СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ОТБОРА ТОВАРНОЙ РЫБЫ
METHOD OF SELECTIVE CHOICE OF MARKETABLE FISH

Изобретение относится к рыбопромысловой технике и предназначено для уменьшения прилова мелкой рыбы в общем объёме рыбы выловленной в закрытых водоёмах или на ограниченных участках водной акватории при её выращивании преимущественно в хозяйствах марикультуры.
В настоящее время повышение эффективности и снижение затрат рыболовства является одной из основных задач отрасли. Это возможно выполнять разными способами, одним из которых являются - внедрение в практику рыболовства новых технических средств, в том числе средств воздействия на поведение рыбы, позволяющих увеличить её концентрацию на участках облова, а также достигнуть заданных параметров селективности выловленной рыбы по видовому составу, размерам и другим параметрам.
Основные требования к селективности лова содержатся в документах [1,2] и других регламентирующих ограничения выловленных рыб по размеру, массе, ограничению прилова рыб непромысловых размеров. Для выполнения данных требований устанавливаются минимальные размеры ячеи сетей и тралов, запрещается применение некоторых неселективных или слабо селективных орудий лова. Кроме перечисленных требований имеются также ограничения по уходу через ячею рыб промысловых размеров, степень её травмирования сетным материалом. В новых разработках орудий лова предлагаются различные технические реализации позволяющие повысить их селективность.
В патенте [3] предложена сортирующая система для выпуска из трала непромысловых объектов лова, содержащая сетную секцию-вставку, селективную наклонную решетку и выпускное окно для объектов лова непромыслового размера. Селективная наклонная решетка выполнена овальной формы и содержит продольные и поперечные связи из канатов с нанизанными на них отрезками труб, а сетная секция-вставка выполнена из дели с квадратной формой ячеи и с выпускным окном в нижней её части. Заявляемая сортирующая система проста по конструкции, не требует больших затрат на ее изготовление, обеспечивает улучшение ее гидродинамических характеристик и предотвращение нецелевого прилова.
В патенте [4] предложен трал с сортирующей системой для предотвращения вылова маломерных объектов промысла, содержащий выступ-трамплин из каркаса с сетным покрытием, закрепленный внутри тралового мешка в его нижней части, и V-образную вертикальную разделительную стенку, которая по периметру прикреплена к сетной оболочке трала в его верхней части с образованием отверстия для прохода крупной рыбы. Разделительная стенка образована шарнирно соединенными между собой под углом один к другому селективным решетчатым и направляющим элементами. В сетной оболочке трала перед направляющим элементом образовано выпускное отверстие для маломерной рыбы. Разделительная стенка прикреплена к оболочке трала по её периметру, при этом жесткие элементы стенки и выступа-трамплина снабжены сетными опушками для эластичного крепления их на оболочке трала. На нижней части поверхности направляющего элемента закреплено покрытие из непроницаемого материала. На сетной поверхности выступа-трамплина закреплены на расстоянии одна от другой полосы из непроницаемого материала, а направляющий элемент выполнен в виде уступа, верхняя сторона которого параллельна оси трала. Трал дает возможность организовать щадящий режим промысла трески и пикши, который не влечет за собой массовый вылов маломерной рыбы.
Предложенные в патентах [3,4] устройства позволяют уменьшить количество молоди в выловленной рыбе, однако они могут использоваться только в таких системах лова, где имеется, ограниченное сетным материалом, направленное в одну сторону движение рыбы - в тралах и в аналогичных системах. Кроме того они не применимы в системах используемых при лове рассеянной рыбы с малой объёмной концентрацией, что имеет место в озёрах, водохранилищах и других подобных водоёмах, где рыба, как правило, рассредоточена по всей акватории и лишь в некоторые периоды года концентрируется на определённых участках водоёма [5]. При лове рассредоточенной рыбы многие авторы предлагают выполнять её предварительную концентрацию в зоне облова. Для этой цели используют различные способы и средства.
В патентах [6,7] предложены способ и устройство для аэрации воды, концентрации и последующего лова рыбы, создающие в заданных участках водоёма насыщение воды кислородом и соответственно повышенную концентрацию рыбы. Это позволяет, по мнению авторов, на заморных водоёмах более эффективно выполнять лов рыбы. Однако при насыщении воды кислородом в данную зону приплывают все виды рыб и всех размеров. При их вылове имеет место значительный прилов молоди и непромысловых видов рыб. Увеличение шага ячеи используемых сетей уменьшает прилов молоди рыб, но одновременно изменяет уловистость сетей, увеличивает выход из них травмированной рыбы с промысловыми размерами [8-9]. Перечисленные признаки ограничивают использование данного способа концентрации рыбы, так как он не изменяет селективность лова, не способствует уменьшению прилова молоди, а также рыб непромысловых видов.
Использование электрических полей в рыболовстве рассмотрено в многочисленных литературных и патентных источниках [10-12]. Накоплен большой фактический материал о поведении промысловых рыб в однородных и неоднородных электрических полях, выполнены специальные исследования по вопросам воздействия электрических полей на рыб, что позволило создать большое количество технических реализаций.
Так в патенте [12] предложено устройство для электролова рыбы, в котором в зависимости от скорости перемещения орудия лова относительно воды автоматически устанавливаются ограничения длительности однократного включения тока и продолжительности интервала времени между повторными срабатываниями. В результате этого длительность экспозиции рыбы в электрическом поле, независимо от действий оператора, не может превышать уровень, безопасный для жизнедеятельности как рыб, оставшихся в воде не выловленными, так и для отловленных рыб, возвращаемых в воду. Этим обеспечивается экологическая безопасность применения электролова для окружающей среды.
Электролов. однако, не применим для облова рассеянной рыбы на больших площадях. Зона воздействия при электролове на рыб не превышает нескольких метров. Кроме того напряжённость электрического поля в зоне воздействия отличается значительной неоднородностью. Вблизи от электродов она максимальна и приводит к необратимому травмированию всех рыб, включая её молодь и видов рыб запрещённых к вылову, а на границе зоны воздействия, рыба получает электрический удар, вызывающий её распугивание. Также этот способ не выполняет селекцию рыб по видовому и размерному признакам.
Привлечение рыбы светом для её концентрации и последующего вылова используется для отдельных видов рыб, положительно реагирующих на свет. К ним относятся сайра дальневосточная и атлантическая, сардина и другие виды, которые в определенные периоды года образуют в толще воды в зоне искусственного света промысловые скопления.
В патенте [13] предложен способ лова морских гидробионтов, положительно реагирующих на свет, включающий поиск скоплений гидробионтов, постановку судна в дрейф, концентрацию светом рыб и других гидробионтов вблизи судна. Лов рыб проводят под корпусом одного или нескольких судов последовательно на разных горизонтах скопления несколькими отцеживающими орудиями лова, ступенчато опущенными по всей толще скопления морских гидробионтов.
В патенте [14] предложен способ лова рыбы, который включает спуск в воду залавливающего устройства рыбонасосной установки с рыбонасосными шлангами и источниками света, включение источников света, привлечение рыбы в освещенную зону, включение рыбонасоса, засасывание и транспортировку улова на борт судна. Над залавливающим устройством создают соосно направленные навстречу друг другу световые потоки электролампами, оснащенными отражателями, совмещая световое поле с зонами концентрации рыбы и всасывания залавливающего устройства рыбонасоса. Обеспечивается повышение эффективности лова рыбы за счет максимального совмещения зоны концентрации рыбы и зоны всасывания.
В патенте [15] для привлечения рыбы в сторону всасывающего насоса, используют одновременно и излучение света и пульсирующее электрическое поле, служащее релейной зоной между притягивающим световым излучением лампы и гидродинамическим всасывающим полем насоса. Такое сочетание позволяет получить достаточно плотную группировку рыб, чтобы её можно было втянуть на корабль с помощью насоса.
К недостаткам способов лова рыбы с привлечением её светом следует отнести то, что на свет реагируют только отдельные виды рыб, при этом не выполняется их селекция по размерному составу, и привлекается большое количество молоди, что приводит к её нежелательному прилову и травмированию при воздействии сетями или другими орудиями лова.
Акустические сигналы широко используются в рыболовстве как для привлечения, так и для отпугивания рыбы и других гидробионтов [16-24].
В патенте [18] предложен акустический концентратор для тралового лова рыбы, представляющий собой носитель, буксируемый за концевой частью трала, вращающийся вокруг своей продольной оси встречным потоком воды, создающий протяженное рыбозаграждающее акустическое поле, охватывающее сетевой трал и зону перед тралом посредством размещенного в носителе акустического излучателя. Аналогичные устройства предложены также в патентах [19-20] и других. Данные устройства ограничивают сектор передвижения рыбы путём излучения мощных акустических полей, способствуют увеличению количества рыбы заходящей в трал, и препятствуют её выходу из трала. Используются они в основном при траловом лове рыбы, и имеют ограниченное применение при лове рассеянной рыбы. Кроме того с их помощью нельзя выполнять концентрацию рыбы с одновременной её селекцией по видовому и размерному составу.
В патенте [21] предложен имитатор звуков рыб, состоящий из герметичного бокса с крышкой, закрывающей герметичный бокс крепежным болтом. Внутри герметичного бокса размещена электронная схема, включающая два генератора, усилитель, согласующее устройство и электронный ключ. При работе суммарный сигнал с генераторов через согласующее устройство поступает на усилитель, а затем на пьезокерамическую головку сферической формы, которая излучает в воду сигнал сложной формы. В интервале звучания 1.5 секунды распространяются сигналы, частота которых плавно изменяется в диапазоне от 700 до 850 Гц. Одновременно дважды выполняется увеличение и уменьшение интенсивности сигнала до величины естественного фона. После паузы длительностью 1.3 секунды цикл излучения сигнала повторяется. Огибающие и спектры сигналов, создаваемых имитатором, адекватны форме биологических сигналов, издаваемых рыбами. Промысловые испытания показали, что имитатор позволяет генерировать звуки, благоприятно воздействующие на рыб, и является эффективной акустической приманкой для сельди и других видов рыб. Излучаемые сигналы имитируют в основном акустические раздражители, связанные с питанием рыб и вызывают соответствующие поведенческие реакции рыб.
Основным недостатком данного способа является узкий диапазон частот излучаемых сигналов, что обедняет их информационное содержание и, соответственно, снижает эффективность воздействия на рыб, так как реальные биологические сигналы рыб имеют значительно более широкий спектр частот. Кроме этого, исключается возможность привлечения других видов рыб сигналами известного содержания, поскольку сигналы, благоприятно воздействующие на одних рыб, могут быть совершенно бесполезными для привлечения других видов рыб или даже их отпугивать. Учитывая, что излучаемые акустические сигналы представляют собой тональный модулированный по уровню звук, они не обеспечивают полного сходства с биологическими сигналами рыб. Их вряд ли можно отнести к информационным, что вызывает быструю адаптируемость рыб к этим сигналам. Кроме того уровни низкочастотных сигналов, излучаемых пьезокерамическим излучателем, имеют малые уровни [28], что существенно ограничивает дальность действия устройства, реализующего данный способ.
В патенте [22] предложен способ стимуляции двигательной активности рыб, который может быть использован в промышленном рыболовстве и рыбоводстве для привлечения и концентрации рыб в зоне действия орудия лова с последующим их выловом, или в целях удержания рыб на благоприятных для нагула и нереста участках водной акватории до конца нагула или нереста. Способ заключается в формировании и излучении в водную среду информационных гидроакустических сигналов, воздействии сигналов на рыб и изменении их поведенческих характеристик. В качестве информационных сигналов используют гидроакустические сигналы с заданными спектрально-энергетическими и временными параметрами звуков открытопузырных рыб в диапазоне частот 20-3000 Гц. Уровень звукового давления излучаемого сигнала был равен порядка 10 Па на расстоянии от излучателя 1 метр, и зависел от видового состава рыб, на которые направлено воздействие. Гидроакустические информационные сигналы с предложенными параметрами воздействуют на поведение рыб на безусловно-рефлекторном уровне и вызывают их адекватную реакцию движением к источнику звука. Способ, по мнению авторов, обеспечивает эффективное и длительное управление поведением рыб.
В качестве информационных сигналов используют наиболее часто повторяющиеся звуки открытопузырных рыб, излучаемые ими на всех стадиях развития и служащие для внутривидовой акустической сигнализации и связи между особями в стае и между стаями одного вида рыб. Спектрально-энергетические и временные параметры информационных сигналов формируют с учетом обобщенных спектрально-энергетических и временных параметров звуков открытопузырных рыб, частоты их повторения в течение суток и характеристик слуховой чувствительности рыб. При этом учитывается видовой и размерный состав объектов, на которых направлено воздействие.
Формирование акустических информационных сигналов, используемых в данном способе, выполняли с помощью электроакустического устройства содержащего тракт излучения и тракт приема. Тракт излучения включает последовательно соединенные электронный блок формирования информационных сигналов, усилитель мощности и излучатель гидроакустических информационных сигналов, погружаемый в водную среду. Тракт приёма сигналов содержит погружаемый в воду гидрофон и предварительный усилитель, соединенный с электронным блоком формирования информационных сигналов.
Перед началом лова в блоке формирования тракта излучения вырабатываются сигналы с заданными спектрально-энергетическими и временными параметрами, соответствующими обобщенным спектрально-энергетическим и временным параметрам естественных сигналов открытопузырных рыб, на которых направлено воздействие. В усилителе мощности происходит усиление сигналов до заданного уровня, а с помощью излучателя, опускаемого в воду, осуществляется излучение информационных гидроакустических сигналов. При излучении в водную среду электроакустическим преобразователем широкополосных звуков неизбежны искажения сформированного исходного сигнала, особенно в наиболее информативной для рыб области низких частот. Поэтому с помощью калиброванного тракта приёма излучаемый гидроакустический сигнал принимается гидрофоном, после предварительного усиления поступает на вход блока формирования информационных сигналов, где сравнивается с исходным, и соответствующим образом корректируется с учетом проходной характеристики звукоизлучающего тракта. В процессе многократных измерений добиваются сходства параметров излучаемых устройством гидроакустических сигналов с заявляемыми параметрами информационных сигналов.
Периодичность включения устройства и излучения звука в процессе лова выбирают в каждом конкретном случае в зависимости от конструкции орудия лова, его размеров, пространственного распределения и реакции объекта на звуковые сигналы. Для расширения зоны управления поведением рыб, предлагается применение нескольких разнесенных в пространстве источников звука. При этом уровень звукового давления сигнала в месте нахождения рыб, определяемом с использованием гидролокатора, должен находиться в заданных пределах. По мере приближения рыб к источнику, уровень излучаемых информационных сигналов постепенно снижают так, чтобы уровень сигнала в месте нахождения рыб был приблизительно постоянным. Возможен вариант использования устройства, когда к месту лова перемещают (буксируют) сам излучатель сигналов.
Аналогичные способы и реализующие их устройства предложены также в патентах [23-25] и других.
Предложенным способам также присущи существенные недостатки:
- способы не позволяют выполнять селективный отбор рыбы по размерному признаку и привлекать в зону лова рыб с разрешёнными для вылова размерами;
- способы не обеспечивают достаточный эффект процесса управления поведением рыб из-за нестабильной реакции рыб на сигналы известного информационного содержания при различном физиологическом состоянии рыб и относительно быстрой их адаптации к излучаемым звукам без подкрепления. При многократном воспроизведении этих звуков без подкрепления реакция движения на источник ослабевает, и наступает адаптация.
Поэтому для уменьшения процесса адаптации рыб к излучаемым акустическим сигналам, повышения эффективности привлечения рыб в заданные районы водных акваторий было предложено развивать у них условные рефлексы путём предварительного обучения. Для этого специально сформированные звуковые сигналы, а также другие физические средства воздействия на рыб связывали с процессом их кормления.
В патенте [26] предложен способ привлечения рыб на локальную акваторию при их выращивании преимущественно в хозяйствах марикультуры путем проведения в вольерах сеансов предварительного обучения для выработки у рыб пищевого условного рефлекса на звуковые стимулы, выпуска рыб в открытое море, управления их возвратом при предъявлении звуковых стимулов и периодического подкрепления выработанного рефлекса. С целью выработки у рыб активного поискового поведения и увеличения тем самым их возврата, в качестве звуковых стимулов использовали импульсные гидроакустические сигналы с варьируемым уровнем и ритмикой, соответствующей ритмике в звуках кормовой активности рыб. Сигналы при кормлении подавали от двух пространственно разнесенных источников, один из которых совмещали с вольером, а другой устанавливали на расстоянии не менее длины волны излучения от центра вольера. В каждом сеансе обучения вначале включали в работу источник, совмещенный с вольером, а затем источник, удаленный от него. Выпуск обученных рыб из вольера в море производили не сразу, а порциями в течение 5-7 дней. Это позволяло устранить непрогнозируемое влияние погодных условий на последующее поведение рыб. При этом каждый новый выпуск рыбы присоединялся к уже частично адаптировавшимся рыбам, что облегчало им осваивать новое пространство водной акватории. Перед выпуском рыб изменяли порядок включения источников и сохраняли этот порядок на периоды их выпуска и управления возвратом.
Сеансы обучения проводили в течение дня в периоды наибольшей кормовой активности рыб 2-3 раза в сутки. В качестве звукового стимула излучали ритмически организованные пачки звуковых сигналов продолжительностью 800 мс через 1,5 с, состоящие из четырёх импульсов 50, 100, 100, 100 мс с частотой заполнения 300 Гц, находящейся в диапазоне наибольшей слуховой чувствительности большинства рыб и звуковым давлением 0.5-2 Па. После выпуска из вольера всех рыб периодически выполняли подачу акустического сигнала с одновременной подкормкой приплывшей рыбы. Это позволяло поддерживать у рыбы приобретённый в результате обучения условный рефлекс на необходимом для её последующего привлечения уровне.
Данный способ позволяет в хозяйствах марикультуры выпускать рыб на сезонный пастбищный нагул с последующим привлечением и отловом товарной рыбы, что обеспечивает значительную экономию за счёт использования естественной кормовой базы.
В патенте [27], имеющем наибольшее количество совпадающих признаков с заявляемым способом, предложен способ содержания рыбы в рыбоводных хозяйствах, предусматривающий выработку у рыб при выращивании их в садках условного пищевого рефлекса путем подачи в воду звуковых раздражителей и подкрепления их кормом с последующим привлечением рыб при подаче звуковых раздражителей. Уровень звукового сигнала при этом был равен в пределах 0.5-20 Па, а частоты - 20-100 Гц. С целью устранения условного торможения, повышения стабильности условного рефлекса и обеспечения надежного привлечения рыб вне зависимости от режима их питания, наряду со звуковыми сигналами в воду подавали химические раздражители, которые также подкрепляли кормом. В качестве химических раздражителей использовали водные растворы естественных и искусственных кормов. Обучение рыбы проводили в течение всего периода её выращивания в садках. При этом подкрепление раздражителей кормом как при выращивании рыб в садках, так и в нагульных водоемах производили с вероятностью 0.1-0.5. Звуковые и химические раздражители предъявляли в случайном порядке, а при содержании рыб в нагульных водоемах осуществляли их дополнительное кормление искусственным кормом. Выбранные режимы обучения выработали у рыб представление о том, что звуковые и химические раздражители не всегда свидетельствуют о наличии корма, что способствовало развитию у рыб дополнительных поисковых действий, учитывающих возможность наличия корма. После обучения рыб выпускали в нагульные водоёмы, а после достижения ими товарного веса производили их привлечение в зону вылова путём подачи звуковых сигналов и использования химических раздражителей. Способ позволял сократить сроки выращивания рыб, уменьшить степень загрязнения водоёма остатками кормов, а также обеспечить их экономию.
К недостаткам способов, предложенных в патентах [26, 27] следует отнести невозможность выполнения с их помощью селекции рыб по размерам, что приводит к появлению в выловленной привлечённой рыбе значительного прилова молоди, или её травмирования при выходе из сетей.
Целью предлагаемого способа селективного отбора товарной рыбы является уменьшение прилова мелкой рыбы в общем объёме выловленной рыбы. Для этого перед выловом рыбы выполняют её дополнительную селекцию, основанную на том, что для всех видов рыб скорость её передвижения зависит от размера рыбы [29-30].
В работе [29] для максимальной скорости передвижения рыбы Vmax приведено следующее выражение
ν
Vmax = α⋅L,
где L - длина рыбы (см), α и ν - коэффициенты, зависящие от вида рыбы и её длины. Для рыб длиной менее 1,5 см ν = 1, а при длине больше 1 м, ν = 1/3. В работе [30] для рыб с длиной более 10 см принято, что
Vmax = 0.7⋅f⋅L,
где f - частота колебаний хвостового плавника рыбы, которая является её движительным механизмом.
На максимальной скорости рыба может плыть ограниченный отрезок времени. У донных рыб она составляет не более 5 минут, а у пелагических рыб 10-15 минут. После этого рыба останавливается или переходит на более медленную - крейсерскую или другую скорость. Крейсерская скорость примерно соответствует скорости Vo, при которой расход энергии рыбой на прохождение одного и того же расстояния минимален. Отношение Vo/Vmax зависит от размера рыбы и для рыб длиной 7 см равно 0.36, а для рыб длиной 200 см равно 0.2 [29]. Рассчитанные значения для промысловых пелагических рыб представлены в таблице 1.
Таблица 1
L, см
7
12
20
50
100
200
Vmax, см/с
105
140
190
375
530
700
Vo/Vmax
0.36
0.32
0.28
0.20
0.22
0.20
Vo, см/с
38
45
53
75
117
140
Таким образом, как показывают теоретические расчёты и экспериментальные измерения, имеется чёткая связь между длиной рыбы L и значениями её максимальной Vmax и крейсерской Vo скоростей. На основании этой зависимости предлагается способ селекции промысловой рыбы, позволяющий повысить концентрацию рассеянной промысловой рыбы в заданных участках водной акватории, с одновременным значительным уменьшением количества молоди в привлечённой рыбе. При последующем облове данной привлечённой рыбы количество прилова молоди значительно сокращается.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем:
На определённых участках водной акватории в сообществе рыб создают условно рефлекторные связи между процессом кормления и искусственными акустическими и химическими раздражителями, воздействующими совместно, отдельно или в произвольной последовательности. Для этого в течение определённого отрезка времени совмещают процесс кормления рыб и воздействие на них искусственных акустических и (или) химических раздражителей с одновременным перемещением его в пространстве со скоростью примерно равной крейсерской скорости молоди рыб. При этом у рыб вырабатывается условный рефлекс, связанный с процессом кормления и с одновременным воздействием на них акустических и/или химических раздражителей, которые могут перемещаться в пространстве.
Непосредственно перед выловом воздействуют на сообщество рыб с данными внедрёнными условными рефлексами искусственными акустическими и/или химическими раздражителями, с одновременным перемещением в пространстве источника раздражителей со скоростью Vr, выбираемой исходя из следующих условий:
Vmax > Vr > Vo, Vmm < Vr,
где Vmax и Vo соответственно максимальная и крейсерская скорости передвижения рыбы с промысловым размером, Vmm - максимальная скорость для молоди рыб. В результате наличия внедрённых условных рефлексов рыбы будут передвигаться за источником раздражающих эффектов со скоростью Vr. При этом молодь рыб будет постепенно отставать от общей массы, и её количество в передвигаемом сообществе будет уменьшаться. Остаточный контроль количества молоди рыб выполняют гидроакустическим способом, используя устройства и методики предложенные, например, в патентах [31-32]. Величину скорости Vr также регулируют исходя из результатов наблюдения за сообществом рыб, плывущим за источником раздражающих воздействий. При отсутствии уменьшения концентрации в нём молоди рыб скорость увеличивают, а при отставании рыб с промысловыми размерами - скорость Vr уменьшают.
При достижении концентрации молоди рыб в общем сообществе, следующем за источником раздражающих воздействий, до необходимого минимального уровня выполняют облов рыб.
Таким образом, достигают уменьшения прилова молоди рыб.
При этом возможны различные варианты использования предлагаемого способа. Рассмотрим один из них.
3
Использование способа при пастбищном доращивании рыбы при её искусственном разведении (лососевые, сиговые, осетровые, кефаль, камбала, горбылёвые). В заданном районе водной акватории устанавливают вольер, в который выпускают посадочный материал молоди рыб, 1-2 тысячи с плотностью заселения не более 2…3 кг/м. Район акватории должен иметь необходимую кормовую продуктивность и размеры, достаточные для комфортного существования пастбищного стада рыб с промысловыми размерами численностью 4-6 тысяч. Размеры вольера должны быть достаточными для комфортного содержания в нём рыбы в течение 2-3 недель с учётом её подрастания. Адаптируют рыб к новым условиям содержания до появления у них активного кормления. Определяют периоды наиболее высокой кормовой активности в течение дня. За 2-3 дня до начала обучения рыбам не дают корма.
Обучение заключается в совмещении периодов кормления с воздействием на рыб в разной последовательности гидроакустических сигналов и/или химических раздражителей.
Уровни гидроакустических сигналов выбирают такими, чтобы они на 15-20 дБ превышали уровень фоновых шумов. Кроме того они должны легко восприниматься и запоминаться рыбой, а также соответствовать её психо-акустическим возможностям, существенно отличаться от случайных шумов на акватории, быть помехоустойчивым в информационном смысле. Параметры акустических сигналов также зависят от вида обучаемой рыбы. Например, для лососевых может быть использован кодированный гидроакустический сигнал, представляющий собой ритмически организованную посылку из четырех импульсов длительностью 100, 290, 290 и 180 мс с частотой заполнения 300 Гц. Интервалы между импульсами 180 мс, паузы между посылками 1.1 с, что приближенно соответствует преобладающей ритмике в кормовой активности рыб, установленной путём анализа биоакустических записей [26, 33]. Это облегчает его запоминание и распознавание рыбой.
В качестве химических раздражителей могут использоваться водные растворы естественных и искусственных кормов. Дополнительное использование химических раздражителей позволит повысить стабильность вырабатываемых условных рефлексов и обеспечить надежное привлечение рыб вне зависимости от режима их питания [27].
После первоначального процесса обучения, состоящего из 20-25 сеансов, проводимых при нахождении рыбы в вольере, начинают её порционный выпуск в открытое водное пространство в продолжение трех-пяти дней. После выхода из вольера всей рыбы она постепенно переходит на естественный корм, рассеиваясь по акватории пастбища. Первоначальный пищевой рефлекс у рыбы после выпуска трансформируется в очень сложный комплекс рефлексов и фиксированных действий, составляющих сравнительно стереотипную функциональную систему комфортно-пищевого поведения.
Для поддержания выработанных рефлексов, а также выработки новых выполняют в течение 12-16 сеансов привлечение выпущенной рыбы вначале в район расположения вольера, а затем постепенно удаляясь от него на расстояния от 20-30 до 50-100 метров. При этом у рыб дополнительно вырабатывается рефлекс на воздействие стимулирующих акустических и/или химических раздражителей, не привязанных к определённым участкам водной акватории. После проведения 4-6 таких сеансов приучают рыбу к тому, что участки кормления могут располагаться не только неподвижно, а и могут перемещаться в пространстве в процессе самого кормления.
Для этого в течение 8-12 сеансов совмещают процесс кормления рыб и воздействие на них искусственных акустических и/или химических раздражителей с одновременным перемещением их в пространстве со скоростью примерно равной крейсерской скорости молоди рыб. При этом у рыб вырабатывается стереотип поведения, связанный с перемещающимся источником кормления. В процессе второго этапа обучения рыба находится за пределами вольера, питается не только искусственным, а и естественным кормом имеющемся в водоёме, а при воздействии акустических сигналов и/или химических раздражителей приплывает в зону кормления, дополнительно привлекая за собой фоновых рыб-аборигенов, обуславливая постепенное увеличение количества сообщества обученных рыб. Фоновые рыбы могут вовлекаться в процесс обучения, когда наблюдают, как рыбы, обученные в вольере, получают корм во время излучения звуковых сигналов и воздействия химических раздражителей. За подход в зону кормления они также получают пищу и, таким образом, подражая обученным рыбам, приобретают навык стимульного комфортно-пищевого привлечения. Механизм опосредованного подражательного обучения является ключевым в процессе интеграции рыб всего пастбищного ядра.
После второго этапа обучения рыба переходит на естественный корм, и процесс искусственной подкормки рыбы проводят только периодически для поддержки у неё выработанных ранее рефлексов.
Непосредственно перед выловом воздействуют на сообщество рыб с внедрёнными условными рефлексами искусственными акустическими и/или химическими раздражителями, с одновременным перемещением в пространстве источника раздражителей со скоростью Vr, выбираемой исходя из следующих условий:
Vmax > Vr > Vo,     Vr > Vmm,
где Vmax и Vo соответственно максимальная крейсерская скорости передвижения рыбы с промысловым размером, Vmm - максимальная скорость для молоди рыб. В результате наличия внедрённых условных рефлексов рыбы будут передвигаться за источником раздражающих эффектов со скоростью Vr. При этом молодь рыб будет постепенно отставать от общей массы, и её количество в передвигаемом сообществе будет уменьшаться. Остаточный контроль количества молоди рыб выполняют гидроакустическим способом, используя устройства и методики предложенные, например, в патентах [31-32]. Облов рыбы могут производить с помощью закидных или ставных сетей, куда выполняют её привлечение. При этом в результате предварительной концентрации рыб с промысловыми размерами уменьшается прилов молоди, предотвращается её травмирование и последующее стрессовое состояние, приводящее к угасанию у рыбы приобретённых ранее рефлексов. Это способствует последующему сохранению сообщества обученных рыб в данном районе водной акватории.
Применение предлагаемого способа управления пастбищным стадом рыб позволит повысить рентабельность пастбищной марикультуры, облегчит изъятие товарной продукции, сохранит не травмированную молодь рыб для её последующего выращивания и обучения. Сочетание управляемого пастбищного выращивания рыб в естественных условиях, с комплексом садково бассейнового предварительного подращивания посадочного материала и его одновременного обучения позволит повысить жизнестойкость и его адаптацию к внешним условиям.
Метод может быть использован также для предотвращения ухода рыб, выращиваемых в морских садках. В аварийной ситуации, ушедшая в море предварительно обученная рыба может быть снова привлечена в морской вольер или в заданный участок водной акватории путём воздействия соответствующих стимулирующих сигналов.
Практическая реализация данного способа не представляет сложностей. В КБ морской электроники «Вектор» разработаны различные варианты технических реализаций гидроакустической аппаратуры [32, 34-37]. Излучатели низкочастотных широкополосных сигналов [35], использовались в проводимых совместно с ВНИРО экспериментах по воздействию на рыбу, а гидроакустическая система [32] - по подсчёту рыбы и определению её размерного распределения.
Информационные источники
1. Приказ Росрыболовства от 10.12.2008 №393 (ред. от 03.09.2009) «Об утверждении правил рыболовства для западного рыбохозяйственного бассейна».
2. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 13.11.2008 г. №319 г. Москва «Об утверждении Правил рыболовства для Западно-Сибирского рыбохозяйственного бассейна».
3. Патент RU 63173 «Сортирующая система для выпуска из трала непромысловых объектов лова», МПК A01K 73/02. Заявка: 2007100963/22 от 09.01.2007, опубликовано: 27.05.2003.
4. Патент RU 2092047 «Трал с сортирующей системой для предотвращения вылова маломерных объектов промысла», МПК A01K 73/02. Заявка: 94042372/13 от 19.11.1994, опубликовано: 10.10.1997.
5. Мельников В.Н. Устройства орудий лова и технологии добычи рыбы. - М.: Агропромиздат, 1991. - 384 с.
6. Патент RU 2195818 «Устройство для аэрации воды, концентрации и лова рыбы», МПК A01K 61/00, A01K 63/04. Заявка: 2000123969/13 от 18.09.2000, опубликовано: 10.01.2003.
7. Патент RU 2286672 «Способ аэрации воды, концентрации и лова рыбы», МПК A01K 61/00, A01K 79/00. Заявка: 2005106020/12 от 03.03.2005, опубликовано: 10.11.2006.
8. Патент RU 2070795 «Способ лова гидробионтов», МПК A01K 79/00. Заявка: 93010285/31 от 26.02.1993, опубликовано: 27.12.1996.
9. Войниканис-Мирский В.Н. Техника промышленного рыболовства. - М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983. - 488 с.
10. Гусар А.Г., Виленкин Б.Я., Воловова Л.А. и др. Физические поля в рыболовстве. - М.: Агропрмиздат, 1988. - 78 с.
11. Электролов рыбы во внутренних водоёмах. Под редакцией М.Р. Майзелиса. Известия Государственного научно-исследовательского института озёрного и речного рыбного хозяйства. Т. 96. Л. 1975. - 213 с.
12. Патент RU 2189141 «Устройство для электролова рыбы», МПК A01K 79/02. Заявка: 2000132350/13 от 22.12.2000, опубликовано: 20.09.2002.
13. Патент RU 2328116 «Способ лова гидробионтов положительно реагирующих на свет», МПК A01K 79/02, A01K 79/00. Заявка: 2005138091/12 от 07.12.2005, опубликовано: 10.17.2008.
14. Патент RU 2325804 «Способ лова рыбы», МПК A01K 79/00. Заявка: 2006100958/12 от 10.01.2006, опубликовано: 10.06.2008.
15. Патент US 3693276 «Device for electric sea-fishing», МПК A01K 79/00. Заявка: 6906150 от 06.03.1969, опубликовано: 26.09.1972.
16. Протасов В.Р. Биоакустика рыб. - М.: Наука, 1965. - 208 с.
17. Лихтер А.М. Управление биофизическими процессами в системах лова рыбы. Диссертация д.т.н., специальность 05.13.06. ФГОУВПО Астраханский государственный технический университет. - Астрахань, 2008.
18. Патент RU 2169465 «Акустический концентратор для тралового лова рыбы», МПК A01K 73/02. Заявка: 2000100663/13 от 10.01.2000, опубликовано: 27.06.2001.
19. Патент RU 2140736 «Трал для лова рыбы», МПК A01K 73/02. Заявка: 98102076/13 от 03.02.1998, опубликовано: 10.11.1999.
20. Патент RU 2134508 «Устройство для тралового лова рыбы», МПК A01K 73/02. Заявка: 96117881/13 от 02.09.1996, опубликовано: 20.08.1999.
21. Патент RU 2182765 «Имитатор звуков рыб», МПК A01K 79/00. Заявка: 2001100803/13 от 09.01.2001, опубликовано: 27.05.2002.
22. Патент RU 2352111 «Способ управления поведением рыб», МПК A01K 79/00. Заявка: 2007133846/12 от 10.09.2007, опубликовано: 20.04.2009.
23. Патент US 20170150705 «Fish lure vocalization device», МПК A01K 85/01. Заявка: 14/955315 от 01.12.2015, опубликовано: 01.06.2017.
24. Патент US 005177891 «Game fish attracting device», МПК A01K 79/00. Заявка: 553970 от 17.07.1990, опубликовано: 12.01.1993.
25. Патент US 005883858 «Method and apparatus forinfluencing behavior of aquatic animals by broadcasting predefined», МПК A01M 29/02. Заявка: 812114 от 05.03.1997, опубликовано: 16.03.1999.
26. Патент SU 1261598 «Способ возврата рыб на локальную акваторию при их выращивании», МПК A01K 61/00. Заявка: 3830509 от 28.10.1984, опубликовано: 07.10.1986.
27. Патент SU 1271468 «Способ содержания рыбы в рыбоводных хозяйствах», МПК A01K 61/00, A01K 79/00. Заявка: 3817403 от 09.10.1984, опубликовано: 23.11.1986.
28. Евтютов А.П., Колесников А.Е., Ляликов А.П., Митько В.Б., Пономаренко В.И., Простаков А.Л., Свердлин Г.М., Смарышев М.Д., Тарасюк Ю.Ф. Справочник по гидроакустике. - Л.: Судостроение, 1982. - 344 с.
29. Шулейкин В.В. Энергетика и скорости миграции рыб, китов, дельфинов. Труды ВНИРО. Т. 60. 1966.
30. Яржомбек А.А. Скоростная выносливость рыб и её математическое выражение. - М.: Наука, 1977.
31. Патент RU 2271552 «Гидроакустический способ определения размерного состава рыб в скоплениях в естественной среде обитания», МПК G01S 15/96. Заявка: 2004113309/09 от 24.04.2004, опубликовано: 10.03.2006.
32. Патент RU 2558003 «Устройство для поиска и подсчёта рыбы», МПК G01S 15/96, A04K 79/00. Заявка: 2014114807/28 от 14.04.2014, опубликовано: 27.07.2015.
33. Воловова Л.А., Красюк В.В. Методические рекомендации по управлению морским нагулом и отловом радужной форели при помощи гидроакустических стимулов. - М.: Изд. ВНИРО, 1987. - 29 с.
34. Патент RU 104020 «Адаптивная гидроакустическая система воздействия на гидробионтов», МПК A04K 79/00. Заявка: 2010153401/21 от 24.12.2010, опубликовано: 10.05.2011.
35. Патент RU 168944 «Гидроакустический низкочастотный преобразователь», МПК H04R 1/44. Заявка: 201614450 от 10.11.2016, опубликовано: 28.02.2017.
36. Патент RU 104020 «Гидроакустическая система для воздействия на гидробионтов», МПК A04K 79/00, В06В 1/00. Заявка: 201040547/28 от 04.10.2010, опубликовано: 10.01.2011.
37. Патент RU 129266 «Мобильная система акустического мониторинга рыборазводных водоёмов», МПК G01S 15/96. Заявка: 201300905/28 от 09.01.2013, опубликовано: 20.06.2013.