Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эффективность роста коловраток в условиях аквакультуры

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Эффективность роста коловраток в условиях аквакультуры"

АКАДЕМИЙ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ЗООЛОГИИ

На правах рукописи УДК 574.55:595.18:574.626

БАКАЕВА ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РОСТА КОЛОВРАТОК В УСЛОВИЯХ АКВАКУЛЬТУРЫ

03.00,18 - гидробиология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Минск - 1992

Работа выполнена в лаборатории кормов Азовского научно-исследовательского института (АзНИИРХ)

Научный руководитель - доктор биологических наук

профессор Галковская Г.А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Кутикова Л.А.

кандидат биологических наук Головчиц В.А.

Ведущее учреждение - БЕЛРЫБНШПРОЕКТ г.Минск

Защита состоится июня 1992 года в _ часов

на заседании специализированного совета Д 006.25.01 при Институте зоологии АН Беларуси по адресу: 220072 г.Минск, ул. Ф.Скорины, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Я.Коласа АН 'Беларуси.

Автореферат разослан "_"__ 1992 г.

Учёный секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Рощина Н.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Известно, что интенсивное массовое культивирование коловраток получило развитие в связи с потребностями в живом корме для личинок рыб в первые дни их перехода на активное питание. Несмотря на большой поток информации по массовому культивированию коловраток, ряд вопросов, связанных с этой проблемой остаётся актуальным, требующим серьёзного научного исследования. Среди них вопрос об эффективности культивирования, определении условий, позволяющих получать достаточно высокую продукцию при эффективном использовании предлагаемой пищи.

В накопительных культурах снижение эффективности культивирования происходит за счёт ингибирования роста коловраток метаболитами, В высокопродуктивных проточных культурах эффективность использования предлагаемой пищи крайне низка, так как коловратки потребляют незначительную (2-2,5$) долю проходящей через культиватор пищи (Кокова,1982).

Для решения вопроса о повышении эффективности массового культивирования необходимы специальные исследования системы "водоросли-коловратки" в динамике, что позволит определить наилучшие соотношения плотностей взаимодействующих элементов системы для эффективного использования пищи на рост коловратками, а также исследовать зависимость этого показателя от того или иного фактора среды.

Такой подход к исследованию эффективности использования коловратками пищи на рост позволит также изучить ряд популяционных и организменных параметров роста и размножения коловраток в массовых культурах.

Предпочитаемый личинками рыб корм - планктонные коловратки характеризуются двуполым размножением, поэтому актуальными остаются вопросы факторной регуляции способа размножения в условиях массового культивирования для получения стабильной продукции либо живой массы коловраток, либо покоящихся яиц.

Цель работы.На основании изучения питания, дыхания и роста коловраток определить возможности повышения эффективности использования пищи на рост при сохранении высокой продуктивности культуры.

Основные задачи исследования.

I. Изучить питание, дыхание и рост коловраток в широком диапазоне концентраций пищи и плотности коловраток.

2. Дать сравнительную оценку роста ВгасЫопиа са1усШ.оги8 и ГШ осип» асиисогл^ в моно- и поликультурах.

3. Определить оптимальные соотношения концентрации лищи и коловраток для обеспечения высокого уровня продукции за счёт повышения эффективности использования пищи на рост (К|) в культурах.

4. Оценить эффективность выхода молоди и покоящихся яиц коловраток в зависимости от условий их хранения.

Научная новизна работы. Впервые рассмотрено одновременное изменение потребления пищи и кислорода в культурах при разном соотношении концентрации пищи и коловраток, что позволило рассчитать отношение метаболических трат к рациону и определить экстремальные для продуцирования условия.

Определена пищевая обеспеченность по массе (ПОм), ежесуточное поддержание которой позволяет повышать эффективность использования пищи на рост не снижая продуктивности массовых культур. На основании этого разработан пропорционально-периодический способ культивирования коловраток.

Доказана возможность относительной стабилизации удельной скорости роста при увеличении плотности коловраток в культуре путём сохранения постоянства пищевой обеспеченности.

Предложена модификация схемы факторной обусловленности двуполого размножения, основанная на оценке степени изменчивости фактора. Оценен эффект двуполого размножения в культурах с дискретным внесением корма при различной пищевой обеспеченности особи.

Определены условия хранения покоящихся яиц, позволяющие обеспечивать высокий выход молоди (более 90/?).

Приоритетное значение выполненных научных исследований (подтверждено шестью авторскими свидетельствами.

Практическое значение работы. Разработаны способы культивирования коловраток (А.с.№1409177, 1360680), получения (А.с.№1205850) и хранения (А.с.№1405749) их покоящихся яиц, а также установки для культивирования зоопланктона (А.с.№1488982, 1540750).

Разработан технологический регламент массового культивирования планктонной коловратки В. са1ус1Г1огиз (Инструкция...,АзНИИРХ,1984).

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на школах-семинарах по культивированию живых кормов, организованных ВНИРО (Рыбное,1982,1983), школе-семинаре, организованном ВГБО (Свердловск, 1987), на лабораторных семинарах Института зоологии АН Беларуси (1986,1991), на I Всесоюзном симпозиуме по зоокультуре(Москва, 1987),

на Всесоюзной и региональных конференциях молодых учёных, организованных АзНИИРХ, НИИ кибернетики (Ростов-на-Дону, 1988,1987, 1990), представлялись на конкурс молодых учёных ВГБО (1984).

Публикации. По теме диссертации опубликовано Г7 работ, в том числе 6 авторских свидетельств, две работы приняты к печати.

Объём работы. Диссертация содержит 150 страниц и иллюстрирована 26 таблицами и 19рисунками. Состоит из введения, б-ти глав, выводов, литературы, включшощей 2.^0 названий ,в том числе 146 работ иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава Г. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ КОЛОВРАТОК В ПРОМЫШЛЕННЫХ МАСШТАБАХ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ (ОБЗОР) 'На основании обобщения литературных данных предложена классификация методов культивирования коловраток (рис.1). Наиболее разработанным является непрерывный метод культивирования, имеющий большое количество вариантов. При применении этого метода получены

Рис.I. Классификация методов культивирования коловраток. Общая схема

как длительно существующие экстенсивные, так и высокопродуктивные культуры ( Boraas ,1983; Мостиzwky ,1979; Кокова, 1982).

Дан анализ и выделены этапы исторического развития массового культивирования коловраток. Проанализированы результаты созданных к настоящему времени высокопродуктивных массовых культур коловраток с«точки зрения их экологической эффективности. Сравнительно высокую эффективность использования пищи на рост обеспечивает дискретный метод ведения культур (Галковская и др. 1985,1988). Высокая производительность проточного культивирования (Кокова,1982; Boraas ,1983) на данном этапе обеспечивается нерациональным использованием трофического ресурса и прочих видов энергии: через культиватор пропускается суспензия водорослей в 135 раз превосходящая продукцию коловраток, при этом потребляется всего 1-2,% предлагаемой пищи.

Вопросы повышения эффективности использования предлагаемой пищи, а также увеличение эффективности использования пищи на рост (Kj) при сохранении высокой продуктивности культур остаются практически не изученными.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В основу работы положены данные, полученные в ходе лабораторных исследований на планктонной ( Brachionus calyciflorus Pallas, 1716) и планктобентосной (phllodina acuticorais Murray, 1902) коловратках, при использовании трёх видов водорослей Chlorella vulgaris ,Scenedesmus quadriCauda »Syriechocystis sp. • Также использованы материалы, полученные при культивировании планктонной коловратки в производственном масштабе (1981-1983) в установке для культивирования живых кормов, созданной в рамках выполнения исследований по КЦП "Пруд" совместно лабораториями кормов и автоматизации и механизации АзНИИРХ на базе р/к им. Кирова Ростовской области (Инструкция....АзНШРХ,1984).

Дана краткая эколого- биологическая характеристика модельных видов.

Изучение процессов питания проведено при различных сочетаниях концентрации водорослей и плотности коловраток в единице объёма в микроёмкостях (2-3 мл.). Опыты продолжались по времени достаточном для однократного наполнения кишечника коловраток (Галковская, Эйс-монт-Карабин,1981) при температуре 23° С. Монокультуры водорослей

ащивали при освещённости 8 клк на среде "04" при температуре 2° С. Подсчёт концентрации клеток водорослей проводили в камере яева под микроскопбм МБИ-15. Диаметр клеток С.уи^аг1азоставлял реднем 5 мкм, Synechocystis sp. -1,5 мкм, ценобии s.quadricauda мкм.

Скорость потребления пищи(СПП,кл.-экз.~*-час7*) рассчитывали формуле C=v.C, где С- средняя за время опыта концентрация водолей, определяемая из C=(Ct - С0)/( in Ct - in С^), где

CQ и Ct - начальная и конечная концентрации водорослей, млн.кл. •МЛ--'-.

Облавливаемый коловратками объём (СОС- скорость осветления цы,clearance rate , мкл-экзТ*-час""*) рассчитывали по формуле

СОС (v) = У (ш ), т о t

где t - время, час;У - объём взвеси, приходящийся на особь.

В работе введено понятие пищевой обеспеченности по массе (ПОм^ означает отношение сырой массы водорослей к сырой массе колов-ж в культуре. Эксперименты по изучению влияния пищевой обесле-юсти на рост и размножение коловраток проводили лри: I). ежеоу-юм поддержании различной ПОм для каждой особи B.calyciflorus :чение всех суток опытов; 2).при разовом внесении определённой (ентрации водорослей в начале эксперимента для B-calyciflorus acuticorwis и их совместных культур; 3). при культивировании шраток с использованием пропорционально-периодического метода.

Удельную скорость роста ( г , сутГ*) экспериментальной культу-¡ассчитывали за период экспоненциального роста по формуле:

где if ил - начальная и конечная численность коловраток, экз.мл-*;

t - t - период логарифмического роста культуры, сут. Продукцию определяли по формуле Р= (er — I)- i? В каждом конкретном случае плотность водорослей и коловраток жали либо в единицах численности, либо в единицах массы на еди-

объёма. При этом сырая масса I млн.кл. С. vulgaris ялась 0,6мг, коловратки B.calyciilorus-0,0028мг, коловратки uticornis-O,002мг. Принимали, что сухая масса водорослей сос-

тавляет 20$, коловраток - 10$ сырой массы. Коэффициент использов ния потреблённой пищи на рост (Kj) рассчитывали как отношение пр дукции коловраток (Р) к рациону (С или СПП) при выражении этих п раметров в калориях. Калорийность В.calycifloras принимали 4,3 мг--^, C.vulgarís-5 кал.мг-^, потреблённого кислорода -3,4 кал.мг Параллельное изучение процессов дыхания и питания проводили при 3-х концентрациях водорослей и 3-х плотностях коловраток при температуре 23° С. Для определения скорости потребления кислород (СПК) применяли метод замкнутых сосудов с фиксацией кислорода по Винклеру в микромодификации. Опыты по дыханию проводили в микрор пирометрах (3 мл), используя коловраток, выдержанных в течение 3 минут в соответствующих условиях пищевой обеспеченности после предварительного сгущения светом и промывания водой с целью удал ния остатков водорослевого корма с поверхности коловраток. Проце ра переноса, подсчёта, промывания занимала $-3 минуты. Время экс зиции 2 часа. Температура 23° С. Измерение концентрации кислород в среде коловраточных ёмкостей при производственном культивирова нии проводили прибором "Оксимет-1".

Эксперименты по определению эффективности условий и сроков хранения покоящихся яиц коловраток на выход молоди проводили в м роёмкостях объёмом 3-5 мл, в которые помещали по 100 покоящихся на I мл среды (отстоенная водопроводная вода). Микроёмкости поме ли под лампы ЛДЦ-40. Через сутки учитывали под бинокулярной лупо количество вышедшей молоди.

Выполнено 65 вариантов опытов по изучению СОС и СПП, 9- по ределению СПК. Проведены исследования размножения , динамики чис ленности, продукции, Kj в 21-ой экспериментальной культуре В.са1; ciílorus , а также динамики численности в 60-ти моно- и поликух турах В .calyci florus и Р. acuticornís . При этом обработано свыи 2500 проб. Осуществлено 6 циклов выращивания коловраток в массо! культурах. Общее количество проб при этом составило более 700.

Обработку результатов экспериментов проводили согласно обще принятым статистическим методам (Лакин,1973). Расчёты выполнены микрокалькуляторе "Электроника БЗ-21" с использованием стандартЕ программ (Иконников,1979).

Глава 3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КОЛОВРАТОК В РАЗЛИЧНЫХ ТРОФИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Имеющиеся в литературе данные о величинах облавливаемых объ-эв и скорости потребления пищи коловратками, как правило, выпол-ш при сочетании одной плотности коловраток с различными миграциями водорослей.

Нами проведены кратковременные эксперименты при варьировании >тношений плотностей 3-х видов водорослей (C.vulgaris > S.quadri-ida, Synechoeystia sp. ) и 2-х видов коловраток С B.caiy-

'lorus , P.acuticornts ). Отмечена общая для обоих видов тен-щия уменьшения СОС на фоне увеличения СПП при увеличении кон-[трации водорослей и уменьшения СОС и СПП с увеличением плотнос-коловраток (табл.1). Как видим с увеличением плотности живот-

Таблица I.

Количественная характеристика питания B.calyciflorus С пища - C.vulgaris)

лотность COC^S; ___СПП _ Относительн.

ахионуса, -J от предло- рацион, % от

мкл-экз. кл.экз. женной пищи массыособи

час _час -на экз..час"1 в с?тки

с -I

5 млн.кл. мл

5 0,79+0,07 3761 0,075 387,5

Ю 0,26+0,03 1251 0,025 64,3

20 0,19+0,01 909 0,018 24,0

10 МЛН.КЛ. МЛ-"''

5 0,53+0,02 4844 ' 0,048 498,2

10 0,26+0,013 2427 0,024 124,8

20 0,14+0,004 1227 0,012 31,5

20 млн.кл. мл-^

5 0,20+0,008 4890 0,021 504,6

Ю 0,16+0,003 3260 0,016 168,0

20 0,13+0,004 2641 0.013 67,2

процент потребления пищи особью от предложенной уменьшается в 1елах каждой концентрации водорослей. Наблюдается общая тенден-к уменьшению относительного потребления пищи с увеличением (ентрации водорослей. Однако, с увеличением концентрации пищи шца в значениях рациона при разной плотности коловраток умень-•ся. Относительный суточный рацион В. са!усз Пегие колебался в

широком диапазоне от 24 до 504 % сырой массь особи на хлорелле, 4,8 до 1218% на сценедесмусе в зависимости от концентрации пищу плотности животных. У Р. acuticornis величины относительного рг она также имели широкий размах колебаний: от 14,5 до I4I¡£ на х: релле, от 4,5 до 442J? на сценедесмусе.

Массовое культивирование осуществляется при высоких в cpai нии с условиями естественных водоёмов плотностях водорослей и л ловраток, что предполагает необходимость специальных исследовав питания и дыхания коловраток в этих условиях. Проведены паралле ные опыты по потреблению пищи (С. vulgarig ) и кислорода В. cal florus при сильно различающихся плотностях коловраток ( N, экз.мл"-'-) и концентрациях пищи С Сп, млн. кл. мл-*) (табл.2).

Таблица 2

Соотношение СПП (10~^кал.экз."■'••час"''') и СПК (ТО^кал.экз. -час"при различном сочетании концентрации C.vulgaris и плотности B.calyciflorua

сп n СПП+ sx спк+ sx спк/ci

2 300 0,21+0,056 0,204+0,020 0,9'

2 200 0,16+0,031 0,170+0,014 1,0(

16 300 0,74+ 0,024 0,306+0,037 0,4

16 200 0,87+0,032 0,340+0,031 0.3!

33 300 1,95+0,024 0,340+ 0 0,1

33 200 2,81+0,039 0,476+0,027 0,1

2 Ю 2,84+0,039 0,850+0,058 0,2

16 Ю 9,50+1,465 1,050+0,020 0,1

33 Ю 242,50+5,36 1,260+0,20 0,0

Как видим, при низких концентрациях водорослей и высоких ностях коловраток практически вся потреблённая пища расходуете обмен, следовательно создаются условия невозможные для существ ния культуры.

Уменьшение относительных трат потребл.ённой пищи на обмен тигается либо за счёт увеличения концентрации водорослей, либо счёт резкого снижения плотности коловраток. Наименьшие траты н мен отмечены при наибольшей концентрации водорослей и минималь плотности коловраток, когда относительный рацион в единицах сы

массы составлял 500 и более процентов.

Глава 4. ДИНАМИКА ЧИСЛЕННОСТИ КОЛОВРАТОК В КУЛЬТУРАХ

Проведено выращивание экспериментальных культур В. calyci-florus на С. vulgaris при поддержании пищевой обеспеченности по сырой массе(ПОм) на уровне I, 5, 10 и 20. Плотность коловраток и концентрацию водорослей в культурах определяли ежесуточно. На основании полученных данных рассчитывали и создавали соответствующие уровни пищевой обеспеченности.

Как видно из рисунка 2 П0м=1 оказалась явно недостаточной для роста культуры : на 8-е сутки культивирования отмечено снижение численности. При П0м=5 увеличение численности коловраток в культуре во времени приблизительно такое как и при П0м=10 и 20.

Динамика концентрации остаточного (несъеденного) количества водорослей (рис.ЗА) показывает наиболее полное изъятие предлагаемых концентраций водорослей при П0м=5. Остаточное количество непотреблённых водорослей повышается с увеличением ПОм от 5 к 20. Из рисунка ЗВ следует, что максимальное потребление пищи от заданной отмечено при П0м=5.

Поддержание пищевой обеспеченности на определённом уровне при уменьшении реального объёма среда, приходящегося на коловратку в растущих экспериментальных культурах, позволило обеспечить высокую удельную скорость роста в широком диапазоне

1

•« С ..ч □ft

• ' flnft ▲ ] А

( О • ui i ' О

] о > О О о 4 э

0 0

О

Рис.2.

8

12 16 СУТКИ

Динамика общей численности коловраток в опыте с различной ПОм: I- П0м=20; 2- ПОм=10; 3- П0м=5; П0м=1.

tnC

3 2

I

-I -2

-3

• • • • □

□2

• •

□ A A a A A A 3

□AA. a** A A Ж

a

Ыс

з

2

I

-I -2 -3

A

¿Id в

. • □. Спо0 о

.6 .

4

2 * 6 8 1° CJW

2 Ц 6 8 Ю 12 К

сутки

Рис. 3. Динамика остаточного (А) и потреблённого(В) количества водорослей (1пС , млн.кл.мл-*). Обозначения как на рисунке 2.

изменения плотностей культуры при П0м=5,Ю и 20 (см. рис.2.,табл.3)

Как видим из таблицы 3, П0м=5 дозволяет обеспечивать высокий уровень продуцирования и сравнительно высокую эффективность роста независимо от температуры культивирования. При П0м=Ю и 20 происходит увеличение рациона, падение продукции и Kj на фоне накопления, так называемой, остаточной биомассы водорослей.

Наличие эколого-биологических предпосылок для неполного перекрывания ниш, а следовательно совместного существования, предполагает возможность создания поликультуры В.calyciflorus и P.acuticor-nis при использовании в качестве корма монокультуры водорослей, обычно применяемых для культивирования обоих видов.

Эксперименты по питанию показали, что значения СОС и СПП в монокультурах коловраток в условиях равных соотношений концентрации водорослей и плотностей животных у брахионуса были выше, чем у филодины. Так, при сочетании 5 млн.кл. мл~* хлореллы и 20 экз.мл-* животных (5/20) в монокультурах коловраток величина СПП брахионуса составляла 9Ю, а филодины 404 кл. экз.~*час~*, при ГО/ГО - 2427 и 1962, при20/Ю - 3260 и 1396 кл.экз.~*час~* соответственно. Суммарное потребление пищи коловратками в поликультуре не превышало пред-

Таблица 3

Продукция (Р) и эффективность использования пищи на рост (К|) в культурах В. са1ус1П0Г1« за период экспоненциального роста

пом 1°с /о<?. г, * ,

«АН

экз.мл

-I

сут. сут.

В». а(е -I)' л/тл экз. кал.

мл"-'-, сут.мл'^-.сут.-"'' мл-^. сут.

Потр-е пищи,кал.

ост.' млн.кл.мл

-I

I 18 26+3,4 4 0,33 10,2 0,012 0,072 0,17 0

5 18 221+19,9 10 0,39 105,4 0,126 1,296 0,10 0,80

28 130+20,8 2 1,13 272,2 0,327 1,160 0,28 0,50

10 18 200+14,0 10 0,35 83,8 0,101 2,940 0,03 2,66

28 119+13,9 3 0,83 151,2 0,181 2,260 0,08 2,24

20 18 90+11,7 6 0,38 41,6 0,050 2,010 0,02 3,39

28 52+7,3 2 0,83 67,2 0,081 1,160 0,07 4,07

полагаемое на основании данных, полученных в монокультурах.

Длительные эксперименты по ведении совместных культур двух видов коловраток (14 и 19 суток) при различных начальных концентрациях водорослей (1,5 и 10 млн.кл.мл"-1-) показали, что филодина вытесняет из культуры брахионуса во всех вариантах (рис.4.). Несмотря на то, что Р.аеи1асоггйз считается планктобентосной коловраткой, а В.са1ус111оги8 является типичным планктонным видом, в условиях дефицита пищи филодина вытесняет брахионуса. Это необходимо учитывать при создании поликультуры этих видов, в особенности, если применяются методы культивирования основанные на дискретном корм- ^ ^ б 8 ГО 12 14

лении культур. Р"0-*1- Динамика численности сут.

В.са1ус111огиз (1,4) и р.аси^сог-п1а (2,3) в моно-(1,2) и поликультуре (3,4).

Глава 5. ПИЩЕВАЯ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ И СПОСОБ РАЗМНОЖЕНИЯ ГЕТЕРОГОННЫХ КОЛОВРАТОК

Переход коловраток к двуполому размножению в период массового культивирования (это относится к геторогенным коловраткам, в частности, к коловраткам рода ВгасЫопцв ) очитают неблагоприятным, поскольку резко снижается продуктивность культур, а иногда происходит полное "сворачивание" культуры (Спектрова, Носова,1985). Изучению причин и условий перехода к двуполому размножению посвящено много работ, однако в них речь идёт либо о влиянии фактора в его абсолютных значениях,либо о влиянии изменения фактора. Влияние закономерного количественного изменения фактора (градиента) с учётом границ толерантности ранее не рассматривалось. Анализ литературных данных о миктичности коловраток в связи с факторами среды под таким углом зрения позволяет заключить, что гомогенность среды, постоянство значения фактора ведут к партеногенезу, в то время как гетерогенность, изменчивость фактора - предпосылка для двуполого размножения. На шкале толерантности по тому или иному фактору оптимум для двуполого размножения располагается в границах оптимума для

партеногенеза, но его границы намного уже.

В наших опытах переход к двуполому размножению у коловраток В.са1ус111огиа происходил при регулярном внесении корма на уровне 5-ти и 10-ти кратной ПОм при I8°С. Диапазон концентраций водорослей при этом был в пределах 0,48 - 8 млн.кл.мл--'-, плотность коловраток - от 23 до 225 экз.мл""*. Для получения покоящихся яиц преимущественное значение имел кормовой режим при П0м=5. Наличие покоящихся яиц в этом варианте было постоянным, начиная о 5-х суток культивирования.

Данные о соотношении самок с яйцами разного качества в культурах получены также при кратковременном трёхсуточном культивировании при 28°С. Как видим (рис.5), самки с самцовыми и покоящимися яйцами имелись при П0м=5 и 10 и отсутствовали при П0м=20.

Рис.5. Состав яйценосных самок при разном уровне ПОм. Над столбцами - число яиц.Чёрные столбцы -миктические самки с самцовыми(с) и покоящимися (п) яйцами.

Таким образом, независимо от температуры культивирования (18 и 28°С) наиболее благоприятные условия для перехода к двуполому размножению и получению покоящихся яиц создавались при ПОм на уровне 5 и 10. Пищевая обеспеченность на уровне 20 не способствовала переходу к двуполому размножению, возможно, из-за ингибирую-

щего действия водорослевых метаболитов, вносимых с очередной порцией корма.

Исследована также эффективность выхода молоди из покоящихся яиц в зависимости от условий хранения. За выходом молоди наблюдали, перенося покоящиеся яйца из различных условий хранения в микроёмкости с водой, которые содержали при 27-28° С и -освещённости Зклк. Наиболее эффективным выход молоди (81-98$) оказался при хранении яиц в хлопьях сухой хлореллы при температуре от +4 до -4° С. Причём процент выхода был стабильным при сроках хранения от 3-х до 12 месяцев.

Таким образом, результаты, представленные в данной главе исследований показывают, что трофические условия, в которых наблюдается наибольшая эффективность использования пищ на рост, являются благоприятными для двуполого размножения. Предлагаемый способ хранения покоящихся яиц может позволить с высокой эффективностью воспроизвести массовую культуру коловраток даже после весьма длительного хранения.

Глава 6. ЭК010Г0-БИ010ГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

На основании результатов экспериментальных исследований, изложенных в предыдущих главах, предпринята попытка оптимизировать процесс массового культивирования в производственных условиях путём поддержания ПОм, которая, судя по данным экспериментов , обеспечивает высокую эффективность использования потреблённой пищи на рост при сравнительно высоком уровне продуцирования.

Первоначально культивирование проводили в накопительном режиме при ежедневном поддержании П0м=5 по мере роста численности коловраток. С достижением плотности коловраток 500 экз.-мл"* (1,4 г-л-^) каждые сутки после просчёта концентрации коловраток и водорослей, часть объёма культуры пропорционально суточному Р/В - коэффициенту сливали, затем создавали необходимую ПОм. Такой режим культивирования поддерживали в течении 20-ти суток. Как видим ( рис. 6. ), на 14-е сутки скорость продуцирования стабилизировалась, что позволило снимать устойчивый урожай культуры, равный 1,04 кг-м^.сут.-^ сырой массы. Объём культиватора I м?. Так как остаточная биомасса водорослей не превышала 0,80 млн.кл.-

мл~* можно сказать, что эффективность использования потреблённой пищи на рост составляла около 10%.

Рис. б. Динамика биомасс и урожая при пропорционально-периодическом методе культивирования. Высота всего столбца - общая биомасса, незаштрихован-ная часть - урожай, заштрихованная часть -биомасса остаточная. Кривая - изымаемая часть объёма.

Выявлена высокая отрицательная корреляция между плотностью коловраток и концентрацией кислорода в среде в диапазоне концентраций от 1,0 до 5 мг (>2 (г = -0,94 ). При периодическом кормлении падение концентрации кислорода в среде может служить сигналом для внесения очередной порции корма (культивирование осуществ -

лялось без принудительной аэрации, при освещённости 3 клк, температуре 28° С, рН=7).

Изучена возможность использования циркуляции среды в качестве фактора, ингибирующего рост инфузорий-вселенцев в культурах коловраток. Интервалы скоростей 25-100 л*мин7^ обеспечивают 70-100$ эффект ингибирования простейших с незначительным отходом коловраток при верхнем пределе циркуляции. Рабочую циркуляцию можно рекомендовать до 25 л-мин7* при действии в течение 2-15 минут в сутки.

По результатам производственной проверки разработан технологический регламент пропорционально-периодического культивирования, который характеризуется двумя технологическими особенностями, связанными с изъятием урожая и режимом кормления. При изъятии урожая: а), величину изымаемого объёма С V,л) рассчитывают пропорционально Р/В- коэффициенту; б), объём изымаемой части культуры постоянно меняется, поскольку зависит от прироста; в), при расчёте изымаемого урожая ( U ) используют значения остаточной биомассы ( Bt, г.л-1 ), полученной в предыдущие сутки после изъятия урожая Bt=Bt+.1 -U ; г), урожай не всегда равен продукции, поскольку продукция (Р) - это разница общей (Bt+j) и остаточной (Bt) биомасс, урожай (и) - часть общей

биомассы (Bt+j.v).

Режим кормления характеризуется тем, что а), пищевая обеспеченность на протяжении всего периода культивирования поддерживается на уровне 5-ти кратной массы особи (П0м=5);б). при расчёте величины задаваемого корма в накопительный период используют общую биомассу (Bt+j), в период съёма продукции - биомассу остаточную (Bt).

ВЫВОДЫ

I. Для двух видов коловраток Brachionus calyciflorus и Philodina acuticornis при использовании в качестве пищи трёх ВИДОВ водорослей С Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda, Synechocystis sp.) показано уменьшение СПП с увеличением плотности коловраток. Увеличение концентрации водорослей приводит к уменьшению разницы в значениях СПП при разной плотности коловраток. Величина относительного рациона является функцией плотности коловраток и концентрации водорослей в единице объёма.

Относительный суточный рацион В.са1ус1Г1огив колебался в пределах 4,8-1218, Р.асиисогп18 4.5-442Д сырой массы особи в зависимости от плотности коловраток, концентрации и вида водорослей. Максимальные значения суточного рациона получены при максимальных концентрациях водорослей и минимальных плотностях коловраток.

2. Параллельно выполненные эксперименты по питанию, дыханию показали, что при высоких плотностях В. са1ус!Г1ягиа (200-300 экз.мл"^ увеличение СПП с увеличением концентрации пищи сопровождается стабилизацией потребления кислорода на сравнительно низком уровне ( 0,31 - 0,47/йсал.экз.~-'-.час~-'-). В связи с этим наблюдается снижение относительных трат потреблённой пищи на обмен. При максимальных значениях рационов относительные траты потреблённой пищи на обмен минимальны.

3. На основании изучения динамики питания, продуцирования и скорости роста культур в системе "водоросли-коловратки" впервые определены трофические условия, позволяющие получать сравнительно высокую продукцию при эффективном использовании пищи на рост. Трофические условия заключаются в регулярном поддержании пищевой обеспеченности особи по массе (ПОм) в растущих культурах на уровне 5. ПОм - отношение сырой массы вносимых водорослей к сырой массе имеющихся в наличии коловраток.

4. Сравнение питания и продуцирования коловраток в период экспоненциального роста культур показало, что независимо от температуры культивирования П0м=5 даёт максимальные значения продукций,126 при Е&и 0,327 кал.мл_1.сут.-1 при 28°С) при высоких значениях Кг (0,10 при 18'<Ги 0,28 при 28°С). Снижение и повышение ПОм приводит к падению значений продукции.

В экспериментальных культурах В. са]ус1Яогяз при поддержании разных уровней пищевой обеспеченности по массе определены условия стабильных значений удельной скорости роста при изменении плотности коловраток от 5 до 220 экз.мл (П0м=5 и 10).

5. Выращивание В.са1усд.11огиз и Р.асиисогЩз в экспериментальных моно- и поликультурах показало, что Р. аси1;з.со:т1з конкурентно вытесняет В.са1усИ1огиз при дефиците пищи. Создание поликультуры этих видов невозможно при использовании методов, основанных на дискретном кормлении.

6. Наиболее благоприятными трофическими условиями для перехода коловраток В.са1ус1-Г1огие к двуполому размножению является ПОм на уровне 5 и 10 независимо от температуры культивирования (18 и 28°С). Повышение ПОм до 20, так же как и понижение до I не позволяет получать покоящиеся яйца.

7. Хранение покоящихся яиц В.са1усШогив в условиях темноты при температуре +4-4°С в сухой хлорелле позволяет с высокой эффективностью (81-89$$ выхода молоди) воспроизвести массовую культуру даже после хранения в течение года.

8. Экспериментально установленный оптимальный трофический режим (ПОм на уровне 5) наряду с изъятием урожая пропорциональго Р/В коэффициенту взяты за основу пропорционально-периодического культивирования В.са1ус1Поги.а. Применение этого метода в промышленных условиях позволяет получать устойчивый урожай (1,04 кг.м-3 сырой массы коловраток в сутки) при эффективном использовании пищи на рост (К|=0,Ю).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Опыт культивирования коловраток в устройстве с управляемым режимом // Эффективное использование вод Молдавии.-Кише-нёв,1982.-С.16-18 (соавт.Аксёнова Е.И., Алдакимова А.Я. и др.).

2. К биотехнике интенсивного культивирования коловраток //Эффективное использование вод Молдавии.-Кишенёв,1982.-С.18-19 (соавт. Аксёнова Е.И..Алдакимова А.Я., Идрисова Н.Х.).

3. Биотехника индустриального культивирования коловраток //Областная научная конференция по итогам работы АзНИИРХ за 25 лет. -Ростов-на-Дону,1983--С.166-167 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х. и др.).

4. Перспективы использования продуктов переработки микроводорослей при индустриальном культивировании беспозвоночных

// Областная научная конференция по итогам работы АзНИИРХ за 25 лет.-Ростов-на-Дону,1983. С.168-169 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

5. Направленное формирование кормовой базы рыбоводных прудов // Создание естественной кормовой базы для повышения продуктивности рыбоводства.-п.Рыбное,1984.-С.126 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

6. Перспективы культивирования гидробионтов в оборотных системах // У съезд ВГБО:Тез.докл.-Тольятти,1986.-С. № (соав. Аксёнова Е.Й., ЛдрИСова Н.Х.).

7. Учёт и контроль водных беспозвоночных в управляемых устройствах // I Всесоюзн. совещание по зоокультуре.-М.,I9Ö6-Ч.З-С.6-8.

8. Методы индустриального культивирования коловраток // Современное состояние и перспективы рационального использования и охраны рыбного хозяйства в бассейне Азовского моря.-М., 1986.-Ч.З.-С. 15 (соавт. Аксёнова Е.Й., Идрисова НЛ.).

9. Влияние условий культивирования на массовую откладку покоящихся яиц В rachionus calyciiloiua //Живые корма для объектов марикультуры.-М.,1983.-С. 18 (соавт.Аксёнова Е.И. и др.)

10. Скорости фильтрации и питания коловратки В rachionus са-lyciflorus в средах с различными концентрациями монокультуры

водорослей // Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации.-Ростов-на-Дону,1988.-С.I9I-I92.

11. Способ стимулирования откладки покоящихся яиц у коловраток. A.c.»1205850 СССР МКИ 4 А 01 К 61/00, 67/00 заявл.4.09.84, зарег.22.09.85 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

12. Способ культивирования коловраток. А.с.№1360680 СССР МКИ 4 А 01 К 61/00 заявл.9.06.86, зарег.22.08.87 (соавт.Аксёнова Е.И., Строгов В.П.).

13. Способ хранения покоящихся яиц коловраток. A.c. №1405749 СССР МКИ 4 А 01 К 61/00 заявл.4.08.86, зарег.1.03.83 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

14. Способ культивирования коловраток. A.c. №1409177 СССР МКИ 5 А 01 К 61/00 заявл.8.04.86, зарег.15.03.88 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

15. Установка для культивирования живых кормов для рыб.А.с. №1540750 СССР МКИ 5 А 01 К 61/00 заявл.10.08.87, зарег.08.10.89 (соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х., Федченко С.П.)

16. Установка для культивирования зоопланктона. A.c. №1488982 СССР МКИ 4 А 01 К 61/00 заявл.08.10.87.,зарег.22.02.89 (соавт. Шевченко В.В., Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

17. Рекомендации по массовому получению, сбору и хранению

покоящихся яиц коловраток // Реферативная информация.-Ростов-на-Дону, 1987.-2с.(соавт. Аксёнова Е.И., Идрисова Н.Х.).

18. Эколого-биологическая характеристика морских и пресноводных брахионид // в печати Ссоавт. Аксёнова Е.И., Проскурина Еф

19. Биотехнические условия культивирования морских и пресноводных брахионид // в печати Ссоавт. Аксёнова Е.И., Проскурина Е.С.).