Способ предотвращения "цветения" воды с помощью представителя аборигенной ихтиофауны - молоди плотвы - при использовании искусственных плавающих нерестилищ-островов в средней полосе России Российский патент 2024 года по МПК A01K61/10 A01K61/60 

Изобретение относится к области рыболовства в отрасли рыбного хозяйства, экологии и может быть использовано для биологической мелиорации водных объектов, как рыбохозяйственного, так и рекреационного значения - водохранилища, пруды, реки, озера.

В настоящее время в качестве рыб-мелиораторов, для очистки водоемов от нежелательной водной растительности активно используют рыб китайского комплекса - толстолобиков и белого амура. Для зарыбления водоемов средней полосы России молодь растительноядных рыб закупают в специализированных рыбопитомниках, преимущественно расположенных в южных регионах или на теплых водах. В условиях Средней полосы эти рыбы не нерестятся из-за недостатка суммы активных температур обеспечивающих нормальное функционирование их воспроизводительной системы. И поэтому для пополнения запасов растительноядных рыб должны постоянно производить очередные закупки и зарыбления, с которыми из южных регионов в местные водоемы могут завезти также инвазионные виды представителей фауны и флоры. Кроме того, для зарыбления общественных водоемов необходим ряд длительных согласований [1, 2].

В любом регионе есть свои составляющие, которые позволяют большинству естественных водоемов оставаться в определенном экологическом равновесии, в том числе и за счет формирования потребителей свободной биопродукции. Одним из таких аборигенных рыб-мелиораторов, настоящих санитаров водоемов является плотва обыкновенная Rutilus rutilus (L., 1758). Которой во избежание массового развития водорослей и «цветения» водоема достаточно создать условия для успешного воспроизводства с целью значительного увеличения численности ее молоди. Для молоди ряда карповых рыб характерно питание микроводорослями - плотва, лещ, густера, серебряный карась, уклейка, верховка. Однако молодь плотвы является одним из самых больших потребителей фитопланктона, при высокой концентрации водорослей или высокоурожайном поколении плотвы в питании молоди преобладают водоросли до 80% - сине-зеленые, зеленые, диатомовые. И в отличие от других видов рыб молодь плотвы питается не только в прибрежной, но и открытой части водоема [3].

В последние годы, в связи с низкими уровнями воды в Поволжье вновь стали активно использовать искусственные нерестилища для воспроизводства промысловых фитофильных видов рыб с целью повышения их запасов. Искусственные нерестилища для фитофильных рыб выставляют в весенний период в прибрежной зоне водоемов с колеблющимся уровнем воды. Применяются искусственные нерестилища различных конструкций и с различным субстратом, растительным и синтетическим: плавучие рамные нерестилища, нерестовые гнезда, нерестилища-переметы, ленточного типа. Однако растительный субстрат можно использовать лишь кратковременный период в течение одного сезона. Поэтому в настоящее время в большей степени нерестилища изготавливают из синтетического материала, который можно устанавливать в течение нескольких сезонов и окрашивать в различные цвета.

Нерестилища выставляются за 1-2 дня до начала массового нереста и оставляют в воде после вылупления предличинок на 3-4 дня. После выхода личинок искусственные нерестилища убирают, просушивают и хранят до следующего года. Отход икры за время инкубации на плавучих нерестилищах составляет всего 10-15%, что значительно ниже, чем на естественных нерестилищах [4].

Также искусственные нерестилища иногда использовались для сбора и уничтожения икры «сорных» видов рыб.

Поставленная цель достигается путем задействования собственного потенциала водного объекта, аборигенного широко распространенного представителя ихтиофауны - плотвы и сопутствующих фитофильных видов карповых рыб, численность молоди которых на открытых площадях водоема значительно повышается за счет воспроизводства на плавающих искусственных синтетических нерестилищах-островах, установленных на участках водных объектов с наибольшей концентрацией фитопланктона, на основной вегетационный период массового развития микроводорослей.

На водном объекте или его участке, характеризующимся ежегодными повышенными концентрациями микроводорослей, имеющими в составе ихтиофауны плотву, в преднерестовый период устанавливаются на якорях плавучие синтетические нерестилища-острова на участках, в том числе и удаленных от прибрежной полосы с большими глубинами. С учетом длительности постановки нерестилищ на 3-4 месяца с апреля по июль, в отличие от обычных искусственных нерестилищ из растительных материалов, выставляемых в прибрежной зоне на 10-15 дней, предусматривается использование синтетических нерестилищ. Это позволяет личинкам и молоди плотвы придерживаться зоны нерестилищ-островов, и активно потребляя микроводоросли снижать их концентрацию, предотвращая массовое развитие, а после снятия или буксировки нерестилищ на другое место осваивать широкие открытые акватории водоема, продолжая исполнять роль мелиораторов. Установленные нерестилища периодически осматриваются, «отряхиваются», по возможности промываются, при необходимости буксируются на участки с повышенной концентрацией фитопланктона. После использования нерестилища убирают, просушивают и хранят до следующего сезона. С каждым годом эффективность использования нерестилищ на конкретном водоеме будет возрастать за счет наиболее полного их освоения производителями плотвы и роста ее численности в водном объекте. В случае отсутствия плотвы в «цветущем» водоеме ее можно отловить в другом водном объекте региона и зарыбить в расчетном количестве.

Площадь искусственных нерестилищ и численность производителей плотвы для снижения концентрации фитопланктона на заданную величину его биомассы рассчитывается по формулам (1) и (2):

где: Sn - площадь нерестилищ для нейтрализации заданной величины фитопланктона в водном объекте, участке водного объекта, м²;

B_f - нейтрализуемая величина биомассы фитопланктона, г/м³;

Р/В_сут - средний сезонный продукционный коэффициент перевода биомассы фитопланктона в продукцию;

W. - объем водного объекта, участка водного объекта, м³;

К_Е ^_ коэффициент эффективности использования пищи на рост для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы»;

К₃ - средняя для данного водного объекта и сезона доля использования кормовой базы для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы», %;

m - средняя масса воспроизводимой особи молоди плотвы, г;

V₁ - коэффициент выхода молоди плотвы от личинок плотвы, %;

V₂ - коэффициент выхода личинок плотвы от икры, %;

C₁ - численность отложенной икры на 1 м² искусственных нерестилищ, млн. шт.;

B_XY - биомасса производителей рыб, необходимых для производства расчетного количества икры, т;

N_y - требуемое количество самок, экз.;

XY - коэффициент для определения требуемого количества производителей с учетом полового соотношения;

М - средняя масса производителей, г.

Данные и коэффициенты используются из приложений Методика…, 2020 [5], научной литературы и результатов собственных исследований.

По литературным данным количество отложенной икры на искусственных нерестилищах по плотве составляет около 2,0 млн. икринок на 1 м².

Плотва также охотнее других видов фитофильных рыб использует искусственные нерестилища и предпочитает откладывать икру в верхних слоях воды [3].

Допустимым объемом концентрации фитопланктона в водном объекте считается 4 г/м² [6].

Результаты исследований по заявляемому способу.

Установка в 2019 г. плавающих искусственных синтетических нерестилищ ленточного типа в общей связке длиной 100 м, шириной 1 м, высотой 1,5 м на открытой акватории руслового водохранилища «Маяк» на р. Старая Сура в Пензенской области, в 100 м от берега на глубинах около 6 м оказалась эффективной. Были обнаружены многочисленные кладки икры карповых рыб. В результате инкубации икры отобранной с различных участков нерестилищ в камеральных условиях была поучена молодь одного вида - плотвы.

В результате массовой вспышки планктона в крупнейшем рекреационном водоеме Пензенской области - Сурском водохранилище, которое обеспечивает питьевой водой 600 тыс.человек, в 2019 г. возникла критическая ситуация с забором и подачей воды в водопроводную сеть. В результате проведенных комплексных исследований выяснено, что главной причиной «зацветания» водоема стало отсутствие воспроизводства фитофильных рыб из-за осушения естественных нерестилищ в нерестовый период, при снижении запасов популяции плотвы и толстолобика в водоеме [7, 8].

По результатам комплексных исследований проведенных в Сурском водохранилище в 2009-2019 гг.установлено, что пик массового развития фитопланктона наблюдается в июле и его средняя биомасса по акватории может достигать 6 г/м³. Таким образом, избыточная биомасса микроводорослей со-ставляет 2 г/м³. Расчет требуемых площадей искусственных плавучих нерестилищ для снижения биомассы фитопланктона до уровня предотвращения «цветения» воды в Сурском водохранилище, численности и биомассы производителей плотвы приводится в табл.1, 2. Коэффициенты и показатели приняты из наших опубликованных материалов и литературных источников [5, 9, 10].

По результатам расчетов установлено, что для ликвидации избыточного фитопланктона на площади 11000 га водохранилища при эффективном нересте потребуется 408 м искусственных нерестилищ и 9,2 тонны производителей плотвы или 0,04 м²/га и 0,8 кг/га соответственно (табл. 1, 2). Общие запасы половозрелой плотвы в Сурском водохранилище в последние годы значительно снизились и оцениваются на уровне 27,5 т, или 2.5 кг/га, однако с учетом численности прочих карповых рыб, которые могут отложить икру на искусственных нерестилищах - уклейка, лещ, густера, серебряный карась, белоглазка, общие запасы фитофильных рыб достигают 170 тонн или 15,5 кг/га. Таким образом, в Сурском водохранилище достаточно собственных биоресурсов, чтобы и в первый год установки плавающих искусственных нерестилищ-островов получить необходимую численность молоди рыб для предотвращения «цветения». Для эффективного использования нерестилищ с учетом интенсивности развития фитопланктона нерестилища целесообразно разделить по плесам: Золотаревский - 50%, Узинский - 40%, Приплотинный - 10% [1].

В случае зарыбления Сурского водохранилища толстолобиком для ликвидации избыточного фитопланктона в размере 2 г/м³ в весенний период конкретного года, с учетом 50% отхода из-за высокого пресса судака, для зарыбления потребуется 31 т годовиков толстолобика массой 25 г. Учитывая, что за период 2011-2021 гг.было зарыблено всего около 10 т толстолобика, разовое зарыбление в объеме 31 т крайне проблематично [8].

Таким образом, использование плавающих искусственных синтетических нерестилищ-островов обеспечивающих значительное повышение численности молоди плотвы и других карповых видов рыб помогает снижению концентрации фитопланктона и предотвращению «цветения» водного объекта.

Источники информации:

1. Богданов Н.И. Биологические основы предотвращения «цветения» Пензенского водохранилища сине-зелеными водорослями. Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 76 с.

2. Козлов В.И. Справочник фермера-рыбовода. М: Изд-во ВНИРО, 1988. - 448 с.

3. Попков В.К., Попкова Л.А. Кормовая база и питание молоди плотвы в пойменных озерах Средней Оби. Биологическая продуктивность водоемов Западной Сибири и рациональное использование: Мат. науч. конф. 1997. Новосибирск: Новосибирское отделение СибрыбНИИпроект - С. 178-179.

4. Исаев А.И., Карпова Е.И. Рыбоводство на внутренних водомах. М.: Агропромиздат, 1991 - 96 с.

5. Методика определения последствий негативного воздействия при строительстве, реконструкции... и осуществлении иной деятельности на состояние водных биологических ресурсов и среды их обитания и разработки мероприятий по устранению последствий негативного воздействия на состояние водных биологических ресурсов и среды их обитания, направленных на восстановление их нарушенного состояния. Приказ Росрыболовства от 6 мая 2020 г. N 238, Зарегистрировано в Минюсте России 5 марта 2021 г. N 62667.

6. Ермолаев В.И. Водоросли и их значение в жизни рыбохозяйственных водоемов. Биологическая продуктивность водоемов Западной Сибири и рациональное использование: Мат. науч. конф. 1997. Новосибирск: Новосибирское отделение СибрыбНИИпроект - С. 167-169.

7. A Yu Asanov, А V Nosov, О A Tagirova and D A Murzin The effect of Reproduction of aquatic biological resources of the Volga reservoir on the efficiency of water intake facilities / A Yu Asanov et al 2021IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 868 012014.

8. Асанов А.Ю. Эффективность предотвращения «цветения» Сурского (Пензенского) водохранилища в зависимости от размера используемого рыбопосадочного материала толстолобика (HYPOPHTHALMICHTHYS). Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. 2021. №1 (33). - С. 87-97.

9. Асанов А.Ю. Водные биологические ресурсы Пензенской области. Сурское водохранилище. Вестник АГТУ. Сер.: Рыбное хозяйство. 2015. №1. - С. 14-23.

10. Асанов А.Ю. Перспективы рыбохозяйственного использования Сурского водохранилища. Нива Поволжья. 2017. №4(45). - С. 10-16.

Изобретение относится к области рыболовства в отрасли рыбного хозяйства и может быть использовано для биологической мелиорации водных объектов как рыбохозяйственного, так и рекреационного значения. Способ предотвращения «цветения» воды с участием представителя аборигенной ихтиофауны - молоди плотвы - при использовании искусственных синтетических плавающих нерестилищ-островов заключается в задействовании аборигенного широко распространенного представителя ихтиофауны – плотвы. При этом численность молоди плотвы повышается за счет воспроизводства на плавающих искусственных нерестилищах-островах, устанавливаемых на участках водных объектов с наибольшей концентрацией фитопланктона, включая и открытые глубоководные участки, на основной вегетационный период массового развития микроводорослей. Площадь искусственных нерестилищ и численность производителей плотвы для снижения концентрации фитопланктона на величину его биомассы рассчитываются по формулам (1) и (2) , где Sn - площадь нерестилищ для нейтрализации фитопланктона в водном объекте, участке водного объекта, м²; B_f - нейтрализуемая величина биомассы фитопланктона, г/м³; Р/В_сут - средний сезонный продукционный коэффициент перевода биомассы фитопланктона в продукцию; W - объем водного объекта, участка водного объекта, м³; К_Е - коэффициент эффективности использования пищи на рост для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы»; К₃ - средняя для данного водного объекта и сезона доля использования кормовой базы для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы», %; m - средняя масса воспроизводимой особи молоди плотвы, г; V₁ - коэффициент выхода молоди плотвы от личинок плотвы, %; V₂ - коэффициент выхода личинок плотвы от икры, %; C₁ - численность отложенной икры на 1 м² искусственных нерестилищ, млн шт.; B_XY - биомасса производителей рыб для производства расчетного количества икры, т; N_y - количество самок, экз.; XY - коэффициент для определения количества производителей с учетом полового соотношения; М - средняя масса производителей, г. Изобретение обеспечивает снижение концентрации фитопланктона и предотвращает «цветение» водного объекта. 2 табл.

Способ предотвращения «цветения» воды с участием представителя аборигенной ихтиофауны - молоди плотвы - при использовании искусственных синтетических плавающих нерестилищ-островов, отличающийся тем, что задействуется аборигенный широко распространенный представитель ихтиофауны - плотва, численность молоди которой повышается за счет воспроизводства на плавающих искусственных нерестилищах-островах, устанавливаемых на участках водных объектов с наибольшей концентрацией фитопланктона, включая и открытые глубоководные участки, на основной вегетационный период массового развития микроводорослей, площадь искусственных нерестилищ и численность производителей плотвы для снижения концентрации фитопланктона на величину его биомассы рассчитываются по формулам (1) и (2)

где Sn - площадь нерестилищ для нейтрализации фитопланктона в водном объекте, участке водного объекта, м²;

B_f - нейтрализуемая величина биомассы фитопланктона, г/м³;

Р/В_сут - средний сезонный продукционный коэффициент перевода биомассы фитопланктона в продукцию;

W - объем водного объекта, участка водного объекта, м³;

К_Е - коэффициент эффективности использования пищи на рост для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы»;

К₃ - средняя для данного водного объекта и сезона доля использования кормовой базы для пищевой цепи «фитопланктон-рыбы», %;

m - средняя масса воспроизводимой особи молоди плотвы, г;

V₁ - коэффициент выхода молоди плотвы от личинок плотвы, %;

V₂ - коэффициент выхода личинок плотвы от икры, %;

C₁ - численность отложенной икры на 1 м² искусственных нерестилищ, млн шт.;

B_XY - биомасса производителей рыб для производства расчетного количества икры, т;

N_y - количество самок, экз.;

XY - коэффициент для определения количества производителей с учетом полового соотношения;

М - средняя масса производителей, г.