Определение оптимальных плотностей посадки форели по кислородному балансу

 

Однако вопрос о максимально допустимой плотности посадки следует решать применительно к каждому конкретному хозяйству, исходя из имеющихся условий и возможностей. Для решения этого вопроса мы избрали метод составления баланса кислорода в прудах и других выростных сооружениях, исходя из того, что кислород обычно является основным фактором среды, лимитирующим плотность посадки рыбы и ее рост. Уровень потребления кислорода рыбой является объективным показателем интенсивности обмена веществ в ее организме и тесно связан с другими факторами среды, особенно с температурой воды. Ф.Я.Механик (1957) и Т.И.Привольнев (1969) уделяют большое внимание влиянию кислородного режима на рост форели, отмечая, что при повышении содержания растворенного в воде кислорода с 3–4,4 до 6,7–8мг/л прирост у мальков радужной форели повышается в 1,7 раза, а до 9,7–11,3мг/л – в два раза. Оптимальной считается концентрация кислорода в воде выше 6мг/л, перенасыщение воды кислородом до 30–35мг/л, по некоторым данным, вредного влияния на оксифильную рыбу – форель не оказывает, если нет выделения пузырьков кислорода. Минимально допустимым для форели старше 5 месяцев считают содержание растворенного в воде кислорода на уровне 4–5мг/л, дальнейшее снижение вызывает угнетение дыхания и роста форели.

Продукты жизнедеятельности форели – углекислота, аммиак, мочевая кислота – в незамкнутых системах обычно не достигают критических концентраций и удаляются проточной водой. Предельная концентрация углекислоты для форели находится в пределах 40–60мг/л (Поляков, 1950; Орлов и др., 1974). Углекислота из воды не только удаляется при аэрации, но мгновенно связывается аммиаком, образуя карбонат аммония по схеме СО₂ + Н₂0 = Н₂СО₃, Н₂СО₃ + 2NН₃ – > (NH₄)₂CO₃. Карбонат аммония легко выделяет молекулу аммиака, превращаясь в гидрокарбонат аммония – (NH₄)₂CO₃ – >NН₃ + (NН₄)НСО₃. Таким образом, аммиак и углекислота до некоторой степени нейтрализуют друг друга, хотя опасность выделения ядовитого аммиака постоянно присутствует.

Угнетение дыхания (аритмия) наблюдается у радужной форели при 36мгСО₂/л, нарушение равновесия – при 50–70мгСО₂/л, боковое или спинное положение – при 147мг/л (Строганов, 1962).

Из изложенного следует, что расчет плотности посадки форели по основному лимитирующему фактору – содержанию кислорода в воде – для обычных форелевых садков и прудов вполне оправдан. Нами (Лавровский, 1974) предложено уравнение кислородного баланса в проточных прудах, бассейнах и садках, в которых роль фотосинтеза в обогащении воды кислородом в отличие от непроточных карповых прудов практически равна нулю. Это уравнение может быть использовано для расчета плотности посадки в проточные сооружения любой рыбы: форели, карпа в термальных водах, сомика, угря и др. Уравнение имеет следующий вид;

O''2 - O'2=X+K+Y,

где O''2, – - количество кислорода в притекающей воде;

O'2 – количество кислорода в вытекающей воде:

X – биохимическое потребление кислорода растворенными в воде веществами (моча, слизь, выделения жабр, растворимые фракции кормов и экскрементов);

К – потребление кислорода рыбой; Y – поглощение кислорода донными отложениями.

Если поступающая в бассейн вода аэрируется, то левую часть уравнения можно записать как О112+Р–O12, где Р – количество кислорода, поступившее из атмосферы. В отличие от карповых прудов, где поступление кислорода из атмосферы в воду (+Р) может смениться его отдачей в атмосферу (–Р), в типичных форелевых прудах и бассейнах кислород только поступает из атмосферы, то есть Р всегда со знаком +.

Для определения параметров поглощения кислорода рыбой, донными отложениями и веществами, растворенными в воде, нами были поставлены опыты в аквариальной по общепринятой методике (Строганов, 1962, и др.). Для получения надежных результатов рассматривали поглощение кислорода донными отложениями (У) как сумму потребления кислорода илами (И), кормами (В) и экскрементами рыбы (Е), то есть У=И+В+Е.

Для расчетов баланса были определены опытным путем, а также собраны из различных литературных источников следующие данные.

Минимально допустимое содержание кислорода для форели, мг/л	6
Содержание кислорода в притекающей воде, мг/л	10
Потребление кислорода двухлетками радужной форели, мг/кг/ч	340
Поглощение кислорода иловыми отложениями, мг/м2/ч	120
гранулированными кормами ГосНИОРХ, мг/кг/ч	140
тестообразными кормами, мг/кг/ч	390
экскрементами форели (сухая масса), мг/кг/ч	94
Macca экскрементов от заданного корма, %	25

Поглощение кислорода растворенными в воде веществами (на 1кг рыбы) в сутки, мг/кг/ч 100

Все данные получены для верхней границы температурного оптимума радужной форели, когда окислительные процессы идут наиболее активно, то есть при температуре 16 – 18°. Приведем пример кислородного баланса, со ставленного для бассейна с рабочим объемом 1 м3, высокой проточностью 3 раза в час (водообмен 20 мин.), где содержится 25кг двухлетней форели. Приходная часть баланса в этом случае составит 12г O2/ч, а расходная представлена в таблице.

	г О2/ч	%
На дыхание форели	8,50	91,8
Поглощение илами	0,12	1,3
Поглощение размытыми кормами	0,23	2,5
Поглощение экскрементами	0,30	3,3
Поглощение веществами, растворенными в воде	0,10	1,1
Всего	9,25	100

Выяснилось, что при высоком уровне проточности, когда смена воды осуществляется 3 раза в час, часть кислорода не используется. Для полного его использования, сохраняя концентрацию не ниже 6мг/л, следует увеличить плотность посадки форели до 34кг/м³, то есть довести ее продукцию до 340т в пересчете на 1га. Повысив тем или иным способом содержание кислорода на притоке до 12мг/л (около 120% насыщения при 16°),можно уверенно выращивать до 48 – 49кг на 1 м3 бассейна (480–490т/га). Дальнейшее повышение плотности посадки, очевидно, возможно за счет увеличения проточности в бассейне. Так, увеличив водообмен в 2 раза – с 20 до 10 мин. (в ряде передовых форелевых хозяйств смена воды практикуется 6 раз в час), можно увеличить плотность посадки до 96 – 98, округленно до 100кг/м³, то есть получать до 1000т в пересчете на 1га прудов и бассейнов. Как уже упоминалось, столь высокие показатели были получены в практике форелеводства, хотя и в ограниченных масштабах. Для достижения подобных результатов в отечественном рыбоводстве необходимы дальнейшее повышение культуры рыбоводства, применение полноценных гранулированных кормов, автоматизация контроля за газовым режимом прудов, механизация и автоматизация кормления рыбы.

Из таблицы видно, что у двухлетней форели при температуре воды 16 – 18° расход кислорода на дыхание составляет примерно 91,8% всего количества, поглощенного в бассейне. С некоторым допущением эту величину мы используем в дальнейших расчетах, поскольку она характеризует наиболее высокий уровень обмена веществ у двухлетней радужной форели (рассчитана при потреблении 340мгО₂/кг/ч). Однако уровень обмена веществ у форели сильно колеблется в зависимости от возраста, температуры воды и других факторов. Так, по данным Е.К.Худабашевой (1971), двухлетки радужной форели при температуре 14,5° и концентрации кислорода 8–10мг/л потребляли в среднем 251мгО₂/кг/ч, а трехлетки – всего 218мгO₂/кг/ч. В тоже время сеголетки форели массой 0,14–0,37г при 15° потребляют 558–620мгО₂/кг/ч.

Сделав допущение, что в границах температурного оптимума (16–18°) поглощение кислорода форелью колеблется от 620мгО₂/кг/ч для сеголетков и до 220мгО₂кг/ч для трехлетков, а поглощение кислорода кормами, экскрементами и пр. остается примерно на одном уровне, мы рассчитали плотность посадки сеголетков и трехлетков в бассейн при тех же параметрах, что и для двухлетков, то есть при водообмене за 20 мин и плотности посадки 25кг/м³. В этом случае суммарное поглощение кислорода в бассейне, где содержатся сеголетки, составит 15,5г/ч и следовательно, превысит приходную часть баланса – 12г. Легко рассчитать, что в бассейне можно содержать не более 18,5кг/м³ сеголетков. В то же время при данном уровне проточности можно содержать до 48кг/м³ трехлетков форели, поскольку они используют на дыхание почти в 3 раза меньше кислорода, чем сеголетки. На дыхание сеголетков в данном случае пошло 95% кислорода, израсходованного в бассейне, а на дыхание трехлетков – 88%.

Сделав допущение, что двухлетняя форель потребляет 90% кислорода и около 10% идет на окисление органических веществ, содержащихся в бассейне, выразить следующим образом:

K=(O''2-O'2)x90/100,

или

K=(O''2-O'2)x9/10

В свою очередь, количество кислорода, пошедшее на дыхание рыбы, следующее: K=AxW,

где А – потребление кислорода рыбой, мг/кг/ч;

W – масса рыбы, содержащейся в 1 м³ бассейна, кг.

AxW=(O''2-O'2)x90/100

W=(O''2-O'2)x90/Ax100

Как упоминалось выше, на дыхание сеголетков расходуется до 95% кислорода. Следовательно, максимально возможная плотность посадки сеголетков (в кг/м³) может быть выражена так:

(O''2-O'2)x95/Ax100

Расчет приходной части баланса лучшевести на 1м³ бассейна или садка, где содержится рыба, с учетом показателяводообмена, то есть сменяемости воды в течение часа (0,5, 0,8, 2 раза и т. д.), а также допустимых пределов снижения содержания кислорода. Например, при двукратной смене воды в бассейне в течение часа, начальном содержании кислорода 11мг/л и конечном – 6мг/л

O''2-O'2=(11–6)x100лх2=10000мгО₂

Отсюда плотность посадки двухлетков:

(10000х90)/340х100=27кг/м³,

а плотность посадки сеголетков:

(10000х95)/620х100=15,3кг/м³

Итак, для определения максимальновозможной, в пределах оптимума, плотности посадки форели в садке или бассейне достаточно определить приходную часть баланса кислорода и потребление кислорода форелью определенного возраста и веса при оптимальной температуре воды. Кислородный баланс может быть уточнен для каждого форелевого хозяйства путем постановки относительно несложных опытовпо потреблению кислорода рыбой и веществами, растворенными в толще воды и отлагающимися на дне прудов и бассейнов. В сетчатых садках, откуда остатки кормов и экскременты выпадают на дно водоема, достаточно определить только две первые величины, так как уравнение кислородного баланса для садков; O''2-O'2=X+К. Величины, полученные для 1м³ садка илибассейна, следует умножить на величину емкости (в м³).

Инструкции и руководства по выращиванию радужной форели в садках не содержат указаний о методах определения уровня проточности в садках. А без знания фактического водообменаневозможно составить кислородный баланс. Известно, что при относительно низких плотностях посадки (800шт/м³ сеголетков и 10кг/м3 двухлетков) кислородный режим в садках не отличается от такового в водоеме, где они установлены (Михеев и др., 1967,1974). Высокая плотность посадки (100–120кг/м³ садка) возможна только при установке садков в проточных водоемах со скоростью течения 0,5–1м/сек. Если скорость течения меньше,проточность увеличивают при помощи насосов (Привольнев, 1974; Титарев,1974). В ГДР прибегают к аэрированию воды в садках.

Фактическую проточность в садках, незаполненных рыбой, можно определить при помощи гидрологических вертушек. Однако в эксплуатируемых садках на проточность сильно влияет интенсивное движение большой массы рыбы. Применение вертушек в этом случае исключено, так как создаются беспорядочные вихревые потоки.

Мы предлагаем определять проточность в зарыбленных садках при помощи красителей. Для этого необходимо изготовить небольшую модель садка рабочим объемом 1м³ и экран из полиэтиленовой пленки, закрывающий садок со всех сторон. Экран должен легко устанавливаться и сниматься с опытного садка. В садок помещают рыбу (при производственной плотности), а затем его последовательно отбуксировывают на участки с различной скоростью течения. Для установления уровня проточности на садок надевают полиэтиленовый экран так, чтобы не беспокоить рыбу, например, во время ее кормления. Затем вливают заранее приготовленный раствор стойкого, безвредного для рыб красителя, например малахитовый зеленый или тушь, и немедленно определяют его концентрацию в садке колориметрированием обычными методами. Экран удаляют и замеряют время, когда вода достигнет обычной окраски. В производственных условиях момент, когда вода примет обычную окраску, можно определять на глаз. Проделав ряд определений в местах установки производственных садков в различные периоды выращивания, можно с достаточной точностью определить уровень проточности в них. Проточность и кислородный баланс в садках, как и в бассейнах, следует определять с учетом наиболее неблагоприятных условий (штилевая погода, высокая температура воды, обрастание садков водорослями и т. д.), чтобы избежать заморов рыбы вследствие уплотненных посадок.

Предложенный нами метод определения проточности садках успешно применен сотрудником КрасНИИРХ в 1976г. Изучался водообмен в форелевых садках, установленных в Большом; Ставропольском канале близ г.Черкесска, и в садках в сбросном канале Краснодарской ГРЭС. Скорость течения воды в каналах составляла 0,4–0,6м/сек. В форелевых садках в зависимости от места их расположения водообмен осуществлялся за 2,5–3 мин в первом случае и за 30–40 сек – во втором. В качестве красителя использовали малахитовый зеленый в дозе, рекомендованной для общепрофилактических ванн – 0,6г/м³. В качестве экрана разрезанный полиэтиленовый рукав. В.Я.Скляров считает возможным использовать данный метод для определения идентичности гидрологических условий в различных садках, установленных на одном участке водоема или канала.

Наш метод расчета плотности посадки форели и других рыб, безусловно, нуждается в усовершенствовании путем уточнения данных о потреблении кислорода рыбой и поглощении его размываемыми кормами и продуктами жизнедеятельности при различной температуре, содержании кислорода и в зависимости от влияния других факторов среды и состояния рыбы.

Однако этот метод является очень пластичным, доступным буквально для каждого рыбоводного хозяйства и позволяет объективно устанавливать максимально возможную в данных конкретных условиях плотность посадки (точнее продукцию) рыбы в садках, бассейнах и проточных прудах в тех случаях, когда отсутствует фотосинтез водорослей.

Внедрение данного метода будет содействовать дальнейшей интенсификации форелеводства и товарного рыбоводства на промышленной основе. Современные нормативы выращивания радужной форели в проточных прудах и бассейнах (Willogby, 1963; Лавровский, 1972; Канидьев и др., 1974) могут быть уточнены применительно к каждому хозяйству.

* Мы вынуждены употреблять общеизвестный термин "плотность посадки", хотя подразумевается плотность при облове рыбы из пруда или бассейна, то есть продукция с единицы объема.