Количественные и весовые показатели развития икры и личинок африканского сома при обработке ультразвуком малой мощности

Введение. Рост мирового населения и изменение климатических условий на планете диктуют необходимость в поиске инновационных методов и технологий, способных увеличить урожайность и эффективность сельскохозяйственной отрасли, и в частности — промышленного рыбоводства. Одним из таких методов в последние годы стал ультразвук, широко применяющийся во многих отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам и возможностям. В рыбоводстве использование ультразвука может значительно улучшить процессы выращивания рыбы, увеличивая скорость роста, улучшая пищеварение и общее здоровье рыбы, однако до сих пор вопрос биостимуляции икры и личинок ультразвуком малой мощности остается неизученным. Цель данной работы — исследование биостимуляции икры и личинок африканского (клариевого) сома ультразвуком в аквариумах в качестве перспективного метода улучшения роста и выживаемости на ранних стадиях развития данного биологического объекта, а также потенциального метода профилактики инфекционных и инвазионных заболеваний.

Материалы и методы. Объектом данного исследования является африканский клариевый сом, он же мраморный клариевый сом (Clarias gariepinus). В ходе эксперимента, проводившегося в рыбоводческом хозяйстве ООО «Рыбная ферма «Мраморный сом» (г. Липецк) в период с марта по сентябрь 2023 г., были сформированы 4 группы — три экспериментальные и одна контрольная. Икра и личинки африканского сома подвергались воздействию ультразвука малой мощности, в экспериментальных группах экспозиция составляла 30 с, 60 с и 120 с соответственно; контрольную группу воздействию не подвергали. Биостимуляция проводилась маломощным погружным источником ультразвуковых волн (0,243 Вт/см²). Проведено 6 воздействий. Сортировку производили на 15-й день от начала инкубации. Всего проведено четыре серии опытов.

Результаты исследования. Первая, вторая и третья группы во всех сериях эксперимента по результатам сортировки содержали крупных личинок африканского сома — в процентном соотношении от 44 до 46 %; показатель контрольной группы по крупным личинкам — 19 %. По среднему размеру сортировка дала следующий результат: 1–3 экспериментальные группы — от 52 до 54 % от общего количества личинок; в контрольной — 72 %. По мелким личинкам получены следующие значения: группы 1–3 — от 2 до 3 %, в контрольной — 9 % от общего количества по группам и сериям соответственно.

Обсуждение и заключение. На рост и развитие икры и личинок африканского сома большое влияние оказывают гидрологические показатели воды: температура, оксигенация, освещённость, водородный показатель pH, жесткость, содержание гидрокарбонатов, фосфатов, нитратов и других химических элементов. Кроме того, оплодотворение икры может произойти неравномерно из-за неоднородного смешивания икры и молок, качества и степени зрелости икры при оплодотворении, что может дать разный количественный показатель выхода личинок сома. Воздействие ультразвуком на икру и личинок в эксперименте дало увеличение количества крупных личинок, что благоприятно для получения рыбопосадочного материала. Своевременная сортировка рыбопосадочного материла перед переводом африканского сома в установки замкнутого водоснабжения снижает каннибализм в процессе дальнейшего выращивания. Применение ультразвука в рыбоводстве требует дальнейшего изучения с целью выявления оптимальной кратности обработки и влияния на иммунитет, скорости роста товарной рыбы, что позволит обеспечить растущие потребности населения в качественных продуктах рыбной промышленности.

1. Сыздыков К.Н., Куанчалеев Ж.Б., Марленов Э.Б., Асылбекова А.С., Мусин С.Е. Выращивание и кормление молоди клариевого сома. Путь науки. 2019;(9(67)):16–19.

2. Мухитова М.Э., Романова Е.М., Любомирова В.Н., Романов В.В. Сравнительные исследования роста и развития популяций африканского клариевого сома, репродуцированных в разные сезоны. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018;(2(42)):193–198.

3. Волкова А.А. Аквакультура в РФ: актуальное состояние и перспективы развития. В: Сборник статей XII Международной научно-практической конференции «Современная наука и молодые ученые». Пенза: Наука и Просвещение; 2022. С. 135–137.

4. Агеец В., Костоусов В., Банина С., Марцуль О. Рыбная отрасль: перспективы развития. Наука и инновации. 2020;(3(205)):4–9.

5. Акопян В.Б., Богерук А.К., Браславец В.К., Призенко В.К. Основы применения ультразвука в рыбном хозяйстве. Москва: Росинформагротех; 2009. 92 с.

6. Самсонова С.П., Сергиенко А.И., Шалимова Е.В., Тилеманн Й. Альтернативные решения для очистки (обеззараживания) воды в оборотных системах различного назначения. Энергосбережение и водоподготовка. 2018;(4(114)):16–20.

7. Антушева Т.И. Некоторые особенности влияния ультразвука на микроорганизмы. Живые и биокосные системы. 2013;(4):11.

8. Sitjà-Bobadilla A, Oidtmann B. Chapter 5 – Integrated Pathogen Management Strategies in Fish Farming. Galina J (Ed.). In Book: Fish Diseases. Prevention and Control Strategies; Academic Press; 2017. P. 119–144. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804564-0.00005-3

9. Abeledo-Lameiro MJ, Ares-Mazás E., Goméz-Couso H. Use of Ultrasound Irradiation to Inactivate Cryptosporidium Parvum Oocysts in Effluents from Municipal Wastewater Treatment Plants. Ultrasonics Sonochemistry; 2018;48:118–126. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2018.05.013

10. Liu BD, Dong HT, Rong HW, Zhang RJ. Effects and Mechanism of Ultrasound Treatment on Chironomus Kinesis Eggs. Environmental Science and Pollution Research. 2022;29:85482–85491. https://doi.org/10.1007/s11356-022-21856-w

11. Tan WK, Cheah SC, Parthasarathy S, Rajesh RP, Pang CH, Manickam S. Fish Pond Water Treatment Using Ultrasonic Cavitation and Advanced Oxidation Processes. Chemosphere. 2021;274:129702. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129702

12. Teher D, Milla S. and Banas D. Sublethal Effect Assessment of a Low-Power and Dual-Frequency Anti-Cyanobacterial Ultrasound Device on the Common Carp (Cyprinus Carpio): A Field Study. Environmental Science and Pollution Research. 2017;24:5669–5678. https://doi.org/10.1007/s11356-016-8305-6

13. Утешев В.К., Пашовкин Т.Н., Севиров А.Н., Мельникова Е.В., Садикова Д.Г., Карнаухов В.Н. и др. Выживаемость зародышей амфибий после воздействия непрерывного ультразвука. Биофизика. 2006;51(3):539–544.

14. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Хмелев С.С., Цыганок С.Н. Ультразвук. Аппараты и технологии. Барнаул: ООО «Издательский дом «Бия»; 2015. 687 с.

15. Хмелев В.Н., Цыганок С.Н., Хмелев С.С., Шакура В.А. Ультразвуковые технологии и оборудование для интенсификации процессов. В: Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности». Бийск: Бийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»; 2015. С. 11–20.

16. Bart AN, Kyaw HA. Survival of Zebrafish, Brachydanio Rerio (Hamilton-Buchanan), Embryo after Immersion in Methanol and Exposure to Ultrasound with Implications to Cryopreservation. Aquaculture Research. 2003;34(8):609-615. https://doi.org/10.1046/j.1365-2109.2003.00852.x

17. Furusawa Y, Kondo T, Tachibana K, Feril JrLB. Ultrasound-Induced DNA Damage and Cellular Response: Historical Review, Mechanisms Analysis, and Therapeutic Implications. Radiation Research. 2022;197(6):662–672. https://doi.org/10.1667/RADE-21-00140.1.S1

18. Navarro-Guillén C, do Vale Pereira G, Lopes A, Colen R, Engrola S. Egg Nutritional Modulation with Amino Acids Improved Performance in Zebrafish Larvae. PLoS ONE. 2021;16(4): e0248356. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0248356

19. Przystupski D, Ussovich M. Spectrum of cellular bioeffects caused by ultrasonic radiation. International Journal of Molecular Sciences. 2022., vol.23, no.19. P. 11222. https://doi.org/10.3390/ijms231911222

20. Акопян В.Б., Альков С.В. Основы медицинской акустики: учебно-методическое пособие. Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана; 2021. 58 с.

21. Li H, Hu Y, Zhao X, Wan W, Du X, Kong B, et al. Effects of Different Ultrasound Powers on the Structure and Stability of Protein From Sea Cucumber Gonad. LWT. 2021;137:110403. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110403

22. Rahman SM, Strüssmann CA, Suzuki T, Majhi SK, Hattori RS, Alam MA. Effects of Ultrasound on Permeation of Cryoprotectants into Japanese Whiting Sillago Japonica Embryos. Cryobiology. 2017;77:19–24. https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2017.06.003