Тема 4 . Влияние абиотических и биотических факторов среды при индустриальных методах культивирования рыб

Физико-химические свойства воды определяют эффективность выращивания рыбы, так как они являются первичноводными животными и протекание всех жизненных функций зависит от состояния водной среды.

Поэтому вода по своему составу в бассейнах и садках должна отвечать нормам, которые обеспечивают сохранность вида, плодовитость и качество потомства, способствует проявлению потенциальных возможностей роста и не создает условий развития различных заболеваний. Весь комплекс факторов внешней среды можно разделить на 2 группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы среды, влияющие на эффективность выращивания рыбы в индустриальных условиях.

1. Температурный режим

2. Кислородный режим

3. Водообмен

4. Загрязнение

5. Связь с воздушной средой.

6. Освещенность

7. Прозрачность

Температура воды один из универсальных и определяющих экологических факторов среды. Амплитуда, при которой живут рыбы различна для разных видов.

Так как рыбы пойкилотермные организмы, их активность зависит от температуры воды. По отношению к температуре воды рыбы могут быть эвритермные и стенотермные ( форель ).

Для форели оптимальная температура, как и для других рыб, зависит от возраста - икра 6 – 12,5, личинки, мальки 10 – 14 , сеголетки, годовики 14 – 16 , товарная рыба 14 – 18⁰ С. Пороговая - около - 0,1, летальная - 26 ⁰С. Для карпа - оптимум 23 – 27, критическая – 0,5⁰С. Для форели благоприятные температуры от 12 до 16⁰С, допустимые с 8 до 18⁰, ниже 8 – худшее питание, худшее усвоение кормов. При 18-20⁰ и более – трудность поддержания газового режима, кислорода и активизация болезней. Солнце, широта местности, оптимальная температура 22-24 , карп, молодь – 25-27⁰ C. От температуры воды зависят сроки созревания, сроки нереста, сроки жизни карпа – Куба-8 лет, в России- 20 лет. Для зимующего карпа критическая температура 0,5⁰С.

Растворенный в воде кислород. Его содержание тесно увязано с температурой воды. Он в 28 раз труднее растворяется, чем СО₂ и в 2 раза, чем азот. Оптимальные значения – 7 – 11 мг/л. В солоноватой и морской воде его растворяется меньше, чем в пресной. Чем моложе рыба, тем больше ей требуется растворенного кислорода. Для форели массой до 50 г необходимо 500 – 600 мг О.₂ кг/ ч., а 100 – 200 г – 400-500 мг О ₂ кг /ч.

Содержание растворенного кислорода может колебаться в широких пределах в зависимости от вида рыбы и различия потребности в нем. Карп –вток – 7 (80% насыщения), выток – 4 (40% насыщения), а форель – вток 9-11, а выток 5 мг О ₂/л. БПК₅ – не должен быть в воде для форели более 1-2 мг/л.

Форель реофильная и оксигенофильная рыба, живет при высоком парциальном давлении – избыток и недостаток кислорода может вызывать болезни.. Кислород оптимальный 9-11 мг л или 90-100% насыщения. Ночью, в предутренние часы - минимальный кислород.

В солоноватой и морской воде содержание растворенного кислорода ниже, чем в пресной. Известно, что чем моложе форель, тем выше ее потребность в растворенном кислороде. Практически 1 л/с позволяет уверенно выращивать 60 кг /год товарной форели.

Способы улучшения содержания кислорода.

Водная растительность днем выделяет молекулярный кислород в процессе фотосинтеза. От содержания О₂ зависит скорость эмбрионального развития. Содержание кислорода для форели может достигать 300 – 350 % и тем не менее не следует допускать его превышения более 200-250 %, а также не следует допускать резкого повышения температуры воды.

Пересыщение воды воздухом, точнее азотом, является одним из факторов, способствующих возникновению газопузырькового заболевания у рыб. Для молоди лососевых летальными являются следующие величины насыщения воды азотом: 103-104 % нормального насыщения воды для личинок с желточным мешком и мальков; 105-113 % - для сеголетков, 118 % - для взрослых рыб. Такая ситуация часто создается при выращивании рыбы на отработанных водах ГРЭС, ТЭС и АЭС, а также при механическом водоснабжении, когда появляется возможность подсоса воздуха в закрытом трубопроводе.

Озон – О_3. Бактериоцидные свойства озона были установлены еще в конце XIX века. Озон широко применяется при обеззараживании питьевой воды. Он представляет собой аллотропическое видоизменение кислорода. При обычных условиях это голубовато-фиолетовый газ, в жидком состоянии – темно-синий, в твердом –черного цвета. При определенных условиях взрывоопасен. Растворимость его в воде выше, чем у кислорода Молекула его крайне неустойчива и легко разлагается с выделением энергии. Обладает высоким окислительным потенциалом и легкостью диффузии через клеточные оболочки микробов. Окисляет органическое вещество микробной клетки, приводя ее к гибели. Спорообразующие бактерии более устойчивы к воздействию озона. Озон губительно действует на гидробионты. Водоросли гибнут при концентрации 0,5-1,0 мг /л, моллюски при 3,0 мг/л. Для полной гибели циклопов, олигохет, дафний и коловраток достаточно 2 мг/л. Для обеззараживания воды достаточно 0,5 –4 мг/л О₃. Чем более мутная вода, тем больше нужно расходовать озона. Озон улучшает вкус воды, снижает ее цветность и уничтожает ее запах. Подача озона после биологического фильтра обеспечивает окисление аммония и нитритов.

Озон при концентрации 15 мг/л за 15 с полностью уничтожает бактерии и вирусы и окисляет значительное количество органических веществ, снижает концентрацию железа с .5 до 0,0 мг/л.7

Углекислота, двуокись углерода, свободный диоксид (СО₂). Биопродуктивность водоема зависит от наличия двуокиси углерода. В большей концентрации углекислый газ ядовит для рыб. Содержание уже 30 мг СО₂ / л вызывает аритмию и угнетенное дыхание; 50-80 мг/ л – нарушение равновесия, 107 мг/л – плавание на боку. Гемоглобин связывает большое количество СО₂, что приводит к резкому уменьшению концентрации О₂. Рыбы начинают задыхаться даже в насыщенной кислородом воде.

В природных водах углекислота содержится : 1) в свободном состоянии в виде газа, растворенного в воде – двуокись углерода; 2) в виде ионов НСО₃ – гидрокарбонат ионов; 3) в виде ионов СО₃ карбонат – ионов.

При избытке СО₂ рыба гибнет с прижатыми жаберными крышками, а при недостатке О₂ – с оттопыренными. Концентрация СО₂ может резко повыситься во время паводка, весной, летом и осенью во время дождей.

Содержание углекислоты оказывает существенное влияние на жизнедеятельность рыб (табл.7)

Таблица 7

Влияние углекислоты на жизнедеятельность рыб

Соленость и содержание минеральных солей. Под соленостью понимают общее количество минеральных веществ, растворенных в 1 кг морской воды и выражают в граммах на килограмм или в тысячных долях. Обозначают S и выражают в промилле (%_о). Соленость затруднительно определить химическим путем, а поэтому ее определяют через весовую концентрацию хлора в воде S%о = 1,80655(Cl).

Форель способна покрыть потребности в минеральных веществах из окружающей воды. Для нее лучше, если жесткая вода, чем мягкая. С возрастом концентрация солей может быть большей. Молодь хорошо растет при 3-6 %₀, неплохо переносит 9 %₀, 12-15 %₀ для двухлетней форели это уже нормальная соленость. При массе 100 г и более форель хорошо переносит соленость 30-35 % ₀.

В жизни рыб большую роль играют Са, Р, К, Fe, Si, Na, Mg, Mn, Cu, Co и др. Из солей важное значение соли угольной кислоты (бикарбонаты и карбонаты), соляной (хлориды), фосфорной (фосфаты), серной (сульфаты), азотной (нитраты) и др.

Активная реакция среды - рН (водородный показатель рН) - является показателем концентрации ионов водорода в воде и определяет: кислая, нейтральная или щелочная среда. Название происходит от английского power и химического знака ионов водорода Н. Определяется калориметрическим методом, в зависимости от окраски используют индикатор. Мерка – к 10 мл воды добавляют 4 капли индикатора.

В зависимости от цвета – определяют рН- красный цвет – кислая среда, голубовато-фиолетовый – щелочная, зеленый цвет – нейтральная среда. Шкала от 4 до 10. Для карпа рН 4,5-10,8 (выше или ниже – смерть ) Критическая для форели 9,2. Весной при резком возрастании щелочности до 9 наблюдается гибель рыб. Летом жизнедеятельность растений (элодея, рдест гребенчатый, синезеленые и нитчатые водоросли) повышают рН. Негашеная известь, соли меди и гербициды нейтрализуют (кислую среду ). рН существенно зависит от содержания Са в воде. Нейтральное содержание рН–7. Благоприятные условия содержания рН – 6,5 – 8. Критические значения ниже 6 и выше 8. Жесткая вода стабилизирует рН. Величина рН определяет токсичнсть многих биологически-активных веществ.

Кислые воды болот, гуминовые вещества препятствуют эффективному выращиванию рыбы. Приток талой воды резко меняет активность среды и вызывает массовые отходы рыбы. Для карпа предел выживания – 4,3–10,8, для ручьевой форели – 4,5-9, для радужной – 9,2. При высоком значении рН повышается ядовитое воздействие аммиака.

Течение – носитель кислорода, удаляет продукты метаболизма (обмена), остатки корма, экскременты. Равномерно распределяет корм. В лотках скорость течения 2-3 см/с. Крупная форель может преодолевать течение до 20 м/с. Известно, что большая скорость вызывает повышенный водообмен и ухудшает рыбоводно-экономические показатели. Поэтому необходимо создавать умеренное течение. Обычно течение не должно быть выше 0,5 м/с.

Водообмен. От степении водообмена зависит рыбопродуктивность и рыбопродукция водоема и рыбоводной емкости. При большем водообмене до определенного значения всегда наблюдается большая рыбопродукция.

Пресные воды – содержат 1 г/л, солоноватые – 1 –15 г/л , соленые – 15-40 г/л минеральных солей.

Источником поступления микроэлементов в рыбу является вода, растительность, естественный и искусственный корм.

Жесткость – зависит от наличия солей Ca и Mg. За единицу жесткости принят градус жесткости: 1 немецкий градус – 1⁰ Н= 10 мг Са в 1 л воды. 1 фрацузский градус – 1⁰Ф = 10 мг СаСО_3,. 1 английский градус – 1⁰А = 10 мг СаСО₃ в 700 г воды или 14,3 мг/л СаСО_3. Жесткость бывает кальциевой и магниевой, а суммарная – общей жесткостью. Карбонатная жесткость СаСО₃ – известь, характеризует концентрацию кальция и магния, а бикарбонатная – (СаСО₃)₂ – хорошо растворяется в воде до 900 мг/л или до 50⁰. Жесткость, остающаяся в воде после кипячения, называется постоянной и выражается в мг-экв./л – 1 мг экв./л Са = 20,04 мг, 1 мг-экв./л Мg =12,16 мг. Карбонатная жесткость составляет 70-80% от общей жесткости. По степени жесткости воду делят на 6 классов (табл.8).

Таблица 8