Рыбоводные показатели рыб при выращивании в аквопонике

В программе «Агробизнес- 2020» ставится задача довести объем производства товарной рыбы в республике к 2020 году до 15 тыс. тонн. В этой связи, исследования в области аквапоники является одной из важнейших задач для достижения установленных показателей. При адаптации и оптимизации технологических процессов, аквапоника может стать наименее затратным способом ведения комплексного сельского хозяйства.


Перспективное развитие рыбоводства возможно благодаря применению высокотехнологических и экономически выгодных методов, ведущих к получению высококачественной продукции данной отрасли. Одним из перспективных направлений аквакультуры является выращивание ценных видов рыб в УЗВ.
Однако, в процессе содержания рыб в устройствах замкнутого водоснабжения возникает вопрос о нейтрализации органических соединений (продуктов метаболизма рыб), накапливаемых в воде. Для решения данной проблемы используются различные оборудования (биологические фильтры).
Аквапоника - комбинированный метод выращивание рыб и растений совместно в рециркуляционной экосистеме с использованием природных бактериальных циклов для преобразования рыбных отходов в питательные вещества для растений. Это экологически чистый метод, который использует лучшие атрибуты аквакультуры и гидропоники без необходимости добавлять химические удобрения, выбрасывать воду или фильтрат [1,2,3,4].
Аквапоника - это система, где растения и рыбы выращиваются вместе в симбиозе. Продукты жизнедеятельности рыб обеспечивают питанием растения, а растения, в свою очередь фильтруют воду, которая возвращается к рыбам. Аквапоника является частью промышленного сельхозпроизводства и представляет собой симуляционную комбинированную экосистему автоматического и полуавтоматического контроля за состоянием водной среды, температуры и освещения, при автомеханическом гидропонном способе выращивания растений.
Симбиотическая составляющая аквапоники представляет собой симбиоз существования разводимых искусственным путём пресноводных животных, гидропонных культур сельскохозяйственных растений и колонии перерабатывающих органические остатки бактерий [5,6,7,8,9]. Научные исследования проводилась на базе научно- исследовательского центра "Рыбное хозяйство" Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина, г. Астана.
Материалом для исследования послужили объекты аквакультуры - сибирский осетр (Acipenser baerii), стерлядь (Acipenser ruthenus), клариевый сом (Clarias gariepinus), тиляпия (Tilapia) и карп (Cyprinus carpio carpio).
Для проведения экспериментальной работы были сконструированы установки для комбинированного выращивания рыб и растений в аквапонике: аквапонная установка в теплице и аквапонная установка в помещении (лаборатории НИЦ РХ).
Техническая характеристика аквапонных установок представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Технические характеристики аквапонных установок

Показатель Система аквапоники
Аквапонная
установка в теплице
Аквапонная установка в
помещении
Общий объем, л 1800 1500
Объем рыбоводных
емкостей, л
1200 900
Объем фитофильтров, л 600 600
Площадь фитофильтров, м2 5,76 5,76
Тип освещенности Естественная Искусственная
Мощность насосов, ватт 50 22
Проточность, л/час 1750 1500


Для характеристики гидрохимического режима в бассейнах аквапонных установок отбирались пробы воды.
Исследования проводились по стандартным методикам. Контроль гидрохимического режима проводился по следующими основным показателям (параметрам) - содержание кислорода (О2 ), углекислого газа (СО2), рН - среда, температура воды (t0С), а также содержание нитратов (NO3) и нитритов (NO2).
[9]Для ихтиологических исследований применялись общепринятые методы исследования, принятые в рыбоводстве. Скорость роста исследуемых рыб производилась по методике Ю.А. Превезенцева, Чугуновой Н.И. [10, 11].
Ихтиологический анализ включает в себя определение линейных размеров, веса, упитанности.
Определение линейно-весовых показателей проводилось по методикам И.Ф. Правдина [12].
На основании проведенных исследований нами получены следующие результаты. В виду биологических особенностей тиляпии и клариевого сома выдерживать значительное повышение температурного режима было принято решение производить экспериментальное выращивание этих видов в тепличном комплексе, так как температура воды зачастую подымалась более 270С, что было бы критичным для других видов, таких как осетр или стерлядь. Отхода рыб за период эксперимента (122 дней) не наблюдалось. Рыбоводно- биологические показатели тиляпии за период выращивания в тепличном комплексе представленны в таблице 2.

Таблица 2 – Рыбоводно-биологические показатели тиляпии за период экспериментального выращивания в аквапонной установке тепличного комплекса
Показатели Ед. изм. Значения
Период выращивания сутки 122
Отход в условиях аквапоники % 0
Начальная масса особей г 156±11
Плотность посадки кг/м3 13,5
Конечная масса г 348±36
Абсолютный прирост г 192
Среднесуточный прирост г 1,57
Относительный прирост % 123
Кормовой коэффициент Ед 1 – 1,5

Паралельно производились исследования рыбоводно- биологических показателей молоди клариевого сома, выращиваемых в аналогичной аквапонной установке тепличного комплекса. Результаты рыбоводно-биологических показателей клариевого сома представленны в таблице 3.
Таблица 3 – Рыбоводно-биологические показатели сеголеток клариевого сома в аквапонной установке тепличного комплекса
Показатели Ед. изм. Значения
Период выращивания сутки 112
Отход в условиях аквапоники % 0
Начальная масса особей г 63±4
Плотность посадки кг/м3 10,4
Конечная масса г 161±14
Абсолютный прирост г 98
Среднесуточный прирост г 0,88
Относительный прирост % 155
Кормовой коэффициент Ед 1,5 – 1,7

Исхозя из таблиц 2 и 3 можно сделать вывод, что условия выращивания тиляпии в аквапонном модуле тепличного комплекса полностью удовлетворяют потребностям их содержания, так как значительных изменений в конечных размерно- весовых показателях не наблюдалось. Что не скажешь о приросте клариевого сома, скорость роста которого снизилась по сравнению с аналогичной возрастной группой выыращиваемых в УЗВ практически в 2,7 раза.
Относительный прирост тиляпии за период эксперимента составил 123% и 155% для клариевого сома, хотя аналогичная возрастная группа увеличила свой прирост на 419%. Значительно меньший абсолютный прирост обусловлен колебаниями температурного режима в ночьное время, показатель которого иногда составлял менее 170С.
В аквапонных установках, размещенных в помещении НИЦ РХ выращивались в одной - совместно стерлядь и сибирский осетр, а во второй находились трехлетние карпы. Совместное содержание стерляди и сибирского осетра было связано с тем, что у них схожие физиологические и биологические особенности. Для компенсирования недостатка освещения для рыб и растений для аквапонных установок в лаборатории установлены были специализированные осветительные платформы с возможностью регулирования высоты освещения.
За период выращивания рыб в аквапонной установке, размещенной в помещении, выживаемость каждого вида составила 100%. Рыбоводно-биологические показатели рыб выращиваемых в аквапонных модулях помещения НИЦ РХ представлен в таблицах 4, 5 и 6.
Таблица 4 – Рыбоводно-биологические показатели стерляди выращиваемых в аквапонной установке в помещении
Показатели Ед. изм. Значения
Период выращивания сутки 120
Отход в условиях аквапоники % 0
Начальная масса особей г 1832±57
Плотность посадки кг/м3 10,6
Конечная масса г 2217±63
Абсолютный прирост г 385
Среднесуточный прирост г 3,2
Относительный прирост % 21
Кормовой коэффициент Ед 1,4

Относительный прирост стерляди за период выращивания составил всего 21%, что практически соответствовало показателю аналогичной возрастной группе из УЗВ.
Небольшой прирост обусловлен небольшим объемом бассейна (400 литров), а также физиологическим состоянием рыб, которые преодолели период быстрой скорости роста. Отхода, как и в предыдущих случаях не наблюдалось. Кормовой коэффициент составил 1,4 при суточном рационе 1,5%.

Таблица 5 – Рыбоводно-биологические показатели осетров выращиваемых в аквапонной установке в помещении
Показатели Ед. изм. Значения
Период выращивания сутки 120
Отход в условиях аквапоники % 0
Начальная масса особей г 1784±82
Плотность посадки кг/м3 10,9
Конечная масса г 2164±73
Абсолютный прирост г 380
Среднесуточный прирост г 3,1
Относительный прирост % 21
Кормовой коэффициент Ед. 1,4

Таблица 5 показывает, что относительный прирост осетра за период выращивания составил всего 21%, что практически соответствовало показателю аналогичной возрастной группе из УЗВ. Небольшой прирост обусловлен небольшим объемом бассейна (400 литров), а также физиологическим состоянием рыб, которые преодолели период быстрой скорости роста. Следует отметить равномерный рост как стерляди, так и осетра за весь период выращивания.
Таблица 6 – Рыбоводно-биологические показатели карпа выращиваемых в аквапонной установке в помещении

Показатели Ед. изм. Значения
Период выращивания сутки 120
Отход в условиях общего УЗВ % 0
Начальная масса особей г 1167±38
Плотность посадки кг/м3 12,4
Конечная масса г 1520±72
Абсолютный прирост г 353
Среднесуточный прирост г 2,9
Относительный прирост % 30
Кормовой коэффициент Ед. 1,2

Относительный прирост карпов из аквапонного модуля был на уровне аналогичной возрастной группы из УЗВ и составлял 30% при кормовом коэффициенте 1,2. Отхода за весь период выращивания не наблюдалось.
Таким образом, на основании полученных рыбоводно- биологических показателей в ходе исследования можно сделать вывод, что все объекты аквакультуры, кроме клариевого сома показали хороший рост как относительный, так и абсолютный, который соответствует аналогичным возрастным группам из установок замкнутого водоснабжения. Что касается клариевого сома, то его прирост был в 2,7 раза меньше по сравнению с аналогичной возрастной группой из УЗВ, или 155% против 419%. Это связано с перепадами температурного режима в ночное время в тепличном комплексе, на что сом реагировал плохой поедаемостью корма.

Рис. 1. Динамика массы рыб в период экспериментальных исследований в аквапонной установке

Как отражено в рисунке 1 масса рыб в период эксперимента значительно изменяется к концу исследований. Так, например, у тиляпий и клариевого сома конечная масса по отношению к начальной увеличилась соответственно на 44,8% и 39,1%.
У осетровых рыб (стерляди и сибирского осетра) и карпа данные показатели значительно выше и конечная масса увеличилась у стерляди до 82,6%, сибирского осетра до 82,4% и у карпа до 76,7%. Это свидетельствует о адаптационных способностях рыб к условиям содержания их.

Рис. 2. Динамика роста рыб в период экспериментальных исследований в аквапонной установке
Вместе с тем на рисунке 2 достаточно хорошо иллюстрируется теп роста рыб при выращивании совместно с растениями в аквапонной установке. Как видно, из всех представленных видов рыб наиболее интенсивный темп роста у тидяпии и клариевого сома, хотя абсолютный прирост стабильный и высокий у осетровых и карпа. Что касаемо среднего прироста, то он практически стабильно на одном уровне у всех представленных в эксперименте видов рыб. Обсуждение полученных данных и заключение Изучены вопросы определения наиболее пластичных и адаптированных видов рыб.
Установлены морфо-биологические аспекты скорости роста и развития их при выращивании в аквапонной установке, установлены виды растений, наиболее приемлемые к совместному выращиванию с рыбами. Определены симбиотические показатели растений и рыб.
Для достижения поставленных задач проводилось переоборудование установок замкнутого водоснабжения. В аквапонной системе установки замкнутого водоснабжения с целью улучшения гидрохимического режима вместо традиционного биологического фильтра с загрузкой биошарами применен фитофильтр. Свойство фитофильтра - поглощение продуктов метаболизма рыб корнями высаженных растений. В данном случае эффективность фитофильтра отражается в качественном изменении гидрохимического режима. Надо отметить, что при увеличении массы корневой системы растений наблюдается тенденция к снижению концентрации нитратов и нитритов в воде, улучшается кислородный режим. Это благоприятно сказывается на темпе роста и развития рыб. Вместе с тем в наших исследования установлено, что при формировании аквапонной установки немаловажное значение имеет вид рыб. Нами установлено, что наиболее пластичными в данных условиях выращивания являются такие виды рыб, как тиляпия и клариевый сом. Данные виды рыб наиболее неприхотливы к содержанию в бассейне и что немаловажно не требовательны к содержанию кислорода. Наши исследования свидетельствуют также о том, что симбиотическая характеристика рыб и растений зависит от конструктивных особенностей аквапонной установки. В частности при установке аквапонной установки в теплицах наиболее приемлемы тиляпиям и клариевым сомам. При конструировании аквапонной установки в помещении, в нашем случае в лаборатории НИЦ РК, наиболее пластичными были карп и осетровые.
Полученные результаты были сравнены с результатами исследований других авторов. Так технологические процессы по применению аквапоники апробированы американскими учеными Университет Виргинских островов (James Rakocy). Ими установлены комбинации и наиболее приемлемые виды рыб для совместного выращивания, определялись количественное соотношение рыб и растений, определялся кормовой коэффициент - отношение количества корма , которым необходимо кормить рыб ежедневно к площади участка для выращивания растений.
Анализируя полученные данные ученых Виргинского университета, нами установлено так же, что наиболее пластичным видом рыб являются тиляпии. Которых возможно выращивать в установках замкнутого водоснабжения как в теплицах с открытым грунтом, так и в помещениях. Эти методы совместного выращивания рыб и растений достаточно приемлемы для суровых климатических условий Северного и Центрального Казахстана.
К.Н.Сыздыков, Ж.К. Куржыкаев, С.Н. Нарбаев,
Ж.Б. Куанчалеев, Э.Б. Марленов