THE EXPERIENCE OF USING THE DIETS WITH DIFFERENT CONTENTION OF PROTEIN FOR AFRICAN SHARPTOOTH CATFISH (CLARIAS GARIEPINUS) FRY DURING BREEDING IN THE CONDITIONS OF RECIRCULATED SYSTEM
Abstract and keywords
Abstract (English):
Modern technologies of cultivation of aquaculture objects are directed on increasing the volumes of fish production and decreasing its prime cost. Technologies of an industrial aquaculture allow to reduce seasonality in production and to raise the extent of automation of process, expanding borders of geographical placement of objects of aquaculture when receiving environmental and not infected production and also allows to provide import substitution. The results of the research on increasing the efficiency of cultivation of sharptooth catfish fry are presented when using the artificial balanced diets on the basis of raw materials of the local origin. The experiments were carried out in the innovative center "Bioaquapark of the Astrakhan State Technical University - scientific technological center of aquaculture" in the conditions of recirculated system. According to biological indicators of growth, it is possible to speak about the efficiency in conditions of the closed water exchange using artificial diets with the content of protein 41, 33 and 29 %. According to biological indicators of growth, it is possible to speak about the efficiency of artificial diets, produced on the basis of the raw materials of the local origin, while adding them to a diet for clariid catfish fry. The assessment of efficiency and full value of the consumed diets was carried out when analyzing the physiological condition of fishes. Breeding of sharptooth catfish using artificial diets in the conditions of the recirculated system influenced the results of the analysis of such biochemical parameters of muscles of sharptooth catfish, as amount of the general lipids - 1.26 %, amount of water-soluble protein in muscles - 29.91 %, amount of the general protein (with recalculation from amount of water-soluble protein) in muscles - 119.64 %. In the experimental samples there were found 18 amino acids with prevalence of treonin, arginin, serin and asparagin. The received results allow to refer the catfish of all options to the group of fish with high protein and low fat content.

Keywords:
aquaculture, African sharptooth catfish, recirculated system, compound feed
Text
Publication text (PDF): Read Download

Введение Растущий спрос на продукцию аквакультуры, а также обеспокоенность населения здоровьем и безопасностью продуктов питания стимулируют развитие данной отрасли сельского хозяйства. Во всем мире наблюдается активное развитие аквакультуры коммерчески ценных видов рыб. Эта отрасль становится важным дополнительным средством производства пресноводной рыбной продукции. Отметим, что в основе аквакультуры лежат принципы сохранения биоразнообразия и предотвращения негативного воздействия на экологию. Основной целью развития аквакультуры является обеспечение населения свежей рыбоводной продукцией широкого ассортимента не только по видовому разнообразию, но и по ценам, доступным для населения с различным уровнем доходов [1-4]. Основными странами-импортерами свежей и охлажденной рыбы в Российскую Федерацию являются Норвегия, Дания, Польша, Финляндия. В небольших количествах живая рыба (карп) поступает из Белоруссии. В России развитие рыбохозяйственного комплекса стимулируется государственными программами, задачей которых является увеличение объемов производства до 410 тыс. т к 2020 г. Ввиду того, что продукция аквакультуры является важной составляющей продовольственного рынка, общее состояние экономики страны, платежеспособность населения, ассортимент, качество, безопасность продукции и разнообразие цен на нее являются определяющими факторами, влияющими на спрос на данный вид продукции на российском рынке. Согласно приказу Министерства сельского хозяйства РФ «Об утверждении отраслевой программы «Развитие товарной аквакультуры (товарного рыбоводства) в Российской Федерации на 2015-2020 годы», обеспечению прироста производства продукции аквакультуры будет способствовать комплекс корректирующих мероприятий, в числе которых значится и проведение научных исследований в области товарной аквакультуры [5]. Таким образом, увеличению объемов производства продукции рыбоводства, а также снижению ее себестоимости способствуют современные технологии культивирования объектов аквакультуры. Несмотря на то, что основным видом пресноводной аквакультуры в России является карп, выращивание которого практикуется в прудах. С каждым годом растет популярность современной индустриальной аквакультуры, специализирующейся в основном на выращивании дорогостоящих видов рыб, таких как осетровые (русский осетр, сибирский осетр и т. д.), лососевые (семга), сиговые (муксун). Технологии индустриальной аквакультуры позволяют уменьшить сезонность в производстве и потреблении рыбы, повысить степень автоматизации производственных процессов, расширить границы географического размещения объектов аквакультуры, получить экологически чистую и не зараженную инвазиями продукцию, а также обеспечить импортозамещение [6, 7]. Перспективным направлением является развитие индустриальной аквакультуры за счет использования не совсем привычных для России объектов культивирования, таких как канальный и клариевый сом, а также тиляпия, работы, по разведению которой ведутся в нашей стране в пробном режиме. Клариевый сом (Clarias gariepinus) - объект товарного рыбоводства в Китае, Таиланде, а также на Филиппинах. Этот быстрорастущий вид, период роста которого от личинки до товарной рыбы составляет всего 6 месяцев, в России выращивают в Липецке, Курске, Рязани, в Краснодарском крае. Мясо клариевого сома богато важнейшими жирными кислотами (омега-3) и отвечает современным требованиям, предъявляемым к здоровой пище [8-10]. Для фермеров культивирование данного вида может становиться быстроокупаемым бизнесом. Средняя оптовая цена при реализации клариевого сома составляет 150 руб./кг. Себестоимость рыбы на 50 % зависит от затрат на искусственные комбикорма и поддержание заданного температурного режима [11]. Таким образом, наиболее затратным этапом в технологии культивирования объектов аквакультуры, в частности клариевого сома, является процесс кормления, а от выбора практики кормления зависит качество выращиваемой продукции. Применение некачественных, несбалансированных кормов приводит к снижению темпа роста и вызывает болезни алиментарного характера, что влияет на экономику предприятия и может привести к экономическим потерям. Вопросами полноценного кормления рыбы занимаются ученые многих стран. Развитие исследований в области физиологии и обмена веществ гидробионтов способствует разработке новых и обновлению уже применяемых в аквакультуре рецептур комбикормов с добавлением в состав новых компонентов и кормовых добавок. Дефицит рыбных кормов отечественного производства может являться сдерживающим фактором для быстрого роста объемов рыбоводной продукции. В настоящее время программы кормления при выращивании товарного клариевого сома предлагают такие компании, как Aller Aqua (Дания), Coppens (Нидерланды), Аquarex (Россия). Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что сомы показывают достаточно интенсивные темы роста на всех комбикормах [12-14]. Несмотря на разнообразие существующих рецептур и технологий кормления, разработка и внедрение новых рецептур при выращивании клариевого сома в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) не теряют актуальности. Целью нашего исследования явилось изучение возможности повышения эффективности выращивания молоди клариевого сома с использованием искусственных сбалансированных комбикормов (с различным содержанием протеина) на основе сырья российского производства. Материалы и методы исследования Исследования по выращиванию африканского клариевого сома с использованием комбикормов на основе сырья местного происхождения с различным содержанием белка проводились на базе инновационного центра «Биоаквапарк Астраханского государственного технического университета - научно-технический центр аквакультуры» в условиях замкнутого водоснабжения. В качестве объектов исследования использовали молодь африканского клариевого сома, завезенную с ООО «РЭНТОП - Агро-5» (Краснодарский край). Экспериментальная работа по выращиванию молоди клариевого сома в УЗВ проводилась с использованием 3-х видов рецептур с различным содержанием протеина: 41, 33 и 29 %. Опытные варианты корма изготавливали на лабораторном оборудовании кафедры «Аквакультура и водные биоресурсы» АГТУ с использованием дробилки, пресса-гранулятора, сушилки. Кормление проводили 3 раза в сутки. Корм вносили порционно, следя за поедаемостью. На протяжении всего периода исследований проводили контроль за термическим и гидрохимическим режимами с помощью термооксиметра Сyber Scan DO 300, рН-метра HANNA. Температуру, кислород и рН измеряли три раза в сутки. Исследуемые гидрохимические показатели находились в пределах, допустимых для выращивания клариевого сома. Контроль и измерение содержания биогенных элементов в воде проводили с помощью экспресс-методов фирмы Tetra. Состояние и развитие рыб определяли по комплексу показателей, анализируя скорость увеличения размеров тела и наращивания мышечной массы. Взвешивание и измерение рыб проводили согласно разработанным рекомендациям [15]. Среднесуточную скорость роста А вычисляли по формуле сложных процентов [16]: А = [(Мк / М0)1/t - 1] 100 %, где Мк и М0 - масса рыбы в конце и начале опыта; t - продолжительность опыта, сут. Оценку абсолютного прироста Раб проводили согласно формуле [16]: Раб = Мк - М0. Коэффициент массонакопления Kм определяли по формуле [17]: Kм = ((Mк1/3 - M01/3) 3) / t. Среднесуточный прирост Р определяли по формуле [16]: Р = (Мк - М0) / t. Физиологические исследования мышц проводили согласно разработанным методикам [18-20]. Результаты исследования технологии обработаны с применением общепринятых методов биологической статистики и программы Microsoft Exel. Уровень различий оценивали с помощью критерия достоверности Стьюдента. Результаты исследований Биологические процессы, происходящие в УЗВ и связанные с главными рыбоводными показателями, зависят от физических и химических свойств воды. За весь период исследования гидрохимических показателей воды в УЗВ отклонений от установленной технологической нормы выявлено не было (табл. 1). Качество воды соответствовало оптимальным показателям для культивирования клариевого сома. Температурный режим поддерживался на уровне 26 °С. Значения водородного показателя соответствовали нормативным. Кислородный режим поддерживался в пределах 4-5 мг/л, что соответствовало оптимальным показателям для данного вида. Содержание нитритов и аммония также не превышало оптимальных значений и находилось на уровне 0,15 ± 0,05 и 0,52 ± 0,02 мг/л соответственно. Таблица 1 Показатели гидрохимического состояния водной среды в УЗВ Параметр Единица измерения Технологическая норма УЗВ Температура °С 25,00-30,00 25,02 ± 0,72 рН ед. 6,00-8,00 7,06 ± 0,02 Концентрация кислорода мг/л Не менее 2 4,57 ± 0,21 Азот аммонийный (NH4) мг/л 2-4 0,52 ± 0,02 Нитриты (NO2) мг/л До 0,1-0,2 0,15 ± 0,05 Нитраты (NO3) мг/л до 60 18,51 ± 0,46 Рыбоводно-биологические показатели молоди клариевого сома представлены в табл. 2. Таблица 2 Рыбоводно-биологические показатели однолетнего выращивания сеголетков клариевого сома на экспериментальных кормах с различным содержанием протеина Показатель Содержание протеина Вариант 1 41% Вариант 2 33 % Вариант 3 29 % Масса, г: начальная конечная 316,07 ± 15,60 375,67 ± 19,85* 295,00 ± 15,05 352,93 ± 18,65 281,06 ± 16,06 309,60 ± 31,83* Длина, см: начальная конечная 35,50 ± 0,86 42,26 ± 0,68 34,86 ± 0,80 40,17 ± 1,12 31,15 ± 0,56 36,00 ± 0,90 Абсолютный прирост, г 59,60 57,93 28,54 Среднесуточная скорость роста, % 0,58 0,60 0,37 Коэффициент массонакопления, ед. 0,04 0,04 0,02 Среднесуточный прирост, г 1,99 1,93 0,95 * Различия достоверны при р ≤ 0,05. В ходе исследования прирост массы наблюдали во всех вариантах эксперимента. Лучшие показатели темпа роста молоди были получены при использовании корма с содержанием протеина 41 %. Прирост массы тела рыб в этом случае был выше в 2 раза, чем в экспериментальном варианте с минимальным содержанием протеина - 29 %. Данная закономерность наблюдалась и при анализе других массовых характеристик. Среднесуточная скорость роста при использовании комбикорма с содержанием протеина 41 и 33 % находилась на одном уровне - в пределах 0,58-0,60 ед. Продолжительность эксперимента составила 30 суток. Выживаемость во всех вариантах эксперимента составила 100 %. Таким образом, по данным биологических показателей роста можно говорить об эффективности искусственных кормов, разрабатываемых на основе сырья местного происхождения, при добавлении их в рацион для молоди клариевого сома. При разработке схем кормления полноценными искусственными комбикормами осуществляется контроль за физиологическим состоянием рыб, определяемым полноценностью потребляемых кормов. Качество белкового компонента пищи, связанное со сбалансированностью его аминокислотного состава, а также перевариваемостью белка, определяет биологическую ценность продукта (рис. 1, 2). Рис. 1. Количество водорастворимого белка (с пересчетом на общий белок) в мышцах клариевого сома (к водорастворимым белкам относятся миогены А и В, миоальбумин, миопротеид. В мышцах рыбы они составляют 20-25 % от общего количества белков и входят в состав саркоплазмы) Высокая информативность показателей жирового (общие липиды) и белкового (водорастворимый белок) обмена мышц является характеристикой физиологического состояния организма рыб. Анализ накопления липидов и белка в тканях рыб позволяет дать оценку эффективности кормления [21]. Выращивание клариевого сома на искусственных комбикормах в условиях замкнутого водоснабжения отразилось и на результатах анализа биохимических параметров мышц клариевого сома. Количество общих липидов в мышцах клариевого сома находится на уровне 1,26 %, что свидетельствует о принадлежности клариевого сома к группе рыб с низкой жирностью (менее 5 %) и подтверждается литературными данными [22, 23]. Рис. 2. Аминокислотный состав мышц клариевого сома. * Незаменимые аминокислоты В экспериментальных образцах обнаружено 18 аминокислот с преобладанием треонина, который относится к группе незаменимых аминокислот, а также аргинина, серина и аспарагина из группы заменимых аминокислот. Анализ суммарного количества незаменимых и заменимых аминокислот не выявил достоверных отличий. На основании полученных результатов сомов всех вариантов можно отнести к группе высокобелковых и нежирных рыб. Заключение Таким образом, корма, которые применялись в процессе эксперимента, обладают высокой питательной ценностью, что подтверждается рыбоводно-биологическими показателями, а также физиолого-биохимическими показателями мышц клариевого сома. Результаты аминокислотного анализа мышечной ткани сома, который отражает общие тенденции метаболизма и динамику свободных аминокислот в тканях, свидетельствуют о сбалансированности применяемых кормов по аминокислотному составу. Динамика свободных аминокислот в тканях отражает общие тенденции метаболизма, следовательно, увеличение пула свободных аминокислот свидетельствует об усилении катаболических процессов и расщеплении белков как источника энергии или их использования в адаптивных перестройках метаболизма.
References

1. Regional principles for responsible aquaculture in the central Asia and Caucasus region. Bishkek: Food and Agriculture Organization of the United Nations. Bishkek, 2013. 32 p.

2. Sostoyanie mirovogo rybolovstva i akvakul'tury. Vozmozhnosti i problemy. Rim, 2014. 253 s.

3. Tehnicheskoe rukovodstvo FAO po otvetstvennomu rybnomu hozyaystvu. Razvitie akvakul'tury. Prilozhenie 6. Ispol'zovanie dikih rybnyh resursov dlya akvakul'tury, osnovannoy na vylove dikih gidrobiontov dlya vyraschivaniya v iskusstvennyh usloviyah. Rim, 2013. 115 s.

4. Smirnov A. V. Vyraschivanie tovarnoy sterlyadi v ustanovke zamknutogo vodosnabzheniya (UZV) / A. V. Smirnov, O. V. Perminova // Rossiya molodaya: peredovye tehnologii - v promyshlennost'. 2013. № 3. S. 54-57.

5. Ob utverzhdenii otraslevoy programmy «Razvitie tovarnoy akvakul'tury (tovarnogo rybovodstva) v Rossiyskoy Federacii na 2015-2020 gody»: Prikaz Ministerstva sel'skogo hozyaystva RF № 10 ot 16.01.2015 // URL: http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=EXP;n=613317.

6. Sklyarov V. Ya. Akvakul'tura yuga Rossii, perspektivy razvitiya / V. Ya. Sklyarov, L. G. Bondarenko, Yu. I. Kovalenko, V. I. Petrashov, A. V. Kashirin, E. N. Chernyh // Tr. VNIRO. 2013. T. 150. S. 50-56.

7. Servetnik G. E. Strategiya razvitiya rybovodstva v APK / G. E. Servetnik // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2008. № 10. S. 40-42.

8. Artemenkov D. V. Vyraschivanie klarievogo soma (Slarias gariepinus) na kombikormah s dobavkami probiotika «Subtilis» v usloviyah UZV: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk / D. V. Artemenkov. M., 2013. 23 s.

9. Spravochnik rybovoda. Innovacionnye tehnologii akvakul'tury yuga Rossii. Rostov n/D: Izd-vo YuNC RAN, 2013. 224 s.

10. Kovalev K. V. Tehnologicheskie aspekty vyraschivaniya klarievogo soma (Clarias gariepinus) v rybovodnoy ustanovke s zamknutym ciklom vodoobespecheniya (UZV): avtoref. dis.. kand. s.-h. nauk) / K. V. Kovalev. M., 2006. 21 s.

11. Vlasov V. A. Ispol'zovanie probiotika «Subtilis» v kachestve dobavki v kombikorm pri vyraschivanii klarievogo soma (Slarias gariepinus) / V. A. Vlasov, D. A. Artemenkov, V. V. Panasenko // Rybnoe hozyaystvo 2012. № 5. S. 89-93.

12. Vlasov V. A. Kakie kombikorma luchshe usvaivaet klarievyy som / V. A. Vlasov // Kombikorma. 2012. № 5. S. 67-69.

13. Kazakova L. H. Obmen makroelementov u klarievogo soma (Clarias gariepinus (Burshell, 1822) pri raznyh istochnikah ekzogennogo kal'ciya: avtoref. dis. … kand. biol. nauk / L. H. Kazakova. M., 2009. 23 s.

14. Filatov V. I. Tehnologicheskie aspekty vyraschivaniya afrikanskogo soma Slarias gariepinus v usloviyah zamknutogo cikla vodoobespecheniya / V. I. Filatov, E. A. Mel'chenkov, V. V. Priz, V. A. Slepnev // Rybnoe hozyaystvo. 2012. № 4. 2012. S. 88-91.

15. Fattalahi M. Rost afrikanskogo soma (Clarias gariepinus) v usloviyah ustanovki s zamknutym vodosnabzheniem (UZV) / M. Fattalahi, V. A. Vlasov // Problemy akvakul'tury: mezhvedom. sb. nauch. i nauch.-metod. tr. // URL: http://www.aqualogo.ru/book.

16. Pravdin I. F. Rukovodstvo po izucheniyu ryb / I. F. Pravdin. M.: Pisch. prom-st', 1966. 376 s.

17. Castell J. D. Report of the EIFAC, IUNS and ICES Working Group on the standartization of the methodology in fish nutrition research (Hamburg, March 21-23, 1979) / J. D. Castell, K. Tiews // EIFAC Tech. Pap. 1979, 36, pp. 1-24.

18. Kupinskiy S. V. Raduzhnaya forel' - predvaritel'nye parametry standartnoy modeli massonakopleniya / C. V. Kupinskiy, S. A. Baranov, V. F. Reznikov // Industrial'noe rybovodstvo v zamknutyh sistemah: sb. nauch. tr. M.: VNIIPRH, 1985. Vyp. 46. S. 109-115.

19. Zollner N. Colorimetric method for determination of total lipids in serum / N. Zollner, K. Z. Kirsch // Z. Ges. Exp. Med. 1962. 135 : 545.

20. Sedov S. I. Nekotorye osobennosti zhirovogo i belkovogo obmena u kaspiyskogo tyulenya v estestvennyh usloviyah i pri eksperimental'nom golodanii / S. I. Sedov, V. D. Rumyancev, S. V. Krivasova, M. K. Yusupov // Energeticheskie aspekty rosta i obmena vodnyh zhivotnyh. Kiev: Nauk. dumka, 1972, pp. 198-200.

21. Metody biologii razvitiya. Eksperimental'no-embriologicheskie, molekulyarno-biologicheskie i ihtiologicheskie / pod red. T. A. Detlaf, V. Ya. Brodskogo, G. G. Gauze. M.: Nauka, 1974. 619 s.

22. Osibona A. O. Proximate composition and fatty acids profile of the African Catfish Clarias Gariepinus / A. O. Osibona, K. Kusemiju, G. R. Akande // Journal of Life and Physical Sciences, acta SATECH. 2009. Vol. 3, iss. 1. P. 89-94.

23. Rui Rosa. Nutritional quality of African catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822): a positive criterion for the future development of the European production of Siluroidei / Rosa Rui, Bandarra Narcisa M., Nunes Maria Leonor // International Journal of Food Science and Technology. 2007. Vol. 42, iss. 3. P. 342-351.