Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование природных цеолитов для снижения уровня азотсодержащих соединений в воде и выращивания экологически чистой рыбной продукции

ВАК РФ 06.02.04, Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

Автореферат диссертации по теме "Использование природных цеолитов для снижения уровня азотсодержащих соединений в воде и выращивания экологически чистой рыбной продукции"

Л » • ' » . ....

I 3 Г.7

На правах рукописи

ТЛУПОВ РЕЗУАН МУ САБИЕВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ В ВОДЕ И ВЫРАЩИВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ РЫБНОЙ ПРОДУКЦИИ

06.02.04 - частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Владикавказ, 1997

Работа выполнена в Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии и Всероссийском научно-исследовательском институте прудового рыбного хозяйства.

Научные руководители - доктор биологических наук, профессор М.М. Шахмурзов (КБГСХА)

-. кандида>биологических наук И.С. Шестерин (ВНИИ ПРХ)

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ю.А. Привезенцев

доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.М. Гукежев

Ведущее учреждение Агропромышленный комитет Респу-

блики Северная Осетия - Алания

Защита диссертации состоится. £3 ^сгжиЯ 1997 г. в У/ часов на заседании диссертационного совета Д. 120.58.01 при Горском Государственном аграрном университете.

Адрес: 362040, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горского

ГАУ.

Автореферат разослан _ /Л 0Г. _ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор

Х.Е. Кесаев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Одним из отрицательных последствий интенсификации рыбоводства и усиления эвтрофирования водоисточников рыбоводных хозяйств является широкое распространение в России и других странах, занимающихся карповодством, незаразного заболевания - некроза жабер. Потери рыбы при остром течении болезни достигают 6080%, при хронической форме - 10-15% (В.А. Мусселиус, 1981).

Основной причиной возникновения данного заболевания и ряда, других "болезней интенсификации" является накопление в водной среде соединений аммонийного азота и аммиака на фоне повышения значений рН, перенасыщения воды кислородом, снижения жесткости воды (И.С. Шестерин, 1977).

Интенсивно эксплуатируемые пруды часто переходят в категорию гипертрофных, т.е. сильно загрязненных водоемов. Для них характерны малая прозрачность воды, значительная биомасса фитопланктона, высокая концентрация биогенных элементов и взвешенных веществ, увеличение,органического загрязнения (С.А. Баранов и соавт., 1976). В таких водоемах происходит накопление вредных для рыб продуктов анаэробного разложения органических веществ (аммиак, сероводород, метан, меркаптан), а также подобных им соединений.

Дальнейшее развитие прудового рыбоводства ставит ряд сложных задач, связанных с созданием оптимальных условий для выращивания рыбы, чувствительной к изменениям среды, в частности динамике ионов аммония, образующихся при разложении остатков корма, органики и экскрементов. Ионы аммония, даже в небольших концентрациях (нескольких миллиграммов на литр), подабляют рост, способствуют возникновению заболеваний и гибели рыбы.

Из существующих методов очистки вод, загрязненных соединениями азота, наилучшим считается сорбционный, где весьма перспективно использование природных цеолитов. В США и Японии для очистки воды уже применяются фильтрующие установки с цеолитами, в которых регенерация фильтров осуществляется один-два раза в месяц 2-3%-ным раствором хлорида натрия.

В нашей стране использование природных цеолитов для очистки воды при культивировании объектов аквакультуры находится на стадии научных разработок.

В связи с этим, целью настоящей работы было изучение возможности применения природных цеолитов для улучшения качества воды в рыбоводных прудах при загрязнении их одним из приоритетных токсикантов - аммонийным азотом.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение уровня загрязнения воды прудов соединениями азота и токсико-биологическая оценка рыбы;

- определение дозы и частоты внесения природных цеолитов для очистки воды от аммонийного азота;

- сравнительная характеристика поглотительной способности цеолитов различных природных месторождений по отношению к аммонийному азоту;

- разработка наставления и технологического регламента по применению природных цеолитов в рыбоводных хозяйствах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые изучен уровень реального загрязнения рыбохозяйственных водоемов КБР азотсодержащими соединениями. Проведен анализ фактического содержания аммонийного азота и нитритов в воде рыбоводных хозяйств республики и дана токсико-биологическая оценка прудовой рыбы.

В условиях аквариумных опытов и модельных экспериментов изучена сорбционная способность природных цеолитов Шивыртуин-ского, Пегасского, Орловского и Чувашского месторождений по отношению к одному из приоритетных загрязняющих веществ при искусственном рыборазведении - аммонийному азоту.

Установлена зависимость сорбционной способности цеолитов от температуры воды, определены дозы и кратность внесения их в воду.

Дана сравнительная характеристика цеолитов различных месторождений по способности сорбировать ионы аммония из воды.

Экспериментально показано, что внесение цеолитов при избыточном накоплении азота в воде приводит к их куммуляции в донных отложениях, что способствует улучшению условий среды при выращивании рыбы, а также экономии азотных удобрений в последующие годы.

Научно обоснована целесообразность использования при перевозках живой рыбы комбинации цеолитов и марганцовокислого калия, обладающих антистрессовым эффектом.

Полученные экспериментальные данные могут быть положены в основу природоохранных мероприятий и санитарных требований для выращивания экологически чистой рыбной продукции.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены в практику работы учреждений госветслужбы и рыбоводческих хозяйств:

- методические указания по снижению токсичности соединений азота и профилактике отравлений рыб. Утверждены управлением ветеринарии КБР 20 августа 1996 года;

- ветеринарно-санитарная экспертиза и сертификация рыбы и ' рыбопродуктов. (Методические указания) Госкомстат КБР, Нальчик,

1995 г., 52 стр. (в соавторстве);

- подготовлено и представлено для утверждения в Минсельхозпрод РФ "Наставление по применению цеолитов для оптимизации водной среды и профилактики токсикозов рыб".

На основании проведенных исследовании предложены технологические приемы, позволяющие снизить токсичность аммиака и избежать гибели рыб при перевозках товарной рыбы и рыбопосадочно-го материала (приняты для рассмотрения Федеральным селекционно-гинетическим центром рыбоводства).

Полученные результаты включены в курс лекций КБГСХА по дисциплинам "Рыбоводство", "Ветсанэкспертиза с основами технологии производства продуктов животноводства", "Общая биология с основами экологии".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы доложены на НТК КБГСХА, г. Нальчик, 1995 г. Всероссийской конференции по проблемам холодноводного рыбоводства (г. Нальчик, 1995 г), заседаниях кафедры "Товароведение и экспертиза качества продуктов АПК", "Гигиены и микробиологии" 19941996 гг. КБГСХА, региональном совещании по быстрорастущим формам форели (Нальчик, 1996 г.), совещаниях ветспециалистов в управлении ветеринарии Минсельхозпрода КБР (Нальчик, 19941995 гг.).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликованы пять печатных работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертационная работа изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических предложений и приложения.

Список литературы включает 115 отечественных и 41 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 25 таблицами и 19 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в соответствии с планом научно-исследовательских работ по Государственной и научно-технической программе "Цеолиты в АПК России" в 1994-1995 гг.

Работа выполнялась на базах и совместно с сотрудниками Федерального селекционно-генетического центра рыбоводства, Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, Всероссийского научно-исследовательского института прудового рыбного хозяйства. Сбор и обработка материалов осуществлялись на рыбоводных предприятиях Кабардино-Балкарской Республики (колхоз им. Петровых, Прохладненского района, совхоз "Александровский" Майского района, Чегемский и Майский рыбза-воды и др.), Ставропольского края (рыбхоз "Ставропольский") и Московской области (опытная база ВНИИПРХ).

В лабораторных условиях исследования проводились в аквари-альной Северо-Кавказского предприятия Федерального селекционно-генетического центра рыбоводства, КБГСХА, Чегемского рыбзавода.

Эксперименты на модельных прудах проводили на опытной базе ВНИИПРХ (Московская область), водоемах Чегемского рыбзавода.

Схема опытов на прудах и условиях лабораторных экспериментов подробно описаны в соответствующих разделах диссертации.

Выращивание рыбы проводили по существующей технологии с использованием удобрений и искусственного кормления.

В работе использованы природные цеолиты Шивыртуинского, Пегасского, Орловского и Чувашского месторождений.

Химический анализ воды проводили стандартными методами (Лурье, 1973, И.С. Шестерик и соавт., 1980,1984).

Определение оптимальных и доступных параметров среды осуществляли согласно ОСТ 15.372-88 "Охрана природы. Гидросфера. Вода для рыбоводных хозяйств, общие требования и нормы". М., 1988 г.

Содержание в воде ионов аммония определялось колориметрическим методом с реактивом Несслера, нитриты с реактивом Грисса, нитраты с салицилатом натрия (Ю.А. Привезенцев, 1973, И.С. Шестерни и соавт., 1985). Уровень нитратов и нитритов в органах и тканях рыб определяли спектрофотометрическим методом с использованием органических красителей (М.М. Шахмурзов и соавт., 1993, МУК 4.4.1.010-93).

При определении гидрохимических показателей использовались: фотоэлектроколориметр КФН-2, РН-метр-ионометр ЭВ-74, весы аналитические.

При определении дозы аммонийного азота в лабораторных и натурных экспериментах использовали принципы расчета доли свободного аммиака в общей сумме соединений восстановленного азота в зависимости от РН и температуры воды (И.С. Шестерин и соавт., 1982, ОСТ 15.372-87).

"В лабораторных опытах использовали различные Ьозра'стн'ые группы карпа (Cyprinus carpió) и толстолобика (Hypophtalmictus).

В качестве источников аммонийного азота, нитратов и нитритов были использованы азотные удобрения, применяемые в седьском хозяйстве (натрия нитрат, натрия нитрит и аммония нитрат). '

Лабораторные опыты ставили в 40 литровых аквариумах с использованием водопроводной воды при температуре 18-20°С, содержании кислорода 5-7 мг/л, РН 6,5-7,0. Нагрузка ихтиомассы составила 15-18 г/л.

Оценку физиологического состояния рыб в опытных и контрольных вариантах проводили по гематологическим показателям (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, метгёмоглоби-на), содержанию белка сыворотки крови (В.В. Лиманский, 1986), со-стоянню жаберного аппарата (С.Б. Андронников, 1987).

Биологическая оценка рыб проводилась с использованием инфузории тетрахимена пририформис в соответствии с методическими рекомендациями по токсико-биологической оценке рыбы и других гидробионтов (П.В. Микитюк, 1987).

Полученные экспериментальные материалы подвергали статистической обработке с определением средней арифметической величины, критерия достоверности и коэффициента корреляции с использованием пакета стандартных программ для ЭВМ IBM-386.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ АНАЛИЗ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВОДОЕМОВ И ТОКСИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЫБ

Нами проведено санитарно-гигиеническое и токсикологическое обследование водоемов Чегемского, Майского и Прохладненского районов КБР, расположенных в зоне интенсивного сельскохозяйственного производства. Результаты этих исследований показали, что содержание в воде аммонийного азота находилось в пределах от 2,6 до 12,8 мг/л, нитратов от 2,8 до 9,1 мг/л, нитритов от 0,5 до 1,5 мг/л.

Наиболее высокая концентрация нитратов (9,1 мг/л) установлена в Чегемском районе у терского лосося. Уровень нитритов в мышечной ткани и печени находится в-прямой зависимости от их концентрации в воде.

При концентрации аммонийного азота, нитратов и нитритов в воде рыбхоза Чегемского района (14,7, 9,i и 0,9 мг/л соответственно), нами в 1996 г. отмечена гибель молоди форели в результате отравления соединениями азота, которая произошла в апреле-мае. Уровень

"нитритов в мышечной ткани составил 7,0, а в печени 12,7'мг/к1г. Токсикоз протекал с характерными для данного отравления клиническими признаками. Уровень метгемоглобина у заболевших рыб составлял 20-30%.

Анализ воды из различных мест водосборной площади показал, что уровень азотсодержащих веществ значительно превышает безвредные концентрации, особенно по аммиачному азоту (12,5 мг/л). Количество нитратов составило 14,0 мг/л; нитритов - 1,5 мг/л.

При обследовании других водоемов, расположенных в этой зоне, в 42% проб нитраты были обнаружены в концентрации 2,3-16,8 мг/л, нитриты - 0,5-9,0 мг/л, то есть были в 6-80 раз выше величины ПДК, установленной для рыбоводных хозяйств. Всего происследова-ны 412 проб воды.

В мышечной ткани и печени рыбы, отловленной из этих водоемов, содержание нитритов находилось в пределах от 2,1 до 12,7 мг/кг. В печени концентрация их была выше по сравнению с мышечной тканью на 42%.

Количество нитритов в мышечной ткани и печени рыб коррелировало с их концентрацией в воде.

В Майском и в Прохладненском районах существенное влияние на газовый и химический состав воды водоемов оказывают сбросы неочищенных сточных вод животноводческих комплексов. В ряде хозяйств отмечены повышенная цветность и мутность, эвтрофикация и "заморы" рыб. В придонном слое содержание растворенного в воде кислорода снижалось до 1,8 мг/л, а БПКз составляло 24,3 мг Ог/л, концентрация свободной двуокиси углерода - 37,2, сероводорода -0,04, нитритов - 1,38 мг/л, что явилось причиной гибели молоди рыб.

Наши исследования, проведенные в мае-июне, показали повышение нитратного и нитритного азота в водоемах, расположенных в непосредственной близости от животноводческих ферм. В особенности, это касается неспускных или полуспускных водоемов КБР, наполнение которых происходит за счет атмосферных осадков. Например, в одном из хозяйств уровень нитратов в мае-июне 1995 г. был 2,7-3,8 мг/л, а в 1996 г. в это же время - 5,2-7,8 мг/л, что было связано с попаданием в водоем стоков животноводческих ферм, расположенных в 300-400 метрах.

Санитарно-бактериологическими исследованиями установлено, что микробное число в этих водоемах колебалось от 6,0 до 8,0 млн. микробных клеток в 1 мл воды: коли-индекс составил 500 и выше, что указывает на сильное бактериальное загрязнение воды. Эти водоемы по степени бактериальной загрязненности следует отнести к 3 группе (сильное загрязнение), что также связано со сточными водами животноводческих ферм.

Вода имела' повышенную цветность," мутИй^ь; щелочность и жесткость, кислый рН. Высокое содержание1 Нитритов, хлоридов и сульфитов указывает на загрязнение водоемов органическими сточными ВОДаМИ. НУ

Аналогичные санитарно-токсикологические показатели установлены и в ряде других хозяйств. При этом, содержание нитритов в мышечной ткани и внутренних органах рШ соётавилй: карп - 2,4-8,2 мг/кг, толстолобик - 2,2-6,0 мг/кг, карась - 4,0-4,8 мг/кг, белый амур -1,3-5,8 мг/кг. Существенных различий в динамике накопления нитритов разными видами рыбы не выявлено.

Исходя из полученных данных можно сделать заключение, что уровень содержания в воде соединений: азота находится в прямой зависимости от интенсификационных мероприятий в площади водосбора (применение удобрений, расположения животноводческих ферм). п ; -

Изучение токсикологической характеристики мяса рыб показало, что его относительная биологическая ценность зависит от содержания в, нем нитритов (табл. I). г

ТАБЛИЦА!

Относительная биологическая ценность (ОБЦ) мяса рыбы в зависимости от уровня содержания нитритов

Уровень нитри- Среднее число клеток в счетной Относительная

тов в рыбе камере биологическая

мг/кг через 6 часов через 24 часа ценность фар-

ша, %

Контроль (0) 38,0 335,0 100,0

0,05 37,0 310,0 92,5

0,25 35,0 300,0 89,5

1,2 35,0 260,0 •77,7

6,0 31,0 235,0 70,2

30,0 29,0 - 200,0 • 59,7 .

Из данных таблицы видно, что чем выше концентрация нитритов в рыбном фарше, тем ниже ОБЦ (при 0,05 мг/кг ее ОБЦ составляет 92,5%; 1,2 мг/кг - 77,6%; 6,0 мг/кг - 70,2% и 30 мг/кг - 59,7%). .

Содержание нитритов в рыбе от 0,2 мг/100 t И выше оказывает токсическое воздействие на инфузорий, что позволяет использовать их как тест-организм для биоиндекации загрязнений рыбопродуктов азотистыми соединениями.

ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЦЕОЛИТОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К АММОНИЙНОМУ АЗОТУ В ЛАБОРАТОРНЫХ И НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ

Изучение сорбционных свойств цеолитов Шивыртуинского месторождения показало, что при внесении их равномерно по поверхности воды аквариума в дозе 0,015 г/л после 96 часов отмечается снижение концентрации аммонийного азота с 3,5 до 0,3 мг/л (почти в 12 раз) тогда как в контроле она снизилась на 25%; нитритов - с 0,5 до 0,1 мг/л (в 5 раз), а в контроле с 0,5 до 0,4 мг/л (на 25%).

Одновременно отмечено повышение содержания кислорода с 4,5-5,0 мг/л до 6,5-7,0 мг/л.

При использовании цеолитов снижение концентрации аммонийного азота отмечено и рядом других исследователей. Цеолит обладает высокой сорбционной и катионнообменной активностью и за счет этого активно поглощает из воды катионы ИНд). Сложнее объяснить снижение концентрации в воде нитритов. Мы полагаем, что некоторая каталитическая активность цеолитов приводит к восстановлению нитритов до аммиака и нитратов.

Изучение действия различных доз цеолитов и влияния температуры на сорбционную способность их проводилось путем модельных опытов, где концентрацию аммонийного азота подцерживали на уровне натурных (1,3-2,3 мг/л) внесением в воду растворенного аммиака.

Температуру воды поддерживали в первой серии 13-17°С; второй - 20-23°С. Использовалась дозировка 0,03 г/дм3 (300 кг/га) и 0,06 г/дм3 (600 кг/га). При этом, увеличение дозы в 2 раза не отражалось на динамике изменения содержания в воде аммонийного азота. Наблюдения в течение 11 дней при температуре 13-17° не выявили уменьшения содержания ионов аммония в воде даже при повторном внесении цеолитов на 7 сутки.

Исследования показали, что цеолиты в дозе 0,03 г/куб. дм при температуре воды 20-23°С существенно снизили концентрацию ионов аммония. Более высокие показатели сорбции (45%) оказались у цеолита Шивыртуин. Через 96 часов по окончании опытов содержание

ионой аммония в емкости, обработанной шивыртуинским цеолйтом, было в 3,8 раза ниже, чем в контроле и в 2,7 раза ниже, чем в воде обработанной пегасином.

Таким образом, результаты исследовании показали, что природные цеолиты могут эффективно применяться для очистки воды от аммонийного азота при температуре воды 20° и выше, в дозах 300 кг/га пруда.

Применение цеолитов в условиях рыбоводных прудов (на шести нагульных прудах экспериментальной базы ВНИИПРХ в 1993 г.), способствовали снижению аммонийного азота на 50-100% в зависимости от цеолита, отличие их состояло в скорости.

Предотвращение перехода аммонийного азота в аммиак за счет поддержания рН-среды, профилактировало развитие ожога жабер, острого токсикоза и жаберного некроза у карпов. Такая же закономерность, выраженная в различной степени, отмечена при испытании цеолитов Орловского и Чувашского месторождений.

Цеолиты поддерживали концентрацию ионов аммония на оптимальном уровне, в течение 20-25 дней.

Одновременно со снижением уровня аммонийного азота в воде, при обработке цеолитом происходит увеличение концентрации ионов аммония в донных отложениях.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕШЬНЫХ Й

НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЦЕОЛИТОВ ПО СКОРОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ АММОНИЯ ИЗ ВОДЫ

В лабораторных условиях, помимо уточнения оптимальной концентрации цеолитов изучали влияние различных температур воды - 13-17°С и 20-24°С - на скорость поглощения ионов аммония.

В таблице 2 представлены данные по сорбции ионов аммония пегасином и шивыртуином при температуре воды 13-17°С, в таблице 3 - при 20-14°С.

Как видно из таблицы 2 сорбция цеолитами (пегасином и шивыртуином) оказалась недостаточной для очистки воды от ионов аммония, что связано с относительно низкой температурой воды.

К концу опыта (через 96 часов) концентрация аммонийного азота снизилась в контроле на 4,5% от исходной, в варианте с пегасином - на 16,4%, с шивыртуином - 12,1%, но оставалась достаточно высокой.

ТАБЛИЦА 2

Изменение содержания аммонийного азота в модельных условиях, при температуре воды 13-17°С ,..'

■ Вариант опыта Исходная? концентрация (мг/л) . Изменение содержания аммонийного азота (мг/л).

время сорбции, час

24 | 48 \ 72 | 96

Контроль "' • !'. М

(без цеолитов) •!2,2- - 1,5 ~ ■ '2;20 1,71 2,01

1. Пегасин 0,03 г/л 1.9 .< 1Л0 . 1,44 1.20 1,59

2. Шивыртуин * -

0,03 г/л 2,05 " 1,0 1,02 1,71 1,80

При увеличении температуры воды на ,7°С скорость сорбции цеолитов возросла (табл. 3). За 72 часа опыта скорость падения концентрации Ш« в вариантах с цеолитами была выше, чем в контроле. Более высокую, сорбционнук?, способность показал шивыртуин. который за 48 часов снизил концентрацию ионов аммония более чем в 4-раза, пегасин показал меньшую эффективность.

, . ТАБЛИЦА 3

Изменение содержания аммонийного азота в модельных условиях, при температуре воды 20-24°(>

Вариант опыта Исходная концентрация (мг/л) Изменение содержания аммонийного азота (мг/л)

время сорбции, час

24 | 48 72 | 96

Контроль .

(без цеолитов) 1,36 1,10 0,98 0,75 0,68

1. Пегасин 1,30 1,2 0,92 0,63 0,36

2. Шивыртуин 1,38. 0,90 0.30 0,24 0,20

К концу опыта концентрация аммонийного азота оказалась меньше от исходной, в варианте с пегасином - на 72,3%, с шивырту-ином - на 85,5%, а в контроле составила 50%.

• Статистическая обработка материалов по натурным и модельным испытаниям природных цеолитов пегасина и шивыртуина в 1993-1994 гг. проведена на персональной ЭВМ 1ВМ-386 по одной из программ статистического анализа.,

Анализ данных заключался в сравнении двух регрессий (процессов), определяемых по экспериментальным данным с проверкой Нульгипотезы об отсутствии различий между ними. Предварительно данные подвергались процедуре сглаживания. Результаты

обработки данных, полученйых в натурных опытах," представлены на рисунках 1 и 2.

На рисунке I показан график изменения концентрации ионов аммония в контроле (без цеолита) и опыте (в присутствии пегасина). Полученные регрессии адекватны, т.е. статистически достоверны.

Изменения концентрации аммонийного азота в контрольных прудах выражается линейной регрессией.

У = 1,21 - 0,0139 х X, при коэффициенте корреляции 0,60 где: У - концентрация аммонийного азота, мг/дм3;

X - время течения процессов, сутки. В опытных прудах скорости, процесса сорбции аммонийного азота выражалась регрессией вида:

У 1,43 - 0.0280 х X, при коэффициенте корреляции 0,76 I дс. У кон иен фация аммонийного азота, мг/дм3;

X - время течения процесса, сутки. Анализ полученных данных показывает, что уменьшение концентрации тшон аммония н воде опытных прудов в присутствии нажима ".им шмепсивно оолее чем на 50% по отношению к контролю.

На рнонкс 2 предеIпилены аналогичные данные по шивыртуи-ну. Скорое!ь процесса изменения концентрации аммонийного азота выражается регрессией:

У = 2,11 - 0,051 х X. при коэффициенте корреляции 0,90 где: У - концентрация аммонийного азота, мг/дм3;

X - время течения процесса, сутки. Как видно из рисунка, коэффициент наклона (0,051), который характеризует скорость изменения концентрации ионов аммония, более чем нгрое выше (в присутствии шивыртуина), чем в контрольных прудах (0,0139). Следовательно, процесс сорбции ионов аммония шивыр Iуином идет очень интенсивно; по своим сорбционным свойствам шивыртуин превосходит псгасин.

Диалогичные выводы получены и при обработке данных модельных жеперименгов. На рисунках 3 и 4 представлены регрессии, характеризующие ход процессов изменения концентраций ионов аммония в опыте (пегасин и шивыртуин) и контроле. На рисунках видно, что сорбционная способность у шивыртуина выше, чем у пегасина. Регрессии статистически достоверны.

Таким образом, природные цеолиты шивыртуин и пегасин могут быть использованы для очистки воды от аммонийного азота и аммиака, являющихся приоритетными токсикантами в условиях рыбоводства. Сорбционная способность цеолитов увеличивается при повышении температуры воды. Извлечение ионов аммония шивыр-туином происходит активнее по сравнению с пегасином.

Рис.4. Скорость изменения яммонийного азота в модельных

условиях в контроле (Н) и опыте о Шивыртуинои (11!) -

ИСПЫТАНИЕ ЦЕОЛИТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Использование цеолитов в целях защиты рыб от стресса при перевозках

При перевозках загруженная в жирорыбную емкость рыба неизбежно впадает в стрессовое состояние. Часть рыб. при их выпуске в пруд, плавает пассивно на боку, а затем погибает.

Наши исследования в четырех рыбоводных хозяйствах КБР показали, что причиной этого является стресс, вызванный концентрацией рыбы при транспортировке в емкостях, повышением обменных процессов, выделением в воду углекислоты и свободного аммиака. По видимому, именно аммиак является главным стрессообразуюпшм фактором.

В мае и ноябре 1996 года нами проведены гидрохимические исследования воды из живорыбных емкостей с рыбопосадочным м;пе-риалом. Результаты этих исследований показали, что количсс I но аммиака, аммонийного азота и углекислоты превышает нормативы в несколько раз, а уровень кислорода снизился до 3,0-4,2 мг/.ч (до загрузки рыбы кислород воды составлял 6-7 мг/л).

При этом, нитриты в мышцах рыб определены в следующих количествах: молодь форели 2.3-4,7 мг/кг; молодь карпа - 3..1-5.3 мг/нт.

нозможноиь использования шиныр|у1ша'для снижения уровня ам.монишю! о азота изучена во всех четырех хозяйствах.

Для получения противострессового эффекта в жирорыбжж емкости подвешивали сетчатые мешки, заполненные цеолитом пжныр-тжекою месторождения, фракции 3-5 мм, из расчета 0,1 г/л (можно иыешлать дно емкосш). 'Затем в емкость за!ружали рыбу, залипали водой и вносили мар| анцевокислый калий из расчета 10 г/м \

При этом, цеолиты сорбируют из воды ионы аммония, улучшают гидрохимический режим воды. Марганцовка переводит аммиак в комплексные соединения, а выделяемый кислород окисляет аммиак, образуя молекулярный азот (N2).

Указанная комбинация цеолитов и марганцовокислого калия для рыб безвредна.

Гидрохимический режим воды в цистернах с антистрессовым препаратом был оптимальным, что способствовало безотходной перевозке рыбопосадочного материала.

Применение предложенного нами антистрессового препарата позволило в 1996 году практически без отходов перевезти около 2

млн. рыбы навеской 30-50 г* из Ставропольского края в КБР, на расстояние до 150-200 км. Время перевозки составляло до 4-5 часов.

Использование цеолитов для улучшения среды обитания при выращивании рыбопосадочного материала

Эффективность использования цеолитов при выращивании рыбопосадочного материала изучали на четырех прудах площадью 0,2-0,3 га, зарыбленных подращенными личинками карпа навеской 1,5 г.

Рыбу в контрольном пруду кормили комбикормом, а в опытных прудах к основному рациону добавляли 4% цеометина (комбинация цеолитов, натрия тиосульфата и метионина). Кроме того в эти пруды были помещены сетчатые мешки с цеолитами (шивыртуин фракции 5 мм).

Гидрохимический анализ воды проводили ежедекадно, температуру воды и содержание кислорода определяли ежедневно. Кроме того, контролировали прирост массы рыб. В конце эксперимента определяли наличие в рыбе нитратов, нитритов и нитрозоаминов;

Исследования показали, что оптимальные услрвия для выращивания сеголетков карпа созданы в опытном пруду (ОП-1), где были установлены цеолиты, а в корм добавляли "цеометин". Содержание растворенного кислорода в воде составляло 8,0-9,0 мг Ог/л независимо от температуры воды. Несколько ниже содержание растворенного в воде кислорода (6,0-7,5 мг СЫл) было в опытном пруду (ОП-2), где цеолит использовали только в качестве кормовой добавки.

Содержание в воде аммонийного азота, нитритов в опытных прудах было значительно ниже.

Сорбенты улучшали процессы самоочищения воды, о чем свидетельствуют показатели перманганатной окисляемости, а также содержания в воде железа, кальция и магния. Оптимальные условия позволили вырастить сеголетков карпа массой 135 г (в контроле 100 г), а применение препаратов на цеолитовой основе способствовало снижению содержания в мышечной ткани азотсодержащих веществ, обладающих канцерогенными свойствами.

В результате, сеголетки карпа, выращенные в опытных прудах, оказались более резистентными к внешним факторам, более жизнестойкими и приспособленными к предстоящей зимовке.

Известно, что серосодержащие соединения (мётионин, натрия-тиосульфат) обеспечивают синтез холина и адреналина и являются источниками и активаторами образования сульфгидрильных групп,

обеспечивающих выведение из организма токсичных элементов. При их использовании оптимизируется соотношение азота и серы,нормализуется синтез белка и ускоряется наращивание массы, за счет лучшего освоения корма. Цеолиты, в свою очередь, пролонгируют действие серосодержащих соединений и обладая каталитической способностью, повышают их физиологическую активность. Как высокоактивные катионообменники и сорбенты, они также способствуют де-токсикации среды обитания рыб. Изучение данного вопроса представляет значительный интерес.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований и анализа полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. Попадание в рыбоводные водоемы сточных вод животноводческих

комплексов, минеральных удобрений с полей водосбора приводит к нарастанию концентрации азотсодержащих веществ (аммонийный азот, нитриты, нитраты) в воде, особенно в теплое время года.

2. Использование тест-организма инфузорий вида тетрахимена пи-риформис является эффективным способом биоиндикации загрязнений рыбопродуктов азотистыми соединениями. Содержание нитритов в рыбе от 0,2 мг/100г и выше оказывает токсическое

. воздействие на инфузорий. Между уровнем нитритов в мышечной ткани и ОБЦ мяса рыб, существует обратно пропорциональная зависимость.

3. Природные цеолиты Шивыртуинского, Пегасского, Орловского и Чувашского месторождений имеют выраженную сорбиционную способность по отношению к одному из основных загрязняющих веществ при выращивании рыбы в искусственных условиях - аммонийному азоту.

4. Способность цеолитов сорбировать ионы аммония из воды зависит

в значительной степени от ее температуры. Наибольший эффект по очистке воды от ионов аммония достигается при температуре воды 20°С и выше. С этой зависимостью связаны дозы и частота внесения цеолитов в пруды в весенне-летний период сезона в пределах 150-300 кг/га.

5. Частота внесения цеолитов по поверхности воды зависит от исходного уровня содержания соединений азота в воде. При повышении нормативных значений азота в два три раза необходимо двукратная обработка прудов цеолитами, в течение сезона.

6. Применение цеЬлитов при выращиванйи рыбы в прудах способствует улучшению ее физиологического статуса, что подтверждается показателями крови и состоянием жаберного аппарата.

7. По способности изученных цеолитов различных месторождений сорбировать ионы аммония из воды, они могут быть расположены в следующей последовательности: шивыртуин, орловский, чувашский и пегасин.

8. При избыточном накоплении аммонийного азота в воде, при внесении цеолитов, азот аккумулируется в виде осадков на дне прудов. Это способствует как улучшению условий среды, так экономии азотных удобрений в последующие годы выращивания рыбы.

9. Обработка прудов цеолитами снижает концентрацию ионов аммония и аммиака и предотвращает возникновение распространенного незаразного заболевания рыб - некроза жабер.

10. Экономическая эффективность рекомендуемых технологических приемов в опытах составляют: 35% прироста массы рыб, улучшение сохранности на 18-20% и профилактика стресса при перевозках.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВУ

Рекомендуется:

1. Применение цеолитов при загрязнениях рыбоводных прудов азотсодержащими соединениями. Благоприятный температурный режим применения цеолитов составляет плюс 20°С и выше.

2. Для повышения темпов роста, улучшения физиологического статуса и профилактики некроза жабер рекомендовать добавку в корм рыбе до 5% цеолитов фракции 0,5 мм.

3. Для профилактики стрессов использовать цеолиты фракции 3-5 мм в сочетании с марганцовокислым калием при транспортировке рыбы в живорыбных емкостях.

4. Полученные данные использовать в учебном процессе по курсам: "Рыбоводство", "Экология", "Ветсанэкспертиза".

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Шахмурзов М.М., Тлупов P.M., Дацерхоев В.М., Мешев Э.М. Ве-

" теринарно-санитарная экспертиза и сертификация рыбы и рыбопродуктов (Методические указания). Изд. Госкомстата КБР, Нальчик, 1995 г., 52 с.

2. Тлупов P.M., Шахмурзов М.М. Способы очистки воды и профилактики отравлений рыб. Изд. Госкомстата КБР, Нальчик, 1996 г., 25 с.

3. Тлупов P.M., Ильин А.И., Шестерин И.С., Шахмурзов М.М. Природные цеолиты - сорбенты токсикантов в рыбоводстве. Ж. Вестник ветеринарии, Ставрополь, 1997, №1, с. 81-86.

4. Тлупов P.M. профилактика отравлений рыб. Материалы НТК КБГСХА, ч.1, Нальчик, 1997, с. 223-225.

5.'Тлупов P.M. Сравнительная характеристика сорбционных свойств цеолитов различных месторождений. Ж. Вестник ветеринарии, Ставрополь (в печати).