Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗВИТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В РЫБОВОДНЫХ ПРУДАХ КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Пежева М.Х. 1 Халилова Ф.А. 1 Жантеголов Д.В. 1 Казанчев С.Ч. 1
1 ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова»
Изучены распределения и динамики численности микроорганизмов в рыбоводных прудах с учетом действия природных и антропогенных факторов в течение ряда лет. Анализ факторов, влияющих на развитие микроорганизмов в рыбоводных прудах, показал, что на развитие микроорганизмов значительное влияние оказывает температура, плотность посадки, пространственно-временные неоднородности водоёмов. При заполнении прудов речная экосистема преобразуется в качественно иное состояние, что сопровождается изменением биоценозов и протекающих в них биохимических процессов. Перестраивается и бактериальное население с увеличением численности и активности отдельных физиологических групп. Существование в глубоководных прудах отдельных водных масс с большими перепадами температур определяет своеобразие микробиологических процессов в каждой из них, что мы пытались показать в своих исследованиях. Высокая численность бактериального перифитона на стеблях и листьях водных растений объясняется температурным режимом на мелководьях, а также усилением активности микробиологических процессов. Подобные исследования наиболее важны для рыбоводных прудов, имеющих большие площади мелководных и зарастающих макрофитами зон. Установлены закономерности формирования и изменения микробных популяций.
антропогенный фактор
эколого-фенологическая зона
вегетационный период
биоген
бактериопланктон
микрофлора
трофность
нагульный пруд
бактериобентос
метаболиты
замор рыб
детрит
1. Акимов В.А. Продукция бактерий в рыбоводных прудах // Сборник научных трудов. – ВНИИПРХ. – 1971. – вып. 6. – С. 50–59.
2. Кузнецов С.И. Что такое проблема биологической продуктивности водоёмов и как следует работать над её решением // Зоологический журнал. – 1951. – Т. XXX. – Вып. 2. – С. 121–130.
3. Липин А.Н. Микрофлора стоячих водоёмов и связь её с гидрофауной / А.Н. Липин, Н.Н. Липина // Труды ВНИИПРХ. – 1950. – Т.V. – С. 9–20.
4. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. – М.: Наука, 1977.
5. Кондратьева Е.Н. Хемолитотрофы и метилотрофы. – М.: Изд-во МГУ, 1983.

Для разработки и внедрения мероприятий и рекомендаций, направленных на дальнейшую интенсификацию процессов рыбоводства, необходимо знание микробиологических процессов, протекающих в рыбоводных прудах.

Главная цель научных исследований на современном этапе – научиться прогнозировать биологические процессы в рыбохозяйственных водоёмах, управлять ими для создания условий, способствующих достижению высокой и стабильной рыбопродуктивности.

Среди многообразия факторов, влияющих на развитие в водоёмах микроорганизмов, можно выделить три главных – удобрения, плотность посадки рыбы и температура.

Силу воздействия каждого фактора увязать в одной работе невозможно, поэтому мы решили ограничиться двумя факторами – температурой и плотностью посадки рыб в разных эколого-фенологических зонах республики.

Материалы и методы исследования

Установление влияния указанных факторов на развитие микроорганизмов в рыбоводных прудах республики разрабатывалось на основе массовых данных, собранных нами в течение вегетационного периода с 2008 по 2010 гг. в хозяйствах со средним уровнем ведения рыбоводства, довольно полно отражающих разнообразие экологических условий различных зон республики.

Колебания температуры воздуха и направления господствующих ветров изучались в течение трех лет. Температуру воды измеряли специальным водным термометром три раза в сутки – в 8, 13 и 19 часов. Ежедневно определяли уровень воды в прудах; при снижении уровня усиливали подачу воды. Гидрохимические показатели – содержание растворенных органических веществ и биогенов – исследовали один раз в две недели. Изучение общего числа микроорганизмов определяли по методу А.С. Разумова.

Результаты исследования и их обсуждение

Известно, что с температурой воды и содержанием в воде биогенных элементов связаны количественный и качественный состав и биомасса бактериопланктона.

Температура, определяя интенсивность протекания биологических процессов в прудах, оказывает влияние и на численность бактериопланктона. Анализируя интенсивность развития микрофлоры в одних и тех же водоёмах в смененные годы, мы сталкивались с тем, что (плотность посадки рыбы) количество бактериопланктона зависимо от термических условий (табл. 1).

Таблица 1

Влияние температуры и плотности рыбы на численность микроорганизмов в рыбоводных прудах республики

Эколого-фенологические зоны

Номер пруда

Сумма активных температур, °C

Площадь, га (нагульные пруды)

Плотность посадки рыбы, тыс. экз./га

Количество микроорганизмов в среднем за сезон

В воде млн кл./мл

В грунте млрд кл./мл

Горная

1

2

1575

1620

4,0

4,2

6,0

9,2

5,3

6,2

9,9

10,2

Предгорная

1

2

2665

2795

6,5

7

10,1

14,9

8,5

12,0

10,8

11,7

Степная

1

2

4080

4250

10

15

12,7

17,5

10,2

16,7

19,3

20,4

Как видно из таблицы, характерной особенностью прудового рыбоводства в КБР является размещение хозяйств в зонах с чрезвычайно разнообразными эколого-фенологическими условиями. Действительно, по сумме активных температур (более чем +15 °C) самые теплые зоны (предгорная и степная) превосходят самую холодную (горная зона) в 2–2,5 раза. Средняя температура в апреле – сентябре, т.е. в период наиболее интенсивного роста микроорганизмов, колеблется от 17 в горной зоне и до 21–23 соответственно в предгорной и степной зонах.

Следует также обратить внимание на то обстоятельство, что некоторые важные фенологические характеристики существенно различаются даже в соседних эколого-фенологических зонах. Так, сумма температур в горной зоне составляет 1575–1620 °C, а в предгорной зоне 2665–2795 °C. На территории степной зоны этот показатель колеблется в пределах 4080–4250 °C. Таким образом, есть все основания предполагать, что эффективность прудового рыбоводства в разных зонах КБР должна быть различна вследствие большого разнообразия трофности рыбоводных прудов.

Для сезонной динамики численности микроорганизмов в большинстве прудов разных эколого-фенологических зон республики характерен летний максимум, приходящихся на период наибольших температур.

Более существенное влияние на микробиологический режим воды исследованных прудов (табл. 1) оказывает плотность посадки рыб.

Увеличение плотности посадки рыбы в нагульных прудах сопровождается увеличением общей численности микроорганизмов. При увеличении плотности посадки рыбы в нагульных прудах горной зоны от 6 до тыс. экз./га численность бактериопланктона увеличилась на 17,9 %. В предгорной зоне при увеличении плотности посадки рыбы от 10,1 до 14,9 тыс. экз./га среднезонная численность бактерий в воде возросла на 41,2 %. В степной ‒ при увеличении в прудах плотности посадки рыбы от 12 до 17,5 тыс. экз./га среднесезонная численность бактериопланктона возросла на 63,7 %.

Аналогичная закономерность наблюдалась и в донных отложениях прудов, хотя показатели были несколько ниже.

Оценка данных, полученных на прудах различных фенолого-экологических зон методом двухфакторного дисперсионного анализа, показала, что достоверность влияния температуры и плотности посадки рыбы на численность бактериопланктона и бактериобентоса в прудах равна 99,9 %. В сумме организованных факторов сила влияния плотности посадки рыбы на численность микроорганизмов в воде равнялась 49,7 %, температура – 4,1 % и сочетанное влияние обоих факторов – 46,1 %. Сила влияния и плотности посадки рыбы на численность бактериобентоса равнялась 38,9, температура – 0,2 и сочетанное влияние обоих факторов – 52,8.

Из приведенных данных видно, что степень (сила) влияния рассматриваемых факторов на микроорганизмы воды и донных отложений почти одинаковая, сила влияния плотности посадки рыбы на бактериопланктон обусловлена количеством и составом легкоминерализуемых органических веществ, вымываемых и выщелачиваемых из метаболитов рыб и искусственных кормов, вносимых в водоёмы в качестве дополнительной трофи. Поскольку на дне водоёмов скапливаются трудноминерализуемые остатки кормов и метаболитов рыб, их влияние на микрофлору проявляется не так быстро, как в воде.

Помимо перечисленных главных факторов на численность микроорганизмов в рыбоводных прудах влияет прозрачность. Как выяснилось в процессе исследований, прозрачность воды зависит от ряда факторов, в том числе и обветрового направления. Для степного товарного рыбного хозяйства (ТРХ) характерны постоянные ветры с силой от 4 до 10,5 м/с, что приводит к волнобою и постоянному взмучиванию поверхностного мягкого слоя донных отложений прудов, в результате чего прозрачность воды в них не превышает 12–18 см по белому диску.

При отборе проб на двух прудах этого хозяйства нами учитывались направления господствующих ветров. В среднем за исследуемый сезон численность бактериопланктона в них равнялась 10 млн кл./мл, а бактериобентоса – соответственно 20,1 и 19,2 млрд кл./г. Мы пришли к выводу, что это происходит вследствие сильного взмучивания воды в обоих водоёмах. Распределение микроорганизмов в воде и донных отложениях степного ТРХ носило, на первый взгляд, парадоксальный характер. Так, в мае в воде обоих водоёмов численность микроорганизмов уменьшилась в направлении от вершины к водоспуску, а в июне ‒ июле – возрастала, что соответствует распределению микроорганизмов в прудах других хозяйств. В донных отложениях обследованных прудов распределение микроорганизмов было обратным тому, которое наблюдалось в воде. Оказалось, что распределение микроорганизмов по различным участкам прудов степного ТРХ зависело от направления ветров. В мае они дули в направлении от водосброса к вершине прудов, а в остальное время – наоборот. Характерно, что в зависимости от направления господствующих ветров численность микроорганизмов в воде в течение всего периода исследований с подветренной стороны была меньшей, чем с наветренной, а в средней части – большей, чем с подветренной (рис. 1).

pic_81.tif

Рис. 1. Численность микроорганизмов в воде прудов степной зоны и влияние на нее ветров и волнобоя

В донных отложениях (рис. 2) с подветренной стороны численность микроорганизмов была большей, чем с наветренной, где верхний заиленный слой грунта переносится в результате волнобоя в воду и взмучивается. Это приводит к повышению в ней количества микроорганизмов.

pic_82.tif

Рис. 2. Численность микроорганизмов в донных отложениях прудов степной зоны и влияние на нее ветров и волнобоя

Обследование этих же прудов через год подтвердило выявленную ранее характерную для них и зависящую от гидрологического фактора особенность распределения микроорганизмов (табл. 2).

Отмеченное влияние имеет и практическое значение. Учитывая наличие большого количества микроорганизмов в нижней части больших прудов, как в степной зоне, в этих местах следует избегать расстановки кормовых мест (столиков), так как скопление микроорганизмов и органического материала в виде несъедобных кормов и метаболитов рыб в период высоких летних температур может приводить к возникновению локальных заморов.

Таблица 2

Численность микроорганизмов в воде (в млн кл./мл) и донных отложениях (в млрд кл./г) в различных сторонах прудов степного ТРХ

Номер пруда

Горизонт взятия проб

Сторона

В среднем по пруду

Подветренная

Середина

Наветренная

1

Вода

Грунт

8,98

18,05

9,68

18,35

10,75

15,52

9,81

17,31

2

Вода

Грунт

9,01

18,67

9,91

18,97

11,05

15,98

9,99

17,87

Что касается микробиологических данных, то пробы, отобранные в интервале между 8 и 16 ч, давали результаты, наиболее близкие к среднесуточным показателям численности бактериопланктона на каждом из исследованных горизонтов. Таким образом, одновременно установлено оптимальное время для отбора проб при изучении микробиологических процессов в рыбоводных прудах.

Выводы

На водоемах с разным гидрологическим режимом и интенсивностью ведения рыбоводного процесса установлено, что факторами, влияющими на численность и распределение микроорганизмов в воде, являются температура и кратность посадки рыб.

Анализ термического режима почв показал, что минерализация органических веществ в донных отложениях идет неравномерно, наибольшая интенсивность микробиологических процессов имеет место на поверхности ила, где сосредоточен детрит высокой питательной ценности.

В рыбоводных прудах, как и в других водоемах, наиболее населенным, а следовательно и активным, является поверхностный слой донных отложений. Поэтому накопление в прудах больших масс илов, не способствуя усилению микробиологических процессов, будет приводить лишь к обмелению водоёмов и сокращению их полезного для рыбоводства объёма, что крайне нежелательно.

Рецензенты:

Хасаева Ф.М., д.б.н., профессор кафедры ветеринарно-санитарной экспертизы, КБГАУ им. В.М. Кокова, г. Нальчик;

Калабеков М.И., д.в.н., профессор кафедры ветеринарно-санитарной экспертизы, КБГАУ им. В.М. Кокова, г. Нальчик.

Работа поступила в редакцию 26.03.2014.


Библиографическая ссылка

Пежева М.Х., Халилова Ф.А., Жантеголов Д.В., Казанчев С.Ч. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАЗВИТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В РЫБОВОДНЫХ ПРУДАХ КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКИ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 5-5. – С. 1025-1029;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34038 (дата обращения: 28.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074