Определение оптимальной температуры и потребления кислорода при подращивании молоди австралийского красноклешневого рака
Австралийский красноклешневый рак (Cherax quadricarinatus) обладает ценными потребительскими, хозяйственными качествами и является перспективным объектом выращивания. Цель исследований — определение оптимальной температуры воды, при которой наилучшим образом сочетаются скорость роста, выживаемость и другие показатели выращивания красноклешневыхраков в условиях циркуляционной установки и последующее изучение кислородных потребностей подращиваемой молоди в данном оптимальном диапазоне температуры воды.
Молодь в возрасте 60 сут. после вылупления подращивали в четырёх одинаковых аквариумах с циркуляцией и очисткой воды объёмом по 180 л в течение 70 сут. при плотности посадки 44,4 шт/м2. При определении кислородных потребностей использовали стеклянный аквариум общим объёмом 49 л, применяли метод замкнутого сосуда и балансовые расчёты. Для подращивания молоди в качестве оптимального рекомендован диапазон температур 27,1...29,0°C, температуру воды 25,1...27,0°C можно считать допустимой для эффективного выращивания. В диапазоне температур 27...29°C удельное потребление кислорода молодью при средней массе особи 7,23 ± 1,62 г составило 871,1 ± 273,8 мг на 1 кг живой массы в 1 ч и снижалось до 427,7 ± 107,2 мг/кг в 1 ч по мере роста массы особи до 14,81 ± 3,07 г.
Введение. Австралийский красноклешневый рак (Cherax quadricarinatus (Von Martens, 1868) относится к тепловодным гидробионтам и является перспективным объектом выращивания (рис. 1), так как обладает ценными потребительскими и хозяйственными качествами. Рак характеризуется высокой скоростью роста, неприхотливостью к условиям содержания, отсутствием стадий пелагических личинок, а самое главное — относительно низкими показателями агрессивности и проявления каннибализма. В природе вид распространён в пресных водоемах на севере Австралийского континента. Кроме того, этот рак акклиматизирован во многих тропических странах. Длина тела раков может достигать 20...25 см. Живая масса (ЖМ) самцов - до 500 г, самок - до 400 г. Половой
зрелости эти раки достигают в возрасте 7.. .12 мес. при размере тела около 6...10 см. Средняя продолжительность жизни составляет около 5 лет. В природе основой питания раков является разнообразная пища животного ирастительного происхождения [1].
Технология индустриального выращивания австралийских раков ещё недостаточно отработана. Важнейшим элементом такой технологии является отработка подращивания молоди с подбором оптимальной температуры воды и изучение кислородных потребностей вида. Известно, что раки, как и подавляющее большинство других гид-робионтов, относятся к пойкилотермным (холоднокровным) — животным с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды.
Поэтому влияние температурного фактора при выращивании гидробионтов имеет первостепенное значение. При этом с возрастом температурный оптимум становится шире, поэтому влияние данного показателя на рост наиболее сильно проявляется на ранних стадиях развития.
Рис. 1. Австралийский красноклешневый рак (Cherax quadricarinatus (Von Martens, 1868)
Повышение или понижение температуры в допустимых пределах вызывают соответствующие сдвиги в жизнедеятельности гидробионтов. В частности, повышение температуры увеличивает потребление кислорода, экскрецию аммонийного азота, активизирует другие процессы метаболизма, усиливает поиск, потребление, переваривание пищи, ускоряет всасывание растворённых веществ из окружающей среды, повышает чувствительность к токсикантам, ускоряет развитие и половое созревание. Известно, что летальной для австралийского красноклешневого рака является температура ниже 10°С и выше 36°С [2]. При этом некоторые авторы указывают температуру эффективного интенсивного выращивания раков в диапазоне 25...30°С [3, 4].
В связи с приведёнными температурными ограничениями, с точки зрения круглогодичного производства товарной продукции, независимо от климатической зоны рыбоводства, наиболее интересен вариант культивирования этих раков в установках с замкнутым водоиспользованием. Выращивание гидробионтов в таких установках
придаёт температурному фактору особое значение, так как он является полностью управляемым параметром создаваемой искусственной экосистемы. Это в свою очередь позволяет воздействовать на жизненные функции содержащихся гидробионтов и обменные процессы их организма, отражением интенсивности которых является величина потребления кислорода.
Гидробионты (в том числе раки) дышат растворённым в воде кислородом, главным образом - через жабры, поэтому содержание его в воде имеет для них первостепенное значение. Кислородные потребности ракообразных подробно рассмотрены в классической работе Л.М. Сущени [5] и изучались нами ранее [6, 7, 8], однако эти исследования не затрагивали красноклешневого рака.
Кислородные потребности могут быть выражены в виде удельного потребления кислорода (количество кислорода, потребляемое 1 кг гидробионтов при определённой температуре выращивания в единицу времени — например, мг/кг в час). Этот показатель определяется интенсивностью обменных процессов в организме ракообразных в зависимости от воздействия факторов окружающей среды, и в первую очередь -температуры. Кислород хуже растворяется в тёплой воде, поэтому при содержании такого ценного теплолюбивого объекта аква-культуры, как австралийский красноклешневый рак, в искусственных условиях фактор достаточного наличия кислорода в воде является одним из определяющих технологических показателей эксплуатации УЗВ.
Тесная взаимосвязь температурного фактора и потребления кислорода привела нас к необходимости комплексного изучения этих факторов в процессе отработки биотехники подращивания молоди в условиях циркуляционных установок.
Целью исследований являлось определение оптимальной температуры воды, при которой наилучшим образом сочетаются скорость роста, выживаемость и другие показатели выращивания австралийских красноклешневых раков и последующее изучение кислородных потребностей подращиваемой молоди в данном оптимальном диапазоне температуры воды.
При этом определяли количество потребляемого кислорода и изучали динамику дыхательного процесса у молодых особей австралийского красноклешневого рака двух групп в зависимости от ЖМ.
Материалы и методы исследований. Работа проводилась в условиях ак-вариальной лаборатории марикультуры ФГБНУ «ВНИРО». Объектом исследования являлась молодь одной генерации, полученная от одной пары производителей, завезённых из Астраханской области. Период развития икры под абдоменом самки при средней температуре воды 24°С составлял 40.. .45 сут. Вылупившиеся личинки продолжали находиться на абдомене самки ещё около 28...30 сут. За это время они пережили три линочные стадии и приобрели все черты строения взрослой особи. После этого молодь покинула самку, приобретя способность самостоятельно перемещаться и питаться.
На первом этапе для определения оптимального диапазона температуры полученная молодь в возрасте 60 сут. после вылу-пления была высажена в четыре одинаковых аквариума с циркуляцией и очисткой воды рабочим объёмом по 180 л и выращивалась в течение 70 сут. Исходная плотность посадки составила 44,4 шт/м2. Температура воды поддерживалась в четырёх разных диапазонах: 23,0...25,0; 25,1...27,0; 27,1...29,0 и 29,1...31,0. Основные гидрохимические показатели соответствовали требованиям нормативов для УЗВ [9]. Кормление осуществляли аквариумным кормом для декоративных рыб и ракообразных фирмы «Tetra» (Германия) - «TetraWaferMix» - из расчёта 1,6%в сутки от ЖМ раков.
После определения оптимальной температуры воды (27...29°С) для подращивания молоди применяли отработанную нами ранее методику эксперимента с другими представителями отряда Decapoda [7, 8]. В качестве экспериментальной системы использовали стеклянный аквариум размерами 50 х 30 х 35 см и общим объёмом 49 л с затемнёнными во избежание дополнительного стресса у рака чёрной полиэтиленовой плёнкой стенками и дном (рисунок 2 — без плёнки). Объём воды в аквариуме составлял 20 л, глубина — 15 см. Аквариум был оборудован циркуляционным насосом «Tunze 110.04», подававшим воду через шланг на электрод мультипараметрового зонда «YSI-550A».
Рис. 2. Экспериментальная система
Молодь была разделена в зависимости от ЖМ на 2 группы по 15 экземпляров. В группу 1 были отобраны особи с ЖМ до 10 г (диапазон - 3,53...9,15 г, средняя - 7,23 ± 1,62 г), во вторую - с ЖМ более 10 г (диапазон - 10,63...21,28 г, средняя - 14,81 ± 3,07 г). Таким образом, получилась двукратная разница по средней ЖМ между группами. Во время эксперимента средняя температура воды находилась в диапазоне 27...29°С.
До эксперимента особи содержались в аквариумах, в которых поддерживалась аналогичная средняя температура воды. Каждого рака взвешивали и поочерёдно помещали индивидуально в экспериментальную систему, предварительно измерив начальную концентрацию кислорода (7,5...9,2 мг/л) и температуру воды. После этого поверхность воды закрывали полиэтиленовой плёнкой во избежание диффузионных потерь кислорода и минимизации стресса у рака. В ходе эксперимента измеряли промежуточные концентрации кислорода в воде и её температуру каждые 15 мин в течение трёх часов. Потребление кислорода вычисляли балансовым методом. Количественные показатели результатов исследований подвергали вариационно-статистическому анализу с использованием программного обеспечения PC Microsoft Exсе1-2007. Достоверность различий оценивали на основании критерия Стьюдента.
Результаты исследований. Наибольшие удельная скорость роста молоди, абсолютный прирост биомассы, среднесуточный прирост и биопродуктивностъ отмечены в третьем варианте опыта, где диапазон температуры воды составлял 27,1...29,0°С (табл.). При этом достоверные различия по конечной средней массе особей отмечены только между третьим и четвёртым вариантами опыта. Очевидно, что
Влияние температу!
температура выше 29°С угнетала жизнедеятельность молоди раков, что отразилось на минимальном приросте индивидуальной массы особей. Вместе с тем в данном случае обращает на себя внимание большая выживаемость особей. Это можно объяснить меньшей скоростью роста раков, поскольку в этом случае ниже и частота линек особей, а значит, ниже уровень проявления каннибализма — главной причины снижения выживаемости ракообразных в данных условиях.
Таблица
"Разность достоверна при 95%-ном доверительном интервале.
Сравнительно низкие результаты выращивания отмечены и в первом варианте опыта при температуре воды 23,0...25,0°С, и это несмотря на то, что исходная средняя масса особей в данной емкости была наибольшей. Раки росли заметно медленнее, чем в других вариантах опыта, недостаточно эффективно использовали на рост потребляемые корма (затраты корма на 1 г прироста биомассы составили 1,7 г). Необходимо отметить сравнительно высокую смертность особей, что было связано не с каннибализмом, а, видимо, с относительно неблагоприятным температурным фактором. Всё это в конечном итоге выразилось в минимальной биопродуктивности.
Выращивание раков в диапазоне температур 25,1...27,0°С показало хорошие удельную скорость роста молоди, абсолютный прирост средней массы, среднесуточный прирост, затраты корма и выживаемость, сопоставимые с таковыми при температуре воды 27,1...29,0°С. При этом можно отметить, что несколько меньшими были энергозатраты.
Таким образом, для подращивания молоди австралийского красноклеш-невого рака в качестве оптимального можно рекомендовать диапазон температур 27,1...29,0°С. Температуру воды 25,1...27,0°С можно считать допустимой для эффективного выращивания. Видимо, можно говорить о возможности объединения этих температурных диапазонов в один благоприятный для выращивания диапазон температуры воды от 25 до 29°С, что действительно практически соответствует диапазону, указанному ранее в обзоре литературы [3, 4]. Снижение или повышение температуры воды относительно указанных пределов приводит к неудовлетворительным результатам культивирования.
В результате дальнейших исследований, проведённых в оптимальном диапазоне температуры воды, установлено, что удельное потребление кислорода австралийским красноклешневым раком составляет в среднем 871,1 ± 273,8 мг кислорода на 1 кг ЖМ в 1ч для первой группы и 427,7 ± 107,2 мг/кг в 1ч - для второй, т.е. разница между группами получилась двукратной. Данные по отдельным особям представлены на рисунке 3.
Рис. 3. Потребление кислорода австрааискими красноклешневыми раками: )- группа 2 а - группа]
Обработка результатов эксперимента методом расчёта коэффициента Стъюден-та показала, что разница между группами статистически достоверна при р < 0,05. Наибольшее потребление кислорода наблюдалось в первые 45 мин после посадки, а дальше потребление кислорода держалось примерно на одном уровне с тенденцией снижения (рис. 4). Это можно объяснить относительно спокойным состоянием особей после первоначального стресса (они укрывались в углах аквариума, рядом с циркуляционным насосом, его шлангом пли зондом оксиметра). У особей из группы 2 кривая интенсивности потребления кислорода является более пологой, что, возможно, связано с меньшей восприимчивостью к стрессу у более крупных раков.
Проведённые нами исследования позволили уточнить диапазон оптимальной температуры воды для наиболее эффективного подращивания молоди австралийского красноклешневого рака и определить среднюю удельную величину потребления кислорода в данном диапазоне. Полученные данные необходимы для разработки биотехнических нормативов подращивания молоди раков в искусственных условиях и расчёта технических параметров циркуляционной установки для его осуществления.
Рис. 4. Интенсивность дыхания у австралийских красноклешневых раков:
а - группа 1;б- группа 2
Выводы
1. Для подращивания молоди австралийского красноклешневого рака в качестве оптимального можно рекомендовать диапазон температур 27,1...29,0°С. Температуру воды 25,1...27,0°С можно считать допустимой для эффективного выращивания.
2.В диапазоне температур 27...29°С удельное потребление кислорода австралийским красноклешневым раком при средней массе особи 7,23 ± 1,62 г составило 871,1 ± 273,8 мг кислорода на 1 кг живой массы в 1 ч и снижалось до 427,7 ± 107,2 мг/кг в 1 ч по мере роста массы особи до 14,81 ± 3,07 г.
A.B. ЖИГИН, В.А. АРЫСТАНГАЛИЕВА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева», г. Москва, Российская Федерация
Д.В. ТЫРИН, Н.П. КОВАЧЕВА
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ВНИРО), г. Москва, Российская Федерация