GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
The paper gives the analysis of the influence of water temperature on the structure of metabolic energy in carp and silver carp of different age groups. The thermophilic species of carp and spotted silver carp cultivated in the polyculture with natural nutritive base served as the material for a research conducted in a hatchery “Individual Enterprise of Alekseeva M. V.” in Kuzovatovsky district of the Ulyanovsk region. Analysis of fish metabolic energy was made using the mean of live weight of yearlings and two-year-old species of carp and silver carp. As a result, there have been obtained the values of the metabolic energy in fingerlings and two-year-old species of carp and silver carp at different ranges of water temperature. Metabolism in carp and silver carp species being representatives of thermophilic fish is most effective at temperatures within +18-+30°С. The study showed that a decrease in water temperature by 5°C (from 20 to 15°C) causes a decrease in food activity, the daily feed intake of yearlings and two-year-old species of carp and silver carp decreased by 35-40%. Expense for the basal metabolism and growth did not change. Metabolic energy was used by 10.8-13,3.0 kJ less. Also, yearlings and two-year-old species of carp and silver carp spent less energy on motion activity than in the warmer water. Thus, under a decrease in the water temperature in the pond the costs of maintaining thermal homeostasis in fish increased, while the costs of basal metabolism, on the contrary, decreased. Situation is quite different when the water is warmed up.
carp, silver carp, energy consumption, energy exchange, water temperature, food activity, basal metabolism, motion activity
Совместное выращивание карпа с растительноядными видами рыб в настоящее время практикуется как ведущий способ повышения рыбопродуктивности. Применение поликультуры растительноядных рыб способствует воспроизводству кормов для других видов рыбы, в том числе и для карпа. Создаваемая в данных условиях экологическая среда оказывает непосредственное влияние на биоэнергетическое состояние водоемов [1–3].
Как и другие организмы, обитающие в воде, рыбы находятся в постоянном взаимодействии с абиотическими факторами среды. Параметры воды как внешней среды непосредственно влияют на все обменные процессы, происходящие в организме рыбы. Пойкилотермные организмы, рыбы особенно чувствительны к изменению температуры окружающей их воды [3, 4].
Обменные реакции обеспечивают использование пищевых компонентов для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах. Белки, жиры, углеводы в желудочно-кишечном тракте расщепляются до более простых веществ и поступают в кровь и ткани, где происходит дальнейшее превращение – аэробное окисление. В процессе этих превращений происходит использование продуктов окисления для синтеза аминокислот и других важных метаболитов. Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов: ассимиляции, объединяющей все реакции, связанные с синтезом веществ, их использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма, и диссимиляции, включающей реакции распада веществ, сопровождающиеся их окислением и выделением энергии [5–7].
Целью исследования явилось сравнительное изучение использования обменной энергии карпа и толстолобика, выращиваемых в поликультуре, под влиянием разных параметров температуры воды.
Объекты и методы исследований
Исследование проведено в условиях прудового хозяйства «ИП Алексеева М. В.» Кузоватовского района Ульяновской области в 2017 г.
Материалом для исследования послужили сеголетки и двухлетки карпа и пестрого толстолобика, выращенные в поликультуре с естественной кормовой базой. Для расчета обменной энергии у рыб использовали средние показатели живой массы. Вес рыбы в ходе исследований измеряли с помощью электронных весов.
Затраты энергии на основной обмен у рыб оценивались по показательной функции живой массы. Для рыб принято уравнение Р = 0,8 · М0,66, где Р – энергия основного обмена, ккал;
0,8 – коэффициент пропорциональности; М – живая масса рыбы, кг, в показательной степени 0,66 [8]. Определялись структура расхода обменной энергии на основной обмен, продуктивность и тепловой гомеостаз в удельном исчислении в кДж и ккал.
Результаты исследований
Биологическая функция процессов обмена сводится в основном к образованию веществ, необходимых для нормального функционирования организма, нейтрализации ядовитых соединений, возникающих в результате жизнедеятельности, а также совершению работы (мышечная, железистая, осмотическая, поддержание электрических потенциалов и т. п.).
Пища снабжает рыб химической энергией, которая преобразуется в организме рыбы в процессе обмена в другие виды энергии, например, в тепловую энергию.
Обмен веществ у рыбы, совершающей значительную мышечную работу, называют энергетическим обменом. Энергетический обмен как совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, необходим
рыбам для осуществления жизненных функций [8].
С рыбохозяйственной точки зрения весь обмен веществ рыбы может быть рассмотрен в следующих направлениях: обмен, идущий на поддержание организма, и обмен, идущий на прирост. Величиной прироста определяется эффективность рыбохозяйственных мероприятий, их экономическая целесообразность. Все усилия рыбовода направлены на то, чтобы наибольшая часть пищевых ресурсов водоема пошла на прирост, а наименьшая – на поддержание организма рыбы. Чтобы достичь наилучшего результата в этом направлении, необходимо знать не только физиологические и биологические особенности промысловой рыбы, но и те внешние условия, в которых она выращивается.
Особенно значимым природным фактором, влияющим на уровень обмена веществ рыбы, является температура водной среды. Обмен веществ у карпа и толстолобика как представителей теплолюбивых видов рыб наиболее эффективен при температуре от +18 до +30 °С. При изменении данных параметров пищевая активность теплолюбивых рыб ослабевает. При длительном понижении температуры воды рыбы должны не только располагать достаточным запасом жира как энергетического материала, но и сохранить нормальный обмен веществ в течение этого периода.
Структура расхода обменной энергии карпа и толстолобика при температуре воды +20 °С представлена в табл. 1.
Таблица 1
Структура расхода обменной энергии карпа и толстолобика
при температуре воды +20 °С
|
Показатель |
Сеголетки |
Двухлетки |
||
|
карп |
толстолобик |
карп |
толстолобик |
|
|
Живая масса, г |
34,6 ± 1,72 |
40,0 ± 1,81* |
592,0 ± 30,80 |
766,0 ± 41,70** |
|
Количество рыб в группе, шт. |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Потребность в корме, г/гол. |
2,0 |
2,4 |
12,0 |
15,0 |
|
Использовано обменной энергии: ккал кДж |
4,0 16,70 |
4,8 20,00 |
24,0 100,40 |
30,0 125,58 |
|
Основной обмен (ОО): ккал кДж % от ОО |
0,10 0,42 2,5 |
0,10 0,42 2,0 |
0,56 2,34 2,3 |
0,67 2,80 2,2 |
|
Затрачено на прирост: ккал кДж % от ОО |
0,43 1,80 10,70 |
0,38 1,60 8,00 |
6,90 28,80 28,75 |
6,90 28,80 23,00 |
|
Затраты на двигательную ккал кДж % от ОО |
3,47 14,52 86,7 |
4,32 18,00 90,0 |
16,54 69,23 69,0 |
22,43 93,90 74,7 |
* Р < 0,05; **Р < 0,01.
При сравнении расхода обменной энергии у двух видов рыб, карпа и пестрого толстолобика, установлено, что сеголетки толстолобика в сутки используют на 3,30 кДж больше энергии, при этом на основной обмен у них затрачивается одинаковое количество энергии – 0,42 кДж, тогда как на прирост сеголетки карпа используют на 2,7 % больше энергии по сравнению с данной возрастной группой толстолобика, что, возможно, связано с большей питательностью мяса карпа (112 ккал), чем у толстолобика (86 ккал). Однако на приспособительные реакции (теплопродукцию, двигательную активность и пр.) сеголетки толстолобика затрачивают энергии на 3,48 кДж больше по сравнению с данными затратами энергии у молодняка карпа.
При изучении возрастной динамики в потребности корма установлено, что она увеличилась у двухлетнего карпа в 6 раз, у толстолобика в 6,25 раз, до 12 и 15 г в сутки соответственно. Также наблюдается рост затрат энергии на основной обмен: у двухлетнего карпа данный показатель составил 2,34 кДж, у толстолобика – 2,8 кДж, что в 5,5–6,6 раз соответственно больше затрат энергии в мальковом возрасте.
Обращает на себя внимание значительный прирост продуктивного использования корма у двухлеток рыб: и у карпа, и у толстолобика этот показатель составляет 6,9 ккал, или 28,8 кДж энергии. Вместе с тем на прирост двухлетки карпа затрачивают 28,75 % от общей обменной энергии, а толстолобик 23,0 %, что на 5,75 % меньше по сравнению с затратами у карпа.
При изучении использования энергии на поддержание организма установлено, что в обеих группах у взрослой рыбы снизились затраты на теплопродукцию, двигательную активность
и другие приспособительные реакции (на 17,7 и 15,3 % у карпа и толстолобика соответственно). Однако у толстолобика затраты на данные виды энергии на 24,67 кДж больше, чем у карпа, что может быть связано с большей двигательной активностью в поисках корма.
Структура использования обменной энергии карпа и толстолобика при температуре воды + 15 °С представлена в табл. 2.
Таблица 2
Структура расхода обменной энергии карпа и толстолобика
при температуре воды + 15 °С
|
Показатель |
Сеголетки |
Двухлетки |
||
|
карп |
толстолобик |
карп |
толстолобик |
|
|
Живая масса, г |
34,6 ± 1,72 |
40,0 ± 1,81* |
592,0 ± 30,80 |
766,0 ± 41,70** |
|
Количество рыб в группе, шт. |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
Потребность в корме, г |
0,7 |
0,8 |
7,1 |
9,2 |
|
Использовано обменной энергии: ккал кДж |
1,4 5,86 |
1,6 6,70 |
14,2 59,44 |
18,4 77,02 |
|
Основной обмен (ОО): ккал кДж % от ОЭ |
0,10 0,42 7,10 |
0,10 0,42 6,25 |
0,56 2,34 4,00 |
0,67 2,80 3,64 |
|
Затрачено на прирост: ккал кДж % от ОО |
0,42 1,75 30,0 |
0,34 1,44 21,25 |
6,93 28,80 48,85 |
6,93 28,80 37,66 |
|
Затраты на двигательную активность и др.: ккал кДж % от ОО |
0,90 3,68 64,30 |
1,16 4,85 72,50 |
6,71 28,0 47,25 |
10,80 45,20 58,70 |
* Р < 0,05; **Р < 0,01.
При снижении температуры воды у теплолюбивых видов рыб уменьшается пищевая
активность. Из полученных результатов следует, что при снижении температуры воды на 5 °С суточное потребление корма у сеголеток и двухлеток исследуемых рыб уменьшилось на 35–40 %.
В свою очередь, обменной энергии было использовано меньше на 10,8–13,3 кДж (у двухлеток
на 41,0–48,5 кДж). Затраты на основной обмен и прирост практически не изменились. Вместе с тем энергии на двигательную активность и другие расходы затрачивается у сеголеток карпа и толстолобика 3,68 и 4,85 кДж соответственно, что меньше аналогичных затрат у этих рыб при более теплой температуре воды. Такая же тенденция наблюдается и у двухлеток исследуемых рыб.
Заключение
При изучении энергетических затрат карпа и толстолобика установлено, что при снижении температуры воды в пруду у карпа и толстолобика уменьшается пищевая активность и, соответственно, суточное потребление корма. Расходы энергии на двигательную активность у рыб также снижаются, что говорит об уменьшении активности карпа и толстолобика в поисках корма. В то же время при изменении температуры воды в пруду затраты энергии на основной обмен и прирост практически не изменились.
1. Bagrov A. M., Bondarenko E. A., Gamygin Iu. P. Tekhnologiia prudovogo rybovodstva [Pond fish farming technology]. Moscow, Izd-vo VNIRO, 2014. 358 p.
2. Gusarov G. N., Koriagina V. N. Prudovoe rybovodstvo [Pond fish farming]. Ul'ianovsk, Izd-vo UG-SKHA, 2013. P. 160.
3. Kalaida M. L. Biologicheskie osnovy rybovodstva: uchebnoe posobie [Biological grounds of fish farming: teaching guide]. Saint-Petersburg, Prospekt Nauki Publ., 2014. Pp. 222-223.
4. Kalaida M. L., Govorkova L. K. Metody rybokhoziaistvennykh issledovanii: uchebnoe posobie [Fisheries research methods: teaching aids]. Saint-Petersburg, Prospekt Nauki Publ., 2013. 288 p.
5. Mokhov B. P., Naumova V. V., Vasina S. B., Kir'ianov D. A., Shabalina E. P. Akvakul'tura - inno-vatsionnye podkhody k uvelicheniiu ryboproduktivnosti [Aquaculture: innovative approaches to increasing fish productivity]. Katalog nauchnykh razrabotok i innovatsionnykh proektov. Ul'ianovsk, Izd-vo Ul'ianovskogo GAU, 2015. P. 41.
6. Naumova V. V., Kir'ianov D. A., Sveshnikova E. V. Bezopasnost' sterliadi, vyrashchennoi v usloviiakh UZV [Safety of sterlet grown in conditions of water recycling system]. Vestnik Ul'ianovskoi gosudarstvennoi sel'skokhoziaistvennoi akademii, 2017, no. 4, pp. 81-86.
7. Ponomarev S. V., Grozesku Iu. N., Bakhareva A. A. Industrial'noe rybovodstvo [Commercial fisheries]. Saint-Petersburg, Lan' Publ., 2013. 420 p.
8. Faritov T. A. Kormlenie ryb [Fish nutrition]. Saint-Petersburg, Lan' Publ., 2016. 352 p.
