Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Особенности биотехники выращивания личинок и мальков карповых рыб в заводских условиях» основные проблемы 7
ГЛАВА 2. Материал и методика исследований 23
ГЛАВА 3. Особенности питания личинок и мальков 30
1. Доступность корма 30
2. Значение организмов, поступающих Б бассейны из водозаборных водоемов 32
3. Технологические потери корма 36
ГЛАВА 4. Совершенствование биотехники кормления 43
1. Оптимальный размер кормовых объектов 43
2. Суточные нормы кормления 48
3. Оптимальная периодичность кормления 66
ГЛАВА 5. Повышение эффективности стартовых комбикормов для карповых рыб 76
1. Подбор ингредиентов комбикормов 77
2. Уточнение норм потребностей в основных питательных веществах 79
3. Применение ферментных препаратов 82
4. Гидролиз комбикормов 97
5. Микрокапсулирование комбикормов 100
ГЛАВА 6. Морфологические и биохимические особенности личинок и мальков в связи с рационами питания 106
1, Морфологические адаптации к рационам питания 106
2. Активность пищеварительных ферментов личинок в зависимости от состава рационов 107
ГЛАВА 7. Перспективы использования новых методов биотехники выращивания личинок и мальков карповых рыб 116
ГЛАВА 8. Заключение 119
Выводы и предложения 128
Литература 130
Приложение 176
- Значение организмов, поступающих Б бассейны из водозаборных водоемов
- Оптимальный размер кормовых объектов
- Уточнение норм потребностей в основных питательных веществах
- Активность пищеварительных ферментов личинок в зависимости от состава рационов
Введение к работе
В условиях интенсивного промышленного развития нашей страны и под влиянием антропогенных и некоторых других факторов естественные запасы промысловых рыб во внутренних водоемах Европейской части СССР продолжают снижаться» Это приводит к существенному сокращению объема промысла* Вместе с тем.промышленное рыбоводство пока не может компенсировать убыль естественных популяций рыб. В специальном постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по дальнейшему развитию рыбоводства и увеличению вылова рыбы в пресноводных водоемах страны" от 17 августа 1978 года № 719 было отмечено, что одной из главных причин» ограничивающих рост производства рыбы, является недостаток высококачественного рыбо-посадочного материала. Это объясняется несовершенством существующих методов выращивания молоди рыб, в особенности карповых, как основных представителей традиционного рыбоводства во внутренних водоемах страны.
Важнейшим путем повышения эффективности разведения карповых рыб является индустриализация рыбоводных процессов, отказ от традиционных трудно контролируемых прудовых методов разведения. Широкое внедрение в практику рыбоводства заводского способа получения потомства в последние годы способствовало резкому сокращению потерь икры и предличинок рыб. Вместе о тем выращивание личинок и мальков заводским способом (в бассейнах, лотках и других небольших емкостях с контролируемыми условиями среды) вое еще недостаточно эффективно из-за трудности обеспечения их пищей. Это связано с тем, что молодь, полученная заводским методом» особенно в ранний весенний период (при условии применения теплых вод ТЭЦ» АЭС и т.д.), не может быть обеспечена кормовым зоопланктоном традиционными методами. Это препятствует внедрению заводской технологии
выращивания молоди карповых рыб и не позволяет использовать ее главное преимущество - получение до начала рыбоводного сезона крупного и высококачественного посадочного материала для обычных прудовых хозяйств и естественных водоемов.
Интенсивный поиск технологии производства необходимых для
молоди карповых рыб мелких форм зоопланктона (отлов в водоемах,
культивирование, инкубация и декапсуляция форм» находящихся в
стадии покоя) не дал пока экономически эффективных и надежных
результатов. В этой связи возникла необходимость разработки спе
цифичных искусственно составленных кормосмесей и новых методов
кормления, соответствующих условиям заводского разведения.Особо
высокого развития это направление получило в Швеции (фирма
Astra Шов )» Японии (фирма Tairiku (Praiding )»
США (объединение Bkind Laboratories ) и ФРГ (Кельнский институт рыбоводства), В СССР до последнего времени разработке стартовых комбикормов для карповых рыб не уделялось должного внимания. В упомянутом выше Постановлении особо отмечена необходимость создания стартовых комбикормов и организация их производства.
В 1975-1980 гг.нами были проведены научные исследования,общей целью которых явилась разработка рецептуры, технологии приготовления стартовых комбикормов и биотехники кормления молоди карповых рыб. Одновременно были исследованы рыбоводно-биологическая эффективность сочетания естественного корма с искусственным» уровень потребности личинок и мальков в основных элементах питания, возможность адаптации их к рационам различного состава. Значительное внимание было уделено практически важным задачам,в частности принципам расчета норм кормления, оценке использования различных кормов и рекомендациям по уменьшению их потерь. Это позволило перейти к рационализации процессов кормления и реальному планирова-
нию производства кормов для рыбоводных целей.
В результате исследований были разработаны новые рецепты стартовых кормов, биотехника содержания и кормления личинок, технологические требования на производство стартовых гранулированных и микрокапсулированных кормов» использованных при строительстве первого специализированного комбикормового завода для их изготовления. Результаты исследований проверены и внедрены на ряде предприятий Краснодарского и Ставропольского краев, Челябинской, Белгородской и Липецкой областей.
Пользуясь случаем, я выражаю искреннюю признательность научному руководителю, заведующему отделом кормов и кормления рыб ВНЙИПРХ доктору биологических наук А.Н.Канндьеву, а также директору ВНИИР, кандидату сельскохозяйственных наук Н.И.Чижову» заведующей кафедры охраны природы КСХИ, доктору биологических наук К.Г.Сухомлин, заведующему кафедрой биохимии КГУ, профессору М.Т. Проскурякову, заведующему кафедрой биохимии МИ, профессору ЇЇ.Г. Сторожуку, заведующему сектора микрокапсулирования ВНИИИМТ, кандидату технических наук БД. Солодовнику и моим коллегам - заведующему лаборатории кормления и физиологии рыб» кандидату сельскохозяйственных наук В.Я. Склярову, научным работникам-В.В.Мезиной» В.Г. Кузнецовой и другим за помощь в работе, научную консультацию и моральную поддержку.
Значение организмов, поступающих Б бассейны из водозаборных водоемов
Потери искусственно приготовленных стартовых кормов объясняются и другими причинами. В отличие от живых кормов, продолжительность их нахождения в толще воды незначительна (1-5 мин). Они либо быстро оседают на дно бассейнов» либо остаются на поверхностной пленке воды. В обоих случаях такие корма мало доступны личинкам карповых рыб» являющимся, особенно в первые дни постэм-бриовального развития»планктофагами. Для обеспечения нормальной накормленности личинок увеличивают частоту кормления (в идеальном случае - до периодичности» равной промежутку времени нахождения сухого корма в толще воды). Расчет показал» что в этом случае разовая порция корма будет равна 1/288 части рациона (около 0»4 г). Эту порцию распределить по бассейну практически невозможно. Поэтому кормление осуществляют более значительными порциями Это приводит к тому» что в целом потери искусственно приготовленных стартовых кормов составляют не менее 60$.
Более перспективными выглядят капсулированные стартовые комбикорма, которые» благодаря малому удельному весу, остаются в толще вода не менее 20 мин. Этого времени достаточно для привлечения к ним личинок. К сожалению» одновременно возникают проблемы, связанные с их вымыванием.
Исследования показали существенные особенности питания личинок карповых рыб, связанные с технологией их заводского выращивания. Основу расчета норм кормления должна составлять физиологическая потребность в пище. Применяемый ранее экологический метод расчета обеспеченности пищей не соответствует технологическим особенностям заводского производства. Существенную роль в обеспеченности личинок пищей имеет зоопланктон водозаборных водоемов, который, в частности, при кормлении искусственными кормами может иметь решающее значение.
Специфические особенности технологии заводского выращивания личинок приводят к неизбежным потерям значительной части корма (свыше 40#). Дня устранения этого недостатка необходимо оптимизировать процесс кормления.
Корм для личинок карповых рыб - наиболее дорогой и дефицитный элемент заводского производства. Научно обоснованная биотехника кормления способствует повышению интенсивности роста личинок, экономии кормов и общей эффективности производства.
Пищевая элективность, как важный фактор биологии молоди рыб, привлекала внимание многих исследователей. Основное внимание было направлено на определение степени предпочтения отдельных видов кормовых организмов (селективность по пищевому качеству). Значительно меньше внимания было уделено оценке размерного состава организмов. Меяду тем известно, что в естественных условиях обеспеченность молоди зависит как от видового, так и размерного состава организмов. В связи с этим, при выращивании личинок и мальков карповых рыб в индустриальных условиях необходимо оптимизировать размер кормовых объектов (живых организмов и частиц искусственно приготовленного корма).
Рентабельность интенсивного культивирования кормового зоопланктона в большой степени зависит от продолжительности цикла, то есть конечного размера организмов. Эффективность отлова кормового зоопланктона в естественных водоемах, а также его транспортировка и хранение определяется заданными размерами организмов. При использовании искусственно приготовленных кормов столь же важно знать оптимальный размер частиц стартового комбикорма«
В результате исследований было показано» что интенсивность питания личинок карповых рыб имеет обратную зависимость с размерами кормовых организмов. Вместе с тем накормленность личинок (биомасса корма по отношению к массе личинок) тем выше» чем крупнее кормовые организмы (в определенных пределах). Существует некоторый энергетически оптимальный размер кормовых объектов,способствующий наиболее полному удовлетворению и оптимизации баланса между поступлением и расходом энергии в процессе потребления кормовых объектов (табл.10).
Как видно, максимальная накормленность личинок наблюдается при потреблении рачков длиной около 0,8 мм. Главным лимитирующим фактором является не длина тела организмов,а их ширина, поскольку заглатывание рачков происходит вдень осевой линии.
В рационе личинок по мере роста и развития увеличивается количество все более крупных организмов (рис.1). Опуская некоторые случайные отклонения, это увеличение можно представить в виде линейной прямдпропорциональной зависимости (по крайней мере в пределах длины личинок до 15 мм), которая удовлетворительно описывается уравнением типа:
Оптимальный размер кормовых объектов
Выше упоминалось о том, что использование искусственно приготовленных стартовых комбикормов для выращивания молоди карповых рыб в качестве альтернативы живому корму экономически целесообразно. На примере лососевых рыб значительно раньше была показана возможность яе только замены живых кормов искусственными, но и существенного повышения темпа роста и физиологического состояния молоди. Поэтому первые попытки разработки стартовых комбикормов для личинок карповых рыб были основаны на результатах, относящихся к лососевым рыбам. Например, В.П. Солонин (1976, 1977) показал, что наиболее типичный из форелевых стартовых кормов (РГМ-бВ) может с успехом применяться при выращивании личинок растительноядных рыб о обязательным добавлением живых кормов в количестве не менее 10-20$, Аналогичные результаты получены и некоторыми другими исследователями (Корнеева и др»,1972; AnwaM et.al., 1976; Панов, Есавкина, 1977), Но все указывали на низкую эффективность применения искусственных кормов в сравнении с живыми. В связи с этим нами были предприняты исследования с целью разработки стартовых кормов, отвечающих в полной мере потребности молоди карповых рыб в основных элементах питания и способных полностью заменить живые корма в заводских условиях производства.
Для оптимизации состава кормосмеси необходимо было определить эффективность существующих кормов, в частности, аквариумных кормов отечественного и зарубежного (английского, японского и западногерманского) производства, сушеный планктон (дафнии и ми-зиды), а также форелевые и карповые продукционные корма. В результате было выяснено, что личинки карповых рыб способны потреблять искусственные корма с первого дня перехода на внешнее питание. Однако личинки заглатывают только корм, представленный в виде мелких частиц размером 0,05 - 0,15 мм, которых в составе корма обычно очень мало. По этой причине накормленность личинок обычно очень низка - не более 1-2 баллов по шкале Лебедева. Например, в опытах при кормлении личинок карпа сухими дафниями средний индекс наполнения кишечника был в 2,5 раза ниже, чем при кормлении живыми кормами. При этом сухой коры составлял 54$ съеденной пищи. При кормлении сухими дафниями личинок пестрого толстолобика наполнение кишечника было даже в 9,3 раза ниже, чем при использовании яивых кормов. Доля сухого корма была не более 37$ всей пищи. Личинки белого толстолобика начали потреблять сухие дафнии только с седьмого дня внешнего питания и интенсивность его была очень низка.
Очевидно, одной из основных причин низкой эффективности стартовых комбикормов является их малая доступность по размерам кормовых частиц. Б связи с этим необходим более тонкий помол ингредиентов кормосмеси, чем предусмотрено существующими стандартами.Вместо с тем это сопряжено со значительными технологическими трудностями. В частности, размол большинства традиционных ингредиентов комбикормов на существующем отечественном оборудовании почти не осущесгвим по техническим и экономическим причинам. Основные источники кормового полноценного белка - различные виды муки животного происхождения (рыбная, мясокостная, кровяная, мяоная и т.д.) юнко размолоть на существующем оборудовании не удается из-за высокой жирности. Компоненты растительного происхождения, содержащие жир ( шроты и жмыхи масличных культур), также трудно поддаются тонкому размолу.
Более вероятным видится исключение из комбикормов тех Компонентов грубого помола, например, рыбной и мясокостной муки, которые в сумме составляют обычно до 50$ комбикорма. Реальность этого была показана в продукционных кормах для выращивания товарной рыбы (.Meske, 1976; Гамыгин и др., 1977; Скляров, 1979 ). Испытания различных высокобелковых продуктов, выпускаемых отечественной промышленностью в мелкомолотом виде, показали возможность частичной замены рыбной муки на сухое обезжиренное молоко (обрат), мо-лочно-белковый концентрат, казеин, яичный порошок и некоторые другие. Например, в серии кормбикормов ОРК-Іс (см.материал и методику, табл.1) произведена частичная или полная замена рыбной муки и других плохо измельчаемых ингредиентов. Учитывая недостаток сведений о потребности личинок карповых рыб в основных питательных веществах, химический состав комбикормов ОРК-Іо (вариант 0РК-І3 с) был приближен к форелевым. Испытания комбикорма ОРК-1ас показали достаточно хороший результат замены трудно измельчаемых компонентов (табл.29).
Вместе с тем была показана принципиальная возможность замены ингредиентов животного происхождения другими компонентами, в частности, более дешевыми продуктами микробиологического синтеза с уровнем протеина,близким к рыбной муке (различные виды дрожжей, шкилопротеин, ферментализаты и др.).
Уточнение норм потребностей в основных питательных веществах
В современном прудовом рыбоводстве постоянно испытывается недостаток посадочной молоди для выращивания товарной рыбы. Обеспечить необходимый рост производства, применяя традиционные методы выращивания молоди, можно только в случае значительного увеличения площадей прудовых хозяйств, что экономически не .всегда оправдано. Более перспективными являются методы повышения интенсификации производства, в частности, выращивание молоди рыб при высокой плотности посадки. С этой целью используют садки, бассейны и другие небольшие, поддающиеся контролю емкости. Однако применение интенсивных методов выращивания молоди карповых рыб сдерживается трудностями обеспечения живыми кормами в личиночный и ранний мальковый периоды жизни. В соответствии с этим актуальность приобретает разработка искусственно составленных стартовых комбикормов и новых методов кормления мрлоди, соответствующих заводским условиям производства.
Основной обусловленной экономическими причинами особенностью заводского выращивания личинок является максимально возможная концентрация их на производственной площади. Вместе с тем концентрация молоди повышает вероятность встречи с кормовыми организмами. По этой причине оценка обеспеченности молоди пищей по величине концентрации кормовых организмов в окружающей среде теряет свой первоначальный биологический смысл. В соответствии с этим в условиях заводского производства необходимо исходить не из степени насыщения кормом среды обитания молоди, а из физиологической потребности ее в пище на определенный период жизни.
Высокая плотность посадки молоди в бассейны требует постоянного удаления продуктов жизнедеятельности и поддержания оптимального газового режима, что должно быть обеспечено принудительным войообменом. Вместе с водой в емкости дня выращивания проникают различные водные организмы, из которых обычно 5-6% (по отношению к биомассе молоди) могут быть использованы в качестве корма. Этот корм не обеспечивает пищевых потребностей молоди, но существенно повышает эффективность использования искусственных комбикормов (более чем в 7,5 раза). Вместе с кормовыми организмами в емкости для выращивания проникают болезнетворные организмы, с которыми необходимо вести борьбу.
Интенсивный водообмен, как наиболее характерная особенность заводского производства молоди, способствует значительным потерям кормовых организмов зоопланктона (в среднем 40-60$), которые выносятся из бассейнов через водосбросные сооружения. Величина потерь зависит от видового состава планктона, интенсивно 121 сти водообмена и пищевых потребностей молоди в данный момент. Для уменьшения потерь кормовых организмов необходимо кормить личинок малыми порциями в соответствии с их потребностью в данный период, так как кормовые организмы, оставшиеся не -съеденными, выносит из бассейна вместе с водой.
Потери сухих кормов происходят в результате быстрого оседания на дно бассейнов и резкого уменьшения доступности их молоди. Это в наибольшей мере проявляется в первые дни постэмбрионального развития личинок (по крайней мере до массы личинок 7-Ю мг). Для улучшения обеспеченности молоди сухими кормами следует применять частое кормление (не реже I раза в час), а также микро-капсулирование комбикормов, которое сникает потери в 2,9 раза.
Корма для личинок карповых рыб - наиболее дорогой и дефицитный элемент заводского производства Разработка рациональной технологии кормления способствует экономии кормов, повышению интенсивности роста личинок и общей эффективности производства. Важное значение имеет оптимальный размер кормовых объектов. Установлено, что существует обратная зависимость между интенсивностью потребления кормовых организмов и их размерами. Вместе с тем накормленность молоди тем выше, чем крупнее кормовые объекты. Соотношение между длиной тела молоди ( х ) и энергетически оптимальным размером частиц корма ( у ) находится в прямой пропорциональной зависимости. Эту зависимость необходимо учитывать при изготовлении гранул стартовых комбикормов, отлове, сортировке и культивировании живых кормов. Оптимизация размеров кормовых объектов повышает эффективность кормления почти в 3 раза.
Основой расчета норм кормления ( Н ) служит физиологическая потребность в пище ( П ). Однако в условиях заводского произ 122 водства молоди необходимо учитывать технологические особенности процесса: потери кормов ( 3 ) и их поступление с водой ( Д ). По этой причине расчет норм кормления должен осуществляться по следующей схеме: Н = П - 3 + Д. В целом среднесуточная норма кормления молоди живыми кормами составляет не менее 250$гсухими - около 70$ по отношению к общей массе молоди.
Физиологическая потребность молоди карповых рыб в пище изменяется по мере ее роста. Первоначально, с момента перехода на внешнее питание до массы личинок 4-8 мг, происходит увеличение, затем по мере роста молоди - уменьшение рационов питания по отношению к массе тела Это объясняется несоответствием между физиологической потребностью в пище и возможностью ее реализации в начальный период жизни ( масса 1-6 мг) из-за неполного развития пищеварительной системы и ряда других морфологических структур. В период максимума активности питания пищевая потребность достигает 150-170$ (в_ сырой массф по отношению к биомассе молоди (при температуре около 25С). Потребность в сухих кормах составляет около 35% по отношению к биомассе личинок. При переходе к мальковому периоду жизни (масса свыше Ї00 мг) потребность карповых рыб в живых кормах составляет 35-40$, а сухих около 15$ по отношению к биомассе молоди.
Активность пищеварительных ферментов личинок в зависимости от состава рационов
Изучение вопросов подбора и оптимального соотношения компонентов показало необходимость дальнейшего решения проблемы. В частности, испытанные нами компоненты не равноценны по содержанию аминокислот, жирных кислот и других необходимых элементов питания, потребность в которых для личинок карповых рыб еще предстоит определить.
Установлено, что личинки карповых рыб чрезвычайно требовательны к качественному составу комбикормов. В частности, стартовые комбикорма должны содержать около 60$ протеина. В то же время наличие в комбикормах более 10$ жиров неблагоприятно сказывается на росте и выживаемости молоди.
Особенностью личинок карповых рыб является отсутствие развитой пищеварительной системы. В частности» активность пищеварительных ферментов личинок в 9-14-9 раз ниже, чем мальков. Поэтому в пищеварении участвуют дополнительно ферменты - гидролитические ферменты, содержащиеся в живых организмах. Этим частично объясняется преимущество живых кормов по отношению к сухим, а также положительное влияние добавок зоопланктона на эффективность стартовых комбикормов, в которых содержание протеолитических ферментов низко» а возможности автолиза существенно ограничены. Так как использование живых кормов в условиях заводского производ 125 ства обычно экономически не оправдано, более перспективно применение в качестве добавок к стартовым комбикормам других источников дополнительных пищеварительных ферментов. Испытания различных ферментных препаратов показало, что наиболее эффективно использование панкреатиногена - препарата, получаемого из поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней. Препараты микробиологического происхождения (амилосубтилин, цротосубтилин, пектоваморин) менее эффективны.
Содержание панкреатиногена в комбикормах должно быть в пределах 0,1-1,0$; При этом потребность в панкреатиногене тем выше, чем хуже качественный состав комбикорма и ниже температура окружающей среды. Вместе с тем включение в комбикорм ферментных препаратов не заменяет полностью добавок живых кормов, а лишь дополняет их действие.
Сухие корма и комбикорма представлены коагулированными веществами, переваривание которых требует больших затрат энергии и достаточного количества ферментов специализированного назначения.
Процесс переваривания кормов облегчается их предварительным гидролизом на более доступные элементы. В частности, ферментативный гидролиз стартового комбикорма повысил его эффективность в 1,5 - б раз, что равноценно добавкам в комбикорм ферментных препаратов.
К основным недостаткам стартовых комбикормов относится их значительный удельный вес (1,3-1,5), гигроскопичность, быстрая экстракция растворимых веществ и распадаемость. Это приводит к чрезмерному загрязнению воды, заболеваниям молоди, потерям кормов., К тому же, корма, быстро оседающие на дно бассейнов,малодоступны личинкам карповых рыб. Уменьшение удельного веса стар 126 товых комбикормов и их защита от воздействия воды достигаются покрытием гранул защитной оболочкой - микрокапсулированием. Микрокапсулированвые комбикорма обладают рядом преимуществ перед обычными - удельный вес около I, пребывание в воде до начала распада более 20 мин., сохранность не менее 12 мес. Микро-капсулирование стартовых комбикормов повышает их эффективность не менее - чем в 2,9 раза. При этом микрокапсулирование более эффективно, чем добавки ферментных препаратов или повышение концентрации протеина»
В заводских условиях производства основные причины гибели молоди заключаются в нарушениях технологии выращивания, в частности, кормления. Для оптимизации процесса выращивания важно знать морфологические и биохимические особенности развития молоди. Установлено, что соотношение между массой и длиной тела молоди находится в прямой зависимости от условий питания; чем хуже обеспеченность пищей (имеется в виду комплекс факторов),тем ниже масса тела относительно длины; чем более грубый и трудный для усвоения корм, тем интенсивней рост кишечника относительно общей ддины тела. Однако в целом эти изменения носят адаптивный характер, они обратимы и не приводят к патологии. В частности, личинки, выращенные с использованием полноценных стартовых комбикормов, развивались вполне нормально и вырастали до половозрелого возраста без каких-либо отклонений.
В зависимости от качественного состава рационов происходят определенные функциональные изменения пищеварительной системы, в частности, в активности гидролитических ферментов. Например, при выращивании личинок карповых рыб на искусственных кормосме-сях по сравнению с живыми кормами отмечалось снижение (у личинок белого толстолобика - амилазы и кислых протеаз, у карпа всех исследованных ферментов» кроме пепсина) или повышение активности гидролитических ферментов (у личинок белого толстолобика - щелочной фосфатази, пепсина, трипсина, химотрипсина, и щелочной протеазы, у карпа - пепсина). Вместе с тем эти отклонения были тем меньше, чем качественннй применяемый корм. Например, нормализации ферментативной системы способствовало повышение содержания протеина, добавка в комбикорма протеолитических ферментов, гидролиз и микрокапсулирование.
Практика показала, что разработанная нами технология заводского производства молоди экономически эффективна и может быть освоена рыбной промышленностью, для чего необходимо осуществить ряд организационных мероприятий.
