ОСНОВЫ БИОЛОГИИ РЫБ 4 страница
Рост рыб неразрывно связан с питанием и периодами развития организма. Специфической особенностью рыб является преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции, благодаря чему они растут практически всю жизнь. Но периодичность роста у них зависит от вида и возраста, а также от времени года и обеспеченности рыб кормом. В первый год жизни, особенно на стадии личинки и малька, рыбы растут очень быстро, увеличивая свою массу за сезон в несколько десятков раз. Затем рост постепенно замедляется, но продолжается и после половой зрелости. Летом, в период интенсивного питания, отмечается самая высокая скорость роста. Осенью и особенно зимой, когда температура воды снижается до 2-4 °С и ниже, теплолюбивые рыбы (карповые и др.) перестают питаться и расти. Более того, зимой у карпа отмечают потерю массы и уменьшение линейного размера. Холодолюбивые рыбы (форель, пелядь, чир, окунь, судак и др.) хотя и питаются, но их рост тоже замедляется. В связи с этим на чешуе, в плавниковых лучах и слуховых косточках образуются годичные кольца, по которым определяют возраст рыб.
В прудовом рыбоводстве и других видах аквакультуры используют зоотехнический принцип учета возраста рыб: начиная с момента рождения (весны-лета) и до половой зрелости. Для этого последовательно различают следующие возрастные группы рыб:
личинки — с момента смешанного питания до начала закладки чешуи, у карпа — примерно до 14 дней;
мальки — все тело покрыто чешуей, рыбка похожа на своих родителей, у карпа — примерно до месячного возраста;
сеголетки (0+) — вполне сформировавшиеся рыбки, прожившие лето, осень и зиму, т. е. в возрасте до 1 года;
годовики (1) — перезимовавшие сеголетки в возрасте 1 год; двухлетки (1+) — рыбы, прожившие 1 год и одно лето, т. е. до 2 полных лет.
Далее до половой зрелости обозначение идет по тому же принципу — двухгодовики (2) -> трехлетки (2+) трехгодовики (3) и т. д.
При достижении половой зрелости рыб, способных размножаться, переводят в группу производителей (самцов и самок).
Продолжительность жизни рыб, их максимальные размеры и масса весьма различны и специфичны для каждого вида. Можно отметить общую закономерность: чем медленнее рыба растет и созревает, тем она дольше живет и крупнее по размеру. Например, тропические рыбы (бычки и некоторые карповые) имеют размер до 10-14 мм и живут около года, а осетровые (белуга) живут до 100 лет, достигая массы 500-1000 кг. Однако предельный возраст наших пресноводных рыб меньше: у карася 12-15 лет, у карпа, сазана, сома и других видов около 30 лет.
Глава 3 СРЕДА ОБИТАНИЯ
Вода вместе с грунтом, флорой и фауной водоемов составляет внешнюю среду для рыб. Сложные и многообразные взаимоотношения рыб с окружающей средой определяются абиотическими и биотическими факторами.
К абиотическим относятся факторы неживой природы: температура, соленость, содержание растворенных в воде газов, неорганических солей, органических соединений, взвешенных веществ ит. д.
К биотическим относятся факторы взаимоотношений рыб с живыми объектами биоценоза водоемов, с окружающей их флорой и фауной.
При рассмотрении влияния абиотических и биотических факторов на рыб следует исходить из принципа единства организма и среды, выражающегося в динамических гармоничных взаимоотношениях и адекватных реакциях организма на всю совокупность факторов окружающей среды. Различные нарушения условий среды приводят к напряжению защитно-приспособительных сил организма, снижению адаптивных способностей и в конечном итоге к возникновению заболеваний рыб. Поэтому для более полного и правильного понимания зависимости между основными факторами среды и болезнями рыб необходимо знать, каким требованиям с точки зрения здоровья рыб должны отвечать основные параметры водной среды: химический состав, гидрологический и гидробиологический режимы и др.
АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Среди многообразных физико-химических факторов среды наибольшее значение имеют термический, газовый и солевой составы воды, от которых зависят все биологические процессы, протекающие в водоеме. Химический состав природных вод весьма сложен и изменчив. Он определяется характером почв, составом поверхностного стока, атмосферных осадков, а также связан с уровнем развития промышленности, сельского хозяйства и других отраслей. Природные водоемы являются аккумуляторами всех стоков и поэтому не всегда пригодны для рыбохозяйственных целей. Знание требований рыб и других гидробионтов к составу водной среды и обеспечение их водой надлежащего качества имеют большое практическое значение при рыбохозяйственном освоении и эксплуатации естественных и искусственных водоемов. Для оценки качества воды используют стандартный набор физических, органо- лептических и гидрохимических показателей.
Температура воды. Рыбы относятся к пойкилотермным животным, температура тела которых изменяется соответственно температуре воды. У большинства видов она лишь на 0,5—1,0 °С выше температуры воды и может несколько повышаться в период высокой активности рыб.
Температура влияет на все жизненные процессы организма: двигательную активность, размножение, питание, рост, обмен веществ, различные физиологические функции.
По отношению к температуре рыбы делятся на две экологические группы: теплолюбивые и холодолюбивые.
К теплолюбивым относятся рыбы южных и умеренных широт: карповые (карп, толстолобик, белый амур, буффало и многие другие), осетровые, окуневые, кефалевые, а также все аквариумные рыбы. Оптимальный диапазон температур, необходимый для их размножения, роста и развития, находится в пределах 16—30 °С. При температуре 6—8 °С карповые рыбы перестают питаться, а зимой (при температуре 1—2 °С) впадают в оцепенение, не размножаются и не растут.
Холодолюбивые рыбы чаще являются обитателями северных широт. Их температурный оптимум 10-20 °С. К ним относятся лососевые (лососи, форель, сиговые), наваги, тресковые и др. Зимой они не впадают в оцепенение, питаются, & некоторые виды способны размножаться. Такое разделение на группы и особенно приведенные температурные диапазоны весьма условны, так как среди рыб встречаются самые разнообразные отклонения.
Для каждого вида рыб и разных стадий их развития существует температурный оптимум, а также верхние и нижние пороговые уровни. Значительные отклонения температуры за пределы оптимальных границ являются стресс-факторами, снижающими адаптационные способности организма рыб. Постепенное изменение температурного режима редко представляет опасность для жизни рыб, тогда как резкие перепады (7—10 °С) могут вызывать температурный шок. Поэтому при пересадках рыб из одного водоема в другой необходимо постепенно выравнивать температуру путем смешивания воды разной температуры, не допуская перепада более 3-5 "С.
Длительные воздействия пониженных или повышенных температур также вредны для рыб.
Так, частые летние понижения температуры вызывают угнетение питания и роста рыб, что в конечном счете приводит к выращиванию физиологически неполноценных сеголетков карпа и других рыб, не способных перенести жесткие условия зимовки. Низкая температура воды зимой (0,1—0,5 °С) оказывает отрицательное влияние: рефлекторное сужение сосудов, замедление кровотока, застой крови в органах, уменьшение частоты дыхания, что приводит к гипоксии и снижению резистентности организма рыб к экто- паразитарным болезням.
Слишком высокие температуры также наряду со стрессовым воздействием на организм рыб отрицательно влияют на зоогигие- нический режим в водоемах: способствуют уменьшению содержания в воде кислорода, ускорению разложения органических веществ, усилению размножения сапрофитной микрофлоры и возбудителей заразных болезней. Подобная температурная приспособляемость свойственна большинству паразитов рыб.
Например, многие инфекционные агенты — гельминты, рачки — более активны в весенне-летний период, а среди простейших встречаются холодо- и теплолюбивые виды. Поэтому многие болезни рыб носят сезонный характер.
Температурный фактор, оказывая влияние на растворимость в воде различных химических веществ, играет важную роль в формировании газового и солевого составов воды, а также в преобладании того или иного спектра химических загрязнителей водоемов.
Органолептические показатели воды. При общей оценке качества воды чаще используют такие показатели, как прозрачность, цвет, запах и вкус.
Прозрачность воды зависит от количества взвешенных и растворенных в ней минеральных и органических веществ, а в летний период — от развития водорослей. С прозрачностью тесно связан и цвет воды, который чаще отражает содержание в ней растворенных веществ. Прозрачность и цвет воды являются важными показателями состояния кислородного режима водоема и используются для прогнозирования заморов рыб в прудах.
Чистая вода, обычно прозрачная и бесцветная, только в толстом слое (столбике) приобретает слабо-голубую окраску. При массовом развитии водорослей вода мутнеет и становится зеленой — этот процесс часто называют «цветением» воды. В период отмирания водорослей вода приобретает желтоватый или бурый оттенок.
В Полесской зоне и болотистой местности бурый цвет воды является нормальным, так как он связан с наличием гуминовых кислот, а в южных регионах — это свидетельство загрязнения водоема.
В воде всегда содержится некоторое количество взвешенных веществ (органических и неорганических), которые поступают в результате эрозии почвы, сброса сточных вод предприятий, а также образуются в процессе жизнедеятельности гидробионтов (экскременты, корма, иловые отложения и т. д.).
Повышенное содержание в воде взвешенных и растворенных органических веществ оказывает на водоем двоякое действие. С одной стороны, они снижают прозрачность и повышают мутность воды, засоряют жаберный аппарат рыб и других гидробионтов, что приводит к нарушению развития икры и личинок рыб, снижению количества корма и его доступности. С другой стороны, они указывают на ухудшение кислородного режима водоемов вследствие большого расхода кислорода на окисление органических веществ и выделение вредных продуктов их распада.
Границы содержания вредных взвешенных веществ для рыбохозяйственных водоемов таковы: при содержании 4 тыс. г/м3 может наступить гибель гидробионтов; при 200-300 г/м3 происходят замедление роста рыб, бактериальное поражение жабр и хвоста; при 80-100 г/м3 снижается сопротивляемость к болезням; содержание вредных веществ менее 25 г/м3 безвредно для карпов и 10 г/м3 — для форели.
Прозрачность и цветность воды определяют визуально, применяя простые устройства: просмотр специального шрифта через столбик воды, белые диски (Секки) или специально раскрашенные диски.
В карповых прудах за норму прозрачности воды считают глубину видимости диска, равную 50 ± 20 % средней глубины пруда. Высокая прозрачность воды свидетельствует о малой продуктивности водоема, слишком низкая — об органическом загрязнении, низком содержании кислорода и возможности замора рыб.
Запах воды также характеризует ее качество. Если чистая вода обычно лишена запаха, то в заиленных, заболоченных водоемах, а также при загрязнении их пахучими веществами она приобретает болотный, затхлый или специфический запах ее загрязнителей (фе- нольный, нефтяной и т. д.). Причем он более сильно ощущается в мясе выращиваемых там рыб, так-как они легко адсорбируют посторонние запахи. Освободиться от этих запахов можно промыванием рыбы в чистой воде в течение 2-3 сут.
По вкусу можно определить соленость воды, горький привкус и др.
Для более точной оценки качества воды проводят лабораторный гидрохимический анализ.
Газовый состав воды. В водной среде, как и в атмосфере, содержатся в растворенном виде жизненно необходимые газы: кислород, углекислый газ (диоксид углерода), азот, а также образуются вредные для организма аммиак, сероводород, метан и др. Соотношение концентраций этих газов в воде характеризует зоогигиеническое состояние водоемов и имеет большое практическое значение. Поэтому в комплексе мер профилактики болезней рыб важное место занимает постоянный контроль газового режима и под держание его параметров на оптимальном уровне. В зимовальных прудах содержание газов в воде, в первую очередь кислорода, проверяют не реже одного раза в декаду; анализ воды в нерестовых прудах делают ежедневно на протяжении всего нереста, а в летних прудах — ежедекадно, начиная со дня посадки в них рыбы. Летом анализы на содержание кислорода проводят 2 раза в сутки: утром перед восходом солнца и вечером перед его заходом. Это позволяет своевременно выявить момент падения уровня кислорода и принять меры по предотвращению замора рыб.
При индустриальных формах рыбоводства (инкубация икры; производственные процессы в тепловодных и садковых хозяйствах; зимовка рыбы в зимовальных комплексах) контроль за газовым режимом осуществляется постоянно с применением автоматических систем анализа содержания кислорода, углекислого газа (диоксида углерода), температуры и других параметров.
Кислород. Обязательным условием для поддержания жизни в водоеме является наличие в воде кислорода. Он поступает из атмосферы, растворяясь при ветровом волнении и перемешивании воды, а также выделяется в процессе фотосинтеза водными растениями. Концентрация кислорода изменяется в зависимости от температуры и атмосферного давления: при низкой температуре и высоком атмосферном давлении растворимость кислорода выше, чем при высокой температуре и низком давлении.
Кислород постоянно расходуется на дыхание гидробионтов, окисление минеральных и особенно органических веществ. Следовательно, динамика содержания и баланс кислорода в водоеме тесно связаны с протекающими в нем биологическими и физико-хи- мическими процессами.
Разные рыбы неодинаково требовательны к содержанию кислорода. Так, для лососевых его оптимум составляет 9— 11 г/м3, для карповых — 5-10 г/м3. Нижний предел кислорода, не влияющий на здоровье карповых рыб, условно равен 4 г/м3, лососевых — 5 г/м3 (табл. 1).
1. Показатели качества воды прудовых хозяйств
|
Продолжение
Допустимые значения, до |
Технологическая норма |
Ввд прудов |
Показатель |
Железо, г/м3: общее
закисное
Хлориды, г/м3 Сульфаты, г/м3
Карповые
Форелевые
Карповые
Форелевые
1,8 0,5 0,2 0,1 25-40 10-30 |
Карповые
200-300
100-1000 (с учетом природного содержания)
Общая численность микроорганизмов, млн кл/мл
До 3,0 » 1,0 » 5,0 » 3,0 |
Форелевые Карповые Форелевые |
Численность сапрофи- тов, тыс. кл/мл
При недостатке кислорода понижается активность рыб, угнетаются питание и рост, нарушается эмбриональное развитие, снижается резистентность организма к неблагоприятным факторам среды и возбудителям болезней. Кислородный порог, вызывающий угнетение дыхания, составляет для лососевых 4,5 г/м3, карпа 1,0 г/м3, карася 0,3 г/м3. Резкое падение содержания кислорода приводит к гипоксии и нередко к гибели рыб от асфиксии (замора). Особенно важно не допускать снижения кислорода в зимовальных прудах, так как при 2,5-3,0 г/м3 карпы начинают беспокоиться, поднимаются в верхние слои воды, скапливаются у притока. Вследствие беспокойного движения рыбы истощаются, в большей степени подвергаются заражению эктопаразитами, причем нередко погибают.
Нарушение кислородного режима (снижение концентрации, суточные колебания содержания кислорода и др.) свидетельствует о неблагоприятных зоогигиенических условиях в водоеме, в первую очередь о повышенном органическом загрязнении. В этих случаях возможен не только дефицит, но и пересыщение воды кислородом, что также вредно для организма рыб в связи с опасностью возникновения газопузырьковой болезни.
Для нормализации кислородного режима в водоемах применяют различные методы: увеличение проточности воды, аэрацию ее путем разбрызгивания на аэрационных столиках, с помощью насосных установок, а также размещения специальных аэраторов на притоке воды или в различных участках прудов. Летом в воду вносят минеральные удобрения и регулируют кормление рыб так, что
бы не допускать залеживания остатков кормов. Зимой на прудах делают проруби, увеличивают водообмен, устанавливают плавучие аэраторы разной конструкции. Кислород в воде определяют методом Винклера или с помощью оксиметров.
Диоксид углерода. В воде кроме кислорода всегда содержится растворенный диоксид углерода, который находится в свободном и связанном состояниях в виде гидрокарбонат (НСО3) и карбонат- ионов (СО3'). Они образуются в первую очередь при биохимических процессах, происходящих в водоеме (при дыхании гидробионтов, разложении остатков органических веществ в воде и грунте), а также могут поступать из атмосферы и вымываться почвенными водами.
В природных водах эти формы, переходящие одна в другую, находятся в подвижном равновесии, участвуют в буферной системе воды и в круговороте веществ в водоеме.
Под воздействием различных факторов среды (температуры, освещенности, содержания органических веществ и количества гидробионтов) возможны значительные колебания содержания диоксида углерода, что приводит к нарушению газового режима и активной реакции среды. Так, летом в период интенсивного развития водорослей («цветения» воды) отмечают резкие суточные колебания диоксида углерода: в светлое время суток количество его резко падает в результате ассимиляции диоксида углерода растениями, а ночью, наоборот, сильно возрастает. Это приводит, в свою очередь, к резким перепадам рН воды — вечером в щелочную сторону (до 9— 10), утром в кислую. Зимой чаще отмечают только повышение количества диоксида углерода, особенно в зимовальных прудах, из-за большой плотности посадки рыб. Все эти изменения оказывают отрицательное воздействие на рыб: прямое токсическое — высоких концентраций или косвенное — за счет нарушения газового режима.
Токсические концентрации диоксида углерода для карповых рыб (карпа, толстолобика и др.) составляют около 200 г/м3, для форели — 120-140 г/м3, для линя — 400 г/м3. В прудах содержание диоксида углерода не должно превышать 30 г/м3.
Суточные колебания содержания диоксида углерода, кислорода и рН хотя и не вызывают массовой гибели рыб, но сильно влияют на потребление и усвоение рыбами корма, замедляют их рост. В зимовальных прудах увеличение количества диоксида углерода приводит к беспокойству и движению рыб, а следовательно, к преждевременному их исхуданию и поражению эктопаразитами.
Сероводород и метан. В природных водах сероводород и метан образуются главным образом при разложении органических веществ. Сероводород встречается также в воде глубоких артезианских скважин, нередко используемых для водоснабжения рыбохозяйственных водоемов. Однако их наличие в рыбоводных прудах чаще является показателем сильного органического загрязнения. Сероводород, накапливаясь в природных слоях прудов, быстро окисляется и создает в них бескислородные зоны, а также является сильнотоксичным веществом для рыб. Метан, хотя и менее ядовит, тоже свидетельствует о повышенном загрязнении водоема клетчаткой и проявляется при ее гниении.
В водоемах, где образуются сероводород и метан, часто наблюдаются летние и особенно зимние заморы рыб. Наличие даже следов сероводорода свидетельствует об антисанитарном состоянии рыбоводных прудов и других емкостей. Поэтому в рыбохозяйственных водоемах сероводород должен отсутствовать. Для частичного удаления сероводорода и метана эффективна аэрация воды, а для предотвращения их появления необходима очистка водоемов от загрязнений (иловых отложений, органических веществ и т. д.).
Солевой состав воды. Под солевым составом воды понимают совокупность растворенных в ней минеральных и органических соединений. В зависимости от количества растворенных солей различают воду пресную (до 0,5 %о) (%о — промилле — содержание солей в г/л воды), солоноватую (0,5-16,0 %о), морскую (16—47 %о) и пересоленную (более 47 %о). Морская вода содержит в основном хлориды, а пресная — карбонаты и сульфаты. Поэтому пресная вода бывает жесткой и мягкой. Слишком опресненные, так же как и пересоленные, водоемы малопродуктивны. Соленость воды — один из основных факторов, обусловливающих обитание рыб. Одни рыбы живут только в пресной воде (пресноводные), другие — в морской (морские). Проходные рыбы сменяют морскую воду на пресную и наоборот. Осолонение или опреснение вод обычно сопровождается изменением состава ихтиофауны, кормовой базы, а нередко приводит к изменению всего биоценоза водоема.
В воде водоемов содержатся практически все химические элементы, но только немногие из них, так называемые биогенные, присутствуют в больших количествах. Остальные являются микроэлементами. Определенные концентрации и правильное соотношение этих элементов играют важную положительную роль в жизни водоемов. Биогенные элементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, кремний, железо) напрямую способствуют развитию фитопланктона, а косвенно — животных (планктонных и бентосных), служащих пищей для рыб. Фосфор, кальций, натрий, калий, хлор, железо и другие элементы, проникая через жабры, кожу и слизистые оболочки в организм рыб, включаются в обмен веществ и тем самым улучшают их рост и развитие.
Однако слишком большое поступление в водоем биогенп ых элементов и других минеральных солей может принести большой вред, вплоть до отравления рыб, и поэтому рассматривается как загрязнение водоемов. Для оценки качества воды по ее химическому составу применяют как общие (жесткость, рН, окисляемость), так и специфические гидрохимические показатели: азот аммонийный, нит- ритный, нитратный, хлориды, сульфаты и др. (см. табл. 1).
Жесткость воды. Под жесткостью воды понимают общее содержание растворенных солей кальция, магния и других щелочноземельных металлов. В воде рыбохозяйственных водоемов содержатся в основном бикарбонат-карбонатные соли кальция и магния и в
5В меньшем количестве их сульфаты и хлориды. В водоемы они поступают в результате вымывания из почвы и образования в процессе биохимического разложения органических веществ.
Различают жесткость общую, устранимую (или карбонатную) и постоянную. Общая жесткость — это общее содержание в воде всех солей щелочноземельных металлов. Устранимая жесткость обусловлена наличием бикарбонатов кальция и магния, которые при кипячении воды выпадают в осадок. Постоянная жесткость — это жесткость, сохраняющаяся после кипячения воды и зависящая от содержания в воде сульфатов, хлоридов, фосфатов и других солей кальция и магния.
Жесткость воды чаще выражают в миллиграмм-эквивалентах кальция и магния в литре воды или в немецких градусах. Один мил- лиграмм-эквивалент жесткости равен содержанию 20,04 мг/л кальция или 12,15 мг/л магния, а один немецкий градус соответствует 10 мг СаО/л воды. Для пересчета 1 мг • экв. в немецкие градусы полученный результат умножают на коэффициент 2,8.
По жесткости различают следующие типы воды: мягкая — 4 мг • экв/л, среднежесткая — 4-8 мг ■ экв/л, жесткая — 8- 12 мг • экв/л. Для пресноводных рыб благоприятна мягкая и средне- жесткая вода.
Санитарно-зоогигиеническое значение жесткости заключается в том, что она отражает степень минерализации воды, характеризует течение биохимического разложения органических веществ и ее буферные свойства. Мягкая вода обычно более кислая, а жесткая — щелочная. Повышение жесткости часто связано с обогащением воды диоксидом углерода, который образуется в результате минерализации органических веществ, загрязняющих водоем. Соли кальция и магния регулируют буферные свойства воды, связывают многие токсические вещества (соли тяжелых металлов и др.), переводят их в нерастворимые осадки, а также положительно влияют на резистентность организма рыб к некоторым болезням и токсикозам. Слишком мягкая вода нежелательна для рыбоводных целей потому, что из-за недостатка в ней солей кальция, магния и других рыбы недополучают эти биогенные элементы через воду и их необходимо компенсировать добавлением извести в корма. Особенно важно соблюдать нормативы жесткости для лососевых рыб и в хозяйствах, где используют искусственные корма. Кроме того, слишком мягкая, малозабуференная вода имеет неустойчивую реакцию среды (рН), а попадающие в нее минеральные стоки более токсичны, чем в жесткой.
Активная реакция воды (рН). Показатель концентрации водородных ионов (рН) отражает буферное состояние воды, ее кислотность или щелочность и является одним из важнейших абиотических факторов внешней среды.
В воде рН регулируется соотношением водородных и гидро- ксильных ионов, а также буферной бикарбонат-карбонатной системой. При повышенном содержании в воде водородных ионов и свободного диоксида углерода происходит закисление воды, а при накоплении гидроксильных ионов и гидрокарбонат-ионов — ее за- щелачивание.
На буферную емкость воды влияют также растворимые бораты, силикаты, фосфаты и в меньшей степени органические амины, аммиак и др. Пресные воды в отличие от морских, где рН относительно стабилен (7,5-8,5), характеризуются неустойчивой реакцией среды, и, следовательно, пресноводные рыбы более приспособлены к колебаниям рН, чем морские. Это связано с разнообразными факторами: характером почв ложа и водосборной площади, фотосинтезом водных растений, содержанием органических веществ, а также поступлением в водоемы различных загрязнений.
Природными источниками закисления воды могут быть избыточное накопление диоксида углерода при активном разложении органических веществ, поступление стоков болотных вод, содержащих много органических кислот, а также разложение железистых вод. рН болотных и железистых вод менее 4,0. Низкие значения рН наблюдаются весной в период таяния снега. Резкие суточные колебания рН отмечаются летом во время «цветения» воды. В последние 15-20 лет отмечаются изменения рН воды открытых водоемов в результате антропогенного загрязнения их сточными водами различных предприятий, а также выпадания с атмосферными осадками дымовых выбросов (кислотные дожди), содержащих нитраты, хлориды и др.
Дата добавления: 2016-06-24; просмотров: 696;