, Russian Federation
, Russian Federation
, Russian Federation
, Russian Federation
UDK 6392 Рыбное хозяйство. Рыболовство. Рыбоводство
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
BBK 472 Рыбное хозяйство
The cultivation of muksun at a high temperature (exceeding the normal temperature for the whitefish) caused devi-ations in physiology, however did not significantly affect the growth and survival. The content of vitamin C and long-chain polyunsaturated fatty acids of the omega 3 type sharply decreased. Two-year-old whitefish showed ac-cumulation of fat in the liver and an increased hepatosomatic index; the haemoglobin content decreased. In some fish, the latter indicator decreased to 20-30 g/L, bearing in mind the normal range of 70-110 g/L. Such deviations observed in the physiology of the fish receiving both experimental and imported feeds indicate stimulation of lipid peroxidation at an increased temperature and weakening of antioxidant system.
Whitefish, fish nursery, experimental feeds, imported feeds, high temperature, vitamin C, polyunsaturated fatty acids, liver index, haemoglobin, weakening of the antioxidant system
При выращивании рыб в индустриальных условиях основное внимание обращают обычно на рыбоводные показатели – интенсивность роста, выживаемость, общую биомассу, кормовой коэффициент. Между тем, не менее важным является оценка культивируемых объектов по физиологическому состоянию, которое может определять, как биологические особенности рыб, в зависимости от условий содержания и кормления, так и пищевую ценность получаемой рыбной продукции.
В статье рассматриваются рыбоводно-биологические и физиологические параметры сеголеток и двухлеток сиговых в экспериментах, которые были проведены в особых аномальных климатических условиях 2021 г. – чрезвычайно высокая температура.
Материал и методы исследования
Опыты были поставлены на базе садкового рыбоводного хозяйства ООО «Форват» (рис. 1), расположенного на оз. Суходольское Вуоксинской озерно-речной системы (Ленинградская обл.).
Рисунок 1. Садки рыбоводного хозяйства ООО «Форват»., озеро Суходольское
Figure 1. Cages of fish farming LLC "Forvat"., Lake Sukhodolskoye
Здесь в садках содержатся производственные стада нескольких видов сиговых рыб (пелядь, муксун, чир, нельма, сиги), сформированные по технологии ГосНИОРХ [1]. Наличие маточных стад сиговых позволяет использовать в экспериментах рыб разных видов и возраста. В работе 2021 г. опыты проводили с сеголетками и двухлетками муксуна Coregonus muksun. Для каждого возраста рыб были разработаны по семь рецептов кормов со сходным уровнем белка и жира. Часть рыбьего жира заменяли на липиды растительного и животного происхождения. Корма изготавливались методом экструзии в Отделе кормов и кормовых компонентов ВНИРО.
Сеголетки средней массой 1,9 г были рассажены по 500 экз. в экспериментальные садки размером 2,0×2,0×2,5 метров. Годовики массой 25,8 г посажены по 150 экз. в садки 2,5×2,5×3,0 метров. Продолжительность опытов для сеголеток составила 77 сут. – с 30 июля по 15 октября, для годовиков (двухлеток) 138 сут. – с 27 мая по 16 октября.
Уход за рыбой и кормление осуществляли по рекомендациям ГосНИОРХ [2]. Корма выдавали с 8 утра до 10 ч. вечера вручную. В семи садках сеголетки и годовики получали экспериментальные корма, в восьмом для сравнения – импортные, ведущих западных фирм. Сеголеткам давали датский корм БиоМар (Inicio plus 901), годовикам – финский Райсиоагро (Royal 1,7).
Для наблюдения за ростом и для корректировки суточных норм кормления периодически проводили контрольные обловы и взвешивания небольшой выборки рыб из каждого садка. При завершении опытов просчитывали и взвешивали всю рыбу и отбирали пробы для физиологических анализов.
Анализ жира проводили методом Фолча с двумя растворителями. Витамин С определяли по методу В.И. Бунина в модификации Л.М. Князевой [3]. Гемоглобин крови – по Сали, мазки крови окрашивали по методу Паппенгейма красителем-фиксатором Май-Грюнвальда с последующим докрашиванием азур-эозином по Романовскому. Число незрелых эритроцитов, отражающих интенсивность кроветворения, определяли при подсчете 200 клеток красной крови, с вычислением процента встретившихся незрелых форм. Лейкоцитарную формулу – при подсчете 200 лейкоцитов с вычислением процента различных форм клеток белой крови (лимфоциты, полиморфноядерные лейкоциты, моноциты). О количестве лейкоцитов судили по числу клеток белой крови, обнаруженных при подсчете 500 эритроцитов. Такой способ используется в современных исследованиях по гематологии рыб [4].
Анализы жирнокислотного состава липидов сеголеток и двухлеток выполнены по заказу ГосНИОРХ в ООО «АМТ» (аналитика, материалы, технология) методом газо-жидкостной хроматографии.
Особенностью климатических условий 2021 г. была исключительно высокая температура воды. Оптимальная температура для сиговых – 17-18°С, допустимая – 20°С [2; 5]. В течение летнего периода проведения опытов, длительный период она держалась не только выше оптимальной, но и более месяца превышала допустимую для сиговых, достигая 24-25°С (рис.2).
Рисунок 2. Температура воды в период проведения экспериментов в 2021 году
Figure 2. Water temperature during the experiments in 2021
Для сохранения холодолюбивых рыб, при увеличении температуры воды выше оптимальной и допустимой, суточные дозы корма значительно уменьшали, следя за реакцией рыбы, а при резком повышении температуры воды вообще прекращали кормление и контрольные обловы. При нормализации температуры воды суточные дозы корма повышали до нормы, а в случае хорошей поедаемости и выше нормы.
Результаты исследований и их обсуждение
Изменение режима кормления, в связи с необычайно высокой температурой, позволило сохранить основную массу подопытной холодолюбивой рыбы и получить неплохие рыбоводно-биологические показатели на всех кормах (табл.1). К концу вегетационного периода сеголетки муксуна достигли массы 20 г и выше, двухлетки – около 200 г и выше. Практически во всех вариантах результаты выращивания сеголеток и двухлеток муксуна были сходны и совпадали с результатами на импортных кормах по интенсивности роста, выживаемости, кормовым коэффициентам.
Таблица 1. Рыбоводно-биологические показатели сеголеток муксуна, получавших экспериментальные и импортные корма
Table 1. Fish-breeding and biological indicators of muksun fingerlings receiving experimental and imported feed
|
Корма |
Масса индивид., г |
Суточный прирост, % |
Общая биомасса, кг |
Выживаемость, % |
Кормовой коэффициент |
|
Сеголетки |
|||||
|
Экспериментальные |
20,4-26,3 |
3,1-3,4 |
8,2-9,8 |
62-89 |
0,9-1,1 |
|
БиоМар |
25,7 |
3,4 |
9,2 |
71 |
1,1 |
|
Двухлетки |
|||||
|
Экспериментальные |
180-209 |
1,3-1,5 |
20,7-25,1 |
72-94 |
1,3-1,6 |
|
Райсиоагро |
204 |
1,4 |
28,1 |
92 |
1,1 |
Вместе с тем физиологическое состояние рыб существенно отклонялось от нормы. Причем это отмечалось у рыб, получавших как экспериментальные, так и импортные корма. При повышенной температуре воды у сеголеток и двухлеток муксуна резко (в несколько раз ниже нормы для сиговых) сократилось содержание витамина С (табл. 2), который является, как известно, важным элементом антиоксидантной системы.
Таблица 2. Содержание витамина С у сеголеток и двухлеток при завершении опыта
Table 2. Vitamin C content in yearlings and two-year-olds at the end of the experiment
|
Сеголетки |
Двухлетки
|
||||
|
Корм |
Витамин С в теле, мкг/г |
Витамин С в печени, мкг/г |
Корм |
Витамин С в мышцах, мкг/г |
Витамин С в печени, мкг/г |
|
№1 |
7,1 |
23,1 |
№8 |
9,3 |
29,0 |
|
№2 |
6,8 |
20,4 |
№9 |
10,4 |
36,6 |
|
№3 |
6,7 |
20,3 |
№10 |
9,8 |
29,5 |
|
№4 |
7,3 |
20,9 |
№11 |
11,7 |
29,0 |
|
№5 |
7,1 |
22,1 |
№12 |
12,0 |
36,9 |
|
№6 |
7,1 |
17,8 |
№13 |
10,1 |
38,9 |
|
№7 |
6,9 |
15,0 |
№14 |
9,7 |
33,8 |
|
БиоМар |
6,8 |
20,0 |
Райсиоагро
|
9,4 |
32,3 |
|
Референсные значения |
40-100 |
80-120 |
Референсные значения |
40-100 |
80-120 |
Существенные изменения произошли в полиненасыщенных жирных кислотах (ПНЖК) семейства омега 3 у сеголеток и двухлеток муксуна. Содержание длинноцепочных высоконепредельных жирных кислот эйкозапентаеновой 20:5n-3 (ЭПК) и докозагексаеновой 22:6n-3 (ДГК) оказались очень низкими у рыб как на экспериментальных, так и на импортных кормах (табл.3). Это ухудшило качество товарной рыбы, так как именно рыбная продукция является основным источником ЭПК и ДГК, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека. В последнее время уделяется самое пристальное внимание повышению этих соединений у рыб, производимых в аквакультуре [6].
Таблица 3. Жирные кислоты липидов сеголеток и двухлеток муксуна, получавших экспериментальные и импортные корма, % от суммы
Table 3. Fatty acids of lipids of yearlings and two-year-olds of muksun, who received experimental and imported feed, % of the amount
|
Корма |
НЖК1 |
МНЖК2 |
n-3 |
n-6 |
ЭПК3 20:5n-3 |
ДГК4 22:6n-3 |
|
Тело сеголеток |
|
|||||
|
Эксперимен-тальные |
17,2 - 32,1 |
28,0 - 40,3 |
15,3 - 23,1 |
10,8-27,4 |
0,6-1,7 |
0,6 - 6,0 |
|
БиоМар |
20,8 |
43,4 |
14,4 |
15,3 |
1,0 |
2,2 |
|
Мышцы двухлеток |
||||||
|
Эксперимен-тальные |
21,1-29,8 |
19,8 - 30,4 |
15,2 -22,6 |
7,2-19,2 |
0,4 -1,9 |
1,1 -5,7 |
|
Райсиоагро |
20,7 |
49,8 |
12,0 |
9,3 |
2,7 |
0,5 |
НЖК1 – насыщенные жирные кислоты, МНЖК2 – мононенасыщеные жирные кислоты, ЭПК3 – эйкозапентаеновая кислота, ДГК4 – докозагексаеновая кислота
Следует отметить, что в 2019 г., при благоприятных температурных условиях (температура воды в период проведения опытов в 2019 г. составляла в среднем 17-18°С), ЭПК и ДГК липидов у рыб были в несколько раз выше. Так, у сеголеток муксуна на опытных кормах ЭПК колебалось в пределах 3,6-4,0%, на корме БиоМар – 5,8% от суммы всех жирных кислот. У двухлеток на экспериментальном корме, сходном по составу с кормами 2021г, ЭПК составляла 2,6, на райсиоагро – 2,9%. ДГК на экспериментальном корме – 15,9, на райсиоагро – 21,4%. То есть, при благоприятном температурном режиме, уровень ПНЖК был наиболее высоким у рыб, получавших импортные корма. При этом у всех рыб и остальные исследуемые показатели в 2019 г. не отклонялись от нормы.
В опытах 2021 г. у сеголеток и двухлеток на импортных кормах и в ряде вариантов – на экспериментальных повысилось содержание жира в печени. У двухлеток в большинстве случаев индекс печени превысил референсные значения (табл. 4), что свидетельствовало о возможном начале жировой дегенерации печени. Накопление липидов в печени может быть связано с дефицитом ПНЖК, необходимых для синтеза фосфолипидов, участвующих в липотропной функции [7] – выведение жира из печени.
Таблица 4. Содержание жира и индекс печени у сеголеток и двухлеток муксуна
Table 4. Fat content and liver index in muksun yearlings and two-year-olds
|
Сеголетки |
Двухлетки
|
|||||
|
Корм |
Жир в теле, % |
Жир в печени, % |
Индекс печени, % |
Корм |
Жир в печени, % |
Индекс печени, % |
|
№1 |
11,0 |
5,9 |
1,3±0,04 |
№8 |
6,9 |
1,5±0,06 |
|
№2 |
10,6 |
7,9 |
1,3±0,04
|
№9 |
6,7 |
1,6±0,08 |
|
№3 |
10,9 |
6,8 |
1,3±0,06
|
№10 |
6,4 |
1,5±0,08 |
|
№4 |
10,7 |
7,0 |
1,3±0,08
|
№11 |
7,0 |
1,6±0,05 |
|
№5 |
10,7 |
6,9 |
1,5±0,06
|
№12 |
7,5 |
1,7±0,17
|
|
№6 |
10,6 |
7,0 |
1,4±0,05
|
№13 |
9,1 |
1,6±0,04 |
|
№7 |
9,1 |
8,3 |
1,3±0,03
|
№14 |
8,4 |
1,6±0,07 |
|
БиоМар |
10,1 |
7,8 |
1,3±0,02
|
Райсиоагро |
9,3 |
1,6±0,10 |
|
Референсные значения |
8-12 |
3-7 |
1,1-1,5 |
Референсные значения |
3-7 |
1,1-1,5 |
Показатели крови у сеголеток не отклонялись от нормы. Уровень гемоглобина и содержание незрелых эритроцитов колебались в пределах референсных значений (табл. 5). У двухлеток содержание гемоглобина было в среднем либо нормальным (выше 70 г/л), либо несколько пониженным (59-65 г/л). При нормальном уровне гемоглобина, основная масса клеток красной крови была представлена обычными для рыб продолговатыми эритроцитами с небольшим плотным ядром и окрашиваемой в розовый цвет цитоплазмой (рис.3А). В небольшом количестве (5-10%) встречались эритроциты на разной стадии созревания округлой и продолговатой формы с прозрачной цитоплазмой.
Таблица 5. Физиологические показатели сеголеток муксуна при завершении опыта
Table 5. Physiological indicators of muksun fingerlings at the end of the experiment
|
Сеголетки
|
Двухлетки |
||||
|
Корма
|
Hb, г/л |
Незрелые эритроциты, %
|
Корма
|
Hb, г/л |
Незрелые эритроциты, %
|
|
№1 |
80,8±2,81
|
7,8±0,51
|
№8 |
72,6±2,58
|
7,0±0,76
|
|
№2 |
76,4±1,23
|
6,5±0,71
|
№9 |
59,4±3,57
|
13,2±0,99
|
|
№3 |
74,6±1,30
|
7,6±0,7
|
№10 |
59,6±5,34
|
19,1±8,05
|
|
№4 |
77.4±0,96
|
7,0±0,54
|
№11 |
80,6±1,16
|
9,2±1,24
|
|
№5 |
78,4±1,07
|
7,9±0,50
|
№12 |
61±4,78
|
15,1±3,47
|
|
№6 |
80,0±1,13
|
7,7±0,68
|
№13 |
74,8±3,97
|
10,8±1,66
|
|
№7 |
82,8±2,15
|
7,1±0,53
|
№14 |
71,2±4,58
|
9,8±0,94
|
|
БиоМар |
85,6±2,04
|
6,3±0,39
|
Райсиоагро
|
65,6±7,03
|
22,1±7,65
|
|
Референсные значения |
60-80 |
5-15 |
Референсные значения |
70-110 |
5-15 |
Но необходимо отметить, что во всех восьми садках, среди 10 исследованных, в каждом садке двухлеток появились отдельные особи с резко выраженной анемией. У таких рыб содержание гемоглобина составляло 20-30 г/л вместо 70-110 г/л по норме. На мазках крови (рис.3Б) наблюдалось выбрасывание в русло крови огромного (до 80-90% от всей массы клеток красной крови) количества патологических незрелых эритроцитов разных размеров округлой и продолговатой формы с большим ядром и прозрачной цитоплазмой, что указывало на отсутствие в них гемоглобина.
Рисунок 3. Кровь двухлеток муксуна: А – норма, гемоглобин 80 г/л; Б – анемия, гемоглобин 20г/л. Увеличение х 90
Figure 3. Blood of two-year-olds of muksun: A – norm, hemoglobin 80 g/l; B – anemia, hemoglobin 20 g/l. Magnification x 90
Количество лейкоцитов и лейкоцитарная формула не имели четкой разницы у сеголеток и двухлеток на разных кормах и колебались в пределах нормы.
Комплекс физиологических изменений в организме рыб в опытах 2021 г.: падение витамина С, резкое снижение ПНЖК, признаки липоидной дегенерации печени, появление особей с сильно выраженной анемией – свидетельствуют о стимуляции перекисного окисления липидов при ослаблении антиоксидантной системы. Развитие окислительного стресса в аквакультуре чаще всего объясняется использованием недоброкачественных по составу кормов или окисленных кормов с просроченным сроком хранения [8]. В естественных условиях перекисное окисление липидов связывают с загрязнением водной среды [9; 10], которое вызывает образование активных форм кислорода, негативно влияющих на жирнокислотный состав, и другие физиолого-биохимические параметры рыб. Отметим, что и в естественных условиях, при загрязнении водоемов, причиной окислительного стресса рыб может быть тоже некачественный рацион, так как рыбы питаются организмами из той же загрязненной среды, где липиды этих кормовых объектов также подвергались перекисному окислению с утратой витаминов, каротиноидов и других необходимых для рыб экзогенных антиоксидантов. Такие потери у беспозвоночных из неблагополучных водоемов неоднократно отмечались в литературе.
В наших опытах сроки хранения кормов не нарушались, а интенсивный рост рыб, при нормализации температуры, подтверждает полноценность рационов по питательным веществам. В состав импортных кормов, в отличие от наших, входит стабилизированная форма витамина С, которая отличается высокой устойчивостью и, таким образом, защищает корма от быстрого окисления. Но, попадая в организм, стабилизированная форма быстро расщепляется уже в стенках кишечника [11] и превращается в обычный, легко окисляемый витамин С. Полученные данные о сходстве отклонений в физиологии рыб, содержащихся на экспериментальных и импортных кормах, свидетельствуют о влиянии общего фактора. В нашем случае это была аномально высокая температура, стимулирующая перекисное окисление липидов в пойкилотермном организме рыб, о чем свидетельствуют отклонения физиологических параметров от нормы у рыб на всех кормах. Кроме того, пониженные суточные дозы, а иногда и полное прекращение кормления в этих условиях, уменьшило поступление в организм рыб предназначенного количества противоокислительных элементов (витаминов, каротиноидов), что не могло не отразиться на антиоксидантной системе рыб.
Близкая картина изменений некоторых физиологических показателей, при повышенной температуре воды, была получены китайскими исследователями для теплолюбивой рыбы Terapon jarbua [12]. При увеличении температуры с 28-32°С до 36°С отмечали снижение длинноцепочных полиненасыщенных жирных кислот, повышение индекса печени, увеличение уровня малонового диальдегида (продукта перекисного окисления липидов), что указывало на развитие окислительного стресса. На корме с более высоким содержанием витамина С (400 мг/кг вместо 80 мг/кг) признаки увеличения перекисного окисления липидов, при повышенной температуре, не были обнаружены. В предыдущей работе этих авторов [13] было установлено, что потребность в аскорбиновой кислоте у этой теплолюбивой рыбы, с повышением температуры воды, увеличивается. Добавление витамина С в рацион в этих условиях снижало смертность рыб.
В наших, ранее проведенных исследованиях [14], в условиях нормальной температуры, опрыскивание длительно хранящихся кормов раствором витамина С (1г/кг), по методу Л.М. Князевой [3], даже в течение 10 дней повышало содержание витамина С в мышцах двухлеток сиговых и предохраняло их от потери ЭПК и ДГК.
Полученные данные свидетельствуют о необходимости дальнейших исследований по отработке дозировки и времени применения витамина С для предохранения холодолюбивых рыб от перекисного окисления липидов в условиях критических температур.
Выводы
1. В условиях аквакультуры повышенная температура, также как недоброкачественные окисленные корма, вызывает у сиговых рыб стимуляцию перекисного окисления липидов и ослабление антиоксидантной системы.
2. Физиологическими показателями дефицита противоокислительной защиты и развития окислительного стресса у сиговых рыб, при повышенной температуре, является резкое снижение витамина С; длинноцепочных полиненасыщенных жирных кислот типа омега 3 (ЭПК и ДГК); накопление жира в печени, при увеличении гепатосматического индекса; появление рыб с сильной анемией.
3. Необходимы исследования по отработке методов, дозы и времени обогащения кормов антиоксидантами (в том числе витамином С), предохраняющими рыб от продуктов перекисного окисления липидов, в условиях повышенных температур.
1. Kostyunichev V.V. Tehnologiya vyraschivaniya i formirovaniya matochnyh stad sigovyh v industrial'nyh usloviyah: Sbornik nauch. trudov / SPb.: GosNIORH, 2005, Vyp. 333. – S. 3-18.
2. Sbornik metodicheskih rekomendaciy po industrial'nomu vyraschivaniyu sigovyh ryb dlya celey vos-proizvodstva i tovarnoy akvakul'tury [Pod red. A.K. Shumilinoy]. SPb.: GosNIORH, 2012. – 289 s.
3. Knyazeva L.M. Rekomendacii po uvelicheniyu srokov hraneniya granulirovannogo korma dlya molodi fore-li putem opryskivaniya ego vodnym rastvorom vitamina S. – L.: GosNIORH, 1979. – 12 s.
4. Zhiteneva A.D. Osnovy ihtiogematologii (v sravnitel'nom aspekte. / A.D. Zhiteneva, E.V. Makarov, O.A. Rudnickaya, A.V. Mirzoyan. – Rostov naDonu: AzNIIRH, 2012. – 320 s.
5. Golovanov V.K. Temperaturnye kriterii zhiznedeyatel'nosti presnovodnyh ryb. – M.: Poligraf-plyus, 2013. – 301s.
6. Gladyshev M.I. Nezamenimye istochniki polinenasyschennyh zhirnyh kislot dlya akvakul'tury// Vopro-sy ihtiologii. – 2021. – tom 61. – № 4. – S. 471-485. DOI: 10.31857/S0042875221030048
7. Tocher D.R., Bendiksen E.A, Campbell E.A., Bell J.G. The role of phospholipids in nutrition and metabolism of teleost fish// Aquaculture. – 2008. – v. 280. – Rp. 21-34.
8. Ostroumova I.N. Simptomy deficitam bioantioksidantov u ryb pri nepolnocennom pita-nii//Ekologicheskaya fiziologiya i biohimiya osetrovyh ryb. Materialy mezhdunarodnogo simpoziuma. 1997, S. 94-96.
9. Livingstone D.R. Contaminant reactive oxygen species production and oxidative damage in aquatic organisms // Mar. Pollut. Bull. – 2001. – Vol.42. – Pp. 656-666.
10. Lukina Yu. N. Problemy zdorov'ya ryb v vodnyh ekosistemah Evropeysko-Si-birskoy oblasti Paleark-tiki. Avtoref.dis. … dokt. biol. nauk. Petrozavodsk: Ka-rel'skiy nauchnyy centr RAN, 2014. 37 s.
11. Miyasaki T. Metabolism and physiological activity of ascor¬byl-2-phosphate in fish// J. of Shimonoseki University of fisheries. 1995. – 43 (2). – Rp. 45-107.
12. Chien L.-T., Hwang D.-F. Effect of thermal stress and vitamin C on lipid peroxidation and fatty acid composi-tion in the liver of thornfish Terapon jarbua. // Comparative Biochemistry and Physiology. Part B 128. – 2001. – Rp. 91- 97.
13. Chien, L.T., Hwang, D.F., Jeng, S.S., Effect of thermal stress on dietary requirement of vitamin C in thornfish Terapon jarbua. //Fish. Sci. – 1999. – 65. – Rp. 731 -735.
14. Ostroumova I.N. Vliyanie vitamina S na zhirnokislotnyy sostav pecheni i myshc dvuhletok sigovyh ryb (Soregonidae), vyraschivaemyh v usloviyah akvakul'tury. / I.N. Ostroumova, V.V. Kostyunichev, A.A. Lyu-tikov, A.K. Shumilina, T.A. Filatova // Voprosy rybolovstva. – 2020. – Tom 21. – №3. – S. 343–352.
