Опыт биотехнологии органического выращивания рыбы и сельскохозяйственных культур
Органическая аквакультура – это пересечение двух восходящих глобальных технологических трендов развития мирового сельского хозяйства: аквакультуры [1] и органического производства.
Оба направления за последнее 10-летие удвоили объемы производства и, по прогнозам экспертов, будут и дальше прирастать гораздо более высокими темпами в сравнении с производством традиционным [4].
Основу органического производства составляет его соответствие базовым «органическим» принципам, определенным Международной федерацией экологического сельскохозяйственного движения (IFOAM) [4], а также положениями международных и (или) национальных стандартов [5]. На практике это выражается, в частности, в отказе от применения пестицидов, химических удобрений и генномодифицированных объектов (в том числе сырья, продукции, кормов, полученных с их использованием), в ограничении использования рыбной муки (и другого сырья для получения белка из источников, включенных в пищевую цепочку человека), антибиотиков и гормонов и др.
Эксперты делают вывод о том, что Россия обладает большим потенциалом для развития органического сельского хозяйства [4]. Главный вопрос заключается в том, насколько этот потенциал будет раскрыт.
Запрос на новые технологии и научные изыскания формирует возрастающая потребность:
– в получении продукции аквакультуры за счет расширения ассортимента выращиваемых видов (включая виды с высокой потребительской ценностью);
– в увеличении объёмов конкурентоспособного производства рыбопосадочного материала, в частности белого амура в поликультуре с карпом (сазаном) и толстолобиками для водоёмов пастбищного рыбоводства и водоёмов других типов.
Внедрение органической технологии аквакультуры с применением аквасевооборота расширяет узкоспециализированный подход к рыборазведению, решает функциональные проблемы истощенных прудовых площадей, требующих большего внесения минеральных удобрений (нитраты, нитриты), и позволяет исключить использование минеральных удобрений за счет выращивания органических бахчевых и сельскохозяйственных культур (с естественным, экологичным обогащением почвы).
В ходе исследований нами были выявлены важные взаимосвязи аквасевооборота, найден более действенный, по сравнению с существующими традиционными, способ подготовки нагульных площадей без применения синтетических веществ для длительной и интенсивной эксплуатации. Этот способ заключается в применении биотехнологии органического выращивания бахчевых и сельскохозяйственных культур на ложе осушенных прудов.
Тем самым определен и способ регулирования нехватки целинных земель – лучшего предшественника бахчевых – за счет расширения органической технологии, включая аквакультуру.
Использование летующих прудов после выращивания прудовой рыбы на органических комбикормах и применение органических удобрений для выращивания органической продукции бахчеводства (арбузы, дыни) освобождают конечную товарную продукцию от «нитритности»; сокращают 3-летний оборот до 2-летнего за счет дополнительного кормления; позволяют получить на конечном этапе товарную органическую аквакультурную продукцию массой до 1,2 кг.
В настоящее время научно обосновано и экспериментально доказано, что после выращивания рыбы на органических кормах и органических удобрениях пруды с обводными каналами по периметру дают превосходные урожаи арбузов. Во время летования на прудах убираются излишки ила, производится органическая сельскохозяйственная продукция – сеются бахчевые (арбузы, дыни) или сельскохозяйственные культуры (пшеница, горох), которые за счет остатков жизнедеятельности прудовых рыб, гумуса и т. д. дают хороший урожай, а также способствуют разложению и усвоению органики, разрыхлению и раскисанию почвы и обогащают ее азотом [6].
Прудовый органический арбуз имеет качественные преимущества по сравнению с арбузом, выращенным традиционным способом: высокая сахаристость; повышенная транспортабельность – тонкая, но плотная корка позволяет выдержать нагрузки при перевозке на дальние расстояния.
В качестве преимуществ следует отметить и сокращение затрат на полив (поскольку влага пруда сохраняется весь поливной сезон), и исключение применения минеральных удобрения при повышении эффективности производства. Так, урожайность арбузов после предшественника – объектов аквакультуры – увеличивается в 1,3 раза (на 30 %) [6].
Далее, рыба, выращенная после предшественника – арбуза, демонстрирует высокие темпы роста и, как следствие, увеличение конечной массы сеголеток и двухлеток (карп и белый толстолобик) в 1,1–1,3 раза (на 10–30 %) [6] по сравнению с рыбой, выращиваемой по традиционной технологии, при кормлении органическими кормами 3-летний оборот сокращается до 2-летнего.
Нами был апробирован вариант попеременного выращивания рыбы в поликультуре на органических комбикормах и сельскохозяйственных объектов поочередно с растительной продукцией с выбором экосемян/культур.
Более эффективным оказалось не только выращивание бахчевых. Так, урожайность пшеницы суперэлита (семена соответствуют требования ГОСТ Р 52325-2005), выращенная на летующих прудах, увеличивается более чем на 10 % (предшественник – рыба). После сбора урожая пшеницы и зарыбления поликультурой в прудах лидирующее положение по темпу роста занимают личинки, сеголетки и товарный белый амур. Темп роста в сравнении с нормативными показателями увеличивается на 25 %. Возможен и другой вариант: перед зарыблением, посеяв пшеницу и после всходов, сразу же можно произвести залитие прудов для дальнейшего выращивания в поликультуре.
Получение товарной продукции с техникой аквасевоборота – это уже, в общем смысле, «органическое» производство аквакультурной и сельскохозяйственной продукции, поскольку создаются специализированные агробиоценозы адаптивного сельского хозяйства в сочетании с поочередным культурным производством продукции (рыба, растительные и бахчевые культуры). Это позволяет максимально эффективно использовать прудовые площади/летующие пруды для получения продуктов питания с единицы площади, что повышает эффективность производства, сокращает оборот выращивания объектов аквакультуры, обеспечивает дополнительный доход за один вегетационный период.
Такая технология аквасевооборота, как органическое производство аква- и сельхозпродукции, доказала высокую эффектность в условиях жарких маловодных территорий.
Апробация, доработка и оптимизация разработанной органической технологии получения аквакультурной и сельскохозяйственной продукции осуществляются с 2011 г. внедрением на экспериментальной базе – малом инновационном предприятии (№ 217-ФЗ) «Современный рыбоводный комплекс «Шараповский» (СРК «Шараповский», Астраханская область, 70 км от г. Астрахани).
Материал и методы исследований
В период выращивания по органической технологии в СРК «Шараповский» включено попеременное выращивание аквакультур (карп, растительноядные) и сельскохозяйственных культур (бахчевые, зерновые, овощи) без применения веществ, содержащих синтетические материалы, химикаты и т. д., что позволило обеспечить продовольственную безопасность продукции.
Выращивание рыбы проводилось в течение 1–3 лет в режиме эксплуатации прудовых площадей с контролем за содержанием гумуса – качественной характеристикой почв. Детальное изучение состава донных отложений прудов показало, что многолетняя эксплуатация приводит к истощению почв и только комплексные мероприятия могут позволить предупредить их деградацию.
Источником водоснабжения прудов хозяйства «СРК «Шараповский» служит протока Обуховская – водоток дельты Волги. Качество воды протоки соответствует требованиям рыбохозяйственного ОСТ 15-282–83, а уровень воды в межень достаточен для бесперебойной круглогодичной подачи воды в пруды рыбопитомника.
Все пруды спроектированы в соответствии с требованиями и в период спуска полностью осушаются и облавливаются. Зарастаемость ложа прудов высшей водной растительностью составляет около 15 % общей акватории. Подстилающие грунты – супесчаные, донные отложения – илистые. Глубина основной акватории колеблется от 2,0 до 3,5 м. Распределение глубин соответствует техническим требованиям для выростных прудов.
Определение органических веществ в почве прудов и биомассу зоопланктона и зообентоса определяли по общепринятым методикам [7–9].
Видовой состав и биомасса планктона и бентоса соответствуют нагульным прудам VI зоны рыбоводства, эксплуатируемым в экстенсивном режиме [7–10].
Подготовка прудовой площади – это использование органической экологически чистой биотехнологии выращивания бахчевых и сельскохозяйственных культур по схеме, приведенной
на рис. 1.
Рис. 1. Варианты аквасевооборота в прудовом хозяйстве «СРК «Шараповский»
Во время летования убирают излишки ила, сеют бахчевые или сельскохозяйственные культуры (арбузы, пшеницу, томаты), которые за счет остатков жизнедеятельности прудовых рыб, гумуса и т. д. дают хороший урожай и способствуют разложению и усвоению органики, разрыхлению и раскисанию почвы и обогащают ее азотом. Аквасевооборот осуществлялся в соответствии с традиционной агротехникой, приемлемой на Нижней Волге, в пользу выращивания арбузов на песчаных и супесчаных почвах. Так, арбузы с успехом можно выращивать и на летующих прудах. Столовый арбуз (Citrullus vulgaris Schrad.), однолетнее травянистое растение из семейства тыквенных (Cucurbitaceae), по своим свойствам является уникальным продуктом питания и, кроме того, протектором многих заболеваний. Подмечено, что после выращивания рыбы именно такие пруды с обводными каналами по периметру дают отличные урожаи арбузов (выращивание арбузов «по-астрахански»), а затяжная осень, характерная для Астраханской области в последние годы, увеличивает их урожайность (рис. 2).
Рис. 2. Прудовые площади под бахчевые: а – летующие; б – посевные;
в, г – арбузы сорта «Американка» в СРК «Шараповский»
Следует отметить, что благодаря отсутствию сорняков урожайность арбузов в несколько раз выше, чем на обычных полях. Посев арбузов в прудовом хозяйстве «СРК «Шараповский» производился в конце апреля – начале мая на летующих нагульных прудах (предшественник культуры – товарная рыба (поликультура карп и растительноядные)) после дискования/боронования грунта на глубине 8–12 см.
Посадку семян после вымачивания производили сразу после боронования, пока сохраняется влага, при температуре выше 15–16 °С. При появлении первых всходов между рядами глубиной 5 см производили разрыхление и, при необходимости, полив с добавлением органических удобрений в виде навоза. Полив посевной площади осуществляли следующим образом: через 5–6 рядов посадки прорезали канавки при помощи КЗУ-300 и полив производили только по этим канавкам. Поливная вода просачивается по песчаному грунту на 5–6 рядов. До цветения производили обработку от вредителей и после цветения такую обработку повторили.
Результаты исследований и их обсуждение
Цикл использования летующих прудов можно начинать с выращивания таких сельскохозяйственных культур, как пшеница, ячмень, сорго, томаты и бахчевые. Арбузная продукция, полученная при таком методе выращивания, отличается высоким качеством.
Урожайность арбузов в среднем составила: сорта «Американка» – 200 ц/га, сорта «Холодок» 150 ц/га, против нормативной 25 т/га. Данные убеждают в том, что подготовленный пруд после 2–3-х лет выращивания объектов аквакультуры является мощным фактором в пользу получения органических арбузов.
Как показала практика, в Астраханской области арбузы высокого качества произрастают именно на летующих прудах, где необходимые биотехнические показатели и особенности состава и структуры почвы были достигнуты за счет жизнедеятельности объектов аквакультуры, выращенных с применением органических комбикормов и удобрений.
В ходе экспериментальной работы впервые были использованы семена суперэлиты, урожайность зерна составила 20–22 ц/га, что выше нормы в 2 раза, количество семян в колосе пшеницы в 3 раза больше – по 27 зерен.
Так как хозяйство расположено в VI рыбоводной зоне, для организации товарного выращивания рыбы используется посадочный материал: сеголетки карпа массой 30–50 г, пестрого и белого толстолобика – 25–30 г, белого амура – 30 г. Плотность посадки – 1 тыс. экз./га. Средняя масса годовиков при весеннем облове составляет: карпа – 400–600 г, белого толстолобика – 200–250 г, амура – 400–500 г.
За 9 месяцев выращивания масса товарных двухлеток составила: карпа – 900–1200 г, белого толстолобика – 1000–1800 г, белого амура – 900–1000 г; общая рыбопродуктивность в поликультуре – около 12 ц/га, против средней по хозяйству 10 ц/га (табл. 1).
Таблица 1
Основные показатели прудов в СРК «Шараповский»
Рыбопродуктивность товарной продукции на этих же площадях после летования увеличилась более чем на 15 %. Этому благоприятствовала высокая и стабильная биомасса зоопланктона и зообентоса, являющаяся мощным преимуществом данной технологии в аквакультуре. Первые результаты достоверно демонстрируют увеличение рыбопродуктивности эксплуатируемых прудовых экосистем за счет использования органического культивирования и сочетания экосистемных процессов, биологических и агрономических методов, различных органических удобрений (остатки вегетативных побегов бахчевых, скошенная растительность).
Химический состав донных отложений прудов, т. к. почвы прудов относятся к группе слабозасоленных, следующий: рН колеблется от 7 до 8,2, содержание гумуса, в зависимости от цикла использования прудовых площадей и смены выращиваемых культур, варьирует от 0,78 до 3,45 %.
Таким образом, состав органических веществ донных отложений варьирует, в зависимости от режима эксплуатации прудовых площадей и циклов смены пара, от крайне низкого их содержания до высокого. Причиной может служить то, что аквасевооборот не только восстанавливает плодородие почвы, но и способствует резкому повышению биопродуктивности,
улучшая тем самым гидробиологический режим прудов, который обеспечивает рыбе оптимальный уровень естественной кормовой базы. Все это благоприятно отражается на состоянии организма выращиваемых рыб, повышается их резистентность, что обеспечивает максимальный прирост рыбной продукции.
Комплексные мероприятия могут позволить увеличить эти показатели, если применять органические удобрения, например навоз крупного рогатого скота (содержание органических веществ – 12–18 %, азота – 0,45, фосфорной кислоты – 0,23, кальция – 0,4, калия – 0,52, натрия – 0,56, магния – 0,35, серной кислоты – 0,06). Корректировка доз вносимых органических удобрений позволяет формировать достаточную кормовую базу водоемов. Так, с целью улучшения качественных и количественных показателей выращиваемой товарной рыбы были уточнены дозы внесения органических удобрений: 3,3 т/га – до использования прудовых площадей под посевы и 0 т/га – после выращивания бахчевых, против нормативных 4 т/га.
Зоопланктон прудов представлен в основном коловратками (класс Rotatoria) ракообразными (класс Crustacea, отряд Copepoda; п/отряды Cyclopoida; отряд Cladocera). Показатели численности и биомассы зоопланктона представлены в табл. 2.
Таблица 2
Зоопланктон СРС «Шараповский», 2015 г.*
В прудах наиболее часто встречаются следующие виды: Moina brachiata и Daphnia cucullata, самки которых имеют длину до 2,5 мм, Cyclops strenuus – веслоногие рачки, из коловраток – р. Brachionus.
После летования существенно улучшился гидробиологический режим прудов, что привело к обеспечению оптимального уровня естественной кормовой базы, который будет удовлетворять пищевым потребностям объектов, выращиваемых в поликультуре, – карпа и растительноядных рыб. Так, биомасса зоопланктона после летования в начале вегетационного периода увеличивается в 2,0 раза, в конце вегетационного периода – в 2,7 раза.
Зообентос представлен личинками и имаго насекомых – класс Insecta и тип Mollusca, в основном личинки Chironomidae gen. sp. и класс Gastropoda (табл. 3). В начале вегетационного периода величина биомассы в водоемах после летования в 3,6 раза превышает величину биомассы в таком же пруду до летования, в конце вегетационного периода это соотношение увеличивается до 6,6.
Таблица 3
Зообентос СРС «Шараповский» до летования, 2015 г.
Положительная динамика в водоемах биомассы зоопланктона и зообентоса связана с тем, что пруды во время летования были выведены под посев бахчевых. Органическая технология получения аквакультурной и сельскохозяйственной продукции показала высокую производственную эффективность в условиях, пригодных для прудового культивирования (табл. 4).
Таблица 4
Производственная эффектность технологий выращивания
Полученные результаты свидетельствуют о возможности масштабирования органической технологии получения аквакультурной и сельскохозяйственной продукции в Астраханской области, а также на рыбохозяйственных водоемах аридной зоны России [11].
Заключение
Масштабирование органической технологии для различных субъектов Российской Федерации требует детальных исследований и последующего формирования практических рекомендаций. При организации производства продукции на основе органических технологий необходимо закладывать следующие параметры.
1. Биологические нормативы для эффективного выращивания в различных климатических зонах продукции органической аквакультуры, органического бахчеводства, органического сельского хозяйства.
2. Параметры технологического процесса выращивания в соответствии с характеристиками региона/местности для фермерского рыбоводства.
3. Параметры земли сельскохозяйственного назначения и водного фонда (анализ участков, выбранных под расположение фермерского хозяйства, рельеф местности, влияние на ландшафт почвенного покрова и климата, характерные черты гидрологического режима водоисточника).
4. Увеличение объемов полученной продукции органической аквакультуры и органического сельского хозяйства при наличии определенной площади нагульных и летующих прудов, отводимых под выращивание прудовой рыбы и органических сельскохозяйственных и бахчевых культур соответственно.
5. Определение цикличности органического процесса хозяйствования согласно подбору и типизации технологий без применения синтетических веществ: получение продукции органической аквакультуры на органических кормах при поочередном выращивании на летующих прудах органических объектов растениеводства (бахчевые культуры – арбузы, дыни и (или) сельскохозяйственные объекты – пшеница, ячмень).
6. Расчет необходимых мелиоративных работ: количества вносимых органических удобрений по косвенным и прямым функциональным показателям (гидрохимические, гидробиологические, почвенно-ботанические); объемов вносимых кормов (норма дачи органических кормов по потребности выращиваемых объектов аквакультуры, разработка и оптимизация технологии кормления органическими кормами, подбор компонентов рецептур органических кормов с включением сырья местного происхождения).
7. Расчет типового проекта с привязкой к данной местности для получения максимальной органической продукции:
а) сельского хозяйства – выбор объекта и (или) сорта культуры, подготовка почв, дискование/боронование, чизелевание, культивирование, созревание, прикатывание (предшествующие объекты – рыбы);
б) бахчеводства – выбор сорта культуры, подготовка почв, дискование/боронование грунта, посадка семян после вымачивания, выращивание рассады, разрыхление при появлении первых всходов, внесение органических удобрений, уборка, дискование перед весенним зарыблением пруда (предшествующие объекты – рыбы);
в) аквакультуры – выбор объектов, выращивание сеголеток, двухлеток/трехлеток, кондиция: товарная прудовая продукция, продукция для глубокой переработки, посадочный материал, предшествующие объекты – бахчевые и сельскохозяйственные культуры.
Л. Ю. Лагуткина, К. Г. Шейхгасанов, М. А. Пожидаева, М. Г. Бирюкова
Смотрите также
Выращивание сеголеток сазана в поликультуре в условиях Астраханской области
РАЗВЕДЕНИЕ БЕЛОГО АМУРА И ТОЛСТОЛОБИКА В ПОЛИКУЛЬТУРЕ
Особенности выращивания сеголетков карпа и толстолобика в маленьких прудах