Issn молодой учёныйМеждународный научный журналВыходит еженедельно 26 (130) Редакционная коллегия bГлавный редактор
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
. № 26 (130) . Декабрь 2016 г. Сельское хозяйство убедительно показали эффективность этого аэратора в зимних условиях для обеспечения благоприятной зимовки сиговых рыб [6]. Внедрение двухлетнего нагула с использованием аэратора на этих заморных озерах доказало и высокую экономическую эффективность этого перспективного направления развития озерного рыбоводства, актуальность которого не изменилась и сейчас. Так, прибыль при двухлетнем обороте от выращивания рыбы по сравнению с однолетним увеличилась в 3 раза, а окупаемость аэратора составила 0,3 года. Такие же высокие результаты были получены и при испытаниях разработанных в 1974– 1976 гг. модификаций аэратора — пр. Пс приводом от дизеля) и пр. Э (с электроприводом) на плавучем основании. Особенно хорошо они зарекомендовали себя на малых питомных озерах площадью 100–350 га, так, например, в сезон 1976/77 гг. на озерах использовалось лишь 5 аэраторов, что позволило обеспечить зимовку 0,46 млн. шт. годовиков сиговых. Уже в 1977–1981 гг. количество используемых рыбной промышленностью аэраторов 6023, Пи Э увеличилось до 15 единиц (соответственно сохранено от замора до 8,3 млн. шт. молоди си- говых). Исследования показали, что под влиянием аэрации в водоеме образуется локальная зона с повышенным, относительно остальной акватории, содержанием кислорода (1,6–3,5 мг/дм 3 ), благодаря, которой сеголетки сиговых благополучно зимуют. Однако, конструкция аэратора и сам способ аэрации были несовершенными и институт продолжал исследования по создания более совершенных средств аэрации. В х годах на основе обобщения опыта использования аэраторов при потокообразователей ЛР- 39, НИТА, Н19-ИТБ было предложено с целью повышения аэрационного эффекта и уменьшения размеров зоны аэрации совместить преимущества данных технических средств водном устройстве — аэраторе-потокообра- зователе. Прототипом для разработки нового аэратора послужили высокоэффективные поверхностные аэраторы, используемые в аэротенках для очистки сточных вод. Основными сборочными узлами разработанного и построенного СибрыбНИИпроектом экспериментального образца турбоаэратора Н19-ИАВ первоначально были понтон, турбина, привод турбины (электродвигатель и редуктор или моторредуктор), щит электрораспределительный. Позднее турбоаэратор дооборудовали двумя траверсами и 12 заслонками, а еще позднее траверсы и заслонки заменили на одну регулировочную и одну направляющую перфорированную заслонку. Принцип действия турбоаэраторов основан на том, что при вращении турбины одна часть воды через отверстия в лопатках под большим давлением подается в зону разрешения, где она, ударяясь об отражатели, интенсивно дробится и перемешивается с атмосферным воздухом, поступающим через щели в пустотелом конусе. Другая часть воды, забираемая лопастями конусной турбины, отбрасывается над поверхностью воды в радиальном направлении и, ударяясь о вертикальные стенки плавучего основания, потолочное перекрытие и заслонки, тоже дробится и интенсивно перемешивается с атмосферным воздухом. Основные технические характеристики поверхностных турбоаэраторов конструкции ФГБНУ Госрыбцентр приведены в таблице Созданный СибрыбНИИпроектом турбоаэратор Н19-ИАВ обладает большой зоной действия для привлечения рыбы со всей акватории заморных озер площадью 500–800 га и более. Высокий аэрационный эффект и практически 100 %-ная удерживающая способность поля, возможность регулировать содержание кислорода в зоне аэрации и дальность распространения потока по акватории водоема, позволяет эффективно использовать его как при однолетнем, таки многолетнем выращивании рыбы на за- морных озерах Сибири и Урала. Отдел промрыболовства СибрыбНИИпроекта в 1987–1990 гг. на озере Ипкуль организовал испытания, исследовал поле растворенного кислорода турбоаэратора Н19-ИАВ и установил, что его Таблица Основные технические характеристики турбоаэраторов Наименование показа- телей «Тюменец-3М» Н19-ИАЛ/1 «Тюменец-2М» Н19-ИАК/1 «Тюменец» Н19-ИАЖ/1 Н19-ИАВ/1 Производительность по кислороду, кгО 2 /ч 3,0; 6,0 6,0; 8,4 15,0 Эффективность аэрации кгО 2 /кВт. ч 3,5 3,36 Установленная мощность, кВт 3,0 5,5 11,0; Потребляемая мощность, кВт 1,0 2,0; 3,0 4,5 10,0; Осадка, мм 380 410 Габаритные размеры (длинах ширина х высота, мм 1670х1300х950 2740х1600х1280 4260х2114х1830 5224х4520х4918 Масса общая, кг 448 1150 аэрационного устройства без понтона) 73 156 - - 421 “Young Scientist” . # 26 (130) . December можно успешно применять не только для аэрации воды, но и для концентрации рыбы в зоне облова. При проведении на озере Ипкуль экспериментального лова с применением турбоаэратора, средний улов заодно притонение закид- ного невода, по сравнению с обычным методами, увеличился в целом в 3,7 раза, а по карпу в 7,4 раза [8]. Широкая производственная проверка, проведенная на многих озерах Западной Сибири (Средние Тарманы, Сингуль и др, подтвердила результаты проведенных исследований. Появилась возможность эффективно спасать рыбу от замора и облавливать такие озера (чрезмерно заросшие, за- коряженные и т. д, которые из-за невозможности эффективного облова исключались из хозяйственного оборота озерных товарных хозяйств. Имея высокую производительность по кислороду (35,0–70,0 кгО 2 /ч) и большую зону аэрации (100–120 га) турбоаэраторы Н19-ИАВ, Н19-ИАВ/1 потребляли достаточно много электроэнергии кВт/ч), что послужило поводом для создания турбоаэраторов меньшей мощности и веса, которые позволили бы значительно снизить расход электроэнергии на аэрацию воды и концентрацию рыбы в зоне облова. Положительные результаты производственной проверки послужили основанием для разработки в конце х годов вначале турбоаэратора Н19-ИАЖ/1, а затем турбоаэра- торов Н19-ИАК и Н19-ИАЛ мощностью соответственно 4,5 и 0,5–3,0 кВт, производительностью по кислороду 15 и 3–8,4 кгО 2 /час. Из таблицы 5 видно, что все представленные турбоаэраторы являются высокоэффективными аэрационными устройствами с эффективностью аэрации свыше 3,3 кгО 2 /кВт ч, которые должны получить широкое применение на заморных водоемах страны. Высокий технический уровень разработанных ФГБНУ Госрыбцентром турбоаэраторов мощностью от 0,5 до 22 кВт и схем их использования подтвержден несколькими патентами РФ, а в 2001 году на Российской агропромышленной выставке за разработку турбоаэратора Н19-ИАЛ/1 «Тюменец-3М» была присуждена первая премия. Резюмируя вышесказанное можно сделать вывод, что на сегодняшний момент турбоаэраторы конструкции Госрыбцентра являются наиболее оптимальными для создания искусственных кислородных полей, то есть для решения задач нашего озерного рыбоводства. Литература: 1. Слинкин, Н. П, Пожидаев АД, Чепуркин ЮГ. Перспективы использования энергии ветра при выращивании сиговых, карпа и других рыб в заморных озерах // Биология и биотехника разведения и выращивания сиговых рыб Материалы научно-производ. совещания 19–21 декабря 2001 г. — Тюмень, 2001. — с. 172–174. 2. Балабанова, З. М. Применение аэратора Решетникова на озерах для предупреждения замора // Научно-техни- ческий бюллетень ВНИОРХ, № 1–2. — Л, 1956. — с. 56–58. 3. Решетников, П. М. Пневматический аэратор для заморных рыбохозяйственных водоемов // Заморные явления в озерах и меры их предупреждения. — Новосибирск Новосибирское книжное издательство, 1959. — с. 40– 72. 4. Слинкин, Н. П, Пожидаев АД. Энергия ветра в развитие озерного рыбоводства // Рыбоводство и рыболовство с. 20. 5. Пожидаев, АД, Ледницкий В. С. Борьба с заморами в озерах Западной Сибири // Тез. докл. к научно-практ. конф. СибрыбНИИпроекта по развитию Тюменского рыбохозяйственного комплекса. — Тюмень, 1975. — с. 109–110. 6. Курмеев, К. И. Средства аэрации заморных водоемов // Мат-лы Всеросс. совещ. По проект, строит-ву и эксплуатации озерн. товарн. хоз-в (г. Ленинград, 16–19 марта 1971 г) — Л ГосНИОРХ, 1971. — с. 127–134. 7. Ас (СССР, МКИ СО 2 С 1/10. Механический поверхностный аэратор / Ю. В. Степанов, С. Ф. Че- пурных, Н. Ф. Симонов, Г. И. Папков, Б. П. Сухомлинов, В. Ф. Костенков, И. А. Малая (СССР. — № 2145985/26. Заявл. 19.06.75; Опубл. 25.02.77, Бюл. № 7 // Открытия. Изобретения. — 1977. 8. Слинкин, Н. П, Пирожков С. А. Результаты экспериментальных исследований по лову карпа в озерах с применением турбоаэратора // Пути повышения продуктивности и рационального использования рыбных ресурсов внутренних водоемов Тезисы докладов обл. науч.-практич. конференции / СибрыбНИИпроект. — Тюмень, 1988. — с. 90–91. Молодой учёный» . № 26 (130) . Декабрь 2016 г. Сельское хозяйство Использования реакции на гипоксию с целью управлением поведением рыб в заморных озерах Антонов Андрей Иванович, старший преподаватель Государственный аграрный университет Северного Зауралья (г. Тюмень) В статье показана важность изучения и практического использования естественных поведенческих реакций рыб на гипоксию, что позволяет интенсифицировать процесс лова в условиях заморных озер. Ключевые слова гипоксия, ихтиофауна, поведение рыб, озерное рыбоводство, заморы, аэраторы Д ля управления поведением рыб в естественных условиях заморных озер необходимо учитывать поведенческие особенности объектов лова, влияние факторов внешней среды и взаимосвязь между ними. Как показывает анализ, поведение рыбы в общем случае формируется под влиянием внутренних потребностей и внешних стимулов. Среда обитания в условиях заморных озер вызывает у рыб осенью и зимой в предзаморный период целый ряд поведенческих реакций. При этом наиболее сильным раздражителем, действующим на всех без исключения рыб, является, безусловно, содержание растворенного вводе кислорода. Поэтому реакцию рыб на понижение содержания кислорода в озере, возможно и необходимо широко использовать для интенсификации лова, как местных, таки разводимых рыб. Особенное значение имеет возможность управления поведением рыб с помощью кислородного градиента в естественных условиях заморных озер. Они преобладают на юге Западной Сибири и на Урале, составляя, на территории Тюменской области в лесоболотной зоне 80 % озерного фонда, а в лесостепной зоне — 95 % Как известно растворенный вводе кислород оказывает большое влияние на основные функции рыб, такие как питание, развитие, рост и, наконец, обеспечивает выживание рыб вводной среде. При этом дыхание является одной из наиболее важных функций организма. О значении дыхательной функции для рыб Леонид Борисович Кляшторин в своей монографии сказал следующим образом о дыхании и кислородных потребностях рыб [2]: В отличие от существующих в довольно однородной газовой среде наземных животных гидробионты часто сталкиваются с дефицитом растворенного кислорода, который является одним из главных абиотических факторов, ограничивающих их жизнедеятельность». В зависимости от концентрации кислорода в научной литературе принято подразделять физиологические реакции организма рыб по отношению к кислородному градиенту следующим образом гиперксия — перенасыщение воды кислородом более 100 % от нормального насыщения нормоксия — насыщение воды кислородом обеспечивающее нормальную жизнедеятельность рыб гипоксия — недонасыщение (дефицит) воды кислородом, которое кроме того подразделяют на острую гипоксию (кратковременное снижение концентрации кислорода) и хроническую гипоксию (существующую длительное время асфиксия — отсутствие или недостаточное количество растворенного кислорода вызывающее массовую гибель рыб. Явление снижения кислорода вводе может наблюдаться в естественных условиях, как в летний, таки в зимний период и сопровождается оно, как правило, массовой гибелью рыб — заморами [3]. Несмотря на достаточно большое количество работ посвященных физиологии дыхания рыб и их реакции на гипоксию по мнению В. И. Лукьяненко [4] изучению поведения рыб в кислородном градиенте, их способности обнаруживать и избегать, пониженные концентрации кислорода, к сожалению, не уделялось должного внимания, поэтому исследования в данном направлении необходимо продолжать. Так известно, что рыбы и беспозвоночные по-разному реагируют на недостаток кислорода (гипоксию беспозвоночные впадают в состояние оцепенения, рыбы же начинаю гибнуть от асфиксии, если концентрация кислорода близка к пороговой, а до этого рыбы активно перемещаются по акватории водоема в поиске места для зимовки. В работе МА. Перевозникова и О. Г. Голубковой [3] эта способность названа отрицательным хемотаксисом на дефицит кислорода. Впервые способность рыб обнаруживать и избегать воду с пониженным содержанием кислорода экспериментально впервые была доказана еще в 1913 году Шелфордом и Алле (Shelford V., Alle W., 1913) [5]. В работе Л. Б. Кляшторина [2] убедительно показано, что устойчивость к гипоксии (средние значения пороговых концентраций кислорода) возрастает в ряду осетровые, лососевые, окуневые, карпообразные, таким образом, показатель устойчивости рыб к дефициту кислорода является характерным признаком для групп рыб, внутри которых также проявляются видовые различия. При этом уровень дефицита кислорода относительно реакции рыб подразделяется на критические и пороговые величины. Пороговой называется концентрация кислорода, при которой рыба перестает потреблять кислорода критической величиной называется концентрация кислорода, при которой начинается угнетение дыхания и понижение потребления кислорода. Также необходимо учитывать, что устойчивость рыб к дефициту кислорода сильно варьирует и может изменяться в зависимости от целого ряда факторов (размера и возраста рыб, температуры воды, физиологического состояния, пола, накормленности, химического состава воды, наличия или отсутствия течения и много другого. Зависит уровень потребления кислорода от особенностей экологии рыб, так малоподвижные донные рыбы потребляют значительно меньше кислорода, чем подвижные, пелагические рыбы. Также выше уровень потребления и у молоди рыб по сравнению с взрослыми рыбами. Даже внутри популяции одного вида при прочих равных условиях (одинакового возраста, массы тела и накормленности) наблюдаются достоверные различия по степени устойчивости к гипоксии, которые обусловлены генетически, что позволяет осуществлять генетический отбор рыб по устойчивости к гипоксии. Для обеспечения эффективного управления поведением рыб в условиях заморных озер с помощью искусственного кислородного поля необходимо знать и учитывать критические величины содержания кислорода вызывающие угнетение дыхания рыб. При использовании величины порога раздражителя (в нашем случае концентрации растворенного кислорода) можно с достаточной точностью установить границы физического поля, в т. ч. и кислородного. Следует также учесть, что различные виды рыб приспособлены к существованию в различных кислородных условиях, и имеют различную кислородную зону адаптации [8]. Так летальные концентрации по Т. И. При- вольневу [9], в естественных условиях в температурном режиме 0 — +0,5 С составляют для пеляди 1,0–1,5 мг/ дм 3 , окуня — 0,6–1,1, щуки — 0,3–0,6, карпа — 0,3– 0,5. Наиболее выносливые рыбы нашей фауны — золотой и серебряный карасьи линь не испытывают угнетения при концентрации растворенного вводе кислорода 0,3 мг/дм 3 Учитывая важность управления поведением рыб для оптимизации процессов лова, в практике промышленного рыболовства наиболее эффективно использование биологически значимых раздражителей, которые вызывают безусловные реакции (таксисы и рефлексы. Среди факторов внешней среды воздействующих на поведеческие реакции рыб выделяют биотические и абиотические. При этом реакции рыб на абиотические факторы внешней среды более просты и универсальны для различных видов [10], также давно было установлено, что все рыбы избегают участки водоема с обедненным содержание кислорода [11]. Как отмечал В. И. Лукьяненко [4] содержание кислорода вводе, его доступность для рыб определяет их расселение и выживаемость в водоеме и влияет на видовой состав ихтиофауны, то. проявление реакции рыб на изменения концентрации кислорода вводе естественных водоемов, является безусловным оборонительным рефлексом, выработавшимся входе эволюции и направленным на сохранение и увеличение вида. Появление реакции рыб на изменение кислородного режима в водоеме выработалось в процессе их эволюции и является одной из форм приспособления их к окружающей среде. Обитающие в за- морных или периодически заморных озерных и речных водоемах рыбы адаптировались к заморным явлениями своевременно покидают заморные районы. Благодаря чему эта реакция вошла в наследственность в виде безусловного рефлекса. Это позволяет нам сделать вывод о перспективности и необходимости использования этой реакции в управлении поведением рыб в естественных условиях заморных озер. Поэтому для управления поведением рыб отдел промышленного рыболовства ФГУП «Госрыбцентра» предложил использовать одновременно естественную оборонительную реакцию (безусловный рефлекс) на снижение кислорода вводе (гипоксию) и на течение. В качестве источников биологически значимых искусственных гидродинамического и кислородного полей в исследованиях использовались разработанные и изготовленные ФГУП Госрыбцентр поверхностные турбо- аэраторы малой мощности Н19-ИАК/1 и Н19-ИАЛ/1 (0,5–3 кВт. Исследования проведенные отделом в подледные промысловые сезоны 2001–2004 гг. на типичных заморных озерах юга Тюменской области (озера Ипкуль, Большое Кабанье, Тангач) позволили сделать следующие выводы об управляющей функции искусственных физических полей, создаваемых турбоаэраторами в озерном рыбоводстве, которая заключается в нижеследующем. Искусственные физические поля позволяют концентрировать и уплотнять рыбу в зоне облова, в результате чего отпадает необходимость в сплошном или последовательном отцеживании закидным неводом всей акватории озера и повышается результативность лова. Искусственные физические поля позволяют управлять поведением рыб и обеспечивают практически 100 %-ное удержание рыбы в пределах локального кислородного поля, создаваемого на части акватории озера. Искусственные физические поля позволяют успешно зимовать любым видам выращиваемых рыб в за- морных озерах любой площади, в которых ранее подобная зимовка рыб была абсолютно невозможна из-за замора от которого гибель разводимой рыбы достигает 100 Литература. Антонов, АИ. Особенности кислородного режима в заморных озёрах юга Западной Сибири // Новый взгляд на проблемы АПК (к конференции молодых ученых, декабрь 2002 года, ТГСХА)», Т. 1. — Тюмень, — 2002. — с. 5–7. 2. Кляшторин, Л. Б. Водное дыхание и кислородные потребности рыб. — М Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 168 с. Перевозников, МА, Голубкова О. Г. Этологические реакции рыб на кислородный режим // Сб. науч. тр. Го- сНИОРХ, Вып. 271. — Л, 1987. — с. 154–162. 4. Лукьяненко, В. И. Экологические основы ихтиотоксикологии. — Мс Молодой учёный» |