10

Лабораторная работа № 2

Тема: Требования к объектам аквакультуры. Основные методы культивирования гидробионтов.

Цель работы: рассмотреть особенности биологии гидробионтов, определяющие целесообразность их культивирования в условиях аквакультуры.

Задания:

1. Познакомиться с особенностями биологии и культивирования гидробионтов;

2. Выявить преимущества и недостатки гидробионтов в сравнении с наземными животными;

3. Выделить основные критерии, по которым определяется целесообразность использования вида в аквакультуре;

4. Изучить различные методы, применяемые в аквакультуре и их задачи;

5. Дайте ответы на поставленные вопросы.

Материал для изучения:

Для гидробионтов характерны следующие черты биологии и экологии:

-Плот­ность тела рыб и плавающих ракообразных близка к плотности воды, они избавлены от необходимости тратить энергию на поддержание своего тела в пространстве и могут расходовать ее на рост. Кроме того, такие холодно­кровные животные, как рыбы и бес­позвоночные, не тратят энергию на терморегуляцию (исключением являются тунцы и другие быстроплавающие рыбы). Эта особенность еще больше увеличивает потенциальную ско­рость их роста, гораздо более пластичную, чем у высших позвоночных.

-Известно, что использование пищи на рост у карпа на единицу по­требленного корма происходит в 1,5 раза быстрее, чем у свиней и кур, и в 2 раза быстрее, чем у крупного рога­того скота или овец.

-Прикрепленные беспозвоночные эко­номят энергию благодаря пассивному, по высокоэффективному методу фильт­рации корма. Скорость фильтрации организмов варьирует, но у крупных здоровых устриц она может достигать 450 л воды в день.

- Гидробионты обитают в трехмерном пространстве, что позволяет увеличивать плотность их содержания на единицу площади. Повышение продуктивности в аквакультуре достигается за счет применения поликуль­туры рыб, населяющих разные слои воды, или путем подвешивания коллек­торов для моллюсков к плавучим уст­ройствам; оба метода позволяют пол­ностью использовать объем воды. Строго говоря, подобные методы применяются не только в аквакультуре. Известью совместное, или многоэтажное, выращивание деревьев, кустарни­ков и низкорослых растений, но аквакультура — единственная область, где трехмерные выростные системы ис­пользуются в промышленном масш­табе.

- Определение качества водной среды не может проводиться без специальных методов анализа;

- Для различных видов гидробионтов характерны различные оптимумы физических и химических параметров водной среды.

Факторы, определяющие эффективность культивирования гидробионтов.

Известно, что почти из 25 000 известных видов рыб и многих тысяч видов беспозвоночных лишь не­многие используются в интенсивной аквакультуре в промышленном масш­табе. Это связано с рядом причин, к которым можно отнести следующие:

- При культивировании объекта имеет значение его размер, распространенность, вкусовые качества;

- При создании биотехнологии культивирования выбранного объекта необходимо учитывать его биологию размножения. Весьма желательно получать потомство в искусственных условиях, однако это не столь уж необходимо. Например, промышленное выращивание ракообразных и моллюсков базируется только на естественном воспро­изводстве, так же как и выращивание угрей, разведение кефалей и ханоса в Юго-Восточной Азии. В этих случаях знание биологии размноже­ния облегчает отлов необходимого ко­личества посадочного материала для товарного выращивания. В этом случае, хозяйства пол­ностью зависят от естественного воспроизводства выращиваемого объекта. С другой стороны, при получении посадочного материала только за счет естественного воспроизводства на объемы производства существенное влияние оказывает система квот на изъятие молоди из природных популяций.

- Создание маточных стад и разработка технологий искусственного воспроизводства гидробионтов решает эту проблему. Из множества методов искусственного получения по­томства наибольшее распространение получил метод гипофизарных инъекций, завоевавший всемирное признание. Этот метод был одновременно разработан независимо друг от друга двумя учеными. В 1935 г. в Бразилии его успешно применил Фон Иеринг, в 1936 г. в России – Гербильский Николай Львович. Помимо стимуляции созревания метод гипофизарных инъекций позво­ляет до некоторой степени регулиро­вать сроки нереста.

- Свойства икры и личинок. Для ус­пешной работы лучше, если оболочка икры твердая, а личинки жизнестой­кие. Существует закономерность; чем меньше икры и чем она крупнее, тем крупнее и выносливее выклевываю­щиеся личинки.

Многие морские рыбы и большинство морских беспозвоночных дают, наоборот, мелкую икру, из которой вык­левываются мелкие и менее жизнестойкие личинки. Выживаемость этих видов обусловлена не выносливостью, а большой плодовитостью. У беспозво­ночных ситуация осложняется еще и тем, что личинки в своем развитии проходят множество стадий, каждая из которых характеризуется собствен­ными особенностями питания и требо­ваниями к внешней среде. Именно по этой причине разведение многих мор­ских организмов оказалось успешным только в лабораторных условиях.

Кроме того, многие виды защищают свою икру. Например, лососи закапывают икру, тилапия прячет ее во рту, креветки — на теле. Эти особенности необходимо знать при создании условий инкубирования икры на рыбоводном предприятии.

- Фактор питания. Существует два основ­ных подхода к проблеме кормления выращиваемых водных организмов. В соответствии с первым можно выращивать животных, находящихся на низком трофическом уровне, кормить их дешевыми кормами (или вообще не кормить) с целью получения деше­вого белкового продукта, который можно продавать в больших количест­вах по сравнительно низким ценам.

Второй подход предполагает выра­щивание видов, находящихся на высоком трофическом уровне, которые сами, нуждаются в высокобелковом корме. Корм для таких животных относитель­но дорогой, и поэтому сам объект выращивания должен быть дорогостоящим продуктом.

В аквакультуре используются методы, позволяющие снизить затраты на питание. Так, при выращивании гидробионтов, находящихся на низком трофическом уровне, очень важно заниматься формированием естественной кормовой базы, т.е. повышать концентрацию живого корма в водоеме. В основе этого метода лежит применение различных удобрений.

В случае выращивания хищ­ных рыб действие кормов может быть усилено путем использования их из­лишков и метаболитов как удобрений. Выращивание хищных рыб иногда можно удешевить путем применения недорогих кормов (сорная рыба, боенные отходы, корма собственного производства).

- Способность адаптироваться к высоким плотностям посадки. Очевидно, что чем больше одноразмерных особей можно поса­дить в данный объем, тем больше его потенциальная продуктивность. Одна­ко при высоких плотностях посадки возникают проблемы биологического и небиологического характера. Так, темпы роста, особенности поведения, конечное формирование пола у некоторых видов рыб зависит от плот­ности популяции. Также, при содержании гидробионтов с высокими плотностями посадки возникает опасность эпидемий. Поэтому, в настоящее время большое внимание уделяется выведению по­род рыб, устойчивых к различным заболеваниям (например, порода карп «Ангелинский» устойчив к вирусной краснухе). Кроме того, применение высоких плотностей посадки может вести к каннибализму, особенно на ранних этапах развития. Эта проблема мо­жет быть в какой-то мере решена пу­тем внесения достаточного количества корма и создания всевозможных укры­тий. Однако некоторые виды рыб, на­пример щуку, судака, а также омаров, нельзя содержать при высоких плот­ностях посадки.

Высокие плотности содержания гидробионтов влияют на воду, увеличивая концентрацию метаболитов пропорционально плотности посадки. Эта проблема и, связанная с ней проблема дефицита кислорода, решаются в разных хозяйствах различными методами (увеличение интенсивности водообмена, формирование структуры фитопланктона, применение химикатов и др.). Так, в выростных каналах и сетных садках могут применяться плотности посадки, не допустимые при прудовом методе выращивания. Даже такую ры­бу, как радужная форель (Salmo gairdneri), весьма чувствительную к содержанию кислорода, успешно вы­ращивают при очень высоких плотнос­тях посадки в садках.

- В настоящее время, когда проблема загрязнения различных водоемов стоит достаточно остро, при выборе вида для культивирования необходимо учитывать его устойчивость к загрязнению воды.

Методы аквакультуры

Аквакультура является отраслью сельского хозяйства. И в соответствии с этим, выращивание определенных объектов аквакультуры возможно только при наличии условий, отвечающим их жизненным требованиям. Если культивирование объекта происходит в индустриальных условиях, то в этом случае необходимо наличие достаточного количества воды, соответствующее биологическим характеристикам объекта. Успех работы рыбоводных хозяйств на открытых водоемах находится в прямой зависимости от совокупности всех природных условий территории, на которой они расположены.

Любой участок, пригодный для аквакультуры, в той или иной степени нуждается в обработке. В общем случае успех аквакультуры зависит от величины капиталовложений и верно выбранного метода и объекта культивирования.

Работы по аквакультуре ведутся с различной интенсивностью в зависимости от районов и поставленных задач. Ниже перечислены некоторые подходы к проблеме культивирования водных организмов.

1. Вселение (интродукция) организмов с целью улучшения среды обитания. Этот метод считается наименее интенсивной формой аквакультуры. Обычно используется для формирования фитоценоза или вселения кормовых организмов.

2. Вселение (интродукция) выращенной в искусственных условиях жизнестойкой молоди. Задачами этого метода является поддержание численности природных популяций. Это может быть направленно как на восстановление малочисленных видов (осетровые, отдельные виды лососевых карповых), так и для получения промысловых уловов.

3. Выпуск рыб и беспозвоночных в специально отгороженные участки для нагула. Этот метод выращивания не требует дальнейших затрат труда и успешно применяется при выращивании креветок в Малайзии и эвригалинных рыб в странах Средиземноморья.

4. Устройство искусственно отгороженных пространств, защищенных от проникновения в них посторонней ры­бы, например, земляных прудов, которые позволяют осуществлять строгий контроль за факторами окружающей среды. Классическим примером рыбоводства в пресных водах является выращивание в поликультуре карпо­вых в Китае. Оно основывается на естественной кормовой базе, развитие которой обеспечивается путем внесе­ния в пруды удобрений. Этот метод аквакультуры является промежуточным между методами, связанными со зна­чительными затратами труда, и интен­сивными методами, требующими еще и больших капиталовложений. Макси­мальная продукция, полученная при прудовом методе выращивания в тро­пических и субтропических районах, составляет 5—8 т/га.

5. Прудовое рыбоводство, интенси­фицированное путем применения искусственного кормления. Этот метод обычно применяется при выращивании рыб в специально построенных водоемах-прудах. Разновидностью можно считать выращивание гидробионтов в садках с применением искусственных кормов. Примера­ми подобного высокоинтенсивного ме­тода является выращивание сомика-кошки в США, форели в США и Евро­пе, карпа (Cyprinus carpio), угря (Аnguilla japonica), желтохвоста (Seriola quinqueradiata), креветки (Penaeus japonicus) и других водных животных в Японии.

6. Выращивание беспозвоночных и высших водорослей на плотах, фермах, плавучих садках, требующее значительных капиталовложе­ний и больших затрат труда. Хотя посадочный материал в основном полу­чают из естественных водоемов (или из питомников, как, например, в США при разведении устриц) и искусствен­ного кормления не требуется, но слож­ная конструкция выростных сооруже­ний требует трудоемкого и дорогостоя­щего ухода, поэтому метод относится к интенсивной форме аквакультуры. При выращивании на плотах в зали­вах Испании мидии (Mytilus edulis) была получена исключительно высо­кая для аквакультуры продукция — 300 т/га.

Продукция, полученнаная на плотах или в плавучих садках, в большей степени зависит от площади или объема воды, чем при выращивании водных организмов другими методами; кроме того, она зависит от приливо-отлив­ных течений, приносящих корм и вы­мывающих продукты жизнедеятель­ности животных.

Вопросы:

1. Выделите особенности биологии и экологии гидробионтов, дающие преимущества при их культивировании, в сравнении с наземными организмами.

2.Какое свойство воды опре­деляет сложность осуществления мер контроля и защиты от физическо­го и химического загрязнения водое­мов по сравнению с земной поверхно­стью?

3. Перечислите особенности гидробионов, затрудняющие их культивирование.

4. В чем проявляется влияние техногенной деятельности человека на состояние гидробионтов? Как это связано с аквакультурой?

5. Какие из методов аквакультуры оказывают влияние на расселение гидробионтов. Приведите примеры.

6. Почему не все виды гидробионтов можно культивировать в промышленных масштабах?

Лабораторная работа № 3

Тема: Характеристика объектов аквакультуры

Цель работы: рассмотреть объекты мировой аквакультуры, выделить основные объекты культивирования в России и определить новые виды, наиболее подходящие для выращивания на территории нашей страны

Канальный сомик Ictalurus punctatus

Голова с 8 усами: по 2 у каждого носового отверстия, 2 очень длинных на верхней челюсти и 4 коротких на подбородке. Жировой плавник между спинным и хвостовым плавниками. Пятна на коже характерны только для сомиков (рис. 1).

Рисунок 1. КАНАЛЬНЫЙ СОМИК Ictalurus punctatus

Удлиненное, с боков сжатое тело. Большая и широкая голова. Кожа без чешуи. Мягкие лучи на первом спинном плавнике и грудных плавниках с модифицированным и сильным шипом. Вилкообразный хвостовой плавник и закругленный анальный плавник. Спинка от голубого до оливково-коричневого цвета, брюшко беловатое или желтоватое. Продолжительность жизни более 15 лет.

Средний/максимальный вес (кг): 1/26

Средняя/максимальная длина (см): 35/130

Условия обитания. Демерсальный (погруженный) пресноводный вид, живущий на дне медленно текущих рек, предпочитает чистую, насыщенную кислородом воду.

Родом из Северной Америки, широко распространен на юге Канады, в США, на севере Мексики. Интродуцирован во многих латиноамериканских, африканских и азиатских странах, а также в нескольких европейских. В 1968 г. несколько особей привезли в Великобританию для спортивного рыболовства. Впервые появился в Европе (Бельгии) также в 1968 г.

Хищник, питается, в основном, насекомыми, моллюсками, ракообразными и мелкой рыбой. Созревает в 2-3 года. Нерест в апреле-июле, когда температура 27-28°С. самки откладывают икру в ямки, выкопанные в песке. Инкубация длится 3-8 дней, личинки развиваются в зависимости от температуры между 12-16 днями. Икра: 3,5-4 мм в диаметре, длина личинки: 6,4 мм.

Системы культивирования: бассейны, пруды

Оптимальные параметры

Культивирование личинок Подращивание

Температура: 25-28°С Температура: 25-30°С

Кислород: > 5 мл/см³ Кислород: > 5 мл/см³

Соленость: пресная Соленость: пресная

Плотность: 2-10 личинок/м² Плотность: 1000 личинок/га

Потребление корма: Длительность: 9 месяцев

Естественный и/или подкорм Конечный вес: 1-1,5 кг

Выживаемость: 80% Выживаемость: 85-90%

Товарный вес 0.5 -1.5 кг

Основные преимущества: Личинок можно сразу начинать кормить искусственным кормом. Высокая выживаемость личинок и рыб впериод подращивания. Широко распространен на рынке США.

США - основной производитель этого вида, поэтому разводят этих рыб в больших прудах. Сомик-кошка Ameiurus melas, интродуцированный в Италию из Северной Америки в 19 веке, сейчас широко распространен в центральной и южной частях Италии, а также в других европейских странах. В Испанию его привезли в 80х годах ради спортивного рыболовства. Распространен локально, оказывает отрицательное воздействие на ихтиофауну. Другой вид сомика Ameiurus nebulosus также интродуцирован во многие азиатские и европейские страны (включая Испанию).