Влияние удобрений на развитие зоопланктона

№73-1,

биологические науки

В статье изучено, что внесение азотно-фосфорных удобрений стимулирует развитие зоопланктона в выростных прудах. Установлено, как влияет на развитие зоопланктона прудов внесение в них оптимальных доз азот-но-фосфорных удобрений. Для опытов были использованы четыре пруда в рыбхозе «Сарский», расположенный в V эколого-фенологической рыбоводной зоне. Внесение минеральных удобрений положительно сказалось на первичной продукции. Фотосинтез в удобряемых прудах проходил более интенсивно, улучшая трофические условия зоопланктеров. С помощью ценологического анализ выявлен один типично прудовый комплекс – босминный. В удобряемых прудах доминантных видов было больше (3-4) и более высоким оказался общий показатель их значимости (219-574) по сравнению с контрольным (соответственно 2 и 132). Доминантом считали вид с показателем значимости не ниже 20. Видовой состав зоопланктона удобряемых и контрольного прудов, в основном, был одинаков, существенные различия отмечены в количественных показателях.

Похожие материалы

Введение

Для оценки рыбохозяйственной и экономической эффективности различных удобрительных веществ надо сопоставить количество израсходованных удобрений с получаемым за их счет биологической продукции. При этом следует помнить, что связь между ними не прямая, а опосредственная многими факторами [1]. Опытные работы рыбоводов-практиков и многих работников рыбохозяйственных учреждений вплоть до настоящего времени ограничиваются учетом рыбопродукции, как единственным критерием оценки эффективности удобрения. Необходимость такой оценки никогда не подвергалась сомнению. Однако, вскоре выяснилось, что такой подход недостаточен, для понимания механизма действия удобрения в прудах и выяснения при каких условиях и почему получается или не получается рыбохозяйственный эффект от удобрения. Таким образом, была осознана необходимость разработки теории удобрения водоемов.

Дозировки внесения минеральных и органических удобрений в пруды изучены недостаточно, поэтому пока можно рекомендовать лишь ориентировочные показатели. Многократные наблюдения показали, что внесение азотно-фосфорных удобрений стимулирует развитие зоопланктона в выростных прудах [3- 9].

Целью наших исследований было установить, как влияет на развитие зоопланктона прудов внесение в них оптимальных доз азотно-фосфорных удобрений.

Материал и методы исследований

Опыты проводили в 2009 году на выростных прудах V эколого-фенологической рыбоводной зоны в рыбхозе «Сарский». Были использованы спускные выростные пруды (площадь 3-5 га, средняя глубина 0,5-0,7 м) с независимым водоснабжением. Все четыре пруда расположены ступенчато.

Минеральные соли (аммиачную селитру и суперфосфат) вносили до расчетных концентраций семь раз в сезон. Кроме того, были внесены: в пруд 2 навоз по сухому ложу (перед заполнением), в середине июня и в конце июля; в пруд 4 по урезу воды свежескошенная прибрежная растительность в конце июля, в контрольный пруд 3 аммиачная селитра (из расчета 5 мг/л) в конце августа с целью снизить зараженность рыб моногенетическим сосальщиком Dactylogyrus vastator. Во всех прудах с начала августа до конца сезона молодь рыб подкармливали комбикормом, который, таким образом, отчасти служил органическим удобрением. Ниже приведена схема внесения удобрений в пруды.

Суперфосфат

Аммиачная

селитра

Органические

удобрения

Пруд 1

всего, ц

ц/га

всего, ц

ц/га

всего, ц

ц/га

11,5

1,05

35

3,2

50

4,5

Пруд 2

5,5

1,83

18

6,0

Пруд 3 (контроль)

1

0,13

5

0,63

Пруд 4

6,1

1,52

21,5

5,37

8

2

Вода прудов, по данным производственной лаборатории, пресная, гидрокарбонатно-натриево-кальциевая, умеренно жесткая (6,3-8,7 нем. град.); минерализация 230-480 мг/л, щелочная реакция среды (рН 7,93-9,22), окисляемость 5,1-23,0 мгО/л. Наибольшее количество органических веществ отмечено в прудах 2 и 4. Кислородный режим благоприятен для гидробионтов: содержание растворенного в воде кислорода колебалось в пределах 4,62-9,75 мг/л (51,2–157,1%). Температура воды не падала ниже 18,5° при максимуме 24,5° в конце июля — начале августа.

Результаты исследований

В результате систематического удобрения прудов среднее за лето содержание фосфора и минерального азота, особенно аммиачной и нитратной его формы (основные источники азота в питании водорослей), в них было значительно выше, чем в контрольном. Из удобряемых прудов наименьшим содержанием биогенов характеризовался пруд 1 (приведены средние данные, мг/л).

NH4

NO2

NO3

P

Пруд 1

0,37

0,333

1,46

0,48

Пруд 2

0,76

0,045

1,63

0,061

Пруд 3

2,07

0,53

3,06

0,054

Пруд 4

0,40

0,001

0,77

0,024

Внесение минеральных удобрений положительно сказалось на первичной продукции. Фотосинтез в удобряемых прудах проходил более интенсивно, улучшая трофические условия зоопланктеров. Средняя за сезон валовая первичная продукция в них составляла 3,15-3,75 мгО2/л×сутки (наименьшие показатели отмечены для пруда 2), в контрольном — 1,87 мгО2/л×сутки. Скорость потребления кислорода во всех прудах была ниже величин фотосинтеза, поэтому баланс был положительным. Чистая продукция за то же время в удобряемых прудах достигла 1,34-1,59, в контрольном не превышала 0,97 мгО2/л×сутки.

Зоопланктон (43 пробы) отбирали с 1.VII по 5.IX 2009 г. сетью Апштейна (газ № 11/46). Камеральная обработка сводилась к определению видового состава, просчету организмов в камере Богорова и вычислению биомассы по таблицам стандартных весов [5].

В период заполнения прудов в них обнаружено 12 видов зоопланктеров, поступивших с водой из Головного пруда, а также развивавшихся из прошлогодних покоящихся в илах стадий: преобладали Bosmina longirostris, Keratella quadrata, Conochilus unicornis и науплии веслоногих ракообразных. В дальнейшем число их возросло до 29 (Cladoсега — 8, Copepoda — 6, Rotatoria — 15) (табл. На протяжении лета во всех прудах обильно размножалась сравнительно мелкая форма — В. longirostris. Крупные ракообразные — D. magna, D. longispina и довольно редкий для республики рачок D. yаmаnacensis, — являющиеся ценными пищевыми объектами рыб, обильно развивались в прудах с минеральными и органическими удобрениями (1 и 4), отличающихся наибольшим содержанием органического вещества (окисляемость в среднем за сезон 10,1-10,7 мгО/л).

Таблица 1. Виды-доминанты в зоопланктоне выростных прудов х. «Сарский»

Месяц

Пруд 1

Пруд 2

Пруд 3

Пруд 4

Июль

Bosmina longirostris*

Keratella quadrata

Conochilus unicornis

Brachionus angularis

Daphnia magna**

Brachionus angularis

Cyclops strenuus

Cyclops vicinus**

Mesocyclops leuckarti**

Mesocyclops leuckarti

Cyclops vicinus**

Daphnia magna**

Asplanchna priodonta**

Daphnia longispina**

Август

Bosmina longirostris*

Brachionus angularis*

Polyarthra sp.

Conochilus unicornis

Mesocyclops leuckarti

Filinia longiseta

Eudiaptomus graciloides**

Mesocyclops leuckarti**

Mesocyclops leuckarti**

Keratella cochlearis

Eudiaptomus graciloides*

Diaptomus yamanacensis**

Eudiaptomus graciloides**

Daphnia longispina**

Сентябрь

Bosmina longirostris*

Eudiaptomus graciloides*

Keratella quadrata

Cyclops vicinus*

Euchlanis dilatata

Brachionus angularis

Filinia longiseta

Cyclops vicinus**

Diaptomus yamanacensis**

Daphnia longispina**

Eudiaptomus graciloides*

Примечание. Виды, обозначенные *, доминировали по численности и биомассе, ** — по биомассе, прочие — по численности.

С помощью ценологического анализа выявлен один типично прудовой комплекс — босминный. В основу критерия определения структуры зоопланктического комплекса был положен индекс постоянства встречаемости [2, 4, 8]. Показатель значимости для В. longirostris во всех прудах был самым высоким. В удобряемых прудах 2 и 4 с наибольшей первичной продукцией (Ф = 3,32-3,75 мгО/л×сутки) он оказался максимальным. По максимальному показателю значимости в зависимости от специфики прудов в комплекс вошли и другие формы, образовавшие различные варианты (табл. 2). В удобряемых прудах доминантных видов было больше (3-4) и более высоким оказался общий показатель значимости их (219-574) по сравнению с контрольным (соответственно 2 и 132). Доминантом считали вид с показателем значимости не ниже 20.

Таблица 2. Ценологические показатели вариантов зоопланктического комплекса В. longirostris в выростных прудах хутора «Сарский»

Вариант

Доминанты

a

в

p

вp

I (пруд 1)

В. longirostris

260922

1,5

100

150,0

D. yanianacensis

6125

0,6

63

37,8

Е. graciloides

17420

0,5

63

31,5

219,3

II (пруд 2)

В. longirostris

721 343

4,6

100

460,0

М. leuckarti

50 366

0,5

90

45,0

С. vicinus

7 782

0,5

90

45,0

Е. graciloides

7 744

0,3

81

24,3

574,3

III (пруд 3)

Bosmina longirostris

474 111

3,8

100

380,0

Daphnia longispina

14 030

0,3

97

27,0

Eudiaptomus graciloides

13 857

0,4

6,3

25,2

Asplanchna priodonta

29 887

0,3

72

21,6

453,8

IV (пруд 4)

Bosmina longirostris

153 834

1,0

100

100

Eudiaptomus graciloides

21314

0,4

80

32,0

132,0

Примечание: а, в — средине плотность (экз./м3) и биомасса (г/м3) популяции каждого вида; р — встречаемость вида, %; вр — индекс постоянства встречаемости, отражающий значение вида в комплексе.

Количественное развитие зоопланктона в исследуемых прудах было крайне неравномерным (рис. 1), что характерно для мелких водоемов и обусловлено биотическими и абиотическими факторами среды. Особенно резкие колебания наблюдались в прудах 1 (62-1074 тыс. экз./м3 и 0,4-13,1 г/м3) и 4 (64-2650 тыс. экз./м3 и 0,8-12,9 г/м3). Для них установлены три максимума общей численности (в начале июля, в начале августа и в конце сезона) и два — биомассы (июль и август). В пруду 2 общее количество организмов не падало ниже 604 тыс. экз./м3 и 4,1 г/м3; здесь отмечено два пика: в конце июля — начале августа (2193 тыс. экз./м3 и 10,0 г/м3) и в конце августа (1492 тыс. экз./м3 и 10,0 г/м3).

Динамика общих численности (1) и биомассы (2) зоопланктона, биомассы В. longirostris (3) и Cyclopidae (4) в выростных прудах рыбхоза хутора «Сарский»
Рисунок 1. Динамика общих численности (1) и биомассы (2) зоопланктона, биомассы В. longirostris (3) и Cyclopidae (4) в выростных прудах рыбхоза хутора «Сарский»

В контрольном пруду зоопланктон развивался слабо в течение большей части лета. Лишь сразу после заполнения и в конце сезона после внесения удобрений наблюдалась кратковременная вспышка (соответственно 700 тыс. и 251 тыс. экз./м3, 6,2 и 3,2 г/м3).

На протяжении лета 71-99% общей биомассы зоопланктона составляли фильтраторы (рис. 2). Хищный комплекс наиболее интенсивно развивался в пруду 2 (29% общей биомассы в конце августа и 42% — в конце июля), что, по-видимому, было связано с бóльшим развитием здесь мелкого фильтратора В. longirostris.

Соотношение доминирующего вида В. longirostris (1) и основных групп зоопланктона в выростных прудах рыбхоза хутора «Сарский»: В. longirostris (1), Copepoda (2), прочие Cladocera (3), Rotatoria (4) (Цифры над диаграммой — средняя биомасса вида-доминанта)
Рисунок 2. Соотношение доминирующего вида В. longirostris (1) и основных групп зоопланктона в выростных прудах рыбхоза хутора «Сарский»: В. longirostris (1), Copepoda (2), прочие Cladocera (3), Rotatoria (4) (Цифры над диаграммой — средняя биомасса вида-доминанта)

С точки зрения обеспеченности сеголетков кормовыми зоопланктерами определенный интерес представляет распределение их биомассы на протяжении лета. Характер кривой изменения общей биомассы зоопланктона наиболее отвечал пищевым потребностям рыб в прудах 4 и 2, где самый высокий максимум биомассы (соответственно 12,9 и 10,7) наблюдался во второй половине лета. В пруду 1 наибольший пик отмечен в начале июля (13,1 г/м3, в августе — 7,5 г/м3), в контрольном пруду 6 — также в начале июля, однако общая биомасса не превышала 6,2 г/м3.

С точки зрения обеспеченности сеголетков кормовыми зоопланктерами определенный интерес представляет распределение их биомассы на протяжении лета. Характер кривой изменения общей биомассы зоопланктона наиболее отвечал пищевым потребностям рыб в прудах 4 и 2, где самый высокий максимум биомассы (соответственно 12,9 и 10,7) наблюдался во второй половине лета. В пруду 1 наибольший пик отмечен в начале июля (13,1 г/м3, в августе — 7,5 г/м3), в контрольном пруду 6 — также в начале июля, однако общая биомасса не превышала 6,2 г/м3.

Высокая биомасса зоопланктона и изменение ее, удовлетворяющее пищевым потребностям молоди рыб на протяжении лета, обусловили в удобряемых прудах 2 и 3 наилучший темп роста сеголетков и самую высокую рыбопродуктивность:

Пруд

Средний вес

Общая

продуктивность

карпа

амура

№ 1

6,1

10,0

319,0

№ 2

10,5

12,0

386,0

№ 3

8,1

11,0

420,0

№ 4 (контроль)

2,6

2,8

48,0

Следует при этом отметить, что сеголетки карпа в течение всего лета интенсивно потребляли зоопланктон. В кишечниках преобладали в основном виды, представленные в массе: В. longirostris и Alona priodonta в удобряемых прудах, Chidorus во всех прудах, дафнии в пруду 3, веслоногие ракообразные в прудах 1, 2 и 4. Роль зоопланктона в пищевом рационе молоди карпа несколько снизилась лишь в конце августа — начале сентября, когда сеголетков кормили комбикормом. Однако в питании сеголетков из пруда 2 планктон по-прежнему имел большое значение: в кишечниках просмотренных рыб были обнаружены В. lingirostris (от 42 до 2 тыс. экз).

Сеголетки белого амура интенсивно питались зоопланктоном только в первой половине июля, затем они переходили на питание макрофитами, еще позднее — на комбикорм.

Таким образом, в выростных прудах рыбхоза хутора «Сарский» в течение очень короткого вегетационного периода обнаружено 29 видов зоопланктеров. Среди них преобладали коловратки (15), ветвистоусых было 8 видов и веслоногих — 6. Видовой состав зоопланктона удобряемых и контрольного прудов в основном был одинаков, существенные различия отмечены в количественных показателях.

Ценологический анализ показал, что в прудах развивался только один типично прудовой зоопланктический комплекс — босминный. Показатель значимости популяции В. longirostris в удобряемых прудах был значительно выше (150-460), чем в контрольном (100). Выявлены четыре варианта с определенным видовым составом и структурой (табл. 2): варианты I, II и III, соответствующие прудам 1, 2 и 3, характеризуются наибольшим количеством доминирующих видов и более высоким показателем значимости по сравнению с IV вариантом — контрольный пруд 4. Основу вариантов составляли преимущественно фильтраторы, лишь во II — в числе доминирующих оказались хищники — С. vicinus и М. leuckarti, а в III — A. priodonta (роль последнего в комплексе невелика: вр = 21).

Выводы

  1. Судя по среднесезонным количественным показателям, зоопланктон в удобряемых прудах развивался интенсивнее (447-122 тыс. экз/м3 и 3,9-6,8 г/м3), чем в контрольном (294 тыс. экз/м3 и 1,9 г/м3), где содержание основных биогенных элементов в течение всего сезона находилось в минимуме.
  2. Из удобряемых прудов наименьшие показатели отмечены для пруда 1 с более низкой, чем в двух других, концентрацией биогенов.
  3. Динамика общей биомассы зоопланктона в наибольшей мере отвечала пищевым потребностям сеголетков на протяжении всего лета в прудах 3 и 2 которые и были наиболее продуктивными.

Список литературы

  1. Акатова, Н.A. Влияние удобрений на развитие зоопланктона в прудах рыбцово-шемайного питомника / Н.А.Акатова//Тес. Докладов: пробл. и темат. совещ. -2007. -№ 7.-С.67-72.
  2. Брагинский, Л.П. Развитие зоопланктона при различных формах удобрений прудов /Л.П. Брагинский// Сб. науч. тр. Укр. НИИ. рыбовод-ства. -2006.- № 2.-С.135-139.
  3. Винберг, Г.Г. Удобрение прудов/ Г.Г. Винберг, В.П. Ляхнович// М.: Изд-во Пищепром- 1965.-234С.
  4. Любимова, Т.С. Зоопланктон выростных прудов Челябинской об-ласти /Т.С. Любимова// Тр. Урал СибНИИРХ. -2001. -№8.С.78-85.
  5. Мордухай-Болтовской, Ф.Д. Материалы по сырому весу водных беспозвоночных бассейна Дона: в кн. «Пробл. гидробиол. внутр. Вод».,/Ф.Д. Молдухай –Болтовский// Тр. пробл. и темат. совещ. М.: Изд-во АН СССР, 1974. № 2. –С.107-110.
  6. Хабжоков А.Б. Рекомендации по применению удобрений в рыбо-водных прудах КБР/А.Б. Хабжоков, С.Ч. Казанчев//. Нальчик.- 2017.- 45С.
  7. Хабжоков А.Б. Методические указания по организации производ-ства товарной рыбы/ А.Б. Хабжоков// Нальчик- 2012.-30С.
  8. Хабжоков А.Б., Казанчев С.Ч. Видовой состав бактериопланктона и бактериобентоса в рыбоводных водоемах в зависимости от их зональ-ного расположения /А.Б. Хабжоков, С.Ч. Казанчев// Фундаментальные ис-следования. Москва- 2014.- №9-12. -С. 2672-2686.
  9. Гетоков, О.О. Биологические особенности и продуктивные качества голштинизированного скота Кабардино-Балкарии. Дис. ... докт. биол. наук. - ВНИИ плем. – п. Лесные Поляны, Моск. обл., 2000. – 44с.
  10. Гетоков, О.О. Результативность голштинизации швицкого скота в Ка-бардино-Балкарии / О.О. Гетоков // Зоотехния. – 1995. - №7. – с. 6.
  11. Сабанчиев, З. Рост и мясная продуктивность голштинизированного черно-пестрого скота / З. Сабанчиев, О. Гетоков // Молочное и мясное скотоводство.-1996.-№5.- с.8