Васильев А. А., Поддубная И. В., Гуркина О. А.. Рекомендации по использованию прудового рыбоводства для оптимизации процессов самоочищения водоемов

УДК 63.639.3 ББК 28.5

П44

Рецензенты

Кононенко Сергей Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ВРИО директора ФГБНУ "Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии"

Пономарев Сергей Владимирович

доктор биологических наук, профессор, Заслуженный работник рыбного хозяйства РФ, зав. кафедрой «Аквакультура и рыболовство»

ФГБОУ ВО «Астраханский ГТУ»

П44 Васильев А.А., Поддубная И.В., Гуркина О.А.

Рекомендации по использованию прудового рыбоводства для оптимизации процессов самоочищения водоемов / ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов, 2019. - 24 с.

В рекомендациях представлены преимущества воздействия прудового рыбоводства на гидрохимический и микробиологический режим водоемов, принцип использования моно- и поликультуры рыб в процессах самоочищения воды в прудах, приведены данные по изменению химических и микробиологических параметров, отражающих диструкционные процессы в водоемах с различными видами рыб.

Данные рекомендации могут быть использованы как справочноинформационный материал в работе специалистов рыбоводных хозяйств и обучающихся по направлению подготовки «Водные биоресурсы и аквакультура».

ISBN 978-5-9758-1711-2

©Васильев А.А., Поддубная И.В., Гуркина О.А., 2019

©ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ, 2019

2

3

Введение

Прудовое рыбоводство по объему производства товарной рыбы занимает ведущее место среди других направлений аквакультуры и имеет все возможности для дальнейшего развития рыбной отрасли. Уровень развития современного прудового рыбоводства требует разработки и внедрения интенсивных методов ведения рыбного хозяйства, создающих условия для наращивания объемов получаемой продукции. В прудовом рыбоводстве применяются различные методы хозяйствования: экстенсивный (пастбищный),

полуинтенсивный и интенсивный.

Интенсификационные мероприятия предусматривают внесение в пруды органических и минеральных удобрений, извести, которые вместе с экскрементами рыб, попадая в воду, являются поставщиками дополнительных органических веществ. Указанные воздействия на гидрохимический состав прудов имеют положительные и отрицательные стороны. В прудах формируется агробиоценоз с собственным специфичным качеством воды,

который может оказывать влияние на эффективность выращивания рыб.

Помимо этого, существует четко выраженная обратная связь - эффективность выращивания рыб напрямую влияет на качество воды в пруду, на процессы самоочищения водоема. Если в пруду поддерживается оптимальный баланс между всеми звеньями гидробиоценоза, не нарушаются биохимические процессы, протекающие с участием разнообразных гидробионтов, как в толще воды, так и на дне, способствующие очищению воды, то можно говорить о положительном влиянии рыбоводства на качество воды в водоеме.

В связи, с вышеизложенным, цель исследований была оценка влияния прудового рыбоводства на процессы самоочищения водной среды в прудах.

4

1. Роль гидробионтов в процессах самоочищения водоемов

Одна из наиболее актуальных экологических проблем 21-го века – сохранение экосистем и их биоразнообразия. Состояние биологической системы в той или иной степени характеризует воздействие на нее природных условий среды и антропогенных факторов. В настоящее время ученые уделяют большое внимание проблемам самоочищения водных объектов и роли в них гидробионтов [3, 4, 5; 12].

Процесс самоочищения является одним из естественных механизмов реабилитации водоемов, подверженных разного рода загрязнениям.

Практически все биоразнообразие гидробионтов – от первого трофического уровня (фитопланктон и высшие растения) до рыб – являются важными элементами и участниками процессов самоочищения воды [1; 2].

Функциональные нарушения физиологической активности и изменения поведения у практически любой группы или таксона гидробионтов, под влиянием антропогенного фактора целесообразно рассматривать как потенциально опасные в плане снижения эффективности самоочищения [6].

Высокие (сублетальные) концентрации загрязнителей могут нарушать активность и жизнедеятельность других организмов, участвующих в функционировании экосистемы как биореактора [7]. Отмечен факт существенной роли не только микроорганизмов, но и макробиотической компоненты в самоочищении экосистем, что делает необходимым сравнение чувствительности различных организмов к загрязнителям.

Роль биоты в самоочищении и улучшении качества вод полифункциональна. Вся экосистема водоема участвует в процессах самоочищения. Огромная роль в этих процессах принадлежит биологическим

5

факторам, действие которых обусловлено сложными взаимоотношениями гидробионтов.

Самоочищение представляет собой сложный комплекс физических,

физико-химических, химических и биохимических явлений.

К числу физических факторов самоочищения относятся также процессы осаждения нерастворимых примесей. Физические явления осаждения тесно связаны с жизнедеятельностью гидробионтов — фильтраторов и седиментаторов. Они извлекают из воды огромные количества взвешенных веществ и выбрасывают непереваренный материал в виде фекальных комочков,

легко оседающих на дно. Еще большее значение имеет процесс образования моллюсками псевдофекалий. Таким образом, гидробионты ускоряют процессы осаждения, способствуя очистке воды от взвешенных веществ и их осаждению в донные отложения.

В водоеме протекают и чисто химические реакции нейтрализации,

гидролиза, окисления. Например, при самоочищении от ионов Fe, Mg, Al

преобладающим процессом является реакция образования гидроксидов этих металлов с последующим их осаждением.

Самоочищение от ионов тяжелых металлов происходит за счет целого ряда процессов: соосаждения с гидроксидами перечисленных выше металлов,

сорбции ионов органическими коллоидами, образования сложных металлоорганических комплексов с гуминовыми кислотами. Доля участия каждого из этих процессов в удалении тяжелых металлов зависит от рН,

окислительно-восстановительных условий в водоеме, концентрации металлов.

В результате вода освобождается от тяжелых металлов, а в донных отложениях происходит их накопление.

Минерализация органических загрязнений происходит главным образом за счет биохимических процессов, протекающих с участием разнообразных гидробионтов. Биохимические превращения в водоемах осуществляются как в водной среде, так и в донных отложениях [8].

6

Главенствующую роль в окислении растворенных органических веществ играют бактерии. Поступление в водоем органических загрязнений вызывает в нем бурное развитие сапрофитных бактерий, которые расщепляют сложные органические соединения до простых минеральных (СО2, NНз) и делают их доступными для питания автотрофных организмов (нитрифицирующих, серо- и

железобактерий, водорослей).

Степень загрязненности водоема называется сапробностью и характеризует особенности водоема: определенная концентрация органических веществ, соответствующая стадия их минерализации, условия развития и состав микроорганизмов. Различают три основные зоны сапробности: полисапробная,

мезосапробная, олигосапробная.

Полисапробная зона (зона сильного загрязнения)— вода загрязнена органическими веществами, число микроорганизмов достигает нескольких миллионов в 1 мл, при этом преобладают кишечные и анаэробные гнилостные бактерии, обусловливающие процесс гниения и брожения.

Мезосапробная зона (зона умеренного загрязнения) характеризуется минерализацией органических веществ с преобладанием окислительных процессов и выраженной нитрификацией. Количество бактерий в 1 мл воды составляет сотни тысяч, причем содержание коли-бактерий значительно уменьшается.

Олигосапробная зона (зона чистой воды) обычно не содержит органических веществ. Количество бактерий в 1 мл воды составляет десятки,

сотни, преобладают серо-и железобактерии.

Таким образом, наличие определенного количественного и качественного состава микроорганизмов в различных зонах сапробности характеризует активность процесса самоочищения водоема.

Постепенное истощение запасов питательных веществ приводит к уменьшению числа бактерий. Снижение числа бактерий происходит и за счет поедания их представителями зоопланктона (простейшими, коловратками,

7

ракообразными), которые, удаляя из воды коллоиды и мелкие взвешенные вещества, одновременно уничтожают и бактерии.

Органические вещества, как внесенные извне, так и образовавшиеся в результате отмирания фито и зоопланктона, частично оседают на дно. В

донных отложениях процессы минерализации протекают столь же интенсивно,

как и в водном слое. В этих процессах принимают участие бактерии, черви,

моллюски, простейшие, личинки насекомых.

Процессы минерализации заметно усиливаются, если в водоеме присутствуют макрофиты. На стеблях и листьях водных растений обильно развиваются организмы перифитона, принимающего участие в окислении органических веществ. В зарослях макрофитов бентос, как правило, более богат разнообразными организмами — минерализаторами. Макрофиты стимулируют процессы аэробного биохимического разложения органических веществ,

выделяя в воду значительные количества кислорода. Кроме того, установлено,

что в присутствии макрофитов интенсифицируется деятельность многих бактерий. Объясняется это явление выделением макрофитами в среду метаболитов, стимулирующих обменные процессы у бактерий.

Большинство гидробионтов принимает непосредственное участие и в освобождении водоема от бактериальных загрязнений, в том числе от патогенных микробов. Механизм антибактериального действия гидробионтов достаточно разнообразен. Одни из них поглощают бактерии в качестве питания,

другие вызывают лизис клетки, третьи выделяют в среду бактерицидные веществ [10]. Зеленые водоросли и некоторые бактерии гидробиоценозов вырабатывают антибиотические вещества, губительно действующие на попавших в водоемы микробов, среди которых могут быть возбудители инфекционных болезней человека или животных.

Простейшие поглощают из водоемов коллоиды, взвеси и микробов, в том числе и патогенных. Одна инфузория за 1 ч переваривает до 30 тыс. микробов.

8

Погибшие простейшие и водоросли в свою очередь служат пищей для сапрофитных бактерий.

Бактериофаги вызывают лизис (растворение) гомологичных бактерий

(например, дизентерийный фаглизирует дизентерийную бактерию;

сибиреязвенный фаг — возбудителя сибирской язвы и т. д.) и способствуют очищению водоемов от патогенных микробов.

В водоемах с богатым микронаселением болезнетворные микробы гибнут скорее, чем в водоемах с незначительным количеством гидробионтов.

Длительность процессов самоочищения определяется множеством факторов, в том числе количеством загрязняющих веществ, периодом их полураспада, количеством поллютантов, попавших в водоем, количеством гидробионтов, участвующих в процессах самоочищения и др.

2. Место проведения исследований

Исследования по данной теме проводились в 2018 году на базе двух рыбопитомников: ФГУП «Тепловский рыбопитомник» и ООО «Энгельсский рыбопитомник» в условиях левобережья и правобережья Саратовской области с разными климатическими условиями. Данные предприятия являются рыбопитомниками и товарную рыбу не выращивают. Выращивание рыбы проводилось в моно- и поликультуре в выростных прудах.

2.1. Краткая характеристика ФГУП «Тепловский рыбопитомник»

На территории с. Рыбхоз, Новобурасского района Саратовской области на правом берегу реки Волга размещены 19 прудов ФГУП «Тепловский рыбопитомник», общая площадь которых составляет 10,52 га. В состав хозяйства входит система различных по размерам и назначению прудов,

соответствующих стадиям развития и содержания разновозрастных поколений

9

рыб: нерестовые, мальковые, маточные, выростные, зимовальные и карантинные. Пруды расположены каскадом, заполняются они самотеком из пруда «Отстойника». Наполнение которого осуществляется за счет родников.

Ключевая вода, поступающая в водоём в летние месяцы, прогревается до

22-24 °С, газовый режим благоприятный, насыщение кислорода в придонных слоях не снижается ниже 80 %.

В целом развитие гидробиоценоза прудов зависит от уровня проведения интенсификационных мероприятий, включающих подготовку прудов, внесение удобрений, привлечение насекомых на свет, культивирование живых кормов и кормление высококачественными кормами [9; 11].

Объекты разведения: сазан, стерлядь, форель, белый амур, белый толстолобик и гибрид толстолобиков.

2.2Краткая характеристика ООО «Энгельсский рыбопитомник»

ООО«Энгельсский рыбопитомник» расположен в Энгельсском районе,

Саратовской области на левом берегу реки Волга. В рыбопитомнике имеются летние маточные пруды - первый и второй площадью, соответственно, около 10

и 9 га, и выростные пруды - третий и четвертый площадью по 2 гектара,

зимовальные пруды по 1,5 гектара.

Источником водоснабжения водоёмов являются, как паводковые воды с водосборной площади, так и расположенный выше самоизливающийся термальный источник с круглогодичной температурой воды +17 °С. Для заполнения прудов с сентября и примерно до декабря вода из водонакопителя площадью 3 га, самотёком поступает в производственные пруды. Объекты разведения: зеркальный карп, чешуйчатый карп, белый и пестрый толстолобики и их гибриды.

10