CC BY
40
УДК 639.211.2 (470.22)
БИОТЕХНИКА УПРАВЛЕНИЯ РАЗМНОЖЕНИЕМ РЫБ В УСЛОВИЯХ ЗАВОДСКОГО ВОСПРОИЗВОДСТВА
П.Е. ГАРЛОВ, Б.С. БУГРИМОВ Санкт-Петербургский государственный аграрный университет В.П. ШВЕДОВ
Федеральное агентство по рыболовству, ФГНУ «ГосНИОРХ» г. Санкт-Петербург, Россия, 236022
(Поступила в редакцию 05.01.2011)
Введение. Промысловые запасы популяций лососевых рыб (атлантического лосося, кумжи, палии) на Северо-Западе России находятся на низком уровне, многие из них поддерживаются исключительно за счет искусственного заводского воспроизводства [1]. Практически исчезла балтийская популяция атлантического осетра [2]. При этом биотехника заводского воспроизводства лососевых существенно отличается от применяемой для осетровых, например заготовкой зрелых производителей и работой с ними на нерестилищах, отсутствием этапа биотехники выпуска молоди в водоем. В целом заводское воспроизводство популяций ценных видов рыб здесь значительно отстает по эффективности от других регионов страны, что вызывает необходимость совершенствовать его биотехнику, начиная с ее первых этапов -работы с производителями.
Цель работы - на основе анализа принципов структурно-функциональной организации центров интеграции биологических процессов, выполненного на модели исследований нейроэндокринной регуляции размножения рыб [3], разработать систему управления этим процессом и усовершенствовать первый этап биотехники, как определяющий всю дальнейшую ее эффективность [4].
Материал и методика исследований. Работа выполнена на осетровых (осетр, севрюга, более 500 производителей) и костистых рыбах (карп, вобла, более 300). Результаты опытов и производственных испытаний, проведенных на осетровых рыбоводных заводах нижней Волги и Дона, оценивали по рыбоводно-биологическим и физиологическим показателям.
Результаты исследований и их обсуждение. Разработана система управления размножением промысловых рыб с любым сезоном нереста для внесезонного получения потомства с целью заводского воспроизводства их природных популяций и круглогодичного товарного выращивания [5]. Сущность этой системы заключается в стимуляции и торможении полового созревания производителей рыб путем сочетания комплексов экологических и гормональных воздействий. Для стимуляции созревания производителей рыб впервые нами было предложено использовать рилизинг-факторы вентрального гипоталамуса (ри-лизинг-гормоны, либерины), синтетические аналоги которых широко используются с этой целью в мировой рыбоводной практике.
Для стимуляции созревания производителей разработан, усовершенствован и внедрен в осетроводство препарат изолированной передней доли (ИПД) гипофиза [6] (рис. 1).
Гипофиз осетровых, вид сверху а) осетр, белуга б) севрюга
Гипофиз осетровым на медиальном разрезе
Рис. 1. Схема строения гипофиза осетровых (средняя оптимальная доза препарата - 30 мг/$) и разделения его на переднюю и заднюю доли гипофиза (соответственно (85±5) % и (15±5) % массы органа). Препарат изолированной передней доли гипофиза (ИПД, оптимальная доза - 25 мг/$) повышает степень рыбоводного
использования самок, а препарат изолированной задней доли гипофиза (доза - от 5 мг/$) вызывает доброкачественное созревание самцов.
Производственными проверками эффективности использования препарата ИПД на осетровых рыбоводных заводах нижней Волги и Дона доказано повышение степени рыбоводного использования производителей в среднем на 15 %. Показано, что важнейшие показатели физиологического состояния производителей и потомства при исполь-
256
зовании препарата ИПД сохраняются в пределах нормы. В настоящее время препарат наиболее широко применяется в виде глицериновой вытяжки. С той же целью, включая экономию исходного препарата гипофиза, разработан способ применения препарата изолированной задней доли гипофиза [7]. Доказано, что этот препарат вызывает такое же доброкачественное созревание самцов, как и гипофизарный. Таким образом, оба этих естественных комплексных препарата, физиологически адекватных собственному гипофизу рыб, позволяют максимально возможно и безотходно повысить эффективность метода гипофизарных инъекций - основного в отечественном рыбоводстве.
Для задержки полового созревания, предотвращения наступления резорбции половых продуктов, сохранения рыбоводного качества и повышения степени рыбоводного использования производителей осетровых и костистых рыб разработан метод их длительной промышленной резервации в среде критической солености - 4-8 %о, включая растворы промышленной поваренной соли [8]. Производственная проверка метода доказала возможность резервации производителей севрюги при нерестовых температурах в течение производственно необходимых сроков. Более того, нами установлено, что резервация рыб в этой среде (резервировали более 350 производителей воблы в течение 55 суток) оказывает комплексный физиологический эффект - задержку полового созревания и наступления резорбции на фоне длительного сохранения благоприятного физиологического состояния организма, выживаемости производителей. Действительно, как показывает предварительный физиолого-биохимический анализ, в среде критической солености потери в содержании гемоглобина и белка в сыворотке крови минимальны при максимальном удержании солей в крови и в полостной жидкости, по-видимому, за счет оптимизации водно-солевого баланса (рис. 2).
к й н и и я
о &
С
100
во
ЬО
го
V- 1 Ч^
- \\\
2
\
_ Л
- \
- \ '-3
1 А • |\ } 1 1 1 -1- . 1 1__1_
25
35
Сутки от начала опыта 1 - 5 % (критическая соленость); 2 - 12 %; 3 - 3 %; 4 - контроль (речная вода)
Рис. 2. График выживаемости производителей воблы в средах различной солености.
Разработанный метод резервации производителей может быть широко использован для повышения эффективности рыбоводных работ в целом, поскольку давно известны эффекты усиления темпов роста и выживаемости молоди и производителей в этой среде [9, 10]. Растворы дешевой поваренной соли широко применимы на всех этапах биотехники, что позволяет внедрить многие современные биотехнические методы, например резервации и управления созреванием производителей, повышения выживаемости икры, личинок и молоди, усиления ее темпов роста.
Для внесезонного заводского воспроизводства природных популяций промысловых рыб, а также круглогодичного разведения их в аква-культуре разработан метод управления сроками и качеством размножения видов с разной сезонностью нереста [11].
Экологический принцип управления заключается в резервации производителей рыб в универсальной для разных видов «критической» солености при видоспецифических преднерестовых пороговых значениях «сигнальных» факторов (температуры и освещенности) и в последующей стимуляции их созревания путем плавного перевода в комплекс нерестовых экологических условий (рис. 3).
Оптимальный - ~ ^„Критическая'^ < для нереста 1-' солености | состав среды 3-1 *-В% оС. | 1 I Эстуарии|
Т - температура, градусы
[_, - фотопериод, световые часы.
Рис. 3. Принцип управления разведением и резервацией промысловых рыб триадой ведущих экологических факторов: сигнального (То, Ь) и филогенетического (%о) значения.
Например, резервацию весенненерестующих видов (объектов заводского воспроизводства) осуществляют при температуре на 1-2 0С ниже нижнего нерестового порога (для данного вида и расы) и затемнении, а резервацию осенненерестующих - на 1-2 0С выше верхнего нерестового порога и при адекватном фотопериоде. Эколого-физиологической осно-
I Среда 1 нагула
вой способа является использование важнейших филогенетических адаптаций, связанных с сезонной сменой среды обитания проходных мигрантов в процессе их нерестовых миграций, в частности естественная способность рыб к вынужденной задержке полового созревания при отсутствии сигнальной смены сезонных видоспецифических факторов. Указанные в настоящем способе экологические факторы, будучи равнозначными по своей гидрологической природе и по реакции организма на их воздействия, являются единым адекватным комплексом - триадой. Она определяет как сезонные физиологические циклы организма, так и оптимальный осмотический градиент между внешней и внутренней средами, т.е. физиологическое равновесие организма со средой.
Для внедрения предложенной биотехники и круглогодичного рыборазведения, наконец для защиты продукции от загрязнений среды, разработана система замкнутого водоснабжения рыбоводных хозяйств (путем внесезонного гидрокондиционирования среды) на основе нового принципа управления (рис. 3) и на природно-промышленных принципах инженерной экологии [12, 13] (рис. 4).
Принципиальная схема осетрового рыбоводного завода
Рис. 4. Схема дополнительного узла внесезонного водоснабжения типового осетрового рыбоводного завода волжского типа дополнительным участком гидрокондиционирования среды («ЛИ») по новой биотехнологии: А - 1-й этап, береговое осадочное хозяйство: а - земляные садки куринского типа, б - бетонные садки
Казанского, в - цех работы с производителями, включающий бассейны Казанского с автономной рециркуляцией и холодильной установкой каждый; Б - 2-й этап - цех инкубации, икра с инкубационными аппаратами: г - осетрового типа системы Юшенко, д - Вейса, для инкубации икры частиковых; В - 3-й этап, бассейновый участок: е - бассейн ВНИРО, ж - Улановского, з - пластиковые «шведского» типа; Г - 4-й этап, прудовое хозяйство с выростными прудами (1-2 га); Д - предлагаемый участок гидрокондиционирования (температура, состав среды, очистка);
1-11 - циклы сезонных рыбоводных работ.
Сущность решения состоит в том, что водоснабжение рыбоводных хозяйств дополнительно обеспечивается системой полузаглубленных в грунт резервуаров-отстойников большого объема, позволяющих в изолированных от климата условиях впервые согласованно решить альтернативные объемозависимые проблемы энергозатрат и очистки воды (рис. 5).
Рис. 5. Схема системы водоснабжения рыбоводных хозяйств (по патенту на изобретение РФ № 2400975).
Система включает: 1 и 2 - резервуары-отстойники, частично заглубленные в грунт; 3 - проходы, сообщающие резервуары-отстойники 1 и 2 с помещениями строительной конструкции; 4 и 5 - рыбоводные
бассейны; 6 - вспомогательные средства водоподготовки; 7 - системы трубопроводов подачи воды из резервуаров в рыбоводные бассейны; 8 - системы трубопроводов возврата воды из рыбоводных бассейнов в резервуары; 9 - насосы и вентили на трубопроводах 7 и 8;
10 - конечные распылительные насадки на трубопроводах 8;
11 - средства аэрации и физико-химической обработки воды на трубопроводах 8; 12 - центральные водозаборные трубки на
трубопроводах 7; 13 - устройства автоматического вертикального
перемещения оголовков центральных водозаборных трубок с датчиками качества воды на трубопроводах 7.
Основной принцип эксплуатации системы заключается в заполнении одного резервуара-кондиционера «холодной» водой (3-7 0С), а другого - «теплой» (9-15 0С) в соответствующие сезоны года и водоснабжении ими наземных рыбоводных бассейнов по системе замкнутой циркуляции воды. В серии опытов в полузаглубленном открытом бетонном бункере (10 м3) нами выявлены и использованы большие потенциальные возможности термостатирования и естественной механической очистки в такой системе. Технико-экономическими расчетами показано, что с увеличением объема резервуаров-гидрокондиционеров (поскольку в ней управляем и состав среды) пропорционально возрастает продуктивность системы и снижается ее удельная себестоимость
260
при сохранении максимальной надежности. Обсуждая изложенное, можно заключить, что повысить численность популяций лососевых рыб и спасти осетровых, прежде всего ладожскую популяцию балтийского осетра [2], можно только с помощью искусственного заводского воспроизводства, о чем свидетельствует весь международный опыт. Для этого нам необходимо выпускать в естественные водоемы не менее 150 тыс. штук молоди лосося и до 100 тыс. штук молоди осетра средней массой более 20 г. Заводское бассейновое выращивание молоди лососевых проводится только при речном водоснабжении. Отсутствие средств терморегуляции и управления составом и качеством среды при ограниченных выростных площадях большинства существующих рыбоводных заводов не позволяет выращивать необходимое количество крупного посадочного материала. Строительство новых современных рыбоводных заводов требует больших и длительных капиталовложений и не окупается. Международный опыт показывает, что повысить эффективность заводского воспроизводства возможно только оптимизацией условий выращивания молоди на всех этапах биотехники путем использования установок замкнутого водоснабжения (УЗВ) как основного надежного средства управления только лишь температурой среды. При этом использование западных разработок на существующих у нас типовых рыбоводных заводах малоэффективно из-за высоких требований к качеству (надежности) обеспечения и (или) требует коренной технической реконструкции, сравнимой со строительством нового завода. Актуальность использования УЗВ на рыбоводных заводах прогрессивно возрастает из-за необходимости формирования и содержания здесь маточных стад, поскольку даже естественные популяции лосося уже не всегда обеспечивают необходимое количество производителей для сбора икры.
Заключение. Можно заключить, что в основу всей описанной системы заложен принцип оптимизации комплексных экологических и гормональных воздействий. В связи с включением комплекса естественных ресурсов в ее биотехнологический цикл, который выводится таким образом на внесезонный уровень, постулируется необходимость введения правового статуса «природно-промышленного комплекса» для рыбоводных заводов и предлагается разработка научно-методических основ их создания и использования. Такие природно-промышленные рыбоводные комплексы как важнейшие индустриальные составляющие должны входить в систему рационального рыбохо-зяйственного природопользования. Вся биотехника воспроизводства рыбных запасов (важнейших, трудно возобновляемых биологических ресурсов) природно-промышленными рыбоводными комплексами должна быть основана на индустриальных принципах инженерной экологии. При этом каждое из звеньев воспроизводственного цикла, как и система в целом, должны быть заинтересованы и ответственны за конечный итог воспроизводства - эффективность промыслового возврата, соответствующую продуктивности водоема.
261
ЛИТЕРАТУРА
1. Итоги деятельности Федерального агентства по рыболовству в 2007 году и задачи на 2009 год: доклад Коллегии Федерального агентства по рыболовству (20 марта 2009 г.). СПб.: Федеральное агентство по рыболовству, 2009. 91 с.
2. Kolman, R. The past species status, and the future of the Baltic sturgeon (Acipenser oxyrhynchus Mitchill) / R. Kolman // Actual status and active protection of sturgeon fish populations enlarged by extinction / ed. Ryszard Kolman, Andrzej Kapusta; Olstyn: Inst. Rybactwa Srodladowego. 2008. P. 7-18.
3. Garlov, P.E. Plasticity of Nonapeptidergic Neurosecretory Cells in Fish Hypothalamus and Neurohypophysis / P.E. Garlov // international Review of Cytology. № 245. Р. 123170.
4. Garlov, P.E. Conserving sturgeon populations is a current natural protection and aquaculture issue / P.E. Garlov // Actual status and active protection of sturgeon fish populations enlarged by extinction / ed. Ryszard Kolman, Andrzej Kapusta; Olstyn: Inst. Rybactwa Srodladowego. 2008. P. 55-58.
5. Гарлов, П.Е. Биотехника круглогодичного (внесезонного) рыбоводства на индустриальной основе - важная задача аквакультуры / П.Е. Гарлов // Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2007. Т. 4. С. 21-25.
6. Способ приготовления гормонального препарата для стимуляции созревания производителей рыб: а.с. СССР № 719571 / П.Е. Гарлов, А.Л. Поленов; ЛГУ, ИЭФБ им. И.М. Сеченова АН СССР; опубл. 05.03.1980 // Бюлл. Госкомизобретений и открытий. № 9. С. 13-14.
7. Способ стимуляции полового созревания самцов рыб: а.с. СССР № 1163817 / П.Е. Гарлов, А.Л. Поленов, Ю.В. Алтуфьев, О.П. Попов, О.К. Буренин; ИНЦ АН СССР, ИЭФБ им. И.М. Сеченова АН СССР, ЦНИОРХ МРХ СССР, КаспНИИРХ МРХ РСФСР; опубл. 30.06.1985 // Бюлл. Госкомизобретений и открытий. № 24. С. 5.
8. Способ резервации производителей рыб: а.с. СССР № 965409 / П.Е. Гарлов, А.Л. Поленов, Ю.В. Алтуфьев, Н.Г. Деревягина; ГосНИОРХ, ИЭФБ им. И.М. Сеченова АН СССР, ЦНИОРХ МРХ СССР, КаспНИИРХ МРХ РСФСР; опубл. 12.10.1982 // Бюлл. Госкомизобретений и открытий. № 38. С. 6.
9. Суворов, Е.К. Использование скрытых возможностей роста рыб / Е.К. Суворов // Информ. сб. консультативного бюро ВНИОРХ. 1940. № 4. С. 7-9.
10. Belias, C.V. Environmental impacts of coastal aquaculture in eastern Mediterranean bays: the case of Astakos Gulf, Greece / C.V. Belias, V.G. Bicas, M.J. Dassenakis, M.J. Scoul-los // Environ. Sci. Pollut. Res. Intern. 2003. V. 10(5). P. 287-295.
11. Способ воспроизводства популяции рыб: а.с. СССР № 682197 / П.Е. Гарлов; ГосНИОРХ МРХ РСФСР; опубл. 30.08.1979 // Бюлл. Госкомизобретений и открытий. № 32. С. 11.
12. Система водоснабжения рыбоводных заводов: а.с. СССР № 982614 / П.Е. Гарлов; ГосНИОРХ; опубл. 23.12.1982 // Бюлл. Госкомизобретений и открытий. № 47. С. 6.
13. Система водоснабжения рыбоводных хозяйств: пат. на изобретение № 2400975 / П.Е. Гарлов; патентообладель ФГНУ ГосНИОРХ RU; заявка № 2008117679. Приоритет изобретения 04 мая 2008 г. Зарегистрировано в Гос. Реестре РФ 10 октября 2010 г. Опубл. 10.10. 2010 // Бюл. № 28.
УДК 636.4.087.8
ПРОДУКТИВНОСТЬ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ ЗАЩИТНЫЕ СИЛЫ ОРГАНИЗМА СВИНЕЙ НА ДОРАЩИВАНИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ В РАЦИОНЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРЕПАРАТА «АГРОМИН СУХОЙ»
Н.А. САДОМОВ
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» г. Горки, Могилевская обл., Республика Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 05.01.2011)
Введение. Важнейшим условием повышения объемов продукции свиноводства является организация полноценного кормления живот-
