Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

PRIMARY PRODUCTION OF PONDS AND ITS TRANSFORMATION AT FISH CULTIVATION IN POLYCULTURE

Moruzi I.V. 1 Pischenko E.V. 1 Osintseva L.A. 1 Nezavitin A.G. 1 Miseyko G.N. 1
1 Novosibirsk State Agrarian University
В России основной культурой рыб, выращиваемой в рыбоводных прудах, является карп. Его выращивают чаще всего с кормлением комбикормами или зерном. Часть корма поступает в воду и служит частично органическим удобрением. При этом переваренные и непереваренные искусственные корма, используемые для карпа, входят в круговорот органического вещества в водоеме, стимулируют уровень развития зеленых водорослей, а они в свою очередь являются превосходной пищей для сиговых планктонофагов, к примеру пеляди (Coregonus peled (Gmelin)). Частично органическое вещество накапливается в воде прудов и может вызвать дефицит кислорода. Для оптимизации условий содержания в воду вносят известь в виде суспензии 1 раз в 3 дня. Все эти мероприятия направлены на то, чтобы создать в водоеме устойчивый уровень растворенного в воде кислорода не менее 4 мг/л, т.к. его содержание обеспечивает биологическую продуктивность водоема.
In Russia the basic culture of fish grown in fishing ponds is the carp. It grow more often with feeding by mixed fodders or grain. The feedstuff part arrives water and serves particulate as organic fertilizer. Thus digested and not digested artificial feedstuff used for a carp, enters into circulation organic in a basin, stimulates a level of development of cabbage-weeds, and they in turn are excellent nutrition for сиговых plankton-fag, for example peled (Coregonus peled (Gmelin). Particulate organic substance is accumulated in water of ponds and can call deficiency of oxygen. For optimisation of conditions of the content in water lead lime in the form of suspension of 1 times in 3 days. All these measures are directed on creating in a basin stable level of the oxygen solved in water not less than 4 mg/l since its content ensures a biological effeciency of a basin.
ponds
carp
peled
feeding
mixed fodder
a primary production
oxygen
water
a zooplankton
zoobenthos
fish capacity
1. Androsova E. O vlijanii udobrenij na fitoplankton vyrostnyh prudov Kemerovskogo rybopitomnika // Rybnoe hozjajstvo vodoemov juzhnoj zony Zapadnoj Sibiri. Novosibirsk, 1969. рр. 118–129.
2. Bening A.L. Kladocera Kavkaza. Tbilisi: Gruzmed-giz, 1941. 384 р.
3. Vinberg G.G. Pervichnaja produkcija vodoemov. Minsk.: Izd-vo AN BSSR, 1965. 329 р.
4. Zlokazov V.N. Osobennosti jekologii karpa i biotehnika prudovogo rybovodstva v juzhnyh rajonah Zapadnoj Sibiri: avtoref. dis. … kand. biol. nauk. L., 1968. 24 р.
5. Ivanova Z.A., Moruzi I.V., Ogneva R.I. Sposob udobrenija rybovodnyh prudov // Patent SU 1199223. 1983.
6. Joshev L. Osnovy gidrohimicheskih pokazatelej i tehnologicheskoe znachenie za intensivnoe rybovodstvo // Rybnoe stepanstvo. 1979. no. 8. рр. 8–9.
7. Konenko G.D., Pidgajko M.L., Radzinskij D.O. Stavki lisostepovih, stepovih na girskih rajoniv v Ukraini. Kiev: Naukova dumka, 1965. 143 р.
8. Kudlina E.A. Peljad v ozerah Omskoj oblasti // Vodoemy Sibiri i perspektivy ih rybohozjajstvennogo ispolzovanija. Tomsk, 1973. рр. 88–89.
9. Moruzi I.V., Pishhenko E.V. Jeffektivnost vyrashhivanija ryb v polikulture v karpovyh rybovodnyh prudah juga Zapadnoj Sibiri // Mezhdunarodnaja nauchno-prakticheskaja konferencija .Akvakultura Evropy i Azii: realii i perspektivy i sotrudnichestva. Ulan-Ude, oz. Bajkal, 1–7 avgusta 2011. рр. 129–131.
10. Moruzi I.V., Moiseev N.N., Pishhenko E.V., Ivanova Z.A., Kostomahin N.M. Rybovodstvo: uchebnik dlja vuzov. M.: Kolos, 2010. рр. 295.
11. Moruzi I.V., Kropachev D.V., Pishhenko E.V., Sevasteev S.V. Zooplankton malyh ozer Krasnozerskogo rajona Novosibirskoj oblasti // Vestnik Novosibirskogo gosudarstvenogo agrarnogo universiteta. Novosibirsk, 2011. Vyp. 3(15). рр. 88–92.
12. Sjara Ja.I. Osobennosti gidrohimicheskogo rezhima prudov s uplotnennnymi posadkami ryb (na primere opytnogo hozjajstva v «Velikij Ljuben») // Rybnoe hozjajstvo. Kiev, 1975. рр. 51–55.
13. Rylov V.M. Svobodnozhivushhie veslonogie rakoobraznye (Copepoda) // Zhizn presnyh vod. 1940. T. 1. рр. 373–380.
14. Toporkov I.G. Itogi izuchenija biologii molodi bajkalskogo omulja // Gidrobiologicheskie issledovanija v Vostochnoj Sibiri. Irkutsk, 1977. рр. 91–98.
15. Feldman M.B., Suhovij A.V. Vlijanie mineralnyh udobrenij na gidrohimicheskij rezhim prudov // Pervichnaja produkcija morej i vnutrennih vod. Minsk, 1971. рр. 165–172.

Традиционной культурой, выращиваемой в рыбоводных прудах России, является зеркальный карп (Cyprinus carpio. L.). Остатки кормов, используемых для его кормления, частично поступают в воду и служат органическими загрязнителями воды. Для рыбоводства используются пруды образованные перегораживанием рек, вода из таких прудов сливается в реки и вызывает повышение уровня эвтрофикации вод. С целью повышение уровня трансформации органического вещества возможно выращивание рыбы в поликультуре. При этом переваренные искусственные корма, используемые для карпа, входят в круговорот органического вещества в водоеме, стимулируют уровень развития зеленых водорослей, а они в свою очередь являются превосходной пищей для сиговых планктонофагов, к примеру пеляди (Coregonus peled (Gmelin)). Наивысших результатов удается достичь при одновременном внесении минеральных удобрений и извести. Норма внесения рассчитывается с учетом суммы солей азота 2 мг/л, солей фосфора (P2O5) 0,5 мг/л и извести (CaO) 80–100 мг/л [5].

Цель работы – установить взаимосвязь между уровнем развития первичной продукции, кислородным режимом и температурой воды и рыбопродуктивностью.

Материалы и методы исследования

Исследования были проведены на нагульных прудах рыбхоза «Зеркальный» Павловского района Алтайского края. Кислородный режим был изучен при его определении 3 раза в день. Первичная продукция изучалась скляночным методом по методике в кислородной модификации Г.Г. Винберга [3]. Биомасса зоопланктона изучалась по общепринятым методикам с использованием определителей А.А. Бенинга [2], В.М. Рылова [12]. Количественная обработка проведена по Богорову и Гензену (цит. Морузи, Моисеев, Пищенко, Костомахин [10]).

Результаты исследования и их обсуждение

Алтайский край расположен на юге Западной Сибири, климат здесь резко континентальный с суровой и продолжительной зимой до 8 месяцев и низкими температурами до – 40–45 °C и коротким (100–120 дней) жарким летом. Период с температурой воды выше +20 °C составляет от 25 до 50 дней. Сумма тепла положительных температур 1800-2280 градусодней. Количество биогенных веществ в естественных водах невелико. Оно колеблется в пределах солей азота от 0,01 до 1 мг/л, фосфатов около 0,027 мг/л, кальция (CaO) до 25–30 мг/л. Рыбоводные карповые пруды в зоне Алтайского края имеют ряд экологических особенностей. Это небольшие по площади, мелководные, хорошо прогреваемые, периодически осушаемые, водоемы с высокой загруженностью органическим веществом (окисляемость от 30 до 60 мгО2/л и выше). При высоком уровне интенсификации кислородный режим приобретает первостепенное значение. Особое значение имеет кислородный режим при выращивании сиговых рыб, чувствительных к количеству растворенного в воде кислорода. Пороговая концентрация кислорода для байкальского омуля лежит в пределах от 2,5 до 3,6 мг/л, для пеляди – от 1,5 до 2,2 мг/л и зависит от возраста рыб и температуры воды [11, 13].

Особенности кислородного баланса рыбоводных прудов в ряде регионов изучали многие авторы. В Западной Сибири аналогичные исследования проводили В.Н. Злоказов [4], З.А. Иванова, И.В. Морузи, Р.И. Огнева [5].

Отмечается неустойчивость кислородного режима рыбоводных прудов Морузи 2004, 2011 [8, 9]. В течение лета бывает два минимума концентрации растворенного в воде кислорода – в конце июля и начале августа. Изучение динамики кислородного режима и процессов фотосинтеза водорослей позволило установить, что вода получает 80 % растворенного в ней кислорода за счет фотосинтеза, Морузи и др. 2010, 2011 [3, 15, 16]. В рыбоводных прудах удается поддерживать необходимые гидрохимические нормативы только при внесении минеральных удобрений. Частота внесения 3 дня. Гашеную известь вносят в виде суспензии, расчет нормы внесения рассчитывается из биологической потребности по результатам химического анализа, в среднем на гектар вносят 80–120 кг. Однако норма азота до 2 мг/л поддерживается устойчиво, а норма фосфатов всегда низкая, в среднем 0,019 мг/л (табл. 1).

Все эти мероприятия направлены на то, чтобы создать в водоеме устойчивый уровень растворенного в воде кислорода не менее 4 мг/л.

Наши наблюдения за кислородным балансом прудов показали, что для него характерно резкое падение во второй и третьей декадах июля и в конце августа.

Отмечается взаимосвязь между величиной первичной продукции и содержанием растворенного в воде кислорода (рис. 1 и 2). В июне-июле величина первичной продукции наибольшая, в это время отмечается наиболее высокая концентрация кислорода в воде. В первой декаде августа значение этих величин снижается. Причем имеют место различия по прудам, которые удобряли неодинаково.

Таблица 1

Количество солей азота и фосфора в воде рыбоводных прудов, мг/л

Ингредиенты

Неудобряемые

Удобряемые

M ± m

M ± m

Сумма солей азота (нитриты, нитраты, аммиачный азот)

0,162 ± 0,016

1,25 ± 0,21

Фосфаты (Р2О5)

0,027 ± 0,02

0,019 ± 0,0003

pic_21.wmf

Рис. 1. Первичная продукция удобряемого пруда

pic_22.wmf

Рис. 2. Первичная продукция удобряемого пруда

В июне-июле систематически вносили в пруды комплекс удобрений (азот, фосфор, кальций). Затем с начала августа и до конца сезона в один из прудов удобрения не вносили (рис. 1), а в другой пруд удобрения вносили равномерно до конца сезона (рис. 2).

Снижение интенсивности фотосинтеза к началу августа связано в неудобряемых нагульных прудах с отмиранием сине-зеленых водорослей, что отмечала и Е.Я. Андросова [1] для выростных прудов. В это время наблюдается наиболее низкое содержание растворенного в воде кислорода. В пруду, в который вносили удобрения (№ 1) с 10 августа отмечаем новый прирост первичной продукции, связанный, видимо, с пополнением биогенными веществами при удобрении.

Резкое снижение количества растворенного в воде кислорода в конце июля – начале августа весьма характерно для эвтрофных водоемов и прудов в других географических зонах [6, 15].

Наименьшее содержание кислорода в воде при изучении суточного хода кислородного режима в удобряемых прудах отмечалось нами в среднем от 22 до 6 часов (табл. 2).

Утреннее повышение кислорода в воде начинается в 8 часов, и наивысший подъем бывает в 14–18 ч, а затем снижение. В июне-июле резкое падение количества растворенного в воде кислорода ночью не отмечалось. Количество растворенного в воде кислорода определяет биологическую продуктивность водоема. Он обеспечивает сбалансированный уровень развития и потребления органического вещества на разных трофических уровнях в водоеме. Являясь необходимым условием существования рыбы как конечной продукции водоема, кислород входит в диалектически связанную цепь (пища – кислород – промысловая продукция). Накопление органического вещества в водоеме сопровождается потреблением кислорода на окислительные процессы при минерализации органического вещества. При умеренном накоплении органических веществ биологическая продуктивность водоема возрастает. Переход накопления органических веществ через некоторую критическую точку в корне меняет кислородный режим, уменьшает кормность, снижает биологическую продуктивность. Все это делает необходимым тщательное изучение особенностей кислородного режима рыбоводных прудов, вода которых имеет высокую степень насыщения органическими веществами.

Интенсивность продукционных процессов рассматривалась нами во взаимосвязи с интенсивностью фотосинтеза. Применение рекомендуемой технологии применения удобрений обеспечивает высокий уровень фотосинтеза в воде прудов. Наша работа была проведена с учетом того, что мы знали – кислородный баланс прудов резко понижается во второй или третьей декаде июля и в конце августа. Эта особенность характерна для эвтрофных водоемов в других географических зонах этих широт.

В удобряемых прудах валовая суточная первичная продукция составила в июне 5,54 мгO2/л, в июле – 8,87, августе – 8,79 и сентябре 1,56 мгO2/л (табл. 3).

Наиболее высокой продуктивностью отличаются водоемы, в которых имеется очаг постепенного поступления питательных веществ в биогенный круговорот. При возрастающем выходе рыбной продукции, из водоема извлекается большое количество биогенных веществ. При выращивании рыбы ставится главная задача – обеспечить экологическую систему прудов питательными веществами в количествах, необходимых для нормального обмена веществ в организмах рыб. При этом биогенные вещества должны поступать непрерывно и в достаточных количествах. При этой технологии ускоряется процесс минерализации органических веществ и способствует реаэрации воды и ускоряется круговорот азота, фосфора, углерода и кальция, необходимых для ускоренного прироста микроводорослей, водных беспозвоночных и рыб. Нами установлено, что коэффициент корреляции между количеством кислорода, растворенного в воде, и кальцием колеблется в пределах 0,45–0,81. Систематическое применение извести в карповых прудах позволяет поддерживать оптимальный кислородный режим в прудах. Он обеспечивает достаточно высокий уровень развития гидробионтов в различных биотопах пруда. О высоком уровне развития микроводорослей, которые служат пищей ракообразным и частично зообентосу, говорит высокий уровень продукции фотосинтеза, равный 2463–4279 ккал/м2. Фитопланктон был представлен в основном зелеными и диатомовыми водорослями. Количество фитопланктона обеспечивало высокий уровень развития зоопланктона и зообентоса. Биомасса зоопланктона в прудах была в пределах 4,72–22,19 г/м3 (табл. 4).

Таблица 2

Суточный ход кислородного режима нагульного пруда рыбхоза «Зеркальный» Павловского района Алтайского края

Часы

Содержание кислорода в воде, в мл/л

Ʃ

M ± m

Σ

Сv, %

30.6.81

15.7.81

5.8.81

17.8.81

10.9.81

0

7,47

7,59

2,65

5,04

6,42

29,17

5,83 ± 0,37

0,82

14,07

2

6,81

7,01

4,05

5,24

6,42

29,53

5,91 ± 0,22

0,49

8,30

4

6,03

7,12

4,05

6,45

6,18

29,83

5,96 ± 0,23

0,51

8,56

6

4,19

7,24

4,25

6,75

6,95

28,38

6,68 ± 0,23

0,51

8,98

8

3,67

6,77

4,38

6,85

7,14

28,81

5,76 ± 0,26

0,58

10,07

10

4,45

8,06

4,78

7,35

7,14

31,18

6,24 ± 0,28

0,60

9,62

12

4,85

6,66

5,58

8,06

5,47

30,62

6,12 ± 0,24

0,54

8,82

14

4,98

8,18

6,50

8,48

6,66

34,79

6,56 ± 0,25

0,58

8,33

16

5,93

7,01

6,77

9,47

8,57

37,75

7,75 ± 0,26

0,59

7,81

18

5,34

7,94

4,91

9,87

9,52

37,58

7,52 ± 0,37

0,83

11,04

20

7,42

8,41

3,18

6,04

10,23

35,28

7,06 ± 0,53

1,18

16,71

22

7,47

7,94

3,05

6,04

7,62

32,12

6,42 ± 0,37

0,82

12,77

24

7,47

7,59

2,64

5,04

6,42

29,17

5,83 ± 0,37

0,82

14,07

Таблица 3

Продукция фитопланктона нагульных прудов Павловского района Алтайского края

Месяц

В сутки

В месяц

млО2 /л

мгО2 /л

ккал/м2

ккал/м2

г/м2

кг/га

кг на пруд

Пруд № 1

Июнь

5,54

7,79

27,09

818,70

233,7

1271,5

76290

Июль

8,87

12,39

43,41

1330,86

371,7

2493,0

149580

Август

8,79

12,56

44,00

1348,56

376,8

2544,0

152640

Сентябрь

1,56

2,23

7,81

781,0

22,3

15,0

936

Валовая продукция 4279,12

Пруд № 4

Июнь

6,38

10,54

36,99

1109,70

316,2

2146,6

75127

Июль

5,59

7,99

28,04

814,20

249,7

1608,0

56260

Август

2,65

3,79

13,30

399,0

113,7

783,0

27406

Сентябрь

0,93

1,33

4,67

140,10

13,3

88,0

308

Валовая продукция 2463,00

Таблица 4

Биомасса зоопланктона в исследованных прудах

Виды доминанты

Численность, экз./м3

Биомасса, г/м3

Встречаемость, %

Индекс встречаемости

Пруд № 1

Daphnia pulex

10441

1,02

56,3

57,43

D. longispina

453497

3,16

95,3

301,15

Cyclops strenuus

31080

0,31

96,9

30,04

Arctodiaptomus bacilifer

12141

0,23

95,3

21,92

Сумма

4,72

410,54

Пруд № 4

Daphnia pulex

27965

16,68

73,33

1221,63

D. longispina

42994

2,91

93,33

271,59

D. cucullata

52850

1,73

66,67

115,33

Сeriodaphnia quadrangular

12136

0,21

100

20,63

Bosmina longilostris

190133

0,42

100

41,82

Cyclops strenuus

36334

0,26

93,33

24,00

Сумма

22,19

1683,00

Высокий уровень развития зоопланктона дал возможность выращивать совместно с карпом пелядь товарной массой до 30–50 г. Плотность посадки карпа 5–8 тыс. га и личинок пеляди 5–10 тыс./га. При этом рыбопродуктивность карпа 952–1800 кг/га и пеляди 48–200 кг/га.

Карпа перестают кормить с 15 сентября при установлении дневной температуры воды +10 °C. В это же время пелядь продолжает активно питаться зоопланктоном, снижая поступление органики в биогенный круговорот за счет прироста собственной массы. Трансформация органического вещества в воде прудов при выращивании рыбы в поликультуре достаточно высокая за счет интенсивного потребления органического вещества гидробионтами и выноса органического вещества с выловленной рыбой. Таким образом, уровень накопления органики в воде снижается. Качество сбросной воды из прудов незначительно отличается от качества воды в принимающих реках.

Применение технологии совместного выращивания карпа и пеляди способствует самоочищению воды в рыбоводных прудах и снижает антропогенное влияние на реки. Её применение делает возможным получать 1000–2000 кг с гектара товарной рыбы.

Выводы

1. Применение извести ускоряет процесс минерализации органических веществ и способствует реаэрации воды, ускоряется круговорот азота, фосфора, углерода и кальция, необходимых для ускоренного прироста микроводорослей, водных беспозвоночных и рыб. Коэффициент корреляция между количеством кислорода, растворенного в воде, и кальцием колеблется в пределах 0,45–0,81.

2. Фитопланктон был представлен в основном зелеными и диатомовыми водорослями. Количество фитопланктона обеспечивало высокий уровень развития зоопланктона и зообентоса. Биомасса зоопланктона в прудах была в пределах 4,72–22,19 г/м3, зообентоса – 94,95 г/м2.

3. Высокий уровень развития зоопланктона дал возможность выращивать совместно с карпом пелядь товарной массой до 30–50 г. Плотность посадки карпа 5–8 тыс. га и личинок пеляди 5–10 тыс./га. Рыбопродуктивность карпа 952–1800 кг/га и пеляди 48–200 кг/га.

Рецензенты:

Веснина Л.В., д.б.н., профессор, директор, Алтайский филиал Госрыбцентра, г. Барнаул;

Романов В.И., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой гидробиологии и ихтиологии, Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск.

Работа поступила в редакцию 18.03.2015.