CC BY
49
УДК 639.312:639.371.5:591.531.1
И.Ю. Киреева
канд. биол. наук, доцент, кафедра гидробиологии, Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев
И. В. Жовтун
студент,
рыбохозяйственный факультет, Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев
БИОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ БАКТЕРИОБЕНТОСА РЫБОХОЗЯИСТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ
Аннотация. Представлены материалы по биохимической активности бактериобентоса рыбохозяйст-венных водоемов с разным уровнем антропогенной нагрузки. Биохимическая активность донных микроорганизмов и численность протео- и амилолитических бактерий зависели от интенсивности кормления рыбы.
Ключевые слова: бактериобентос, протеолитические и амилолитические микроорганизмы, активность, пруд, интенсификация.
I.Yu. Kireeva, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kiev
I.V. Jovtun, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kiev
THE BIOCHEMICAL ACTIVITY OF BACTERI0BENTH0S OF FISHERIES
Abstract. Presents information on the biochemical activity bacteriobenthos fishery ponds with different levels of anthropogenic stress. Biochemical activity of benthic organisms and the number of proteolytic and amylolytic bacteria depends on the intensity of feeding the fish.
Keywords: bader^en^s, photolytic and amylolytic microorganisms, activity, pond, intensification.
Бактериальные ферменты играют определяющую роль в процессах самоочищения водных экосистем. Их количество достигает больших величин, особенно в рыбоводных прудах [5, 4, 3]. При интенсификации рыбоводного процесса в рыбохозяйственных водоемах скапливается значительное количество органических веществ и экологическая обстановка ухудшается [8]. С биохимической активностью микроорганизмов связаны кислородный режим, трансформация биогенных элементов, образование донных отложений, их характеристика, влияние на водную толщу и санитарное состояние водоемов [7]. Активность свободных бактериальных ферментов зависит не только от потенциальной биохимической активности, но и от экологических факторов водоема [6]. Особенно высока активность ферментов в начале процесса минерализации легкоразлагаемых органических веществ [1]. Показателем начальной стадии минерализации белковых соединений могут служить и количественные данные по протеолитическим, амилоли-тическим и липолитическим микроорганизмам, численность которых зависит от характера водоема, сезона года [9, 10].
Объект исследования - бактериобентос производственных выростных прудов с разным уровнем интенсификации (поликультура, уплотненные посадки, удобрение, интенсивное и полуинтенсивное кормление). Контрольный водоем - водоподающий канал.
Цель исследования - изучение биохимической активности грунтов, количества протео- и амилолитических бактерий в водоемах с разной степенью интенсификации рыбоводного процесса.
Биохимическая активность бактериобентоса определялась по методам: Hoffman Og. und Teicher (1957) - протеазная; Зобелла и Майера в модификации В.М. Багнюка и Д.А. Мельничука (1969) - амилазная. Для количественного учета протеолитических бактерий использовался казеиновый агар, амилолитических - крахмальный агар [2].
Изучение биохимической активности бактериобентоса рыбоводных прудов показало,
что общая протеазная и амилазная активность донных отложений изменялась в широких пределах (табл. 1).
В результате проведенных исследований выявлено, что общей чертой для всех обследованных водоемов является увеличение количественных показателей как протеазной, так и амилазной активности микроорганизмов грунтов от начала лета до осени.
Таблица 1 - Биохимическая активность бактериобентоса в водоемах с разным уровнем антропогенной загрузки (среднее)
Категория пруда Протеазная активность, мг АК на 10 г влажного грунта Амилазная активность, мг глюкози на 10 г влажного грунта
Июнь Июль Авг. Сент. Ср. за сезон Июнь Июль Август Сент. Ср. за сезон
Контроль 0,46 0,52 0,40 0,38 0,44 0,88 2,00 2,23 4,32 2,33
П/интенсив. кормление 3,63 8,60 8,90 10,10 7,60 9,75 26,80 28,85 31,30 24,25
Интенсив. кормление 4,70 14,45 18,82 23,70 15,41 12.20 38,10 50,90 81,30 45,62
Наиболее интенсивно разложение остатков белков и углеводов наблюдалось в сентябре, когда в водоемах накопилось много авто- и аллохтонного органического вещества. Показатель перманганатной окисляемости при этом достиг в среднем 27 мг/л.
В пруду, где рыбу прикармливали среднесезонная протеолитическая активность бактериобентоса составила 7,60 мг АК на 10 г влажного грунта, что в 2,0 раза меньше, чем в пруду с интенсивным кормлением. Минимальные показатели протеазной активности микроорганизмов донных отложений отмечены в контрольном водоеме (водоподающий канал) - 0,44 АК на 10 г влажного грунта.
Амилазная активность микрофлоры грунтов была выше, чем протеазная. Сезонная динамика активности амилазы аналогична протеазной. В контрольном водоеме числовые показатели амилазной активности бактериобентоса не превысили 0,88 мг глюкозы на 10 г влажного грунта. Наибольших значений этот показатель достиг в пруду с интенсивным кормлением (сентябрь) - 81,30 мг глюкозы на 10 г влажного грунта, что в 2,6 раза выше, чем в водоеме, где рыбу только прикармливали. Среднесезонные показатели активности амилазы бактерий донных отложений составили соответственно - 24,25 и 45,62 мг глюкозы на 10 г влажного грунта.
При анализе данных по численности бактерий, участвующих в трансформации органических веществ в водоемах, выявлено, что преобладающей была группа амилолитических бактерий, в многолетней динамике которой четко прослеживались два пика - летний и осенний (табл. 2.).
Таблица 2 - Численность бактерий, разлагающих белки и углеводы в водоемах с разной антропогенной нагрузкой
Категория пруда Протеолитические, тыс. кл/мл Амилолитические, тыс. кл/мл
Июнь Июль Авг. Сент. Ср. за сезон Июнь Июль Август Сент. Ср. за сезон
Контроль 5,2 12,0 3,8 1,4 5,6 11,5 26,2 16,3 13,7 17,0
П/интенсив. кормление 35,0 55,0 21,0 20,0 32,8 195,0 125,0 110,0 130,0 140,0
Интенсив. кормление 125,0 75,0 45,0 44,0 72,25 260,0 170,0 150,0 220,0 200,0
Июньский пик (195,0 тыс. кл/мл и 260 тыс. кл/мл) пришелся на начало кормления рыбы, когда в прудах резко возросло количество углеводов, поступающих из задаваемых рыбам ком-
бикормов. Сентябрьский пик их численности (130 тыс. кл/мл и 220 тыс. кл/мл) совпал с накоплением в обследованных водоемах остатков несъеденных кормов, органического материала и отмирающего фитопланктона. В контрольном водоеме динамика численности этой группы микроорганизмов описывалась одновершинной кривой - с пиком в июле (26,2 тыс. кл/мл). В пруду с прикормом амилолитических бактерий было больше в 8,2 раза, чем в контроле. Максимальное количество микроорганизмов, разлагающих углеводы, обнаружено в пруду с интенсивным кормлением, где в среднем за сезон их число не опускалось ниже 200 тыс. кл/мл, что в 1,4 раза превышало таковой показатель в водоеме с прикормом.
Сезонные изменения численности протеолитических бактерий характеризовались наличием одного пика - в июле, совпавший с максимальными температурами воды (270 С). Тогда в опытных прудах их число варьировало от 55 тыс. кл/мл до 74,0 тыс. кл/мл, а оно не превысило 12,0 тыс. кл/мл. К концу периода вегетации их количество снижалось. В опытных прудах отмечена прямопро-порциональная зависимость численности протеолитических бактерий и кормовой нагрузкой. Количество микроорганизмов, разлагающих белки в пруду с прикормом в среднем составил - 32,8 тыс. кл/мл, что было в 2,2 раза меньше, чем в пруду с интенсивным кормлением.
Таким образом, грунты рыбоводных прудов характеризовались высокой активностью процессов бактериальной трансформации органических соединений белковой и углеводной природы. Указанная активность возрастала по мере усиления интенсивности кормления. Выявленные в донных отложениях вырастных прудов сезонные изменения численности бактерий, разлагающих белки и углеводы и их биохимической активности, необходимо учитывать при проведении интенсификационных мероприятий, поскольку увеличение антропогенной нагрузки отражается на экологическом состоянии водоемов и меняет их трофический статус. Знание закономерностей влияния микроорганизмов на продукционный потенциал рыбохозяйственных водоемов позволит оптимизировать интенсивность бактериальных процессов в целях получения высокой рыбопродуктивности.
Список литературы:
1. Антипчук А.Ф. Микробиология рыбоводных прудов. - М.: Легкая и пищевая пром-сть,
1983.
2. Антипчук А.Ф., Киреева И.Ю. Водна мiкробiологiя. - К.: Кондор, 2005.
3. Артемова Т.З. Некоторые данные по изучению активности водной микрофлоры в ликвидации загрязнений зарегулирования водоемов // Вопросы санитарной бактериологии и вирусологии: [сб. статей]. - М.: Медгиз, 1965. - С.17-26.
4. Балыкин А.В. Биологическая активность бактериопланткона литорали озера Иссык-Куль при антропогенном воздействии / Балыкин А.В. [и др.] // Изв. АН Кирг. ССР. Хим.-технол. науки. - 1987. - № 3. - С. 51-55.
5. Бершова О.И. Протеолитическая активность грунтов Киевского водохранилища / О.И. Бершова, В.М. Багнюк // Гидробиол. журн. - 1970. - Т. 6, № 1.- С. 23-30.
6. Драчев С.М.. Борьба с загрязнением рек, озер и водохранилищ промышленно-бытовыми стоками. - М.-Л: Изд. АН СССР, 1964. - 274 с.
7. Дзюбан А.Н.. Оценка экологического состояния водохранилищ по критериям бакте-риобентоса // Гидробиол. журн. - 2004. - № 4. - С. 32-33.
8. Олейник Г.Н. Микробиологическая характеристика водоемов с высокой антропогенной нагрузкой / Г.Н. Олейник, Е.Н. Старосила // Гидробиол. журн. - 2005. - № 4. - С. 70-81.
9. Рябов Ф.П. Потенциальная протеолитическая активность воды как показатель самоочищения водоемов / Рябов Ф.П. [и др.] // Биология самоочищения и формирования качества воды. - М.: Наука, 1975. - 172 с.
10. Садчиков А.П. Трансформация органического вещества бактериальным сообществом в водоемах разной трофности // Гидробиол. журн. - 2001. - № 3. - С. 18-20.
