Биоэкологические основы рационального использования биоресурсного потенциала искусственных водоёмов Кабардино-Балкарской Республики Кожаева Джульетта Каральбиевна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы. биоэкологические основы рационального использования приёмов повышения биоресурсного потенциала искусственных водоёмов

1.1. Биологические основы увеличения биоресурсов искусственных водоёмов 15

1.2. Эколого-физиологическое значение минеральных удобрений в формировании биологических ресурсов искусственных водоёмов 27

1.3. Нектонное сообщество (семейства Cyprinidae) и ее влияние на биологические ресурсы искусственных водоёмов

42

Глава II. Материалы и методика исследований 59

Глава III. Результаты собственных исследований 69

3.1 Эколого-гидрохимическая характеристика искусственных водоёмов республики 69

3.2. Почвенные факторы и их роль в интенсификации продуцирующей способности искусственных водоёмов 78

3.3. Биоэкологические методы интенсификации рыбоводных искусственных водоёмов

3.3.1. Влияние эколого-морфометрических параметров на биопродуктивность искусственных водоёмов 87

3.3.2. Содержание биогенных элементов 96

3.3.3. Влияние синэкологических факторов внешней среды на формирование биоресурсов искусственных водоёмов 101

3.4. Биологические ресурсы Черекского водохранилища 114

3.4.1. Первичная продукция искусственных водоёмов 116

3.4.2. Общая численность и распределение микроорганизмов в воде и донных отложениях Черекского водохранилища 118

3.4.2.1. Основные формы и биомасса микроорганизмов в искусственных водоёмах 126

3.4.3. Формирование структуры сообществ фитопланктона в искусственных водоёмах 133

3.4.3.1. Роль минеральных удобрений в формировании структуры фитопланктона в рыбоводных прудах Кабардино-Балкарии 141

3.4.4. Биоэкологические аспекты влияния минеральных удобрений на биологические ресурсы искусственных водоёмов 149

3.4.5. Влияние интенсификационных мероприятий на рост нектона и биопродуктивность искусственных водоёмов 152

3.4.6. Зоопланктон и зообентос искусственных водоёмов 169

3.4.6.1. Формирование зоопланктона и зообентоса в

искусственных

водоёмах 170

3.5. Поликультура и фитопланктон искусственных водоёмов 202

3.5.1. Поликультура и зоопланктон 208

3.5.2. Поликультура как метод интенсификации повышения 214 биоресурсов искусственных водоёмов .

3.5.3. Эффективность использования консументов 1-го порядка как средства поликультуры 225

3.5.4. Поликультура с преобладанием растительноядных рыб 235

3.5.5. Экологические основы использования карпом

трофической цепи при интенсивном

выращивании 240

Заключение 260

Выводы 272

Рекомендации производству 275

Список литературы

• Эколого-физиологическое значение минеральных удобрений в формировании биологических ресурсов искусственных водоёмов
• Биоэкологические методы интенсификации рыбоводных искусственных водоёмов
• Основные формы и биомасса микроорганизмов в искусственных водоёмах
• Поликультура как метод интенсификации повышения 214 биоресурсов искусственных водоёмов

Введение к работе

Актуальность темы. Кабардино-Балкарский регион имеет значительный водный фонд для развития аквакультуры. Он отнесён к V рыбохозяйственной зоне, однако, отличается специфическими эколого-фенологическими условиями, не соответствующими стандартам данной зоны, в связи с чем вопрос рациональной оценки и использования водоёмов для увеличения биологических ресурсов требует анализа и является весьма актуальным.

Для разработки приёмов управления биологическими процессами с целью улучшения качества воды и повышения биоресурсного потенциала водоёмов Кабардино-Балкарской Республики необходимо разработать отсутствующие в настоящее время рекомендации, в которых предусматривается комплексная оценка гидробиологических и гидрохимических параметров водоёмов. Недостаточная изученность водоёмов, применение узкоспецифичной технологии выращивания рыб (монокультура) в совокупности с другими факторами определяют низкую рыбопродуктивность прудов. Этим определяется необходимость изучения биологических основ рационального использования биоресурсного потенциала искусственных водоёмов Кабардино-Балкарской Республики. Исследования показали, что разведение карпа в условиях монокультуры приводит к недоиспользованию трофических ресурсов водоёмов: фитопланктона (пиро-фитовые – Pyrrophyta, динофитовые – Dinophytina, и криптофитовые – Cryptophytina), а также зоопланктона (Copepoda и Cladocera) и макрофитов. Вместе с тем, выращивание в поликультуре с карпом растительноядных рыб – система, основанная на более эффективном (на 10–12%) использовании трофической базы искусственных водоёмов.

Однако процессы в экологической системе пруда при поликультуре имеют специфичность и недостаточно изучены. Исследования в этом направлении позволяют усовершенствовать технологию поликультуры, биотехника которой должна быть ориентирована как на рыб, зообентофилов, так и на фитофилов.

Одним из путей увеличения производства рыбной продукции в регионе является освоение Черекского водохранилища. Определение биологических процессов, протекающих в огромном водном массиве, прогнозирование биопродукции и управление трофической базой водоёма является весьма актуальной задачей.

В связи с этим недостаточная изученность указанных показателей, необходимость разработки современной методики объективной оценки природных качеств искусственных водоёмов для их рационального использования в развитии аквакультуры региона определили выбор темы исследований.

Степень её разработанности.

Биологические приёмы реконструкции аквакультурного производства направленные на разработку экологических основ применительно к конкретным условиям были развёрнуты широкие биологические исследования под руководством (Кирпичников, В.С., 1974; Киселёва, А.И., 1956; Коршиков, О.А., 1953; Лавровский, В.В., 1987; Ляхнович, В.П., 1964; Мартышев, Ф.Г., 1961; Мос-кул, Г.А., 1995; Никольский, Г.В., 1944; Привезенцев, Ю.А., 2000; Суховерхов, Ф.М., 1963; Скляров, В.Я., 1999) и других учёных – ихтиологов.

Из современных биологов, чьи труды имеют теоретическое и практическое значение в вопросах развития аквакультурного комплекса следует выделить (Власов, В.А., 1989; Казанчева, Л.А.,2004; Катасонов, В.Я., Крылов, А.В., 2008; 1979; Харитонова, Н.Н., 1975; Черфас, Б.И., 1980; Шерман, И.М., 1999; Щербина, М.А., 1992).

Несмотря на растущую актуальность совершенствования биологических основ выращивания семейства карповых в определённой экологической обстановке отсутствуют рекомендации, в которых предусматривались факторы, и в частности, гидробиологического, биоэкологического и биогидрологического характера.

Всё это явилось обоснованием темы и направлений наших исследований.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в том, чтобы на основе комплексных исследований биоэкологических параметров водоёмов региона разработать приёмы рационального использования разных трофических уровней биоценозов для повышения биоресурсного потенциала водных экосистем и развития пресноводной аквакультуры в Кабардино-Балкарской Республике.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить современное состояние биоресурсов искусственных водоёмов региона с учетом морфометрических показателей и зональных особенностей.

Установить влияние зональных особенностей водоёмов на гидрохимические и гидробиологические показатели.

Изучить зависимость биопродуктивности водоёмов от различных факторов.

Раскрыть влияние интенсификационных мероприятий (внесение удобрений, изменение плотности посадки рыб) на изменение биологических ресурсов искусственных водоёмов и выход полезной продукции.

Изучить видовой состав и биологическое состояние ихтиофауны, выяснить биоэкологические возможности вселения в искусственные водоёмы «перспективных» видов.

Определить пригодность Черекского водохранилища для развития аква-культуры;

Разработать методы направленного формирования ихтиофауны и пути повышения эффективности использования биоресурсного потенциала водоёмов.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях республики изучен биоресурсный потенциал водоёмов, пригодных для аквакультуры; предложены новые экологические направления и методы ведения товарного рыбоводства.

Раскрыта биоэкологическая роль интенсификационных мероприятий в формировании экосистемы искусственных водоёмов, увеличении естественной и общей биопродуктивности, характера адаптационных связей прудовых рыб со средой на всех этапах онтогенеза, необходимость совершенствования существующих, и разработки новых технологических мероприятий.

На большом и многоплановом материале, с учетом уровня интенсификации, определена пригодность искусственных водоёмов республики для выра-4

щивания биологической продукции, установлена расходная часть водного баланса на единицу выращенной аквакультуры; определены оптимальные глубины прудов и водообмен для каждой зоны.

Предложена экологическая многобальная система оценки естественной продуктивности искусственных водоёмов, которая позволяет прогнозировать общую биопродуктивность при их интенсификации.

Полученные результаты позволили сформулировать теоретически и практически обоснованные методические положения, позволяющие усовершенствовать основы производства аквакультурного сообщества, имеющей конечной целью повышение биоресурсного потенциала искусственных водоёмов.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Разработанная биоэкологическая система оценки эксплуатируемых искусственных водоёмов позволяет объективно определить их природную ценность и выявить возможность увеличения их биологической продуктивности, обоснованно проводить интенсификационные мероприятия, направленные на увеличение биологических ресурсов водоёмов.

Оценка нагульных искусственных водоёмов по разработанной системе позволила установить оптимальную плотность посадки в зональном аспекте.

В результате исследований многочисленных популяций карповых рыб, нами решены вопросы районирования объектов поликультуры, которые могут быть положены в основу методологии разработки теории биопродуктивного прогнозирования водных экосистем в разных эколого-фенологических зонах.

На основании экспериментальных данных установлено, что интенсифика-ционные мероприятия могут быть направлены, прежде всего, на улучшение среды выращивания рыбы, повышение биологических ресурсов водоёмов.

Полученные нами результаты позволили сконцентрировать усилия многих организаций для разработки комплексной целевой программы «Пруд», касающейся проблем рыбоводства в республике.

Практическая реализация разработанной программы «Пруд» предусматривает интенсификацию прудового рыбоводства, совершенствование биотехники выращивания высококачественной товарной рыбы и повышение биологических ресурсов водоёмов на 20-30%.

Результаты наших исследований используются в учебном процессе по дисциплинам «Этология животных», «Экология рыб» и «Ветеринарно-санитарная экспертиза рыбной продукции», при подготовке и переподготовке кадров по специальности 11.04.01 «Зооинженер», а также легли в основу разработанных нами рекомендательных документов: 1. «Растительноядные рыбы и их влияние на биологические ресурсы водоёмов Кабардино-Балкарской Республики», 2005; 60 с. 2. «Рекомендации по повышению и использованию биологических ресурсов водоёмов Кабардино-Балкарской Республики», 2006; 65 с., также при издании монографии «Биолого-экологическая характеристика пресных водоёмов Кабардино-Балкарской Республики», 2011; 319 с.

Методология и методы исследования. Методологической основой являлась совокупность методов применяемых в биологической науке по теме диссертационной работы с использованием как современных, так, и классических

методов исследования (гидрохимические, гидробиологические, гидрологические, биогидроценологические, экологические, биохимические, зоотехнические и статистические) с использованием различных видов анализаторов нового поколения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Морфометрическая характеристика и особенности формирования биоресурсного потенциала искусственных водоёмов в зональном аспекте (синэколо-гия, гидробиология).

2. Биологические ресурсы водоёмов: бактериопланктон, фитопланктон, зоопланктон, зообентос (таксономический состав, видовое разнообразие).

3. Гидробиологические показатели Черекского водохранилища (биотический баланс).

4. Влияние интенсификационных мероприятий на формирование биологических ресурсов искусственных водоёмов (биологический расчёт, коэффициент продуктивности).

5. Бонитировка искусственных водоёмов (пригодность для развития аква-культуры).

6. Степень использования трофической цепи ихтиофауной.

7. Видовой состав и структура фаунистических комплексов.

8. Поликультура и её влияние на биологические ресурсы искусственных водоёмов

Апробация работы. Результаты проведённых биоэкологических исследований, выводы и предложения производству доложены и одобрены на:

V-ой конференции молодых ученых РАН, Нальчик, 2005;

Научно-практической конференции «Современное развитие АПК», г. Ульяновск, 2005;

Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа», Теберда, 2005;

Международной научно-практической конференции «Естественные и технические науки», Москва, 2006, 2007;

1-ой Всероссийской научно-производственной конференции, г. Черкесск, 2006;

VIII-ой конференции молодых ученых. РАН, Нальчик, 2008;

Международной научно-практической конференции «Научные основы повышения продуктивности животных», Краснодар, 2008;

VI-ой Международной научно-практической конференции, г. Барнаул, 2011;

Межвузовской научно-практической конференции, посвященной 70-летию первого ректора КБГСХА Б.Х. Фиапшева, Нальчик, 2011;

Международной научно-практической конференции, г. Грозный, 2011;

Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции», г. Владикавказ, 2012;

Международной научно-практической конференции посвящённой 100 летию Саратовского ГАУ, г. Саратов, 2013.

Публикация результатов исследований. Опубликовано всего 82, по теме диссертации 61 печатных работ, в том числе 1 монография, 24 работ в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 методические рекомендации производству, 3 учебных пособия.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 322 страницах компьютерного текста, состоит из введения, трёх глав (включающих: общую характеристику работы, теоретическое обоснование, материал и методики исследования), результатов исследований и их обсуждение, выводов, практических предложений производству, списка литературы и приложений; включает 53 таблицы, 29 рисунков, 1 схему, список литературы, включает 390 источника, в том числе 94 на иностранных языках.

Работа выполнена в рамках межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК РФ на 2000-2020 гг. и в соответствии с плановой тематикой НИР ФГОУ ВО «Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В.М. Кокова» «Разработка биоэкологических нормативов и внедрение рекомендаций по совершенствованию биоэкологии аква-культурного производства» (№ государственной регистрации – 01870000219).

Эколого-физиологическое значение минеральных удобрений в формировании биологических ресурсов искусственных водоёмов

Чем интенсивнее илообразование, чем ярче выражен положительный баланс органических веществ в искусственных водоёмах, тем относительно ниже воспроизводство хозяйственно-ценных организмов. Задача же увеличения биологической продуктивности должна заключаться в том, чтобы не допускать накопления и бесполезной траты в искусственном водоёме органического вещества и указывать пути переключения процесса на образование хозяйственно ценных организмов [24, 45, 51, 88].

Таким образом, если мы не хотим стать на путь трактовки продуктивности как самоцель, со всеми отсюда вытекающими последствиями, то остается, лишь другой путь – путь признания за ней проблемы, связанной с выходом из водоёма хозяйственно-значимых объектов рыбоводства и растительного происхождения.

Биологическая продуктивность водоёмов, как всякая теория, неразрывно связана с рядом понятий, которые её в известной мере определяют наиболее общим понятием, является продуктивность водоемов

В основе жизни – обмене веществ – заключено свойство живого, образовывать единство организмов с условиями их существования. Воспроизводство хозяйственно-ценных организмов неразрывно связано с этим единством. Ценные для нас организмы, воспроизводя себя из условий среды, в то же время сами меняют условия своего существования. Этим самым воспроизводство биологического продукта ничем не отличается от развития любого животного и растения. И подобно им в единстве организмов одного вида с условиями существования, создаются условия существования для других видов, в том числе и для других хозяйственно ценных организмов

Способность водоёмов удовлетворять потребности хозяйственно-ценных организмов при их наличии в водоёме выступает, как свойство водоёмов к воспроизводству характерных для них биологических продуктов. Это и определяется нами как продуктивность водоёмов [95, 114, 130, 222,

Основная задача увеличения биологической продуктивности – находить пути влияния на хозяйственно-ценные организмы, а отсюда и на весь процесс воспроизводства через изменение условий существования. При этом воздействии никогда нельзя забывать, что единство организма и условий существования образуемого одним видом, служит условием существования для других видов. В этом – многогранность и сложность процесса воспроизводства нужных нам организмов [84, 154, 171, 315, 317, 341, 345]. Мы, [41, 219], считаем, что для вида столь же характерны морфологические признаки, как и его биология. Для вида типичны определённые биологические отношения, меняющиеся лишь в пределах уровня условий, к которым он приспособлен. Человек в своей практической деятельности и должен ставить организм того или иного вида на такой уровень, который давал бы наибольший выход продукции. Анализ с этих позиций видовой приспособленности чрезвычайно важен, как дающий ключ к практическому воздействию на выход продукции.

В литературе уже отмечалось наличие компенсации роста у рыб [256, 288, 295,]. Природа этой компенсации была не ясна до рассмотрения [43] роста, как адаптации. Поскольку рост – явление приспособительное, результат определенных отношений, то раскрытием этих отношений приобретается возможность управления ростом. Вероятнее всего, что изменение роста будет по-разному отражаться на смешении сроков достижения половой зрелости и плодовитости. Всё будет зависеть от формы отношений, вызывающих изменение роста. Мы считаем, что изменение роста хотя и направлено всегда к обеспечению существования вида, но является приспособлением, выработавшимся в силу ряда причин. Авторы [218, 295, 296, 300, 301] отмечают, что вид реагирует на худшую обеспеченность кормовыми условиями замедлением роста своих особей, удлинением срока полового созревания и уменьшением плодовитости. Через последнее уменьшается величина пополнения стада, уменьшается численность вида. Несомненно, такой тип саморегулировки численности у рыб существует. Он неизбежен, так как уменьшение потребления пищи не может не отразиться на величине плодовитости рыб. Здесь в связи с климатическими особенностями должна быть приспособленность к существованию вида в условиях замедленного темпа оборачиваемости трофической базы. У северных форм или обитателей холодных горных рек и ручьёв при перемещении рыб в иные климатические условия, очевидно, процесс должен идти в противоположном направлении. Должна наступать ранняя половозрелость, отсюда замедление роста, но плодовитость одноразмерных групп по сравнению с обитателями холодных вод не должна уменьшаться.

Таким образом, группа этих рыб будет образовывать стадо из малорослых особей, но с высокой численностью.

Таковы, по существу, лишь общие тенденции динамики вида для вскрытия динамики численности, представляющие, несомненно, большой интерес типы нерестовых популяций, [210]. Эти типы являются выражением адаптации к условиям нереста, а через это и к регулировке численности стада. Говоря о динамике численности вида, мы его не отождествляем с колебаниями численности. Последнее может происходить в силу различных, чисто местных причин [162, 164, 250, 279, 357, 373].

Биоэкологические методы интенсификации рыбоводных искусственных водоёмов

Общее количество удобрений определяли умножением количества удобрений (в мг/л) на объём водоёма.

Ориентировочно норма внесения фосфорных удобрений от 15 до 20 кг Р2О5 на 1 га, азотных – применяли из расчёта поддержания концентрации 2 мг чистого азота на 1 м3 воды, т.е. вносили 2 г азота.

Известно, что на рост рыб влияют как абиотические, так и биотические факторы. Поэтому в поставленных опытах изучали температурный, гидрологический режим, гидрохимические показатели, проводили исследования трофической базы. Температуру воды измеряли три раза в сутки – в 7, 13 и 19 часов. Ежедневно определяли уровень воды в водоёмах; при снижении уровня усиливали подачу воды. Химические анализы воды проводили по общепринятым в ихтиологической практике методикам [26, 123, 125, 208]. На общий химический анализ воду отбирали два раза в месяц; гидрохимические показатели – содержание растворенного в воде кислорода, водородный показатель среды (рН) – определяли один – два раза в неделю: содержание в воде растворенных органических веществ и биогенов и неорганических соединений – один раз в две недели.

Изучение общего числа микроорганизмов определяли по методу [72, 78, 146, 243, 244], (метод основан на учёте изменений численности бактерий за определённый отрезок времени).

Интенсивность фотосинтеза измеряли с помощью метода склянок (кислородная модификация) при экспозиции 24 часа [19, 29, 50, 273]. Для исследования трофической базы водоёмов два раза в месяц отбирали пробы бактерио-фито-зоопланктона и зообентоса, как правило, в первой половине дня, поскольку данные отбора проб в это время отвечали среднесуточному

Отбор проб и обработку фитопланктона осуществляли осадочным методом [144, 150, 168, 195]. При изучении качественного состава планктонных водорослей использованы определители [10, 23, 34, 35, 177, 242]. Количественную обработку проводили счётным методом. Биомассу определяли на основании измерения организмов и приравнивания их объём к объёму соответствующей геометрической фигуры или исходя из индивидуальных масс отдельных видов водорослей [73, 144, 186, 191, 195, 236, 263, 293]. Отбор проб зоопланктона проводили по методу [144]. В качестве планктонной сетки использовали капроновое сито № 76. При обработке проб учитывали качественный и количественный состав организмов. Определение вели по [33, 84, 177, 178, 202, 374, 375]. При подсчёте биомассы зоопланктона использовали таблицы индивидуальных масс организмов [35, 244, 245, 297]. Сбор донных организмов проводили цилиндрическим и ковшовым дночерпателем системы Экмана-Берджа. После разбора организмов по группам, донных животных просчитывали и взвешивали на торсионных весах. Видовую принадлежность зообентоса определяли по [31, 33, 36, 37, 50, 78, 112, 222, 236, 274].

Исследования питания рыб проводили методом индивидуальной обработки кишечников по методикам, предложенным [30, 32, 34, 36, 158, 165, 199], а также методикам, описанным в «Руководстве по изучению питания рыб в естественных условиях» [97, 217]. При определении видового состава организмов были использованы определители, предложенные разными авторами для определения различных гидробионтов (описаны выше). Интенсивность питания рыб вычисляли при помощи общих и частных индексов наполнения кишечников, выраженных в продецимиллях [29, 36, Исследования суточного ритма питания и суточного рациона в полевых условиях проводили по методам [15, 44, 55, 56, 59, 67, 73, 75, 97, 221, 279, 280, 281, 295]. Кроме того, были поставлены специальные лабораторные опыты. Определение 37]. сходства состава пищи по [290, 291] проводили при помощи индексов пищевого сходства.

Темп роста рыб на протяжении вегетационного сезона изучали два раза в месяц путём проведения контрольных обловов, при этом определяли весовые и линейные показатели рыб [17, 41, 66, 75, 104]. Определение относительной скорости роста рыб проводили по формуле экспоненциального роста, предложенной [285] и модифицированной [206]. Упитанность рыб определяли по Фультону. Выращивание товарной рыбы проводили в монокультуре и совместно с карпом и растительноядными видами рыб при соотношении карп – гибриды – растительноядные 5:2:1 или только с карпом при соотношении 3:1. Плотность посадки – от 3 до 160 тыс. экз./га [13, 16] (Сб. нтд. 1986). Выяснение закономерностей продукционных процессов на всех трофических уровнях и степень обеспеченности, пищей различных гидробионтов водоёма, включая рыб, проводили расчетным методом [45] на основании данных по биомассе гидробионтов различных трофических уровней, их рационам, качественному и количественному составу трофи рыб [14].

Данные, полученные в результате исследований, подвергали вариационно-статистической обработке [187, 224]. На их основе составлены уравнения, решение которых позволило установить определённые закономерности.

В связи с тем, что экспериментальная работа проводилась по разделам, методика которых разная, в данной главе представлено общее направление. Более подробная методика проведения исследований и опытов описана в соответствующих разделах.

Основные формы и биомасса микроорганизмов в искусственных водоёмах

При оценке воды как фактора биопродуктивности следует исходить из того, что она должна обладать физическими и химическими качествами, которые способны обеспечивать условия для существования рыб и протекания её разнообразных жизненных процессов.

К водным факторам относятся её качественные (физиологические и химические) и количественные (гидроэкологические) показатели. В данном разделе мы рассматриваем роль качества воды в продукционно-биологических процессах водоёма.

Часть питательных элементов воды карповых водоёмов получают из почвы водоёмов, другая часть образуется в результате протекания круговорота веществ в самой воде. Однако в воде заполняющей водоём и пополняющей его в течение лета, биогенов может содержаться больше или меньше. Это обстоятельство оказывает значительное влияние на рост рыб. Несмотря на то, что территория республики невелика, всегда питающая водоёмы отдельных рыбоводных хозяйств или группы водоёмов одного хозяйства, характеризуются неодинаковыми качественными показателями

Содержание в воде различных веществ оказывает непосредственное воздействие не только на рыб, но и на всю флору и фауну водоёмов. Так биогенные элементы и другие соединения, в обычных количествах не оказывают непосредственного влияния на существование рыб. Они лимитируют интенсивность развития и роста различных гидробионтов трофической цепи, обуславливают обилие или бедность трофической базы, а тем самым и биопродуктивности водоёмов.

Биогенные элементы, химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнедеятельности.

Содержание биогенных элементов в водоёмах было неодинаковым. Азот и фосфор относятся к биогенным элементам. Само название этих элементов говорит об их важности. При недостатке азота и фосфора замедляется рост. Однако их избыток свидетельствует о загрязнении водоёмов. Азотистые соединения отлагаются в прудовом иле и служат удобрением для подводных и надводных растений.

Количество азота в водоёмах ежегодно пополняется. Он поступает со стоками вод с водосборных площадей в виде минеральных солей и неразложившихся органических остатков.

Значительную роль в пополнении азота играют бактерии – азотофиксаторы, развивающиеся в верхних слоях ила. Эти бактерии усваивают газообразный азот, образуют из него соли и обеспечивают пищей фитопланктон.

Почва ложа водоёма и прудовый ил, пока он молод, по мере его накопления являются своеобразной «лабораторией», создающей питательные вещества для развития жизненных процессов в водоёмах. От интенсивности работы в этой «лаборатории» бактерий, поставляющих в воду азот и фосфор, зависит биопродуктивность водоёма (таблица 10).

Фосфор, определяемый обычно в соединении с кислородом, является важнейшим элементом. Он потребляется растительными организмами вместе с азотом и входит в состав растительного белка, усваиваемого гидробионтами.

В воде фосфор содержится в виде солей фосфорной кислоты и органических соединений. Основным источником пополнения фосфора в прудах является сток воды с удобренных полей водосборной площади.

Как видно из данных таблицы 10, общее содержание соединений азота в водоёмах резко колеблется – от десятых долей до 2–3 мг/л. Во многих случаях повышенное содержание общего азота связано с наличием в воде азотной кислоты (нитратов) минерального происхождения.

При содержании в воде нитратов до 0,6–1 мг/л хорошо развиваются сине-зелёные водоросли, а при содержании выше 2 мг/л интенсивно развиваются зелёные, в частности, протококковые водоросли, наиболее желательные в водоёмах.

По концентрации органических веществ и минерального фосфора рыбоводные зоны отличаются между собой (рисунок 4). Во всех рыбоводных зонах республики отмечено увеличение концентрации органических веществ и минерального фосфора от весны к осени, за исключением минерального фосфора в IV эколого-фенологической зоне. Такой характер изменения концентрации биогенных элементов отмечается в связи с интенсивностью поступления в летний период биогенов органического происхождения и сравнительно высоким притоком их в июне – июле с поступающей в водоём с водой. Наиболее высокая концентрация азота и фосфора отмечается в V эколого-фенологической зоне.

Рассматривая в целом гидрохимический режим водоёмов, расположенных в разных зонах, можно отметить что, несмотря на разнообразные условия и в особенности формирования солевого состава, физико-химические параметры водоёмов характеризовались величинами, не выходящими за пределы нормативов, определяющих возможность ведения рыбоводных процессов. Исключением в этом плане являются водоёмы, расположенные в I эколого-фенологической зоне. Наличие большого количества дней с температурой +10оС, отрицательно сказывалось на росте ихтиофауны, их выживаемости и биологической продуктивности водоёмов.

Поликультура как метод интенсификации повышения 214 биоресурсов искусственных водоёмов

Систематический учёт плёночных агрегатов в воде голубых озёр проводили на протяжении 12 лет. Оказалось, что их количество в пробах воды голубых озёр колебалось от 0,004 до 0,028, составив в среднем 0,011 млн./мл. Близким было их содержание в воде Голубого озера Цериккель 0,014 при колебаниях от 0,004 до 0,022 млн./мл.

Во всех водоёмах низкая концентрация этих микроколоний (0,004-0,021 млн./мл) отмечена в зимнее время, более высокая (0,028-0,011) в остальные периоды.

Определение численности плёночных образований в исследованных водоёмах не дало однозначных результатов (таблица 16).

Так, по наблюдениям в Голубых озёрах Цериккель, Кель-Катчхен, Верхнее озеро, количество плёночных агрегатов на пелагических участках было в 2,0-22,5 раза выше, чем на литоральных, в озёрах Кель-Катчхен, Верхнее озеро - одинаковое. Однако в количественном отношении (млн./мл) различия между указанными биотами практически во всех водоёмах отсутствовали.

Оценка степени агрегированости бактерий на различных водоёмах (поверхность 1,5 и 20 м), проведенная в марте показала, что прикреплённые бактерии соответственно составили 15,32 и 8%, т.е. максимум был отмечен на среднем горизонте. Здесь же наблюдалось наибольшее относительное содержание плёночных образований. Плёночные агрегаты в воде озера Цериккель составили соответственно 57,52 и 60% от общего удержания частиц взвеси (таблица 16). Количество бактерий, прикреплённых к ним, равно 0,014, 3,23 и 0,82 млн./мл, или 43– 49% от числа бактерий на взвеси.

В среднем за исследуемый период количество сложных образований в озёрах Цериккель, Кель-Катчхен, Верхнее озеро было равно соответственно 0,003, 0,011 и 0,013 млн./мл или 17,34 и 20%. Бактерии, ассоциированные с этими образованиями, составили 27,49 и 32% от общего количества бактерий на частицах взвеси.

Наряду с плёночными образованиями сложными частицами в водоёмах I эколого-фенологической зоны были подсчитаны плотные микроскопические частицы детрита с бактериями. В озёрах Цериккель, Кель-Катчхен, их среднее количество равно 0,0033 и 0,0043 млн./мл, или 12,23 и 21% от общего количества частиц, взвеси в виде бактерий, ассоциированных с частицами детрита, составляли 12,10 и 15% от содержания на взвешенных частицах. Следует отметить, что в исследованных водоёмах плотные микроскопические частицы детрита отсутствовали в весенне-летний период. Максимальное их количество было отмечено зимой.

Анализ полученных материалов показал, что постоянными элементами структуры микробного сообщества водоёмов являются одиночные бактерии, бактерий плёночных и сложных образований, детритных частиц. Больше половины всех частиц взвеси составляли плёночные агрегаты (52–60%). Остальная масса взвешенных частиц была представлена сложными и детритными частицами. Размеры всех указанных образований превышали размеры одиночных бактериальных клеток в десятки раз. Этот факт необходимо принимать во внимание при оценке бактерий как важного звена трофической цепи водоёмов.

Биомасса микроорганизмов играет важную роль в трофических связях в водоёмах. Величина биомассы зависит от климатических и региональных особенностей водоёмов, количества и видового состава зоо- и фитопланктона, внесения минеральных удобрений, и плотности посадки рыб, скорости размножения и выедания бактерий, их численности и размеров.

При изучении микробиологического режима рыбоводных водоёмов, биомасса бактериопланктона и бактериобентоса устанавливалась по принятой в водной микробиологии методике, предусматривающей измерение и вычисление объема бактериальных клеток для водоёмов каждой эколого-фенологической зоны. Для расчётов сырой биомассы микроорганизмов, сконцентрированных на ультрамембранных фильтрах, использовался поправочный коэффициент.

В процессе исследований установлено, что в выростных водоёмах I-го порядка биомасса бактерий колебалась от 19 до 69,5 мг/л в воде и от 5,0 до 51.0 мг/г в донных отложениях, а в нагульных – соответственно от 5,6 до 18.1 мг/л и от 6,2 до 31,4 мг/г (таблица 17). В сезонной динамике биомассы отмечен один летний максимум, который для бактериопланктона 56% обследованных водоёмов приходился на июнь и 42% – на август, т.е. совпадал с периодом наиболее высоких температур. Аналогичная картина наблюдалась и в донных отложениях. Наибольшая величина биомассы бактериобентоса в 58 обследованных водоёмах обнаружена в июле и в 32-х – в августе. Чётких различий в биомассе бактерий между водоёмами (выростными и нагульными), удобрявшимися азотнофосфорными удобрениями с известкованием и контрольными не обнаружено. Это вероятно, связано с более интенсивным выеданием микроорганизмов зоопланктоном, развивающимся в больших количествах в опытных (удобрявшихся) водоёмах (рисунок 6 а, б, в).