 rybpro.ru
услуги объекты выращивания
о нас УЗВ
Водоемы
обучение
контакты
|
|
Установки замкнутого водоснабжения (УЗВ)
Замкнутые рыбоводные установки имеют относительно небольшую историю с середины XX века. Их использование получило свое первоначальное развитие в США при решении национальной программы восстановления численности естественных популяций форели в северо-западных штатах. Позже этот опыт был освоен в США для культивирования широкого спектра рыб и других водных объектов. Американский опыт был изучен и освоен в Западной Европе и СССР. Эти установки используются для культивирования осетровых, лососевых и сомовых рыб, угря и тиляпии. Применения замкнутых по воде установок для рыбоводных целей воспринимается рыбоводами неоднозначно. Шкала расхождения мнений от негативной оценки до оптимистической. Сдержанный оптимизм выражают обычно те специалисты, кому удалось вникнуть в роль и место замкнутых рыбоводных установок в рыбоводной практике и получить желаемые результаты в процессе их применения. Преимущества использования УЗВИНТЕНСИФИКАЦИЯ РЫБОВОДНОГО ПРОЦЕССА Рыбы относятся к хладнокровным животным, развитие и рост которых полносты зависят от температуры воды, в которой они обитают. Скорость биохимических проца сов, определяющих развитие и рост рыбы, пропорциональна температуре в определи ном диапазоне температур. При низких температурах рыба перестает питаться, одна процессы не угасают полностью, а энергетические затраты на их осуществление покра ваются за счет снижения массы рыбы. При повышении температуры рыба начинает ш таться, скорость процессов растет, энергия корма расходуется на рост, развитие и двип тельную активность. При некоторой максимальной температуре биохимический про цесс разбалансируется и рыба гибнет. Для оценки возможности роста и развития рыбы данных климатических условиях используется комплексный показатель - градусо-дней это сумма среднесуточных температур воды в °С за данный период жизни рыбы. Например, продолжительность инкубации икры балтийского лосося оценивается в 150-251 градусо-дней, семги 170-240 градусо-дней. Учет природно-климатических условий прудового рыбоводства ведется по этому фактору. Вся территория бывшего СССР разбита на семь рыбоводных зон. Самая северная первая зона рыбоводства обеспечивает для разви тия рыбы 1035-1340 градусо-дней (в дни, когда температура воды выше 15°С), седьма зона обеспечивает 2561-4122 градусо-дня. Северная граница первой зоны рыбоводстк проходит по Ленинградской области, Кировской области, Кемеровской области, по Краосноярскому краю, а южнее железной дороги Москва-Владивосток, по Читинской область и по Хабаровскому краю. Все, что лежит севернее первой зоны рыбоводства, бесперспективно для товарного выращивания рыбы в открытых водоемах. В прудах первой и второй зон рыбоводства товарную рыбу получают за три сезона, в остальных зонах - за два сезона. Так как основная масса населения России проживает в первой и второй зонах рыба водства, а довольно значительная часть - севернее, то для их обеспечения живой рыбой необходимо использовать интенсификацию процессов выращивания. К таковым относятся: использование теплых вод энергетических объектов и замкнутых по воде рыбоводных установок. В первом случае при прямом использовании сбросных вод энергетических установок процессы интенсификации роста рыбы ограничены особенностями работы энергетических объектов. В частности, рост рыбы ограничен при высокой летней температуре, достигающей часто 30-35°С, и достаточно низкой зимней температуре (7-11°С). Кроме того, отключение или включение агрегатов значительно изменяет температуру сбросных вод и их количество, что нередко приводит к полной потере рыбы. Использование замкнутых по воде рыбоводных установок позволяет избежать сезонных колебаний температуры и непредвиденных скачков расхода и температуры воды. Это достигается техническими средствами и оснащением приборами автоматического управления. Как правило, выращивание рыбы в замкнутых установках ведется при оптимальной температуре. Для карпа, осетров, угря обычно устанавливается температура +24°С, что обеспечивает 8760 градусо-дней в течение года. Срок получения товарной рыбы в таких установках значительно снижается. Так, товарного карпа массой 425 г получают в замкнутых установках за 280 сут, осетров массой 1 кг - за 365 сут. Использование замкнутых рыбоводных установок позволяет также интенсифицировать товарное рыбоводство в установках с естественной температурой воды. В этом случае замкнутые установки применяют для получения в них посадочного материала значительного размера, превышающего размеры рыб, получаемых при естественной температуре воды. При этом посадочный материал получают не только нужного размера, но и более высокого качества, так как исключаются природные факторы, отрицательно сказывающиеся на потенции роста посадочного материала. К таковым относятся скачки температур, высокие и низкие температуры, скачки концентрации кислорода в воде и низкие его концентрации. Кроме того, на качество выращиваемого посадочного материала влияют такие факторы, как концентрация кормовых объектов, мутность воды, наличие патогенной микрофлоры, освещенность и другие факторы. Зарыбление более крупным и качественным материалом снижает отход рыбы в процессе выращивания, обеспечивает получение товарной рыбы большей массы, снижает затраты корма на единицу массы выращиваемой рыбы. Применение замкнутых установок на заводах по воспроизводству молоди, выпускаемой для нагула в природные водоемы, положительно сказывается на результативности процесса - увеличивается процент возврата половозрелых рыб. Вторым по значимости фактором интенсификации является обеспеченность рыбы кислородом. Потребность рыбы в кислороде растет с подъемом температуры воды, ростом потребления корма и увеличением двигательной активности. Однако с ростом температуры концентрация кислорода в воде снижается. Так, если при температуре 5°С равновесное насыщение пресной воды кислородом составляет 12,8 мг 02/л, то при 35°С -только 7,1 мг 02/л. Таким образом, с ростом температуры увеличивается потребность рыбы в кислороде, но снижается возможность его получения из воды. В естественных водоемах концентрация кислорода в воде зависит от обмена кислородом между водой и воздухом, генерации и потребления кислорода водными растениями, гидробионтами и микрофлорой. В зависимости от комбинации этих факторов концентрация кислорода в пресных водоемах может изменяться от 300% насыщения воды до весьма низких значений - 5-10% насыщения, при которых рыба погибает. В практике рыбоводства нередко используются аппараты для искусственного насыщения воды кислородом, позволяющие избегать заморных ситуаций. Отсутствие средств для насыщения воды кислородом в естественных водоемах тормозит рыбоводный процесс. При повышении температуры наступает кислородное голодание, и, чтобы избежать заморов, кормление рыбы (а вместе с тем и ее рост) прекращается. Снижение интенсивности роста рыбы хорошо демонстрируется результатами выращивания сеголеток осетра. При выращивании в условиях управления насыщением кислородом сеголетки осетра осенью в третьей рыбоводной зоне достигают массы 200 г, без управления - 60-100 г. В замкнутых установках, как правило, для насыщения воды кислородом используется технический газообразный кислород, поступающий в воду с помощью специальных приборов - оксигенаторов. Использование такой техники удовлетворяет потребности рыбы в кислороде и компенсирует потребление кислорода микрофлорой биологических фильтров. ЭКОНОМИЯ ВОДЫ Пресная вода, используемая для рыбоводных целей, является ценным природным ресурсом, в котором современное общество испытывает недостаток. Чистые естественные водоемы, заселенные гидробионтами, поддерживают таковое состояние за счет баланса природных процессов. В рыбоводстве принято оценивать водоемы по естественной рыбопродуктивности. Так, например, естественная рыбопродуктивность при выращивании карпа в первой зоне рыбоводства составляет 70 кг/га, а в седьмой зоне вырастает до 260 кг/га. Не удовлетворяясь естественной продуктивностью, рыбоводы увеличивают продуктивность вод до 1400-1600 кг/га за счет кормления рыбы искусственным кормом, чем увеличивают биологическую нагрузку на водоемы. Применяются и так называемые высокоинтенсивные технологии, обеспечивающие рыбопродуктивность 6,5-8,6 т/га. Если условно принять в прудах трехразовый водообмен в год для рыбоводных прудов средней глубины 1,5 м, то для естественного воспроизводства 1 кг рыбы потребуется в первой зоне рыбоводства 650 м3 чистой воды, а при рыбоводной технологии средней интенсивности - 32 м3. Такое количество воды можно получить из поверхностных водоисточников: рек, озер, водохранилищ. Качество поверхностных вод не всегда соответствует нормам, принятым для рыбоводства из-за их загрязненности продуктами жизнедеятельности человека, сельскохозяйственных животных и производства. Кроме того, качество поверхностных вод непостоянно, так как на него влияют разливы, шторма, незапланированные выбросы предприятий и т.п. Наиболее постоянно качество артезианских вод как по температуре, так и по гидрохимическим параметрам. Эти воды охотно используются для рыбоводных целей, но количество их, как правило, недостаточно для организации масштабного хозяйства. В практике рыбоводства принято использовать артезианские воды для водоснабжения бассейнов многократно (до 10 раз). Оборотная вода часто поступает в бассейны без очистки. Водоснабжение замкнутых установок сводится к разовому заполнению и ежедневной подпитке свежей водой в размере 3-10% от объема воды в установке в сутки. Расход воды на выращивание 1 кг рыбы снижается до 0,2-0,5 м3. Чтобы избежать возможности занесения с водой личинок сорных рыб, паразитарных и иных заболеваний, ила и проч. в замкнутые установки, заполнение и подпитку их осуществляют, как правило, из артезианских источников. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧИСТОТА Рыбоводство, так же как и животноводство, является источником загрязнения. В нашем случае загрязняется вода, в которой обитает рыба. Загрязнения поступают в виде фекалий, выделений аммония через жабры и с мочой, а также в виде остатков корма. Фекалии, неотъемлемая часть кормления, нагружают воду органическими субстанциями, особенно азотом и фосфором. Азот, как результат резорбции протеина, получается преимущественно в форме аммония. По данным [Steffens, 1997], 75-85% аммония выделяется через жабры, а также с мочой рыб. Фосфор поступает не только с фекалиями, но и с мочой. Высокое содержание органических субстанций ведет к снижению кислорода в воде и к атрофированию вод. В районах с интенсивной аквакультурой, сбрасывающей загрязнения в природные водоемы, отмечаются следующие факторы воздействия на окружающую среду: генетические и экологические загрязнения, инфекционные болезни, заражения химическими и лекарственными препаратами, загрязнения отходами кормов и экскрециями разводимых животных [Olesen, 1998]. Проблема загрязнения вод предприятиями аквакультуры нарастает с каждым годом вместе с ростом объемов выращиваемой продукции. Так, по данным ФАО, в 1984 г. мировая продукция аквакультуры составляла 6977140 т, а в 1993 г. - 16285135 т. По данным журнала EUROFISH (1/2001), только продукция аквакультуры Китая в 1999 г. составила почти 60% от суммарного производства - 41,22 млн.т рыбы и морепродуктов (24,7 млн.т). Это означает снижение активного использования повсеместно истощающихся в мировом масштабе морских рыбных ресурсов и их замену продукцией аквакультуры. Проблема регулирования выбросов хозяйств аквакультуры во многих странах оговорена законами. Разрешение на проект аквакультуры дается только при наличии документа, оценивающего влияние предприятия на окружающую среду. В этом документе собирается вся информация, необходимая для оценки, а также описывается экосистема, в которую будет вписан проект. Сюда входит и сам проект, прогнозируется воздействие на окружающую среду, описывается план возможного снижения вредного воздействия на окружающую среду и программа осуществления контроля [Boyd, 2001]. Меры защиты окружающей среды от негативного воздействия предприятий аквакультуры предусматривают две основополагающие стратегии устройства хозяйства: • системы, находящиеся в экологическом равновесии с природой и не превышающие допустимых нагрузок на окружающую среду (к ним относятся производства, сбрасывающие загрязнения в открытые водоемы); • интенсивные системы с рециркуляцией воды, накоплением и утилизацией рыбоводного осадка, не оказывающие никакого воздействия на окружающую среду. Ужесточение законодательства в области защиты окружающей среды вынуждает изыскивать средства для снижения негативного влияния аквакультурных хозяйств. Так, на стоке из бассейновых хозяйств аквакультуры устанавливаются различного рода фильтры, отделяющие рыбоводный осадок из воды, сбрасываемой в водоемы. Например, в США действуют правила Национальной системы загрязняющих аквакулыурную среду отходов (NPDES), требующие очистки сбрасываемых рыбоводными хозяйствами вод от содержащихся в них загрязнений на 89%. В случае использования садков для выращивания рыбы применяются сборники-контейнеры, поглощающие эти отходы и не допускающие их проникновения в окружающую среду [Gatz, 2001 ]. Таким образом, требования окружающей среды вынуждают владельцев рыбоводных предприятий устанавливать оборудование для очистки воды от механических взвесей. Очищенная вода может быть использована повторно для рыбоводных целей. Замкнутые рыбоводные установки, использующие незначительное количество воды (3-10% от объема воды в установке в сутки), являются крайней модификацией тенденции развития рыбоводных систем под воздействием требований охраны окружающей среды. СОВМЕСТНОЕ ВЫРАЩИВАНИЕ РЫБ И РАСТЕНИЙ Одним из побудительных мотивов создания замкнутых установок явилась возможность выращивания полезных растений на технологической воде рыбоводных установок. В отличие от установок гидропонного выращивания растений, совместное культивирование рыбы и растительных культур в интегрированных системах получило название АКВАПОНИКИ [Rackocy et al„ 1997]. Разновидностью гидропонной культуры являются методы чисто водной безсубст-ратной культуры, при которой не требуется ежегодная дезинфекция или смена субстрата. Можно применять проточную водную культуру, при этом растения выращиваются в лотках, по дну которых постоянно циркулирует питательный раствор. Замена питательного раствора технологической водой замкнутой установки (ЗУ) не ухудшает условий выращивания как растений, так и рыбы. Температура воды как для рыб, так и для растений является главным фактором. Применительно к реалиям производства, выбор видов рыбы и растений должен отвечать в первую очередь экономической целесообразности. Выращивание тропических рыб и растений возможно, но потребует в суровых условиях России больших расходов на поддержание температуры на уровне 30-35°С. Выращивание холодноводных рыб при температуре 15-18°С плохо совмещается с требованиями растений к температуре. По многим показателям выбор осетровых в качестве объекта для содержания в рыбоводной установке и овощей и трав, традиционных для российских потребителей, более приемлем. Гидрохимические показатели технологической воды в аквапонной установке определяют условия роста и рыб, и растений. Выращивание рыбы в замкнутых установках, оснащенных биофильтрами, сопровождается продуцированием ионов азота, фосфора и водорода, накопление которых ограничивается из-за их токсичности для рыбы. Кроме того, гидрохимические параметры технологической воды определяются водой подпитки и вносимыми в установку препаратами в случае необходимости коррекции параметров. В зависимости от качества подпиточной воды установок значения допустимых концентраций ионов азота варьируется. При более жесткой воде значения ПДК увеличиваются, при мягкой - снижаются. Существенное различие в сравниваемых растворах (технологическая вода и гидропонные растворы) имеет место только по содержанию калия. В технологической воде содержание калия определяется подпиточной кодой а в гидропонике - применяемыми солями. По остальным параметрам разница практически отсутствует. Кислотность среды является чрезвычайно важной характеристикой растворов, так как не только влияет на функционирование корневой системы, но и на доступность для растений других ионов. Например, при pH < 5.0 за фудняется поглощение растениями катионов, при pH > 6,5-7,0 в растворе образуются нерастворимые соединения кальция, марганца, железа, фосфата. Эти требования не рас одятся с практикой работы замкнутых установок, в которых нормальное значение pH поддерживается на уровне 6,0-6,5 за счет нитрификационных процессов, протекающих в биофильтре. Концентрация микроэлементов в технологической воде аквапонной установки имеет равное значение как для рыб, так и для растений. Источником микроэлементов служат корма и подпиточная вода. Корма обогащаются витаминно-минеральным комплексом, а подпиточная вода (обычно артезианская) может содержать необходимый набор микроэлементов. Оптимальные для рыб концентрации микроэлементов Mg, Mn, Zn, Си приемлемы и при выращивании растений. Для аквапонного выращивания используются все виды растений, выращиваемых в гидропонных установках: овощи, зелень, клубника и т.п. Опыт зарубежных исследований в области аквапоники подтверждает, что эти установки находят применение и экологически целесообразны в специфических условиях. Например, при дефиците воды и почвы для ведения традиционного сельского хозяйства. В сравнении с гидропонными установками аквапоника обладает определенными преимуществами: многоцелевое применение устройств рыбоводной установки много-профильность продукции, низкий уровень содержания нитратов в продукции. Экологические показатели аквапонной установки, по сравнению с таковыми для рыбоводной установки улучшаются. При более коротком цикле выращивания продукции растений ее объем и стоимость сопоставимы с продукцией выращивания рыбы. В условиях аквапонной установки имеет место дополнительная очистка воды за счет прямого поглощения и усвоения ионов азота корнями растений. ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РЫБОВОДСТВА Одна из тенденций современного общества - концентрация населения в административных и индустриальных центрах. Круглогодичное снабжение городского населения живой рыбой выливается в проблему создания аквакулыурных хозяйств в том случае, если нет альтернативных источников живой рыбы. В стоимость аквакультурного хозяйства входят также стоимость земли, занимаемой хозяйством, и транспортные издержки на доставку продукции населению. При дифференцированной цене на землю желательно размещать рыбоводное хозяйство там, где цена на землю ниже. При этом возрастают транспортные расходы на доставку рыбы и корма и расходы на обслуживание хозяйства. Эта проблема решается путем увеличения производительности хозяйства в расчете на единицу занимаемой площади. Сравним три варианта рыбоводного хозяйства по выращиванию товарного карпа из приобретаемых личинок - садковое, прудовое и ЗРУ, размещаемые в Московской области. Садковое хозяйство. Целесообразное количество содержания форели и карпа в садках для малопроточных (непроточных) водоемов составляет 0,1-0,5 т/га [Михеев, 1988]. Для выращивания в течение трех лет товарной рыбы из личинок состав рыбоводного хозяйства должен включать следующие объекты: • пруд для подращивания сеголеток; • садки для содержания рыбы второго года подращивания; • садки для выращивания товарной рыбы. Для выращивания одной тонны товарной рыбы в садках потребуется от 2 до 10 га водной поверхности озера или водохранилища. Прудовое хозяйство. Состав прудов для выращивания карпа в трехлетнем цикле: • пруды для выращивания сеголеток; • зимовальные пруды для сеголеток и двухлеток; • пруды для выращивания двухлеток; • пруды для выращивания товарной рыбы. Для выращивания одной тонны товарной рыбы потребуется до 2 га водной поверхности прудов. Замкнутые установки. Все выращивание ведется в бассейнах двух видов: • бассейны для выращивания посадочного материала; • бассейны для выращивания товарной рыбы. Продолжительность выращивания товарной рыбы 285 сут. Для выращивания одной тонны товарной рыбы необходимая площадь водной поверхности бассейнов составит 10-15 м2. Сравнение наглядно показывает эффективный путь снижения в 1000 раз затрат земельной площади на создание рыбоводного хозяйства. Перенос рыбоводной технологии в бассейны позволяет укрыть установку в теплоизолированном помещении и интенсифицировать процесс выращивания рыбы. При минимальной потребности в площади для размещения их в воде рыбоводное хозяйство с использованием замкнутых установок может быть размещено в городской черте, что дает дополнительные преимущества: обеспеченность квалифицированными кадрами, развитую систему снабжения и транспорта, научные кадры и другие элементы развитой инфраструктуры. При выращивании в замкнутых установках все параметры технологического процесса (кондиционирование воды, кормление, контроль и т. д. осуществляются с помощью автоматизированных устройств, действие которых может программироваться. Влияние природных факторов на ход технологического процесса становится минимальным. Для областей России, лежащих севернее первой зоны рыбоводства, использование замкнутых установок часто является единственным вариантом. Альтернативу составляет только рыбоводство на воде горячих артезианских скважин. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|