Создание кормов на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем для объектов тепловодной аквакультуры

В последние годы многие развитые страны, направляющие инвестиции на развитие аквакультуры, осуществили детальную проработку технологий выращивания и процессов кормления рыбы в условиях индустриальной аквакультуры и фермерских хозяйств, что обеспечило в свою очередь увеличение объемов производства объектов тепловодной аквакультуры.

С позиции обеспечения продовольственной безопасности сегодня существует острая потребность в разработке подхода к производству кормов для объектов тепловодной аквакультуры - австралийских раков Cherax quadricarmatus [3] с высокой пищевой ценностью и принципиальной возможностью выращивания в климатических условиях Юга России [4]. Проблемная ситуация формулируется следующим образом: существует необходимость разработки нового эффективного, адаптированного к российским условиям подхода для культивирования объектов теп-ловодной аквакультуры [5, 6], учитывающего различия экономических и экологических условий, а также технологий кормления в различных странах.

Сложившаяся ситуация требует создания эффективного, экономичного корма для австралийских раков, в состав которого входили бы все необходимые питательные элементы, отвечающие биологическим потребностям объекта [3].

Именно с этой целью был реализован комплекс экологических, рыбоводно-биологических и химических исследований (в «пилотном», поисковом режиме), и в результате впервые разработан и протестирован на объектах тепловодной аквакультуры корм на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем, установлена питательная

 

 

ценность сухой биомассы, предложены варианты выращивания австралийских раков.

 

Новизна задачи определяется комплексным подходом к разработке корма на основе биомассы и предполагает решение нескольких взаимосвязанных более дробных задач:

 

1. Разработку технологических приёмов получения и переработки биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем для получения кормовой добавки с использованием ресурсосберегающих, малозатратных методов.

 2. Установление пищевой ценности этой добавки, определение питательных свойств, химического, качественного, аминокислотного составов и количественного соотношения жирных кислот (ЖК) общих липидов, нуклеиновых кислот (НК).

 3. Определение перекисного и кислотного чисел жира, общей токсичности после 1 года хранения биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем.

 4. Исследование возможности кормления австралийских раков с использованием биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем как монодиеты и в составе искусственных сухих кормов.

 5. Разработку и защиту объектов интеллектуальной собственности (методов и способов).

 6. Апробацию технологии использования корма в производственных условиях.

 Материал и методы

 Для отлова биомассы используется устройство, принцип работы которого состоит в следующем: на участке сбросного канала осетрового завода перед рекой находится диагональный мостик, на котором устанавливаются деревянные рамки с металлической сеткой и ячеей 4-6 мм. Рамки вставляются в пазы, закрепленные на мостике в периферийной и центральной части. Последний служит для того, чтобы сконцентрировать молодь осетровых рыб в специальном накопителе, откуда она сбрасывается непосредственно в реку, скатываясь по сбросному каналу, проходит под обслуживающим мостиком в тех ячейках, где не установлены рамки, а прудовая биомасса, проходя через стальную сетку, накапливается в мешках с газовым ситом. По мере их накопления рамка с газовым ситом поднимается на мостик обслуживания, газовое сито отстегивается и надевается новое, процесс повторяется снова.

 Качественный и количественный состав остаточной, выловленной кормовой прудовой биомассы определяли при суточных станциях (через каждый час) и за определенные промежутки времени в течение всего периода спуска прудов.

 Для исключения возможности попадания молоди осетровых в уловитель использовали защитную решетку с ячеей 4*4 мм. Кутец для отлова гидробио-нтов изготовлен из газа. Биомассу сырья за единицу времени измеряли весовым методом. Весь улов осматривали.

 Качественный состав биомассы с прудов белужьих (А), севрюжьих (Б) и осетровых (В) изучали под би-нокуляром в пробе массой 1 г.

 Для предварительной сушки отловленной биомассы, состоящей из водорослей, ракообразных, насекомых и их личинок, разработана конструкция применения центробежной сушилки, а также опытный образец на основе центробежного вентилятора и термоподогрева.

 Химический состав сухой прудовой биомассы, определение протеина, жира, золы, выполняется общепринятым методом: содержание жира - при экстракции ацетоном, золы и массы сухого вещества - весовым, также определяется количество белка.

 Фракционный состав общих липидов экспериментальных партий сухой прудовой биомассы выполняется методом тонкослойной хроматографии по методике [7]. Качественный состав и количественное соотношение ЖК общих липидов определяется методом газожидкостной хроматографии. Пробы фиксируются в смеси хлороформа с метанолом 2:1. Анализ аминокислотного состава кормовой прудовой биомассы проводится по прописи из [8]. Выделение аминокислот из белков осуществляется путем 24-часового гидролиза кормов в 6Н HCL при температуре 110^120 °С, разделение аминокислот - на автоматическом анализаторе типа «Hevlett» III поколения («Хромоспек», Великобритания). Содержание НК определяется методом Ца-нева - Маркова в модификации Бердышева [9].

 Перекисное и кислотное числа жира, а также общую токсичность после года хранения биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем определяли общепринятыми экспресс-методами.

 Итоговое испытание корма на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем проводили в качестве монокорма в 1 -м варианте, во 2-м - с добавлением следующих компонентов, %: сухой биомассы - 70, пшеничной муки - 25, поливитаминного премикса - 1; в качестве контроля использовали стартовый комбикорм ОСТ-5 следующего состава, %: мука рыбная - 43,5, мясокостная - 3,0

 (рыбная), пшеничная - 5,0, кровяная (рыбная) - 5,0, шрот соевый - 10,0, сухой обрат - 3,0, дрожжи - 22,0, жир рыбий - 5,0, премикс ПФ-2В - 1,5.

 Норма кормления в дневные сутки составила 2 % от массы тела. Эффективность определяли по рыбо-водно-биологическим показателям: выживаемости, абсолютному и среднесуточному приросту.

 Испытание проводили в емкостях объемом 400 л, оснащенных биофильтром, для укрытия раков были сооружены домики из керамики. При этом был создан хороший водообмен и аэрация воды, количество растворенного в ней кислорода составило 7 мг/л, температура среды 25-27 °С.

 Собранный материал подвергли статистической обработке.

 Результаты исследований

 Задача 1-го этапа - сбор, переработка и определение запасов остаточной кормовой базы прудов при выпуске молоди осетровых в естественный водоем. Общее количество этой биомассы, отлавливаемой в центральной части канала (10 секций), - 6,5 т. Через периферийные секции (22) проходит около 4 т остаточной биомассы. Таким образом, общее количество биомассы растительного и животного планктона, которую можно отловить при сбросе прудов на осетровом заводе за весь период выпуска молоди,--10 т,

 или ~2 т сухого вещества (20 % от сырой массы).

В ходе следующего этапа эксперимента определили качественный состав собранной биомассы, где обнаружены практически все гидробионты, встречающиеся в планктоне прудов: циклопы, дафнии, стреп-тоцефалюсы, гаммариды, лептостерии, хирономиды, пиявки, водяные клопы, личинки стрекоз, жуков и молодь рыбы. В пробах также был гаммарус, отсутствующий в прудах, обитающий, вероятно, в сбросном канале. Большая доля в пробах сырья в отдельное время принадлежала нитчатым водорослям. В незначительном количестве встречалась ряска.

 

При анализе и оценке качества кормовых добавок исследованы все образцы прудов (А, Б, В). В период спуска белужьих прудов доминирующее место (далее все данные в %) принадлежало дафниям (18^64) и леп-тостериям (20^45). Количество нитчатых водорослей колебалось от 7,5 до 82. Среди прочих организмов встречались личинки жуков и циклопы (до 5). При сбросе осетровых прудов содержание дафний варьировало от 4 до 92. Количество лептостерий в пробах снизилось и составляло не более 17. Отмечено попадание в уловитель стрептоцефалюса (7^15). Среди прочих организмов встречались гаммариды, пиявки, клопы, личинки стрекоз и жуков (7^20). Содержание нитчатых водорослей в пробе колебалось в пределах 5^95.

 В период спуска севрюжьих прудов видовой состав гидробионтов в целом имел анологичное распределение. Содержание нитчатки - 10^98, дафний -2^84, лептостерий - до 1, гаммарид - до 5, клопов, личинок стрекоз - 10^15. Однако количество нитчатых водорослей в течение суток подвергалось резким изменениям. При спуске всех 3 групп прудов биомасса нитчатки снижалась в ночные и утренние часы и увеличивалась днем.

 Образец кормовой добавки из белужьих прудов состоял преимущественно из дафний (41) и лептостерий (32,5). Образец Б из осетровых прудов содержал и нитчатые водоросли (50), В - нитчатку (54) и дафний (43).

 В составе прудовой биомассы растительного и животного планктона из прудовых экосистем, где выращивали молодь осетровых, установлены следующие показатели общего химического состава (табл. 1).

 Таблица 1

 Общий химический состав биомассы, %

 

Содержание протеина, жира и золы варьирует в пробах, что свидетельствует о неоднородности состава самой биомассы растительного и животного планктона (р < 0,01). Увеличенная доля золы в пробах объясняется наличием хитиноподобных веществ. В настоящее время хитин (из отходов переработки ракообразных) вводится в корма для рыб и сельскохозяйственных животных для связки кормосмесей и в качестве биологически активных добавок (БАД). Экстрактивные безазотистые вещества (углеводы) представлены ценными простыми сахарами, также необходимыми для развития организма, образования структурных специальных элементов - гликолипидов и глико-протеидов. Липиды биомассы растительного и животного планктона содержали все необходимые ЖК.

 

Образцы прудов А и Б отличались высоким содержанием ненасыщенных ЖК линоленового ряда (8,2^19,8 %), которые являются предшественниками регуляторов роста и отвечают за транспорт веществ через биомембраны клеток.

 

Данные жирнокислотного состава общих липидов образца А показали, что на долю насыщенных кислот приходится 18 % от общей суммы. Преобладают пальмитиновая и стеариновая (15,1 и 2,1 %) ЖК. Мононенасыщенных кислот содержится в 1,7 раза больше, чем насыщенных. Из полиненасыщенных, на долю которых приходится около 36,5 %, наибольшее значение имеет докозапентаеновая (7,6), затем эйко-запентоеновая (6,8), докозагексаеновая (6,6), линоле-новая (5,4) и линолевая (4,3) кислоты. Сумма содержания ЖК п6 и п3 прудовой биомассы образца А, соответственно, составляет 9,7 % и 26,4, особенно важно высокое содержание п3 кислот. В образцах биомассы общих липидов содержание п3 кислот достигает 22,4 %, п6 -7,6. В общих липидах биомассы в образце В уровень насыщенных кислот выше - до 20,8 % по сравнению с образцами А и Б (18,1 и 15,1) за счет эйкозановой и стеариновой кислот. Анализ содержания п3 и п6 кислот показывает, что уровень п3 выше в 3,2 - 2,7 раза, а содержание кислот п6 ниже в 3 - 3,7 раза. Общие липиды содержат много ценных триацилглицеринов (до 41 %) и фосфолипидов (до 35 %) (табл. 2). Эти липидные фракции, в основном триацилглицерины, предохраняют органы от повреждений, осуществляют механическую и теплоизолирующую функции и в свою очередь представлены незаменимыми ЖК линоленового ряда. Именно такой состав общих липидов может определять высокую жизнеспособность молоди рыб, потребляющую корм на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем.

 

Особый интерес представляет собой состав незаменимых амино- и нуклеиновых кислот, которые определяют продуктивное действие кормовой биомассы. Белок биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем богат незаменимыми аминокислотами, в том числе такими ценными, как лизин (9,0 %), аргинин (5,2), триптофан (0,9), метионин (2,0) (табл. 3).

 

Таблица 2

 Фракционный состав общих липидов биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем, %*

 

 

Таблица 3

Содержание незаменимых аминокислот в пробах образцов А, Б, В, %

Весьма показательными являются данные состава НК биомассы зоопланктона прудовых экосистем (табл. 4), что также определяет её питательность.

 

Таблица 4

Содержание НК, г в 100 г абсолютно сухой пробы биомассы зоопланктона (числитель - крупного, знаменатель - мелкого) прудовых экосистем

Примечание. КФ - кислорастворимые фракции; РНК - рибонуклеиновые кислоты; ДНК - дезорибонуклеиновые кислоты.

Биомасса богата НК, что крайне важно для формирования молодого организма. Больше НК в мелком зоопланктоне, который представлен коловратками и молодью кладоцер, копепод. Крупный зоопланктон состоял из дафний, лептостерий и стрептоцефалюса.

По составу питательных веществ корм на основе биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем довольно близок к ценным компонентам сухих гранулированных кормов, например рыбной муке. Ей он уступает по содержанию протеина (на 22-28 %), хотя значительно превосходит рыбную муку по наличию ценного жира. Вместе с этим следует добавить, что высокое содержание легкоус-ваиваемого белка делает эту кормовую добавку (КД) альтернативой для замены в рецептах низкомолекулярного белка.

 

Заготовка такой биомассы производится в летнее время, и в случае необходимости 1 года хранения важно оценить качество.

 

После хранения кормовой биомассы (1 год) на основании требований ТУ-15-1034-89 на комбикорма для индустриального рыбоводства установили показатели её качества: перекисное и кислотное числа жира, а также общую токсичность (табл. 5 и 6).

 

Таблица5

Показатели перекисного и кислотного чисел образцов биомассы (А, Б, В) в конце срока хранения (1 год)

При анализе КД в конце хранения (1 год) было установлено, что образцы не токсичны и могут быть использованы в составе комбикорма.

Возможность длительного хранения КД, очевидно, определяется наличием естественного антиоксиданта перекисного окисления жира - витамина Е (а-токофе-рола). Это было подтверждено в следующих опытах.

При анализе содержания витамина Е в пробах КД через год хранения установлено его содержание - до 25 мг в 1 кг сырья.

За 1 год хранения КД содержание витамина Е снизилось более чем на 50 %, что, видимо, связано с его расходом на антиоксидантное протекторное действие. Это подтверждает высокое качество и возможность хранения КД около 1 года.

На последнем этапе эксперимента установили эффективность выращивания австралийских раков, ры-боводно-биологические показатели (табл. 7).

На основе собственных наблюдений при выращивании австралийских раков установлена возможность использования биомассы как монодиеты. Австралийские раки охотно потребляли корм без остатка, однако отличались несколько медленным ростом в 1 - 1,1 раз по сравнению с вариантом 2 и 3. Выживаемость во всех вариантах составила 100 %, что подтверждает удовлетворительное состояние организма.

Таблица 7

*- р < 0,001 (высшая степень достоверности различий показателей); 1 - монодиета на основе биомассы прудовых экосистем; 2 -корм на основе сухой биомассы, пшеничной муки и поливитаминного премикса; 3 - комбикорм ОСТ-5 (контроль).

 

В результате проведенных экспериментов доказано, что существует возможность сбора и переработки биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем, приготовления адекватного корма с высоким продуктивным действием:

 1. Предложен и апробирован способ отлова биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем при спуске осетровых прудов в естественные водоемы с помощью рамок-уловителей с газовым ситом, установленных в сбросном канале. Общее количество биомассы растительного и животного планктона, отловленное за период выпуска молоди, составляет около 10 т, или 2 т сухого вещества (20 % от сырой массы). Собранная биомасса, высушенная в воздушно-центробежной сушилке, в дальнейшем используется в виде КД.

 2. Установлено, что наиболее перспективной и экологически адекватной кормовой добавкой естественного происхождения является корм на основе биомассы растительного и животного планктона, выловленной при сбросе воды из вырастных прудов осетровых рыбоводных заводов с последующей переработкой. Биомасса растительного и животного планктона прудовых экосистем содержит в сыром веществе 56 - 64 % протеина; 4,4-5,2 жира, 11,7-11,9 минеральных веществ, 8,2-19,6 эссенциальных ЖК (п 3) линоленового ряда в общих липидах, до 35 фосфолипидов, высокий уровень незаменимых аминокислот - лизина (9,0), аргинина (5,2), триптофана (0,9) и метионина (2,0), высокое количество витамина Е (60 - 90 мг/кг), что также определяет пищевую ценность кормовой добавки. Наличие беспозвоночных животных в составе сухой КД на основе растительного и животного планктона прудовых экосистем позволяет использовать ее как источник протеина и других ценных питательных веществ в корме.

 3. Установлено, что после хранения в течение 1 года корм сохраняет продуктивные свойства без проявления токсических свойств.

 4. В результате выполненного комплекса рыбоводно-биологических исследований корм с введением биомассы растительного и животного планктона прудовых экосистем определяет эффективность выращивания австралийских раков. Выживаемость - 100 %, темп роста - 8 г среднесуточного прироста при использовании монокорма и 8,7^9,02 г при введении основных кормовых компонентов, используемых в кормопроизводстве.

 5. Дальнейшие исследования будут направлены на повышение эффективности кормов за счет введения интенсифицирующих рост КД, что позволит повысить его конкурентные свойства и использовать в индустриальных условиях в рамках интенсивных технологий производства объектов тепловодной ак-вакультуры.

Л.Ю. Лагуткина, С.В. Пономарев

 

Астраханский государственный технический университет,

 

ул. Татищева, 16, г. Астрахань, 414025

 

Поиск по сайту

Переводчик сайта

Мы теперь в ВКонтакте присоединяйтесь!

Showcases

Background Image

Header Color

:

Content Color

: