ВЛИЯНИЕ ТИПА КОРМА И КАЧЕСТВА ВОДЫ НА РОСТ И ВЫЖИВАЕМОСТЬ КРЕВЕТОК MACROBRACHIUM ROSENBERGII В УСТАНОВКАХ ЗАМКНУТОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

УДК 639.2

ВЛИЯНИЕ ТИПА КОРМА И КАЧЕСТВА ВОДЫ НА РОСТ И ВЫЖИВАЕМОСТЬ КРЕВЕТОК MACROBRACHIUMROSENBERGII В УСТАНОВКАХ ЗАМКНУТОГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Е.А. Тихонов1, канд. техн. наук; В.И. Базыкин2;

А.В. Трифанов2, канд. техн. наук;

1 Петрозаводский государственный университет (ПетрГУ), Петрозаводск, Россия

2 Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Цель проведенного исследования заключается в определении влияния типа кормов (корма на основе Daphnia pulex и марки Dajana nano gran) на качество воды (наличие микроорганизмов и взвешенных твердых частиц), на рост и выживание, а также на питательную ценность и химический состав креветок Macrobrachium rosenbergii. План выполнения исследования подразумевал 4 группы креветок, размещенных в одинаковых условиях, которые оценивались в течение 14 недель путем проведения периодических наблюдений и биометрии. Полученные данные зафиксировали достоверные различия между группами, где наилучшие результаты роста и выживания были получены у организмов, получавших корма марки Dajana nano gran, независимо от качества воды. Кроме того, были получены значения белка в мясе креветок до 45% и различное количество жирных кислот. Было определено, что корма на основе Daphnia pulex показывают более низкие результаты по интенсивности роста и выживаемости креветок Macrobrachium rosenbergii.

Ключевые слова: рыбное хозяйство, аквакультура, кормление, качество воды, выживаемость

Для цитирования: Тихонов Е.А., Трифанов А.В., Базыкин В.И. Влияние типа корма и качества воды на рост и выживаемость креветок MACROBRACHIUM ROSENBERGII в установках замкнутого водоснабжения // АгроЭкоИнженерия. 2021. № 3 (108). С. 164-171

INFLUENCE OF FEED TYPE AND WATER QUALITY ON THE GROWTH AND SURVIVAL OF SHRIMP (MACROBRACHIUM ROSENBERGII) IN RECIRCULATION

SYSTEMS

E.A. Tikhonov, Cand. Sc. (Engineering); V.I. Bazykin

A.V. Trifanov, Cand. Sc. (Engineering);

1 Petrozavodsk State University, Petrozavodsk, Russia

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

The purpose of the study was to determine the influence of the feed type - based on Daphnia pulex and Dajana nano gran brands, on water quality in terms of microorganisms and suspended solids content and on the growth and survival of Macrobrachium rosenbergii shrimp postlarvae. The study design involved 4 groups of shrimp housed in the same conditions, which were assessed over a period of 14 weeks using periodic observations and biometrics. The study data recorded a significant difference between the groups, with the best results of growth and survival being obtained in organisms that received the Dajana nano gran feed regardless of water quality. In addition, the values of protein in shrimp meat were obtained up to 45% and different quantities of fatty acids. Daphnia pulex based diets were found to show poorer results in terms of growth and survival rate of Macrobrachium rosenbergii shrimp.

Key words: fish industry, aquaculture, feeding, water quality, survival

For citation: Tikhonov E.A., Trifanov A.V., Bazykin V.I. Influence of feed type and water quality on the growth and survival of shrimp

Введение

Незапланированная добыча водных организмов для потребления человеком привела к чрезмерной эксплуатации их естественных источников, которая ежегодно увеличивается из-за роста населения [1]. Однако, объемы вылова гидробионтов не могут увеличиваться бесконечно [2]. В такой ситуации, промышленная аквакультура является отличной альтернативой

интенсивной эксплуатации биологических водных ресурсов. В данный момент - это устойчивая отрасль промышленности, обеспечивающая значительную часть спроса на рыбу и другие морепродукты. На сегодняшний день, достаточно хорошо разработаны технологии содержания форели, как в открытых водоемах, так и в системах замкнутого водоснабжения [3]. Однако научно обоснованных методик выращивания гигантской креветки Розенберга нет. Более или менее проработанные методики существуют для выращивания пресноводной креветки Litopenaeus vannamei [4]. При этом, гигантская креветка Розенберга является очень перспективной с точки зрения коммерческого выращивания. Исходя из

165

имеющегося опыта выращивания различных видов креветки, можно сказать, что Macrobrachium rosenbergii способна жить в системах замкнутого водоснабжения с высоким содержанием отложений и микроорганизмов, что имеет важное значение для его промышленного выращивания.

Известно также, что Macrobrachium rosenbergii имеет очень высокое содержание белка в его мясе, которое варьируется в зависимости от условий содержания и кормления [5]. Учитывая вышеизложенное, необходимо провести исследования, направленные на разработку методических рекомендаций в рамках технологии выращивания данного вида креветки как для пищевых целей, так и для получения молодняка для целей сохранения биоразнообразия в соответствующих климатических зонах. Самым важным вопросом в промышленной технологии выращивания является вопрос о том, какой вид корма максимально обеспечивает потребности в питании, необходимые этому виду для увеличения темпов роста и питательной ценности [6]. Питательная ценность мяса креветки напрямую зависит от

качества кормов. Цель настоящего исследования направлена на изучение питательной ценности и химического состава креветок Macrobrachium rosenbergii Macrobrachium rosenbergii и комплексной оценки 2 основных параметров промышленной аквакультуры: тип кормов и качество воды, и их влияние на рост и выживание креветки.

Материалы и методы

Исследование выполнялось на базе Инженерного парка Петрозаводского государственного университета, где функционирует модульная установка замкнутого водоснабжения, которая

позволяет содержать достаточное количество креветки для статистически значимой выборки. В соответствии с планом эксперимента, есть 2 входных параметра: качество воды и тип корма и 2 выходных параметра: интенсивность роста и выживаемость. Дополнительно оценивалось содержание питательных веществ в мясе. Качество воды является комплексным параметром и определяется количеством взвешенных твердых частиц в сочетании с количеством и типом микроорганизмов. Исследуемые параметры качества воды приведены в таблице 1, согласно ОСТ 15.37287.

Таблица 1

Показатели качества воды для содержания гидробионтов

Показатели качества воды Нормативные значения

Взвешенные частицы, мг/л не более 25

Общее количество микроорганизмов, млн.кл/мл не более 3

Вода считается низкого качества, если значение обоих параметров, приведенных в таблице 1, превышено на 10%.

Разработанный план представлен в таблице 2.

эксперимента

План экспериментального исследования

Таблица 2

№ Опыта Тип корма Качество воды

X1 Daphnia pulex высокое

X2 Dajana nano gran высокое

X3 Daphnia pulex низкое

X4 Dajana nano gran низкое

Опыты выполнялись с 3-х кратной повторностью. Начальная плотность посадки составила 30 шт. пост личинок гигантской креветки Розенберга на 120 литров воды. Экспериментальные емкости выполнены из пропилена. На начальном этапе опытов постличинки имели среднюю массу 0,14 г. (±0,002 гр.) и длину 12.1 мм (±0.7 мм). В емкостях были установлены отрезки пластиковых труб, которые функционировали

в качестве укрытий во время линьки. Ежедневно отслеживались следующие параметры воды: pH, ионы аммония, кислород, температура. Вода, используемая в опытах X3 и X4, была подготовлена в изолированных емкостях. Полученные данные были статистически обработаны, где были проверены нормальность

распределения данных, соответствие по критерию Бартлетта. Затем был применен

дисперсионный анализ. В данных, касающихся выживаемости, были рассчитаны среднее арифметическое и стандартное отклонение.

В исследовании использовались 2 типа кормов: Daphnia pulex - рачки дафнии размером до 4мм, и Dajana nano gran -полнорационный корм для креветки. Кормление осуществлялось 2 раза в сутки (утром и вечером). Норма кормления рассчитывалась в размере 4% от биомассы. Перерасчет нормы кормления осуществлялся еженедельно. Сухой вес определялся с использованием принцип метода постоянной массы [7]. В процессе выполнения эксперимента проводился ежедневный контроль потребления корма и удаление остатков кормов перед следующим кормлением. Сухой вес остатков корма

Выживаемость рассчитывалась

еженедельно с использованием ежедневных данных о мертвых и живых организмах в экспериментальных единицах, путем деления окончательного числа организмов в неделю на начальное число организмов, а затем умножения на 100.

Физико-химические параметры воды, рекомендованные для выращивания МасшЬгасЫит rosenbergii, были указаны в оптимальных температурных интервалах между 27 и 29 °С. В связи с этим в настоящем

оценивался для определения количества корма, потребленного креветками.

В начале и в конце каждого опыта, партия из 20 постличинок и креветок использовалась для определения живой массы, сухого веса и органического сухого веса. Эти данные использовались для оценки эффективности кормления на основе сухого веса креветок. Рост постличинок оценивался еженедельно путем измерения всех особей. Измерялось расстояние от цефалоторакса до тельсона с применением штангенциркуля точностью 0,05мм и диапазоном измерений от 0 до 150 мм. Живая масса креветок определялся при помощи аналитических весов точностью 0,001г. Кроме того, были определены удельные темпы роста (TEC) в неделю по длине по модифицированной формуле [8], определяемой следующим образом:

исследовании поддерживалась температура 28±1 °С. Остальные физико-химические параметры контролировали ежедневно, для поддержания их в требуемых диапазонах: рН (7-8), щелочности (<80 мг/л), аммония (<1 мг/л) и кислорода (5 мг/л).

Результаты и обсуждение

Результаты измерений показали высокую стабильность физико-химических параметров, описанных в предыдущем разделе, во всех опытах исследования (см. таблицу 3).

ТЕСЬ = 1П(^ > - 'П( > х100, г

где Ьк - конечная длина, мм, Ьн - начальная длина, мм, I - время, час.

Интенсивность набора массы определялась, следующим образом:

ТЕСЖ = МЬЬад х100, г

где - конечная масса, - начальная масса, ^ - время, час.

Таблица 3

Средние значения, фиксируемых параметров воды

Показатели Вода с высоким качеством

Аммоний, мг/л 0±0,00 0,03±0,009

Щелочность, мг/л 40-80 45-80

Кислород, мг/л 5±0,02 5±0,04

Общее количество микроорганизмов, млн.кл/мл 0 24

Как видно из таблицы, высокое содержание микроорганизмов наблюдается в опытах с водой низкого качества (Х3 и Х4). Что касается потребления различных типов кормов, то было отмечено, что креветки потребляли различное количество кормов от рассчитанной нормы кормления. В течение первых 3 недель регистрировалось около 10% не потребленных кормов, а затем этот показатель уменьшился до значения,

близкого к 3%. Данные о росте креветок (длина и живая масса), показали значительные различия между опытами. При этом, выявлено, что именно тип кормов оказывает значительное влияние на рост, в независимости от качества используемой воды. Динамика увеличения массы при использовании кормов марки Dajana nano gran (опыты Х2 и Х4) и кормов на основе Daphnia pulex (опыты Х1 и Х3) представлена на рис. 1.

Рис. 1. Динамика роста живой массы

Увеличение живой массы показывает тенденцию к прерывистому или скачковому росту, практически в течение всего периода исследований. Максимальная средняя масса

составила 81 гр., в опыте X2. В опыте Х4 также получены высокие результаты - 76 гр. При этом, в опытах X! и Х3 средняя масса креветок значимо меньше и составляет 59 гр.

и 64 гр., соответственно. Аналогичные 121 мм. - в опыте Х2 и 117мм. - в опыте Х4.

результаты были получены по увеличению Аналогично, в опытах Х1 и Х3 средняя длина

длины креветок (см. рис. 2), которые также креветок значительно меньше и составляет 95

показывают тенденцию к скачкообразному мм. и 77 мм., соответственно. росту. Максимальна средняя длина составила

Рис. 2 Динамика увеличения длины креветки

Анализы содержания различных из которых от 0,08 до 0,09% составляют веществ показали следующее. Максимальное сырую клетчатку. Анализ содержания жиров содержание белка в креветках было выявил незначимое различие в опытах Х1, зафиксировано в опытах Х2 и Х4 (см. табл. Х3 и Х4, тогда как в опыте Х2 содержание 4). Обратная ситуация с углеводами: в жиров значимо выше. опытах Х1 и Х3 содержание максимальное,

Таблица 4

Содержание веществ в креветках

Номер опыта Х1 Х2 Х4 Х4

Белки, % 40±2,1 47±1,8 38±1,9 46±1,4

Углеводы, % 26±1,5 16±0,7 26±2,1 16±1,8

Жиры, % 4,8±0,2 5,8±0,9 4,2±0,6 4,2±0,4

При проведении анализа содержания различных жирных кислот, были зафиксированы значимые различия между опытами (см. таблицу 5). Самые высокие

Содержание ки

значения общего количества насыщенных жирных кислот были зафиксированы в опыте Х3. Что касается других типов кислот, то разница незначительная.

Таблица 5

т в креветках

Номер опыта Х1 Х2 Х3 Х4

Насыщенные жирные кислоты, % 37,1±2,7 42,7±0,6 46,6±1,2 41,5±1,1

Мононенасыщенные жирные кислоты, % 31±1,5 34,2±2,1 32±1,3 28,9±0,6

Ненасыщенные жирные кислоты, % 31,9±2,0 23,1±1,3 21,4±1,8 29,6±1,8

В целом, было зарегистрировано 9 типов насыщенных жирных кислот, количество которых варьировалось в зависимости от типа кислоты. В отношении мононенасыщенных жирных кислот было выявлено 7. И наконец, 6 жирных кислот полиненасыщенного типа были

идентифицированы.

Анализ выживаемости показал значимые различия между опытами. Самые высокие значения были зарегистрированы в опытах Х2 (64%) и Х4 (62%). В отличие от Х1 (46%) и Х3 (41%). В целом наблюдается тенденция к снижению смертности с течением времени. При этом, максимальная смертность зафиксирована между 5 и 6 неделями исследования: от 10 до 15% в Х1 и Х3 и от 5 до 10% в Х2 и Х4.

Рост креветок Macrobrachium rosenbergii неравномерен. Это связано с процессом линьки. Успешная линька в период роста напрямую связана с качеством кормов, а также условий содержания [9]. Также, частой причиной смерти креветки является ситуация с невозможностью полинять. Это связано, прежде всего, с балансом кальция в организме.

Выполненные исследования показали, что лучшие показатели роста и выживания постличинок Macrobrachium rosenbergii достигаются при кормлении

сбалансированными кормами, марки Dajana nano gran, по сравнению с кормом на основе Daphnia pulex. В этой связи результаты, полученные в контролируемых условиях, позволяют установить, что постличинки массой от 0,14 г и до 12,1 мм в длину лучше потребляют сбалансированный корм, что позволило достичь значений 81 г и 121 мм в конце исследования. Также, имеются различия по распределению кормов в толще воды. Корма марки Dajana nano gran сразу опускаются на дно, что позволяет более легко употребить их постличинками. Тогда

как корма на основе Daphnia pulex, долгое время остаются на поверхности и в толще воды. Об этом можно судить по наблюдениям, проведенным в течение первых 15 минут после добавления 2 видов корма и в оставшихся кормах через 12 часов после кормления.

Выводы

Качество кормов имеет прямое отношение к содержанию веществ в мясе креветки. Определено, что при кормлении сбалансированными кормами показатели содержания белка выше по сравнению с использованием кормов на основе Daphnia pulex. Кроме того, для полного понимания причин высокой эффективности того или иного корма необходимо выполнить исследование, нацеленное на выявление типов аминокислот, для того, чтобы определить наличие незаменимых аминокислот и впоследствии установить реальное влияние этих аминокислот на рост и развитие Macrobrachium rosenbergii.

Увеличение живой массы показывает тенденцию к прерывистому или скачковому росту, практически в течение всего периода исследований. Максимальная средняя масса составила 81 гр., в опыте X2. В опыте Х4 также получены высокие результаты - 76 гр. При этом, в опытах X1 и Х3 средняя масса креветок значимо меньше и составляет 59 гр. и 64 гр., соответственно.

Отмечено влияние типа корма на процент выживаемости. Наилучшие результаты наблюдаются у организмов, питавшихся сбалансированным кормом марки Dajana nano gran. Анализ выживаемости показал значимые различия между опытами. Самые высокие значения были зарегистрированы в опятах Х2 (64%) и Х4 (62%). В отличие от Х1 (46%) и Х3 (41%).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК / REFERENCES

1. Alshubiri F., Elheddad M., Doytch N. The impact of fish production on marine trade balance and foreign direct investment: An empirical study of the GCC economies, Marine Policy, 2020. Vol. 116: 103660. DOI: 10.1016/j.marpol.2019.103660.

2. Bohnes F. A., Rodriguez U-P., Nielsen M., Laurent A. Are aquaculture growth policies in high-income countries due diligence or illusionary dreams? Foreseeing policy implications on seafood production in Singapore, Food Policy, 2020. Vol. 93: 101885. DOI: 10.1016/j.foodpol.2020.101885.

3. Pulkkinen J. T., Kiuru T., Aalto S. L., Koskela J., Vielma J. Startup and effects of relative water renewal rate on water quality and growth of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in a unique RAS research platform, Aquacultural Engineering, 2018. Vol. 82: 38-45. DOI: 10.1016/j.aquaeng.2018.06.003.

4. de los Ríos-Pérez L., Campos-Montes G. R., Martínez-Ortega A., Castillo-Juárez H., Montaldo H. H. Inbreeding effects on reproductive traits in a breeding population of Pacific white shrimp Penaeus (Litopenaeus) vannamei, Aquaculture, 2017. Vol. 479: 442446. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2017.06.013.

5. Pengfei Feng, Jinzhao He, Min Lv, Guanghua Huang, Xiuli Chen, Qiong Yang, Jianbo Wang, Dapeng Wang, Huawei Ma, Effect of dietary Tenebrio molitor protein on growth

performance and immunological parameters in Macrobrachium rosenbergii, Aquaculture, 2019. Vol. 511: 734247. DOI: 10.1016/j.aquaculture. 2019.734247.

6. Kuhn D. D., Lawrence A. L., Boardman G. D., Patnaik S., Marsh L., Flick G. J. Evaluation of two types of bioflocs derived from biological treatment of fish effluent as feed ingredients for Pacific white shrimp, Litopenaeus vannamei, Aquaculture, 2010. Vol. 303, Issues 1-4: 28-33. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2010.03.001.

7. Sorokin C. Dry weight, packed cell volume and optical density. In: J. R. Stein (Ed.), Handbook of phycological methods, culture methods and growth measurement. Cambridge: Cambridge University Press. 1973: 321-343,

8. Hernândez-Vergara M.P., Rouse D. B. et al. Effects of dietary lipid level and source on growth and proximate composition of juvenile redclaw (Cherax quadricarinatus) reared under semi-intensive culture conditions, Aquaculture, 2003. Vol. 223, Issues 1-4: 107-115. D0I:10.1016/S0044-8486(03)00135-2.

9. Bardera G., Owen M. A.G., Pountney D., Alexander M. E., Sloman K. A., The effect of short-term feed-deprivation and moult status on feeding behaviour of the Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei), Aquaculture, 2019. Vol. 511: 734222. DOI: 10.1016/j.aquaculture .2019.734222.