ON THE OPTIMIZATION OF FISH GROWTH BY INTEGRATING TWO INDUSTRIES

ОПТИМИЗАЦИИ РОСТА РЫБЫ ПУТЕМ ИНТЕГРАЦИИ ДВУХ ОТРАСЛЕЙ

Научная статья

Юрин Д.А.¹, Осепчук Д.В.², Юрина Н.А.^3, *, Максим Е.А.⁴, Данилова А.А.⁵, Волкова С.А.⁶

¹ ORCID: 0000-0003-1517-4858;

² ORCID: 0000-0003-4327-205X;

³ ORCID: 0000-0003-2684-5020;

⁴ ORCID: 0000-0003-1578-0145;

⁵ ORCID: 0000-0001-9113-3850;

⁶ ORCID: 0000-0003-1525-4591;

^1-6 Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, Краснодар, Россия;

⁶ Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (naden8277[at]mail.ru)

Аннотация

Аквакультура, особенно выращивание ценных пород рыб, на сегодняшний день развивается стремительными темпами. Перспективным и эффективным направлением становится аквапоника – совместное культивирование рыбы в бассейнах и растений. Целью исследований являлось: изучить рыбоводные показатели молоди осетровых рыб, всхожесть, урожайность и содержание сухого вещества зеленой массы петрушки в условиях применения разработанной системы аквапоники. В статье приводятся данные о изучении влияния выращивания зелени петрушки в бассейне на вертикальной аквапонической установке в рыбоводном бассейне. Установлено повышение насыщаемости кислородом вода в бассейне на 3,5 %, увеличение урожайности зеленой массы петрушки, по сравнению с грунтовой, на 7,3 %, повышение навески молоди осетровых рыб на 7,9 %, коэффициента упитанности – на 9,6 % и выживаемости – на 3,0 %.

Ключевые слова: аквапоника, осетровые рыбы, петрушка, масса рыбы, коэффициент упитанности, выживаемость, урожайность зеленой массы.

ON THE OPTIMIZATION OF FISH GROWTH BY INTEGRATING TWO INDUSTRIES

Research article

Yurin D.A.¹, Osepchuk D.V.², Yurina N.A.^3, *, Maksim E.A.⁴, Danilova A.A.⁵, Volkova S.A.⁶

¹ ORCID: 0000-0003-1517-4858;

² ORCID: 0000-0003-4327-205X;

³ ORCID: 0000-0003-2684-5020;

⁴ ORCID: 0000-0003-1578-0145;

⁵ ORCID: 0000-0001-9113-3850;

⁶ ORCID: 0000-0003-1525-4591;

^1-6 Krasnodar Research Center for Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Krasnodar, Russia;

⁶ Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (naden8277[at]mail.ru)

Abstract

Aquaculture, especially the cultivation of valuable fish species, is undergoing rapid development. Aquaponics, the joint cultivation of fish in swimming pools and plants, is becoming a promising and effective direction. The purpose of the research is to study the fish-breeding indicators in young sturgeon, germination, yield, and dry matter content of the green mass of parsley in the context of using the developed aquaponics system. The article presents data on the study of the influence of growing parsley greens in the pool on a vertical aquaponic installation in a fish-breeding pool. The study identifies an increase in the oxygen saturation of water in the pool by 3.5 %, an increase in the yield of green mass of parsley by 7.3 % compared with the soil mass, an increase in the weight of young sturgeon fish by 7.9 %, the fatness coefficient – by 9.6% and survival rate – by 3.0%.

Keywords: aquaponics, sturgeon fish, parsley, fish weight, fatness coefficient, survival rate, yield of green mass.

Введение

Аквакультура на современном этапе в Российской Федерации стремительно набирает обороты [1, С. 96]. При этом показывает свою эффективность совмещение отраслей рыбоводства, звероводства, агротуризма и аквапоники.

Совмещенное выращивание рыбы и растений – это полноценный перспективный бизнес, позволяющий получить дополнительную продукцию растениеводства и улучшить процессы жизнеобеспечения рыбы [3, С. 8].

Аквапоника позволяет очистить воду в бассейнах от биогенов, насытить ее кислородом. Аквапоника это усовершенствованная система гидропоники, придающая преимущества как рыбоводству, так и растениеводству [4, С.69]. Теоретически интеграция системы аквапоники может повысить рыбоводные показатели рыбы, продукты жизнедеятельности которых преобразуются растением в растворимые формы и позволяют очищенной воде возвращаться обратно в бассейн [7, C. 299], [10, C. 24].

Научная новизна и практическая значимость исследований. Впервые в условиях Краснодарского края будут изучены рыбоводные показатели молоди осетровых рыб и эффективность культивирования растений при выращивании в условиях систем аквапоники [8, С. 317], [9, С. 540].

Результаты, полученные по итогам данной научно-исследовательской работы, смогут быть внедрены в технологический процесс рыбоводных предприятий различных масштабов и форм собственности.

Целью исследований являлось: изучить рыбоводные показатели молоди осетровых рыб, всхожесть, урожайность и содержание сухого вещества зеленой массы петрушки в условиях применения разработанной системы аквапоники.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи:

1) Изучены рыбоводные показатели молоди осетровых рыб (стербела) при применении разработанной вертикальной аквапонной системы (проанализированы выживаемость, скорость роста, приросты массы, коэффициент упитанности);

2) Оценить всхожесть, урожайность и содержание сухого вещества зеленой массы петрушки в условиях применения разработанной системы аквапоники.

Методы и принципы исследования

Исследования будут проведены в условиях рыбоводного предприятия ООО «Албаши» Ленинградского района Краснодарского края.

Для опытов будут использоваться сеголетки стербела (остеровые) по 200 штук в каждой группе и петрушка сорта «Итальянский гигант». Опыт продолжался

Определены рыбоводные показатели молоди осетровых рыб при применении аквапонной системы по методике, описанной В.Я. Скляровым (ВНИРО, 2008): выживаемость, скорость роста, приросты массы, коэффициент упитанности, кормовой коэффициент, проведен морфологический анализ [6, С. 110]. Качество растениеводческой продукции оценивали по методике Б.А. Доспехова [2, С.202].

Схема эксперимента при выращивании молоди рыбы была следующей: 1 группа – контрольная, рыба содержалась в бетонном бассейне. Во 2 группе рыба содержалась в бетонном бассейне с аквапонной системой (вертикальная установка), которая выполнена в виде цилиндров с отверстиями, расположенных по ярусам под острым углом относительно горизонтальной плоскости модулей, включающие в себя стаканчики с растениями с нейтральным пористым грунтом, при этом обеспечивается вертикальный слив воды. Вода за счет непрерывного стекания больше насыщается кислородом на 3,5 %, что является положительным моментом для роста рыбы.

Исследования по высадке петрушки сорта «Итальянский гигант» (схема эксперимента № 2) проводили в весенне-летний период 2020 г. с четырехкратной повторностью. В контроле – 1 группа, посадка посев семян петрушки была выполнена при соблюдении расстояния между растениями 30 см, глубиной посадки 1 см, количеством семян 0,5 г на 1 м² на экспериментальных площадках 5 м² на черноземе выщелоченном. При необходимости проводили прикорневой полив грунтовых растений и использовали минеральные удобрения: аммиачную селитру — 10 г на 1 м² и суперфосфат — 5 на 1 м².

Во 2 группе проводили посадку семян в стаканчики аквапонной вертикальной установки.

Для биометрической обработки применяли 30 растений из каждой группы. Для определения сухого вещества на современном приборе Эвлас 2М использовали 6 проб.

Статистическая обработка данных проведена на программе Microsoft Excel. Различия считали достоверными при Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001, относительно первой группы [5, С. 184].

Основные результаты

При поведении эксперимента на рыбе по схеме № 1 установлено повышение основных рыбоводных показателей молоди рыбы (табл. 1).

 

Таблица 1 – Показатели выращивания рыбы по группам

Группа	Показатели выращивания рыбы
	Начальная масса, г	Конечная масса, г	Длина тела, см	Коэффициент упитанности по Фультону
1 (контроль)	212,10±1,75	380,28±3,93	24,83±0,28	2,71±0,11
2 (опыт)	211,80±1,84	410,27±4,51	24,96±0,17	2,96±0,06
В %	99,9	107,9	100,5	109,6
td	0,12	5,01	0,38	2,07

Примечание: Р<0,05; Р<0,01; Р<0,001  

Вода за счет непрерывного стекания была более насыщена кислородом (на 3,5 % выше, чем в бассейне без аквапонного устройства).

Выживаемость рыбы в контрольной группе составила 97,0 %, а в опытной –100 %, или выше на 3,0 %.

Начальная масса рыбы в обеих группах была примерно на одном уровне. В конце эксперимента массы рыбы оказалась во 2 группе – 410,27 г, что больше, по сравнению с 1 группой, на 7,9 % (Р<0,001), длина тела молоди стербела во 2 группе имела тенденцию к увеличению на 0,5 %, при этом повысился коэффициент упитанности на 9,6 % (Р<0,05). Валовой прирост массы рыбы в 1 группе составил 168,18 г, а среднесуточный – 1,87 г, в опытной группе валовой прирост составил 198,47 г, среднесуточный – 2,21 г (выше контроля на 18,2 %).

При проведении опыта по схеме № 2 выявлено, что семена петрушки проросли в аквапонном устройстве быстрее, чем в грунте: всходы определялись на 7 сутки, в грунте – на 14 сутки. Всхожесть семян составила в 1 группе 62,0 %, во 2 группе – 66,0 %. Вегетационный период зеленой массы петрушки составил 60 дней в обеих группах. Длина растений составляла в обеих группах 42 см. Масса корней у растений в 1 группе составила 8,4±0,2 г, во 2 группе – 8,1±0,1 г.

За весь цикл выращивания (3 среза), урожайность зеленой массы составила в контроле 1,65 кг на 1 м², в опытной группе: 1,77 кг, что выше на 7,3 %.

Количество сухого вещества в листьях растений (n=6) в 1 группе составило 16,5±0,4 %, во 2 группе – 12,6±0,5 % (Р<0,001), или на 3,7 % ниже, однако, при дегустации продукции особых различий по аромату и вкусу зелени между образцами не было установлено.

Заключение

Исходя из полученных результатов эксперимента, применение разработанной вертикальной аквапонной установки для выращивания зелени петрушки при содержании осетровых рыб в бассейнах способствует не только получению дополнительной продукции растениеводства, но и положительно сказывается на выживаемости, росте и коэффициенте упитанности рыб, вероятно за счет повышения уровня кислорода в воде и снижения биогенных веществ за счет питания растений.

Финансирование Исследования проведены в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых по теме: «Новый способ самооптимизации использования водной поверхности внутренних пресных водоемов при выращивании растений без грунта» МД-1886.2019.11.	Funding The research was carried out within the framework of a grant from the President of the Russian Federation for state support of young Russian scientists on the topic: "A new method of self-optimization of the use of the water surface of internal fresh water bodies when growing plants without soil" MD-1886.2019.11.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Григорьев В.А. Опыт совместного выращивания клариевого сома (Clarias gariepinus burchell, 1822) и салата (Lactuca sativa l.) методом аквапоники / В.А. Григорьев, А.В. Ковалева, М.Н. Сорокина и др. // Естественные науки. – 2015. – № 4 (53). – С. 96–101.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): Учебник для высших сельскохозяйственных учебных заведений / Б.А. Доспехов. – Стереотипное издание. Перепечатка с 5-го изд., доп. и перераб., 1985 г. – М.: Альянс, 2014. – 351 с.
3. Ковригин А.В. Разработка элементов инновационной автоматизированной аквапонной технологии производства сельскохозяйственной продукции / А.В. Ковригин, В.П. Кулаченко, Р.А. Исаев и др. // Белгородский агромир. – 2015. – №3. – С.8–10.
4. Курылева Н.В. Гидропоника - как метод выращивания зеленых культур / Н.В. Курылева, А.В. Юрина // Молодежь и наука. 2016. № 5. С. 69.
5. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин // Учебное пособие для биол. спец. вузов, 4-е изд., перраб. и доп.- М.: Высшая школа, 1990. – 352 с.
6. Скляров В.Я. Корма и кормление рыб в аквакультуре / В.Я Скляров: – М.: Изд-во ВНИРО, 2008. – 150 с.
7. Boxman S.E. Evaluation of water treatment capacity, nutrient cycling, and biomass production in a marine aquaponic system / S.E. Boxman, S.J. Ergas, M.A. Trotz et al. // Ecological Engineering. – 2018. – Т.120 – С. 299–310.
8. Krymov V. Changesof Weight Indicatorsin Sturgeon Fish When Using Combined Feedswith Various Proteinand Fat Contentsin Closed Water Supply Installations / V. Krymov, D.A. Yurin, S.I. Кononenko et al. // International Journal of Pharmaceutical Research. Volume 10, Issue 4, Oct - Dec, 2018. Р. 316-322.
9. Krymov V.G. Possibilities of Implementation of Polyculture for Optimization of Industrial Sturgeon Aquaculture on the Basis of Closed Water Supply Facilities / V.G. Krymov, M.S. Galicheva, M.P. Semenenko et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - November–December 2018. № 9(6). P.540-545.
10. Kodmany, K. The vertical farm: a review of developments and implications for the vertical city al / K. Kodmany // Buildings. – 2018. – Vol. 8. – № 2. – P. 24.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Grigoriev V. A. Opyt sovmestnogo vyrashhivanija klarievogo soma (Clarias gariepinus burchell, 1822) i salata (Lactuca sativa l.) metodom akvaponiki [Experience of joint cultivation of Clarias catfish (Clarias gariepinus burchell, 1822) and lettuce (Lactuca sativa L.) by aquaponics] / V. A. Grigoriev, A.V. Kovaleva, M. N. Sorokina et al. // Estestvennye nauki [Natural Sciences]. – 2015. – № 4 (53). – pp. 96-101 [in Russian]
2. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskojj obrabotki rezul'tatov issledovanijj): Uchebnik dlja vysshikh sel'skokhozjajjstvennykh uchebnykh zavedenijj [The methodology of field experience (with the basics of statistical processing of research results): A textbook for higher agricultural educational institutions.] / B. A. Dospekhov. Reprint from the 5th edition, Revised and Expanded, 1985-Moscow: Alyans, 2014. - 351 p. [in Russian]
3. Kovrigin A.V. Razrabotka ehlementov innovacionnojj avtomatizirovannojj akvaponnojj tekhnologii proizvodstva sel'skokhozjajjstvennojj produkcii [Development of elements of innovative automated aquaponic technology for agricultural production] / A.V. Kovrigin, V. P. Kulachenko, R. A. Isaev [et al.]. // Belgorodskiy agromir [Belgorod Agriculture]. - 2015. - No. 3. - pp. 8-10 [in Russian]
4. Kuryleva N. V. Gidroponika - kak metod vyrashhivanija zelenykh kul'tur [Hydroponics-as a method of growing green crops] / N. V. Kuryleva, A. V. Yurina // Molodezh' i nauka [Youth and Science]. 2016. № 5. p. 69 [in Russian]
5. Lakin G. F. Biometriya [Biometrics] / G. F. Lakin // Uchebnoe posobie dlja biol. spec. vuzov [Textbook for biological universities], 4th ed., Revised and Expanded-M.: Vysshaya shkola, 1990 – 352 p. [in Russian]
6. Sklyarov V. Ya. Korma i kormlenie ryb v akvakul'ture [Feed and feeding of fish in aquaculture] / V. Ya Sklyarov: - M.: Publishing house of VNIRO, 2008. - 150 p. [in Russian]
7. Boxman S.E. Evaluation of water treatment capacity, nutrient cycling, and biomass production in a marine aquaponic system / S.E. Boxman, S.J. Ergas, M.A. Trotz et al. // Ecological Engineering. – 2018. – Vol.120 – С. 299–310.
8. Krymov V. Changesof Weight Indicatorsin Sturgeon Fish When Using Combined Feedswith Various Proteinand Fat Contentsin Closed Water Supply Installations / V. Krymov, D.A. Yurin, S.I. Кononenko et al. // International Journal of Pharmaceutical Research. Volume 10, Issue 4, Oct - Dec, 2018. Р. 316-322.
9. Krymov V.G. Possibilities of Implementation of Polyculture for Optimization of Industrial Sturgeon Aquaculture on the Basis of Closed Water Supply Facilities / V.G. Krymov, M.S. Galicheva, M.P. Semenenko et al. // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - November–December 2018. № 9(6). P.540-545.
10. Kodmany, K. The vertical farm: a review of developments and implications for the vertical city al / K. Kodmany // Buildings. – 2018. – Vol. 8. – № 2. – P. 24.