экология водных

экология водных
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ,
ПОСВЯЩЕННОЙ 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ
ФИЛАРЕТА ДМИТРИЕВИЧА МОРДУХАЙ-БОЛТОВСКОГО
БОРОК,
ИБВВ РАН, 30 ОКТЯБРЯ - 2 НОЯБРЯ 2010 ГОДА
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ РЫБЫ НА
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ТОТАЛЬНОГО БАКТЕРИОПЛАНТОНА
И.Ю. Киреева
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, [email protected]
Центральное место в популяционной экологии занимает проблема динамики численности популяции
и механизмов её регуляции. Основная задача экологии на современном этапе - детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком
систем. В водных экосистемах особое место занимает тотальный бактериопланктон, обеспечивающий
функционирование любой водной экосистемы, поскольку микроорганизмы играют первостепенную
роль в круговоротах веществ и являются первичным звеном в пищевой цепи водоема, т. к высокие численность и скорость размножения бактерий способствует созданию большого количества первичного
(бактериального) белка, который играет важную роль в балансе органического вещества водоемов и усваивается животными организмами следующих трофических уровней, формирующих биологическую
продуктивность водоема (Акимов,1966; Антипчук, 1983).
Цель исследований — сравнительный анализ структурных и морфологических показателей тотального бактериопланктона водоемах с разным уровнем органической нагрузки.
Объект исследований: производственные пруды, в которых рыба выращивалась в поликультуре по
органической и интенсивной технологиям.
Микробиологические показатели определялись по общепринятым в водной микробиологии методам
(Антшчук, Юреева, 2005).
Как известно, развитие бактерий в водоемах зависит от наличия и качественного состава органического вещества, температурных и кислородных условий [2, 4]. Искусственное кормление рыбы - один из
процессов, стимулирующих развитием микроорганизмов, т.к. корма, и особенно их остатки, выполняют
роль органических удобрений, поскольку рыбами поедается не более половины задаваемого корма [6].
Остальная часть корма «растворяется» в воде до его поедания, распыляется по дну в процессе питания
рыб и дает удобрительный эффект. Кроме того, в водоемах скапливаются экскременты рыб, составляющие 8-25% от задаваемого корма [2], а также останки отмерших гидробионтов. Таким образом, интенсивное выращивание рыбы влечет за собой органическое загрязнение рыбохозяйственных водоемов.
В начале вегетационного периода вода обоих экспериментальных прудов по общей численности
микроорганизмов отличалась незначительно и в среднем общее микробное число в них не превысило
0.21 млн. кл/мл (табл.).
Таблица. Основные структурно-функциональные показатели бактериопланктона в воде обследованных водоемов
Месяцы
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Ср. сезон.
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Ср. сезон.
Общая численность
Биомасса,
Агрегированность бактерий
г/м3
бактериопланктона, млн. кл/мл.
по численности, %
Органическая технология
0.21
0.16
24.67
10.36
3.62
20.02
12.03
5.01
14.30
26.20
8.31
3.80
3.14
8.14
22.30
Интенсивная технология
0.20
0.22
28.60
14.81
2.48
25.71
20.36
4.49
19.44
3.27
28.35
11.38
10.24
2.61
25.52
Р/В
G, час
2.55
1.41
1.26
1.63
1.71
6.52
11.80
13.04
9.73
10.27
2.33
1.37
1.35
1.39
1.10
7.16
12.14
12.80
12.05
11.03
В производственных водоемах пики в развитии микроорганизмов наблюдались в июле и в августе.
Первый пик совпал с периодом зарыблении прудов и началом кормления рыбы, когда общая численность бактерий в пруду с интенсивной технологией превышала таковую пруда с органической технологией в 1.4 раза, а второй пик пришелся на август, когда общая численность тотального бактериопланткона в прудах составило 12.03 и 20.36 млн. кл/мл соответственно. К концу вегетационного периода количество микроорганизмов в воде обследованных водоемов снизилось и в среднем не превысило 7.03
млн. кл/мл. Необходимо отметить, что в пруду с применением интнесификационных мероприятий динамика численности бактериопланктона совпадала с таковой перманганатной окисляемости. При этом
при максимумах обоих показателей отмечалась минимальная концентрация растворенного в воде кислорода (2.1 мг/л), но величина перманганатной окисляемости не превысила допустимых значений (13.2
126
мгО/л) для рыбохозяйственных водоемов. Вместе с тем, наибольшие показатели общего микробного
числа совпали с периодом максимального прогрева воды (28 °С).
Морфологические показатели тотального бактериопланктона являются неотъемлемой структурной
характеристикой водоемов, на которых базируется изучение закономерностей формирования и особенностей функционирования рыбохозяйственных водоемов во времени.
Неотъемлемая часть структурной характеристики тотального бактериопланктона - QVQ морфологический состав, на котором базируется изучение закономерностей формирования и особенностей функционирования рыбохозяйственных водоемов во времени. По ним можно отличить цикличность естественных биологических процессов от направленных изменений формирования качества воды, обусловленных антропогенным воздействием, так как структурно-функциональные и морфологические характеристики бактериопланктона не являются неизменными [2, 5, 8] В обследованных нами водоемах морфологический состав бактериопланктона представлен кокками и палочками и спорами. Средние размеры у
палочек - 0.2x2.0 мкм, у кокков - 0.6 мкм. Доля кокковых форм в начале вегетационного периода составляла - 76.3%, палочковидных - 11.5%, спор - 3.8%, а к концу периода эксплуатации прудов размеры
кокковидных клеток уменьшились до 0.4мкм, а палочковидных увеличились до 0.4x2.бмкм. Изменилось
и их соотношение в общем микробном числе: кокки - 5.5% палочки - 66%, споры - 15%, что свидетельствует о формировании гнилостной микрофлоры в результате накопления органических веществ в виде
остатков несъеденных кормов, экскрементов рыб, отмирающих гидробионтов.
Биомасса бактериопланктона - второй структурный показатель, величина которого зависит от климатических и региональных особенностей водоема, количества и видового состава зоопланктона и фитопланктона, скорости размножения и выедания бактерий, их численности и размеров [1, 4]. В опытных
водоемах средняя биомасса бактерий за период наблюдений изменялась от 0.16 до 5.01 г/и3. Ее динамика повторила динамику общей численности бактерий (1 тип продуцирования бактериопланктона по
классификации Романовой, Гуринович, 1983). Максимальный показатель биомассы бактерий отмечался
в пруду с органической технологией выращивания рыбы в августе - 5.01 г/м. Выявлена общая закономерность - биомасса бактериопланктона и его концентрация в первой половине лета были ниже, чем во
второй. Следует указать, что именно в первой половине лета происходит посадка мальков в пруды и,
следовательно, особенно важна обеспеченность их кормом, в том числе и живым. Это необходимо учитывать при планировании плотностей посадки выращиваемой рыбы и норм ее кормления.
Известно, что бактериопланктон в водоемах существует в форме агрегатов (микроколоний), а в рыбохозяйственных водоемах до 80% всех планктонных бактерий находится в агрегированном состоянии
(Сорокин, 1970; Спиглазов, 1982), что особенно важно, поскольку именно скопления микроорганизмов
являются пищей беспозвоночных животных, т.к бактерии, наряду с фитопланктоном, являются первичным звеном в пищевой цепи водоемов (Воронова, 1972). Из факторов, влияющих на степень образования микроколоний бактериями, наибольшее значение имеет водорастворимое органическое вещество
(Гак, 1972). Некоторые животные не способны питаться одиночными бактериями (Ciclopidae) и успешно
усваивают бактерии в виде агрегатов (Кузнецов, 1983). Вместе с кормом агрегированные бактерии потребляются в пищу и рыбой (белым толстолобиком), причем не только молодью, но и взрослыми особями (Гак, 1972), что особенно важно в условиях выращивания рыбы в поликультуре. Кроме того, численность бактериальных микроколоний является индикатором, отражающим интенсивность потока растворенного органического вещества в водоемах (Романова, Гуринович, 1983). В изучаемых нами водоемах
агрегированность по общей численности бактериопланктона изменялась от 14.3 до 28.86%. В прудах
отмечены 2 пика агрегированного состояния бактерий: в июне - когда шел процесс зарыбления прудов,
и в сентябре — когда вегетационный период заканчивался и в прудах накопилось много нерастворенной
органического вещества, что напрямую связано с антропогенным воздействием на эти водоемы. Аналогичную быструю реакцию микробного сообщества на усиление потока органического вещества наблюдали и в других водоемах (Ивлиева, 1976; Кузнецов, 1983).
Основной показатель жизнедеятельности микроорганизмов, по которому судят как об интенсивности
процессов бактериального самоочищения водоема, так и скорости процесса воспроизводства бактериальной биомассы - это скорость размножения бактерий. Определение интенсивности бактериальных
процессов выявило большой диапазон колебаний этого показателя: 6.52—12.8 часа. При этом для всех
водоемов определена зависимость времени генерации от общей численности бактериопланктона.
В среднем за сезон время удвоения численности в опытных прудах этот показатель варьировал от 10.27
до 11.03 часов. В сезонном аспекте наибольшее время удвоения численности наблюдалось в водоеме с
максимальной антропогенной нагрузкой, т.е. с интенсивной технологией выращивания рыбы. Динамика
изменения времени генерации бактерий повторила динамику их общей численности. Показатели скорости размножения бактериопланктона характеризует обследованные водоемы как среднепродуктивные.
127
Достаточно высокие темпы размножения в целом, обусловили значительное участие микрофлоры в
формировании биологической продуктивности водоемов.
Скорость оборачиваемости единицы биомассы бактериопланктона (Р/В-коэффициент) непосредственно связана со скоростью его элиминации (Баранаускене и др., 1967). Следовательно, по изменению
величин суточных Р/В-коэффициентов можно судить об интенсивности выедания микроорганизмов.
Анализ полученных нами данных по Р/В-коэффициентам показал, что максимальная среднесуточная
величина отношения продукции бактерий к их биомассе в пруду с экстенсивным выращиванием рыбы и
в 1.2 раза превышала аналогичные показатели пруда с интенсивным выращиванием. Динамика изменения этого показателя была следующей: в начале периода вегетации темп размножения был наибольшим,
затем прослеживалось снижение, и к концу периода вегетации активность размножения вновь увеличивалась. В целом, выявлено, что по мере увеличения численности бактериопланктона, Р/В-коэффициент
имел тенденцию к снижению, поскольку крупные бактерии размножаются медленнее. В свою очередь,
снижение скорости оборачиваемости бактериальной биомассы, свидетельствует о накопление органического загрязнения и о начальных этапах деградации водной экосистемы.
Выявлено, что в обследованных водоемах изменения структурных и функциональных в течение всего периода наблюдений определялись сложным комплексом биотических и абиотических факторов, основным из которых, являлось количество органического вещества, в основном аллохтонного происхождения. Именно аллохтонная органика определяла тип сезонной динамики бактериопланктона, его агрегированность, а также показатели биомассы и скорость размножения микроорганизмов. Отмечено тормозящее действие на темп продуцирования и скорость оборачиваемости биомассы бактериопланктона
По показателям времени удвоения численности бактерий обследованные водоемы относились к категории эвтрофных. Полученные данные необходимо учитывать при планировании интенсификационных
мероприятий в процессе выращивания молоди рыб, поскольку высокий антропогенный пресс на экосистему рыбоводных прудов приводит к ухудшению экологической обстановки в водоеме, что непременно
отразится на количестве и качестве рыбопосадочного материала. Следует отметить, что анализируемые
структурно-функциональные показатели тотального бактериопланктона могут использоваться в мониторинге санитарного состояния водоемов как индикаторные.
Список литературы
1. Акимов В. Общая численность микроорганизмов в воде рыбоводных прудов при интенсивном удобрении и
кормлении рыб. Тр. ВНИИПРХ. М., 1966. XIV. С. 17-23.
2. Антипчук А. Микробиология рыбоводных прудов. М., 1983. 145 с.
3. Антшчук A., Kipeeea 1. Водна мжробюлопя. Кшв, 2005, 324 с.
4. Баранаускене А., Янкявичюс К., Киселите Т. Продукция бактериальной флоры в удобряемых прудах. Тр. АН
Лит ССР. Сер В., 1967. 2 /43/. СЛ47-166.
5. Воронова Г. Продуктивность бактериопланктона в прудах. Тр. БЕЛНИИРХ. Минск, 1972. С. 109-118.
6. Гак Д. Бактериопланктон и его роль в биологической продуктивность водохранилищ. Киевское водохранилище.
Киев, 1972. С. 291-307.
7. Ивлиева Е. Численность и продукция бактерий в рыбоводных прудах при различных плотностях посадки карпа.
Тр. ВНИИПРХ. М., 1975. XXIV. С. 128-135.
8. Кузнецов Е. Бактериопланктон в каскаде рыбоводных прудов с зависимым водоснабжением. Науч. докл, высш.
шк. Биол. Науки. 1983. № 7. С. 74-78.
9. Романова А., Гуринович Т. О соотношении численности и биомассы бактериопланктона при расчете его продукции. Тр. ГОСНИОРХ. Л., 1983. Вып. 196. С. 72-80.
10. Сорокин Ю. Об агрегированности бактериопланктона. Докл. Ан СССР. 1970. 197. №4. С.905-907.
11. Спиглазов А. Агрегированность бактеориопланктона озера Байкал. Автореф. Дис. канд. биол. наук. Иркутск,
1982.
128
ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКТИВНОЙ БИОЛОГИИ СИМБИОТИЧЕСКИХ БОКОПЛАВОВ РОДА ISCHYROCERUS В
БАРЕНЦЕВОМ МОРЕ
А.Г. Дворецкий, В.Г. Дворецкий
75
АМФИПОДЫ ИЗ РАЙОНА НЕФТЕДОБЫЧИ НА ШЕЛЬФЕ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО САХАЛИНА (ОХОТСКОЕ МОРЕ)
Н.Л. Демченко
76
БИОРАЗНООБРАЗИЕ ЗООПЛАНКТОНА УСТЬЯ КУРЫ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Джалилов Анвар Гойджаоглы
78
К ИЗУЧЕНИЮ ВОДНЫХ ADEPHAGA (COLEOPTERA) ОЗЕРНО-РЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ЭНГОЗЕРА (СЕВЕРНАЯ КАРЕЛИЯ,
РОССИЯ)
В.Г. Дядичко
82
ТАКТИКА И СТРАТЕГИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ АДАПТАЦИИ CALANOIDA (CRUSTACEA, COPEPODA) К УСЛОВИЯМ
ВРЕМЕННЫХ ВОДОЕМОВ
Н.А. Евдокимов
86
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗООПЛАНКТОНА В ОЗЕРАХ РАЗЛИЧНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ БАРАБИНСКОКУЛУНДИНСКОЙ ОЗЕРНОЙ ПРОВИНЦИИ (ЮГ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ)
Н.И. Ермолаева
90
ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДЯНЫХ КЛЕЩЕЙ (ACARIFORMES, HYDRACHNIDIA) В ПРИБРЕЖЬЕ ОЗЕРА
ГЛУБОКОЕ
О.Д. Жаворонкова
93
ФАУНА И ЗООГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОНОГЕНЕЙ РЫБ ВИСЛИНСКОГО ЗАЛИВА (БАЛТИЙСКОЕ
МОРЕ), РЕК ПРЕГОЛИ И ПРОХЛАДНОЙ
С.К. Заостровцева, Е.Б. Евдокимова
95
СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ BUCCINUMHYDROPHANUM БАРЕНЦЕВА МОРЯ
Д.В.Захаров
99
МИЦЕЛИАЛЬНЫЕ ГРИБЫ В ЭПИБИОЗЕ РАКОВИНЫ ТИХООКЕАНСКОЙ УСТРИЦЫ CRASSOSTREA GIGAS (BIVALVIA)
В ЗАЛИВЕ ПЕТРА ВЕЛИКОГО ЯПОНСКОГО МОРЯ
Л.В. Зверева, О.Г. Борзых
99
КОМПЛЕКСЫ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ - АССОЦИАНТОВ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ ПРИМОРСКОГО
ГРЕБЕШКА MIZUHOPECTEN YESSOENSIS И ТИХООКЕАНСКОЙ МИДИИ MYT1LUS TROSSULUS В РАЗЛИЧНЫХ
РАЙОНАХ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО ЯПОНСКОГО МОРЯ
Л.В. Зверева, О.Г. Борзых
101
МИЦЕЛИАЛЬНЫЕ ГРИБЫ - ОППОРТУНИСТЫ ПРИ ПАТОЛОГИЯХ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ ТИХООКЕАНСКОЙ
МИДИИ MYTILUS TROSSULUS (BIVALVIA) ИЗ ЗАЛИВА ПЕТРА ВЕЛИКОГО ЯПОНСКОГО МОРЯ
Л.В. Зверева, Л.Н. Ушева
104
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДОННЫХ РАКООБРАЗНЫХ (CRUSTACEA) В ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ
БАРЕНЦЕВА МОРЯ (ПЕЧОРСКОЕ МОРЕ)
О.Л. Зимина, Н.А. Анисимова, О.С. Любина
106
МАКРОЗООБЕНТОС ВЫСОКО МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ РЕК АРИДНОЙ ЗОНЫ ЮГА РОССИИ (ПРИЭЛЬТОНЬЕ)
Т.Д. Зинченко, Л.В. Головатюк
108
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА DAPHNIA O.F. MULLER,
1785 (CRUSTACEA: CLADOCERA) ИЗ ГЛУБОКОГО ОЗЕРА И БАССЕЙНА ОЗЕРА ЧАНЫ
Е.И. Зуйкова, Н.А. Бочкарев, А.В. Катохин
112
РУЧЕЙНИКИ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ
К.Н. Ивичева, И.В. Филоненко
115
ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРЕСНОВОДНОГО МЕЙОБЕНТОСА НА УКРАИНЕ
В.В. Иншина
116
СУТОЧНАЯ МИГРАЦИЯ ЗООПЛАНКТОНА МЕРОМИКТИЧЕСКОГО ОЗЕРА ДОРОНИНСКОЕ (ЗАБАЙКАЛЬЕ)
М.Ц. Итигилова
119
МАКРОЗООФИТОС ШАРКАНСКОГО ЗАЛИВА БОТКИНСКОГО ПРУДА (УДМУРТСКАЯ РЕСПУБЛИКА)
И.А. Каргапольцева
122
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ РЫБЫ НА МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОТАЛЬНОГО БАКТЕРИОПЛАНТОНА
И.Ю. Киреева
126
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЛАНДШАФТА НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РЕКИ ЦНЫ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДНЫХ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ В КАЧЕСТВЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ИНДИКАТОРА
Н.Н. Коломейцева
129
СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ТУРБЕЛЛЯРИЙ МАЛЫХ РЕК ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ
Е.М. Коргина
133
ЧИСЛЕННОСТЬ, БИОМАССА И БИОТОПИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗООФИТОСА ВОДОЕМОВ ЮЖНОГО ЗАУРАЛЬЯ
К.А. Корляков
135
К ФАУНЕ АКТИНИЙ МОРСКОГО ОБРАСТАНИЯ
Е.Е. Костина
138
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ВОЗРАСТА РАПАНЫ (RAPANA VENOSA (VALENCIENNES, 1846)) ПО
18
ДИНАМИКЕ 5О В КАРБОНАТАХ РАКОВИНЫ
А.Р. Косьян, Ж.А. Антипушина
140
ИСКОПАЕМЫЕ МЕЗОЗОЙСКИЕ ВЕТВИСТОУСЫЕ РАКООБРАЗНЫЕ (CRUSTACEA: CLADOCERA): ИТОГИ ИЗУЧЕНИЯ
ЗА ПОСЛЕДНИЕ ПЯТЬ ЛЕТ
А.А. Котов
145
ДОННЫЕ БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ ЖИВОТНЫЕ В ПИТАНИИ ЛЕЩА
Е.В.Кравченко
147
372