Оптимизация газового режима рыбоводных прудов при помощи цеолитов

Для южных регионов России, в том числе и Ростовской области, актуальной является проблема регуляции кислородного режима при выращивании рыбы в прудах. Длительное снижение уровня кислорода в воде угнетает физиологические процессы и может стать предпосылкой снижения устойчивости водных организмов к неблагоприятным условиям, а расход энергии на компенсацию стресса, вызванного гипоксией, приводит к снижению эффективности использования питательных веществ.

При снижении содержания кислорода ниже 2 мг/л в рыбохозяйственных прудах велик риск возникновения предзаморной ситуация [1, 2]. На снижение уровня кислорода, в частности, влияет активизация переработки гнилостными организмами органических остатков, и при высокой температуре воды в водоемах, характерной для летнего периода, критическое снижение уровня кислорода становится частым явлением.
Возможные методы оптимизации кислородного режима делятся на биологические: стимулирование развития планктона и бентоса, активно разлагающих органику, вселение растительноядных рыб ? белого толстолоба и белого амура; химические - внесение реагентов, которые, взаимодействуя с растворенными и взвешенными в воде веществами, выделяют кислород (перекись водорода, соединения бария, кальция, надсернокислый аммоний);
механическая аэрация – с помощью разбрызгивающих устройств, дождевальных установок, насосных станций.
Оптимизация газового режима рыбохозяйственных прудов стала основой для обширных исследований ученых АзНИИРХа. Поиски технологически доступной и экономически эффективной методики аэрации прудов привели к изучению возможности использования природных цеолитов как агента регулирования газового режима [3, 4]. Лабораторные и натурные исследования позволили разработать технологический регламент применения природных цеолитизированных пород как средства стабилизации газового режима водоемов.

Природные цеолиты представляют собой каркасные алюмосиликаты вулканического происхождения. Для использования в промышленности и сельском хозяйстве наибольшее значение имеет их высокая сорбционная и ионообменная активность, термостабильность и кислотоустойчивость. Для применения в области аквакультуры значима способность цеолитов поглощать ионы аммония и металлов, они не мутагенны, исследованиями доказано отсутствие эмбриотоксичности, канцерогенности и тератогенности. Экспериментально было показано, что при возникновении дефицита кислорода внесение 100-200 кг/га сухой цеолитизированной породы способствует устойчивой нормализации кислородного режима [3].
Испытания были проведены на трех нагульных (№№ 4, 6, 10) и двух выростных (№№ 8 и 9) прудах, площадью 15-17 га при глубине от 0,8 до 1,3 м.
Объект выращивания - карп в поликультуре с белым и пестрым толстолобами, также в пруды выпускали белого амура как мелиоратора.
Для этих прудов характерен неблагоприятный газовый режим, ежегодные заморы при интенсивном зарастании водной растительностью. Эти факторы обусловили низкую продуктивность прудов и сделали их подходящим объектом для испытания новой методики.
Пруд № 7 являлся контролем для данного эксперимента, в нем, в течение ряда лет, кислородный режим был стабильно неблагоприятным по содержанию кислорода.
По существующему режиму водопользования, вода поступала в пруды в различные сроки, это отразилось на гидрохимическом режиме, кроме того, оказало определенное влияние на динамику формирования водного ценоза.
Данные по интенсивности зарастания приведены в таблице 1.
Анализ гидрохимического состояния воды в прудах, проведенный лабораториями рыбокомбината, показал, что после залития вода в прудах соответствовала существующим нормам. Анализ проводился по ионно-солевому, биогенному и газовому составу [5].

Таблица 1 Зарастаемость и сроки окончания заполнения водой экспериментальных прудов

№№ прудов Категория прудов Зарастаемость Дата заполнения водой
4 Нагульный 100 % 5.06
6 Нагульный 100 % 5.06
7-к (контрольный) Нагульный 30 % 11.06
8 Выростной 15-20 % 5.05
9 Выростной 15-20 % 5.05
10 Нагульный 50 % 11.06

Для определения возможности развития предзаморной ситуации, возникающей при падении концентрации кислорода, оценивалась перманганатная окисляемость, выявляющая содержание в воде повышенной концентрации органики. Этот показатель косвенно характеризует степень потребления кислорода на процессы окисления и в динамике используется для прогноза предзаморной ситуации.
В настоящем эксперименте мероприятия по стабилизации кислородного режима прудов начинали, когда уровень кислорода достигал 2 мг/л - минимально допустимый уровень по существующим нормативам [5, 6].
Для оптимизации кислородного режима в опытные пруды №№ 4, 6, 8, 9, 10 внесился пегасин по водному зеркалу. Нормы внесения цеолита были определены в соответствии с данными, полученными в условиях лабораторных и производственных экспериментов АзНИИРХ [2, 3]. По результатам лабораторного эксперимента значимое увеличения уровня кислорода было достигнуто при внесении в емкость 0,02 г/л пегасина, что соответствовало 200 кг/га для выростного пруда глубиной 1 м.
Для опытных прудов №№ 4, 8, 9 и 10 количество вносимого пегасина определялось как 100 кг/га. Так как данный способ было решено применять для достижения уменьшения экономических затрат, одной из целей эксперимента было определение наименьшего возможного количества цеолита, эффективно влияющего на уровень кислорода. Поэтому в пруд № 6 было внесено 50 кг/га пегасина, при этом рассматривалась возможность увеличения дозы до предусмотренной для других объектов эксперимента, при недостаточном влиянии на исследуемый параметр.
Для стабилизации газового режима в контрольном пруду использовалась обычная технология внесения гашеной извести (100 кг/га) [7]. Во всех прудах количество воды регулярно пополнялось.
В экспериментальных прудах пробы воды отбирались с глубины 0,5-0,7м.
Содержание растворенного в воде кислорода, в том числе перманганатной окисляемости, определяли иодометрическим методом [8].
Эксперимент в нагульном пруду №4 проводился в условиях позднего залития, и как следствие - 100 % зарастаемости, что потребовало выкоса в первых числах июля. Содержание кислорода было значительно снижено, при этом ситуация усугубилась несвоевременным удалением скошенной растительности.
К 10 июля концентрация О2 составляла 1,5 мг/л, а к утру 11 июля упала до почти нулевого уровня. Внесение 13 июля сухого пегасина 100 кг/га привело к увеличению уровня О2 до 2,7 мг/л (17.07), а после 6 суток был достигнут оптимальный уровень ? 5,2 мг/л. Этот уровень сохранялся до конца августа, несмотря на гниение растительных остатков и некоторое повышение перманганатной окисляемости в конце августа. В этом случае внесение пегасина показало стабильное положительное влияние на кислородный режим.
Условия в нагульном пруду № 6 сходны с предыдущим объектом - позднее залитие и 100 % зарастаемость. Снижение содержания кислорода до 2,1 мг/л наблюдалось 10 июля. Выкашивание и удаление растительности из пруда сопровождалось снижением контролируемого показателя до 1,8 мг/л. 13 июля был внесен пегасин из расчета 50 кг/га. В течение 3-х концентрация О2 увеличилась до 5 мг/л и сохранялась стабильной в течение 3-х недель. Однако в начале августа отмечалось повторное снижение содержания кислорода, увеличение перманганатной окисляемости до максимально допустимого значения. Возобновление проточности привело лишь к кратковременному увеличению концентрации О2, и к концу августа снижение достигло 2,3 мг/л.
Нагульный пруд № 10 был залит и зарыблен к середине июня. Высокая зарастаемость (в июне около 50%) и неблагоприятные условия залития способствовали снижению уровня кислорода до 2,2 мг/л, одновременно отмечался рост окисляемости. Внесение 20 июля сухого пегасина (100 кг/га) привело к увеличению содержания кислорода до 6,5 мг/л и стабильно удерживалось до конца сезона на уровне оптимальных значений, несмотря на постоянное повышение окисляемости.
В выростных прудах № 8 и 9 при своевременном заполнении водой.
зарастаемость пруда была незначительной и не превышала 20 % площади.
Кислородный режим на нормальном уровне поддерживался на протяжении мая-июля, но до к началу августа снизился до 5,6 мг/л, а в дальнейшем содержание кислорода упало до 2,5 мг/л, а позднее приблизилось к минимально допустимому ? 2 мг/л. Кроме того, ситуация в выростном пруду №9 значительно ухудшилась из-за соединения с прудом 11 в результате возникновения аварийной ситуации, уровень кислорода резко упал.
В оба пруда был внесен сухой пегасин равномерно по акватории пруда, причем в пруду 9 из-за аварийной ситуации количество пегасина было увеличено до 150 кг, в пруду №8 количество оставалось на уровне предыдущих опытов. В течение 4-х последующих суток содержание растворенного кислорода повысилось, величина перманганатной окисляемости за этот период снизилась почти в 1,3 раза. Результаты внесения цеолита и в этой ситуации дали стабильный и продолжительный положительный эффект.
В контрольном пруду № 7 зарастаемость пруда составляла 50 %, как и в опытных прудах, перед залитием растительность выкашивалась и удалялась из пруда. Уровень кислорода от оптимального в июне стабильно снижался к концу июля до уровня 2,9 мг/л. 20 июля пруд был произвесткован, согласно традиционной технологии ? 100 кг/га гашеной извести. В результате этой обработки содержание кислорода в воде повысилась с 2,9 мг/л до 3,5 мг/л и более. Величина окисляемости изменялась скачкообразно. Максимальные ее значения отмечали в 1-й декаде августа. По сравнению с опытными прудами увеличение уровня кислорода происходило незначительно, и впоследствии снижалось к концу августа до 3,2 мг/л, что незначительно больше критического уровня.
Проведение научно-производственного эксперимента в рыбоводных прудах сопровождались определенными сложностями, стабильный режим исследования неизбежно нарушался разницей в исходных условиях и аварийными ситуациями.
Однако следует признать, что в интенсивно эксплуатируемых прудах эффект использования пегасина для улучшения кислородного режима и предотвращения заморных явлений выше, по сравнению с традиционными мероприятиями с использованием гашеной извести. Для уточнения технологии и оптимизации норм внесения цеолитов, а также определения экономической целесообразности данного метода необходимо проводить дополнительные исследования, но уже на данном этапе можно говорить об этом методе аэрации как достаточно перспективном для его использования в рыбном хозяйстве.

А. Р. НЕЙДОРФ, М. А. КАМЕНЦЕВА, Е. М. ПИСКУНОВА

Донской государственный технический университет