Рециркуляционные технологии в крытых и открытых

Рециркуляционные технологии в крытых и открытых системах
РУКОВОДСТВО
Составлено на основании докладов семинара AQUAREDPOT,
проведённого в г. Вильнюс (Литва) 13-14 мая 2013 г.
Институт рыболовства, аквакультуры и ирригации
Сарваш
2013
Редакторы:
Петер Лендел
Денеш Гал
Гергё Дьялог
Вильмош Ёжа
Издано HAKI, Сарваш, 2013
Печать:
Типография «Фазекаш», Сарваш
Оглавление
Bведение
2
Предпосылки проекта AQUAREDPOT
Денеш Гал, Гергѐ Дьялог, Ласло Варади
3
Научно-исследовательская и демонстрационная деятельность в УЗВ,
планируемой в рамках проекта AQUAREDPOT
Андраш Петери, Гергѐ Дьялог, Шандор Дивики, Балаж Кучка,
Денеш Гал.
6
Производство посадочного материала в УЗВ как единство селекции и
технологии
Голод В.М., Терентьева Е.Г., Крупкин В.З.
11
Нитрит-индуцированная метгемоглобинемия пресноводных рыб при
выращивании в рециркуляционных системах
Худая Л.В., Худый А.И.
23
Применение установок с замкнутым водообменом (УЗВ) в
осетроводстве Польши
Кольман Рышард, Здановски Богуслав
32
Развитие индустриального рыбоводства в Беларуси
Костоусов В.Г., Барулин Н.В.
47
Первый опыт получения реверсантов по полуу радужной форели в
условиях УЗВ в Беларуси
Слуквин А. М., Метальникова К. В., Костоусов В. Г., Конева О. Ю.,
Ровба Е. A
53
Установки замкнутого водоснабжения в Центре аквакультуры и
экологического
менеджмента
Варминско-Мазурского
университета в г.Ольштын, Польша
Кухарчик Дариуш, Жарский Даниель, Крейшефф Славомир
84
Актуальные проблемы рециркуляционной аквакультуры –
Итоги круглых столов, проведѐнных в рамках семинара
AQUAREDPOT
96
1
ВВЕДЕНИЕ
Институт HAKI является региональным центром передового опыта в
области
аквакультурных
исследований,
выполняющим
мультидисциплинарную научно-исследовательскую программу. Будучи
важным представителем региона Центральной и Восточной Европы
(ЦВЕ) в ряде европейских инициатив, направленных на развитие
аквакультуры (напр. в EATIP и различных проектах 6РП и 7РП), HAKI
также играет ведущую роль в обмене знаниями и сотрудничестве
центров аквакультуры в регионе ЦВЕ. В 2004 г. HAKI выступил
инициатором создания Сети центров аквакультуры в Центральной и
Восточной Европы (НАСИ), одной из основных целей которой является
интеграция центров аквакультуры региона ЦВЕ в Европейское
исследовательское пространство (ERA).
В 2013 г., совместно с проведѐнным в Литве 4-м Съездом НАСИ, был
организован двухдневный семинар по рециркуляционным системам в
крытых и открытых системах. Первый день семинара был посвящѐн
докладам о теоретических основах рециркуляции воды, тогда как во
второй день были представлены более практически ориентированные
научные результаты об используемых видах и применении элементов
рециркуляции воды в прудовых системах. Два отдельных круглых стола
были посвящены использованию рециркуляционных технологий в
научных исследованиях и аквакультуре стран Центральной и Восточной
Европы.
Докладчиками выступили один учѐный из Группы аквакультуры и
рыболовства Вагенингенского университета (AFI) (Современное
состояние развития установок замкнутого водоснабжения), один
специалист от компании AquaBioTech (Применение УЗВ в
восточноевропейском аквакультурном производстве), один учѐный от
института NOFIMA (Научно-исследовательские цели и конструкция
УЗВ в NOFIMA), один учѐный из Дании (Практические примеры УЗВ),
11 учѐных из стран ЦВЕ (представившие доклады по различным
областям, связанным с выращиванием рыбы в УЗВ, и практические
примеры открытых УЗВ в странах ЦВЕ), а также двое учѐных из HAKI.
2
Предпосылки проекта AQUAREDPOT
Денеш Гал, Гергѐ Дьялог, Ласло Варади
Институт рыболовства, аквакультуры и ирригации, Сарваш, Венгрия
Аквакультура является признанной возможностью производства
животного белка для растущего населения в будущем, поскольку она
эффективно использует кормовые и водные ресурсы, а рыба является
уникальным источником полиненасыщенных жирных кислот, которые
очень полезны для человеческого здоровья. .
Несмотря на быстрый рост аквакультуры в мировом масштабе,
продукция европейской аквакультуры находится на постоянном уровне.
Более 60 процентов потребляемых морепродуктов в ЕС приходится на
долю импорта. Новая «Стратегия устойчивого развития европейской
аквакультуры» стремится стимулировать рост аквакультуры в ЕС, в то
время как Европейская Комиссия поддерживает усилия по научноиследовательской деятельности в области аквакультуры и выделяет
достаточное финансирование на аквакультурные проекты для
дальнейшего
развития
базы
знаний
по
устойчивым
и
конкурентоспособным
методам
аквакультуры.
Европейская
аквакультура будущего должна играть передовую роль в устойчивом
развитии. Необходимо принять подходящие меры для обеспечения
ведущей роли аквакультуры в «голубой революции», касается ли это
непосредственно производства пищи водного происхождения,
технологий или инновации, либо установления стандартов и процессов
сертификации в ЕС и на международном уровне.
Пресноводная
аквакультура
признана
недоиспользованной
возможностью улучшения уровня жизни в сельских районах и
содействия росту потребления рыбы в странах Центральной и
Восточной Европы (ЦВЕ), где уровень последнего неприемлемо низок.
Низкий технологический уровень аквакультуры в регионе ЦВЕ даѐт
значительный простор для инноваций. В этих странах доминирующим
видом аквакультуры является пресноводное экстенсивное или
полуинтенсивное прудовое карповодство. Несмотря на значительные
усилия, предпринятые странами ЦВЕ для модернизации сектора с
3
помощью Европейского фонда рыбного хозяйства (EFF) и Рамочных
программ ЕС по развитию научных исследований и технологий (РП6 и
РП7), по-прежнему имеется серьѐзный разрыв в техническом уровне,
интенсивности и качестве аквакультурной продукции между Западной и
Восточной Европой. Поскольку возросшая конкуренция за
пространственные и водные ресурсы является главным препятствием
для дальнейшего развития или даже поддержания пресноводного
рыбоводства, рост интенсификации и замкнутое или оборотное
использование воды и питательных веществ были обозначены
Стратегической научно-исследовательской программой EATIP как
стратегические
направления
устойчивого
(экологического,
экономического и социального) развития пресноводной аквакультуры.
Требуемой модернизации аквакультуры в странах ЦВЕ можно достичь
только путѐм научных исследований, инноваций и развития
информационно-консультационного потенциала. Укрепление научноисследовательского потенциала является главной предпосылкой
развития аквакультуры в регионе за счѐт усиления сотрудничества
между региональными научно-исследовательскими институтами.
HAKI представляет собой региональный образцовый научный центр в
области
аквакультуры,
осуществляющий
междисциплинарную
программу исследований. HAKI является важным представителем стран
ЦВЕ в различных европейских инициативах, имеющих своей целью
развитие аквакультуры (в том числе, EATIP и различных проектах РП6
и РП7), а также играет ведущую роль в обмене знаниями и
информацией между центрами аквакультуры в регионе. В 2004 году
институт стал инициатором основания Сети центров аквакультуры в
Центральной и Восточной Европе (НАСИ). Одной из основных целей
НАСИ является интеграция центров аквакультуры в Европейское
исследовательское пространство (ERA).
Целью проекта AQUАREDPOT является усиление научного
потенциала HAKI с целью преобразования его в ведущий научноисследовательский и инновационный центр в области пресноводной
аквакультуры в странах ЦВЕ, который затем сможет действовать как
движущая сила технологического развития и улучшения снабжения
рыбной продукцией в этом регионе.
4
Основной задачей проекта AQUAREDPOT является усиление научнотехнического исследовательского и инновационного потенциала HAKI.
В рамках проекта институт приобретѐт новые знания и умения в
области науки, инноваций и интеллектуальной собственности, разовьѐт
стратегическое
сотрудничество
с
передовыми
партнѐрскими
организациями, мобилизирует человеческие ресурсы, примет на работу
новых учѐных, повысит свой научный потенциал и улучшит свою
научно-исследовательскую инфраструктуру с целью улучшения своего
научного вклада в аквакультуру региона. Для того чтобы обеспечить
рост своего научного потенциала, HAKI будет активно сотрудничать с
тремя ведущими европейскими научными центрами
(Отделом
аквакультуры
и
рыболовства
Вагенингенского
университета,
Французским исследовательским институтом по использованию моря и
Норвежским институтом исследований в области рыболовства и
аквакультуры) и одним МСП (AquaBiotechLtd) на протяжении всего
проекта.
Подчѐркнутой целью проекта AQUAREDPOT является содействие
развитию региональной аквакультуры путѐм улучшения научной
деятельности и распространения последних научных достижений среди
фермеров и инвесторов. Улучшенная передача знаний должна
основываться на более практически ориентированной науке, которая
будет
принимать
во
внимание
социально-экономические
характеристики региона. Таким образом, проводимый совместно НАСИ
и Службой рыбного хозяйства при Министерстве сельского хозяйства
Литовской Республики семинар посвящѐн новым рециркуляционным
технологиям в аквакультуре и направлен на снижение различий между
региональными
научно-исследовательскими
приоритетами
и
потребностями фермеров и инвесторов (рыбоводным сектором
будущего) путѐм совместной работы учѐных и фермеров ЦВЕ.
5
Научно-исследовательская и демонстрационная деятельность в
УЗВ, планируемой в рамках проекта AQUAREDPOT
Андраш Петери, Гергѐ Дьялог, Шандор Дивики, Балаж Кучка,
Денеш Гал
Институт рыболовства, аквакультуры и ирригации, Сарваш, Венгрия
Производство рыбы и возможности развития
Большую часть потребляемой в Центральной и Восточной Европе
(ЦВЕ) товарной рыбы составляют карповые и некоторые хищные виды.
Постоянное увеличение производства этих видов рыб в регионе и рост
импорта рыбной продукции на протяжении последнего десятилетия
позволяют также ожидать рост спроса на них в будущем. Более того,
вероятно смещение интереса покупателей в сторону именно хищных
рыб.
Поддержка лучшего использования водоѐмов, используемых для
рыбоводства (450 000 га рыбоводных прудов и водохранилищ в ЦВЕ) и
поощрение внедрения УЗВ, подходящих для массового производства
более ценных, чем столовый карп, видов рыб позволят установить
прочный фундамент для развития аквакультуры в этом регионе.
Техническое оснащение для вышеуказанных целей
HAKI должен выполнить три задачи. Институт будет проводить в УЗВ
исследовательскую и демонстрационную/обучающую деятельность. В
связи с этим в рамках проекта AQUAREDPOT необходимо построить
системы, подходящие для изучения факторов, влияющих на
выращивание рыбы в достаточном количестве повторений для
исследовательской работы. Кроме того, эти системы должны
удовлетворять потребностям демонстрации производственных методов
в масштабе малого производства, чтобы убедить целевую аудиторию в
том, что представленные технологии подходят также и для
крупногомасштабного производства рыбы. Ещѐ одним важным видом
деятельности этих систем будет производство личинок и взрослых
особей ценных видов рыб (сомов, осетровых и т.д.).
6
Для выполнения поставленных задач на базе старого здания УЗВ
института планируется построить три системы (Рисунок 1):
 маточный модуль с общим объѐмом бассейнов 6-10 м3;
молоди до стадии
 мальковый модуль для выращивания
сеголетка с общим объѐмом бассейнов около 18 м3 (Рисунок 2);
 модуль для выращивания крупных сеголетков/товарной рыбы с
двумя бассейнами общим объѐмом около 30 м3 (Рисунок 3).
Как маточный, так и мальковый модули будут иметь 2-3 комплекта
сменных бассейнов, что позволит проводить эксперименты на рыбах
различного размера в нескольких повторностях и при различной
температуре воды.
Кроме того, будет построена УЗВ, включающая в себя 27 маленьких
бассейнов, для изучения влияния иммуностимуляторов на устойчивость
рыб к стрессу и болезням (Рисунок 4). В этой части системы общий
бассейновый объѐм составит 3,5 м3. Бассейны можно будет подключить
к общему водообмену либо разделить их на две независимые замкнутые
системы.
Программа использования данных мощностей
В запланированных системах HAKI будет проводить исследования по
внедрению/разработке технологий по производству посадочного
материала видов, имеющих коммерческую ценность. Будут изучаться
все аспекты выращивания рыбы, в том числе влияние факторов среды
на рыбу, выбор наиболее подходящих методик кормления, управление
здоровьем во время периода выращивания, экономика производства и.т.
д. Несмотря на то что основной целью всегда будет оставаться
подержка производства посадочного материала, также будут
проводиться опыты по усовершенствованию технологий выращивания
столовой рыбы. Кроме того, будут разрабатываться методы массового
производства видов, находящихся под угрозой исчезновения.
В качестве дополнительной деятельности к описанной выше работе
институт будет изучать работу УЗВ в различной комплектации,
используя уже имеющиеся лаборатории и установленные в УЗВ
инструменты по анализу воды.
7
Большое значение имеет оценка экологических аспектов УЗВ.
Поскольку в странах ЦВЕ интенсивное рыбоводство на базе УЗВ в
большинстве случаев будет использоваться для поддержки прудового
рыбоводства путѐм снабжения посадочным материалом, большинство
УЗВ скорее всего будет организовано поблизости от рыбоводных
прудов. Следовательно, сточные воды УЗВ будут непосредственно
или через водно-болотные угодья сбрасываться в рыбоводные пруды.
Будут проведены подробные исследования для определения всех
аспектов данного способа очистки сточных вод.
В указанные исследования будут вовлечены венгерские и иностранные
студенты-магистры и аспиранты. Также будут прилагаться
значительные усилия для проведения исследований в рамках
международного сотрудничества.
Все перечисленные виды деятельности будут преимущественно
финансироваться из различных местных или международных грантов.
HAKI планирует организацию регулярных курсов обучения для
заинтересованных рыбоводов из стран ЦВЕ. Программа этих курсов
будет включать в себя технические аспекты постройки и
функционирования УЗВ, а также подробные методы выращивания рыбы
в них. На курсах также будут освещаться экономические аспекты
работы УЗВ. Кроме того, вместе с местными специалистами в качестве
лекторов будут приглашаться и международные эксперты. Языковой
барьер будет преодолѐн при помощи профессиональных переводчиков
или англоговорящих рыбоводов из стран участников.
Расходы на проведение курсов будут покрываться из различных
местных и международных источников. Участники из коммерческиориентированных областей рыбного хозяйства будут оплачивать своѐ
обучение самию
Ожидаемые выгоды
По окончании программы AQUAREDPOT институт сможет:
 предоставлять ценную техническую поддержку для рыбоводов
как в Венгрии, так и в других странах ЦВЕ;
 повысить международную репутацию института через
публикации, относящиеся к УЗВ;
8



установить более близкие контакты с рыбоводами других
стран ЦВЕ через проводимые курсы обучения;
увеличить интенсивность научных взаимосвязей как внутри
ЦВЕ, так и со странами Западной Европы;
принести доход HAKI через гранты, консультативную
деятельность, плату за обучение и выращивание посадочного
материала ценных видов рыб.
Рисунок 1. Расположение запланированных систем в здании старого УЗВ HAKI
Рисунок 2. Вид сверху и поперечный разрез малькового модуля
9
Рисунок 3. Вид сверху и поперечный разрез модуля для выращивания крупных
сеголетков и товарной рыбы
10
Производство посадочного материала в УЗВ как единство селекции
и технологии
Голод В.М., Терентьева Е.Г., Крупкин В.З.
ФГУП «Федеральный селекционно-генетический центр рыбоводства»,
Ропша, Россия
Аннотация
Федеральный
селекционно-генетический
центр
рыбоводства
(ФСГЦР),
расположенный в пригороде Санкт-Петербурга, является одним из крупных
поставщиков посадочного материала радужной форели на северо-западе России.
Основное направление деятельности предприятия – выведение пород рыб для
индустриального рыбоводства.
В последние годы здесь построено и введено в эксплуатацию пять установок
замкнутого водопотребления (УЗВ), охватывающих весь цикл выращивания форели от
формирования маточного стада до производства и реализации посадочного материала.
Высокое качество посадочного материала достигается сочетанием селекционной
работы и использования возможностей, предоставляемых УЗВ. В селекционной работе
сочетаются методы массового отбора и семейной селекции с использованием
близкородственных скрещиваний и оценки производителей по качеству потомства. В
результате налажен непрерывный цикл производства трех основных групп
посадочного материала: молоди средней массой 5-10 г, сеголеток массой 50-70 г и
годовиков - 100-300 г.
Ключевые слова: Радужная форель, посадочный материал, УЗВ, селекция
На протяжении многовековой истории человечества спрос на рыбу как
продукт питания удовлетворялся главным образом за счет лова в
естественных водоемах. Доля искусственного рыборазведения стала
существенной только к концу XX века, а в ближайшие годы роль
аквакультуры станет доминирующей. В рыбоводстве было создано
много различных форм выращивания рыбы, причем вновь возникшие
формы не заменяли старые, а часто существовали наряду с ними. В
связи с этой особенностью современное рыбоводство существует в
разнообразных формах, которые условно можно объединить в две
основные группы: пастбищное и индустриальное.
Особенностью индустриальной формы рыбоводства является
максимальная концентрация производства рыбы на малых площадях,
высокая механизация всех рыбоводных процессов и максимальная
мобилизация всех потенциальных возможностей организма рыбы для
достижения максимальной продуктивности. Высшей формой
11
индустриального рыбоводства является использование установок с
замкнутой системой водопотребления (УЗВ). В УЗВ предусматривается
полная биологическая очистка используемой воды и поддержание
температурного, кислородного, гидрологического и гидрохимического
режимов в пределах оптимума для объекта разведения.
Исследования и экспериментальные работы по созданию рыбоводных
ферм с замкнутым циклом водопотребления велись в СССР еще в 70-х
годах прошлого века. К сожалению, разработанные теоретические
основы этой технологии не получили практической реализации, а в
период распада СССР все экспериментальные установки были
утрачены. Интерес к рециркуляционным системам возродился только в
XXI веке. В настоящее время в России функционирует несколько
установок, на которых решаются локальные задачи. В тоже время, в
таких странах как США, Германия, Финляндия и Дания УЗВ широко
используются для крупномасштабного выращивания молоди и товарной
рыбы многих объектов рыбоводства (форель, осетровые, угорь, голец
и др.).
Водопотребление и водоотведение в УЗВ в сотни раз ниже, чем в
бассейновых хозяйствах с прямоточным водоснабжением. Это
значительно увеличивает количество водоисточников, пригодных для
организации рыбоводных хозяйств, позволяя сблизить места
производства и потребления рыбы. Снижение удельных затрат на
подогрев воды позволяет организовать круглогодичное выращивание
рыбы, многократно используя технологическое оборудование и
обеспечивая ритмичность поставки продукции потребителям, а
оптимизация режима выращивания позволяет снижать расход кормов на
единицу продукции. Незначительное водопотребление, в сочетании с
полной биологической и механической очисткой сточных вод, делает
УЗВ безопасными для окружающей среды.
Для ускоренного внедрения таких установок в России было решено
осуществить пилотный проект, который позволил бы изучить
особенности функционирования современных УЗВ в природноклиматических и организационно-правовых условиях России,
разработать типовые проекты и наладить обучение персонала.
В качестве базы для выполнения такого проекта был выбран
Федеральный селекционно-генетический центр рыбоводства (ФСГЦР),
12
расположенный в поселке Ропша, ближайшем пригороде СанктПетербурга. Данное предприятие, имеющее федеральный статус,
функционирует как самостоятельное с начала 90-х годов прошлого века.
Его основная задача – проведение селекционно-генетических
исследований, выведение пород рыб и производство посадочного
материала для товарных рыбоводных хозяйств. Однако, благодаря тому,
что
ранее
здесь
располагалась
экспериментальная
база
Государственного научно-исследовательского института озерного и
речного рыбного хозяйства, коллективом центра накоплен большой
опыт и в других областях рыбоводной науки и практики.
В Ропшу радужная форель была завезена еще в конце 19 века.
Выращивали ее в малом объеме, она стоила очень дорого и была скорее
престижным, чем повседневным продуктом питания. Разводили форель
фактически кустарным способом и получение порционной навески
(125-150 г) растягивалось на 3-4 года.
Становление промышленного форелеводства в Ропше относится к
началу 30-х годов, когда здесь открылся Всероссийский форелевый
питомник. В это десятилетие было сформировано маточное стадо,
заложены основы форелеводства в стране. К сожалению, в годы Второй
мировой войны пруды были разрушены, стадо утрачено, и после ее
окончания пришлось начинать все практически с нуля.
В 1948 г. из Германии из хозяйства в Ропшу привезли 80 тыс. шт.
икры радужной форели, которую проинкубировали, а затем вырастили
9,5 тыс. сеголеток в прудах на естественном корме. Из этой рыбы
создали маточное стадо, которое послужило основой для развития
форелеводства страны: икра из Ропши поставлялась по всему
Советскому Союзу. В результате длительной селекционной работы с
этим стадом была создана одна из двух принадлежащих ФСГЦР
официально зарегистрированных пород форели – Рофор (сокращение от
Ропшинская форель).
Другая порода создавалась с середины 70-х годов ХХ века на основе
проходной формы форели – стальноголового лосося. В ходе
селекционной работы широко использовались методы семейной
селекции с оценкой производителей по качеству потомства и
постановкой близкородственных скрещиваний в ряду поколений. В
13
структуру породы входят аутбредная и инбредная составляющие. Она
носит имя Росталь (сокращение от Ропшинский стальноголовый).
Выведение пород осуществлялось на фоне постепенно меняющейся
биотехники выращивания. Первоначально весь цикл (кроме нереста)
проходил в прудах на естественной кормовой базе, затем появились
земляные форелевые канавы и садки, установленные в прудах. Здесь
уже начал применяться искусственный корм, сначала пастообразный, на
основе селезенки, а затем гранулированный. Однако основной для
рыбоводства фактор, температура воды, менялся мало: так как
местность богата подземными источниками, то летние температуры не
поднимались выше 15, а среднегодовая температура составляла около
7⁰С.
С началом нового века в России начался быстрый рост производства
товарной форели, а одним из факторов, сдерживающих этой процесс,
был дефицит посадочного материала. Технические возможности
ФСГЦР в этот период позволяли производить к середине мая (времени
максимального спроса на посадочный материал) не более 1,5 млн. шт.
молоди средним весом 1 г. При этом себестоимость молоди была очень
велика из-за затрат на водоподготовку (подогрев, дегазация,
оксигенация). В данной ситуации товарные фермы предпочитали
закупать более крупный посадочный материал в Финляндии. Перед
ФСГЦР со всей очевидностью встал вопрос о необходимости коренного
изменения технологии разведения рыбы.
С самого начала было очевидно, что реконструкция должна быть
основана на замкнутом водопотреблении. Во-первых, температура
ключевой воды на протяжении года колеблется около 6⁰С и для
интенсивного выращивания молоди ее необходимо подогревать. Вовторых, дебет ключей неуклонно снижается и воду необходимо
использовать рационально. После изучения разных систем УЗВ был
выбран тип с горизонтальной циркуляцией воды, широко используемый
в Дании. Одним из существенных доводов в пользу такой системы
явилась ее надежность и простота устройства, что немаловажно для
России.
В 2008 г. Министерством сельского хозяйства Российской Федерации
было выделено финансирование, и нами начаты работы по
реконструкции цеха подращивания молоди.
14
В первую очередь в цеху был освобожден небольшой участок для
строительства модуля по выращиванию малька с момента перехода на
активное питание и до средней массы 1 г.
Этот блок изготовлен из листового полипропилена и включает в себя
12 бассейнов длиной 9 м и шириной 1 м. Глубина воды – 80 см. Расход
воды, обеспечиваемый эрлифтом, составляет 150 л/с, причем подпитка всего 1-2 л/с. Вода, выходящая из бассейнов, проходит над сборником
фекалий, где оседают тяжелые фракции загрязнений. Ежесуточно они
удаляются с помощью фекального насоса. Затем вода поступает в блок
биологической очистки, включающий фильтр псевдоожиженного слоя,
керамзитовый фильтр и низконапорные аэраторы, а затем эрлифтом
снова подается в бассейны. Кормление мальков осуществляется
кормами фирмы «Биомар» ленточными кормораздатчиками с 24часовым механизмом.
В каждый бассейн модуля высаживается по 100 тыс. шт. мальков
средней массой 300 мг. Выращивание до 1 г осуществляется, как
правило, при 16-17oС и занимает около двух недель. Еженедельно в
модуль высаживается 300-500 тыс. рыб и столько же (за вычетом
отхода) переводится на дальнейшее выращивание в вырастной модуль.
Таким образом, в рабочем режиме в модуле находится более 1 млн.
мальков, а ихтиомасса доходит до 1 т. Подчеркнем, что в модуле
площадью немногим более 200 м2 за один цикл выращивается столько
рыбы, сколько до реконструкции производил весь цех.
На следующем этапе реконструкции в цеху были построены
вырастной модуль и модуль для содержания ремонтно-маточного стада.
Вырастной модуль изготовлен из бетона и включает 14 бассейнов
размером 2 х 10 м и глубиной 1 м. Устройство этого модуля идентично
мальковому, а единственное отличие заключается в том, что фекальные
ловушки не чистятся насосом, а осадок сбрасываются в коллектор
самотеком. Эрлифт обеспечивает циркуляцию 700 литров воды в
секунду, подпитка не превышает 4 л/с. Кормление осуществляется
кормораздатчиками T-Dram 2000 с пневматическим разбрасывателем.
Как уже отмечалось, в каждый бассейн высаживается по 90-100 тыс.
шт. 1-граммовой молоди. В зависимости от складывающейся ситуации,
выращивание в этом модуле осуществляется до 5-10 г. Максимальная
нагрузка на бассейн может достигать 1 т, а на модуль в целом – 10 т.
15
Зимой 5-граммовая молодь через адаптационные бассейны
высаживается в зимовальный модуль, располагающийся на улице перед
зданием цеха. Весной, молодь последних туров нереста, отпускается
покупателям непосредственно из цеха. Все пересадки осуществляются с
использованием рыбонасоса. После реализации посадочного материала
товарным хозяйствам, модуль используется для выращивания
племенной молоди и посадочного материала для реализации
сеголетком/годовиком.
При средней массе племенной молоди 30-50 г осуществляется
машинная сортировка рыбы на четыре размерные группы. Для
дальнейшего выращивания оставляется 20-30% крупной рыбы, за
исключением рекордистов, которая пересаживается в модуль для
содержания ремонтно-маточного стада. Этот модуль по устройству и
параметрам практически идентичен вырастному, но включает на два
бассейна меньше, а глубина их на 20 см больше. Эрлифты обоих
модулей работают от одной воздуходувки с мощностью двигателя
30 кВт и избыточным давлением 400 мБар.
Модуль, расположенный на открытой площадке, используется для
накапливания молоди перед реализацией, выращивания сеголеток и
годовиков.
Таким образом, технология разведения рыбы на участке выглядит
следующим образом. Ключевая вода температурой 6оС, в количестве
10-12 л/с, подается в автономную газовую котельную, где нагревается
до 16-18оС. Нагретая вода подается в два бака емкостью 6 м3 каждый,
установленные над инкубатором. Для удаления избыточных газов в
баках организована продувка воздухом. При необходимости теплая вода
в баках может смешиваться с холодной. За один цикл в инкубаторе
подращивается до 700 тыс. личинок. Вода, использованная в
инкубаторе, собирается и подается в мальковый, вырастной и маточный
модули. В свою очередь около 8-10 л/с воды, использованной в этих
установках, сбрасывается в уличный модуль. За счет поступления
довольно большого количества теплой воды, температура в уличном
модуле зимой колеблется около 7оС, не опускаясь ниже 5оС даже в
сильные морозы. Грязная вода, сбрасываемая из фекальных ловушек
всех модулей и при чистке керамзита, собирается в пруде-отстойнике. В
период максимальной нагрузки (в апреле и мае до начала реализации
16
посадочного материала) на 12 л/с выращивается одновременно до
миллиона личинок, 30 т молоди средней массой от 300 мг до 50 г и 40 т
годовиков средней массой 200-300 г.
В результате внедрения новой технологии впервые в истории
ропшинских пород форели произошло существенное изменение
температуры выращивания рыбы: на протяжении всего жизненного
цикла она стала близка к оптимальной. В период нереста и инкубации
икры температура составляет от 10 до 12°С, а при выращивании
молоди, как правило, 16-17°С. Столь радикальное изменение условий
обитания поставило перед специалистами и новую селекционную
задачу: добиться повышения выживаемости и темпа роста молоди при
ее интенсивном выращивании.
Выбор основателей новой породы осуществляли среди 5-годовалых
самок двух лучших семей породы Росталь в феврале-марте 2010 года.
Средняя масса тела самок колебалась от 1,6 кг до 3,5 кг (в среднем –
2,3 кг), рабочая плодовитость – от 3,7 до 9,0 тыс. шт. икринок (в
среднем – 5,5 тыс. шт.), масса икринки – от 40 до 80 мг (в среднем –
56 мг). Самки, чье потомство было выбрано для дальнейшего
разведения, мало отличались по массе тела от средних для семьи
значений и сильно различались между собой по рабочей плодовитости,
что видно из данных, приведенных ниже:
№
самки
1
2
3
Масса тела, кг
2,0
2,3
2,5
Плодовитость,
шт.
4450
6360
9080
Масса икринки,
мг
57,5
58,8
64,1
Выбор именно этих самок был связан, в первую очередь, со стабильно
высокими показателями жизнеспособности их потомства.
Самцов для постановки парных скрещиваний выбирали среди 4годовалых рыб аутбредной составляющей породы. Для скрещиваний
использовали рыб с массой тела немного выше среднего значения,
максимальным объемом (от 11 до 30 мл) и высоким качеством спермы.
Всего было поставлено 14 парных скрещиваний. Семьи оценивали по
выживаемости и темпу роста на разных этапах онтогенеза.
Инкубацию икры осуществляли при 10°С, выдерживание – при 11°С.
После перехода личинок на экзогенное питание температура была
17
поднята до 18°С. При достижении средней массы 1 г (01.06.2010 г.) пять
выбранных к этому моменту семей были высажены в мальковый
модуль.
Летнее выращивание проходило при температуре 13-15°С (котельная
летом отключается) и к 1 октября средняя масса сеголеток по семьям
колебалась довольно значительно, что видно из данных, приведенных
ниже:
№ семьи
Количество, шт.
Средняя масса, г
8
1180
131
9
1100
166
12
1270
174
13
1240
113
14
2460
113
Общая нагрузка на мальковый модуль все лето поддерживалась на
уровне 2 т (на свободных площадях выращивали племенную молодь от
массовых скрещиваний). До созревания было доведено три семьи
полных сибсов.
В годовалом возрасте созрели самцы, часть их была отбракована и
сдана в товар, а три лучшие семьи, характеристика которых приведена
ниже (на 22.02.2011 г.), были пересажены в маточный модуль:
№ семьи
Количество, шт.
Средняя масса, г
8
1050
670
12
720
960
14
1520
700
Осенью того же года, в возрасте 18 месяцев, созрели самки семьи №14
(самка-основатель №3). Их средняя масса превышала 1 кг, рабочая
плодовитость составляла 4200 икринок, а относительная - 2100 шт./кг,
масса икринки – 47,4 мг. Отметим, что по массе тела такие показатели
были характерны для 3-годовалых, а по плодовитости – для 4-годовалых
самок, выращенных по старой технологии.
Самки двух других семей в этом возрасте не созрели. Представляет
интерес то, что самки, давшие потомство созревшее и не созревшее в
двухлетнем возрасте (семьи №8 и 14), являются полными сибсами, и
межсемейное различие по этому признаку предопределили, повидимому, не родственные самцы.
18
Учитывая, что товарные хозяйства нуждаются в посадочном
материале с разным возрастом созревания самок (в зависимости от того,
производят они только мясо или также и икру), для дальнейшей оценки
были оставлены все три описанные выше семьи.
Следующие двенадцать месяцев выращивание проходило в маточном
модуле. После предварительной оценки в начале нерестового сезона
семья №8 была исключена из дальнейшего разведения. Характеристика
3-годовалых самок семьи №12 (впервые созревших) и семьи №14
(повторно созревших) приведены в таблицах I и II.
Таблица I. Характеристика 3-годовалых самок семьи № 12
Признак
Масса тела, г
Длина тела, см
Рабочая плодовитость,
шт.
Относительная
плодовитость, шт/кг
Масса икринки, мг
lim
2370 - 5200
50,5 – 69,0
2891 - 10712
Хср.±mx
4080 ± 114,5
62,6 ± 0,64
7824 ± 277,6
V,%
18,2
6,7
23,0
794 - 2616
1929 ± 54,4
18,3
46,3 – 80,6
62,1 ± 1,07
11,2
Таблица II. Характеристика 3-годовалых самок семьи № 14
Признак
Масса тела, г
Длина тела, см
Рабочая плодовитость,
шт.
Относительная
плодовитость, шт/кг
Масса икринки, мг
lim
1920 - 4300
51,5 – 64,5
3707 - 9397
Хср.±mx
3098 ± 85,9
58,5 ± 0,47
5654 ± 199,8
V,%
18,6
5,3
23,7
1191 - 2326
1833 ± 43,7
16,0
51,5 – 84,7
64,2 ± 0,94
9,8
Как видно из данных, приведенных в таблицах, масса тела самок
впервые созревшей семьи на 32%, а рабочая плодовитость – на 38%
выше, чем в повторно созревшей, что вполне закономерно. По
относительной плодовитости и массе икринки семьи не различались.
В пик нерестового сезона было поставлено 19 парных скрещиваний:
из них внутри семьи № 12 – 9 скрещиваний, внутри семьи №14 – 10
скрещиваний. Производителей выбирали по отработанной схеме:
сначала по массе тела (несколько выше средних значений), затем –
19
самок по рабочей плодовитости (с максимальными показателями) и
массе икринки (не ниже среднего значения); самцов – по объему порции
спермы и концентрации сперматозоидов (с максимальными
показателями).
Оценку семей, являющихся первым поколением, полученным от
близкородственного скрещивания, также осуществляли по уже
апробированной схеме: по выживаемости эмбрионов, личинок и
мальков, а также их тему роста. Практически все семьи показали
жизнеспособность выше нормативной (от 82 до 97% за этап), однако
семьи с более низкими показателями выживаемости и темпа роста
выбраковывались. При среднем весе рыб 2-3 г в выбранных семьях был
проведен массовый отбор по этому признаку напряженностью около
50%. Выращивание сеголеток проходило в мальковом модуле и их
характеристика по состоянию на 01.09.2013 г. приведена в таблице III.
Таблица III. Характеристика семей первого инбредного поколения
№ семьипродолжателя
3
18
22
8
9
10
№ семьиоснователя
12
12
12
14
14
14
Количество,
шт.
3020
4170
1500
1730
2170
2510
Средняя масса
тела, г
170
120
160
140
180
190
Исследования, проведенные при создании породы Росталь, показали,
что тщательный выбор основателей породы по качеству потомства и
отбор на племя семей с лучшими признаками приспособленности
(фитнес-признакам), к которым в первую очередь относятся
выживаемость, темп роста и плодовитость, позволяют за несколько
поколений добиться существенного прогресса, закрепить его и избежать
негативных последствий инбридинга. Вместе с тем, желательно иметь
некий генетический резерв, который может быть востребован в
дальнейшем. Поэтому, наряду с описанной работой, проводимой
методами семейной селекции, осуществляется и воспроизводство обеих
пород (Рофор и Росталь) методами массового отбора, направленное на
20
повышение приспособленности к новым условиям разведения, но с
сохранением исходного генетического разнообразия.
Суть методики заключается в следующем. Перед началом нереста
проводится отбор производителей по массе тела: для племенных
скрещиваний выбирают рыб с весом тела несколько выше среднего (в
пределах полутора среднеквадратического отклонения). В пик нереста
осуществляется племенная закладка. При этом в скрещивании
используется не менее, чем по 30 самок и самцов с максимальной
рабочей плодовитостью (объемом спермы). На сеголетках проводится
отбор по массе тела умеренной напряженности (20-30%). С переходом
на новую технологию выращивания основу гетерогенного племенного
стада стали составлять двух- и трехгодовалые рыбы, тогда как ранее это
были четырех- и пятигодовалые особи.
Средняя масса тела впервые созревающих 2-годовалых самок обеих
пород, выращенных в УЗВ (таблицы IV и V), превышает 2 кг, рабочая
плодовитость Росталь – 4300 шт., Рофор – 3500 шт. Эти показатели
соответствуют стандарту породы, разработанному на 4-годовалых
повторно созревающих самках. Относительная плодовитость Росталь
превышает 2 тыс. икринок на 1 кг массы тела, а Рофор 1700 шт./кг, что
также является очень высокими показателями и соответствует
межпородным различиям. Единственный показатель, по которому эти
самки уступают стандартам породы, это масса икринки, однако
выживаемость эмбрионов за время инкубации превышает нормативные
80%.
Таблица IV. Характеристика 2-годовалых самок форели Росталь
Признак
Масса тела, г
Длина тела, см
Рабочая
плодовитость, шт.
Относительная
плодовитость, шт/кг
Масса икринки, мг
lim
1480 - 3030
47,0 – 54,5
2353 - 6443
Хср.±mx
2092 ± 79,4
50,5 ± 0,44
4334 ± 254,4
V,%
17,8
4,1
27,5
1238 - 3134
2087 ± 115,7
26,0
37,3 – 52,1
43,0 ± 0,81
9,0
21
Таблица V. Характеристика 2-годовалых самок форели Рофор
Признак
Масса тела, г
Длина тела, см
Рабочая
плодовитость, шт.
Относительная
плодовитость, шт/кг
Масса икринки, мг
lim
1450 - 2630
46,0 – 55,0
2004 - 5315
Хср.±mx
2139 ± 78,5
51,3 ± 0,69
3594 ± 261,0
V,%
14,2
5,2
28,1
930 - 2480
1702 ± 123,7
28,1
38,1 – 54,6
46,7 ± 1,10
9,1
Таким образом, комбинирование технических возможностей УЗВ и
целенаправленной селекционной работы, а также производство
однополого (самочьего) посадочного материала и межпородного кросса,
проявляющего эффект гетерозиса по жизнеспособности, позволяет
наладить крупномасштабное производства молоди радужной форели
высоких рыбоводных кондиций, что является обязательным условием
для победы в конкурентной борьбе за потребителя. Только
использование замкнутого цикла водопотребления позволяет с
наименьшими
затратами
производить
посадочный
материал,
пользующийся в товарном рыбоводстве максимальным спросом:
молоди средней массой 5-10 г и годовиков - 100-300 г в мае, а также
сеголеток массой в октябре 50-70 г.
22
Нитрит-индуцированная метгемоглобинемия пресноводных рыб
при выращивании в рециркуляционных системах
Худая Л.В., Худый А.И.
Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича,
Черновцы, Украина
Аннотация
Исследовано содержание метгемоглобина и функционирование системы его
восстановления в эритроцитах пресноводных рыб при условиях нитритной
интоксикации.
Показано, что при действии NaNO2 в диапазоне концентраций 7,25-217,5 ммоль/л
приоритетными в восстановлении метгемоглобина становятся неферментативные
механизмы при участии таких низкомолекулярных соединений, как восстановленный
глутатион и аскорбат.
Ключевые слова: нитриты, метгемоглобин, глутатион, аскорбиновая кислота.
Введение
Среди основных факторов качества воды в установках замкнутого
водоснабжения особого внимания и постоянного мониторинга требуют
азотные показатели. Как известно, азот в рыбоводных системах
представлен в форме аммиака (NH3), ионов аммония (NH4+), нитритов
(NO2-) и нитратов (NO3-). Поступление соединений азота в водную
среду частично обусловлено жизнедеятельностью самих объектов
аквакультуры, ведь основным продуктом белкового метаболизма у рыб
является аммоний. Кроме того, интенсивное выращивание рыбы в УЗВ
происходит при использовании высокобелковых кормов, которые
являются дополнительными источниками азота в водной среде.
Эффективным
средством
контроля
над
содержанием
высокотоксичных для рыб аммония и нитритов является
отрегулированная работа биофильтров. Именно на биофильтрах
благодаря
работе
нитрифицирующих
бактерий
происходит
двухстадийный процесс нитрификации, при котором на первом этапе
при участии бактерий рода Nitrosomonas происходит конверсия
аммония в нитриты, которые в дальнейшем окисляются в нитраты
благодаря работе другой группы нитрифицирующих бактерий –
23
Nitrobacter. Поскольку первая стадия окисления аммония в нитрит
имеет значительно больший энергетический выход, чем химическая
реакция окисления нитрита в нитрат, микрофлора, осуществляющая
первую стадию нитрификации, растѐт намного быстрее. Таким образом,
возникает возможность накопления в среде нитритов, что особенно
часто возникает в первые 4-8 недель при стартовом запуске
биофильтров. Кроме того, разбалансировка процессов нитрификации с
последующей возможностью аммонийно-нитритной интоксикации рыб,
может происходить даже при незначительной нехватке кислорода,
особенно при повышенной плотности посадки в УЗВ (Masser, 1999).
Основным проявлением нитритной интоксикации является усиленное
формирование в эритроцитах метгемоглобина (MtHb). Гемоглобин,
превращаясь в метгемоглобин при переходе железа гема в форму Fe3+,
утрачивает свою основную кислород-транспортную функцию, что
обуславливает развитие гемической гипоксии (Raja and Sapkal, 2011).
Гемоглобин рыб малоустойчив к окислению, поэтому даже в
физиологических условиях уровень MtHb у них может варьировать в
широких пределах (Солдатов, 2002). Отсутствие при этом видимых
признаков
интоксикации
объясняется
эффективным
функционированием многокомпонентной метгемоглобинредуктазной
системы.
Нефермента-тивное
восстановление
метгемоглобина
происходит при участии глутатиона и аскорбиновой кислоты. Однако,
основным фактором, который контролирует уровень оксигенациидезоксигенации гемоглобина, является функционирование фермента
NADH-зависимой метгемоглобинредуктазы (NADH-Н-цитохром b5редуктаза, КФ 1.6.2.2.), который специфически переносит электроны от
NADH через цитохром b5 на метгемоглобин. Однако работа системы
восстановления метгемоглобина в гемоглобин может оказаться
заблокированной при высоких концентрациях нитритов.
Целью данного исследования было определение влияния нитритной
интоксикации на содержание метгемоглобина и функционирование
системы его восстановления в эритроцитах пресноводных рыб.
24
Материалы и методы исследования
Для моделирования нитритного влияния нами была использованы
изолированные эритроциты Carassius gibelio (Bloch), Cyprinus carpio L.,
Hypophthalmichthys molitrix (Valenciennes), Acipenser ruthenus L. Забор
крови производили со спинной аорты с использованием гепарина в
качестве антикоагулянта. Эритроциты отделяли от плазмы
центрифугированием при 500g и трижды промывали в растворе
Рингера. Выделенные эритроциты распределяли на 6 групп:
контрольную и 5 опытных, которые инкубировали в растворе Рингера
со следующими концентрациями NaNO2: 7,25 ммоль/л (І группа), 14,5
(ІІ), 72,5 (ІІІ), 145,0 (IV) 217,5 ммоль/л (V группа). Известно, что
полулетальная доза нитрит-ионов в воде для целого ряда пресноводных
рыб составляет 1,45 ммоль/л (Alexander et al., 2009; Svobodova et al.,
2000). Учитывая, что для рыб характерна десятикратная аккумуляция
нитрит-ионов в плазме крови (Kroupova et al., 2006), концентрации
NaNO2 в среде инкубации эритроцитов были соответственно увеличены.
Содержание метгемоглобина оценивали спектрофотометрически
ацетон-циангидриновым методом (Минсельхозпрод РФ, 1999).
Метгемоглобинредуктазную активность определяли по скорости
восстановления метгемоглобина в присутствии NADH. Содержание
восстановленной аскорбиновой кислоты определяли по разности между
содержанием всех форм аскорбата и суммы дегидроаскорбиновой и
дикетогулоновой
кислот
(Горячковский,
2005).
Содержание
восстановленного глутатиона определяли в реакции с 5,5-дитио-бис-(2нитробензойной) кислотой (Рахманова и сотр., 2009). Содержание
общего белка определяли методом Лоури, гемоглобина –
гемоглобинцианидным методом (Минсельхозпрод РФ, 1999).
Результаты и обсуждение
Проведенные исследования показали, что инкубация эритроцитов в
среде с возрастающими концентрациями NaNO2 у всех изучаемых видов
рыб приводит к увеличению содержания метгемоглобина по сравнению
с контрольными значениями (Рисунок 1).
25
%
C.
C.
H.
A.
90
80
gibelio
carpio
molitrix
ruthenus
70
60
50
40
30
20
10
0
K
I
II
III
IV
V
Рисунок 1. Содержание метгемоглобина в эритроцитах пресноводных рыб при
действии различных концентраций NaNO2
Примечание (здесь и далее): К – контрольная группа, І – 7,25 ммоль/л NaNO2, ІІ – 14,5
ммоль/л, III -72,5 ммоль/л, IV – 145,0 ммоль/л, V – 217,5 ммоль/л.
Отметим, что эритроциты всех исследованных видов рыб практически
одинаково реагируют на концентрации NaNO2, близкие к
полулетальным дозам (ІІ, ІІІ группы). Видовые различия
прослеживаются при использовании как меньших (І группа), так и
гораздо больших концентраций нитритов (IV, V группы). Наиболее
остро, как видно из рисунка, на повышение концентрации NaNO2
реагируют эритроциты белого толстолобика.
Наличие таксономически обусловленных различий в характере
накопления метгемоглобина показано в работах ряда авторов (Alexander
et al., 2009; Svobodova et al.; 2000 Saleh and McConkey, 2012). Можно
предположить, что в основе установленной нами видовой специфики в
накоплении метгемоглобина лежат функциональные особенности
метгемоглобинредуктазных систем эритроцитов, направленных на
восстановление метгемоглобина.
В физиологически нормальных условиях основным компонентом
метгемоглобинредуктазной системы эритроцитов у всех позвоночных
животных, в том числе и у рыб, является NADH-Н-цитохром b5редуктаза (NADH-метгемоглобинредуктаза), которая обеспечивает
трансформацию 70-90% MtHb назад в гемоглобин (Saleh and McConkey,
26
2012; Проданчук и Балан, 2007). Однако, как было показано нами ранее,
во всех вариантах использованных нами токсических концентраций
нитритов
метгемоглобинредуктазная активность оказывается
неизменной (эритроциты стерляди) или угнетенной (эритроциты карася)
на фоне возрастания процентного содержания метгемоглобина (Худа та
ін., 2012а; Худа та ін., 2012б). Взаимодействие нитритов с ионом
железа гема гемоглобина позволяет допустить возможность подобных
взаимодействий и с другими гем-содержащими протеинами, в частности
каталазой, цитохромом b5 в составеметгемоглобинредуктазы (Moraes еt
al., 2002).
Наиболее вероятно, что при высоких концентрациях нитритов
основную функцию редукции MtHb берут на себя низкомолекулярные
компоненты системы – восстановленный глутатион и аскорбиновая
кислота.
Известно, что процесс окисления гемоглобина нитритами сопряжен с
генерацией активных соединений и свободных радикалов супероксидного анион-радикала, NO, ONOO-, Н2O2 т.п. Весомый вклад
в
формирование
антиоксидантного
потенциала
эритроцитов
принадлежит глутатиону, редокс-система которого (GSH-GSSG) служит
буфером, защищающим от деструктивного действия активных форм
кислорода.
Легкое окисление сульфгидрильных групп восстановленного
глутатиона защищает SH-группы гемоглобина и ряда белков и
ферментов эритроцитов от свободнорадикального окисления. Таким
образом, возможность прямого восстановления метгемоглобина и
антиоксидантные свойства GSH предопределяют его заметную роль в
системе поддержания структуры и функций гемоглобина. Показано, что
для эритроцитов рыб характерна высокая концентрация GSH.
Отношение GSH / Hb у них значительно выше, чем у млекопитающих
(Солдатов, 2002). Содержание восстановленного глутатиона в
организме рыб может колебаться в широких пределах (достигая у
некоторых представителей значений до 10 ммоль/мг белка), что
обусловлено значительными приспособительными возможностями
эритроцитов гидробионтов вследствие их пребывания в изменяющихся
условиях водной среды.
27
Результаты проведенных исследований показали, что для всех
исследуемых нами видов уровень восстановленного глутатиона лежит в
указанных пределах. Так, в эритроцитах карася и толстолобика
содержание GSH достигает близких значений – около 0,3 ммоль/мг
белка, в то время как для стерляди данный показатель составляет 0,1
ммоль/мг белка, а для карпа – 0,85 ммоль/мг белка (Рисунок 2).
C.
C.
H.
A.
1
0.9
gibelio
carpio
molitrix
ruthenus
ммоль/мг белка
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
K
I
II
III
IV
V
Рисунок 2. Содержание восстановленного глутатиона в эритроцитах пресноводных
рыб при действии различных концентраций NaNO2
Для карпа и карася четко прослеживается тенденция к снижению
уровня восстановленного глутатиона по сравнению с контролем в
эритроцитах первых четырех экспериментальных групп. Полученные
результаты указывают на его активное окисление и, соответственно,
роль в процессах антиоксидантной защиты и восстановлении
метгемоглобина в эритроцитах при действии нитритов. Следует
отметить, что содержание GSH в эритроцитах всех исследуемых видов
рыб при инкубации с максимальной из использованных концентраций
NaNO2 (217,5 ммоль/л) не отличается от контрольных значений.
Касательно толстолобика и стерляди нами отмечено пониженное
содержание GSH только в ІІІ и ІV экспериментальных группах.
Вероятно, высокие концентрации глутатиона в эритроцитах I и II групп
обеспечивают активную работу аскорбатной редокс-системы, поскольку
восстановление дегидроаскорбиновая кислоты в аскорбиновую
28
происходит достаточно быстро в присутствии сульфгидрильных
соединений, таких как глутатион, цистеин.
Для проверки этого предположения, а также оценки роли
аскорбиновой кислоты в эритроцитах при нитритных интоксикациях
нами было исследовано содержание восстановленного аскорбата при
вышеуказанных условиях.
Полученные результаты указывают на существенно меньшую
концентрацию аскорбиновой кислоты в эритроцитах стерляди по
сравнению с другими исследованными рыбами (Рисунок 3).
В отличие от человека, приматов, некоторых млекопитающих
(морская свинка), у которых отсутствуют два фермента - Dглюкуронредуктаза и L -гулоно-γ-лактоноксидаза, обеспечивающих
синтез аскорбиновой кислоты из глюкозы, аскорбиновая кислота в
организме карповых рыб синтезируется. Однако, относительно
активности гулонолактоноксидазы – последнего энзима пути
биосинтеза аскорбата у осетровых в литературных источниках
присутствуют спорные данные (Gy. Papp et al., 1995; Verlhac and
Gabaudan, 2010). Несмотря на показанную некоторыми авторами
активность данного фермента и, соответственно, возможность синтеза
аскорбата некоторыми осетровыми указывается на необходимость
дополнительного поступления витамина С из экзогенных источников.
C.
C.
H.
A.
80
70
gibelio
carpio
molitrix
ruthenus
мкмоль/мл
60
50
40
30
20
10
0
K
I
II
III
IV
V
Рисунок 3. Содержание восстановленного аскорбата в эритроцитах пресноводных рыб
при действии различных концентраций NaNO2
29
Исследования показали пониженное содержание восстановленного
аскорбата в эритроцитах стерляди при всех используемых
концентрациях, причем уменьшение показателя наблюдали уже при
действии наименьшей концентрации (примерно в 1,5 раза). Очевидно,
это связано с переходом восстановленной аскорбиновой кислоты в
форму дегидроаскорбиновой после соответствующего использования в
качестве восстановленного агента и антиоксиданта.
Отметим, что существенное уменьшение содержания аскорбиновой
кислоты характерно для всех исследуемых видов рыб при инкубации
эритроцитов с концентрациями нитритов, близкими к полулетальным.
Таким образом, помимо общеизвестной роли аскорбиновой кислоты как
мощного
компонента
антиоксидантной
защиты
эритроцитов
необходимо отметить ее участие в восстановлении метгемоглобина и
защите от токсического влияния нитритов. Следовательно, получение
достаточного количества аскорбата с питанием при выращивании рыб в
УЗВ является абсолютно необходимым.
Литература
Alexander, J., Benford, D., Cookburn, A., 2009. Nitrite as undesirable
substances in animal feed. The EFSA Journal, 1017:1–47.
Gy. Papp, Zs., Jeney, Zs., Jeney, G., 1995. Comparative studies on the
effect of vitamin C feeding of European catfish (Silurus glanis L) and
sturgeon hybrid (Acipenser ruthenus L.×Acipenser baeri L.). J. Appl.
Ichtyol., 11: 372–374.
Kroupova,H., Machava, J., Piackova, V., 2006. Nitrite intoxication of
cоmmоn carp (Cyprinus carpio L.) at different water temperatures. Acta
Vet. Brno. 75: 561–569.
Moraes, G., Avilez, I.M., Altran, A.E., 2002. Biochemical effects of
environmental nitrite in matrinxa (Brycon cephalus). Aquatic Toxicology:
Mechanisms and Consequences. International Congress on the Biology of
Fish. Symposium Proceedings. Vancouver, p. 15-26.
Raja, I.A. Sapkal, H.P., 2011. Blood and electrolyte responses in Clarias
batrachus exposed to nitrogen pollution. Biosci. Biotech. Res. Comm, 4
(2): 219–222.
Saleh, M.C., McConkey, S., 2012. NADH-dependent cytochrome b5
reductase and NADPH methemoglobin reductase activity in the
erythrocytes of Oncorhynchus mykiss. Fish Physiol. Biochem., 38 (6):
1807–1813.
30
Svobodova, Z., Machova, J., Poleszczuk, G., 2000. Nitrite poisoning of fish
in aquaculture facilities with water-recirculating system. Acta Vet. Brno.,
74: 129–137.
Verlhac, V., Gabaudan, J., 2010. The effect of vitamin C on fish health.
Centre for research in animal nutrition, Saint-Louis Cedex, pp. 35.
Горячковский А. М., 2005. Клиническая биохимия в лабораторной
диагностике. – Одесса, « Экология», 616 с.
Минсельхозпрод РФ, 1999. Методические указания по проведению
гематологического обследования рыб. Минсельхозпрод РФ, №13-4-2/1487, 20 с.
Проданчук Г. Н., Балан Г. М., 2007. Токсические метгемоглобинемии:
механизмы формирования и пути оптимизации лечения. Соврем.
проблемы токсикологии. 1: 37–45.
Рахманова T.И., Матасова Л.В., Семенихина A.В., Сафонова O.A.,
Макеева A.В., Попова T.Н. (ред.), 2009. Методы оценки
оксидативного статуса. Воронежский гос. ун-т, 62 с.
Солдатов А. А., 2002. Особенности структуры, полиморфизм и
устойчивость к окислению гемоглобинов рыб. Журн. эвол. биох. и
физиол. 38 (4): 305–308.
Худа Л.В., Худий О.І., Хачман Я.Ю., 2012 (а). Нітрит-індуковане
накопичення метгемоглобіну в еритроцитах стерляді. Сучасні
проблеми теоретичної і практичної іхтіології. Матеріали V
Міжнародної
іхтіологічної
науково-практичної
конференції,
присвяченої пам„яті І.Д. Шнаревича (Чернівці, 13-16 вересня 2012 р.).
Чернівці: Книги-ХХІ, с. 241-243.
Худа Л.В., Марченко М.М., Хачман Я.Ю., Худий О.І., 2012 (б).
Вплив нітритної інтоксикації на систему відновлення метгемоглобіну
в еритроцитах карася сріблястого. Біологічні системи. 4 (4): 393–396.
31
Применение установок с замкнутым водообменом (УЗВ)
в осетроводстве Польши
Кольман Рышард, Здановски Богуслав
Институт пресноводного рыбного хозяйства им. Станислава
Саковича, Ольштын-Кортово, Польша
Аннотация
Развитие осетроводства в Польше тесно связано с установками замкнутого
водообмена (УЗВ). Самые ответственные этапы выращивания осетров проводятся в
УЗВ, а в частности: искусственное размножение и выращивание посадочного
материала. Применение замкнутых систем в условиях Польши также вполне
экономически оправдано в процессе формирования стад самок для получения пищевой
икры. Наконец УЗВ нашли применение в ихтиологических работах, связанных с
проводимым в Польше проектом по восстановлению балтийской популяции
острорылого осетра.
Ключевые слова:
получение икры
УЗВ,
осетры,
искусственное
размножение,
выращивание,
Вступление
В Польше история установок с замкнутым водообменом восходит к
первой половине 70-х лет прошлого века, когда в Институте
пресноводного рыбного хозяйства начали экспериментальные работы,
целью которых было создание эффективных систем для выращивания
посадочного материала форели осеннего нереста (Kolman 1978; Kolman
1989а). В 1976 году произошѐл технологический запуск первого цеха с
замкнутой системой водообмена по выращиванию мальков форели в
промышленных условиях (Kolman 1989b). К началу работ с осетровыми
рыбами в Польше, т.е. в конце 80-х лет, в нашем рыбоводстве
функционировало уже несколько УЗВ, предназначенных для
выращивания личинок и мальков разных видов рыб. Это ускорило и
облегчило работы по разработке технологии интенсивного
выращивания ювенальных стадий развития осетров (Kolman 1993;
Kolman, Szczepkowski 1995).
Первую партию оплодотворѐнной икры осетровых рыб: русского
осетра Acipenser gueldenstadti и бестера Huso huso x Acipenser ruthenus,
32
привезли в Польшу из СССР в 1989 году. Она была помещена в
аппараты Вейса инкубационного цеха с замкнутым водообменом в
Экспериментальном центре ИПРХ „Дгал” в Печарках ок. Гижицка. В
этом центре, вступившем в эксплуатацию в 1986 году, были построены
цеха для инкубации икры, подращивания личинок и мальков, а также
выращивания
ремонта
и
выдержки
производителей
перед
искусственным размножением, работающие в системе замкнутого
водообмена. В Центре „Дгал” были разработаны биотехнологии сперва
интенсивного выращивания ювенальных стадий развития осетровых, а
по мере их роста, а потом созревания, формирования ремонтного стада
и стада производителей, а в конце искусственного их размножения в
условиях УЗВ (Kolman et al. 1998; Kolman et al. 1999).
Области применения УЗВ в осетроводстве Польши
Аквакультура осетровых рыб состоит из трeх главных направлений целей:
 получение оплодотворѐнной икры и выращивание посадочного
материала для зарыблений в натуральных условиях или для
дальнейшего выращивания в условиях аквакультуры;
 интенсивное выращивание товарной рыбы;
 формирование и эксплуатация стад самок для получения
пищевой икры.
Реализация полного цикла выращивания осетров требует
соответствующей базы, гарантирующей оптимальные условия для роста
отдельных стадий развития этих рыб. Как показывает опыт
интенсивного осетроводства в Польше, основное производство
товарного осетра может осуществляться в проточных прудах типа
«рейсвей» с натуральной термикой воды. Производственный цикл в
этих прудах может быть укорочен до 2-х лет, при условии, что их
зарыбление проводится в половине мая, а средний вес посадочного
материала превышает 10 г (Иллюстрация 1) (Kolman 1999).
33
Average weight [g]
2500
2000
1500
1000
500
0
0
100
200
300
400
500
Days of rearing
600
700
800
Иллюстрация 1. Цикл выращивания товарного сибирского осетра в проточных
форелевых прудах
Представленные на рисунке изменения среднего веса определены на
основе результатов выращивания сибирских осетров Acipenser baerii в
одном из форелевых хозяйств северного региона Польши. До конца
первого сезона выращивания средний вес рыб превышал 400 г. После
зимовки, которая в Польше может длиться до 6 месяцев, вес тела рыб
уменьшался на 12%. В конце следующего сезона средний вес осетров
составил ок. 1500 г, т.е. часть рыб, быстрее растущих, весом ок. 2,0 кг,
можно былo предназначить на продажу уже тогда, а остальные особи после зимовки и 2-3 месяцев интенсивного выращивания. В связи с
этим целесообразно проводить ускоренный нерест и последовательно
инкубацию и подращивание личинок. Ввиду того что в подходящий для
этого срок натуральная температура воды значительно ниже
необходимой как для конечного созревания производителей осетровых,
так и развития и роста эмбрионов и личинок, исскуственное
размножение осетров и выращивание мальков следует проводить в
условиях полного контроля условий среды, что обеспечивают системы
замкнутого водообмена - УЗВ. Оптимальные величины показателей
среды наряду с соответствующим кормлением гарантируют высокую
выживаемость и темп роста личинок и мальков осетровых рыб (Kolman
et al. 1996). Разработанная в Польше биотехнология интенсивного
выращивания посадочного материала в УЗВ обеспечивает получение
мальков сибирского осетра и гибридов средним весом ок. 10 г в течение
55-60 дней от момента выклева (Иллюстрация 2).
34
Average weight [g]
16
14
12
10
8
6
4
2
0
35
40
45
50
55
60
Days of rearing
Иллюстрация 2. Темп роста мальков сибирского осетра в бассейнах УЗВ
Компоновка отдельных технологических линий для производства
посадочного материала зависит от их функции, что касается не только
рыбоводного оборудования, но также оборудования для очистки воды.
Это связано с характером изменений качества воды, вызванного
определенными технологическими процессами производства. Поэтому
центр по выращиванию посадочного материала осетровых рыб должен
состоять
из
вполне
автономных
технологических
линий,
расположенных в отдельных цехах.
Получение икры и выращивание мальков осетровых рыб.
Как сказано выше, эти этапы биотехнологии выращивания осетровых
рыб должны полностью происходить в условиях УЗВ.
Бонитировку производителей для размножения можно производить
уже осенью, после понижения температур воды в натуральных условиях
ниже 10-12оС. Обычно для этой цели променяют прижизненные методы
оценки степени зрелости гонад при помощи ультрасонографического
обследования (Иллюстрация 3) и биопсии (Иллюстрация 4).
35
Иллюстрация 3. Исследование степени зрелости самки осетра при помощи УЗИ.
Иллюстрация 4. Исследование степени зрелости самки осетра при помощи щупа.
Выбранные рыбы, т.е. зрелые самцы и самки, в ооцитах которых
определили ИПЯ (индекс перемещения ядра) ниже 0,15, пересаживают
по крайней мере на две недели раньше срока планированного
искусственного размножения в бассейны цеха для выдержки
производителей. Цех предназначен для короткого выдерживания
производителей, во время которого проводится термическая и
гормональная стимуляция их конечного созревания, а в конце отбор
36
половых продуктов. Цех обычно снабжен минимум двумя бассейнами,
отдельными для самок и самцов. Хорошо себя зарекомендовали
ротационные бассейны диаметром ок. 3,0 метра и рабочей глубиной ок.
1,0 м (Иллюстрация 5).
Иллюстрация 5. Ротационные бассейны цеха выдержки производителей.
Так как взрослые осетры характеризуются относительно низкой
интенсивностью метаболизма, тем более что во время выдерживания
они не получают корма, система очистки воды не должна обладать
высокой эффективностью. Потери кислорода в циркулирующей воде
вполне может компенсировать аэрация, а с небольшим количеством
выделяемого рыбами аммиака может справиться простой фильтр с
диатомитовым наполнением. Зато цех должен быть снабжѐн
эффективной системой полной терморегуляции, обеспечивающей
достижение требуемой температуры воды в заданном режиме. Это
важно особенно в начальный период после посадки производителей в
бассейны, так как подъѐм температуры воды не должен превышать
темпа 1оС час -1.
После выдержки производителей при нерестовых температурах, т.е. 12
- 18оС в зависимости от вида, в течение 10-12 дней можно приступить к
гормональной стимуляции последнего этапа созревания ооцитов и
37
овуляции. Обычно для этой цели в Польше применяют иньекции взвеси
карпового гипофиза или синтетических аналогов GnRH (Kolman 2006).
Икру получают методом Подушки (1999), т.е. подрезкой яйцеводов
(Иллюстрация 6). Оплодотворѐнную икру обесклеивают в растворе
таннина и переносят в инкубационные аппараты инкубационного цеха.
После получения половых продуктов температуру воды в УЗВ следует
постепенно понизить до близкой к наружной. После чего рыбы на
зимовку и следующий межнерестовый период высаживаются в пруды с
натуральной термикой воды.
Иллюстрация 6. Отбор икры по методу Подушки (1999).
Цех для инкубации икры
Для инкубации икры осетровых в Польше применяют аппараты Вейса
или Макдональда (Иллюстрация 7). Особенно пригодными для этой
цели оказались последние - их конструкция препятствует агрегации
зѐрен икры и еѐ прилипанию к стенкам аппарата, что часто происходит
в начальный период инкубации.
Развивающиеся эмбрионы контактируют с окружающей средой через
полупропускные оболочки икры. Возникающие в процессах
метаболизма токсические продукты удаляются наружу ооцитов путѐм
осмоса. Внутрь яйца тем же самым путѐм попадает кислород. В связи с
этим протекающая через инкубационные аппараты вода должна быть
лишена токсических метаболитов: аммиака и двуокиси углерода, а
38
количество содержащегося в ней кислорода должно превышать 70%
насыщения. Поэтому в УЗВ для инкубации икры особое внимание
следует уделить хорошей аэрации воды и еѐ проветриванию, а еѐ
очистку вполне может обеспечить погружной диатомитовый фильтр,
сорбирующий аммиак. Выклюнувшиеся личинки попадают в садки
приѐмных бассейнов, откуда по мере накопления их переносят в
бассейны для выращивания личинок и мальков.
Иллюстрация 7. Икра русского осетра в аппаратах Макдональда
Цех для выращивания личинок и мальков
Применяемая в Польше биотехнология предусматривает выращивание
посадочного материала осетровых рыб в двух этапах:
 от начала активного питания до среднего веса ок. 0,5 г;
 от среднего веса 0,5 г до 10-20 г.
Такой этапный раздел процесса выращивания личинок и мальков
обусловлен прежде всего их поведением и характером питания, а более
точно физиологией переваривания (Żółtowska et al. 2003). В период
начального выращивания личинки очень чувствительны к качеству
корма и технике его подачи. В этот период следует проводить частую
очистку дна бассейнов от оседающих остатков корма и экскрементов.
На следующем этапе после перехода на промышленные
39
высокобелковые корма вопросы кормления становятся менее
сложными, а мальки самостоятельно очищают дно. Поэтому цех по
вырашиванию посадочного материала должен быть раделѐн на две
автономные УЗВ (Иллюстрация 8). УЗВ для первого этапа
выращивания должна быть снабжена бассейнами лоточного типа или
ротационными, диаметром до 2,0 м и глубиной, регулируемой в
пределах 0,2-0,5 м. Для второго этапа самыми пригодными оказались
ротационные бассейны диаметром 2,0-3,0 м и глубиной, регулируемой в
пределах 0,5-0,8 м.
Иллюстрация 8. УЗВ в цехе для выращивания личинок и мальков осетров
Ювенальные стадии развития рыб, а осетров в частности, очень
требовательны к качеству водной среды. К тому же они
характеризуются
высокой
интенсивностью
метаболизма,
что
обуславливает высокое потребление кислорода и высокое удельное
количество выделяемого ими аммиака. О динамике изменений
интенсивности метаболизма по мере роста рыб свидетельствуют данные
таблицы 1: мальки осетра со средним весом 0,8 г потребляют в среднем
709,1 мг О2 кг-1 час-1 и выделяют 67,7 мг NH4 кг-1 час-1, а осетры со
средним весом 450 г, соответственно - 177,7 и 1,9. Поэтому система
очистки воды в цехе для подращивания личинок и мальков осетров
40
должна быть очень эффективной. Это касается прежде всего устройств
для удаления аммиака, а также для введения в воду кислорода.
Таблица 1. Потребление кислорода и выделение аммиака сибирским осетром (по
Szczepkowski et al. 2000)
Вес рыб
(г)
0,8
1,2
3,4
5,9
11,9
21,8
30,1
73,4
104,4
167,2
222,4
341,8
449,0
Среднее потребление
кислорода
[мг.кг-1.час-1]
709,1 ± 195,3
756,2 ± 183,9
508,6 ± 93,1
598,6 ± 109,4
660,9 ± 64,0
465,3 ± 46,1
403,7 ± 75,8
279,7 ± 50,1
227,9 ± 15,0
186,7 ± 6,4
154,2 ± 12,0
173,2 ± 7,6
177,7 ± 7,8
Среднее выделение
аммиака
[мг.кг-1.час-1]
67,7 ± 17,1
61,7 ± 18,3
34,3 ± 12,6
58,2 ± 8,8
36,3 ± 4,4
35,3 ± 3,8
34,7 ± 7,5
23,0 ± 4,5
3,5 ± 2,4
3,5 ± 1,5
3,1 ± 0,7
1,7 ± 0,7
1,9 ± 0,7
Основное функционирование УЗВ для инкубации и подращивания
личинок и мальков обеспечивают системы циркуляции воды,
терморегуляции и подготовки воды, в том числе - очистки. Первая из
них состоит из соответсвенно подобранных насосов трубопроводов и
ретенционных танков (Иллюстрация 3). Причѐм она должна соединять
напорный подъѐм воды насосами с еѐ гравитационным протеканием.
Это обеспечивает выравнивание парциальных давлений газов,
растворенных в воде, чем предупреждается появление газопузырьковой
болезни осетров самых ранних стадий развития. Кроме этого такая
циркуляционная система дает возможность точно регулировать
скорость протекания воды через технологическое оборудование.
41
Иллюстрация 9. Схема УЗВ для выращивания мальков осетровых рыб.
1- рыбоводные бассейны; 2 - барабанное микросито; 2‟- седиментационный бассейн; 3
- нижний резервуар; 4 - флуидный биофильтр; 5 - оксигенатор;
Подготовка воды в рециркуляционных системах для инкубации и
выращивания мальков должна включать в себя, прежде всего, удаление
токсических продуктов метаболизма осетров, растворенных (в основном
аммиака и двуокиси кислорода) и взвешенных в воде (переваренные и
непереваренные остатки корма), а также обогащение воды кислородом
и ее дезинфекцию.
Удаление аммиака
Конечным продуктом метаболизма белка в организме рыбы, а также
минерализации белковых соединений в остатках корма является
аммиак. Исследования многих авторов указывают на высокую
токсичность его газовой формы на рыбы. Аммиак находится в воде в
основном в диссоциированном виде и только небольшая его часть
сохраняет газовую форму. Как показывает собственный опыт, а также
литературные данные, самыми чувствительными к действию аммиака
являются осетровые и лососевые рыбы. Отрицательное действие на
личинки наблюдалось уже при концентрации 0.005 мг NH3 л-1 (Kolman
1992).
42
Самым эффективным и чаще всего применяемым методом удаления
аммиака является биологическая нитрификация. Процесс нитрификации
очень хорошо проходит на низко нагруженных биофильтрах.
Флуидный биофильтр находит применение как при интенсивном
выращивании посадочного материала, так и при выращивании товарной
рыбы. Наружный каркас биофильтра имеет форму цилиндра,
кончающегося конусом. Внутри находится расположенный центрически
цилиндр, наполненный полиэтиленовой крошкой с удельным весом
немного ниже воды, на которой развивается биопленка. Постоянный
проток воды вызывает перемешивание наполнителя, препятствуя
переросту биопленки. Излишек биопленки, а также органическая взвесь
(остатки переваренного и непереваренного корма) осаждаются в нижней
части конусного отдела биофильтра, откуда периодически удаляются.
Насыщение воды кислородом
В УЗВ для интенсивного выращивания мальков имеет место очень
высокое как метаболическое потребление кислорода быстро растущими
рыбами, так и потребление кислорода на процессы минерализации и
нитрификации. Наряду с этим, ювенальные стадии осетровых очень
чувствительны на пониженное содержание кислорода в воде. В связи с
этим, применяемые в таких системах методы обогащения воды
кислородом должны быть достаточно эффективными. В этом случае
должны быть применены устройства, в которых используется чистый
кислород. Для введения кислорода в воду применяются контактные
камеры разного типа (Kolman 2010).
Формирование и эксплуатация стад самок для получения пищевой
икры
Указанные выше аспекты применения УЗВ для размножения и
производства посадочного материала осетровых рыб не исчерпывают
тематики использования замкнутых систем в осетроводстве.
Проведенные в Польше в конце ХХ века экспериментальные работы и
компьютерные симуляции на их основе показали, что в случае
создавания в условиях аквакультуры стад самок для получения пищевой
икры экономически оправдано выращивание в УЗВ как товарной рыбы,
так и ремонта. Это направление осетроводства в последнем десятилетии
43
развивается очень динамично и в настоящее время величина
производства икры в условиях аквакультуры достигла максимального
количества этого деликатесного продукта, производимого на базе
натуральных популяций осетровых (Bronzi 2012). Польша тоже
присоединилась к странам - производителям икры, получающим икру
от самок, выращиваемых в условиях аквакультуры. Применение
технологии УЗВ позволяет значительно сократить время, необходимое
для получения зрелых самок. В случае сибирского осетра А. baeriили
бестера можно получить впервые икру от рыб в возрасте 6-7 лет.
Сокращение производственного цикла формирования икряного стада
связано со значительным уменьшением финансовых затрат.
В Польше икру для пищевых целей получают прижизненным методом
Подушки (1999). После отбора икры рыб высаживают в проточные
пруды или земляные садки с натуральной термикой воды. Так же как в
случае получения икры на оплодотворение, бонитировку самок
проводят осенью и отобранные зрелые самки выдерживаются при
температурах ниже нерестовых. Из этой группы выбирают партии,
величина
которых
ограничена
величиной
цеха
выдержки
производителей и возможностями переработки икры, и сажают их в
бассейны УЗВ. Дальнейшая процедура идентична процессу стимуляции
искусственного размножения, представленному выше. Благодаря
применению технологии замкнутого водообмена с полной
терморегуляцией, т.е. с подогревом и охлажением воды, можно
растянуть процесс получения икры на несколько месяцев, что позволяет
оптимизировать организацию этого процесса при ограничении
технологических издержек.
По разработанной в Польше технологии УЗВ для выращивания
товарной рыбы и ремонта снабжены круглыми бассейнами диаметром
6-8 м и глубиной 1,5 м, в которых, как показали результаты
наблюдений, осетры находят хорошие условия, способствующие
хорошему темпу роста и быстрому созреванию (Иллюстрация 9).
Заключение
Подводя итоги, следует отметить, что без применения УЗВ столь
быстрое и эффективное развитие товарного осетроводства было бы
невозможным. К тому же разработанные технологии полноциклового
44
интенсивного выращивания осетров открыли путь к реализации нового
направления осетроводства в Польше, т.е. восстановлению популяции
балтийского осетра (Kolman et al. 2008, Kolman et al. 2011). Работы в
этом направлении ведутся с 2004 года. Исходным материалом для
ихтиологических работ является оплодотворенная икра острорылого
осетра Acipenser oxyrinchus из реки Сент-Джон, вида, который по
результатам генетических исследований обитал еще недавно в
Балтийском море (Ludwig et al. 2002; Stankovič et al. 2007). В новых,
построенных для этой цели УЗВ выращивают посадочный материал,
которым зарыбляют притоки Одера и Вислы, а также создают
ремонтные стада, из которых в ближайшие годы будут сформированы
стада производителей (Kolman et al. 2013). Итак, можно констатировать,
что примемение закнутых систем в осетроводстве в Польше стало также
орудием активной охраны исчезнувшей популяции самого ценного для
Балтики вида - острорылого осетра.
Литературa
Kolman R., 1978. Podchów wylęgu pstrąga jesiennego tarła w układzie
zamkniętego obiegu wody. Gosp. ryb. 7: 12-15.
Kolman R., 1989a. Badania modelowe przydatności zamkniętego obiegu
wody do podchowu wylęgu ryb. Roczn. Nauk Roln. seria H, 102, 1: 5570
Kolman R., 1989b. Podchów wylęgu pstrąga jesiennego tarła w
podchowalni ryb Ośrodka Zarybieniowego w Młynowie. Roczn. Nauk
Roln. seria H, 102, 1: 88-107.
Kolman R., 1992. Efektywność biologicznego filtru półkowego
zastosowanego do uzdatniania wody w systemie recyrkulacyjnym przy
wychowie pstrąga. Archiwum Rybactwa Polskiego. Vol.1, supl.1, s.37.
Kolman R. 1993. Wyniki intensywnego chowu wylęgu i narybku bestera w
warunkach zamkniętego obiegu wody. Kom. Ryb. nr. 5, s. 10-13.
Kolman R., 2006. Rozród ryb jesiotrowatych. P.A.U.. Prace Komisji Nauk
Rolniczych, Leśnych i Weterynaryjnych. 7: 23-30.
Kolman R., 2010. Jesiotry chów i hodowla – Poradnik hodowcy. Wydanie II
uzupełnione. Wydawnictwo IRS.: 134s.
Kolman R., M. Szczepkowski. 1995. Badania eksploatacyjne obiegu
zamkniętego z biologicznym złożem fluidalnym. Kom.Ryb.s: 23-25.
Kolman R., Stanny A., Szczepkowski M., 1996. Comparison of the effects
of rearing sturgeon fry using various starters. Arch. Ryb. Pol. V.4, F.1.,
45-56.
45
Kolman R., B. Szczepkowska, M. Szczepkowski, 1998. Dojrzewanie ryb
jesiotrowatych w DOZ “Dgał”. Kom. Ryb. 5, s: 9-11.
Kolman R. M. Szczepkowski, B. Szczepkowska, 1999. Podchów wylęgu
jesiotra na paszy sztucznej i mieszanej. Kom. Ryb. 1, s: 10-12.
Kolman R., Kapusta A., Szczepkowski M., Duda A., Bogacka-Kapusta
E., 2008. Jesiotr bałtycki Acipenser oxyrhynchus oxyrhynchus Mitchill.
Wyd. IRS.: 73.
Kolman R., Kapusta A., Duda A., Wiszniewski G., 2011. Review of the
current status of the Atlantic sturgeon Acipenser oxyrinchus oxyrinchus
Mitchill 1815, in Poland: principles, previous experience, and results. J.
Appl. Ichtyol. 27:186-191.
Ludwig A., Debus L., Lieckfeld D., Wirigin I., Benecke N., Jenneckens I.,
Willot P., Waldmann J.R., Pitra C. 2002. When the American sea
sturgeon swam east – Nature. 493: 447-448.
Stankovič A., Panagiotopoulou H., Węgleński P., Popovič D. 2007.
Badania genetyczne nad jesiotrem w związku z programem jego restytucji
w wodach Polski. W: Restytucja jesiotra bałtyckiego. Ryszard Kolman
(Red). Wyd. IRS. Olsztyn. P. 21-26.
Szczepkowski M., B. Szczepkowska, R. Kolman, 2000. Comparison of
oxygen consumption and ammonia excretion by Siberian sturgeon
(Acipenser baeri Brandt) and its hybrid whith green sturgeon (Acipenser
medirostris Ayres). Arch. Ryb. Pol. 8,2: 205-212.
Подушка С.Б., 1999. Получение икры у осетровых с сохранением
жизни производителей. Научно-технический бюллетень лаборатории
ихтиологии ИНЭНКО. Санкт-Петербург, вып.2: 4-19.
46
Развитие индустриального рыбоводства в Беларуси
Костоусов В.Г.1, Барулин Н.В.2
1
РУП «Институт рыбного хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»,
г. Горки, Республика Беларусь
2
Аннотация
Анализируется современное состояние и перспективы развития индустриального
рыбоводства на базе рециркуляционных установок в Республике Беларусь.
Практическая реализация проектов по выращиванию форели, осетров и клариевого
сома рассматривается как альтернатива традиционным методам прудового
рыбоводства в насыщении внутреннего рынка новой рыбной продукцией и
минимизации биогенного стока в речные бассейны..
Ключевые слова: рыба, индустриальное рыбоводство, рециркуляционные установки
Повышение обеспеченности населения рыбой и рыбопродуктами
достигалось главным образом за счет расширения экспорта морской и
океанической продукции. Исчерпание в перспективе биологических
ресурсов прибрежных акваторий морей и объективный рост стоимости
сырья, связанный с увеличением затрат на развитие океанического лова
диктуют условия необходимости форсированного роста продукции
внутренних вод и, в особенности, продукции аквакультуры.
Аквакультура признана самым быстрорастущим сектором производства
пищевого животного белка, что во многом является следствием
неспособности удовлетворить растущий спрос на рыбную продукцию за
счет естественных природных ресурсов. В Беларуси аквакультура
традиционно развивалась по прудовому направлению на основе
выращивания карповых рыб. Потенциал данного направления к
настоящему времени практически исчерпан, а дальнейший рост
возможен только при расширении производственных мощностей за
счет строительства новых прудовых площадей. К тому же запросы
внутреннего рынка требуют расширения спектра продукции
выращиваемых видов рыб, в том числе деликатесных. По ряду причин
экономического и природоохранного порядка рост развития прудовой
47
аквакультуры прекратился и в большинстве стран региона Балтийского
моря. В то же время, технологическое развитие новых методов
рыбоводства, кормления рыбы и кормопроизводства на фоне
стремления к минимизации биогенного стока с рыбоводных
предприятий,
способствовало
формированию
направления
индустриального выращивания рыбы как полноценного сегмента рынка
в части выращивания форели, осетров и некоторых других рыб.
Европейский Союз принял индустриальную аквакультуру в качестве
флагманского направления в стратегии ЕС по развитию региона
Балтийского моря. Программа региона Балтийского моря (AQUABEST)
2007–2013 финансирует проекты, способствующие реализации
стратегии ЕС в области развития этого региона и является первым
региональным консорциумом государств Балтийского региона, куда
вошли государственные структуры, производственные организации,
учебные заведения и потребители с целью разработки общую стратегии
производства устойчивой аквакультуры в данном регионе. Для
Республики Беларусь, которая только начинает интенсивно развивать
подобные технологии аквакультуры, участие в программе имеет
важное практическое значение, поскольку в процессе реализации
положений программы идет разработка и адаптация концепции по
развитию датских интенсивных технологий выращивания ценных видов
рыб в рециркуляционных системах (Барулин, 2013). Как известно,
Дания является одним из мировых лидеров по технологичности
аквакультуры и здесь разработана довольно уникальная концепция
рециркуляционной установки - так называемая «образцовая рыбная
ферма».
Индустриальное рыбоводство на базе оборотных и замкнутых
установок в Беларуси начало развиваться в конце 80-х гг., когда на ряде
промышленных предприятий, имеющих дешевую тепловую
и
электроэнергию, а также технический кислород, начали строить
бассейновые модули для выращивания товарной рыбы. Всего по
состоянию на 01.01.1996 г. было построено девять таких рыбоводных
цехов с замкнутой либо оборотной системой водообеспечения (Кончиц,
2002). Производственные мощности построенных хозяйств позволяли
выращивать до 1590 тонн рыбы, однако коэффициент их использования
составлял всего 1,3-17%, а объем годового выпуска товарной рыбы
48
колебался от 20 до 270 тонн (Рисунок 1). Основным объектом
аквакультуры служил карп, посадочный материал которого завозили из
прудовых хозяйств. К началу 2000-х гг. большинство этих цехов
прекратило работу по причине низкой экономической эффективности.
С 1998 г. частные лица и организации начали создавать новые
рыбоводные предприятия на базе рециркуляционных систем (УЗВ) с
применением более совершенных технологий. Поскольку затраты на
выращивание рыбы оставались высокими, упор в выращивании сделали
на более дорогих осетровых. К настоящему времени действует четыре
таких установки в г. Минске (ООО ТМ), Минской обл. (ЧП Акватория
и ЗАО Росич) и в г. Могилев (ООО Ремона). Объемы производства
этими предприятиями в 2012 г. составили 45,6 тонн. Небольшая УЗВ
для выращивания форели (мощностью 10 тонн) построена
индивидуальным предпринимателем в Гродненской обл. Там же была
введена в строй первая установка на 25 тонн по выращиванию
клариевого сома (ООО Просома).
300
250
тонн
200
150
100
50
0
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Рисунок 1. Динамика производства рыбы в УЗВ, 1987-2000 гг.
Новый этап в развитии данного направления наступил с принятием и
реализацией положений Государственной программы развития
рыбохозяйственной деятельности на 2011–2015 гг. Для реализации
программы
планируется
создать
16
специализированных
индустриальных комплексов с использованием принципов СОВ и УЗВ,
в том числе 8 по выращиванию форели, 2 по выращиванию осетровых
рыб, 3 по выращиванию клариевого сома и 3 специализированных
питомника по обеспечению товарных комплексов посадочным
материалом. В рамках реализации программы в 2011 г. введен в строй
49
комплекс на основе УЗВ по выращиванию форели (Витебская обл.),
мощностью до 100 тонн в год, объем производства в 2012 г. составил 56
тонн товарной продукции. В 2012 г. компанией «Fish Farming Investment
Group Ltd.» (Израиль) в Брестской области введена в строй I очередь
индустриального комплекса на основе УЗВ
по выращиванию
клариевого сома с использованием системы рециркуляции низкого
давления
«МегаПоток». Планируемая мощность предприятия по
завершении работ составит 700 тонн в год. Здесь уже в конце прошлого
года получены первые 20 тонн товарной продукции. В сентябре 2012 г.
на базе УО "БГСХА" (Могилевская обл.) введен в эксплуатацию первый
рыбопитомник по выращиванию лососевых видов рыб с
использованием системы УЗВ, мощностью 3 млн. шт., который будет
обеспечивать товарные форелевые хозяйства посадочным материалом.
Первую партию рыбопосадочного материала в количестве порядка
150 тыс. шт. средней массой 50 г планируется получить в апреле 2013 г.
Всего в 2012 г. в установках УЗВ произведено 129 тонн продукции, в
том числе: форель – 68,1 т, осетровые – 37,5 т, сом клариевый – 32,9 т.
Перспективы развития индустриального рыбоводства на ближайшие
годы связаны с реализацией следующих инвестиционных проектов.
Выращивание сомовых рыб.
Аналогичным израильскому по
технологии
выращивания
является
проект
«Строительство
индустриального комплекса по выращиванию 500 тонн клариевого сома
в системе рециркуляции низкого давления в г. Светлогорске
Гомельской области», по которому подготовлен инвестиционный
бизнес-план и проходит процедура согласования для получения
гарантий Правительства Республики Беларусь под открытие
иностранной кредитной линии.
С 2012 года начата реконструкция существующего бассейнового
комплекса под выращивание сомовых рыб мощностью 37 тонн в год в
Брестской области (ОАО «Рыбхоз «Днепробугский»).
Выращивание форели. Начато строительство 2 индустриальных
товарных комплексов по выращиванию лососевых видов рыб общей
проектной мощностью 568 тонн рыбы в год (в Минской области – ОАО
«Альба» и в
районе Могилевской области – ОАО «Холдинг
50
Могилевводстрой»). Разработана проектно-сметная документация и
завершены все подготовительные работы для строительства форелевого
хозяйства мощностью 200 тонн в год СООО «Хазар Фиш» (Минская
область).
Кроме того, практически завершено проектирование еще 2 форелевых
комплексов общей мощностью 400 тонн товарной рыбы в год в
Минской (ОАО «Рыбхоз «Волма») и Могилевской областях (ОАО
«Холдинг Могилевводстрой»).
Выращивание осетровых рыб. Разработан инвестиционный бизнесплан проекта строительства индустриального комплекса по
выращиванию осетровых рыб мощностью 241 тонна в год в Брестской
области, которые проходит необходимую процедуру согласования для
привлечения иностранных кредитных линий.
Ведутся проектные
работы по реконструкции существующих бассейновых площадей под
выращивание осетровых видов рыб мощностью до 100 тонн товарной
продукции в Брестской области (ОАО «Опытный рыбхоз «Селец»).
В 2013 году планируется ввести в эксплуатацию 7 индустриальных
комплексов общей мощностью 952 тонны товарной продукции в год, в
том числе по выращиванию форели – 4, осетровых рыб – 2 , сомовых
рыб – 1. К 2016 г. объем производства рыбы в УЗВ планируется
довести до 3800 тонн, а с учетом программ регионального развития –
до 4740 тонн (Рисунок 2).
5000
4500
4000
3500
по Госпрограмме
тонн
3000
2500
с учетом региональных
программ
2000
1500
1000
500
0
2012 г.
2016г.
Рисунок 2. Перспективы роста производства продукции УЗВ
51
Литературa
Барулин Н.В. Значение программы AQUABEST в развитии
аквакультуры и воспроизводства ценных видов рыб Беларуси.
Материалы
2-й
Международной
научной
конференции
«Воспроизводство естественных популяций ценных видов рыб».
Санкт-Петербург, 2013 г., с. 43.
Кончиц В.В. Состояние и перспективы развития индустриального и
колхозного рыбоводства Беларуси. Вопросы рыбного хозяйства,
2002, 18: 5-15.
52
Первый опыт получения реверсантов по полу у радужной форели в
условиях УЗВ в Беларуси
Слуквин А. М.1, Метальникова К. В.2, Костоусов В. Г.3, Конева О.
Ю.1, Ровба Е. А.1
1
ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, Минск,
Республика Беларусь,
2
ФГУП «ВНИРО», Москва, Российская Федерация,
3
РДУП «Институт рыбного хозяйства» Республиканского унитарного
предприятия «Научно-практический центр Национальной академии
наук Беларуси по животноводству», Минск, Республика Беларусь
Аннотация
Цель исследований – научное обоснование способов повышения биопродуктивности
у радужной форели путем изучения и модификации экспрессии генома.
Изучено влияние андрогена на рост, развитие и реверсию пола у малька и сеголеток
радужной форели в условиях УЗВ в рыбопитомнике «Богушевский» Витебской
области (Республика Беларусь). Установлено, что при дозе препарата 7 мг/кг корма с
экспозицией обработки рыб в течение 3-х месяцев у молоди форели происходят
изменения в гонадах, связанные с реверсией пола с частотами от 25 до 42,9% от числа
обследованных особей. Форель, выращиваемая в условиях УЗВ и обработанная
андрогенами, не отличалась от контрольных особей по морфометрическим
показателям. В опыте и контроле у молоди был диагностирован ихтиофтириоз и
отмечена гибель рыбы. В такой обстановке выживаемость молоди в опыте с
андрогеном была на 11,5% выше, чем в контроле. Установлено, что результаты
молекулярно-генетических исследований по Y-специфическому локусу OmyY1 у
молоди форели позволяют осуществлять эффективную прижизненную выбраковку
самцов на стадии сеголетка. Результаты гистологических и генетических
исследований по определению пола у молоди форели совпали на 100%. Получены
новые знания о росте, выживаемости, возможностях модификации экспрессии генома
и у молоди лососевых рыб с помощью андрогенов в условиях УЗВ.
Ключевые слова: УЗВ, молодь радужной форели, метилтестостерон, экспрессия
генома, реверсанты по полу у сеголетков форели.
Введение
В последние десятилетия наблюдается бурный рост в товарном и
пастбищном лососеводстве (Hisar et al., 2012). Товарное производство
преимущественно самок лососевых для икорного производства и
восстановление популяций редких и исчезающих видов за счет самок в
настоящее время можно поставить на промышленную основу,
53
используя методы криоконсервации спермы реверсантов с геномом
самок.
Представленные
исследования
направлены
на
выполнение
Государственной программы развития рыбохозяйственной деятельности
на 2011-2015 годы утвержденной Постановлением Совета Министров
Республики Беларусь от 7 октября 2010 г. №1453 в плане
осуществления мероприятий по импортозамещению, включающих
увеличение производства и потребления деликатесной рыбы и
продуктов ее переработки внутри страны (Совет Министров
Республики Беларусь, 2010).
Если до 2010 года в Республике Беларусь выращивалось только около
40 тонн форели, то по программе рыбохозяйственной деятельности на
2011-2015 гг.
планируется
построить
11 специализированных
форелевых хозяйств мощностью 1,5 тыс. тонн товарной форели в год, в
том числе и для производства пищевой красной икры. В целом
выполнение Государственной программы на 2011-2015 годы позволит
увеличить объем производства в республике ценных видов рыб, таких
как лососевые и осетровые до 2,5 тыс. тонн в год.
Материал и методика
Материал был собран на базе УЗВ рыбопитомника «Богушевский»
Витебской области.
Проектная мощность форелевого хозяйства с УЗВ 100 тонн рыбы.
Установка представляет собой рыбоводные бассейны из сборных
железобетонных блоков и монолитного железобетона, размещенные на
открытом воздухе (Иллюстрации 1а 1,б). Источником водоснабжения
является артезианская скважина с температурой воды +4 оС и
водоподающий канал из донного слоя головного пруда. Дебит
артезианской скважины составляет 29 л/с. Система бетонных бассейнов
разделена на два блока: выростной (блок бассейнов по доращиванию
молоди форели), который состоит из 11 рыбоводных бассейнов
размером 11,5х2х1,2 м и 2 бассейна технологического резерва
(Иллюстрация 2) и нагульный блок для товарной рыбы. Полезный
объем выростных рыбоводных бассейнов - 304 м3, площадь бассейнов
253 м2. На выростном участке находятся 2 бассейна для размещения
фильтров псевдосжиженного слоя размером 1,5х1,5х14,8 м. Семь
54
бассейнов размером 2х8,4 м предназначены для размещения фильтров с
пластиковыми капсулами диаметром 7 мм и длиной 9 мм. В выростном
блоке имеются иловые конуса для удаления остатков корма и
жизнедеятельности молоди форели. Для дегазации и насыщения
кислородом воды предусмотрено устройство из трех низконапорных
аэраторов общей площадью 24 м2. Циркуляция технологической воды
обеспечивается за счет работы эрлифта-аэратора производительностью
700 л/сек. При увеличении температуры воды свыше +18оС
предусмотрено устройство для ввода кислорода в воду OXYPLUSE
017100. Доставка жидкого кислорода на объект производится
автотранспортом. Контроль и регулирование кислорода в воде
осуществляется автоматической системой OXYGuard-Commander.
Уровень рН в воде контролируется системой OXYGuard рН Manta.
Блок бассейнов для выращивания товарной рыбы (Иллюстрации 3а,
3б, 3в) состоит из 4-х рыбоводных бассейнов размером 31,4х3,5 м
полезным объемом 571 м3.
Иллюстрация 1а. УЗВ в рыбопитомнике Богушевский
Иллюстрация 1б. Эрлифт-аэратор в рыбопитомнике Богушевский
55
Иллюстрация 2. Выростной блок УЗВ
Иллюстрация 3а. Нагульный блок УЗВ
56
Иллюстрация 3б. Фильтры нагульного блока УЗВ
Иллюстрация 3в. Эрлифт-аэратор нагульного блока УЗВ
Площадь бассейнов 440 м2. В нагульном блоке имеются также 2
бассейна, предназначенные для размещения фильтра псевдосжиженного
слоя размером 1,5х1,5х11,5 м и 7 бассейнов размером 6х2 м для
размещения фильтров из пластиковых капсул. Общая площадь
фильтров 84 м2. На товарном блоке также предусмотрены иловые
57
конуса для сбора и утилизации остатков корма и жизнедеятельности
товарной форели. Имеется также три низконапорных аэратора общей
площадью 24 м2. Циркуляция воды обеспечивается эрлифт-аэратором. В
наличии 4 устройства для ввода кислорода в воду. Для контроля
гидрохимических параметров используется переносной термооксиметр
Polaris.
Цикл выращивания рыбы в УЗВ следующий: весной в выростном
блоке размещают 280 тыс. малька форели средней массой 5 г и
доращивают до ноября месяца средней массой сеголетка свыше 100 г. В
ноябре сеголетка форели вылавливают и перевозят на зимовку на садки
тепловодного канала Новолукомльской ГРЭС. После зимовки весной
следующего года рыбу средней массой 400 г возвращают в количестве
75 тыс. годовиков в УЗВ для товарного выращивания до средней массы
рыбы 1 кг.
Объектом исследований являлась молодь радужной форели
(Oncorhynchus mykiss W.). По достижении средней массы молоди 5
грамм, всю экспериментальную и контрольную партию рыб завезли в
рыбопитомник «Богушевский» Витебской области для дальнейшего
доращивания.
В рыбопитомнике «Богушевский» под дальнейшее выращивание
молоди было задействовано только 2 бетонных бассейна (1 опытный и
1 контрольный).
В опытный бассейн №6 было высажено 10,1 тыс. экз. молоди, в
контрольный бассейн №7, соответственно - 10,0 тыс. экз. молоди
средней массой 5,0 г.
Для кормления молоди использовали форелевые корма AllerAqua
(производства Польша), Raisio (производства Финляндия) и опытный
ростовой корм, рецептуры РУП «Институт рыбного хозяйства», в
которые добавляли, растворенный в этиловом спирте метилтестостерон
в концентрации 7 мг/кг корма. Длительность кормления молоди
кормами с добавкой андрогена составляла 3 месяца (с 20 апреля по
19 июля).
Норма кормления устанавливалась каждые три дня для каждого
отдельного лотка, при этом для расчетов нормы кормления включали
запланированные увеличения массы. Во время и в конце эксперимента
58
были определены следующие показатели: эффективность кормления,
выживаемость, ростовые характеристики.
В процессе работ вели наблюдения за качеством среды обитания и
соответствием условий выращивания нормативным показателям,
показателями темпа линейного и весового роста, биохимическим
составом тканей экспериментальной и контрольной групп, включая
«красную» и «белую» кровь. На основе прижизненных измерений и
исследований фиксированного материала определяли степень
морфометрических различий молоди получавшей гормональный
препарат и без него.
Изучение гидрохимических показателей в лотках и бассейнах
выростного модуля форелевого комплекса проводили по стандартным
методикам гидрохимических исследований (ГКНТ СМ СССР, 1978).
Содержание растворенного кислорода, величину рН и температуру
определяли приборами оперативного контроля «Horiba-U-7» и «Hanna».
Показатели темп роста и морфометрические характеристики
рассчитывали
с
использованием
методик
ихтиологических
исследований, изложенных в пособии И.Ф.Правдина (Правдин, 1966).
Биохимические и гематологические исследования проводили по
стандартным методикам (Лиманский и сотр., 1984).
Всего было отобрано и обработано 20 проб воды на полный анализ,
525 экз. молоди форели на анализ рыбоводно-биологических
показателей и биохимических показателей.
Для проведения гистологических исследований молодь форели
фиксировалась в растворе Чемберлена или Буэна прижизненно, после
резекции брюшины у каждой форели. Фиксация проводилась по всем
правилам (Роскин и Левинсон, 1957; Паушева, 1988). Перефиксацию
проб проводили в 70о ректифицированном этиловом спирте в
биопсийные кассеты, каждая проба в отдельную кассету и каждая
кассета помещалась в стеклянный сосуд с притѐртой пробкой на 48
часов, заполненный 70о этиловым спиртом. Автомат для
гистологической обработки представлен на иллюстрации 4.
59
Иллюстрация 4. Автомат для гистологической обработки тканей карусельного типа
модель STP-120
Проводку проб в биопсийных кассетах осуществляли через автомат
для гистологической обработки тканей карусельного типа (Модель STP
-120), (Иллюстрация 4); заливку в парафин - через заливочную станцию
ЕС 350 (Иллюстрация 5).
Иллюстрация 5. Заливочная станция EC-350
Продольные срезы толщиной 6 мкм делали на санном микротоме
«MICROMHM 440 E» (Иллюстрация 6). Полученные срезы окрашивали
гематоксилином Джилла 2 [BIOVITRUM, 2012] с докраской эозином.
60
Иллюстрация 6. Санный микротом «MICROMHM 440E» и термальный столик
Фотографии готовых гистологических препаратов сделаны с помощью
микроскопа Leica, совмещенного с компьютерной системой, с
автоматической фотокамерой Leica DC при увеличении окуляра 10х и
объективов х10, 20, 40, 100 (Иллюстрация 7). Для изготовления
цифровых микрофотографий гистологических препаратов использовали
программу DC Viewer, соединенную с программой редактирования
изображений PhotoShop 4.0. Всего обработано 59 проб молоди
радужной форели из р/п «Богушевский.
Иллюстрация 7. Микроскоп с компьютерной системой Leica DC
Материалом для проведения молекулярно-генетических исследований
являлись законсервированные в 96 %-ном этаноле фрагменты
хвостового плавника молоди форели. В задачи исследования входило
61
прижизненное определение самцов радужной форели на ранних стадиях
онтогенеза у мальков и сеголеток с использованием AFLP праймеров.
Впервые Y-специфическая последовательность ДНК у радужной
форели была найдена J.P. Brunelli и его коллегами (Brunelli et al., 2008,
2010). Изначально специфический для особей мужского пола фрагмент
ДНК был выявлен с помощью AFLP-технологии у чавычи. Данный
фрагмент был извлечѐн из геля, повторно амплифицирован с
использованием соответствующей селективной комбинации AFLPпраймеров. Амплифицированные фрагменты были отсеквенированы
непосредственно и клонированы посредством лигирования фрагментов
в
вектор
pGEM-T.
Клонированные
вставки
были
затем
отсеквенированы, и к ним были подобраны праймеры.
Для выявления Y-специфической последовательности ДНК у
радужной форели на первом этапе была использована комбинация
праймеров к Y-хромосоме чавычи к участку OtY2. В результате был
получен ПЦР-продукт длиной 995 пар оснований, который был затем
отсеквенирован. Гомология данного участка ДНК радужной форели с
соответствующим участком ДНК чавычи составила 96 %. Геномные
библиотеки радужной форели были просмотрены на клоны,
содержащие этот продукт, которые затем были изолированы и
отсеквенированы. Это позволило распознать и охарактеризовать 21 kb
последовательности ДНК Y-хромосомы радужной форели, которая
выявила высокое сходство с последовательностью Y-хромосомы
чавычи,
расположенной
возле
OtY3-участка.
Гомологичная
последовательность начинается в OtY2 пол-специфическом месте
соединения, образованном инсерцией non-LTR ретротранспозона/ nonLTR ретровируса «сходного с ReO_6» у чавычи, кижуча, кеты и нерки.
Этот ретротранспозонный элемент отсутствует у OtY2-гомолога
радужной форели, который обозначен авторами как OmyY1 (Brunelli et
al., 2010).
Амплификация OmyY1-участка радужной форели с помощью
предложенных в статье Brunelli et al. (2008) праймеров даѐт ПЦРпродукт длиной 792 пар оснований. Точность идентификации пола
посредством данного молекулярно-генетического маркера составляет
порядка 96,5% согласно данным, приведѐнным в статьях Brunelli et al.
(2008, 2010).
62
Таким образом, мы предприняли попытку оценить точность
идентификации самцов среди молоди форели, участвующей в нашем
эксперименте, посредством молекулярно-генетического подхода. Для
этого мы провели генотипирование отобранных образцов радужной
форели по локусу OmyY1. Полученные данные сравнили с
результатами параллельно проведѐнных гистологических исследований,
выполненных сотрудниками ВНИРО (г. Москва).
ДНК выделяли из плавников рыб методом фенол-хлороформной
экстракции. Концентрацию и чистоту выделенной ДНК определяли
спектрофотометрически на спектрофотометре Ultrospec 3300 pro
UV/Visible (Biochrom Ltd.) (Иллюстрация 8). Спектрофотометрический
анализ степени загрязнения полученных препаратов ДНК белками,
проведѐнный на основе соотношения коэффициентов поглощения
А260/А280 (норма в диапазоне 1,8-2,0) подтвердил удовлетворительную
степень очистки полученных препаратов ДНК. Среднее соотношение
коэффициентов поглощения А260/А280 в июньской выборке составляло
1,88±0,03, в августовской выборке – 1,54±0,0,05. Концентрация ДНК в
препаратах, выделенных из плавников рыб, в среднем составляла в
июньской выборке 1483,47±151,18 мкг/мл, в августовской выборке –
1004,72±174,69.
Иллюстрация 8. Спектрофотометр Ultrospec 3300 proUV/Visible (BiochromLtd.)
Качество выделенной ДНК проверяли электрофоретически в 2%
агарозном геле (Agarose D1 Low EEO, Conda) (Иллюстрация 9).
63
Иллюстрация 9.Гель с выделенной ДНК
радужной форели. М – маркер молекулярного веса
GeneRullerTM 100bpPlusDNALadder (Fermentas)
Полученные
результаты
(Иллюстрация
9)
указывают
на
удовлетворительное
качество
выделенной
ДНК
(наличие
высокомолекулярной ДНК).
Амплификация. Для оценки гетерогенности генотипов исследуемых
особей радужной форели по локусу OmyY1 использовали ПЦР с
комбинацией праймеров, предложеной в статье Brunelli et al. (2008).
ПЦР-смесь (20 мкл) содержала 2,0 мкл 10х ПЦР-буфера (10x
DreamTaq buffer, Fermentas), содержащего 20 мМ MgCl2; 2,0 мкл 10х
d‟NTP-mix (Праймтех, Беларусь); ≈10 пмоль праймера (Праймтех,
Беларусь); 0,05 ед./мкл DreamTaq ДНК полимеразы (Fermentas); 1 мкл
ДНК-матрицы и Milli-Q воду до общего объѐма 20 мкл.
Амплификацию проводили на амплификаторе C1000TM ThermalCycler
(Bio-Rad, США) (Иллюстрация 10) при следующих условиях
(Иллюстрация 11).
Иллюстрация 10. Амплификатор MyCyclerTM (Bio-Rad, США)
64
Иллюстрация 11. Протокол проведения ПЦР
Продукты
амплификации
подвергали
Электрофорез.
электорофоретическому разделению в 2% агарозном геле (AgaroseD1
LowEEO, Conda)с добавлением бромистого этидия (0,5 мкг/мл) в 1х
ТBЕ-буфере в устройстве для горизонтального электрофореза CompactL
(Biometra, Германия).
Визуализацию геля осуществляли с помощью системы гельдокументирования GelDocXR (Bio-Rad, США) (Иллюстрация 12).
Иллюстрация 12. Система GelDoc 2000 (Bio-Rad, США)
Полученные изображения обрабатывали с помощью программы
QuantityOne 4.4 (Bio-Rad, США).
Методики учета рыбоводных показателей. При анализе результатов
выполнения экспериментальных работ с андрогенами учитывали
65
рыбоводные
показатели,
предусмотренные
нормативнотехнологической
документацией
в
рыбоводстве:
количество
посаженных личинок (малька) в тыс. шт.; средняя масса молоди при
посадке и вылове в (г); общая биомасса рыб в (кг); % выживаемости
молоди, % морфологических аномалий у молоди.
Статистическая обработка материалов произведена с использованием
программы «STATISTICA 6.0».
Результаты исследований
Схема получения в потомстве реверсантов преимущественно самок
широко известна: на первом этапе из небольшого количества обычной
молоди получают реверсантов с геномом самок, используя аналоги
тестостерона. На втором этапе этих реверсантов скрещивают с
обычными самками и в потомстве получают, преимущественно, самок
(Метальникова и сотр., 1989). Количество реверсантов можно
ограничить, используя их высокую жизнестойкость, и высокую
жизнестойкость их потомства - преимущественно самок (XXxXX>XX)
(Метальникова и Привезенцев, 2010).
Результаты исследований получены в 2012 г. при проведении
совместных работ с РУП «Институт рыбного хозяйства» РУП «Научнопрактический центр национальной академии наук Беларуси по
животноводству»
(г. Минск).
Гистологические
исследования
выполнены в Федеральном государственном унитарном предприятии
«Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства
и океанографии» (г. Москва).
Гидрохимические параметры при выращивании молоди в условиях
УЗВ.
Установлено, что температура воды, в апреле-сентябре месяце
достигавшая в среднем 10-14ºС, в октябре снизилась до 10ºС, рН воды
находилось в пределах 8,2-8,3, содержание растворенного в воде
кислорода находилось в границах допустимых значений 6,5-10 мг/л.
Такие показатели как жесткость воды, кальций, магний и железо были
относительно стабильными и не подвергались большим колебаниям.
Что касается лимитирующих показателей, то в воде отмечено
повышение содержания минерального азота и перманганатной
66
окисляемости.
Поскольку
используется
система
замкнутого
водоснабжения, вероятнее всего биофильтры не справлялись с
возрастающей биогенной нагрузкой и не обеспечивали в полной мере
качественную очистку воды. В октябре такие формы минерального
азота в воде как нитритный и нитратный превышали
границы
оптимальных значений в 4,8 и 2 раза соответственно (Таблица I). К
ноябрю в воде уменьшилось содержание нитритного и нитратного азота
на 65-68% соответственно, окисляемость на 15%, содержание фосфора
на 75% по сравнению с сентябрем, что связано со снижением
температуры воды и более медленным протеканием процессов
минерализации на фоне нормирования кормления рыбы.
Таким образом, по всем лимитируемым показателям за исключением
содержания минеральных форм азота, условия выращивания рыбы в
бассейнах комплекса были удовлетворительные.
Таблица I. Гидрохимические показатели воды в бассейнах форелевого комплекса
рыбопитомника «Богушевский»
Наименование
показателя
Единица
измерения
Температура
Водородный
показатель
Кислород
растворенный
Аммоний-ион
Нитрит-ион
Нитрат-ион
Фосфат-ион
Железо общее
Окисляемость
перманганатная
ºС
рН
по СТБ 19432009
не более ≤ 20
7.0-8.0
Содержание
Бассейн №6
Бассейн №7
10.7
8.3
10.7
8.3
мг/л
9.0
6.89
7.12
мгN/л
мгN/л
мгN/л
мгР/л
мг/л
мгО/л
0.5
0.02
1.0
0.3
0.5
0.58
0.048
2.18
0.004
0.02
0.56
0.009
2.11
0.024
0.018
10.0
11.30
12.44
Результаты морфометрических исследований у молоди радужной
форели под воздействием андрогена. Исследования проводили по
прижизненным измерениям и по фиксированному материалу. Ростовые
характеристики рыб зависели от гидрохимического режима и
кормления, поэтому в период нагула вели контроль за гидрохимическим
режимом выращивания рыб.
Примеры весового и линейного роста опытной и контрольной групп
форели представлены в таблицах II и III.
67
По данным таблицы III, средняя масса мальков радужной форели из
контрольного и экспериментального лотков и бассейнов в целом на
протяжении периода кормления метилтестостероном не отличались.
Статистически значимые различия (p<0.05) в массе выявлены только на
начальных этапах кормления (27.04.12, 12.05.12) молоди радужной
форели. Далее наблюдаются приблизительно одинаковые темпы роста.
Более отчетливо это продемонстрировано на иллюстрации 13.
Таблица II. Показатели роста сеголетков форели в период летнего нагула
Дата
06.06
28.06
11.08
Опытная группа
длина, см
масса, г
колебасредколебасредния
нее
ния
нее
6.8-9.4
8.15
4.8-11.6
7.64
5.9-10.1
8.99
3.0-11.0
8.43
12.5-13.1
12.8
31.5-32.6
32.0
Контрольная группа
длина, см
масса, г
колебасредколебасредния
нее
ния
нее
7.2-10.0
8.5
5.5-12.0
8.7
-
n,
экз.
15
16
4
Динамика изменения массы молоди радужной форели
n,
экз.
15
-
(W)
50,0
45,0
Среднее
± Стандартная ошибка
±0,95Доверительный интервал
40,0
39,0
35,0
31,8
Масса, г
30,0
25,0
21,0
20,6
20,0
14,2
15,0
14,1
13,7
12,8
10,4
9,6
10,0
8,5
7,3
5,2
5,0
1,9
1,7
Опыт
Контроль
3,6
2,7
0,0
27.04.2012
22.05.2012
12.05.2012
14.06.2012
06.06.2012
05.07.2012
27.06.2012
02.08.2012
17.07.2012
Дата
Иллюстрация 13. График изменения массы тела молоди радужной форели опытной
и контрольной групп
68
Таблица III. Сравнение морфометрических параметров молоди радужной форели
между опытной и контрольной группами в динамике
Дата морфометрических
промеров опытной и
контрольной групп
27.04.12{Опыт} vs.
27.04.12{Контроль}
12.05.12{Опыт} vs.
12.05.12{Контроль}
22.05.12{Опыт} vs.
22.05.12{Контроль}
06.06.12{Опыт} vs.
06.06.12{Контроль}
14.06.12{Опыт} vs.
14.06.12{Контроль}
27.06.12{Опыт} vs.
27.06.12{Контроль}
05.07.12{Опыт} vs.
05.07.12{Контроль}
17.07.12{Опыт} vs.
17.07.12{Контроль}
02.08.12{Опыт} vs.
02.08.12{Контроль}
T-тест для независимых выборок
Среднее
Объём
Стандартное
Уровень
значение
выборки
отклонение, SD
значимости
Опыт Контроль различий p Опыт Контроль Опыт Контроль
Вес, г
1,9
1,7
0,047
51
50
0,47
0,43
3,6
2,7
0,000
50
50
1,15
1,11
5,2
5,2
0,925
50
50
1,29
1,46
8,5
7,3
0,102
25
25
2,28
2,96
9,6
10,4
0,176
26
26
2,31
2,25
12,8
14,2
0,089
25
25
2,90
3,11
14,1
13,7
0,741
25
26
3,83
4,66
21,0
20,6
0,875
25
25
9,28
10,55
39,0
0,104
25
25
16,32
14,50
31,8
Длина тела (L), см
27.04.12{Опыт} vs.
5,5
5,4
0,299
51
50
0,47
27.04.12{Контроль}
12.05.12{Опыт} vs.
6,7
6,1
0,001
50
50
0,74
12.05.12{Контроль}
22.05.12{Опыт} vs.
7,7
7,7
0,652
50
50
0,68
22.05.12{Контроль}
06.06.12{Опыт} vs.
8,7
8,0
0,015
25
25
0,81
06.06.12{Контроль}
14.06.12{Опыт} vs.
9,4
9,7
0,082
26
26
0,73
14.06.12{Контроль}
27.06.12{Опыт} vs.
10,4
10,7
0,310
25
25
0,74
27.06.12{Контроль}
05.07.12{Опыт} vs.
10,4
10,4
0,812
25
26
1,05
05.07.12{Контроль}
17.07.12{Опыт} vs.
11,2
11,0
0,723
25
25
1,84
17.07.12{Контроль}
02.08.12{Опыт} vs.
13,2
14,4
0,054
25
25
2,45
02.08.12{Контроль}
Длина тела до конца основания хвостового плавника (l), см
27.04.12{Опыт} vs.
4,8
4,6
0,054
51
50
0,43
27.04.12{Контроль}
12.05.12{Опыт} vs.
5,7
5,2
0,001
50
50
0,63
12.05.12{Контроль}
22.05.12{Опыт} vs.
6,8
6,8
0,861
50
50
0,67
22.05.12{Контроль}
06.06.12{Опыт} vs.
7,7
7,0
0,011
25
25
0,75
06.06.12{Контроль}
14.06.12{Опыт} vs.
8,4
8,7
0,161
26
26
0,69
14.06.12{Контроль}
27.06.12{Опыт} vs.
9,2
9,5
0,236
25
25
0,81
27.06.12{Контроль}
05.07.12{Опыт} vs.
9,3
9,2
0,711
25
26
0,79
05.07.12{Контроль}
17.07.12{Опыт} vs.
9,8
9,6
0,635
25
25
1,57
17.07.12{Контроль}
02.08.12{Опыт} vs.
11,7
12,8
0,054
25
25
2,13
02.08.12{Контроль}
0,46
0,95
0,74
1,23
0,72
0,85
1,27
2,04
1,69
0,37
0,85
0,70
1,13
0,65
0,80
1,23
1,68
1,62
69
Данные графика изменения длины тела мальков (Иллюстрация 14)
демонстрируют, что средняя длина тела мальков радужной форели из
контрольного и экспериментального бассейнов в целом на протяжении
периода кормления метилтестостероном не отличалась. Статистически
значимые различия (p<0.05) в длине тела (Таблица III) выявлены также
только на начальных этапах кормления (12.05.12, 06.06.12) молоди
радужной форели. Далее наблюдаются приблизительно одинаковые
темпы роста.
Данные графика изменения длины тела мальков до конца основания
хвостового плавника (Иллюстрация 15) также свидетельствуют о том,
что средняя длина тела до конца основания хвостового стебля плавника
мальков радужной форели из контрольного и экспериментального
бассейнов
в
целом
на
протяжении
периода
кормления
метилтестостероном не отличалась. Статистически значимые различия
(p<0.05) в длине тела до основания конца хвостового плавника (Таблица
III) выявлены также только на начальных этапах кормления (12.05.12,
06.06.12)
молоди
радужной
форели.
Далее
наблюдаются
приблизительно одинаковые темпы роста.
Динамика изменения длины тела молоди радужной форели (
14,0
L)
Среднее
± Стандартная ошибка
±0,95Доверительный интервал
14,4
13,2
12,0
Длина, см
11,2
11,0
10,7
10,4
10,0
10,4
10,4
9,7
9,4
8,7
8,0
8,0
7,7
7,7
6,7
6,1
6,0
Опыт
Контроль
5,5
5,4
22.05.2012
27.04.2012
12.05.2012
14.06.2012
06.06.2012
05.07.2012
27.06.2012
02.08.2012
17.07.2012
Дата
Иллюстрация 14. График изменения длины тела молоди радужной форели опытной и
контрольной групп
70
Таким образом, мы не выявили влияния метилтестостерона на
морфометрические параметры молоди радужной форели. Следует
отметить, что замедление роста молоди радужной форели и в
контрольном, и в экспериментальном бассейнах в период с 26.07.12 по
17.07.12 (см. графики) связано, вероятнее всего, с заболеванием молоди
радужной форели ихтиофтириозом, а также бактериальной инфекцией,
которое произошло в этот период.
Отмечен более низкий уровень морфологических аномалий (главным
образом редукции жаберной крышки) у особей опытной группы. Если в
начале эксперимента (27.05.12) уровень морфологических аномалий
был приблизительно на одинаковом уровне в опытной выборке и в
контроле (15,4% и 20,0 % соответственно), то по ходу эксперимента
разница существенно возросла, достигая в контроле 64% особей с
морфологическими аномалиями. При этом в опыте доля особей с
морфологическими отклонениями никогда не превышала 24 %.
Динамика изменения длины тела до конца
основания хвостового стебля (l) м олоди радужной форели
14,0
Длина до конца хвостового стебля ( l), см
13,0
Среднее
± Стандартная ошибка
±0,95Доверительный интервал
12,8
12,0
11,7
11,0
10,0
9,5
9,2
9,0
9,8
9,6
9,3
9,2
8,7
8,4
8,0
7,7
6,8
7,0
6,0
7,0
5,7
5,2
5,0
4,8
4,6
Опыт
Контроль
4,0
3,0
27.04.2012
22.05.2012
12.05.2012
14.06.2012
06.06.2012
05.07.2012
27.06.2012
02.08.2012
17.07.2012
Дата
Иллюстрация 15. График изменения длины тела до конца основания хвостового
стебля молоди радужной форели опытной и контрольной групп
71
Изменение темпа роста и формирование под действием гормональных
препаратов преимущественно самочьего типа морфогенеза, должно
находить отражение в изменении пропорций тела (пластических
признаках), прежде всего тех, которые отражают экстерьерные
показатели и могут служить вторичными половыми признаками.
Исследование таковых на сеголетках ранее не проводили, поэтому
представляет интерес возможность их выявления на ранних стадиях
онтогенеза. Результаты промеров и их статистической обработки по
двум сборам проб молоди представлены в таблице IV .
Анализ данных таблицы IV показал, что в опытной группе разброс
значений признаков, оцениваемых как вторичные половые выше, чем в
контрольной, как и пределы колебаний от средней. Однако, на стадии
сеголетка эти различия еще не носят четкого статистического различия
(t< 3), что вероятно связано с недостаточностью их проявления на
данной стадии онтогенеза. Исследования будут продолжены на
двухлетках, на стадиях близких к возрасту полового созревания.
Таблица IV. Некоторые пластические признаки молоди форели, в % длины тела
по Смиту
Признак
Опытная группа
Контрольная группа
t
lim
M
+/-m
lim
M
+/-m
Антедорсальное
43,345,31
0,28
42,944,71
0,30
1,5
расстояние
47,5
46,6
Антевентральное
44,550,98
0,66
47,049,47
0,27
2,1
расстояние
54,4
51,1
Антеанальное
63,067,59
0,52
63,466,32
0,28
2,2
расстояние
70,9
68,2
Постдорсальное
32,035,06
0,36
33,335,41
0,36
0,7
расстояние
37,6
37,5
Длина спинного
9,912,38
0,27
11,012,19
0,25
0,5
плавника
13,9
14,6
Длина анального
7,89,58
0,33
8,08,98
0,17
1,6
плавника
12,8
10,2
Длина головы
21,824,13
0,59
20,622,37
0,31
2,6
32,2
25,0
Высота тела
20,223,55
0,36
20,022,49
0,38
2,0
25,3
25,0
Примечание: lim- разброс значений; M – среднее арифметическое; +/-m – ошибка
средней; t- критерий (нормированное отклонение)
72
Результаты биохимических и гематологических исследований. Как
показали результаты биохимического анализа в теле опытной группы
рыб не отмечено значительной разницы в содержании сухого вещества
и влаги по сравнению с контролем. Содержание сырого протеина у
опытных рыб было больше на 5,8% чем в контроле (73,52% против
67,68% в контроле). Это связано скорое всего с тем, что в опытном
корме протеина было на 7% больше, чем в контроле. Сырого жира
накоплено в теле практически одинаковое количество 30,96% у опытной
рыбы и 31,57% у контрольной, хотя в опытном корме липидов было
меньше на 13% чем в контрольном корме. Сырой золы тоже в опытной
группе было больше на 0,7% чем в контрольной, но и в опытной корме
содержание минеральных элементов кальция и фосфора было больше
чем в контрольном корме.
О степени усвоения питательных веществ исследованных кормов
организмом форели можно судить на основании эффективности
использования питательных веществ на рост. Эти показатели выражают
отношение между потребляемым кормом и ответной реакцией на него
животного, что имеет большое значение при оценке питательной
ценности кормов.
Для оценки физиологического состояния сеголетков форели были
проведены также гематологические исследования.
В крови изучены следующие показатели: общий белок сыворотки
крови, количество гемоглобина, содержание эритроцитов, лейкоцитов и
лейкоцитарная формула.
Как показали гематологические исследования до кормления форели
опытным кормом у сеголетка отмечен очень низкий уровень общего
белка сыворотки крови. Этот показатель колебался в пределах от 2,29
до 4,20, при среднем значении 3,15. Как среднее, так и максимальное
значение были существенно ниже нормы, которая составляет 6,2 г%.
Количество гемоглобина было весьма нестабильным, колебалось в
широких пределах – от 62 до 91 г/л. Среднее количество было
несколько выше нормы (71,0 – 73,0) и составляло 76,7 г/л.
В норме СОЭ у рыб должно быть от 1 до 4 мм/ч, средний показатель
1,85 укладывается в эти пределы. Однако для этого показателя также
характерны довольно большой размах значений: минимальное и
максимальное значения составили 1,0 и 5,0 мм/ч соответственно.
73
Количество эритроцитов и лейкоцитов также укладывалось в пределы
нормы: при норме для эритроцитов 1,15±0,08 млн./мкл средняя
величина составила 1,095 млн./мкл; при норме 58,6±6,4 тыс./мкл для
лейкоцитов средняя величина составила 57,3 тыс./мкл.
Лейкоцитарная формула крови показала, что до начала кормления
опытным кормом наблюдалось увеличение количества нейтрофилов, а
именно молодых форм (палочкоядерных) за счет лимфоцитов. Это не
является благоприятным показателем и может указывать на наличие
инфекции в организме рыбы. Эозинофилы и базофилы у сеголетка
форели отсутствовали, что является нормой.
После 30 дней кормления общий белок сыворотки крови как в опыте
(6,03 г%), так и в контроле (5,80 г%) приблизился к норме (6,2 г%).
Количество гемоглобина возросло и было выше нормативного, причем
показатели у опытной группы заметно превышали показатели группы
контрольной (опыт – 110,7 г/л, контроль – 88,3 г/л). Это благоприятный
показатель. Повышение уровня гемоглобина вероятнее всего, вызвано
усиленным ростом и связанным с этим ускорением метаболизма, когда
приходится транспортировать в ткани большее количество кислорода.
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) являющаяся еще одним
показателем физиологического здоровья рыб, как в опыте, так и в
контроле находилась в пределах нормы.
Содержание основных клеточных элементов в крови – эритроцитов и
лейкоцитов также находилось в пределах нормы. Эритроциты довольно
крупные (характерно для молодых рыб, с возрастом они, как правило,
становятся мельче); этим можно объяснить тот факт, что гемоглобин –
выше нормы, а количество эритроцитов еѐ не превышает.
Лейкоцитарная формула в норме. Сдвига в сторону нейтрофилов за счет
лимфоцитов, характерного для формулы крови на предыдущем этапе
исследований, не наблюдается. Базофилы и эозинофилы отсутствуют,
как и должно быть у сеголетка радужной форели в норме.
Таким образом, исследования показали, что перед началом
эксперимента большинство показателей крови сеголетков форели
колебались в широких пределах. Однако средние показатели вполне
укладывались в пределы нормы, за исключением общего белка
сыворотки крови, который был почти в 2 раза ниже нормы, что
свидетельствовало о низком физиологическом статусе организма рыбы.
74
Нарушения наблюдались и в лейкоцитарной формуле: сдвиг формулы в
пользу палочкоядерных нейтрофилов за счет лимфоцитов, что могло
свидетельствовать о наличии инфекции в организме.
По
окончании
эксперимента
лейкоцитарная
формула
стабилизировалась и соответствовала норме, как в опыте, так и в
контроле. Показатели красной крови также были более стабильны и
укладывались в пределы нормы, даже общий белок сыворотки
достигнул практически до нормативного показателя. Количество
гемоглобина существенно выше нормы как в опыте (110,7 г/л), так и в
контроле (88,3 г/л), но это не является неблагоприятным показателем, а
есть следствие интенсивного роста и ускоренного метаболизма.
Таким образом, использование опытного корма (с гормоном) на
стадии сеголетка не оказало влияния на основные физиологические
функции тканей рыбы.
Результаты гистологических исследований у молоди радужной форели
под воздействием андрогена. В начале эксперимента были отобраны
пробы форели, использовавшейся для экспериментальной работы
массой 0,31 грамма в количестве 20 экз. В результате гистологического
анализа сагиттальных срезов молоди форели выявили следующие,
различающиеся по строению гонад группы молоди форели (Таблица V).
Таблица V. Количество мальков форели по строению гонад, по группам, %
Группы мальков форели
1(самки)
2 (самцы)
3 (неопределѐнный пол)
Количество мальков
форели
25
40
35
Нами был сделан вывод, что наиболее перспективной для получения
реверсантов является группа форели с неопределенным полом. По
методике (Метальникова и сотр., 1989; Метальникова и Привезенцев,
2010) для получения реверсантов в большем количестве (до 100% от
количества, обрабатываемых гормоном генетических самок) форель
необходимо
начинать
обрабатывать
гормоном
до
начала
цитологической дифференцировки гонад. Судя по результатам
гистологического анализа, проведенного на молоди, использованной
75
для экспериментальной обработки гормоном, была использована
молодь более старшего возраста, чем спустя три недели после выклева
личинок из икры, уже перешедшая на внешнее питание подросшая,
имеющая в гонадах цитологически определенный пол. Именно поэтому,
нами была названа наиболее перспективной третья группа форели с
неопределѐнным полом (Таблица V).
В период обработки и при окончании обработки метилтестостероном
экспериментальной форели динамика соотношения экспериментальной
форели с разными половыми характеристиками анатомического
строения гонад отражена в таблицах VI и VII.
Таблица VI. Соотношение экспериментальной форели с разным типом строения
гонад, в %, этапы II и III.
Этап
Самки
Самцы
II
III
7,1
0
14,4
33,3
Типы гонад, %
Самка с
Интерсексы резорбциями
>70%
42,9
7,1
25,0
33,3
Самка
стерильная
7,1
8,33
Самец
стерильный
7,1
0
Стерильные
14,3
0
К концу обработки экспериментальной форели метилтестостероном
значительно увеличилось количество самок с резорбциями ооцитов
более 70% на срезах (Таблица VI). Количество интерсексов
уменьшилось в выборке, но увеличилось количество самцов (возможно,
за счет реверсантов) (Таблица VI).
На иллюстрациях 16 и 17 приведены фотографии характерных срезов
с гонад экспериментальных и контрольных рыб в августе 2012 г. при
окончании обработки экспериментальной форели метилтестостероном в
рыбопитомнике Богушевский.
На иллюстрации 16 сагиттальные срезы гонад интерсексов форели,
обработанной
метилтестостероном.
Особенно
примечательна
фотография иллюстрации 16г, где видно образование в межовариальном
пространстве скоплений эпителиальных клеток, образующих нечто,
напоминающее железу внутренней секреции, что свидетельствует об
интенсивных процессах секретирования этими клетками (Иллюстрация
16г). Обилие мелких капилляров в толще гонад также свидетельствует
об активной секреторной деятельности, происходящей в гонаде.
76
Иллюстрация 16. Сагиттальные
срезы гонад интерсексов форели,
рыбопитомник
«Богушевский».
Возраст форели 0+, обработана
метилтестостероном. Фиксация в
растворе Чемберлена, окраска в
гематоксилине
Джилла
2
с
докраской в спиртовом 1% эозине.
Увеличение а) ок.10х, об. 40х; б)
ок. 10х, об. 20х; в, г) ок. 10х, об.
40х.
Пояснения к иллюстрации 16:
1.
Митотические
деления
гониальных клеток в скоплениях
2. Резорбирующиеся ооциты на 3-й
ступени
фазы
протоплазматического
роста
ооцитов.
3. Кровеносные капилляры
4.Митотические
деления
гониальных клеток в капсуле
5.
Железистое
образование,
состоящее из железистых клеток
На иллюстрации 17 показан срез гонад самки и самцов,
зафиксированных в августе. Самка на 2-й стадии зрелости, а самцы
были на 2 и 4 стадиях зрелости
77
Иллюстрация 17. Сагиттальные срезы
гонад форели, р/п «Богушевский»
Витебской обл. Беларуси. Возраст
форели
0+,
не
обработана
метилтестостероном.
Фиксация
в
растворе
Чемберлена,
окраска
в
гематоксилине Джилла 2 с докраской в
спиртовом 1% эозине. Увеличение а)
ок.10х, об. 40х; б) ок. 10х, об. 100х; в) ок.
10х, об. 40х, г) ок. 10х, об. 100х
Пояснения к иллюстрации 17:
1. Ооциты с резорбцией цитоплазмы на 3-й ступени фазы протоплазматического роста
ооцитов периода превителлогенеза.
2. Лизис цитоплазмы ооцитов на 3-й ступени фазы протоплазматического роста
ооцитов из-за нарушений в биотехнологии выращивания
3. Сперматозоиды в семенных ампулах
4. Сперматиды в семенных ампулах
5. Сперматоциты 1 и 2 порядков в семенных ампулах
6. Сперматоциты и образование сперматид
7. Эритроцит в толще гонады
78
В результате проведѐнных исследований строения гонад у форели в
период экспериментальной обработки их метилтестостероном выявили
семь, различающихся по строению гонад, группы форели: самок,
самцов, интерсексов, стерильных интерсексов, стерильных самок,
стерильных самцов, стерильных форелей (Таблица VI). С точки зрения
перспективности работы в намеченном направлении наибольший
интерес представляют две группы форели: самки и интерсексы, причем
последняя группа - перспективнее для получения реверсантов. Из самок
должны получиться интерсексы, которых также можно будет
использовать для получения однополого потомства преимущественно
из самок, но забивая их при этом. При этом в выборке преобладали
интерсексы до 42,9%, что подтвердило предыдущий прогноз.
При окончании обработки форели метилтестостероном в выборке из
экспериментальной группы преобладали самцы до 33%, интерсексы
25% выборки и резорбирующиеся самки до 33,3% (как перспективные
интерсексы).
Результаты генетических исследований у молоди радужной форели.
Одновременно с отбором проб на гистологию у тех же экземпляров
молоди были отобраны биологические пробы для проведения
молекулярно-генетических исследований. В результате проведѐнной
ПЦР-амплификации по локусу OmyY1 (см. Материал и методика)
(Иллюстрация 18) были выявлены 5 генетических самцов и
10 генетических самок. Продемонстрировано, что данная методика
позволяет на ранних стадиях онтогенеза на небольшой выборке
меченых особей выявлять потенциальных самцов и выбраковывать их
уже на стадии сеголетка. В августе были отобраны 16 особей форели из
экспериментального бассейна и 6 особей из контрольного бассейна для
гистологических
и
генетических
исследований.
Результаты
исследований по выявлению самок и самцов представлены на
иллюстрациях 19 и 20.
Таким образом, установлено, что у потенциальных генетических
самцов радужной форели на 100% амплифицируется локус OmyY1, то
есть среди молодых меченых особей мы можем точно отбраковать всех
генетических самцов (на 100%).
79
Иллюстрация 18. Гель с продуктами амплификации по Y-специфическому
локусу OmyY1 (792 п.о.) (июньские опытные пробы). М – маркер
молекулярного веса GeneRullerTM 100bpPlusDNALadder (Fermentas);
м – генетически мужские особи, ж – генетически женские особи
И
ллюст
рация
19.Гел
ьс
проду
ктами
ампли
фикац
ии по Y-специфическому локусу OmyY1 (792 п.о.) (августовские опытные пробы). М
– маркер молекулярного веса GeneRullerTM 100bpPlusDNALadder (Fermentas);
м – генетически мужские особи, ж – генетически женские особи
Иллюстрация 20.Гель с продуктами амплификации по Y-специфическому локусу
OmyY1 (792 п.о.) (августовские контрольные пробы). М – маркер молекулярного веса
GeneRullerTM 100bpPlusDNALadder (Fermentas);
м – генетически мужские особи, ж – генетически женские особи
Результаты сравнительного анализа рыбоводных показателей при
отработке методики реверсии пола у молоди радужной форели.
Результаты отлова молоди форели из бассейнов в рыбопитомнике
80
«Богушевский» показали, что в целом от посадки личинок
выживаемость молоди в опыте оказалась выше на 11,5%, по сравнению
с контролем. Биомасса, выловленной рыбы из опытных лотков
превышала контрольные величины на 113 кг. Число выловленной
молоди форели в опыте было достоверно больше, чем в контроле на
1294 экз. (Таблица VII)
Таким образом, введение гормона в корма для молоди форели в дозе
7 мг/кг при выращивании в лотках и бассейнах в двух хозяйствах в
течение 60 дней не привело к увеличению прироста массы и длины тела
по сравнению с контролем, однако величины конечной биомассы,
численности и % выживаемости опытной молоди оказалась достоверно
выше, чем для контрольной партии особей радужной форели.
Заключение
Изучено влияние андрогена (метилтестостерона) на рост, развитие и
реверсию пола у малька и сеголеток радужной форели при
выращивании в условиях УЗВ. Установлено, что при дозе препарата
7 мг/кг корма с экспозицией обработки рыб в течение 3-х месяцев у
молоди форели происходят изменения в гонадах, связанные с реверсией
пола с частотами от 25 до 42,9% от числа обследованных особей.
Форель, обработанная андрогенами, не отличалась от контрольных
особей по морфометрическим показателям. Выживаемость молоди в
опыте оказалась выше на 11,5%, чем в контроле даже в условиях
заболеваемости молоди ихтиофтириозом, а частоты морфологических
отклонений в опыте оказались ниже, чем в контроле, что
свидетельствует об отсутствии негативного влияния гормона на молодь
форели. Биохимические и гематологические показатели также не
выявили существенных отличий у особей в опыте и контроле.
Результаты
молекулярно-генетических
исследований
по
Yспецифическому локусу OmyY1 у молоди форели позволяют
осуществлять эффективную прижизненную выбраковку самцов на
стадии сеголетка при небольших выборках особей и при условии
мечения.
Результаты гистологических и генетических исследований по
определению пола, проведенные на тех же экземплярах особей
сеголетков форели, полностью совпали.
81
Получены новые знания о возможностях модификации экспрессии
генома у лососевых рыб с помощью андрогенов в условиях УЗВ.
Разрабатывается методика прижизненной отбраковки самцов на
ранних стадиях онтогенеза у лососевых видов рыб, с использованием
молекулярно-генетических методов.
На примере радужной форели оценена роль андрогенов в росте и
развитии организма холодноводных видов рыб, а также реверсии пола
на стадии малька и сеголетка
Таблица VII. Результаты выращивания экспериментальной и контрольной партий
молоди форели на опытном корме в рыбопитомнике «Богушевский»
Вари-ант
№
бассейна
Площадь,
м2
Посажено
малька
Эксперимент
6
28
Контроль
7
28
Средняя масса молоди, г
Вариант
№
бассейна
Площадь,
м2
начальная
конечная
11100
5.2+1.0
132.8+22.6
7727
69.6
1020.0
11000
5.2+1.2
142.0+34.8
6387
58.1
907.0
Литература
ГКНТ СМ СССР, 1978. Унифицированные методы анализа вод СССР.
Ленинград, Гидрометеоиздат, 144 стр.
Лиманский В.В., Яржомбек A.A.,Бекина E.Н.,Андронников С.B.,
1984. Инструкция по физиолого-биохимическим анализам рыбы.
Москва, ВНИИПРХ, 58 стр.
Метальникова К.В., Бурцев И.А., Слизченко А.Г., 1989.
Методические рекомендации по получению однополого женского
потомства у стальноголового лосося. Москва, ВНИРО, 14 стр.
Метальникова К.В., Привезенцев Ю.A., 2010. Способ получения
многократно использованных реверсантов у рыб. Патент РФ №
2402203.
Паушева З.П.,1988. Практикум по цитологии растений. Москва,
Агропромиздат, 270 стр.
Правдин И.Ф., 1966. Руководство по изучению рыб. Москва, «Пищевая
промышленность», 376 стр.
Роскин Г.И., Левинсон Л.Б.,1957. Микроскопическая техника. Москва,
Государственное издательство «Советская наука», 489 стр.
82
Совет Министров Республики Беларусь, 2010. Об утверждении
Государственной
программы
развития
рыбохозяйственной
деятельности на 2011–2015 годы. Постановление Совета Министров
Республики
Беларусь
7
октября
2010
г.,
№
1453.
http://poseidon.by/content/20101007-ob-utverzhdenii-gosudarstvennoiprogrammy-razvitiya-rybokhozyaistvennoi-deyatelnost; дата доступа:
20.01.2012.
Brunelli, J.P., Wertzler, K.J., Sundin, K., Thorgaard, G.H., 2008. Yspecific sequences and polymorphisms in rainbow trout and Chinook
salmon. Genome, 51: 739-748.
Brunelli, J.P., Steele, C.A., Thorgaard, G.H, 2010. Deep divergence and
apparent sex-biased dispersal revealed by a Y-linked marker in rainbow
trout. Molecular Phylogenetics and Evolution, 56: 983-990.
Hisar, O., Yanik, T., Kocaman, E.M., Arslan, M., Slukvin, A.,
Goncharova, R., 2012. Effects of diludine supplementation on growth
performance, liver antioxidant enzyme activities and muscular trace
elements of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) juveniles at a low water
temperature. Aquaculture Nutrition 18 (2): 211-219.
83
Установки замкнутого водоснабженияв Центре аквакультуры и
экологического менеджмента Варминско-Мазурского университета
в г.Ольштын, Польша
Кухарчик Дариуш, Жарский Даниель, Крейшефф Славомир
Кафедра речного и озѐрного рыбного хозяйства,
Варминско-Мазурский университет, г.Ольштын, Польша
Резюме
Факультет рыбного хозяйства был основан в 1951 году как один из четырѐх основных
факультетов Высшей школы сельского хозяйства в г.Ольштын. С самого начала
кафедра рыбного хозяйства была неразрывно связана с факультетом. В последнее
время окунь стал одним из наиболее перспективных видов для интенсивной
пресноводной аквакультуры. Это привело к разработке основных методик
искусственного размножения, выращивания личинок и ключевых технологий
рыбоводства. Между тем, до сих пор наблюдается недостаточная эффективность
отдельных производственных процедур, которые всѐ ещѐ находятся в разработке.
Исследовательская деятельность нашего института с середины 1990-х гг.
преимущественно ориентирована на улучшение методик воспроизводства с особым
упором на синхронизацию овуляции (нами была разработана новая классификация
стадий зрелости ооцитов для окунѐвых рыб), гормональное стимулирование, качество
гамет, а также самих методик разведения, включая управление гаметами и
оптимизацию внешнего оплодотворения. Кроме того, в связи с новыми
возможностями, появившимися благодаря недавнему обновлению нашей технической
базы, мы сосредоточились на процессах получения и выдерживания личинок окуня,
поскольку данная область знаний играет важную роль в дальнейших экспериментах по
этому виду.
Иллюстрация 1. Общий вид на новое здание, которые было открыто
1 февраля 2012 года.
84
Установки кафедры речного и озѐрного рыбного хозяйства делятся на
несколько частей. Наиболее важные из них описаны ниже.
Лаборатория разведения холодноводных видов
Помещение включает в себя два бассейна с примерным рабочим
объѐмом 1000 л, оборудованные терморегуляцией, фильтром УФобработки и электронным контролем освещения. В бассейнах можно
охлаждать воду до 4ºC при помощи подачи холодной воды. Данные
бассейны будут использоваться для кратковременного содержания
производителей
перед
искусственным
воспроизводством.
В
центральной части помещения имеется инкубационное оборудование со
стандартными (7 л) аппаратами Вейса и длинными прямоточными
инкубационными лотками (4 лотка) для икры лососевых рыб.
Оборудование также включает в себя большой мелководный бассейн
для накопления и выдерживания личинок, пока те находятся на питании
желточным мешком. Кроме того, имеется отдельная маленькая стойка
для инкубации, где можно проводить инкубацию небольшого
количества икры в аппаратах вместимостью 0,3 и 0,7 л.
Лаборатория аквакультуры №1
Лаборатория
оборудована
рециркуляционной
системой
для
выращивания молоди, сеголеток и производителей. УЗВ состоит из
накопительных бассейнов (нижнего и верхнего) вместимостью 1 м3 и 6
бассейнов для выращивания рыбы (3 расположены наверху и 3 внизу),
каждый объѐмом 0,4 м3 (Иллюстрация 2). Каждый бассейн может быть
отделѐн от общей системы и снабжѐн отдельной водоподачей. По
необходимости воду можно охлаждать до оптимальной температуры
при помощи охладителя, работающего на гликоле, или подогревать
радиаторами общей мощностью 6000 ватт. Охладитель и радиатор
расположены в нижнем накопительном бассейне вместе с насосами
Syncra 12.0 мощностью 12500 л/час. В каждом модуле установлены две
УФ-лампы мощностью по 80 ватт и фильтр PolyGeyserDF-6.
Лаборатория обладает также специальной УЗВ, состоящей из двух
накопительных бассейнов (верхнего и нижнего) вместимостью 1 м3,
двух бассейнов по 2,7 м3 и четырѐх бассейнов вместимостью 0,4 м3. В
этой УЗВ воду можно подогреть при помощи радиаторов общей
85
мощностью 6000 ватт, расположенных в нижнем накопительном
бассейне. В этом бассейне также расположены два насоса Syncra 12.0
мощностью 12500 л/час. В каждом модуле установлены две УФ-лампы
мощностью по 80 ватт и фильтр PolyGeyserDF-6. В лаборатории также
имеются большой стол и холодильник. Кроме того, лабораторию можно
приспособить для отбора и выращивания молоди рыб.
Иллюстрация 2. Вид на 2,7 м3 бассейн с производителями окуня
(Perca fluviatilis).
Лаборатория молоди рыб №2
Лаборатория оборудована УЗВ для молоди. Система состоит из
верхнего и нижнего накопительного бассейнов объѐмом 1 м3 и шестью
0,4 м3 выростными бассейнами (3 расположены сверху и 3 снизу)
(Иллюстрация 3). Каждый бассейн может быть отделѐн от системы и
снабжѐн отдельной водоподачей. При необходимости воду можно
охлаждать при помощи гликолевого охладителя или нагревать при
помощи радиаторов общей мощностью 6000 ватт. Радиаторы и
охладитель находятся в нижнем накопительном бассейне вместе с
двумя насосами Syncra 12.0 мощностью 12500 л/час. Каждый модуль
оборудован двумя УФ-лампами мощностью 80 ватт и фильтром
PolyGeyserDF-6. Лаборатория включает в себя также отдел
воспроизводства, снабжѐнный верхним и нижним накопительными
бассейнами объѐмом 1 м3. Нижний бассейн окружѐн двумя стойками, в
каждой из которых находятся по 5 больших аппаратов Вейса и одной
стойкой на 12 маленьких аппаратов. Отдел оборудован 80-ваттными
86
УФ-лампами и двумя насосами Syncra 12.0 общей мощностью
12500 л/час. Вода подогревается радиатором общей мощностью
2000 ватт. При необходимости воду можно также охлаждать до
оптимальной температуры гликолевым охладителем. В помещении
также имеется УЗВ для личинок. Она состоит из из верхнего и нижнего
накопительного бассейнов объѐмом 0,3 м3. В нижнем накопительном
бассейне находятся два 500-ваттных обогревателя и два насоса Syncra
4.0 мощностью 3500 л/час. Каждый модуль оборудован УФ-лампой
мощностью 55 ватт. В нижнем накопительном басейне также имеется
фильтрационный отсек с 45 л загрузки. Водосливы выростных
бассейнов оборудованы защитными сетками для предотвращения
бегства личинок. Кроме того, лаборатория обладает двумя лотками для
инкубации науплиев Artemia. Вода в лотках подогревается радиатором
мощностью 500 ватт. Каждый лоток содержит 15 инкубаторов с
отдельными источниками кислорода. Над лотками установлен источник
света. Также в помещении имеются раковина и холодильник. В
лаборатории можно проводить выращивание личинок и молоди, а также
инкубировать икру холодноводных видов рыб.
Иллюстрация 3. Часть УЗВ для выращивания молоди и содержания производителей.
Лаборатория технологий воспроизводства
Лаборатория оборудована одной УЗВ для производителей, которая
состоит из двух накопительных бассейнов вместимостью 1 м3 и четырѐх
обычных бассейнов по 1 м3 (по два сверху и снизу). Каждый бассейн
может быть отделѐн от системы и снабжѐн отдельной водоподачей.При
87
необходимости воду можно охлаждать при помощи гликолевого
охладителя или нагревать при помощи радиаторов с общей мощностью
в 6000 ватт. Радиаторы и охладитель находятся в нижнем
накопительном бассейне вместе с двумя насосами Syncra 12.0
мощностью 12500 л/час (Иллюстрации 4 и 5). Система оборудована
двумя УФ-лампами мощностью по 80 ватт и фильтром PolyGeyser DF-6.
Кроме того имеются две инкубационные системы, снабжѐнные верхним
и нижним накопительными бассейнами объѐмом 1 м3. Нижний бассейн
окружѐн двумя стойками, в каждой из которых находятся по 5 больших
аппаратов Вейса, и одной стойкой на 12 маленьких аппаратов. Каждая
система оборудована УФ-лампой мощностью 80 ватт и двумя насосами
Syncra 12.0. Вода в системе подогревается радиатором мощностью 2000
ватт. Каждая инкубационная система имеет отдельный источник воды.
Лаборатория также включает в себя две УЗВ для личинок, состоящие из
верхнего и нижнего накопительного бассейна и двух 0,3 м3 аппарата для
выращивания (верхнего и нижнего). В нижнем накопительном бассейне
находятся два 500-ваттовых радиатора и два насоса Syncra 4.0
мощностью 3500 л/час. Каждый модуль оборудован УФ-лампой
мощностью 55 ватт. В нижнем накопительном басейне также имеется
фильтрационный отсек с 45 л загрузки (Иллюстрация 6). Водосливы
аппаратов оборудованы защитными сетками для предотвращения
бегства личинок. Кроме того, лаборатория обладает двумя лотками для
инкубации науплиев Artemia. Вода в лотках подогревается радиатором
мощностью 500 ватт. Каждый лоток содержит 15 инкубаторов с
отдельными источниками кислорода. Над лотками установлен источник
света. Также в помещении имеются большой стол, раковина и шкаф для
лабораторных инструментов. Лаборатория используется для сбора
половых продуктов у производителей, инкубации икры, а также
получения науплиев Artemia.
88
Иллюстрация 4. Инкубационная система, оборудованная аппаратами Вейса.
Иллюстрация 5. Инкубация икры европейского окуня
89
Иллюстрация 6. Массовое выращивание личинок жереха (Aspius aspius).
Лаборатория биотехники воспроизводства рыб
В этой лаборатории имеются две УЗВ для производителей, каждая из
которых состоит их верхнего и нижнего накопительного бассейнов
вместимостью 1 м3 и четырѐх простых бассейнов по 1 м3 (два
расположены вверху и два внизу) для содержания производителей
(Иллюстрация 7). Каждый бассейн может быть отделѐн от системы и
снабжѐн отдельной водоподачей. При необходимости воду можно
охлаждать при помощи гликолевого охладителя или нагревать при
помощи радиаторов общей мощностью 6000 ватт. Радиаторы и
охладитель находятся в нижнем накопительном бассейне вместе с
двумя насосами Syncra 12.0 мощностью 12500 л/час. Система
оборудована двумя УФ-лампами мощностью 80 ватт и фильтром
PolyGeyser DF-6. В помещении также имеются стол, раковина и шкаф
для хранения лабораторного оборудования. Лаборатория используется
для сбора половых продуктов (Иллюстрации 8 и 9). В этой лаборатории
разводят различные виды рыб, например, окуня (Иллюстрация 8),
судака, щуки, африканского сома, угря (Иллюстрации 9–11), и многих
карповых рыб: карпа, карася, золотых рыбок, жереха, усача, подуста,
плотвы, язя и других.
90
Иллюстрация 7. Отдел, используемый для воспроизводства
.
Иллюстрация 8. Самки европейского окуня перед проведением искусственного
воспроизводства
.
91
Иллюстрация 9. Самка европейского угря (Anguilla аnguilla) перед получением икры
Иллюстрация 10. Получение икры от европейского угря
Иллюстрация 11. Наблюдение за первым делением икринок европейского угря
92
Карантин
Поскольку
зачастую
выбор
производителей
происходит
непосредственно из естественного местообитания или из прудов, перед
использованием в научных целях их необходимо выдержать в
карантине. Для этого было выделено отдельное карантинное помещение
(Иллюстрация 12). В нѐм имеются три отдельные замкнутые системы
для производителей, состоящие из верхнего и нижнего накопительного
бассейнов вместимостью 1 м3 каждый. Все бассейны имеют отдельный
источник водоснабжения. При необходимости воду можно охладить до
оптимальной температуры гликолевым охладителем общей мощностью
6000 ватт. УЗВ оборудованы двумя УФ-лампами и отдельными
внешними биофильтрами.
Иллюстрация 12. Карантинные бассейны.
Отдел производства живых кормов
Для разработки методики выращивания личинок необходимо иметь
источник живых кормов. В связи с этим был открыт специальный отдел
по производству живых кормов (Иллюстрации 13 и 14). Производство
осуществляется при оптимальных световых условиях.
93
Иллюстрация 13. Отдел производства живых кормов: водорослей, коловраток и
артемии
Иллюстрация 14. Мелкомасштабное производство коловраток.
Аварийная система
Надѐжность УЗВ гарантируется системами безопасности, одной из
которых является внешний генератор (Иллюстрация 15). Кроме того,
основное оборудование, такое как насосы, включено в особую
энергетическую систему из источников бесперебойного питания,
способную работать при выключении других источников энергии
94
(Иллюстрация 16). Эта система позволяет поддерживать работу
насосов, по крайне мере, ещѐ в течение нескольких часов.
Одновременно подаѐтся сигнал тревоги для сотрудников. Всѐ это
обеспечивает безопасную и надѐжную работу используемого нами
оборудования.
Иллюстрация 15. Внешний генератор.
Иллюстрация 16. Насос включен в источник бесперебойного питания аварийной
системы
95
Актуальные проблемы рециркуляционной аквакультуры –
Итоги круглых столов, проведѐнных в рамках семинара
AQUAREDPOT
Во время семинара AQUAREDPOT были проведены два круглых стола
для оценки возможностей применения УЗВ в научных исследованиях и
производстве, а также для выявления важнейших проблем данной
отрасли.
Круглый стол 1 – Общие вопросы и применение УЗВ в научных
исследованиях
На сессии, модератором которой был г-н Эп Эдинг, участники обсудили
важнейшие общие проблемы и вопросы рециркуляционной
аквакультуры и возможности еѐ применения в научных исследованиях.
Были подробно обсуждены стоимость воды и вопросы качества воды.
Участники также сравнили ситуацию в отдельных странах. Были
предложены варианты снижения расходов путѐм нахождения
альтернативных возможностей для использования произведѐнных
отходов, например, шлам из очистных сооружений может быть
реализован как удобрение или использован в биогазовых реакторах.
Было также отмечено, что, благодаря богатым водным ресурсам стран
ЦВЕ, они могут эффективно очищать сбросные воды в естественных
системах, не прибегая к высокотехнологичным и дорогостоящим
искусственным установкам.
Была подчѐркнута важность тщательного планирования, применения
индивидуальных решений, анализа затрат и выгод и изучения рынка
при создании новых УЗВ. Жизнеспособность рыбоводного хозяйства в
значительной мере зависит от его размеров и выбранных решений. Как
правило, малые или очень крупные хозяйства более успешны, чем
средние, но инновационные решения могут обеспечить успех и таким
хозяйствам, которые по своим производственным параметрам казались
бы нежизнеспособными. В частности, был приведѐн пример системы
«Тропенхаус» (Швейцария), которая, несмотря на то, что производит
только 20 тонн рыбы, обеспечивает свою устойчивость путѐм
использования термальной воды, интегрированного выращивания рыбы
и тропических фруктов и приѐма посетителей.
96
В качестве важных ограничивающих факторов развития УЗВ были
также
затронуты
экономические
вопросы.
Учитывая
«продовольственные мили», углеродный след и логистику, важно
организовать производство рыбы как можно ближе к рынкам. Как
показывает пример Греции, даже морские рыбы, такие как лаврак, могут
экономически эффективно и конкурентоспособно выращиваться в
наземных системах. Было также подчѐркнуто, что экономические
инвестиции должны быть направлены главным образом на
выращивание молоди и сеголетков для последующей реализации,
поскольку молодые возрастные группы растут лучше, стоят больше и,
таким образом, позволяют увеличить доходы. Итак, в УЗВ следует
производить молодь, тогда как более крупная рыба может
выращиваться в прудах. Был приведѐн пример существующих в России
четырѐх крупнейших УЗВ по производству форели, которые без
исключения специализируются на производстве посадочного материала.
Было признано, что УЗВ требуют существенных начальных инвестиций,
которые в значительной мере препятствуют использованию данной
технологии рыбоводами стран ЦВЕ. Участники обсудили роль
правительств в содействии данному процессу. Было отмечено, что
правила ЕС не позволяют прямого субсидирования производства. С
другой стороны, субсидии могут выделяться на поддержку инноваций,
которые, в свою очередь, могут создать условия, содействующие
движению отрасли в новом направлении. В частности, был приведѐн
пример Дании, где правительство начало поддерживать преобразование
проточных рыбоводных систем в УЗВ, предоставляя 50-процентное
софинансирование на создание образцовых хозяйств, производящих
500-1000 т рыбы в УЗВ, что послужило начальным стимулом для
преобразования целой отрасли.
Было подробно обсуждено использование УЗВ в научных
исследованиях и был предложен ряд тем для изучения в научноисследовательских УЗВ. Такими были: здоровье рыб и профилактика
заболеваний, содержание генобанков и молекулярно-генетические
исследования элитных ремонтно-маточных стад, биотехнологии
выращивания, в том числе, выращивание сеголетков и товарной рыбы,
испытания коммерческих кормов в различных условиях и разработка
новых технологий (энергосберегающих, для новых объектов
аквакультуры, поликультура в бассейнах, фильтрация воды и т.д.).
97
Была подчѐркнута важность сотрудничества науки и производителей в
определении научно-исследовательских приоритетов и была обсуждена
ситуация в различных странах. Были отмечены положительные
примеры Норвегии и Польши. В Норвегии учѐные тесно сотрудничают
с
рыбоводами.
Существует
научно-исследовательский
фонд,
финансируемый за счѐт взносов рыбоводов, из которого
поддерживаются нужные отрасли исследования. В Польше есть
несколько мощных ассоциаций производителей, например, по форели,
карпу, интенсивному рыбоводству или озѐрному рыбному хозяйству, в
правление которых входят также и учѐные. Ежегодно проводятся
практические конференции по темам, представляющим интерес для
рыбоводов, тематика которых разрабатывается совместно учѐными и
рыбоводами.
Круглый стол 2 – УЗВ и аквакультурное производство
Сессия, председателем которой был д-р Ласло Варади, была направлена
главным образом на обсуждение использования рециркуляционных
технологий в коммерческом аквакультурном производстве. Было
отмечено, что УЗВ уже давно используются в странах ЦВЕ в различных
целях, как научных, так и производственных, и для выращивания
различных видов. Дальнейшее развитие данной технологии имеет
политическую поддержку, есть правительственные проекты и имеется
сотрудничество между наукой и производством. Между участниками
был консенсус в том, что развитие УЗВ в регионе имеет большой
потенциал и что данный процесс ещѐ только начинается.
Тем не менее, был также отмечен ряд проблем, таких как трудность
нахождения инвесторов и надѐжных партнѐров для технологического
трансфера. Были приведены примеры неудач из-за поставщиков и
НАСИ было предложено помочь инвесторам, составив список
надѐжных или чѐрный список ненадѐжных партнѐров. Хотя и было
отмечено, что это не входит в сферу деятельности НАСИ, в качестве
возможного решения были приведены примеры семинаров, проводимых
в Нидерландах или США, на которые приглашаются проектировщики,
каждый из которых должен представить свой проект системы, исходя из
общих для всех заданных параметров. Представленные проекты
рассматриваются учѐными и рыбоводами, что позволяет сравнить
проекты и выбрать лучших экспертов.
Была подчѐркнута важность принятия во внимание местных факторов,
таких как наличие земли и воды, менее строгое законодательство и т.д.
98
Это позволяет разрабатывать более простые системы, чем в ЕС,
поскольку здесь, к примеру, нет необходимости стремиться к «нулевому
сбросу».
Были
обсуждены
технологические
факторы,
содействующие
устойчивости коммерческих систем. В их числе была отмечена
важность постоянного поддержания оптимальной плотности посадки,
не только по экономическим причинам, но также и с тоцки зрения точки
зрения эффективности биофильтра, которая общепризнанно является
одним из важнейших технологических «узких мест» в УЗВ.
Значительная часть обсуждения была посвящена экономическим
вопросам. Было отмечено, что, поскольку УЗВ является
высокозатратной и высокопродуктивной технологией, она может быть
рентабельной только в случае выращивания более ценных видов рыб,
например, осетровых (особенно для производства пищевой икры), или
ценного посадочного материала рыб. Также была подчѐркнута важность
тщательного расчѐта движения денежных средств и управления
финансами.
Участники отметили, что УЗВ не являются универсальным решением и,
чтобы быть рентабельными, они должны быть адаптированы к
актуальной ситуации, объекту выращивания и стадии онтогенеза.
Неудачи нередко приписываются высокой стоимости систем, тогда как
реальной причиной часто является неправильное экономическое
управление и чрезмерные ожидания. Важно осознавать границы
технологии и приниматься за неѐ только после тщательного
экономического и рыночного анализа, иначе последующая неудача не
только приведѐт к экономическим потерям, но и может повредить
общественному восприятию рециркуляционной аквакультуры.
Были рассмотрены существующие системы для выращивания
различных видов (осетровых, судака, угря, африканского сома, тюрбо,
сериолы, лаврака и дорады). Было отмечено, что универсального
рецепта успеха не существует. В то время как высокий спрос и высокая
цена могут служить основой для производства того или иного вида в
УЗВ, они также увеличивают конкуренцию, постепенно снижая цены,
как это случилось с африканским сомом. Подходящий маркетинг
чрезвычайно важен, необходимо найти собственную рыночную нишу.
99
Была отмечена возможная роль НАСИ и проекта AQUAREDPOT в
развитии технологии УЗВ в странах ЦВЕ. НАСИ было предложено
просодить семинары по более конкретны темам, например,
использованию УЗВ в осетроводстве. НАСИ могла бы также помогать
инвесторам в установлении контактов с надѐжными поставщиками, а
также могла бы создать в рамках сети экспертную или рабочую группу
по УЗВ.
100