dài, cá gần như chắc chắn sẽ chết. Nếu muốn có động vật, chỉ dùng vài con ốc cảnh nhỏ mua ở cửa hàng trong chai lớn, đậy hờ.
Vì sao nước trong chai sinh thái bị xanh?
Do tảo đơn bào phát triển mạnh khi ánh sáng nhiều và nước giàu chất dinh dưỡng. Dời chai ra chỗ ánh sáng gián tiếp thường giúp nước trong lại sau một thời gian.
Xong thí nghiệm thì làm gì với chai?
Không đổ ra ao, sông hay cống vì cây và ốc cảnh có thể là loài ngoại lai. Cây đem ủ phân hoặc tặng người nuôi bể, ốc trả cửa hàng hay chuyển sang bể nhà, nước đổ vào chậu cây.
