Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 12
1.1.Биологические адаптации молоди рыб в водоемах различного экологического состояния 12
1.2. Искусственное воспроизводство рыб с использованием криокон-сервированных половых продуктов 35
2. Материал и методы исследований 46
3. Результаты собственных исследований 57
3.1. Влияние абиотических условий содержания молоди рыб в разных водоемах на их биологическую продуктивность 57
3.1.1. Температурная и кислородная адаптации у молоди карпа в прудах-теплицах 57
3.1.2. Влияние качества воды в прудах комплексного назначения на биологическую полноценность молоди карпа 70
3.2. Приспособительные реакции молоди рыб в зависимости от биотических факторов разных водоемов 86
3.2.1.Влияние низкой естественной кормовой базы в прудах-торфяниках на жизнестойкость молоди карпа 86
3.2.2.Адаптационные свойства молоди осетра при использовании нетра диционных кормов 94
3.2.3. Влияние уровня протеина в кормосмесях при выращивании различных видов тиляпий на их резистентность 104
3.3. Влияние экстремальных факторов среды и стресса в различных водоемах на жизнестойкость рыб 111
3.3.1. Влияние предельно низкой температуры воды в зимовальных прудах на жизнестойкость молоди карпа из разных водоемов 111
3.3.2.Адаптационные свойства и жизнестойкость молоди карпа при интенсивном рыбоводстве 128
3.3.3.Коррекция условий содержания молоди рыб при высокой плотности посадки .147
3.4. Искусственное воспроизводство молоди рыб с использованием криоконсервированных половых продуктов 157
3.4.1. Влияние низкотемпературной консервации спермы карпа на физиолого-биохимический статус потомства при садковом вы ращивании 157
3.4.2. Эффективность использования криоконсервированной спермы при воспроизводстве молоди карпа в прудовых условиях 168
3.4.3. Рыбоводная и физиолого-биохимическая характеристика производителей карпа-крио 177
3.4.4.Совершенствование методов криоконсервации спермы карпа 191
3.4.5.Воспроизведение карпа с использованием криоконсервированных эмбрионов 197
3.4.6. Искусственное воспроизводство молоди сибирского осетра с использованием криоконсервированной спермы 202
3.4.7. Рыбоводно-биологическая характеристика производителей сибирского осетра-крио 207
3.4.8.Совершенствование методов низкотемпературной консервации спермы осетровых рыб 211
3.4.9. Воспроизводство молоди радужной форели с использованием спермы, замороженной в различных криозащитньгх средах 215
Обсуждение 218
Выводы 238
Практические предложения 242
Список литературы 243
- Искусственное воспроизводство рыб с использованием криокон-сервированных половых продуктов
- Влияние качества воды в прудах комплексного назначения на биологическую полноценность молоди карпа
- Влияние уровня протеина в кормосмесях при выращивании различных видов тиляпий на их резистентность
- Влияние низкотемпературной консервации спермы карпа на физиолого-биохимический статус потомства при садковом вы ращивании
Введение к работе
1.1. Актуальность исследований. Россия располагает 20 млн.га озер, 4,5 млн.га водохранилищ, 1 млн.га водоемов комплексного назначения, более 150 тыс.га прудов, свыше 300 тыс.кв.м. садков и бассейнов, что создает громадные возможности для развития аквакулыуры. Вместе с тем, в последнее десятилетие XX века отмечен значительный спад в рыбной отрасли, что обусловлено целым рядом причин. В результате антропогенного и техногенного воздействий, а также новой экономической политики производство рыбы в целом по России снизилось в 4,5-5,0 раз (Багров, 2002).
На повышение эффективности рыбоводства и обеспечения населения рыбопродукцией направлено постановление Правительства России от 30 октября 1999г №1201 "О развитии товарного рыбоводства и рыболовства, осуществляемого во внутренних водоемах Российской Федерации". Для выполнения этого постановления разработана Федеральная программа, целью которой является увеличение объемов продукции аквакулыуры, начиная с 2006 года, до бООтыс.т (Мамонтов и др., 2000).
Значительное увеличение производства рыбопродукции возможно только при высоком уровне интенсификации, что требует новых подходов, которые соответствовали бы специфическим условиям водоемов. Имеющиеся методы интенсификации товарного рыбоводства многочисленны и разнообразны. Наиболее значимыми в современных экологических условиях являются - сохранение существующего генофонда различных видов рыб и воспроизводство достаточного количества высококачественного ры-бопосадочного материала (Багров, 2002; Богерук, Маслова, 2002; Виноградов, Эрнст, Ананьев и др., 2002).
Негативным элементом для аквакулыуры является загрязнение ок-ружа-ющей среды, которое постоянно возрастает вследствие нерационального природоиспользования и несбалансированности потребления ресурсов человеком (Соколов, 1999).
Нарушение нормальной абиотической среды у осетровых рыб вызвало аномалии в физиологическом состоянии - нарушения на тканевом уровне, в печени, почках, скелетной мускулатуре, кишечнике, гонадах и других органах (Ласкорин, Лукьяненко 1990, 1991; Гераскин, 1997; Евла-нов, 1997; Земков, Журавлева, 1997; Микряков, 1997).
Антропогенное влияние на гидрологические условия и трофику рыб (гидростроительство, загрязнение водной среды, сокращение нерестилищ и др.), а также превышение вылова и браконьерский лов привело не только к снижению численности ценных форм, но и к исчезновению отдельных видов. (Андрияшева, 1999; Баранникова и др., 2000; Литвиненко, Палубис, 2000; Руднева и др., 2000; Кловач, 2002)
В связи с этим, весьма актуально новое направление сохранения генофонда ценных видов рыб товарного рыбоводства с использованием
криоконсервированных половых продуктов ПРИ Bit воспроизводстве. На
БИБЛИОТЕКА |
z%m
современном этапе этот биотехнический прием требует глубоких теоретических и практических разработок
Наряду с этим, интенсификация рыбоводства сдерживается отсутствием достаточного количества полноценного рыбопосадочного материала различньж видов рыб. При воспроизводстве рыбопродукции наиболее уязвимым звеном являются ранние стадии рыб. Рост и развитие молоди рыб, прежде всего, обусловлены физиолого-биохимическими параметрами организма, которые определяют их жизнестойкость и приспособляемость к различным условиям содержания. Адаптивное реагирование не всегда проходит с нужной эффективностью, что приводит к гибели рыб.
В связи с этим, при получении молоди разных видов рыб важны все биотехнические приемы повышения их резистентности и снижения потерь, на основе объективной оценки биологических свойств культивируемых объектов.
1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение биологических механизмов адаптации молоди различньж видов рыб к условиям содержания в разных водоемах и пути их коррекции, а также изучение результативности использования и разработка современньж методов искусственного воспроизводства рыб с использованием криоконсервиро-ванньж половьж продуктов.
Для достижения данной цели в работе были поставлены следующие задачи:
изучить адаптационные способности молоди рыб в зависимости от абиотических факторов различньж водоемов;
выявить взаимосвязь между цигоморфологическими и физиолого-биохимическими характеристиками молоди рыб и их жизнестойкостью в экстремальных условиях содержания и пути коррекции;
изучить биологическую полноценность молоди различньж видов рыб в зависимости от биотических факторов водоема;
выяснить механизмы биоадаптаций молоди рыб в зависимости от качества пищи и способы их коррекции;
изучить результативность использования криоконсервированной спермы карпа при воспроизводстве молоди в условиях интенсификации;
оценить разновозрастное потомство карпа, полученного с использованием крионсервированной спермы;
разработать способы сохранности половьж продуктов карпа с использованием метода криоконсервации спермы и эмбрионов;
провести сравнительное изучение эффективности искусственного воспроизводства молоди сибирского осетра и его гибрида с применением криоконсервированной спермы;
оценить физиологическое состояние и репродуктивные качества сибирских осетров, при воспроизводстве которых использована криоконсер-вированная сперма;
- усовершенствовать способы воспроизводства осетровых рыб и радужной форели с применением криоконсервированной спермы.
-
Научная новизна. Впервые на большом количестве материала (74,4 тыс.экз. рыб) выявлена экологическая пластичность молоди рыб на первом году жизни, обусловленная цитоморфологическими, физиолого-биохимическими и иммунологическими реакциями их организма. Изучены физиолого-биохимические особенности адаптации организма рыб на толерантные и экстремальные абиотические и биотические факторы среды обитания в различных водоемах. Выявлены лимитирующие факторы среды, влияющие на рост и развитие молоди рыб, и впервые установлены оптимальные параметры морфофизиологических показателей при выращивании рыб в различных водоемах. Впервые установлена возможность кормовой адаптации молоди осетровых рыб при использовании нетрадиционного корма и сроки использования этой диеты при кормлении рыб. Определены критерии и механизмы выживания молоди рыб в антропогенно измененных условиях различных водоемов. Показано повышение резистентности спермы карпа в оригинальных криозащитных средах при низкотемпературной консервации и улучшение качества потомства, полученного при использовании замороженного семени. Разработаны биотехнические приемы сохранности спермы карпа, радужной форели и осетров в условиях криоконсервации в жидком азоте и повышения оплодотворяемости икры этих рыб дефростированной спермой. Впервые получено и оценено разновозрастное потомство сибирских осетров, полученное с использованием замороженно-оттаянной спермы. Впервые исследованы технологические подходы криоконсервации эмбрионов карпа различных стадий развития.
-
Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Результаты исследований имеют принципиальное значение для дальнейшего совершенствования теоретических и практических методов интенсивного воспроизводства молоди различных видов рыб при выращивании в разных водоемах. Полученные критерии качества молоди рыб могут быть использованы в качестве экспресс-теста физиологического состояния рыб для обеспечения возможности получения их максимальной продуктивности. Результаты, полученные при изучении пищевой адаптации молоди рыб, могут найти применение в практике кормления, прогнозирования здоровья и жизнестойкости рыб. Приемы улучшения биологического состояния молоди рыб за счет оптимизации биотических условий в низкокормных водоемах могут способствовать совершенствованию технологии товарного рыбоводства. Полученная информация об адаптивных реакциях молоди рыб в условиях экстремальных факторов и стресса может применяться в качестве индикатора резистентности организма при различных рыбохозяйственных мероприятиях. Предложенная коррекция условий содержания молоди рыб позволит улучшить качество и увеличить количество рыбопосадочного материала.
Использование криоконсервированной спермы при воспроизводстве карпа и сибирского осетра улучшает качество полученного потомства и является новым источником искусственного получения рыбопосадочного материала для выращивания в различных водоемах. Результаты исследований по криоконсервации спермы рыб включены в практические рекомендации "Методическое пособие по криоконсервации спермы карпа, лососевых и осетровых рыб"(1997).
1.5. Апробация работы. Материалы работы, содержащиеся в диссертации, обсуждались на Ученых советах зооинженерного факультета ТСХА, ВНИИПРХ, ВНИИР РАСХН. На научных конференциях: "Рыбохозяйственное освоение водоемов комплексного назначения" (Москва, 1978; Кишинев, 1978), "Современные достижения рыбохозяйствен-ной науки России (Саратов, 2000); на II (Киев, 1976), Ш (Москва, 1977), V (Астрахань, 1976) Всесозных конференциях по экологической физиологии и биохимии рыб; на Межреспубликанской научно-технической конференции "Проблемы азотистого метаболизма" (Волгоград, 1990); на Всесозном совещании по рыбохозяйственному освоению использования тепльж вод (Курчатов, 1990); на научных совещаниях "Консервация генетических ресурсов" (Пущино, 1992, 1998), "Воспроизводство ценньж видов рыб и проблемы отрасли" (Москва, 2002); на Первом конгрессе ихтиологов России (Астрахань, 1997); на Втором симпозиуме по экологической физиологии и биохимии рыб (Москва, 1990); на Международных научных конференциях "Проблемы развития рыбного хозяйства на внутренних водоемах в условиях перехода к рыночным отношениям" (Минск, 1998), "Проблемы рыбного хозяйства на внутренних водоемах" (С-Петербург, 1999), "Роль и значение метода искусственного осеменения сельскохозяйственньж животных в прогрессее животноводства XX и XXI веков" (Дубровицы, 2004); на Международных симпозиумах "Ресурсосберегающие технологии в аквакульту-ре (Краснодар, 1996, 1999), "Итоги 30-летнего развития рыбоводства на тепльж водах и перспективы на XXI век" (С-Петербург, 1998), "Холодноводная аквакулыура: старт в XXI век" (С-Петербург, 2003).
І.б.Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 44 научных работ: в книгах; журналах: "Рыбное хозяйство", "Рыбоводство и рыболовство", "Известия ТСХА", "Доклады Российской академии сельскохозяйственньж наук", "Цитология"; в тематических сборниках ТСХА, ГосНИОРХ, БелНИРХ, ВНИИплем. Материалы по гематологии рыб вошли в курсы лекций по подготовке студентов зооинженерного факультета МСХА. Рекомендации по низкотемпературной консервации спермы рыб (с группой сотрудников) включены в "Методическое пособие по криоконсервации спермы карпа, лососевьж и осетровых видов рыб" (1997).
1.7.0бъем и структура диссертации. Диссертация изложена на 238 страницах машинописного текста и состоит из введения, материала и методов исследований, результатов собственньж исследований, аналитиче-
ского обзора к каждой главе, заключения, выводов, практических предложений и списка литературы. В тексте диссертации содержится 22 рисунка и 92 таблицы. Список литературы включает 352 источников, в том числе 67 на иностранных языках.
Для решения поставленных задач обобщены результаты научных исследований за период 1976-2003 г. г. Исследования проводили в прудах и садках рыбоводных хозяйств, в водоемах комплексного назначения (ВКН-биологические пруды, пруды торфяных выработанных месторождений), сельскохозяйственных прудах (с/х пруды), прудах-теплицах, бассейнах, в аквариальных условиях, в криобанке рыб. Исследованные водоемы расположены в России (Московская область). Работа проведена согласно схемы исследований (рис. 1).
Изучение влияния биотехнических приемов при интенсивноаном воспроизведет» не рыб
Биологические адаптации молоди рыб в водоемах различного экологического со*
стояния
Искусственное воспроизводство рыб с
нспол ьэованием криокої (сервирован ны х половых продуктов
Влияние абиотических
факторов
Влияние биотиче-скнхфакторов
Е ос производство карпа с использованием крноконсераи-рованной спермы
Воспроизводство карпа с
использованием крноко нервированных 1М-брнонов
Воспроизводство осетровых рыб с использованием замороженной спермы
Воспроизводство форели с приме не-н нем
замороженной спермы
ПруДЫ-ТеПЛИЦЫ
С'х
пру-
Бзссейны, аквариумы
Характеристика по
томства карна (мо-
лодь-производиге-
ли)
Характеристика пото.ч-
стеа сибирского осетра
(молодь-производители)
и его гибрида
Рис. 1 Схема исследований
Объектом исследований служила молодь карпа (Cyprinus carpio L.), сибирского осетра ленской популяции (Acipenser baeri chatys Drjagin), ти-ляпии Мозамбика и тиляпии красной (Oreochromis mossambica, О. Sp.), радужной форели (Salmo truta).
Выращивание молоди карпа в различных водоемах проводили в условиях интенсификации (плотность посадки карпов 40-50, 80, 100 и 140 тыс.шт./га), в качестве контроля использована плотность посадки рыб 10 тыс.шт/га. Содержание молоди сибирских осетров и тиляпий вели в соот-
ветствии с технологическими условиями, применяемыми в индустриальном рыбоводстве (Петрова и др., 1991, Привезенцев и др., 1991).
Рыбоводно-экологические исследования (гидрохимический и гидробиологический режимы, состояние естественной кормовой базы, питание молоди рыб) выполнены по общепринятым методам. (Липин, 1950; Брагинский, 1957; Привезенцев, 1973; Боруцкий, 1974; Шестерил и др., 1985). Эффективность кормления различных видов рыб искусственным кормом определяли по затратам корма (Катасонов, Черфас, 1986). Темп роста вычисляли по среднесуточным приростам массы молоди рыб (Винберг, 1956), а его удельную скорость - по коэффициенту массонакопления (Тол-чинский, 1980).
Изучение физиолого-биохимических показателей молоди рыб проводили по следующим параметрам коэффициент упитанности рыб (Ку) определяли по формуле Фультона; биохимический состав тела рыб и кормов (содержание влаги, протеина, жира, углеводов и минеральных веществ) определяли по методам М.А.Щербины (1969) и методам зоотехнического анализа биологических объектов (Менькин и др., 1988); концентрацию белков сыворотки крови рыб определяли на рефрактометре ИРФ-22 (Гарин, 1979) с последующим пересчетом по таблице (Покровский, 1969) Разделение белков сыворотки крови на фракции проводили методом электрофореза в агаровом геле (Новиков, Решетников, 1969); содержание глюкозы в крови рыб определяли ортоголлуидиновым методом (Кушма-нова, Ивченко, 1983).
Гематологические показатели молоди рыб исследовали в период роста, зимовки, толерантных, экстремальных и стрессирующих факторов и при кормлении различными диетами. Морфологический состав красной и белой крови молоди рыб определяли по методам Остроумовой И.Н (1958), Ивановой Н.Т.(1970, 1983) и Головиной НА. (1979). Цитоморфометрию эритроцитов проводили на сканирующем микроскопе JSM-50A, напыление сплавом золота с паладием осуществляли в ионном напылителе IB-3 фирмы "Eiko", просмотр и фотографирование объектов осуществляли в растровом электронном микроскопе S-405 фирмы "Хитачи", промеры выполняли на фотоотпечатках (Удкли, 1975).
Концентрацию гемоглобина в крови рыб, количество эритроцитов в 1 мкл крови, величину гематокрита определяй по методам Н.Т. Ивановой (1983). Объем одного эритроцита, количество в нем гемоглобина и средне-клеї очную концентрацию гемоглобина в эритроцитах рассчитывали по формулам Винтроба в модификации ПАКоржуева (1964).
Общее количество крови у молоди рыб определяли методом экстрагирования (Коржуев, 1962). Обеспеченность гемоглобином крови вычисляли на основе общего количества гемоглобина у рыб, приходящегося на единицу массы тела.
Содержание естественных антител в сыворотке крови рыб определяли по реакции агглютинации к эритроцитам кролика и лизоциму методами, предложенными А.А.Вихманом и Л.ПГенераловой (1989).
Замораживание спермы карпа проводили в соответствии с инструкцией Е.Ф.Копейка (1986). Замораживание проводили в ампулах (1,5мл) при соотношении среды и спермы 1:1, оттаивание ампул осуществляли при +40 С и сразу оплодотворяли икру. Инкубацию оплодотворенной икры карпа проводили в аппаратах Вейса.
Глубокое замораживание эмбрионов карпа проводили на программном замораживателе ЭМБИ-К при двухступенчатом режиме охлаждения (Малиновский и др. 2000).
Криоконсервацию спермы сибирских осетров ленской и байкальской популяции проводили в соответствии с «Методическое пособие по крио-консервации спермы карпа, лососевьж и осетровьж видов рыб» (Цветкова и др., 1997). Процесс оплодотворения, инкубации и выращивания молоди сибирского осетра осуществляли в производственных условиях Конаковского завода товарного осетроводства. Стадии развития осетровьж рыб классифицировали по методу ТАДетлаф и А.С.Гинзбург (1954).
Результаты исследований обработаны методами статистики (Пло-хинский, 1970; Лакин, 1980). Достоверность различий определяли по критерию Стьюдента и Манна-Уитни (Поллард, 1982). Двухфакторный корреляционный анализ выполнен на ЭВМ «Минск-32».
В работе использованы следующие сокращения:
Ш - гемоглобин ОК - объем крови
Эр.-эритроциты ОБҐ - обеспеченность ор-
Ht - гематокрит ганизма гемоглоби
ном
СГЭ- содержание гемоглобина в СОЭ- средний объем_
эритро
эритроците цита
Ли- лейкоциты СКЭ-срелнеклеточная
кон-
Лф-яимфоциты центрация гемоглоби
на в
КБ - концентрация белка эритроцитах
Искусственное воспроизводство рыб с использованием криокон-сервированных половых продуктов
Для решения проблем, связанных с увеличением товарной продукции для нужд страны, весьма важны новые разработки и направления в естественном и индустриальном рыбоводстве с целью получения полноценного посадочного материала. Одним из перспективных методов повышения эффективности аквакультуры является сохранение генофонда рыб с использованием метода криоконсервированных половых продуктов.
Изучением методов криоконсервации половых продуктов рыб в России начали активно заниматься в последние 20-30 лет, что обусловлено напряженностью экологического состояния. Около 1% моровой фауны рыб включено в список видов, охраняемых Красной книгой МСОП. В нашей стране число видов, нуждающихся в такой охране, по самым скромным подсчетам составляет около 15 % пресноводной ихтиофауны (Павлов, 1990). Рыбные запасы резко подорваны также в результате антропогенного воздействия: гидростроительство, загрязнение обширной гидросети нефтепродуктами, пестицидами, тяжелыми металлами и другие факторы (Анд-рияшева, 1997; Баранникова и др., 2000; Литвиненко, Палубис, 2000; Руднева и др., 2000; Кловач, 2002). Некоторые ценные виды рыб оказались на грани исчезновения и занесены в Красную книгу РФ (осетровые, сиговые, лососевые). В Красную книгу России уже внесено 59 видов и популяций рыб, что почти в 10 раз больше, чем в 1983 г. Тенденция уменьшения биоразнообразия рыб и других водных организмов характерна для всех стран, что может нанести большой экологический ущерб. В Красную книгу Международного Союза охраны природы внесено 1267 видов, находящихся в угрожаемом состоянии, а 81 вид считается исчезнувшим навсегда (Ананьев и др., 2002). К охраняемым видам рыб в водоемах Волжско-Камского бассейна относятся лещ, судак, сазан, жерех, сом, щука, стерлядь, а также раки (Охрана биоресурсов, 2000).
В этих условиях применение криотехнологий для долговременного сохранения генома живых организмов в низкотемпературных генетических банках является безальтернативной мерой сохранения генетического разнообразия. В связи с этим в Федеральном законе от 10 января 2002 г. "Об охране окружающей среды" принята статья 60, где предусматривается сохранение редких и исчезающих видов животных, растений и других организмов в низкотемпературных генетических банках.
Данная проблема актуальна и для объектов аквакультуры. Требуют сохранения генетического разнообразия различные породы культивируемых видов, на создание которых селекционеры тратят десятки лет, а также рыбы, получаемые с использованием специальных методов (гиногенез, андрогенез, трансплантация, генная инженерия). Каждый экземпляр уникален, а вероятность их потери при современных экономических условиях весьма велика.
Новые рыночные отношения ухудшили ведение селекционно-племенной работы в рыбоводстве. В результате отсутствует контроль в хозяйствах за ведением селекционно-племенной работы, производители для воспроизводства рыб завозятся произвольно, что ведет к засорению стада, стихийной гибридизации, повышению заболеваемости и так далее. Использование замороженно-оттаянных половых продуктов различных видов рыб для выполнения селекционных программ позволит скрещивать географически удаленные друг от друга стада, а также рыб, нерестящихся в разные сроки и сохранять популяции и виды рыб, находящиеся под угрозой исчезновения.
Необходимость сбора коллекций и создание низкотемпературных банков вызвана не только ухудшением экологической обстановки, но и следствием антропогенного пресса. Сохранению подлежат исчезающие виды или внутрипородные структуры, а также промысловые виды и их генетическое разнообразие, которые хотя еще и далеки от исчезновения, но представляют особую хозяйственную ценность (лососевые, осетровые). Коллекционированию подлежат и объекты товарного рыбоводства. Причем, чем менее распространена порода, тем значительнее опасность ее утраты. Важно сохранить не только существующие породы, но и их структурные единицы (отводки, линии и т.п.), а также исходные формы, как например, разные подвиды и формы сазана - дикого предка карпа.
К настоящему времени разработана и осуществляется концепция «Криобанк рыб» (Катасонов и др., 1995), где показаны основные направления сбора и хранения рыб в низкотемпературных генетических банках. Учитывая современные экологические условия, коллектив криобиологов создал Национальную программу, направленную на «Сохранение и устойчивое использование генетических ресурсов промысловых, редких и исчезающих видов, популяций рыб и водных беспозвоночных с применением криотехнологий» на период 2003-2010 г.г. (Ананьев и др., 2002).
Практическое освоение методов замораживания спермы сельскохозяйственных животных было начато в 1949 году, а эмбрионов - в 1972 году, что быстро принесло ощутимые результаты. Использование криокон-сервированной спермы позволило увеличить интенсивность селекции и получать потомство с выдающимися продуктивными качествами. По оценке Ван Влека (Van Vleck, 1981) криотехнология позволяет повышать продуктивность животных на 3% ежегодно. В настоящее время в животноводстве искусственное воспроизводство с использованием замороженной спермы имеет промышленную основу.
У истоков отечественной науки по развитию криотехнологии для сохранения генетического разнообразия диких растений и животных были российские исследователи - Б.Н.Вепринцев и Н.Н.Ротт (1978, 1984), которые убедительно доказали, что создание криобанков геномов биологических объектов является единственной возможностью сохранения редких и исчезающих видов.
Вопросы криоконсервации половых продуктов рыб были начаты гораздо раньше зарубежными авторами. Первые успешные результаты по замораживанию спермы (молок) сельди получены Blaxcter (1953). Молоки весенненерестующеи сельди заморозили в морской воде с глицерином, а после 6 месяцев хранения они оплодотворили 80-85% яйцеклеток. На среде, содержащей хлористый натрий, глицин, бикарбонат натрия и глицерин, была заморожена сперма атлантической трески Gadus morphua (Mounib et al., 1968). После 60 дней хранения эта сперма оплодотворила 36% икры.
Анализ литературных данных показал наличие положительных результатов по замораживанию спермиев 200 видов рыб. Основная масса работ выполнена на лососевых и карповых рыбах и в меньшей степени на осетровых. Установлено, что сперматозоиды морских видов рыб более устойчивы к криоконсервации, по сравнению с пресноводными видами, хотя причины этого явления до конца не выяснены (Labbe, Maisse, 2001). Кроме того, имеются значительные индивидуальные и внутривидовые различия по крнеустойчивости сперматозоидов рыб.
Влияние качества воды в прудах комплексного назначения на биологическую полноценность молоди карпа
Проблема очистки различных стоков и пригодность вторичного использования сточных вод для рыбоводства весьма актуальна. В крупных животноводческих комплексах, где применяется система гидросмыва навоза, накапливается значительное количество жидкого навозного стока на сравнительно небольших территориях земельных угодий, что приводит к загрязнению окружающей среды. Перевозка и прокачка навозной жижи на большие расстояния (более 10 км) оказывается экономически невыгодными.
Предложенная Ю.А.Колтыпиным с сотрудниками (1975) технология биологической очистки жидких навозных масс обеспечивает эффективную очистку стоков и позволяет использовать воду вторично для полива, гидросмыва и рыборазведения. Технология предполагает наличие водоемов четырех ступеней: пруд-накопитеь, пруд-отстойник, рачковый пруд и рыбоводный пруд. Результаты исследований показывают, что биомасса зоопланктона — основного источника естественной пищи молоди рыб- достигает в рачковом пруде 6070 мг/л (Тарасов и др, 1975, 1976). Это позволяет получать при применении аэрации и искусственных кормов до 10 ц/га сеголеток карпа (Тарасов и др., 1977; Серветник, 1980).
Применяемые способы переработки животноводческих стоков пока не являются рациональными по ряду причин: из-за трудоемкости в эксплуатации и несоответствия экологическим требованиям.
Принципиальная технология переработки животноводческих стоков разработана ВАСХНИЛ (Методические рекомендации..., 1982). Были построены сооружения в Московской, Полтавской, Костромской областях. Но, как показала практика, получаемая сточная жидкость после прохождения рачковых прудов по гидробиологическим показателям не пригодна для выращивания рыбопосадочного материала и требует дополнительной очистки.
Для доочистки свиноводческих и других видов сточных вод с высоким органическим загрязнением рекомендуется биоинженерное сооружение типа биоплато, представляющее ботаническую площадку с высшей водной растительностью или многолетними травами (Овцов и др., 1993).
Основными объектами разведения в рыбоводно-биологических прудах могут быть виды рыб наиболее устойчивые к газовому режиму воды: карп, серебряный и золотой карась, гибрид карпа и карася, толстолобик (Субботина, Смирнова, 1996, 1977; Субботина, 1998). Не исключается возможность разведения в таких прудах линя, который также нетребователен к кислородному режиму, а при питании использует участки дна, малодоступные другим видам рыб.
В данной работе нами исследованы биологическая ценность и жизнестойкость молоди карпа при интенсивном выращивании в биологических прудах (последний каскад биологической очистки свиноводческого комплекса Кленово-Чегодаево Московской области) и значимость этих водоемов для нужд рыбоводства.
Сеголетки карпа выращивались в биологических прудах площадью около 0,2 га при плотности посадки 40 тыс.шт./га и кормлении искусственным кормом с протеиновым отношением 1:2,5. При аналогичных условиях выращивали молодь карпа контрольного варианта, но в обычных рыбоводных прудах того же района.
Температура воды при выращивании молоди карпа в биологических и контрольных прудах практически была одинаковой и составляла в среднем 17,8 и 17,7 С, соответственно.
Химический состав воды в биологических прудах заметно отличался от обычных рыбоводных прудов высоким содержанием органических веществ (табл. 12). Содержание в воде веществ способных к окислению, было выше в среднем в 3,2 раза, а максимум окисляемости наблюдался в период интенсивного потребления искусственного корма (август). В рыбоводных прудах величина окисляемости изменялась в пределах нормы
Качество воды биологических прудов отличалось повышенным содержанием альбуминоидного и аммонийного азота, нитритов и нитратов по сравнению с таковыми в рыбоводных прудах. Количество альбуминоидного азота было выше в 6,7 раза, аммонийного - в 23,1 раза, нитратов - в 17,5 раза и нитритов — в 2,0 раза. Высокие показатели содержания соединений азота в воде свидетельствуют об ухудшении санитарного состояния биологических прудов, что связано с накоплением в воде большого количества органики.
Вода рыбоводных прудов по содержанию различных форм соединений азота в среднем за период выращивания соответствовала рыбоводным нормам.
Наличие в воде прудов биогенных элементов — фосфора и железа, является необходимым условием для жизнедеятельности рыб. Вместе с тем, концентрация этих веществ выше определенного уровня является неблагоприятным условием для рыборазведения. Фосфор в воде прудов находится в растворенном состоянии в виде солей (фосфатов), которые легко усваиваются высшими растениями и фитопланктоном. В биологических прудах содержание фосфатов было наиболее высоким и превышало его уровень в рыбоводных прудах в 6,1 раза. Содержание железа было благоприятным для рыбоводных целей.
Количество хлоридов в биологических прудах в отдельные периоды достигало 50 мг С1/л, а его средняя величина за период выращивания была выше, чем в рыбоводных прудах, в 2,4 раза.
Среднесуточное содержание растворенного в воде кислорода в начале выращивания было благоприятным для роста молоди карпа и колебалось в пределах 4,5-12,0 мг/л. С 3 декады июля в прудах биологической очистки были отмечены резкие перепады содержания кислорода в воде, которые составляли 1,4-10,7 мг/л. Это обусловлено накоплением органических веществ в воде, развитием и отмиранием водорослей, интенсивным ростом молоди в данное время. В результате, среднее содержание растворенного в воде кислорода в период выращивания было невысоким и составило 4,9 мг/л.
Влияние уровня протеина в кормосмесях при выращивании различных видов тиляпий на их резистентность
Среди объектов современного индустриального рыбоводства все большее внимание привлекают рыбы семейства Cichlidae - тиляпий, отличающиеся хорошим ростом, адаптационной пластичностью, высокими пищевыми достоинствами и устойчивостью к заболеваниям.
Из всего объема мировой продукции аквакультуры выращивается рыбы — 16,7 млн. т, в том числе карповых 11,5 млн. т, тиляпий -800 тыс.т, форели —380 тыс. т, угря — 215 тыс.т (Мамонтов, Остроумова, 1999).
Впервые в нашу страну тиляпия была завезена в 60-е годы. С 70-х годов вопросами технологии воспроизводства и выращивания тиляпий занимается кафедра прудового рыбоводства ТСХА (Соколов, Фомиче в, 1989; Маркин и др., 1989; Боронецкая, 1995; Щербаков и др.,2000). В результате исследований показана возможность выращивания разных видов тиляпий в бассейнах, садках и в прудах на геотермальной воде.
Из 10 видов тиляпий, испытанных в России, наиболее перспективными являются тиляпий Мозамбика, голубая и красная. В 1990 г в Московской области было получено в садках 4,9 т, а в Свердловской - 0,5т тиляпий (Кудерский, Шимановская, 1995).
Увеличение производства этого вида рыбы требует разработки технологических вопросов кормления молоди тиляпий, что является самым сложным вопросом индустриального рыбоводства
В природе большинство рыб, в том числе и объекты аквакультуры, питаются преимущественно животной пищей (ракообразные, моллюски, черви, насекомые, рыба). По данным Ю.П.Мамонтова и И.Н.Острумовой (2000) сухое вещество этой основной пищи на 60-70% состоит из белка. В искусственных кормах удается повысить его уровень без потери для роста рыб до 35-45%, а для молоди — до 48-58%. Таким образом, чтобы удовлетворить потребность рыб, особенно ценных видов, в белке, для активного роста необходимо вводить его в количестве 35-55% к рациону.
Учитывая перспективность разведения тиляпии, нами было изучено влияние рационов с различным уровнем протеина (23 и 40%) на физиологическое состояние молоди тиляпии Мозамбика и тиляпии красная. Работа выполнена в аквариальных условиях Московской сельскохозяйственной академии (кафедра прудового рыбоводства) в 1990 г.
Подрощенную молодь тиляпии в возрасте одного месяца при средней массе тела 0,9 г выращивали в модельной бассейновой установке с системой оборотного водоснабжения при плотности посадки рыб 500 шт./м . Для кормления рыбы использовали комбикорма К-112 (23% протеина) и РГМ-8 (40% протеина) при суточной норме 10 % от массы тела.
Красная тиляпия - одна из наиболее быстрорастущих и неприхотливых форм, которая по скорости роста превосходит мозамбикскую и голубую тиляпии (Маркин и др., 1989). В естественных условиях тиляпия Мозамбика и тиляпия красная различаются по характеру питания. Тиляпия Мозамбика является всеядной рыбой, лучше использует корма с высоким уровнем клетчатки. Тиляпия красная питается, главным образом, зоопланктоном. Эти видовые отличия оказали влияние на рост тиляпии при потреблении исследуемых рационов.
Вместе с тем, результаты выращивания молоди тиляпии Мозамбика и тиляпии красная на двух качественно различных комбикормах показали, что рост рыб положительно коррелирует с величиной содержания в рационе протеина. Тиляпии Мозамбика и красная при питании кормом К-112 имели среднюю массу тела ниже (8,5 и 9,8г), чем при использовании корма РГМ-8 (17,1 и21,8г), а их выживаемость составляла 83-93 и 100% соответственно.
Скармливание молоди тиляпии кормосмесей с различным содержанием протеина отразилось на показателях красной и белой крови рыб. Молодь тиляпии Мозамбика и тиляпии красная характеризовалась достаточно высоким уровнем гемоглобина в крови, который составлял 9,3-9,9 г% (табл.29).
По мере увеличения уровня протеина в кормах, концентрация гемоглобина в крови молоди тиляпии понижалась в обоих вариантах исследования. Наибольшее снижение содержания гемоглобина в крови отмечено у тиляпии красная (на 6,3 %), по сравнению с тиляпией Мозамбика (на 1,0 %).
Аналогичная тенденция отмечена и в содержании эритроцитов в крови молоди тиляпии при увеличении протеина в корме до 40 %, где наиболее заметное снижение отмечено у тиляпии красная. Количество эритроцитов у тиляпии кпасной снизилось на 9,3 %, по сравнению с рыбами, содержавшимися на рационе с 23 % протеина, а у тиляпии Мозамбика — лишь на 2,2%. Общий объем эритроцитов (гематокрит) в крови молоди тиляпии снизился соответственно на 16,3 и 4,8 %. Видовые изменения у тиляпии красная и тиляпии Мозамбика в показателях гемоглобина в крови, количестве эритроцитов и их общем объеме были статистически не достоверны. Полученные результаты евдетельствуют о том, что у тиляпии красная и Мозамбика при питании кормом К-112 преобладают окислительные процессы в организме, а при использовании корма РГМ-8 - восстановительные.
Изучение кислород-переносящей функции эритроцитов у разных видов тиляпии подтверждает это положение. Содержание гемоглобина в одном эритроците у тиляпии красная и тиляпии Мозамбика, содержавшихся на низкобелковом рационе, по сравнению с молодью, питавшейся высокобелковым рационом, была ниже на 1,2 и 2,8 %, а их сред неклеточная концентрация снизилась на 3,8 и 9,4 % с преимуществом у тиляпии красная. По-видимому, в этих условиях в крови рыб происходили более высокая интенсивность эритропоэза и напряженный обмен веществ.
Исследования эритроидного ряда обоих видов тиляпии (красная и Мозамбика) показали различную интенсивность эритропоэза при использовании кормов с разным протеиновым содержанием (табл. 30).
Влияние низкотемпературной консервации спермы карпа на физиолого-биохимический статус потомства при садковом вы ращивании
Для решения проблем, связанных с увеличением товарной продукции для нужд страны, весьма важны новые разработки и направления в естественном и индустриальном рыбоводстве с целью получения полноценного посадочного материала. Одним из перспективных методов повышения эффективности аквакультуры является сохранение генофонда рыб объектов товарного рыбоводства с использованием метода криоконсерва-ции их половых продуктов. В связи с этим в нашей работе были проведены оригинальные исследования по изучению результативности применения криоконсервированной спермы для получения молоди и производителей карпа и сибирского осетра, а также усовершенствованы методы замораживания-оттаивания спермы и эмбрионов карпа, осетровых рыб и радужной форели.
Исследования по изучению результативности использования замо-роженно-оттаянной спермы для получения рыбопосадочного материала карпа мы проводили в производственных условиях водоема-охладителя ГРЭС г. Шатура.
Молодь карпа была получена с использованием криоконсервированной (в дальнейшем карп-крио) и нативной спермы (контроль) парских карпов при оплодотворении 500 г икры карпа. Процент развития оплодотворенной икры составил 11,0% против 27,0% в контроле, где использовали свежую сперму. После оплодотворения икры и суточной инкубации в аппарах Вейса на опытно-экспериментальной базе НПО до рыбоводству. Оплодотворенная икра обоих вариантов была переправлена в инкубационный цех «Шатурского» садкового хозяйства, где была продолжена ее инкубация и выращивание молоди карпа. Изучение молоди карпа, полученной с использованием криоконсервированной спермы проводили в индустриальных условиях на различных этапах рыбоводного процесса — инкубация, подращивание в лотках, выращивание сеголетков в садках. Температура воды в период инкубации икры в течение суток изменялась от 22,0 до 25,0 С, а в среднем за период инкубации составляла 23,5 С. Содержание растворенного в воде кислорода в этот период соответствовало в среднем 10,2 мг/л, а рН — 7,2. Выклев личинок карпа-крио был бурным, а его продолжительность составляла Ічас. 20мин. У личинок карпа контрольного варианта выклев пролжался 9 час. 40 мин. Полученные после выклева личинки были посажены на выдерживание в аппараты «Амур», где содержались в течение трех суток при средней температуре воды в аппаратах 24 С, содержании кислорода -9,6 мг/л и рН - 7,4. Отход за период выдерживания составил 38,5 % у молоди карпа-крио и 29,0 % - у карпов контрольного варианта. Личинки карпа-крио Наряду с выращиванием молоди карпа-крио в садках тепловодного хозяйства, мы изучали эффективность выращивания молоди карпа-крио в прудовых условиях ЦЭБ «Якоть» (Московская обл.) с целью получения рыбопосадочного материала для товарного рыбоводства. В исследованиях использовали замороженно-огтаянную сперму парского карпа для оплодотворения производственных порций икры парского карпа. Процент оплодотворения икры замороженно-оттаянной спермой составил 11, нативной (контроль) - 27%.. Средняя масса личинок карпа-крио сотавляла 1,64 мг, что было ниже, чем у карпа на 12,3 %, а длина тела у них была больше на 2,7 % (6,15 мм против 5,99 мм). Процентный уровень уродств в обоих вариантах у личинок карпа был невысоким и составил в опыте 7,0%, а в контроле - 4,0 %. Трехсуточные личинки карпа обоих вариантов были высажены в пруды при технологической плотности посадки 56 тыс.шт/га. Молодь карпа выращивали раздельно в прудах, которые практически не отличались по своей экологии. Температурный режим воды в прудах, в силу дождливого и прохладного лета, был благоприятным для роста рыб лишь в конце июля-начале августа, когда температура воды в прудах достигла 19,0-23 С. В среднем за период выращивания она составляла 16,5 С. Содержание растворенного в воде кислорода в прудах обоих вариантов колебалось на уровне 5,4-12,6 мг/л, а в среднем за период выращивания составило 8,5 - 8,6 мг/л. Химический состав воды в прудах обоих вариантов различался незначительно. В целом, качество воды соответствовало рыбоводным нормативам, а раличия между вариантами были не существенными. Активность среды (рН) в прудах колебалась от 7,0-7,2 в начале выращивания, до 8,0-8,2 в период интенсивного фотосинтеза (Ідекада августа) и снизилась до 6,8-7,0 в конце выращивания. Щелочность воды прудов варьировала незначительно и была практически на одном уровне 3,5-3,6 мг/экв. В содержании аммонийного азота и общего железа в воде исследуемых прудов отклонений по вариантам не отмечено, а их уровень соответственно составлял 0,3 мг/л и 0,07 мг/л. Количество хлоридов колебалось в пределах 1-10 мг/л. Содержание в воде вырастных прудов органических веществ было наибольшим в период интенсивного роста молоди карпа и колебалось от 15 до 18 мг СУл. К осени уровень окисляемости воды несколько снизился и в среднем за сезон составил 14,0-14,2 мг О 2/л. Видовой состав естественной кормовой базы прудов был идентичным в исследуемых вариантах и представлен семействами: Cladocera и Copepoda. Типичными представителями семейства Cladocera были Ceriodaphnia, Bosmina, Chidorus, из семейства Copepoda - Cyclops St., Diaptomus sp. Наряду с этим в зоопланктоне прудов встречались личинки поденок, хирономид, яйца копепод, а также Ostracoda.имели среднюю массу тела 1,7 мг, а в контроле -1,5 мг при практически одинаковой длине тела — 5,9-6,0 мм. Трехсуточные личинки карпа-крио и контроля были посажены на подращивание в лотки (29 мая — 20 июня). Температура воды в этот период колебалась в пределах 21-28 С, содержание растворенного в воде кислорода - 5,7-8,8 мг/л и рН — 7,4 Сразу после посадки личинок карпа-крио в лотки приступили к их кормлению прудовым зоопланктоном, а затем через каждые 2 часа - яйцами артемии салина и их науплиями. Через 12 часов кормления в кишечниках молоди карпа обоих вариантов было практически равное количество пищи: от 6 до 8 штук яиц артемии. Наряду с естественными кормами, молодь карпа питалась искусственным комбикормом РКС в соответствии с инструкцией по их использованию. В процессе подращивания молоди карпа в лотках темп роста был достаточно высоким в обоих вариантах (рис. 16). При этом, на 7 сутки подращивания коэффициент массонакопления был 2,1 раза выше у молоди карпа-крио по сравнению с обычной молодью. По мере дальнейшего роста рыб, коэффициент массонакопления снизился в обоих вариантах, однако среднесуточные приросты у молоди карпа-крио были выше в 3- 5 раз по сравнению с карпами контрольного варианта (табл. 58).
Похожие диссертации на Интенсивное воспроизводство рыб в разных водоемах с использованием биотехнических приемов
