Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1. Современное состояние товарного осетроводства в мире и России 11
1.2. Биологические особенности русского осетра 16
1.3. Методы товарного выращивания осетровых рыб, их преимущества и недостатки 22
1.4. Состояние аквакультуры в Египте 31
Глава 2. Материалы и методы исследований 39
2.1. Условия проведения экспериментов 40
2.2. Методы исследований 43
2.2.1. Методы изучения гидрохимического и температурного режимов 43
2.2.2. Методы изучения размерно-массовых показателей рыб 44
2.2.3. Методы подготовки и получения икры русского осетра 45
2.2.4. Методы оценки экономической эффективности 46
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение 48
3.1. Анализ качества воды различных источников Египта для выращивания осетровых рыб 48
3.2. Выращивание русского осетра на ранних этапах развития 52
3.2.1. Особенности перехода на активное питание личинок русского осетра в условиях УЗВ 53
3.2.2. Особенности роста и развития молоди русского осетра в УЗВ от массы 0,3 до 30 г 57
3.2.3. Сравнительная оценка рыбоводных показателей молоди русского осетра, выращиваемой в условиях замкнутого и прямоточного водообеспечения 60
3.3. Влияние температурного и гидрохимического режимов на рыбоводные показатели двухлетков русского осетра, выращенных в УЗВ, садках и прудах 64
3.3.1. Температурный и гидрохимический режимы 64
3.3.2. Корма и кормление годовиков русского осетра 67
3.3.3. Результаты выращивания двухлеток русского осетра в УЗВ, садках и прудах 69
3.4. Особенности выращивания трёхлетков русского осетра в прудах, садках и бассейнах УЗВ 71
3.4.1. Температурный и гидрохимический режимы 72
3.4.2. Рыбоводные показатели трёхлетков русского осетра 74
3.4.3. Химический состав мяса товарного русского осетра 78
3.5. Особенности работы с самками русского осетра с целью получения пищевой икры 80
3.5.1. Созревание самок русского осетра в УЗВ и садках 81
3.5.2. Получение икры от самок русского осетра 83
3.6. Расчёт экономической эффективности выращивания товарного русского осетра в УЗВ, прудах и садках 86
3.7. Рекомендации по организации осетровых рыбоводных хозяйств в Египте 90
Заключение 94
Выводы 98
Научно-практические рекомендации 101
Список используемой литературы 102
Список используемых сокращений 116
- Современное состояние товарного осетроводства в мире и России
- Состояние аквакультуры в Египте
- Сравнительная оценка рыбоводных показателей молоди русского осетра, выращиваемой в условиях замкнутого и прямоточного водообеспечения
- Рекомендации по организации осетровых рыбоводных хозяйств в Египте
Современное состояние товарного осетроводства в мире и России
На мировом уровне первые товарные осетровые рыбы из аквакультуры были зарегистрированы в ФАО в 1984 г. с объёмами производства 150 т (Harris, Shiraishi, 2018). К началу 2000-х гг. был отмечен быстрый рост товарного осетроводства (FAO, 2015). По экспертным оценкам, в 2011 г. общее производство продукции аквакультуры осетровых рыб достигло значений, превысивших максимальный промышленный вылов осетровых в 1977 г. более чем на 73 %, – 51,5 тыс. т. Рост объёмов товарной продукции осетровых рыб продолжался, и в 2015 г. был зафиксирован очередной пик с общим объёмом производства 102,5 тыс. т, что больше на 20 % по сравнению с 2014 г. и на 160 % – с 2010 г. (EUROFISH, 2017; Bronzi, Rosenthal, 2014). К 2016 г. общая мировая продукция аквакультуры осетровых рыб достигла 105 тыс. т (EUMOFA, 2018). В настоящее время товарным осетроводством занимаются более чем в 30 странах, в том числе за пределами естественного ареала осетровых, например, в Южной Америке (Bronzi et al., 2011).
Производство пищевой икры, произведённой в аквакультуре и появившейся на мировом рынке в 1990-х гг., также растёт из года в год. В 2008 г., по экспертным оценкам, мировое производство икры всех видов осетровых, которые были получены от рыб, выращенных примерно на 80 фермах из 16 стран, составляло около 110–120 т. К 2012 г. оценочная глобальная икра, произведённая в аквакультуре, составила более 260 т. Таким образом, значительное увеличение позволяло компенсировать отсутствие промысла осетровых. По данным EUMOFA (2018) и Harris, Shiraishi (2018), общее производство осетровой икры из аквакультуры было оценено в 290 т в 2014 и 340 т – в 2016 г.
Bronzi и Rosenthal (2014), Harris и Shiraishi (2018) приводят следующие данные: в 2016 г. из 27 известных исходных видов осетровых рыб в товарном осетроводстве использовались 22, из которых 12 оригинальных видов и 10 гибридных форм; в 48 странах мира аквакультурой осетровых рыб занимались более чем в 1986 рыбоводных хозяйствах. Во всём мире доминирующими видами в аквакультуре являются: сибирский осетр (Acipenser baerii), который в настоящее время выращивается в 22 странах с общим производством около 8800 т в год; русский осетр (Acipenser gueldenstaedtii) выращивается примерно в 16 странах; стерлядь (Acipenser ruthenus) культивируется в 15 странах; севрюга (Acipenser stellatus) – в 12 странах (Bronzi et al., 2011).
Из 48 стран, занимающихся товарным осетроводстовом, крупнейшими производителеми являются: Китай, Россия, Армения, Европейский союз, Иран, Соединённые Штаты Америки, Беларусь, Аргентина, Уругвай, Саудовская Аравия, Израиль и Азербайджан. В Европейском союзе крупнейшими производителями являются Италия, Германия, Болгария, Испания, Кипр, Франция и Польша (Бологов, 2003; EUMOFA, 2018).
В Египте до сих пор не занимаются выращиванием осетровых рыб, несмотря на то, что некоторые государства Ближнего Востока (Саудовская Аравия и Объединённые Арабские Эмираты) активно развивают товарное осетроводство и в настоящее время входят в число мировых производителей. Отсутствие осетровой аквакультуры в Египте может быть связано с несколькими причинами, наиболее важными из которых являются следующие: неготовность египетского правительства и инвесторов к риску вложения капитала в производство неизвестной культуры; в стране нет естественной распространённости осетровых; отсутствие специалистов, хорошо разбирающихся в биологических особенностях этих видов, что требует больше средств для успешного развития данного направления рыбоводства; отсутствие специалистов, которые смогут поднять и развивать товарное осетроводство.
Однако в последнее время правительство Египта начало развивать и модернизировать сектор аквакультуры путём внедрения новейших технологий, обучения за рубежом экспертов и технических специалистов, а также подготовки новых рыбоводов в ведущих в этой области вузах мира. Всё это увеличивает вероятность введения и разведения осетровых в Египте в течение следующих нескольких лет. Особенно серьёзно рассматривается возможность внедрения современных установок замкнутого водоснабжения (УЗВ) для разведения осетровых.
По данным ФАО (2015, 2017), в России производство осетровой продукции (мясо и икра) возросло более чем в восемь раз в 2015 г. по сравнению с 1995 г. и в 3,5 раза – в 2017 г. по сравнению с 1998 г. В 2015 г. доля осетровых, культивированных в России, в мировом производстве достигла 3,75 % – 3845 т (Сытова, 2017). В 2017 г. в стране получено 3871 т, что больше на 6,3 % по сравнению с предыдущим годом и более чем на 54 % по сравнению с 2006 г. В 2006 г. продукция из осетровых рыб, поставляемая на потребительский рынок, была представлена только из аквакультуры, в то время как раньше присутствовали рыбы, выловленные из естественной среды обитания (Сытова, 2017).
Статистические исследования по российской пищевой икре не ведутся, поэтому ориентировочная оценка общего годового выпуска продукции осуществляется на основе источников торговли. По данным Росрыболовства, на рынке представлена только легальная икра, полученная от выращенных рыб, «дикая» икра в принципе на рынке не может существовать. В настоящее время аквакультурное производство чёрной икры составляет почти 50 т в год (Росрыболовством сформирован реестр…, 2018). В России показано значительное увеличение производства чёрной икры за последние 10 лет. Так, в 2017 г. было получено 48,4 т – это на 9 % больше по сравнению с 2016 г. и более чем на 303 % по сравнению с 2007 г. (Росрыболовством сформирован реестр…, 2018). Из данных торговых отчётов известно, что российское производство чёрной икры в 2017 г. достигло 54,4 т, что на 23,9 % выше, чем в 2016 г. (Александрович, 2018).
В России в настоящее время выращивается около 11 видов осетровых (7 видов рода Acipenser, 2 вида рода Huso, 1 гибрид и 1 вид рода Polyodon). Доминирующими видами, используемыми в интенсивной коммерческой аквакультуре, стали сибирский осетр (Lena river population, приблизительно 35–37 %), русский осетр (A. gueldenstaedtii, 35 %), стерлядь (Acipenser ruthenus, 18 %), бестер (H. huso A. ruthenus, 7 %) и белуга (H. huso, 3 %). Оставшиеся виды составляют менее 1 % от общего коммерческого производства осетровых (Абросимова, Васильева, 2016; Vasileva et al., 2019). Из материалов Росрыболовства (Росрыболовством сформирован реестр…, 2018) известно, что реестр товарных осетровых рыбоводных хозяйств на 2018 г. включает 78 объектов, которые сосредоточены в основном в Волго-Каспийском (25 %) и Азово-Черноморском (24 %) регионах, а также в Вологодской области (около 15 %). В таблице 1 представлены крупнейшие осетровые рыбоводные хозяйства России по состоянию на 2018 г.
Состояние аквакультуры в Египте
Аквакультура Египта в последние годы активно развивается и, по итогам 2016 г., занимает 10-е место в мире с долей 1,7 % от мирового производства (FAO, 2018). Египет занимает первое место среди африканских стран по объёмам производства рыб в аквакультуре. Так, в 2016 г. на долю всех африканских государств в мировом производстве аквакультурной пищевой рыбы приходилось 2,5 % (1,982 млн т), и доля египетской аквакультуры составляла 0,68 % (FAO, 2018). За последние четыре десятилетия в стране объём производства продукции аквакультуры значительно превысил объёмы добываемой рыбы из природных водоёмов.
Общий объём производства рыбы в Египте в 2016 г. составил 1,671 млн т по сравнению с 720,0 тыс. т в 2000 г. (рис. 3). Данное обстоятельство связано с увеличением производства аквакультуры более чем в 5 раз – с 350 тыс. т в 2000 г. до 1,371 млн т в 2016 г., тогда как вылов рыбы сократился с 400 тыс. в 2000 г. до 300 тыс. т в 2016 г. (GAFRD, 2018).
В настоящее время в список видов, которые культивируются в Египте, входят тилапии, кефаль, карп (обыкновенный, серебряный и пёстрый), дорадо, лещ, сибас, сом, креветки и угри. Доминирующими видами, которые вносят весомый вклад в производство аквакультуры Египта, являются тиляпии (74,52 %), кефаль (13,38 %), карп (обыкновенный, серебряный и пёстрый, 8,05 %), дорадо, лещ (1,37 %), сибас (1,22 %), сомы (0,63 %), на остальные виды культивируемых рыб приходится 0,04 % производства. При выращивании этих видов используются пруды (государственные и негосударственные фермы), садки, рисовая культура, полуинтенсивное и интенсивное рыбоводство (GAFRD, 2016).
В Египте большинство предприятий аквакультуры, как правило, находится в северном районе дельты Нила, рыбные фермы обычно встречаются в районах четырёх озер – Марьюта, Эдко, Борулса и Манзала. Рыбопитомники, как правило, расположены в непосредственной близости от рыбных ферм, кроме пяти крупных государственных рыбоводных заводов, и разбросаны по течению на юге Нила (Верхний Египет) (El-Sayed, 2015), как показано на рисунке 4.
Подземные пресные воды используются на 120 рыбоводных фермах, организованных в египетской пустыне, на которых выращивается 13 тыс. т в год (Sadek, 2013). Культивируемыми видами в основном являются тилапии (особенно гибрид красная тилапия), так как они переносят относительно более высокую засолённость, а затем африканский сом (Clarias gariepinus), карп, кефаль и декоративные рыбы – карп кои и молли (Sadek, 2011). Большинство пустынных ферм в Египте используют проточные системы (прямоточные), которые орошают сельскохозяйственные фермы сточными водами с рыбных ферм, и только несколько ферм применяют систему УЗВ (Sadek, 2011). Одним из примеров применения системы УЗВ является интегрированная рыбная ферма Эль-Керам, которая находится в пустыне Бехира. Рыбная ферма Эль-Керам использует подземные воды для выращивания поликультуры (тиляпии с сомом) и производит до 200 т рыбы в год.
Аквакультура осетровых рыб в Египте до сих пор не развивается, основными причинами чего являются отсутствие естественного распространения осетровых; климатические условия, малопригодные для выращивания осетровых в естественных водоёмах; отсутствие замкнутых систем в рыбоводстве, которые требуют высоких стартовых капиталовложений инвесторов при отсутствии государственной поддержки в форме выделения необходимой земли, предоставления долгосрочных займов, снижения или отмены налогов и т. д.
Увеличение производства аквакультуры в стране в последние годы в основном объясняется существенным расширением применения новых технологий и методов, а также активным развитием фермерства. Малые и средние рыбные фермы активизировали освоение засушливых территорий с использованием новых технологий (GAIN Report, 2016). Тем не менее, несмотря на позитивное развитие, состояние аквакультуры в Египте можно охарактеризовать как малоэффективное из-за применения экстенсивных методов выращивания. На долю экстенсивных методов выращивания приходится до 60 % всей произведённой рыбной продукции, в полуинтесивном производстве выращивается 39 % рыбы. На интенсивные методы, которые применяются менее чем в 10 опытно-промышленных фермах, приходится только 1 %. Замкнутые системы водоснабжения практически отсутствуют по всей стране (GAFRD, 2015).
Первые опытно-промышленные испытания установок замкнутого водоснабжения в Египте были проведены 70-х гг. прошлого столетия после строительства Асуанской плотины в 1961 г. (GAFRD, 2012). Правительством страны был осуществлён ряд пилотных проектов по аквакультуре, которые способствовали развитию хозяйств по выращиванию рыбы вблизи реки Нил. В 1980-1990 гг. на этих рыбных фермах был достигнут некоторый успех, когда средняя урожайность составляла 800 кг/га в год в зависимости от стандартного удобрения пруда (Leschen, 2011). В дальнейшем производство культивируемой рыбы увеличилось с 50 тыс. т в 1995 г. до более 200 тыс. т к 2000 г. (Leschen, 2011). Но в те годы системы замкнутого водоснабжения не получили широкого распространения в стране, фактически аквакультура в Египте развивалась только в прудовых условиях.
Необходимость развития УЗВ в Египте. Страна в настоящее время сталкивается с серьёзным дефицитом воды, который в течение следующих нескольких лет только усилится, особенно с запуском новой эфиопской плотины Возрождения, что приведёт к серьёзному сокращению египетской доли воды. Применение технологии УЗВ приведёт к рациональному использованию пресной воды в сельскохозяйственном секторе, в частности, в аквакультуре, и будет способствовать внедрению современных интенсивных методов выращивания ценных видов рыб.
Распространение систем замкнутого водообеспечения в Египте позволит достичь следующих результатов:
- Повышение экономической эффективности сектора рыбоводства за счёт распространения интенсивных технологических методов выращивания ценных видов рыб.
- Снижение расходов воды в рыбоводстве более чем в 10 раз - с 30 кг и более на 1 т рыбы в прудовых условиях до 3 кг/т выращиваемой рыбы в системе интенсивного культивирования (Bregnballe, 2015).
- Преобразование многих рыбных ферм по выращиванию тилапии из экстенсивной или полуинтенсивной системы в интенсивное производство.
- Повышение эффективности рыбоводных показателей (выживаемость, здоровье и темпы роста) на египетских фермах по выращиванию рыб.
- Совершенствование деятельности египетских учёных и техников для запуска и управления индустриальным рыбным производством.
- Решение экологических проблем путём улучшения качества окружающей среды.
- Способствование повышению качества товарной рыбной продукции, произведённой на египетских фермах, в соответствии с международными стандартами (анализ рисков и критические контрольные точки, HACCP и надлежащая производственная практика, GMP).
- Получение возможности культивирования неэндемичных видов рыб, таких как, например, осетровые, что в значительной степени будет способствовать повышению рентабельности производства за счёт ценного, деликатесного и дорогостоящего продукта.
Трудности применения УЗВ в Египте. Использование и распространение систем замкнутого водообеспечения в аквакультуре страны ограничены несколькими причинами:
- Несформированность у государственных руководителей, принимающих решение в области аквакультуры, мнения о необходимости внедрения в рыбоводство УЗВ. УЗВ позволят решить жизненно важную проблему рационального использования пресной воды в условиях её дефицита.
- Необходимость больших стартовых инвестиций для организации высокоэффективной технологии выращивания ценных видов рыб.
- Отсутствие высококвалицифицированных специалистов для грамотного управления сложных в техническом отношении систем в условиях острой нехватки опытных менеджеров и операторов.
Сравнительная оценка рыбоводных показателей молоди русского осетра, выращиваемой в условиях замкнутого и прямоточного водообеспечения
Проводились исследования рыбоводных показателей русского осетра на ранних стадиях развития в течение 70 суток в бассейнах при прямоточной водоподаче и естественном ходе температуры воды и замкнутом водообеспечении в условиях регулируемых температур. Изучались такие показатели, как процент выживаемости на всех этапах развития от предличинки до молоди массой 25 г, сроки достижения такой массы, кормовые затраты, затем проводился сравнительный анализ полученных результатов.
В период выполнения экспериментальных работ было установлено, что температура воды в бассейнах с прямоточной водоподачей изменялась в довольно широком диапазоне значений – от 18,5 до 22,9 С, но при этом не превышали допустимых значений. Температурные показатели воды в бассейнах УЗВ были стабильными (20,5 С) в течение всего эксперимента. Гидрохимические показатели (содержание кислорода и биогенных веществ) в обоих вариантах соответствовали требованиям качества воды для выращивания осетровых рыб в бассейнах.
Представленный на рисунке 9 график свидетельствует о том, что темпы роста молоди русского осетра были выше в условиях УЗВ, чем при прямоточном водообеспечении.
Так, за 70 суток масса русского осетр, выращиваемого в УЗВ, достигла 25 г, в то время как при прямоточном водоснабжении – всего 20 г. Обращает на себя внимание то, что в первые 20 суток существенных различий в скорости массонакоплений у молоди русского осетра, выращиваемой в различных условиях, не наблюдалось.
Полученные основные рыбоводные показатели: выживаемость, срок выращивания до массы 25 г и кормовые затраты – подтверждают преимущества замкнутого водоснабжения по сравнению с прямоточным, что видно из таблиицы 15.
Было установлено, что процент выживаемости молоди, выращиваемой в бассейнах УЗВ, выше, чем при прямоточном водообеспечении на раннем этапе развития – от предличинки до массы 3,0 г (рис. 10). На этапе перехода личинок на активное питание выживаемость в УЗВ составляла 70 %, а в бассейнах с прямоточным водообеспечением – 50 %. Это может быть объяснено тем, что на данной стадии развития осетровые рыбы очень чувствительны к изменениям параметров среды обитания, в частности, перепадам температур воды и содержанию кислорода в ней. Оптимальные условия создаются в бассейнах УЗВ с регулируемыми показателями водной среды, в то же время при прямоточном водообеспечении в весенний период довольно часто наблюдаются скачкообразные изменения температуры воды, что негативно отражается на физиологическом состоянии молоди русского осетра.
Дальнейшее выращивание русского осетра от массы 3 до 25 г показывает, что процент выживаемости был практически одинаков в обоих вариантах – при прямоточном, и замкнутом водообеспечении, т. к. подрощенная молодь уже менее чувствительна к изменениям среды обитания. Преимущество УЗВ успешно реализуется на ранних этапах развития русского осетра – от выклева предличинок до массы в 3–5 г.
Продолжительность выращивания молоди русского осетра от выклева до массы 25 г оказалась на 5 суток меньше в УЗВ и составила 70 суток, в отличие от прямоточного водообеспечения – 75 суток.
Такие же преимущества УЗВ были выявлены и по показателю кормового коэффициента (затраты корма на единицу прироста массы), который оказался меньше по стартовому и продукционному комбикормам.
Таким образом, полученные результаты по основным рыбоводным показателям: выживаемости, продолжительности выращивания молоди русского осетра до массы 25 г и кормовым затратам – подтверждают преимущества замкнутой системы водообеспечения, что указывает на необходимость применения УЗВ в египетской аквакультуре осетровых рыб, по сравнению с прямоточной, и объясняется оптимальными температурными условиями среды обитания.
Рекомендации по организации осетровых рыбоводных хозяйств в Египте
Как уже указывалось в первой главе, в Египте до сих пор товарное осетроводство не получило распространения, несмотря на то, что страна занимает лидирующее положение в области аквакультуры на всём африканском континете. Полученный опыт позволяет разработать предложения по организации египетских товарных осетровых хозяйств, применению технологий выращивания ценных пород рыб в климатических условиях Египта. На рисунке 21 представлена карта, позволяющая оценить возможность выращивания осетровых рыб в районе дельты Нила, в который включены два рукава реки и пять дельтовых озёр.
Выполненные комплексные исследования состояния товарного осетроводства на Нижней Волге позволили в полной мере оценить применяемые способы выращивания осетровых рыб на примере русского осетра. Было установлено, что использование УЗВ позволяет получать товарную осетровую продукцию хорошего качества за короткий период времени и сокращать расход пресной воды на выращивание рыбы, что весьма актуально для Египта.
Проанализировав качество воды из различных источников, приступили к подробному изучению карты дельтового района Египта для поиска мест, пригодных для размещения осетровых рыбоводных хозяйств с использованием подземных вод.
Нами были определены три участка (указаны звёздочкой на рис. 22) для организации осетровых ферм в дельтовой части реки Нил.
Первый участок – регион Рашид – расположен недалеко от устья реки Нил и побережья Средиземного моря, здесь имеются подземные воды для УЗВ и два озера – Эдко и Бролос, в которых можно разместить садковые линии.
Второй участок – регион Дамиетта – также расположен недалеко от устья реки Нил и побережья Средиземного моря, имеется рабочая скважина по добыче подземной воды для УЗВ, а в озере Манзала могут быть установлены садки.
Третий участок – регион Кафр Эль-Шейх, который расположен в северной дельте Нила и включает в себя озеро Бролос. Здесь может быть организована осетровая рыбная ферма, также включающая бассейновй цех, оснащённый УЗВ, и садковая линия, установленная в озере Бролос. Следует отметить, что к размещению садков в озере нужно подходить с крайней осторожностью, т. к. озёрные воды требуют дополнительного глубокого исследования по ряду показателей, которые не отвечают требованиям для содержания осетровых рыб.
На этих участках можно разместить типовые установки с замкнутым циклом водообеспечения стоимостью 100 млн долларов США, широко используемые во многих странах мира (Дании, Израле, Греции, Приднестровье и др.) производительной мощностью 100 т товарной рыбы и 5 т пищевой осетровой икры. Возможности подземных скважин позволяют обеспечить УЗВ качественной водой, отвечающей требованиям для выращивания осетровых рыб. Дополнительно разместив садковые линии, можно получать дополнительную ценную, деликатесную продукцию.
В целом следует отметить, что для организации таких ферм необходимы два условия – наличие инвестиций и разработка проекта, прежде всего рыбоводно-биологическое обоснование. В ближайшие годы Египет может ежегодно производить в этих хозяйствах до 300 т товарных осетровых рыб и получать 15 т пищевой чёрной икры.