Осетрина для Донбасса

Валерия Федорова живёт в городе Алчевске в Луганской Народной Республике и уже много лет занимается исследованиями аквакультуры в Донбасском государственном техническом университете. IQ.HSE побеседовал с ней о перспективных работах по выращиванию бестеров и стербелов — наиболее жизнеспособных гибридов белуги и стерляди, вермифильтрации — производстве биогумуса с помощью дождевых червей и других необычных проектах, реализуемых биологами и экологами из её вуза.

Валерия Федорова,
доцент, кандидат фармацевтических наук,
заведующая кафедрой экологии
и безопасности жизнедеятельности
Донбасского государственного технического
университета, ЛНР

Смоделированная природная среда

— Над какими проектами вы работаете прямо сейчас?

— В первую очередь над проектом по выращиванию рыб семейства осетровых в поликультуре с другими видами рыб, ракообразными, моллюсками: совершенствуем его, что-то добавляем, изменяем. Внедряем новую технологию интегрированной мультитрофной системы выращивания объектов аквакультуры.

Кстати, в этом аспекте я бы сразу хотела выразить восхищение той грантовой политикой и всеми грантовыми возможностями, которые даёт учёным Российская Федерация. В ЛНР до присоединения к России такого, естественно, не было. Спасибо президенту Владимиру Путину — теперь и до нас дошла грантовая поддержка. Мы подаём новые заявки на гранты. Среди них есть уже одобренные — эти гранты выполняются.

— Каких именно осетровых вы выращиваете и почему? В семействе много видов: осетр, севрюга, стерлядь, белуга и пр.

— Мы выращиваем стерлядь и её гибриды. Это бестер (получен путём искусственного скрещивания самки белуги с самцом стерляди), стербел (прямо противоположное сочетание — самка стерляди и самец белуги) и стерляжий бестер или бестер Аксайский (межродовой возвратный гибрид от скрещивания стерляди с бестером). Все эти гибриды более устойчивы — характеризуются быстрым ростом, большей живучестью, ранним созреванием, меньшей восприимчивостью к солености воды — в условиях замкнутого водоснабжения (УЗВ).

— Давайте разберёмся в этой технологии. В интернете — масса видеороликов о выращивании осетровых в УЗВ. В чём задачи и ноу-хау именно вашего проекта?

— Изначально мы планировали его не для масштабного производства, а для местных фермерских хозяйств. Во всём мире прослеживается сокращение биоразнообразия в природной среде. Многие виды находятся под угрозой исчезновения, что вызвано деятельностью человека. Поэтому перед нашей командой стояла задача сохранить и приумножить биоразнообразие в нашей местности.

В проекте мы рассматриваем возможность выращивания осетровых в поликультуре — с другими видами рыб (например, карповыми), ракообразными и моллюсками. Проекты подобного рода единичны. Одновременно у нас предусмотрено культивирование кормовых гидробионтов — организмов, обитающих в водной среде, начиная с микроводорослей. Хлорелла, например, служит кормом планктонным организмам: инфузориям, коловраткам, ракообразным (дафния; моина; стрептоцефал — род жаброногих раков). Все перечисленные гидробионты являются кормами для наших мальков.

Кроме того, мы отбираем из воды осадок, который идет на вермифильтрацию — очистку с помощью дождевых червей. Образующийся вермикомпост — биогумус, продукт переработки отходов с помощью червей — хорошее удобрение для теплиц.

Вообще, когда мы начали работать с червями и вникать в эту тему, мы поняли, что у нас — комплексное их применение, что можно развивать данную экосистему и сделать безотходное производство. После вермифильтрации осветленная вода, обогащенная биогумусом, поступает в гидробионные модули, используемые для выращивания растений. Кстати, это могут быть даже культурные растения. Получается диверсификация производства. Это достигается благодаря внедрению новой технологии выращивания объектов аквакультуры — интегрированной мультитрофной системы. Параллельно с этим происходит очистка воды за счёт тех же растений, а также бактерий.

Мультитрофность предполагает сочетание видов, занимающих разные трофические уровни — звенья в пищевой цепи. Так, могут соседствовать водоросли, моллюски, рыбы и пр. При этом побочные продукты (включая отходы) одних организмов служат удобрением или пищей для других организмов.

— С одной стороны, такие бассейны приближены к естественной среде обитания рыб, где живут водоросли, рачки, рыбы. С другой стороны, всё сделано экономно, безотходно и экологично.

— Мы как раз за экологичность. Надеемся, что в будущем сможем внедрить проект в широкое производство. Мы самостоятельно смоделировали эти установки. Сначала мы решили попробовать на малом количестве осетровых, обеспечит ли наша установка нормальный рост и развитие рыб. Всё получилось. Дальше, конечно, без проблем не обходилось, но мы вместе боролись. И пока у нас хорошо получается.

— Кто участвует в проекте?

— На нашей кафедре в проекте работает Сергей Степанович Швыдченко, доцент, кандидат биологических наук. Мы воплощали проект совместно. Помогали и сотрудники нашей кафедры. Спасибо и ректору Дмитрию Александровичу Вишневскому, который поверил в нас.

Круговорот воды в бассейнах

— Есть дорогие технологии УЗВ, с многочисленными фильтрами для очистки воды, мощными насосами и аэраторами для обогащения воды кислородом. А у вас всё очень рационально и экономично. Вы и воду бережете, и очищаете её экономным способом.

— Многие используют воду, которая прошла очистку. Мы же берём обычную водопроводную воду, но, естественно, после отстаивания, затем пропускаем через наши фильтры. Проводится её механическая, биологическая очистка, включая бактериологическую, а также очистка с помощью гидропоники — водорослей. При этом они растут на той же воде. Также мы выращивали клубнику, листовой салат, овощные культуры. Всё это основано на безотходном производстве.

Система замкнутая. Вода используется та, которая есть. Подмена воды (для улучшения состава) там почти не нужна. Меняем примерно один раз в неделю, наверное, 10% объёма, а возможно, и меньше. Технология экономически и экологически выгодна.

— В проекте бассейны расставлены друг на друге, в шахматном порядке, — это для экономии пространства?

— Площадь помещения у нас довольно маленькая, а на ней надо уместить много бассейнов. Поэтому с целью экономии площади была внедрена установка в четыре и даже пять ярусов. Нижние бассейны служили опорой для верхних. Шахматное расположение открывало доступ ко всем бассейнам.

В верхних бассейнах у нас находилось биоплато с водными растениями (природный водяной фильтр для очистки воды) и гидропонные модули, где мы выращивали клубнику и другие культурные растения. Вода в этих верхних ярусах стекала самотеком, поступая в нижние ярусы с рыбой. Но уже тогда через отстойник вода с помощью насоса снова подавалась в верхние ярусы. То есть она движется по кругу. К тому же многоярусная шахматная расстановка — это ещё и экономия трубопроводов, плюс она не требует затрат на монтаж стеллажей.

— Для обеззараживания воды часто используются ультрафиолетовые лампы. У вас они есть?

— Бактерицидная лампа в любом случае необходима для дополнительного обеззараживания воды. Также обязательно нужно озонирование, аэрация воды. Рыбкам нужно дышать.

— Вы используете компрессор?

— Да. Компрессоры являются обязательным техническим элементом для очищения воды и насыщения её кислородом. У нас бывают перебои с электричеством. Раньше случалось, что по шесть часов не было электроэнергии. Нет её — значит, нет аэрации воды, озонирования, кислорода. А для мальков даже несколько минут без кислорода — критичны. Приходилось вручную решать эту проблему (с помощью генераторов или механически), сутками находиться с рыбами. Были потери. К сожалению, рыбки гибли. Но на ошибках учатся.

Помещение с бассейнами находится в здании университета. Когда рыбки были маленькие, у нас не было кондиционеров, а в аудиториях температура порой превышала 30 градусов Цельсия. Для мальков это стрессовая ситуация, поскольку они привыкли к температуре 16-18 градусов (оптимальное значение температуры воды для выращивания осетровых — 18-20 градусов). А когда были такие перепады, мы использовали внешнее охлаждение — лёд. Поскольку температурные перепады негативно влияют на состояние рыб, мы постоянно следили за температурой в бассейнах (надо было предотвратить слишком резкое охлаждение), контролировали их состояние. Своими руками выхаживали, холили и лелеяли.

— Мальки живут отдельно от взрослых особей, в отсаднике?

— Все рыбы отсортированы в бассейны в зависимости от их массы. Это обязательно, поскольку особи побольше при кормлении не дают питаться тем, кто поменьше, первыми забирают корм и пр. Кто сильнее, тот и выживает. Поэтому мальки и взрослые особи находятся в разных бассейнах. Тем более, что у мальков немного другой рацион питания. Им нужно давать меньше корма, зато чаще.

Рыбье УЗИ

— Обычно рыбоводы настаивают на специальном корме для осетровых, а он весьма недёшев. Как у вас решается эта проблема?

— Мы начали проект в 2020 году. С кормом тогда были большие проблемы, поскольку ЛНР на тот момент ещё не входила в состав Российской Федерации. Достать корм для рыб было проблематично. Мы нашли поставщиков, но так и не смогли перевезти корм через границу. Для начала пробовали давать местный корм, но, к сожалению, попытка оказалась неудачной, — часть рыбок умерла. Поэтому в качестве корма для мальков использовали только мотыль.

После этого мы стали кормить уже подросших рыбок килькой. Осетровые до сих пор питаются этой мелкой рыбой, но при этом рацион был дополнен ещё и червями. Малькам мы, помимо измельченного мотыля, давали дафнии. На естественных кормах они до сих пор и живут.

У нас есть планы самостоятельно разработать корм, как только будет ресурс для этого. А пока кормим рыб рачками, улитками, червями, которых сами выращиваем. Мотыль, кстати, и взрослые особи любят, но это дорогостоящее «лакомство». За свой счёт иногда их балуем.

— Какие условия нужны рыбам для размножения — что-то, имитирующее естественные нерестилища?

— Размножение рыб — сложный биологический процесс, каждый этап которого регулируется гипоталамо-гипофизарной системой (нейроэндокринный комплекс позвоночных). Во-первых, необходим аппарат УЗИ, чтобы определять половозрелые особи. Во-вторых, нужны аппараты Вейса для инкубации икры (выдерживания оплодотворенной икры для получения личинок рыб). В-третьих, необходимо достаточно времени, чтобы рыбы в искусственных условиях смогли размножаться. В естественной среде они достигают половой зрелости после семи лет. В-чётвертых, должно быть отдельное помещение. Всего этого, к сожалению, пока нет.

Портрет подопечных

— Где вы приобретали мальков?

— Заказывали у поставщика из Краснодона (ЛНР). Сейчас он уже не работает — производство оказалось невыгодным. Остаётся проблема, где заказывать. У нас уже подросли те рыбки, которые были тогда мальками. Но те, кто был поменьше массой, увы, не выжили. Корпус, в котором расположены наши лаборатории, находился в красной зоне и был подвержен обстрелам, поэтому рыбы пострадали: некоторые были контужены, несколько рыб погибли. Остальных, к счастью, удалось выходить. Самым старшим рыбам почти три года, они весят около 2 кг 400 г. Есть те, которым около двух лет. Рыбки разновозрастные: постарше, средние и мальки. Самые маленькие весят примерно 1-1,5 кг.

— Как пришла сама идея с осетровыми? Известно, что их популяция сильно сократилась из-за хозяйственной деятельности человека, работы ГЭС и пр. Её восстановление — дело благородное, но непростое.

— Изначально мы, как я уже упоминала, стремились сохранить биоразнообразие, помочь природе, хотя осетровые для нашего региона не характерны (мы думали заниматься карповыми, карасями). Но поскольку методика и сама система замкнутого водоснабжения — достаточно дорогие, мы решили работать с более дорогостоящей продукцией. В планах также было зарыбление местных водоёмов. Однако мы пришли к мнению, что, поскольку осетровые не характерны для нашего региона, они не выживут. А тех, которые смогут адаптироваться и существовать, скорее всего, выловят рыбаки. Так что мы решили продолжать реализацию проекта лабораторно.

Мы также хотим добавить другие виды рыб для того, чтобы все-таки зарыбить местные водоёмы. Речь о карпах, карасях, соме, характерных для нашего региона.

Микроскопические «пахари» и «санитары»

— Расскажите подробнее про вермикультивирование — разведение дождевых червей для переработки органических отходов. Черви ведь не только «кормят» рыб, но и улучшают структуру почвы и используются для очистки воды?

— Изначально мы выращивали червей в качестве корма для рыб. Потом, когда мы начали вникать в эту тематику и узнали, что можно применить вермифильтрацию органических загрязнений, стали использовать их и для очистки воды от иловых осадков (отходов, оставляемых рыбами в процессе жизнедеятельности).

Анализ литературы показал, что можно применять вермифильтрацию при очистке сточных вод. Мы стали использовать червей для очистки воды. Это новый, эффективный и перспективный способ биоочистки. Он включает в себя биоконверсию — переработку — твёрдых частиц вермикультурой и биофильтрацию микроорганизмами (то есть совместно используются дождевые черви в составе вермифильтра и аэробные микроорганизмы в составе биофильтра). Также черви очищают воду и почву от тяжелых металлов.

Вермифильтрация создаёт безотходный механизм очистки сточных вод. Очищенной водой можно орошать землю, а полученный вермикомпост применять как органическое удобрение. Так что с помощью этой технологии возможно быстро, экологично и рентабельно очищать бытовые, некоторые промышленные и сельскохозяйственные сточные воды.

Стоит использовать червей и для получения органических удобрений. Мы планируем делать это. Такой опыт есть у Москвы — с очисткой иловых осадков и осадков городских сточных вод для рекультивации городских почв и выращивания декоративных растений. У нас тоже получены положительные результаты использования осадков городских сточных вод в газонном озеленении. При ДонГТУ есть парк «Наука», где как раз и применили эту технологию.

Имеет смысл расширить возможности использования вермикультуры не только для утилизации продуктов жизнедеятельности рыб, но и для переработки отходов свиноферм и птицефабрик. За рубежом существует технология вермифильтрации для очистки сточных вод в животноводческих комплексах.

— Большое дело! Производства-то очень грязные.

— Да. И сейчас мы работаем не только с вермикультурой. Мы начали заниматься разведением личинки чёрной львинки. Эти насекомые тоже участвуют в утилизации органических отходов. Мы уже получили личинки и даже потомства мушек. Мы также кормим осетровых личинками, поскольку они очень питательны, содержат много белка (35-40%), который имеет сбалансированный полный набор аминокислот.

Кроме того, личинки мушки черной львинки обладают противомикробным (антибактериальным, противовирусным и противогрибковым), а также иммуностимулирующим действием. Это хорошие антиоксиданты. В текущем году мы построили инсектарий, где эти мушки развиваются.

— Значит, эти личинки — рыбье лекарство?

— Да. К тому же личинка чёрной львинки содержит полезные органические соединения (много липидов, клетчатки и пр.) и микроэлементы. Из личинок делают муку, которой кормят рыб. Она похожа по составу на рыбную муку.

— Вернёмся к червям, вермифильтрации сточных вод в животноводстве?

— В России есть запатентованный способ очистки вод свинофермы. Он предполагает большую площадку: туда входят водоросли, дафниевые пруды, теплица, в которой используется вода после фильтрации, пруд с рыбой. После этого пруда вода возвращается на свиноферму. Основная продукция фермы — свинина, а всё остальное — комплексная биологическая очистка свиных стоков. И ещё получается дополнительная продукция в виде овощей и рыбы. Мы бы тоже хотели сделать нечто подобное, комплексное.

Надежды и перспективы

— Что в ближайших планах?

— Надеюсь, произойдёт переоборудование наших лабораторий, и мы будем продолжать экспериментировать. Например, на городских очистных сооружениях применять вермифильтрацию сточных вод с использованием биопрудов для рыбы. Будем размещать в одном из городских прудов IPRS (in-pond raceway system) — «внутрипрудовые» проточные системы для выращивания особо ценных видов рыбы.

Кроме того, собираемся исследовать возможность использования вермикультуры для утилизации иловых осадков городских сточных вод. Для биоконверсии осадков планируется также применять личинки чёрной львинки. Разумеется, будем продолжать проект по мультитрофному выращиванию рыбы. Планов много, и мы рассчитываем их воплотить. Надеюсь, всё получится.
IQ

Автор текста: Соболевская Ольга Вадимовна, 28 ноября, 2023 г.