Показатели водной среды и аммонийный азот в системе

ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2010. № 1
УДК 639.371
В. В. Чалов, Е. Н. Пономарёва
ÏÎÊÀÇÀÒÅËÈ ÂÎÄÍÎÉ ÑÐÅÄÛ È ÀÌÌÎÍÈÉÍÛÉ ÀÇÎÒ
 ÑÈÑÒÅÌÅ ÇÀÌÊÍÓÒÎÃÎ ÂÎÄÎÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈß
ÏÐÈ ÑÎÄÅÐÆÀÍÈÈ ÎÁÚÅÊÒÎÂ ÀÊÂÀÊÓËÜÒÓÐÛ
Введение
Условия среды в установках замкнутого водообеспечения (УЗВ) при содержании водных
животных имеют первостепенное значение. В таких установках при интенсивном выращивании
в условиях интенсивных посадок используют высокобелковые комбинированные корма, которые, как и продукты обмена веществ организма, загрязняют водную среду. Индикатором органического, в том числе за счет азотсодержащих веществ, загрязнения являются показатели водной среды и данные концентрации аммонийного азота [1].
В связанной форме азот в рыбоводных системах бывает в виде аммиака (ΝΗ3), нитритов
(ΝО2), нитратов (ΝО3) и ионов аммония (ΝΗ+). Появление в воде аммонийных ионов и аммиака
указывает на наличие процесса нитрификации (разложение органики гетеротрофными бактериями). Аммиак опасен уже при концентрации 6–10,3 мг/л, т. к. разрушает жаберный аппарат рыб.
В щелочной воде насыщение аммиаком выше (при рН 8,5 – до 13,4 %, а при рН 6 – лишь 0,05 %,
температура воды – +25 º). Концентрация ионов аммония для некоторых видов рыб допустима
до 2 мг/л. Нитриты менее токсичны, но при концентрации 10–20 мг/л вызывают отравление рыб.
Допустима концентрация нитритов до 0,1 мг/л. Под действием бактерий нитриты окисляются
до нитратов. На нересте нитратная концентрация свыше 40 мг/л недопустима. Избежать образования нитратов можно регулярной чисткой грунта с его рыхлением и последующей сменой воды.
Для осетровых рыб, которые более требовательны к условиям водной среды, допустимо
содержание ΝΗ+ до 1 мг/л [2].
Количество выделяемого рыбами аммония зависит не только от интенсивности их метаболизма, но и от состояния самих животных. Так, при длительном (более часа) стрессе, организм рыб переключает свой энергетический обмен с расхода глюкозы и гликогена (так называемый глюкогенез), на расход аминокислот белков тела, в первую очередь белков плазмы крови (так называемый глюконеогенез). В таком состоянии выделение рыбами аммиака резко возрастает. Это явление наблюдается, например, при транспортировке рыб. От аммиачного отравления в этом случае спасает углекислый газ, который подкисляет воду, а в слабокислой среде
аммонийный азот представлен малотоксичной ионизированной формой.
Источником, поставщиком аммонийного азота в рыбоводных системах являются бактерии
аммонифицирующего звена азотного цикла и сами рыбы. У костистых рыб (Teleostei) основными конечными продуктами азотного обмена (обмена белков и нуклеиновых кислот), подлежащими выделению из организма, являются аммоний и, в гораздо меньшей степени, мочевина.
Таких животных называют аммонотелическими. Кроме рыб, аммотеликами являются, например, ракообразные, некоторые водные моллюски. Образуется аммоний преимущественно в результате внутриклеточных превращений аминокислот (процессы дезаминирования и переаминирования). Поскольку аммиак является высокотоксичным продуктом жизнедеятельности,
в норме во внутренней среде живых организмов он подлежит немедленной нейтрализации
на месте своего возникновения. Эту задачу выполняют глутаминовая аминокислота и некоторые
кислоты цикла Кребса – основного производителя АТФ и потребителя кислорода в организме.
Физиологической формой аммиака в живых тканях является глутамин – соединение аммиака
с глутаминовой аминокислотой. В форме глутамина аммиак транспортируется к месту выделения. У рыб – это жабры. В так называемых хлоридных клетках жаберного эпителия, благодаря
работе фермента глутаминазы, глутамин расщепляется до аммония и глутаминовой кислоты.
Далее аммоний активно удаляется хлоридными клетками в обмен на Na+, а челнок-транспортер –
глутаминовая аминокислота – вновь поступает в кровоток за следующей «порцией» аммиака.
В задачи исследования входила проверка токсического воздействия на выживаемость рыб
аммонийного азота в УЗВ.
92
Òîâàðíàÿ àêâàêóëüòóðà
Результаты исследований и их обсуждение
Экспериментальные работы проводились в 2009 г. в аквариумах с замкнутым водообеспечением емкостью 400 л в инновационном центре «Биоаквапарк – НТЦ аквакультуры» Астраханского государственного технического университета. В качестве объектов выращивания использовали годовиков пестрого толстолобика (Aristhichthys nobilis) и русского осетра (Acipenser
güldenstädtii). Определяли показатели водной среды с помощью тест-анализа реактивов для аквариумов по предлагаемой заводом-изготовителем прописи. Устанавливали в аквариумах три
концентрации NH+: 1, 2, 4 мг/л. Токсическое действие определяли по рыбоводно-биологическим
показателям выращивания. Осетра кормили гранулированными комбикормами фирмы Aler
Aqua (протеин – 47 %, жир – 13 %, углеводы – 26 %), толстолобика кормили этим же кормом,
но в виде пыли. Уровень NH+ устанавливали путем загрязнения воды в аквариумах пылевидной
фракцией комбикорма.
Продолжительность опытов составила 10 суток, за это время для разных видов рыб были
получены следующие результаты.
Таблица 1
Показатели выращивания годовиков пестрого толстолобика в системе УЗВ
при количестве в воде аммонийного азота 1 мг/л
Продолжительность опытов
5 сут
10 сут
Показатель
Масса тела:
начальная
конечная
Кормовой коэффициент, ед.
Выживаемость, %
Показатели водной среды
Температура, °С
рН
NH+, мг/л
125,2 ± 1,2
127,6 ± 1,3
1,2
100
127,6 ± 1,3
129,5 ± 1,4
1,2
100
24,5
8,0
1,0
24,2
8,2
1,1
За этот период угнетающего воздействия NH+ на пестрого толстолобика не обнаружено.
В следующие 10 суток (табл. 2) установили начало токсического воздействия NH+ при его количестве равном 2 мг/л.
Таблица 2
Показатели выращивания годовиков пестрого толстолобика в системе УЗВ
при количестве в воде аммонийного азота 2 мг/л
Продолжительность опытов
5 сут
10 сут
Показатель
Масса тела
начальная
конечная
Кормовой коэффициент,
Выживаемость, %
Показатели водной среды
Температура воды, ºС
рН
NH+, мг/л
129,5 ± 1,2
116,4 ± 1,1
3,4
75,0
116,4 ± 1,1
110,2 ± 1,1
5,6
63
24,4
8,2
2,0
24,5
8,4
2,1
В следующей серии опытов, при количестве NH+ равном 4 мл/г, через 10 суток все толстолобики погибли, при этом рост рыб прекратился, отмечена потеря массы тела и неуклонный
рост показателей кормового коэффициента (табл. 3).
93
ISSN 2073-5529. Âåñòíèê ÀÃÒÓ. Ñåð.: Ðûáíîå õîçÿéñòâî. 2010. № 1
Таблица 3
Показатели выращивания годовиков пестрого толстолобика в системе УЗВ
при количестве в воде аммонийного азота 4 мг/л
Продолжительность опытов
5 сут
10 сут
Показатели
Масса тела
начальная
конечная
Кормовой коэффициент,
Выживаемость, %
Показатели водной среды
Температура воды, ºС
рН
NH+, мг/л
116,4 ± 1,1
100,1 ± 1,0
10,4
23,0
–
–
24,5
8,6
4,0
24,5
8,8
4,2
0
При выращивании в системе УЗВ годовиков русского осетра токсическое воздействие
NH+ установлено при концентрации 1 мл/г (табл. 4), что не согласуется с данным [2].
Таблица 4
Показатели выращивания годовиков русского осетра в системе УЗВ
при количестве в воде аммонийного азота 1 мг/л
Продолжительность опытов
5 сут
10 сут
Показатели
Масса тела
начальная
конечная
Кормовой коэффициент,
Выживаемость, %
Показатели водной среды
Температура воды, ºС
рН
NH+, мг/л
350,6 ± 3,6
348,4 ± 3,5
6,8
46,0
348,4 ± 3,5
336,2 ± 2,4
8,6
35,6
24,5
8,1
1,0
24,2
8,2
1,0
Для уточнения допустимых норм NH+ в воде УЗВ его количество было снижено
до 0,5 мг/л и проверено токсическое воздействие на русском осетре (табл. 5).
Таблица 5
Показатели выращивания годовиков русского осетра в системе УЗВ
при количестве в воде аммонийного азота 0,5 мг/л
Продолжительность опытов
5 сут
10 сут
Показатели
Масса тела
начальная
конечная
Кормовой коэффициент,
Выживаемость, %
336,2 ± 2,4
340,6 ± 2,4
1,1
100,0
340,6 ± 2,4
343,4 ± 2,6
1,1
100,0
24,4
7,0
0,5
24,5
7,8
0,5
Показатели водной среды
Температура воды, ºС
рН
NH+, мг/л
Выводы
Таким образом, установлено, что токсическое действие аммонийного азота на пестрого толстолобика (карповые рыбы) начинается при его концентрации в воде УЗВ равной 2 мг/л в течение
5 суток. Для русского осетра (осетровые рыбы) допустимое количество NH+ в 4 раза ниже (0,5 мг/л).
При токсическом воздействии на рыб снижается масса тела, увеличивается значение кормового коэффициента, показатели смертности. При визуальном обследовании жабр (при токсическом воздействии) обнаружены некротические участки (от 20 до 55 %).
94
Òîâàðíàÿ àêâàêóëüòóðà
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
Абросимова Е. Б. Незаразный жаберный некроз: профилактика и лечение // Актуальные проблемы
современной науки и образования: межвуз. сб. науч. тр. – Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2009. – С. 387–392.
Пономарев С. В., Иванов Д. И. Осетроводство на интенсивной основе. – М.: Колос, 2009. – 323 с.
Статья поступила в редакцию 2.03.2010
INDEXES OF THE WATER ENVIRONMENT
AND AMMONIA NITROGEN
IN THE SYSTEM OF CLOSED WATER CIRCULATION
CONTAINING AQUACULTURE OBJECTS
V. V. Chalov, E. N. Ponomareva
Environment conditions in the system of closed water circulation containing water animals, have primary importance. In these conditions with intensive
cultivation and dense planting, high-protein feeds are used which pollute water
environment as well as metabolic products. The task of the investigation was
to check the toxic influence of ammonia nitrogen on colorful carp and Russian
sturgeon survival in the system of closed water circulation. It is established that
the toxic influence of ammonia nitrogen on colorful carp begins when its concentration in the water is 2 mg/l during 5 days. For Russian sturgeon the allowed
concentration of NH + is in 4 times less (0.5 mg/l).
Key words: system of closed water circulation, ammonia nitrogen,
Russian sturgeon, colorful carp, toxic influence.
95