CC BY
136
АКВАКУАЬТУРА
УДК 639.3 DOI 10.24411/2311-6447-2020-10047
Темп роста клариевого сома в узв в условиях Калининградской области
Growth rate of clarium catfish in ras in the Kaliningrad region
Профессор Е.И. Хрусталев, доцент T.M. Курапова, зам. зав. кафедрой К.А. Молчанова, доцент Л.В. Савина
(Калининградский государственный технический университет) кафедра аквакультуры, тел. 8-921-263-36-47
E-mail: kseniya.elfimova@klgtu.ru
Professor E.I. Khrustalev, Associate Professor T.M. Kurapova, Deputy head of the department K.A. Molchanova, Associate Professor L.V. Savina
(Kaliningrad State Technical University) chair of Aquaculture, biology and disease of hydrobi-onts, tel. 8-921-263-36-47 E-mail: kseniya.elfimova@klgtu.ru
Реферат. Выращивание рыб в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) является одним из перспективных направлений в аквакультуре и имеет ряд преимуществ перед другими способами выращивая рыб (прудовым, садковым п выращиванием в прямоточных бассейнах). Эффективность функционирования УЗВ можно оценить традиционными способами - по величине абиотических показателей и их соответствием биологическим требованиям вида и по темпу роста выращиваемых рыб. Клариевый сом является одним из перспективных объектов товарного рыбоводства в Российской Федерации, что связано с его уникальными биологическими особенностями, позволяющими существенно сэкономить на капитальных вложениях. Целью работы была оценка темпа роста клариевого сома в бассейнах промышленной УЗВ «ТПК Балтптицепром». На основании проведенных исследований, все абиотические показатели были в пределах биологических требований вида, что свидетельствовало об эффективной работе УЗВ. По результатам контрольных взвешиваний, проведенных в период выращивания клариевого сома, был рассчитан общепродукционный коэффициент массонакопления (Км), который показал, что скорость роста клариевого сома была высокой на всех этапах выращивания. Величина экологического коэффициента роста (Кэ) на большинстве этапов выращивания была выше 0,7, что подтверждает благополучие условий выращивания клариевого сома в УЗВ.
Summary. Growing fish in recirculating aquaculture system (RAS) is one of the promising areas in aquaculture and has several advantages over other methods of growing fish (pond, cage and rearing in direct-flow pools). The effectiveness of the functioning of recirculating aquaculture system can be estimated by traditional methods - by the value of abiotic indicators and their compliance with the biological requirements of the species and the growth rate of farmed fish. Clarium catfish is one of the promising commercial fish farming facilities in the Russian Federation, which is associated with its unique biological features, which can significantly save on capital investments. The aim of the work was to assess the growth rate of catfish the basins of industrial ultrasonic testing "TPK Baltptitseprom" LLC. Based on the studies, all abiotic indicators were within the biological requirements of the species, which testified to the effective operation of the ultrasound. According to the results of the control weighings carried out during the growing of clarium catfish, the modelling of fish growth (Km) was calculated, which showed that the growth rate of clarium catfish was high at all stages of cultivation. The value of the ecological growth coefficient (Ke) at most stages of cultivation was higher than 0.7, which confirms the well-being of the conditions for growing clary catfish in a RAS.
Ключевые слова: УЗВ, клариевый сом, общепродукционный коэффициент массонакопления, экологический коэффициент, генетический коэффициент роста.
Keywords: RAS, catfish, the modelling of fish growth, environmental coefficient, genetic growth rate.
© Е.И. Хрусталев, T.M. Курапова, K.A. Молчанова, Л.В. Савина, 2020
Аквакультура является одним из самых быстро развивающихся направлений по освоению мировых биоресурсов. Эта отрасль имеет ряд преимуществ - отсутствие зависимости от сырьевой базы, низкие энергозатраты по сравнению с промыслом, возможность поставки продукции в любое время года [1].
Выращивание гидробионтов в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ), по сути, является технологией для выращивания рыб или других водных организмов с повторным использованием воды для целей производства [2].
Клариевый сом - перспективный объект аквакультуры- имеет высокую скорость роста (время выращивания от личинки до товарной массы 1,2 кг составляет шесть месяцев); может выращиваться при очень высокой плотности посадки (в отдельных случаях до 500 кг/м3);отличается устойчивостью к заболеваниям; эффективность использования корма на составляет 0,8 - 1,2 кг на 1 кг продукции; стоимость кормов для выращивания этого вида примерно в полтора раза ниже, чем стоимость кормов для выращивания осетровых и форели; способность сома использовать для дыхания атмосферный воздух позволяет отказаться от применения в составе УЗВ оксигенаторов, что снижает капитальные затраты на строительство установок примерно на 25 - 40 % [3].
Целью данной работы являлась оценка темпа роста клариевого сома в бассейнах УЗВ. Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
Оценить эффективность работы УЗВ по выращиванию клариевого сома на основании оценки гидрологических показателей;
2.Оценить скорость роста разновозрастного клариевого сома;
3. Провести расчеты экологического и генетического коэффициентов роста клариевого сома.
Исследования проводили на базе промышленных УЗВ ООО «ТПК Балтпти-цепром» и мобильной рыбоводной лаборатории (МРА) Калининградского государственного технического университета.
Применяемая в исследованиях УЗВ для выращивания клариевого сома состояла из блока механической и биологической очистки, теплонасос, дегазатора и бассейнов разного объема, предназначенных для выращивания разновозрастных групп рыб. План-схема УЗВ для выращивания клариевого сома представлена на рис. 1.
9 9
1 • * 15 я 1
. * 4.
1 6 I 6
Л.
9 ' * 9 1 * 1
1 * 1 6 4 1 1 6
.1. _1_
9 1 9 1
1 ч 1 п
1 * 4 1
1 1 5
6 6
Рис. 1. План-схема УЗВ для выращивания клариевого сома: 1 - механический фильтр; 2 - насос; 3 - биофильтр; 4 - шестиугольные бассейны с объемом по 3 м3; 5 - прямоугольные бассейны объемом по О, 7 м3; б - прямоугольные бассейны объёмом по 7 м3; 7 - дегазатор; —► направление потока воды (воздуха)
Оценка эффективности функционирования технических узлов УЗВ, обеспечивающих экологическую чистоту среды выращивания рыб, уровня раскрытия у них биологической потенции основывалась на стандартных методиках оценки функционирования УЗВ по гидрохимическим показателям. А именно для измерения температуры воды и концентрации в ней кислорода применяли портативный термоок-симетр «Наппа Instruments - 9145», а также при помощи иономера определяли рН.
Температура - важнейший экологический фактор, вне всяких сомнений, оказывающий решающее влияние на рост рыб, который У. Хоар и соавторы отнесли ее к основному, направляющему развитие рыб фактору [4].
На рис. 2 показана динамика температуры воды в бассейнах УЗВ ООО «ТПК Балтптицепром» при выращивании клариевого сома.
Месяцы
Рис. 2. Средние значения температуры воды в бассейнах в УЗВ ООО «ТПК Балтптицепром»
На рис. 2 видно, что температура воды в рассматриваемый период колебалась в пределах от 26,0 до 27,5 °С. Её среднее значение составило 26,8±0,25 °С и температура воды не имела существенных колебаний. Известно, что оптимальная температура выращивания клариевого сома на разных этапах выращивания составляет 26 - 28 °С [5;6].
Концентрация растворенного в воде кислорода на вытоке из бассейнов была на уровне 3 мг/л.
Водородный показатель (рН) циркулирующей в системах УЗВ воды отражает взаимодействие двух сред [7]. Первая среда - зона закисления воды, формирующаяся в объеме биофильтра. Вторая - зона защелачивания, которая захватывает дегазатор, трубопроводы и бассейны. Величина рН в воде УЗВ признается оптимальной в диапазоне значений от 6,5 до 7,0, допустимая - до 7,5. Чем ниже величина водородного показателя в диапазоне 6,5-7,5, тем эффективней работает биофильтр.
Динамика водородного показателя воды в ходе выращивания клариевого сома в УЗВ ООО «ТПК Балтптицепром» приведена на рис. 3. Штриховыми линиями показаны оптимальные для клариевого сома значения рН.
7.5
х го
Август
Сентябрь
Октябрь Месяцы
Ноябрь
Декабрь
Рис. 3. Изменение рН воды в бассейнах УЗВ «ТПК Валтптицепром»
Значения водородного показателя (рН) за период выращивания клариевого сома в среднем составляли 7,0±0,07. Таким образом, на протяжении практически всего периода выращивания преобладала величина рН, находящаяся в нейтральной среде.
Как видно, все абиотические показатели были в пределах биологических требований вида, что свидетельствует о эффективной работе УЗВ.
Еще одним показателем, характеризующим эффективность работы установки является темп роста. Для оценки темпа роста использовали данные контрольных взвешиваний.
При проведении первой сортировки выращиваемых рыб разделили на три группы. Первые - рыбы, отстающие в росте (мелкая группа), вторая - рыбы, имеющие среднюю массу (средняя группа) и третья - рыбы, имеющие крупные размеры (крупная группа).
Группа «мелкие» включала рыб, которые в начале исследуемого периода имели массу в среднем 0,212 г., в возрасте сеголетков эти рыбы достигли массы в среднем 207,2 г. Группа «средние» включала рыб, которые в начале исследуемого периода имела среднюю массу 0,262 г., а концу периода выращивания достигла 314,4 г. «Крупная» группа состояла из рыб, имевших среднюю начальную массу 0,322 г., а к возрасту сеголетков достигла 572,9 г (рис. 4).
600 550 500 450 U 400 | 350 I 300 250 200 150 100 50 0
У у у.
JF
-мелкие
Месяцы средние
Рис. 4. Изменение массы тела клариевого сома на ООО «ТПК Валтптицепром»
крупные
Для оценки темпа роста использовали общепродукционный коэффициент массонакопления [8]. На основании данных контрольных взвешиваний, применяя формулу 1, провели расчеты этого показателя.
К. =
(Миз -М1/Л)*3
■ кон нач /
(Т -Т )
^ кон нач '
(1)
где Мнач и Мкон - начальная и конечная масса рыб, г; Тнач и ТКОн - возраст рыб в начале и в конце периода, сут.
На основании расчетов значения коэффициента массонакопления было отмечено, что у групп: «мелкие» величина исследуемого показателя варьировала от 0,03 до 0,20; в группе «средние» от 0,04 до 0,22; в группе «крупные» от 0,06 до 0,23 (рис. 5).
о
■ мелкие
Месяцы
средние
крупные
Рис. 5. Изменение величины коэффициента массонакопления клариевого сома на
ООО «ТПК Балтптицепром»
Основываясь на фактических данных, полученных в ходе продолжительных исследований, учтенных в биотехнических нормативах, приводимых ниже, можно оценить насколько может быть реализована ростовая потенция у клариевого сома на разных этапах выращивания (табл. 1).
Таблица 1
Рост клариевого сома на разных этапах выращивания
Этапы выращивания Км Кэ Рыбопродукция, кг/м3
до средней массы 50 мг 0,087 0,34 3,5
до средней массы 1 г 0,126 0,49 30-50
до средней массы 50 г 0,230 0,89 160-200
до средней массы 100 г 0,240 0,92 180-240
до средней массы 500 г 0,250 0,96 380-420
до средней массы 1000 г 0,180 0,69 400-450
до средней массы 2000 г 0,160 0,62 480-500
Поскольку в литературных источниках отсутствуют данные о величине генетического коэффициента роста, то нами проведена оценка раскрытия ростовой потенции у клариевого сома в различных вариантах выращивания. Это позволило предположить, что величина Кг у данного вида равна 0,26 [9].
То, что на первых двух этапах величина Км самая низкая из выделенных, подтверждает то, что значительная часть энергии питательных веществ корма расходуется у личинок сома на функциональные нужды, совершенствование пищеварительной системы. Объективно, что эффективность усвоения питательных веществ корма в пищеварительном тракте, особенно в первые 20 суток выращивания достаточно низкая. Увеличение Км до самых высоких значений (0,23-0,25) на этапах выращивания сома от 1 до 500 г закономерно связана с эффективно функционирующей пищеварительной системой у неполовозрелых рыб. Очевидно, этому соответствует качество использованных кормов. Снижение величины Км до 0,16-0,18 на этапах выращивания товарной рыбы до 1000-2000 г можно связать с возрастанием в структуре общего обмена генеративной составляющей, когда значительная часть энергии питательных веществ корма идет на развитие половой системы у самцов и самок клариевого сома.
Если воспользоваться формулой 2, то можно установить долю влияния экологического коэффициента роста (Кэ). Проведя расчёты, опираясь на данные предыдущей таблицы, можно определить величину экологического коэффициента роста на этапах выращивания по формуле 3 (таблица 1).
Км = Кэ х Кг, (2)
где Кг - генетический коэффициент роста; Кэ - экологический коэффициент роста
Км
Кэ= — Кг
Если рассматривать экологический коэффициент как произведение частных экологических коэффициентов, то можно получить ряд показателей (формула 4).
Кэ = Кт х К02 х КрН х Кгидр х Кбиот х Ккорм х Кн.ф, (4)
где Кт- температурный коэффициент; К02 - коэффициент влияния растворенного в воде кислорода; КрН - коэффициент влияния рН; Кгидр - коэффициент влияния гидрохимических показателей; Кбиот - коэффициент влияния биотических факторов; Ккорм - коэффициент влияния кормления; Кн.ф - коэффициент учитывающий влияние неучтенных факторов.
Если придерживаться первого закона Ю. Либиха, то можно выделить какой частный экологический коэффициент определяет величину общего экологического коэффициента.
Температура воды на этапах выращивания была в диапазоне значений 26 -28 °С, и находилась в пределах оптимальных для клариевого сома значениях, следовательно величину Кт можно принять за 1,0. Поскольку решающее влияние в дыхании у клариевого сома принадлежит лабиринтовому органу, то считается допустимым его выращивание при содержании растворенного в воде кислорода не менее 2,0 мг/л [10; 11], тогда К02 то же можно принять за 1,0, поскольку фактическое содержание кислорода в воде на этапе до начала функционирования лабиринтового органа было более 6,0 мг/л, на последующих этапах 3-4 мг/л.
Допустимая величина рН для сома, согласно литературным данным, от 6,5 до 8,0 [10]. Фактическая фиксируемая нами была от 6,7 до 7,5, поэтому КрН можно принять за 1,0.
Поскольку суммарное содержание аммиака и аммония не превышало 3,2 мг/ л, нитритов 2,2 мг/л, нитратов 700 мг/л и, следовательно, было в пределах оптимальных значений для этого вида, то Кгидр можно принять за 1,0. Ранее было установлено, что клариевый сом и европейский угорь выдерживают концентрации азотистых соединений на порядок выше, чем другие виды рыб, выращиваемые в УЗВ [10].
Кбиот можно принять за 0,5-0,6 только на этапах выращивания молоди до массы 1 г, поскольку ранее было показано, что снижение плотности посадки в 5-10 раз способствует кратному увеличению скорости роста. На последующих этапах этот показатель можно признать равным 1,0.
Если придерживаться этого положения, то ранее данное объяснение факторам, влияющим на рост молоди сома на первых двух этапах будет не совсем корректным и требующим продолжения исследований в части оценки влияния плотности посадки на этапах выращивания личинок клариевого сома.
Корм, если оценивать по величине кормовых коэффициентов на этапах выращивания, можно принять также равным 1,0 на первых пяти этапах. То, что он повышается выше 1,0 на 6-7 этапах выращивания закономерно связано с отвлечением части энергии питательных веществ корма на генеративный обмен. Поэтому Ккорм на этих этапах можно принять 0,7.
Судя по данной оценке частным экологическим факторам, доля влияния Кн.ф. незначительна. Это позволяет оценивать функционирование УЗВ на всех этапах выращивания клариевого сома как эффективное.
Суммарное влияние всех учитываемых экологических факторов можно оценить по величине рыбопродукции в конце каждого этапа выращивания (таблица !)•
Учитывая биологические особенности клариевого сома, устойчивость к органическому загрязнению, можно признать, что только на первых двух этапах выравнивания величина рыбопродукции сопоставима с фиксируемыми для других рыб. На следующих этапах она существенно превосходит, что позволяет счЕггать клариевого сома самым продуктивным объектом индустриальной аквакультуры. Этому соответствует величина Кэ на большинстве этапов выше 0,7, что позволяет отнести сома к быстрорастущим рыбам.
Достигнутый уровень биотехнических показателей соответствует современным представлениям о месте клариевого сома, как наиболее перспективного объекта индустриальной аквакультуры в стране и позволяет применить их в составе нормативной базы.
Проведенные исследования по гидрологическим показателям - температуре воды и рН, показали эффективность работы системы по поддержанию абиотических факторов на оптимальном для клариевого сома уровне.
Оценка темпа роста по величине общепродукционного коэффициента массо-накопления (Км) позволяет говорить о высокой ростовой потенции клариевого сома, выращиваемого в УЗВ. Расчет по величине коэффициента массонакопления и выделения в стандартной формуле величины экологического коэффициента на уровне средних и высоких значений (выше 0,7) подтверждает благополучие условий выращивания клариевого сома.
ЛИТЕРАТУРА
1. Душкина Л.А. Экосистемные аспекты марикультуры / / Тезисы докладов 5 съезда Всесоюзного гидробиологического общества. -М., 1998. 4.1. -С. 76 - 77.
2. Брайнбалле Я. Руководство по аквакультуре в установках замкнутого водоснабжения. Копенгаген, 2010. -74 с.
3. Биоэнергетика и рост рыб / под ред. У. Хоара и др. -М.: Легк.и пищ.пром-сть. -316 с.
4. Артеменков Д.В. Выращивание клариевого сома (Ciarías gariepinus) в УЗВ на комбикормах с добавками пробиотика «Субтилис»: дис. ... канд. с.-х. наук. -М, 2011.-193 с.
5. Ковалёв К.В. Технологические аспекты выращивания клариевого сома (Ciarías gariepinus) в рыбоводной установке с замкнутым циклом водообеспечения (УЗВ): дис. ... канд. с.-х. наук,- М, 2006. 132 с.
6. Власов В.А., Завьялов А.П., Есавкин Ю.И. Рекомендации по воспроизводству и выращиванию клариевого сома с использованием установок с замкнутым циклом водообеспечения: инструктивно-метод. изд. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2010. -48 с.
7. Проскуренко И.В. Замкнутые рыбоводные установки. -М.: Изд-во ВНИРО, 2003. -152 с.
8. Купинский С.Б. Продуктивные возможности объектов аквакультуры. Астрахань: Изд-во ДФ ФГОУ ВПО «АГТУ», 2007. -133 с.
9. Современные проблемы и перспективы развития аквакультуры / Е.И. Хру-сталев, T.M. Курапова, О.Е. Гончаренок, К.А. Молчанова. Спб.: Лань, 2017. -416 с.
10. Adamek, J. Sum afrykanski / J. Adamek//. Technologia chowu. Olsztyn: Wydawnictwo IRS, 2003. - 75 s.
11. Микодина E.B. Биологические основы и методы управления функциями в раннем онтогенезе рыб / / Биологические основы марикультуры / под ред. Л.А. Душкиной. - М.: Вниро, 1998. - с. 178-205.
REFERENCES
1. Dushkina L.A. Jekosistemnye aspekty marikul'tuiy [Ecosystem Aspects of Mar-iculture] / / Tezisy dokladov 5 s#ezda Vsesojuznogo gidrobiologicheskogo obshhestva. -M., 1998. Ch.l. -S. 76 - 77. (Russian).
2. Brajnballe Ja. Rukovodstvo po akvakul'ture v ustanovkah zamknutogo vodos-nabzhenija [Guidance on aquaculture in closed water installations]. Kopengagen, 2010. -74 s.
3. Biojenergetika i rost ryb [Bioenergy and fish growth] / pod red. U. Hoara i dr. -M.: Legk.i pishh.prom-st'. -316 s. (Russian).
4. Artemenkov D.V. Vyrashhivanie klarievogo soma (Clarias gariepinus) v UZV na kombikormah s dobavkami probiotika «Subtilis» [The cultivation of Clarias catfish (Clarias gariepinus) in ultrasonic testing on compound feeds with the addition of the probiotic Subtilis]: dis. ... kand. s.-h. nauk. -M, 2011. -193 s. (Russian).
5. Kovaljov K.V. Tehnologicheskie aspekty vyrashhivanija klarievogo soma (Clarias gariepinus) v lybovodnoj ustanovke s zamknutym ciklom vodoobespechenija (UZV) [Technological aspects of the cultivation of Clarias catfish (Clarias gariepinus) in a fish breeding facility with a closed water supply cycle (RAS)]: dis. ... kand. s.-h. nauk.- M, 2006. 132 s. (Russian).
6. Vlasov V.A., Zav'jalov А.Р., Esavkin Ju.I. Rekomendacii po vosproizvodstvu i vyrashhivaniju klarievogo soma s ispol'zovaniem ustanovok s zamknutym ciklom vodoobespechenija [Рекомендации по воспроизводству и выращиванию клариевого сома с использованием установок с замкнутым циклом водообеспечения]: in-struktivno-metod. izd. -М.: FGNU «Rosinformagroteh», 2010. -48 s. (Russian).
7. Proskurenko I.V. Zamknutye rybovodnye ustanovki [Closed hatcheries]. M.: VNIRO, 2003. 152 s. (Russian).
8. Kupinskij S.B. Produktivnye vozmozhnosti ob#ektov akvakul'tuiy [Productive Capabilities of Aquaculture Facilities]. Astrahan': Izd-vo DF FGOU VPO «AGTU», 2007. -133 s. (Russian).
9. Sovremennye problemy i perspektivy razvitiya akvakul'tury [Modern problems and prospects for the development of aquaculture.], E.I. Khrustalev, T.M. Kurapova, O.E. Goncharenok, K.A. Molchanova, Spb.: Lan', 2017, 416 pp. (Russian).
10. Adamek, J. Sum afrykanski / J. Adamek//. Technologia chowu. Olsztyn: Wydawnictwo 1RS, 2003. - 75 s.
11. Mikodina E.V. Bio logic he skie osnovy i metody upravlenija funkcijami v ran-nem ontogeneze ryb [Biological foundations and methods of controlling functions in early ontogenesis of fish] / / Biologicheskie osnovy marikul'tury / pod red. L.A. Dush-kinoj. - M.: Vniro, 1998. - s. 178-205. (Russian).
