Текст произведения
(PDF):
Читать
Скачать
В биотехнологическом процессе разведения морских рыб обязательным звеном является применение живых кормов. По ряду причин анатомо-физиологического и биохимического характера пищеварительной и ферментативной систем личинки многих видов морских рыб, перспективных для марикультуры, такие как камбаловые, серрановые, кефалевые, первые 10-20 суток жизни не могут употреблять инертные (искусственные) корма. Они питаются только живыми организмами - инфузориями, коловратками, веслоногими и ветвистоусыми ракообразными, науплиями артемий, личинками моллюсков, полихет, остракод, балянусов и фитопланктоном. Изучение пищевой ценности живых кормов и различных искусственных кормовых режимов показало, что живые корма обладают необходимой питательной ценностью для роста и выживания рыб [1]. В марикультуре в качестве живого корма используют два беспозвоночных организма - жаброногого рачка Artemia sp. и коловраток рода Brachionus. Если культивирование коловраток и артемий применяется довольно широко, то описания эффективных способов массового выращивания морских и солоноватоводных инфузорий - стартовых кормов - в современных литературных источниках не встречается. В настоящее время при крупномасштабных работах для удовлетворения пищевых потребностей морских рыб в качестве стартового корма используют в основном природный зоопланктон [2]. В современный период разработаны методы промышленного разведения пресноводных инфузорий, для их выращивания применяют периодическое культивирование (или полунепрерывное) и накопительное [3]. Морские инфузории обладают высокой скоростью размножения, их часто используют как объекты биотестирования загрязненных морских вод. Кроме того, планктонные инфузории являются важнейшим звеном в гетеротрофных цепях водоемов и принимают активное участие в процессах трансформации органического вещества, обладая при этом высокими продукционными возможностями. Доля инфузорий в суммарной биомассе зоопланктонного сообщества в морях и океанах составляет от 5 до 10 % [4, 5]. Попытки промышленного способа выращивания морских простейших начались за рубежом с 70-х гг. XX в. Культивируемыми видами являлись ресничные инфузории родов Euplotes, Favella, Tintinnopsis [6]. Методы выращивания морских инфузорий опираются на микробиологические методические разработки по культивированию простейших. Для их кормления используют сенной настой, кормовые и пекарские дрожжи, микроводоросли и различные питательные добавки в виде солей химических веществ, полисахариды, аминокислоты, витамины, ферменты [7, 8]. Задачей представляемой работы был анализ собственных материалов по культивированию инфузорий. Необходимо было сравнить эффективность действия питательных смесей различного состава и кормовых дрожжей на рост популяций инфузорий. Материал и методы исследований Приведены результаты исследований по массовому культивированию инфузорий на научно-исследовательской базе «Заветное» (Керченский пролив) за период с 2008 по 2019 г. Материалом для исследований служили 3 вида инфузорий: Euplotes affinis Dujardin, 1842; E. charon O. F. Müller, 1786; Mesodinium pulex Claparede et Lachmann, 1858. Все три вида культивируемых инфузорий - планктонные инфузории, эвригалинные и эвритермные, свободноживущие. Размножаются делением надвое, способны к конъюгации. При неблагоприятных условиях образуют цисты покоя. По типу питания миксотрофы. Маточные культуры организмов выделяли из солоноватоводных водоемов, расположенных вдоль побережья Керченского пролива. Культуры зоопланктеров отбирали с помощью гидробиологических сачков из газ-мельничного сита № 77. Для культивирования использовали различные пластиковые емкости: стандартные рыбоводные лотки (4,5 × 0,68 × 0,45 м), емкости объемом от 100 л до 6 м3. Емкости оборудованы для водоподачи и слива. Использовали воду из Керченского пролива. Перед заселением гидробионтов емкости обрабатывали раствором фуразолидона концентрацией 0,5 мг/л. Выращивание проводили под навесом и на открытом пространстве, в условиях окружающей среды. Емкости для культивирования имели естественное освещение днем и искусственное ночью - галогеновыми и люминесцентными лампами мощностью до 300 Вт. Сбор зоопланктона и камеральную обработку проб проводили по стандартным методикам [9, 10]. В зависимости от концентрации инфузорий в пробе производили разбавление пробы профильтрованной водой соответствующей солености в 2-50 раз. Для определения видовой принадлежности инфузорий окрашивали 0,1-0,5 %-м водным раствором азотнокислого серебра либо раствором Люголя (0,5 г кристаллического йода и 0,5 г йодида калия в 100 мл воды), либо слабокислым раствором Конго красного (рН = 5,2). Подсчет количества микроводорослей проводили в камере Горяева по методике ВНИРО [11]. Для поддержания кислородного режима в емкостях применяли аквариумные компрессоры и пластиковые распылители. Барботаж культуральной среды сжатым воздухом осуществляли круглосуточно, каждые 5-7 суток проводили замену 1/3 части культуральной среды свежей морской водой и частичную чистку дна емкостей. Зоопланктон культивировали накопительными (культивирование партиями) и полунепрерывными способами. На дно бассейнов вносили кораллово-ракушечные фракции в количестве 5-7 кг/м2. Плотность засева маточной культуры составляла: у E. affinis - 5-10 экз./мл, у E. charon и M. pulex - 1-2 экз./мл. Кормом служила питательная смесь. В контрольных емкостях в качестве корма для инфузорий применяли кормовые дрожжи и рыбный комбикорм - по 100-300 г/м3. Получаемую сырую биомассу инфузорий использовали для кормления личинок пиленгаса и черноморского калкана. Культивирование инфузорий проводили в весенний и осенний периоды (апрель-май и сентябрь-октябрь). Продукцию изымали с 5-х суток выращивания организмов. Плотность инфузорий приведена для поверхностного слоя культуральной среды глубиной - 10-20 см. Интервалы средних гидрохимических показателей водной среды при массовом культивировании инфузорий приведены в табл. 1. Таблица 1 Гидрохимические показатели водной среды при культивировании инфузорий Гидрохимический показатель Значение Температура, °С 8-20 Соленость, ‰ 14-20 Содержание растворимого в воде кислорода, мг/л 3-8 Водородный показатель, рН 8,1-8,3 Содержание общего аммонийного азота, мкг∙ат./л 3-7 Содержание нитритного азота, мкг∙ат./л 2-6 Содержание нитратного азота, мкг∙ат./л 2-7 Нормы и периодичность внесения ингредиентов для приготовления питательной смеси при культивировании инфузорий на 1 м3 водной среды приведены в табл. 2. Таблица 2 Нормы и периодичность внесения ингредиентов (на 1 м3) для культивирования инфузорий Ингредиент Норма* Периодичность внесения Растительная зола (2008-2014)** 20-30 г Все составляющие ингредиенты вносятся в морскую воду, настаиваются не менее 5 суток. Полученная питательная смесь процеживается. Первая порция питательной смеси вносится за 15-20 суток до внесения маточной культуры и далее один раз в 5 суток в емкости и бассейны из расчета 0,1-0,2 л на 1 м3 культуральной среды. Натрий азотнокислый - NaNO3 (2008-2019) 10 г Крахмал картофельный, амилодекстрин, (С6Н10О5)n (2008-2019) 5 г Кормовые дрожжи - Torulopsis utilis (2008-2019) 10 г Кормовые витамины группы В (2008-2019) 0,5-1,0 г Глюкоза - C6H12O6 или Д-маннит, мальтоза, фруктоза, сахароза (2008-2014) 2-5 г Аминокислоты: метионин кормовой или лизин кормовой (2008-2014) по 10 мг Коровий навоз (2008-2014), конский навоз (2016-2019) *** Сено (2012-2019), сухая банановая кожура (2016-2019) *** 0,1-0,2 кг 0,1-0,2 кг Половина сырого куриного желтка, эмульгированного с 1 мл кукурузного масла и 10 мл коровьего молока (2012-2019) 2 мл Пищевой сахар (2014-2019) 10 г Микроэлементы химических солей железа, кобальта, марганца (2008-2019) по 0,1 мг Сухие рыбные комбикорма (2019-2019) 10 г * По достижении температуры культуральной среды выше 20 °С нормативы внесения ингредиентов рекомендуется уменьшить в 2 раза. По достижении численности инфузорий более 100 млн экз./л нормативы внесения ингредиентов рекомендуется увеличить в 2 раза. ** В круглых скобках указан период применения ингредиента. *** Взаимозаменяемые органические удобрения. Результаты исследований В предыдущих исследованиях было установлено следующее: - внесение питательной смеси позволяет проводить выращивание инфузорий даже при неоптимальном режиме температуры (8-15 °С); вносимые ингредиенты лучше усваиваются, потому что находятся в растворенном виде; размножение культуры популяций происходит без периодов конъюгаций, инфузории размножаются агамным способом; плотность организмов постоянно увеличивается, несмотря на ежедневное удаление 1/3 сырой биомассы; увеличение плотности популяции инфузорий происходит в течение длительного периода (от 10 до 45 сут); - питательные смеси необходимо вносить в выростные емкости за 15-20 сут до внесения маточной культуры; - для выращивания инфузорий следует применять кормовые витамины группы В, глюкозу, кормовой метионин, азотнокислый натрий, кормовые дрожжи и органические удобрения; на дно выростных емкостей следует вносить различные пористые структуры, которые выполняют роль механического фильтра и способствуют увеличению биомассы бактериопланктона. Использовали коралловый и ракушечные пески и фракции крупной ракушки (структурные прибрежные выбросы), выложенные на дно выростных емкостей. После непродолжительного контакта этих структур с морской водой (4-6 сут) и внесения питательной смеси на поверхности воды образуются обрастания - бактериальный слой; начинается бурное развитие фитопланктона и мелких бесцветных жгутиконосцев (Zooflagellata); вода культуральной среды становится более прозрачной, содержание кислорода увеличивается с 3-4 до 6 мг/л и выше. По мнению авторов, происходят следующие процессы: органические вещества поглощаются кораллово-ракушечной структурой, она действует как поглощающий механический фильтр, очищая культуральную среду, но также способствует развитию кормовой базы для выращиваемого зоопланктона, стимулирует развитие фитопланктона и простейших - жгутиконосцев и бактерий; - использование питательной смеси в качестве корма и кораллово-ракушечных фракций в качестве подстилающего слоя на дно бассейнов способствовало более интенсивному развитию фито- и бактериопланктона и увеличению плотности инфузорий; образуется трофическая цепочка: питательная смесь - фитопланктон - микрозоопланктон - мезозоопланктон [12-14]. Усредненный вариант изменения количественного состава микроводорослей при внесении питательной смеси графически представлен на рис. 1. y = 1,1124x2,5026 R2 = 0,9767 Рис. 1. Изменение количественного состава фитопланктона при внесении питательной смеси До внесения смеси плотность фитопланктона в ранневесенний период в Керченском проливе не превышает 0,5-2 млн кл/л при температуре водной среды от 8 до 14 °С. После 5-кратного внесения питательной смеси плотность микроводорослей увеличивается до 60 млн кл./л (20-е сутки). Численность фитопланктона достигает своего максимума (90-120 млн кл./л) на 35-40-е сутки, когда температура культуральной среды составляет 18-20 °С. При использовании в качестве корма только кормовых дрожжей фитопланктон развивается очень медленно, в количественном отношении с 1-х по 10-е сутки - от 0,5-1 до 2-4 млн кл./л. До применения питательных смесей морская вода обычно имеет светло-бурый цвет. В фитопланктоне по качественному составу преобладают в процентном отношении (до 40 %) диатомовые водоросли р. Navicula, Thalassiosira, Cyclotella, Synedra, Stephanodiscus, Nitzschia, Chaetoceros; Rhizosolenia; 30 % составляют динофитовые водоросли р. Peridinium, Ceratium, Exuviella, Prorocentrum; до 15 % - сине-зеленые водоросли р. Lyngbya, Cyanothece, Microcystis, Aphanothece, Gloeocapsa, Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria; 10 % - зеленые р. Platymonas, Dunaliella, Gonium, Chlorella, Oocystis, Ochromonas, Dinobryon. После 5-кратного внесения питательной смеси (20-е сутки выращивания) вода в бассейнах или прудах приобретает светло-зеленый цвет. Происходит изменение качественного состава: 45 % составляют зеленые и динофитовые водоросли, 30 % - диатомовые, 20 % - сине-зеленые водоросли. До 5 % от общего количества микроводорослей могут развиваться золотистые водоросли. При дальнейшем внесении питательной смеси количество зеленых и динофитовых водорослей увеличивается и на 40-50-е сутки выращивания инфузорий может достигать 80 % от общего состава фитопланктона. Усредненный вариант изменения качественного состава микроводорослей после внесения питательной смеси, используемой для кормления инфузорий, приведен на рис. 2. y = -3x + 44 R2 = 0,9 Рис. 2. Изменение качественного состава фитопланктона при внесении питательной смеси В мировой практике при выращивании зоопланктонных организмов для их кормления часто используют культивируемые микроводоросли. Применение питательной смеси приводит к сокращению экономических затрат, используемых для отдельного культивирования микроводорослей. Одновременно получаем обогащенных инфузорий, т. к. вследствие их способности к поглощению различных химических и биологических веществ не только ртом, но и всей поверхностью тела питательную ценность инфузорий можно легко изменять, применяя при выращивании различные ингредиенты [15]. Анализ материалов по массовому культивированию 3-х видов инфузорий выявил следующие закономерности: наращивание плотности инфузорий происходит независимо от состава корма; величина плотности инфузорий всегда зависит от состава питательной смеси. Максимальная плотность инфузорий, полученная при культивировании на питательных смесях, составила у вида Euplotes affinis 350 000 экз./мл, у Euplotes charon - 15 000 экз./мл; Mesodinium pulex - 28 000 экз./мл. За период выращивания культур с применением в качестве корма только кормовых дрожжей результаты по максимальной плотности инфузорий в разы меньше: Euplotes affinis - 12 500 экз./мл; Euplotes charon - 1 600 экз./мл; Mesodinium pulex - 1 800 экз./мл. Лучшие результаты по наращиванию плотности инфузорий были получены в емкостях, где в качестве корма применяли питательную смесь, в состав которой входили конский навоз и сухая банановая кожура. На втором месте по эффективности питательная смесь, в состав которой входил только конский навоз, на третьем - рыбный комбикорм с банановой кожурой. Представлены усредненные данные по динамике плотности инфузорий (табл. 3). Таблица 3 Динамика плотности инфузорий (экз./мл) в зависимости от состава питательной смеси Плотность инфузорий (min-max) в зависимости от корма (корм - питательная смесь с органическими удобрениями) Период культивирования, годы Плотность инфузорий (min-max) в зависимости от корма, без применения питательной смеси В составе смеси - коровий навоз E. affinis - 150 000-250 000 E. charon - 2 000-3 500 M. pulex - 18 000-22 000 В составе смеси - конский навоз E. affinis - 200 000-270 000 E. charon - 6 500-9 500 M. pulex - 20 000-25 000 В составе смеси - конский навоз и банановая кожура E. affinis - 250 000-350 000 E. charon - 9 000-15 000 M. pulex - 22 000-28 000 2008-2012 2013, 2016, 2017 2018-2019 Кормовые дрожжи E. affinis - 11 000-12 500 E. charon - 1 300-1 600 M. pulex - 1 500-1 800 Кормовые дрожжи и банановая кожура E. affinis - 50 000-100 000 E. charon - 2 000-5 000 M. pulex - 500-8 000 Рыбный комбикорм и банановая кожура E. affinis - 80 000-150 000 E. charon - 5 000-8 000 E. charon - 6 000-10 000 Использование питательной смеси в качестве корма и кораллово-ракушечных фракций в качестве подстилающего слоя на дно бассейнов способствовало более интенсивному развитию фитопланктона и нарастанию плотности инфузорий. Заключение Способы, нормативы внесения, применение удобрений, микроэлементов в рыбоводстве начали разрабатывать еще вначале XX в., но до сих пор остается дискуссионным вопрос о режиме и формах внесения удобрений в воды повышенной минерализации. В своих работах по массовому выращиванию инфузорий мы выбрали способ одновременного внесения органических и неорганических удобрений, микроэлементов и биогенных добавок в виде питательной смеси. Прямое внесение в морскую воду различных ингредиентов не приводило к эффективным результатам. Установлено, что внесение в морскую воду питательных смесей, основой которых являются минеральные и органические удобрения с различными химическими и биологическими ингредиентами, позволяет проводить промышленное культивирование морских и солоноватоводных инфузорий при неоптимальном режиме температуры водной среды - в интервале от 8 до 20 °С [12-14]. Внедрение в практику рыборазведения предприятий рыбной отрасли и фермерских рыбоводческих хозяйств рекомендаций по массовому культивированию стартовых живых кормов для молоди ценных морских видов рыб позволит существенно повысить рыбопродуктивность внутренних солоноватоводных и морских водоемов, а также прибрежных акваторий Азово-Черно-морского бассейна за счет увеличения объемов выпуска качественной жизнестойкой молоди и последующего ее выращивания до промысловых размеров.