Поиск по сайту

Переводчик сайта

Блюда из семги

ГЛАВА 2. Влияние абиотических и биотических факторов среды при индустриальных методах культивирования рыб

Абиотические факторы среды

Физико-химические свойства воды определяют эффективность выращивания водных организмов, так как они являются первичновод- ными животными и протекание всех жизненных функций зависит от со- стояния водной среды. Поэтому вода по своему составу в емкостях для выращивания должна отвечать нормам, которые обеспечивают сохран- ность вида, плодовитость и качество потомства, способствуют проявле- нию потенциальных возможностей роста и не создают условий развития различных заболеваний (Поляков, 1950; Алекин, 1953; Правила ..., 1975; Акимова и др., 1980; Ведемейер и др., 1981; Алабастер, Ллойд, 1984; Грищенко и др., 1999). Весь комплекс факторов внешней среды можно разделить на две группы: абиотические и биотические. К абиотическим факторам среды, влияющим на эффективность выращивания рыбы в индустриальных условиях, относятся следующие: – температурный режим; – кислородный режим; – водообмен; – загрязнение; – связь с воздушной средой; – освещенность; – прозрачность. Температура воды – один из универсальных и определяющих экологических факторов среды. Так как рыбы и другие культивируе- мые беспозвоночные – пойкилотермные организмы, то их активность зависит от температуры воды. По отношению к температуре воды эти организмы могут быть эвритермные и стенотермные. Для форели, как и для других рыб, оптимальная температура зави- сит от возраста: для икры – 6...12,5oС; личинок, мальков – 10...14oС; сеголетков, годовиков – 14...16oС; товарной рыбы – 14...18oС. Порого- вая температура составляет около –0,1oС, летальная –26oС. Для карпа оптимальная температура – 23...27oС, критическая – 0,5oС. Для форели благоприятные температуры колеблются от 12 до 16oС, допустимые – от 8 до 18oС. Если температура ниже 8oС, то молодь хуже питается и хуже усваивает корма; при температуре 18–20oС и более возникает трудность поддержания газового режима, кислорода и активизация бо- лезней. Оптимальная температура для взрослого карпа составляет 22– 24oC, для молоди – 25...27oC. Для зимующего карпа критическая темпе- ратура составляет 0,5oС. От температуры воды зависят сроки созрева- ния, нереста, продолжительность жизни. Например, для карпа предель- ный срок жизни составляет на Кубе 8 лет, в России – 20 лет. Растворенный в воде кислород (О2). Его содержание тесно связано с температурой воды. Он растворяется в 28 раз труднее, чем углекислый газ, и в 2 раза труднее, чем азот. В солоноватой и морской воде он рас- творяется меньше, чем в пресной. Оптимальные значения кислорода для выращивания водных организмов составляют 7–11 мг/л. Чем моложе рыба, тем больше ей требуется растворенного кислорода. Для форели массой до 50 г необходимо 500–600 мг О2кг/ч, а для форели массой 100–200 г требуется 400–500 мг О2 кг/ч. Содержание растворенного кислорода может колебаться в широ- ких пределах в зависимости от вида рыбы и различия потребности в нем. Например, для карпа оптимальное содержание растворенного ки- слорода на водоподаче составляет 7 мг/л (80% насыщения), на вытоке – 4 мг/л (40% насыщения), а для форели соответственно 9–11 и 5 мг/л.

Водная растительность днем выделяет молекулярный кислород в процессе фотосинтеза. От содержания О 2 зависит скорость эмбрио- нального развития. Содержание кислорода для форели может дости- гать 300–350%, тем не менее не следует допускать его превышения бо- лее 200–250%, а также не следует допускать резкого повышения температуры воды. Пересыщение воды воздухом, точнее, азотом является одним из факторов, способствующих возникновению газопузырькового заболе- вания у рыб. Для молоди лососевых летальными являются следующие величины насыщения воды азотом: 103–104% нормального насыщения воды – для личинок с желточным мешком и мальков; 105–113% – для сеголетков, 118% – для взрослых рыб. Такая ситуация часто создается при выращивании рыбы на отработанных водах ГРЭС, ТЭС и АЭС, а также при механическом водоснабжении, когда появляется возможность подсоса воздуха в закрытом трубопроводе. Озон (О3). Бактерицидные свойства озона были установлены еще в конце XIX в. Озон широко применяется при обеззараживании питьевой воды. Он представляет собой аллотропическое видоизменение кисло- рода. При обычных условиях это голубовато-фиолетовый газ, в жид- ком состоянии – темно-синего цвета, в твердом – черного. При опреде- ленных условиях озон взрывоопасен. Растворимость его в воде выше, чем у кислорода. Молекула озона крайне неустойчива и легко разлагает- ся с выделением энергии. Озон обладает высоким окислительным по- тенциалом и легкостью диффузии через клеточные оболочки микробов. Он окисляет органическое вещество микробной клетки, приводя ее к ги- бели. Спорообразующие бактерии более устойчивы к воздействию озо- на. Последний губительно действует на гидробионты. Водоросли гибнут при концентрации озона 0,5–1,0 мг/л, моллюски – при 3,0 мг/л. Для пол- ной гибели циклопов, олигохет, дафний и коловраток достаточно 2 мг/л. Для обеззараживания воды достаточно 0,5–4 мг/л О3. Чем более мутная вода, тем больше нужно расходовать озона. Он улучшает вкус воды, снижает ее цветность и уничтожает запах. Подача озона после биологического фильтра обеспечивает окисление аммония и нитритов. Озон при концентрации 15 мг/л полностью уничтожает за 15 с бактерии и вирусы и окисляет значительное количество органических веществ, а также снижает концентрацию железа. Углекислота, двуокись углерода, свободный диоксид (СО2). Биопродуктивность водоема зависит от наличия двуокиси углерода. В большей концентрации углекислый газ ядовит для рыб. Содержание СО хание, 2 уже в концентрации 30 50–80 мг/л – нарушение мг/л вызывает аритмию и угнетенное ды- равновесия, 107 мг/л – плавание на бо- ку. Гемоглобин связывает большое количество СО2, что приводит к резкому уменьшению концентрации О2. Рыбы начинают задыхаться даже в насыщенной ислородом воде. В природных водах углекислота содержится в трех формах: 1) в свободном состоянии в виде газа, растворенного в воде (двуокись углерода); 2) в виде ионов НСО3 (гидрокарбонат ионов); 3) в виде ио- нов СО3 (карбонат-ионов). При избытке СО2 рыба гибнет с прижатыми жаберными крышками, а при недостатке О2 – с оттопыренными. Концентрация СО2 может резко повыситься во время паводка, весной, летом и осенью во время дождей. Содержание углекислоты оказывает существенное влияние на жизнедеятельность рыб (табл. 1). Соленость и содержание минеральных солей. Под соленостью по- нимают общее количество минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды, которое выражают в граммах на килограмм или в ты сячных долях, обозначают как S и выражают в промилле (‰). Соле- ность затруднительно определить химическим путем, поэтому ее опреде- ляют через весовую концентрацию хлора в воде: S‰ = 1,80655 (Cl). Пре- сные воды содержат 1 г/л, солоноватые – 1–15 г/л, соленые – 15–40 г/л минеральных солей. Форель способна покрыть потребности в минеральных веществах из окружающей воды. Для нее лучше жесткая вода, чем мягкая. С воз- растом концентрация солей может быть бóльшей. Молодь хорошо рас- тет при 3–6‰, неплохо переносит 9‰. Соленость в количестве 12–15‰ для двухлетней форели уже является нормальной. При массе 100 г и более форель хорошо переносит соленость 30–35‰. В жизни рыб и других гидробионтов большую роль играют Са, Р, К, Fe, Si, Na, Mg, Mn, Cu, Co и др. Из солей важное значение имеют со- ли угольной кислоты (бикарбонаты и карбонаты), а также соляной (хло- риды), фосфорной (фосфаты), серной (сульфаты), азотной (нитраты) и других кислот. Источниками поступления микроэлементов в рыбу яв- ляются вода, растительность, естественный и искусственный корма. Активная реакция среды – рН (водородный показатель рН) являет- ся показателем концентрации ионов водорода в воде и определяет сре- ду: кислую, нейтральную или щелочную. Его название происходит от английского слова power (р) и химического знака ионов водорода (Н). Для карпа допустимые значения рН находятся в пределах 4,5–10,8. Критическое значение рН для форели составляет 9,2. Весной при резком возрастании щелочности до 9 наблюдается гибель рыб. Летом жизне- деятельность растений (элодея, рдест гребенчатый, синезеленые и нит- чатые водоросли) повышает значение рН. Негашеная известь, соли меди и гербициды нейтрализуют кислую среду. Водородный показатель су- щественно зависит от содержания Са в воде. Нейтральное содержание рН равно 7, благоприятные условия содержания рН – 6,5–8, критические значения ниже 6 и выше 8. Жесткая вода стабилизирует рН. Величина рН определяет токсичность многих биологически активных веществ. Кислые воды болот, гуминовые вещества препятствуют эффективному выращиванию рыбы. Приток талой воды резко меняет активность среды и вызывает массовые отходы рыбы. Для карпа предел выживания составляет 4,3–10,8, для ручьевой форели – 4,5–9, для радужной – 9,2. При высоком значении рН повышается ядовитое воздействие аммиака. Течение – носитель кислорода, удаляет продукты метаболизма (обмена), остатки корма, экскременты. Течение равномерно распреде- ляет корм. В лотках скорость течения не превышает 2–3 см/с. Крупная форель может преодолевать течение до 20 м/с. Известно, что большая скорость вызывает повышенный водообмен и ухудшает рыбоводно- экономические показатели. Поэтому необходимо создавать умеренное течение. Обычно течение в емкостях для выращивания не должно быть выше 0,5 м/с. Водообмен. От степении водообмена зависит рыбопродуктивность и рыбопродукция водоема и рыбоводной емкости. При лучшем водо- обмене, как правило, объемы рыбопродукции увеличиваются. Жесткость зависит от наличия солей Ca и Mg. За единицу жест- кости принят градус жесткости: 1 немецкий градус 1oН = 10 мг Са в 1 л воды; 1 французский градус 1oФ = 10 мг СаСО 3 ; 1 английский градус 1oА = 10 мг СаСО3 в 700 г воды, или 14,3 мг/л СаСО3 Жест- кость бывает кальциевой и магниевой, а суммарная – общей жесткостью. Карбонатная жесткость (СаСО3 ) – известь характеризует кон- центрацию кальция и магния, а бикарбонатная (СаСО3)2 хорошо растворяется в воде до 900 мг/л, или до 50o. Жесткость, остающаяся в воде после кипячения, называется постоянной и выражается в мг- экв./л: 1 мг экв./л Са = 20,04 мг; 1 мг-экв./л Мg = 12,16 мг. Карбонат- ная жесткость составляет 70–80% от общей жесткости. По степени жесткости воду делят на 6 классов (табл. 2). Повышение жесткости воды на 2–4oН можно добиться добавлени- ем известняка, мела, мрамора. Более эффективно действует добавление хлористого кальция и магния. Освещенность. Радужная форель не любит прямого солнечного света, но она боится его меньше, чем ручьевая форель. С возрастом у нее наблюдается отрицательный фототаксис. Прямые солнечные лучи способны вызывать ожоги тела у мальков, поэтому лучше, когда выращивание идет при рассеянном, ослабленном свете. Свет и фиолетовые лучи губительны для икры лососевых, желтые и оранжевые лучи безвредны. От длительности светового дня в сильной степени зависят сроки полового созревания форели. Карпы-годовики ме- нее активны в сумерки и на рассвете, т. е. при слабой освещенности. Прозрачность обусловлена цветом и мутностью воды. Хорошо, когда бассейны, заполненные водой, просматриваются до дна. В садках должна быть достаточно прозрачная вода, так как форель при питании ориентируется в основном с помощью зрения. При выращивании карпа прозрачная вода – признак малопродуктивности пруда. Мутность. Взвешенные вещества. Превышение нормы взвешен- ных веществ приводит к гибели рыб, замедлению роста, снижению ус- тойчивости к заболеваниям, отрицательному воздействию на развитие икры и личинок, изменяет естественные движения рыб, снижает обес- печенность пищей. За норму количества взвешенных веществ прини- мается 25 мг/л и ниже. При 400 мг/л поведение рыбы изменяется и воз- никают проблемы с рыболовством. Для осаждения мутности иногда применяют коагулянты. По содержанию взвешенных веществ и окрашенных гумусовых со- единений различают высокомутные и высокоцветные воды. Для карпово- го водоема прозрачные воды являются признаком малопродуктивности. Органические вещества. Количество их должно быть ограничен- но. а В БПК притекающей воде расход (биологическое потребление КМnО кислорода) 4 не должен – быть более 20 мг, не более 10 мг/л. Особую опасность представляют азотистые соединения, которые несут остатки корма, продукты обмена веществ. Токсичен недиссоциированный свободный аммиак (NH3), который выделяется при гидролитическом расщеплении конечного продукта рас- пада белковых веществ – аминокислот, С возрастанием рН его токсич- ность усиливается. Лучше, если содержание NH3 не превышает 0,01 мг/л, а для мальков – 0,006 мг/л. Для обезвреживания его пропускают через известковые и гравийные фильтры. Продукты распада NH3 – нитраты являются конечными продуктами окисления азота и в умеренных ко- личествах не оказывают вредного воздействия. грязнении Аммиак воды (NН азотсодержащими 3 ). Присутствие аммиака веществами всегда и о происхождении свидетельствует гнило- застных процессов. Рыба выделяет его через жабры. Рост карпа останавливается при содержании 0,06 мг NН3/л, которое задерживает рост молоди карпа. Имеется две формы аммиака: ионизированный аммиак (NH3) неток- сичен, неионизированный аммиак (NH4) токсичен. Он оказывает токсическое действие, которое резко усиливается при повышении рН. Допусти- мая концентрация аммиака составляет 0,1 мг/л, а для солей аммония – 0,5 мг/л. Форель гибнет при концентрации аммиака 0,3–0,4 мг/л. Для снижения концентрации аммиака применяют биофильтры. Аммоний (NH4 ) – наиболее токсичная форма из всех соединений неорганического азота. Он образуется в результате минерализации ор- ганических веществ гетеротрофными бактериями, а также как побоч- ный продукт азотистого обмена гидробионтов. Считалось, что только аммиак (NH3) может проникать в ткани. Теперь показано, что обе эти формы способны проникать в ткани. Нитриты (NO2) накапливаются при повышенном уровне аммиака, могут вызывать окисление двухвалентного железа гемоглобина крови в трехвалентное железо метгемоглобина, неспособного переносить ки- слород. При этом кровь приобретает коричневый цвет. Для лососевых порог токсичности нитритов колеблется от 0,1 до 1 мг. При хорошей аэрации нитриты окисляются до нитратов. В морских и солоноватых водах нитриты не опасны для рыб, а в пресной воде даже в малых ко- личествах очень опасны. Нитраты (NO3) – продукты окисления нитритов, являются более стойкими соединениями. Нитраты становятся токсичными при концен- трации 100–300 мг/л. Они способствуют развитию водорослей и пара- зитарных циклов. В природных водах их содержание может колебаться в зависимости от времени года от 1 до 15 мг/л и более. В пресной воде они в 2000 раз менее токсичны для чавычи и радужной форели, чем нитриты. В солоноватой воде нитраты более токсичны. Фосфаты. Обычно их количество мало – 0,1 мг/л. Наличие их способствует развитию водорослей. Железо. Патогенность железа зависит от формы и состояния. В подземных водах преобладает закисное железо. Часто в двухвалент- ной форме растворено в кислой и бедной кислородом (артезианской) воде. При аэрации железо выпадает в виде хлопьев, превращаясь в трехвалентное – гидроокись. Закисное железо создает благоприятные условия для развития железобактерий, которые развиваются в громад- ных количествах, забивая просвет в водоподающих трубах. Оно заби- вает у мальков жабры, способствуя их массовой гибели. Его содержа- ние не должно превышать 1 мг/л. Для закисного железа ПДК составляет 0,1 мг/л, для окисного – не более 0,9 мг/л. Хлор. Содержание его даже в количестве 0,1–0,2 мг/л при темпе- ратуре 10–14°С вызывает через короткое время гибель молоди. В воде замкнутых установок не должно быть более 0,01 мг/л хлора. Форель, кижуч, канальный сом очень чувствительны к воздействию хлора. Карп относительно устойчив. Сероводород (H2S) недопустим в прудах, в поступающей воде. Главным источником HS2 и сульфидов в поверхностных водах являют- ся восстановительные процессы, протекающие при бактериальном раз- ложении и биологических окислениях органических веществ, посту- пающих в водоем со сточными водами. Обычно сероводород не содержится в воде и быстро окисляется кислородом. Наличие его в во- де свидетельствует о сильном загрязнении. Пересыщение воды азотом и кислородом вызывает газопузырьковое заболевание. Щелочность определяется расходом НСl на титрование: 1 мл уве- личиваем в 2 раза и получаем 2 мг-экв./л. Для определения количества Са это число умножаем на 28 и получаем 2 × 28 = 56 мг-экв./л. На 1 га пруда глубиной 1 м при щелочности 2 мг-экв./л. в воде растворяется 560 кг извести (2 · 28 · 100). Повышение щелочности усиливает гибель икры в период инкубации. Вновь построенные бассейны из бетона (це- мента) должны быть хорошо промыты, иначе в них будет повышенная щелочность воды. Токсические вещества (С1, Zn, Cu, Hg и др.). ПДК для них состав- ляет 0,01 мг/л. Сульфат меди (CuSO 4 ) вызывает повреждение жабр и гиперемию уже при содержании 5 мг/л. Он убивает зоопланктон, бес- позвоночных, грибы, водоросли и простейшие организмы. Нефтепродукты недопустимы в рыбоводных емкостях. Если они не оказывают прямого воздействия на рыбу или других гидробионтов, то придают специфический запах их мясу. Привкус обнаруживается уже при содержании нефти и керосина в концентрации 0,01–0,02 мг/л. Минеральные масла. Дизельное, моторное и другие масла образу- ют пленку, оседают на дно. Разрушение их бактериями происходит очень медленно. Пленка затрудняет потребление кислорода, загрязняет кожный покров, забивает жабры. При попадании в кишечник мине- ральные масла нарушают его функционирование. Неприятный привкус масел создают ароматические углеводороды, входящие в состав этих масел. Для устранения привкуса необходимо передержать рыбу в про- точной воде не менее двух суток. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) попа- дают с бытовыми промышленными и сельскохозяйственными сточны- ми водами. Они нарушают слизистую оболочку жабр рыб, что способ- ствует развитию патогенных организмов и снижению сопротивляемости рыбы, а также нарушают работу органов равновесия и обоняния. Рыбы начинают плавать на боку. Хлорорганические пестициды применяют в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов, аскарицидов, фумигантов в борьбе с вредите- лями зерновых, овощных и полевых культур, лесонасаждений и плодо- вых деревьев. Они являются производными хлормногоядерных углево- дородов (ДДТ), циклопарафинов и др., очень стойки к воздействию температуры, солнца и влаги, способны накапливаться в организмах, причем продукты их распада могут быть более ядовиты. Биотические факторы среды Рыбы в водоеме вступают с другими гидробионтами в различные отношения. Они возникают как между представителями одного вида (внутривидовые связи) или разных видов (межвидовые взаимосвязи), так и между рыбами и представителями других систематических групп. Многообразные связи образуются при питании (симбиоз или конкуренция, хищник и жертва, паразит и хозяин и т. д.), защите от врагов (образование стай, защита потомства). Биотические и абиотические связи обитателей водоема тесно пе- реплетаются между собой, в результате чего вырабатывается единство организма со средой обитания: стая (косяк), скопление (временная группировка рыб), стадо (популяция) – локальная самовоспроизводя- щаяся группа рыб одного вида. Биотическими факторами, влияющими на эффективность выра- щивания рыбы и других гидробионтов в индустриальных условиях, могут быть следующие: 1) монокультура; 2) поликультура (осетры, бестеры, радужная форель, судак, щука, молодь карпа); 3) каннибализм; 4) конкуренция в питании и сфере обитания (поверхность воды, толща воды, придонные слои, заросли жесткой и мягкой растительности); 5) плотность посадки, от которой зависит конечная масса карпа. Золотой карась и серебряный карась, колюшка не должны быть в пру- ду, так как они являются в питании конкурентами карпа; 6) кормление (естественные, искусственные, тестообразные и гранулированные корма, воздействие на питание рыб зоопланктона, фитопланктона, нектона, перифитона, детрита и бентоса); 7) жизнестойкость; 8) размерно-весовая структура стада; 9) пищевые взаимоотношения, сортировка; 10) добавочные рыбы. Дополнительное подсаживание мелких щук, судаков и окуней для разрядки мелкой сорной рыбы. Выращива- ние добавочных рыб, уток, гусей и др. Совместное выращивание карпа с линем, серебряным карасем, пелядью, рипусом, чудским сигом, щу- кой, сомом, радужной форелью, осетрами; 11) привлечение воздушного корма; 12) враги рыб – хищные рыбы, животные (норка, ондатра), пти- цы и пр.; 13) болезни и паразитизм (диплостомоз, аргулез, ихтиофтириоз и др.). Таким образом, зная условия существования выращиваемых гид- робионтов и их биотические взаимоотношения, можно успешно управ- лять биологическими процессами в рыбохозяйственных водоемах и повышать их рыбопродуктивность. Контрольные вопросы 1. На какие показатели оказывают влияние абиотические факторы при ин- дустриальном методе выращивания рыбы? 2. Перечислите основные абиотические факторы среды. 3. Назовите минеральные элементы, играющие важную роль в жизнедея- тельности рыб. 4. Назовите главные биотические факторы. Как они влияют на выращивае- мую рыбу?

 

Showcases

Background Image

Header Color

:

Content Color

: