Ряд исследователей [49; 19; 38] установили, что особи позднего хода ежегодно заходят на нерест в притоки, впадающие в русло рек неподалеку от устья, а также нерестятся на нижних участках реки. Производители же раннего хода нерестятся на верхних и средних участках основного русла реки и в ее притоках. То есть, между производителями тихоокеанских лососей существует биотопическая изоляция, которая подтверждается результатами генетических исследований [4; 6; 5; 33]. Каждая из внутривидовых группировок приурочена к определенным территориальным комплексам, характеризующимся специфическими особенностями нерестово-выростного водоема (гидрологический режим, качество нерестилищ) и климатическими условиями, влияющими на уровень воспроизводства лососей [34]. Сложная внутривидовая структура позволяет лучше использовать нерестовый фонд и прибрежные места нагула с наиболее полным использованием кормовой базы прибрежья молодью. При этом нерест каждой группировки приурочен в водотоке к определённому биотопу со своим комплексов абиотических факторов среды. Каждая группировка адаптирована к этим факторам среды и система адаптаций выражается в таких показателях как: сроки захода на нерест, протяжённость миграционного пути как в системе водотока, так и его особенности в период миграции молоди к местам нагула, скорость водного режима в местах нереста, биологические показатели и др. [34].

Отсюда следует, что для того, чтобы разводить определённый вид, необходимо обязательно знать приуроченность определённой естественной группировки к конкретному биотопу, а также условия среды на нём. При проектировании и строительстве пунктов сбора икры необходимо определять не только наличие (достаточности) водных ресурсов и экономической выгоды, но и в первую очередь исходить из популяционной структуры объекта искусственного разведения.

В.Н. Ефановым [34] исследовано, что для достижения высокой эффективности воспроизводства располагать рыбоводную забойку следует в центре размножения определённой группировки, создавая на предприятии оптимальные условия, свойственные тому биотопу, на котором она обитает. Более того, непосредственно предприятие должно быть расположено не далее как на расстоянии в 2 км от забойки. Результаты проведенных нами исследований, которые будут представлены ниже, показывают, неправильное расположение завода и забойки приводит к генетическим нарушениям разводимой группировки и уменьшению эффективности воспроизводства.

Отбор производителей для искусственного разведения

Стада лососей - сложно структурированные популяционные системы, состоящие из множества дискретных субпопуляций. Поскольку такие системы на рыбоводных заводах воспроизводят искусственно, то необходимо осуществить сбор половых продуктов на всем протяжении нерестового хода, а не ограничиваться использованием только дифференцированного генофонда [156; 3]. Чем рельефнее субпопуляционная структура популяции, тем меньше шансов воссоздать целое по его отдельной части. К сожалению, это обстоятельство на ЛРЗ нередко игнорируют, вследствие чего генетическое разнообразие популяции сокращается. Для сбора и закладки икры на инкубацию в условиях искусственного воспроизводства необходимо строго соблюдать рекомендации ученых, направленные на поддержание генетического биоразнообразия в популяции [6].

Поскольку время возврата производителей наследуется - среднее время возврата поколения совпадает со временем нереста родительского поколения [6;158], поэтому отбор производителей для закладки икры необходимо производить в равных долях от каждой из частей возврата, а именно: 25 % от начала, 50 % от массового хода и 25 % от конца нерестового хода лососей. Это позволит сохранить эволюционно сложившееся оптимальное разнообразие сложной внутрипопуляционной структуры тихоокеанских лососей или восстановить те системы, структура которых уже нарушена [2].

На многих заводах идущие в голове стада крупные производители изымаются из воспроизводства из года в год. Практически исключается из выборки для воспроизводства и «хвост» стада, состоящий преимущественно из мелких самок. И то и другое приводит к снижению гетерогенности популяции. Нарушенная структура популяции закрепляется генетически и каждый последующий возврат производителей приходит на нерест все более гомогенным. Поэтому особенно важно сохранить гетерогенность стада и жизнеспособность популяции, используя для искусственного воспроизводства производителей от всех частей нерестового стада. Биологический анализ, основанный на генетическом материале подтверждает наблюдаемое уменьшение разнообразия внутривидовых группировок тихоокеанских лососей [2]. Однако такая практика отбора производителей сохраняется на многих заводах. Подобная практика, существующая и в Приморье, приведет в конечном итоге, по мнению В.Г. Марковцева [93] к изменению популяционной структуры стада реки.

В результате собственных исследований мы выяснили, что при нарушении сроков сбора изменяются и сроки и интенсивность возврата рыб. Обобщение многолетних данных показало, что при относительно правильном сборе на одном из заводов кривая интенсивности возврата практически «нормальная» (1994 г.), при многолетнем нарушении системы сбора производителей - «ассиметричная» (2012 г.), время массового подхода производителей сдвигается минимум на неделю (Рисунок 6). Аналогичная картина наблюдается при расположении завода в нижнем течении реки.

Выдерживание производителей. Гонады идущих вверх по реке производителей кеты и горбуши, как правило, находятся в IV стадии зрелости, поэтому, прежде чем могут быть использованы в рыбоводном процессе, производителям необходимо предоставить время и место для созревания, для этой цели служат русловые и решетчатые садки.

Рисунок 6 - Кривые интенсивности подхода производителей в 1994 г. (а) и 2012 г. (б) по срокам хода

Наши исследования показывают, что садки для выдерживания производителей должны отвечать основным требованиям условий содержания, необходимым для нормального прохождения гонадогенеза, в результате которого должны быть получены высококачественные половые продукты. Эти требования вытекают из связей экологических факторов среды с системой управления половозрелостью рыб. Для того чтобы производители перешли в нерестовое состояние, они «должны получить информацию» из окружающей среды о наличии всех необходимых условий: температуры среды, скорости течения, наличия требуемого грунта, наличия полового партнера и т. д. Наличие всех этих условий обуславливает прохождение сигнала от экстерорецепторов (органов чувств) через центральную нервную систему, гипоталамус, гипофиз до гонад и обеспечивает с помощью половых гормонов созревание половых продуктов. Исходя из этой схемы, необходимо обеспечивать условия для нормального созревания производителей кеты: температуру воды - от 10 до 13°С (для разных популяций она может существенно варьировать); скорость потока - 0,2-1,2 м/сек.; гравелистый грунт; наличие половых партнеров [14].

Судя по результатам проводимых нами исследований, выдерживать производителей лососевых длительные сроки (не более 10 суток) целесообразно в русловых садках с экологическими условиями, близкими к нерестовым. А именно, плотность посадки должна быть не более 20 шт./м3 для кеты и 50 шт./мі для горбуши. При этом отход производителей в результате травмирования не должен превышать 3 % при выдерживании менее 10 суток, а при более длительном выдерживании - 10 %.

Мы предлагаем периодически (не реже одного раза в неделю) производить контрольный лов в русловых садках, чтобы определить степень зрелости производителей. При появлении хорошо выраженных признаков брачного наряда необходимо открыть вход в ловушки и начать заполнять реечные садки (Рисунок 3 Приложения Б). Мы не рекомендуем сооружать забойки вдали от нерестилищ, так как при этом в уловах резко повышается доля незрелых производителей. При массовых подходах к забойкам недозревших производителей, что чаще всего бывает в начале хода, рекомендуем отбирать рыб, более близких к созреванию половых продуктов (IV, IV-V стадии зрелости). Производителей без признаков брачного наряда необходимо пропускать в верховья реки для участия в естественном нересте. Производителей, оставленных для получения икры, выдерживают до созревания в садках при оптимальных условиях среды. Производители с хорошо выраженными признаками брачных изменений в конце IV стадии зрелости созревают быстро: от 1-3 до 7-10 суток.

Кратковременное выдерживание производителей следует осуществлять в садках японской или модифицированной российской конструкции, а также в садках из бетона. Специфика японских садков следующая: основа садка металлическая, по бортам они обиты деревянными рейками, боковые стенки садка обрамлены пластиковыми трубками овальной формы, низ и верх также выполнен из досок толщиной 50 или 60 мм, В верхней части садка оформлены открывающиеся деревянные отверстия для посадки производителей или их изъятия. Общий вид садка представлен на Рисунок 4 Приложения Б. Перед садком в русле необходимо установить садки-ловушки, отличительная особенность которых заключается в наличии входного отверстия на боковой стороне садка, направленной в сторону течения водотока против которого мигрируют рыбы.

По нашему мнению, конструкция садков японского типа позволяют устанавливать их в малых водотоках, а также минимизирует травмы у производителей за счёт того, что их большая часть выполнена из пластиковых трубок овальной формы. Недостаток заключается в необходимости постоянной чистки садков от древесных наносов во время или после прохождения паводков.

Как показывают наши наблюдения, садки необходимо устанавливать в местах притока чистых холодных ключевых вод. Устанавливать садки на быстром течении нельзя, так как производители, стремясь преодолеть его, зря расходуют энергию и травмируются о стенки садка, в результате плохо созревают и в большом количестве гибнут. Плотность посадки производителей в искусственные садки для кеты - 20-30 экз./м2, при более кратковременном выдерживании допускается повышение плотностей посадки до 50 экз. на 1 м2 при глубине садков 50-70 см.

Специфика бетонных садков заключается в следующем. Из бетона выполнены каналы, перегороженные на определённом расстоянии. Пересадку производителей из одного отделения канала в другой осуществляют для отделения самцов от самок, а также по мере созревания гонад рыб (Рисунок 5 Приложения Б).

При длительном (10-15 суток) выдерживании производителям необходимо обеспечить условия, наиболее сходные с естественными. Производителей в III и в начале IV стадии зрелости выдерживают в реке, ниже забойки, или в русловых садках, устраиваемых в протоках, ближних ручьях или самой реке. В таких местах должны быть как приглубые участки, около 1,5-2 м (в период низкого уровня), так и мелководные, грунт галечный или песчано-галечный, течение замедленное. Для производителей тихоокеанских лососей благоприятным считаем течение, скоростью которого составляет не менее 0,1 м/сек.

Расположение пункта сбора икры влияет на длительность выдерживания производителей в садках, а это оказывает прямое влияние на их выживаемость. Чем ближе к устью будет расположен пункт сбора икры, тем менее зрелыми будут производители, следовательно, потребуется большее время на их выдерживание в садках, а длительность их выдерживания сопровождается преждевременной гибелью и снижается от 15-20% (при 10-15 суточном выдерживании) до 3 и менее % (при кратком выдерживании) (Таблица 2).

Таблица 2 - Отход производителей в зависимости от длительности выдерживания, %

Важную роль в гибели производителей при выдерживании в садках играют температура воды и сопряженное с ней содержание растворенного кислорода. Как видно из Таблицы 2, производители горбуши при выдерживании переносят более высокие значения температуры, но более требовательны к содержанию растворенного кислорода. Объясняется это биологическими особенностями вида (приуроченностью кеты к местам выхода грунтовых вод).

Кроме того, гибель производителей в садках также напрямую зависит от плотности посадки (от 5% при 20 экз./м2 до 70-80% при 60 экз./м2 для кеты) при прочих равных условиях (Таблица 3).

Наши наблюдения показывают, что при наличии достаточного количества производителей рыбоводы предпочитают использовать в рыбоводном процессе крупных самцов, а мелких, как правило, отбраковывают. Для отбираемых самок такой селективности не выявлено. Это приводит, по мнению Ю.П. Алтухова [6], к нарушению биологической структуры популяции, увеличению длины тела и нарушению оптимального соотношения полов за счет нарастания доли самцов. В этой связи мы рекомендуем для искусственного воспроизводства не отдавать предпочтение крупным производителям, во избежание нарушения генетической структуры популяции.

Таблица 3 - Гибель производителей в зависимости от плотности посадки в садки, %

Чтобы максимально и своевременно использовать большие скопления производителей при подходах к рыболовным заграждениям, следует организовать круглосуточную работу пункта сбора икры. При избытке производителей менее зрелых самцов и самок необходимо их пропускать на естественные нерестилища. Если в течение 1,5-2 суток не удаётся использовать всех зрелых самок, то часть их необходимо пропустить на нерест, чтобы не допустить перезревание половых продуктов и нереста в неблагоприятной обстановке.

Одним из элементов мониторинга в период сбора материала, служит биологический анализ при контрольных обловах (Рисунок 6 Приложения Б). Результаты биологического анализа, с последующим просмотром чешуи и слежение за возрастным составом рыб, позволяют судить о стабильности либо изменчивости генетической структуры искусственно разводимой группировки возвращающихся рыб. В последние годы в связи наблюдаемым уменьшением разнообразия внутривидовых группировок тихоокеанских лососей на некоторых заводах требуется сбор генетического материала при выполнении биологических анализов производителей. Более того, для участия в сборе материалов по программе массового маркирования, и оценки эффективности работы предприятия необходим сбор отолитов во время биологических анализов [1].

При соблюдении рекомендаций по сбору производителей половозрастная структура рыб будет стабильна (Рисунок 6).

Определение стадии зрелости половых продуктов и обездвиживание производителей

Наши исследования показывают, что на данном этапе работы с производителями важным является следующее: для рыбоводства возможно использовать икру и молоки только от зрелых текучих, находящихся в V стадии зрелости и совершенно здоровых производителей. Ориентировочно зрелых производителей следует определять по развитию брачного наряда - степени лошания. Более точные сведения возможно получить следующим способом. Зрелая икра, вышедшая из фолликул яичника в полость тела, при подъёме самки за хвост перемещается к голове, от этого брюшко за грудными плавниками раздувается (Рисунок 7 Приложения Б). При прощупывании оно оказывается мягким; в хвостовой же части брюшко в этом положении освобождается от икры, брюшные стенки у ануса опадают и образуют продольные складочки. У таких зрелых самок, при слабом массировании брюшка от головы к хвосту из мочеполового отверстия икра вместе с полостной жидкостью вытекает ровной струйкой, не образуя комков. У зрелых самцов доброкачественная сперма выливается из полового отверстия уже при извлечении из воды, а также при лёгком массировании брюшка в направлении от головы к хвосту.

Созревших самок и самцов, отобранных для искусственного осеменения икры, следует убивать резким ударом деревянной колотушкой по затылку. При этом их обязательно необходимо удерживать за хвост в висячем положении до прекращения конвульсивных движений (Рисунок 8 Приложения Б). Если эту предосторожность не соблюдать, то икра получает повреждения от ушибов при резких движениях самки. В полостной жидкости (в теле самки) икринки сохраняют оплодотворяющую способность значительно дольше, чем в воде. Но и в полостной жидкости зрелые икринки способны активироваться, если они находятся в ней продолжительное время. По этой причине недопустимо не использовать половые продукты забитых производителей длительное время [54].

Забитых производителей оставлять под воздействием прямого солнечного света нельзя. Самцов и самок следует подать на транспортере в прохладное помещение оплодотворительного цеха, где разместить их поштучно в отдельные гнёзда брюшком вверх, чтобы не вытекали половые продукты.

4. Сбор и закладка икры на инкубацию

Изъятие половых продуктов

На ранних этапах развития организма практически все факторы среды являются лимитирующими, и несоблюдение даже в части требований приведет в повышенной смертности. Использование нового оборудования и технологических приемов минимизирует гибель икры до оплодотворения и гибель ее на стадии образования зиготы от механических воздействий, а также уменьшает количество неоплодотворенной икры.

Экспериментально установлено, что количество полостной жидкости, слизи и крови, попадающей в икру перед осеменением, по старой технологии с использование деревянного стола, в 2-3 раза превышала таковое при изъятии икры с использованием сетчатого наклонного столика и специального ножа (Таблица 4). Этим достигается минимизиция биологического материала, негативно отражающаяся на формировании микрофлоры. (Рисунки 9, 10, 11 Приложения Б). В первом случае в таз попадает в 2-3 раза больше полостной жидкости и сгустков крови, чем при использовании столика и специального ножа.

Таблица 4 - Количество биологического материала, попадающее в собранную для оплодотворения икру в зависимости от типа оборудования, % от массы икры

При использовании для оплодотворения спермы от убитых самцов, рекомендуем брать рыбу за голову, обычно под жабры, приподняв её над тазом с икрой. Затем, держа самца левой рукой за хвост, обтереть брюшко тряпочкой, далее правой рукой зажать брюшко чуть ниже грудных плавников и провести несколько раз от головы к хвосту (Рисунок 12 Приложения Б).

Осеменение и оплодотворение икры

Наш опыт свидетельствует, что наилучшие результаты получают при осеменении икры тихоокеанских лососей так называемым «полусухим» способом. Суть этого способа заключается в следующем: в эмалированный таз с икрой добавляют сперму, после этого икру перемешивают со спермой. Затем в таз наливают воду и снова перемешивают половые продукты.

Исходя из этого, практически сбор необходимо осуществлять в следующей последовательности. В один таз отобрать икру от 10 самок горбуши или 5 самок кеты. При этом икра должна плавно скатываться на дно по наклонному бортику таза. Попадающая в таз жидкость из полости тела самок имеет важное значение для активизации сперматозоидов. При попадании в икру слизи, сгустков крови и т. п., их необходимо удалить.

С точки зрения количества спермы, достаточно от 0,5 до 10 смі на 1 кг икры. Однако следует учитывать, что у икринок при осеменении появляется избирательная способность в отношении сперматозоидов. Оплодотворение икры осемененной смесью спермы от нескольких самцов, дает лучший эффект нежели при осеменении ее спермой от одного самца. Стадо рыб, полученное из икры, осемененной смесью спермы от нескольких самцов, обладает повышенной жизнестойкостью за счет сохранения генетического разнообразия потомства [54; 3; 124].

Мы выяснили в ходе проведенных исследований, что при использовании 3-5 самцов на 6-8 самок, как практикуют приморские рыбоводы [93], не обеспечивается оплодотворение икры выше 94-96%. Использование при осеменении полов 1:1 дает возможность половым клеткам, при избирательной активности, оплодотворить большее количество яиц - до 97,0-98,8%.

Таким образом, для осеменения икры 10 самок требуется сперма не менее 10 самцов. После этого икру и сперму надо перемешать рукой, делая аккуратные круговые движения. Затем в таз по бортику налить воду, не прекращая круговых движений рукой (Рисунок 13 Приложения Б). При этом вода активизирует сперматозоиды, которые способны к поступательным движениям в течение 1-2 минут. В это время происходит оплодотворение яйцеклеток, поэтому следует оставить таз с икрой, перемешанной со спермой на 2 минуты. На этом осеменение икры заканчивается. После осеменения необходимо сразу же приступить к подготовке оплодотворенной икры к инкубации: отмыть икру от остатков спермы, полостной жидкости, слизи, клейкого вещества и оставить ее в воде для набухания оболочек.

Промывка икры и подготовка ее к инкубации

Промывка икры должна быть произведена в первые 10 минут после осеменения. С этого момента начинает резко возрастать чувствительность икры к механическим воздействиям, и икра приобретает слабую клейкость. Если икру своевременно хорошо не промыть, то сгустки крови, слизи, спермы и другие частицы будут приклеиваться к икринкам и станут благоприятной средой для развития сапролегнии. Кроме того, разлагающаяся органика требует для своего окисления кислород, необходимый для дыхания эмбриона.

Промывку следует осуществлять следующим образом: оплодотворенную икру переливают в сетчатый таз промывочной емкости (Рисунок 14 Приложения Б). Сразу же икру следует аккуратно взрыхлить рукой (перемешать в воде), во избежание свертывания спермы, и согнать с поверхности пену. Далее её оставляют в емкости до полной промывки, пока не будет вытекать чистая вода. Напор воды подбирается такой, чтобы не было вращения икры в потоке. Весь процесс осеменения и промывки должен длиться не более 10 минут. Промытую икру необходимо осторожно перелить в емкость для набухания, опуская таз в толщу воды (Рисунок 15 Приложения Б). Для удобства раскладки икры в ящики, емкость для набухания нужно предварительно выстелить мелкоячейной безузелковой делью.

Набухание икры

Вода в емкость для набухания следует подавать через шланги из общей водоподающей сети (Рисунок 16 Приложения Б). Расход воды в емкостях необходимо устанавливать минимальный, только для обеспечения проточности.

После соединения гамет начинается активация яйца. Под активацией яйцеклетки в широком смысле понимают переход из состояния покоя к развитию. Активация заметна по выделению содержимого кортикальных альвеол (гранул) и образованием перивителлинового пространства. Цитоплазма стягивается на анимальный полюс и образует бугорок - бластодиск. На протяжении этапа завершается второе деление мейоза, сближения мужского и женского пронуклеусов и вскоре появляется веретено первого деления дробления. На протяжении этапа происходит затвердевание икринки, т. е. увеличение прочности оболочки. Набухшая икра готова к перевозке и размещению ее в инкубационные аппараты. После окончания процесса набухания, который продолжается 1,5-2 часа, икру следует загрузить в транспортировочные контейнеры вместимостью 25 кг или произвести её упаковку в изотермических контейнерах вместимостью 50 кг (при проведении процесса набухания икры в них). К этому времени икра переходит в стадию пониженной чувствительности к механическим воздействиям (Рисунок 17 Приложения Б). При оплодотворении икры, её промывке и набухании следует использовать воду, наиболее близкую по температуре и химическим свойствам к той воде, в которой будет происходить её дальнейшее развитие в естественной обстановке и инкубация на заводе.

С пунктов сбора икру необходимо перевозить в инкубаторы сразу после набухания и перехода в стадию пониженной чувствительности к механическим воздействиям. Согласно А.И. Смирнову [125], продолжительность этапа обводнения осемененных икринок и образования зародышевого диска составляет около 10 ч при температуре 10°С, первая борозда дробления появляется через 11-12 ч после оплодотворения. До начала дробления чувствительность к внешним воздействиям оплодотворенной икры слабая, но к моменту прохождения первой борозды дробления икра должна быть перевезена и помещена в инкубационные аппараты.

Для перевозки икры в инкубационный цех в транспортировочный контейнер на 1/3 объема следует налить воду и с помощью сачка наполнить икрой. После полной загрузки остатки воды сливают. В таком виде контейнер оставляют на 10-15 минут до полного слива воды. Икру, готовую к перевозке, необходимо укрыть свободным краем упаковочной простыни, поверх которой уложить влажный поролон. Контейнер закрывается крышкой настолько плотно, чтобы упакованная икра не могла перемещаться внутри инкубационной камеры в период перевозки.

Наши исследования показывают, что с пункта сбора живую икру следует транспортировать на автомобилях. В пути следует предохранять её от перегрева и переохлаждения, а также от толчков и ударов. Для улучшения амортизации под ящики обязательно уложить амортизирующий материал - сухой речной песок или поролоновые матрасы (Рисунок 18 Приложения Б).

Продолжительность перевозки икры не должна превышать времени до начала дробления зародышевого диска. Перевозить живую икру нужно, тщательно соблюдая осторожность при передвижении транспортного средства, двигаясь с минимальной скоростью. Трасса, по которой совершают перевозку живой икры, должна быть отгрейдирована, во избежание толчков автомобиля на неровностях. Вносить ящики с живой икрой и выносить их из машины необходимо очень аккуратно и осторожно, избегая резких движений, ударов и тряски транспортировочного ящика (Рисунок 19 Приложения Б).

Во время транспортировки живую икру предохраняют от перегрева и переохлаждения, а также от толчков и ударов. Важно перевезти ее до наступления нового этапа развития, до начала дробления зародышевого диска [125]. Данные по исследованию выживаемости икры при транспортировке показали, что при перевозке с соблюдением перечисленных рекомендаций, по выровненной дороге, на расстояние не более 2 км, со скоростью не более 5 км/ч, гибель, как правило, не превышает 2-3 %; несоблюдение правил перевозки икры приводит к большой гибели при транспортировке (Таблица 5).

Таблица 5 - Гибель икры горбуши и кеты в зависимости от расстояния от пункта сбора икры до инкубационного цеха и качества дорожного покрытия, %

Учет икры и размещение в инкубационные аппараты

Мы рекомендуем сразу по доставке икры в инкубационный цех контейнер открыть; крышку и поролон снять. Доставленную в инкубационный цех икру нужно взвесить на весах, записав номер и вес каждого контейнера в специальный журнал учета. Учет количества икры в партии, в настоящее время удобно вести весовым или объемным методом. При использовании транспортировочных контейнеров вместимостью 25 кг следует применять весовой метод учета икры (Рисунок 20 Приложения Б). Вес икры в партии определяют, вычтя из общего веса икры с тарой вес контейнеров и упаковочного материала и определив средний вес одной икринки. Для определения среднего веса одной икринки в чашку Петри, под крышку, нужно отобрать 100 икринок из всех контейнеров партии и взвесить на электронных весах. Следует учесть, что точность учета увеличивается, если отбирать икру, когда влажность её одинакова. Чашка Петри должна быть закрыта крышкой во избежание высыхания икры.

После взвешивания в контейнер необходимо подать воду из расчета 0,83 л/с на 0,5 млн. шт. икры. Привезенную с пункта сбора икру некоторое время в тех же емкостях следует выдерживать в инкубационном цехе и постоянно измерять температуру среды в икре. Если она неодинакова с водой, используемой для инкубации, то постепенным добавлением воды с разницей не более 1-2°С следует добиться плавного выравнивания температуры воды и живой икры. При необходимости эту операцию нужно повторять неоднократно, чтобы температура воды в транспортировочном ящике приняла температуру инкубатора, тем самым не допустить температурного шока. Наши исследования показывают, что при нарушении термического режима в период переноса икры из транспортировочных ящиков в инкубационные аппараты ее гибель может достигать 5-7 %, и он практически отсутствует при соблюдении рекомендуемых технологических приемов (Таблица 6).

При использовании объемного метода учета предварительно нужно просчитать количество икры в раскладочной кружке или в совке, обтянутом мелкой сеткой, используя при этом стандартную мерку на 300 икринок, затем количество кружек или совков с оплодотворенной икрой, помещенных в инкубационный аппарат. Учет икры необходимо вести в каждой отдельной партии, не распространяя данные по одной партии на всю заложенную на инкубацию икру.

Таблица 6 - Гибель икры горбуши и кеты в зависимости от соблюдения термического режима при помещении оплодотворенной икры в инкубационные аппараты, %

После выравнивания температуры следует приступить к загрузке икры в инкубационные аппараты, для чего в тару с икрой наливают воду и выбирают икру специальными кружками, или контейнер с икрой помещают в аппарат, заполненный водой, и поднимают шандорную пластину контейнера. Икра постепенно просачивается через нижний паз. Икру больших партий равномерно размещают в нескольких аппаратах для создания одинаковых условий при инкубации [20; 76]. Перед закладкой икры нужно произвести отбор проб для определения степени оплодотворения. Анализируют при этом каждую партию. Как показывают наши исследования, при условии строгого выполнения всех вышеописанных рекомендаций по сбору и закладке икры на инкубацию, степень оплодотворения составляет не ниже 96,0-98,8 %.

Инкубация икры

Исследование абиотических условий эмбрионально-личиночного развития лососей в естественных нерестовых буграх и на рыбоводных предприятиях позволяет оценить эффективность инкубации икры в зависимости от основных факторов среды и определить оптимальный режим инкубации. Кроме того, структура нерестовых бугров, характер расположения икры, особенности водообмена в нерестовых гнездах представляют собой основу для совершенствования инкубационных аппаратов и повышения эффективности использования их на рыбоводных предприятиях [68].

При инкубации икры, прежде всего, следует создать благоприятные условия для нормального развития зародышей. Для этого необходимо регулярно удалять конечные продукты обмена, выделяемые зародышами, обеспечивать развивающихся зародышей необходимым количеством кислорода, требуемой температурой и определенным гидрохимическим режимом [54; 124]. Во время инкубации икры необходимо бесперебойно снабжать доброкачественной чистой водой все инкубационные аппараты, лотки, секции питомника, обеспечивать необходимую проточность в аппаратах, поддерживать благоприятный температурный, кислородный и световой режимы, бороться с заболеваниями икры. Для этого икру следует систематически просматривать икру и осуществлять измерения по основным гидрохимическим показателям, таким как содержание кислорода, рН, содержание железа, а также температура воды и содержание взвешенных веществ.

Из опыта работы сахалинских заводов, обобщенного нами, следует, что наилучшие результаты показаны при инкубации икры лососевых в аппаратах ящичного типа двух видов: аппараты типа «бокс» вместимостью 500 тыс. икры кеты и 600 тыс. икры горбуши и аппараты типа Аткинса, вместимостью одного отсека 100 тыс. икры кеты и 120 тыс. икры горбуши (Рисунок 21 Приложения Б).

Размер аппарата Аткинса 3500Ч350Ч300 мм, причем лотки разделены на 4 отсека. Икра помещают в аппараты на сетчатые поддоны в «навал». Вода циркулирует снизу вверх, проходит через донную сетку омывает икру и выходит в приемную камеру следующего отсека. Приемная камера каждого из отсеков имеет донное щелевидное отверстие, через которое вода направляется в следующий отсек и снова проходит снизу вверх сквозь икру. Каскадный уровень вод в аппаратах Аткинса создается наборными шандорными пластинами, количество которых уменьшается от верхнего к нижнему отсеку. Расход воды на один инкубационный аппарат Аткинса в зависимости от стадии развития икры варьирует от 20 до 30 л/мин, причем от начала к концу инкубации потребность эмбрионов в кислороде, как и количество выделяемых метаболитов возрастают. Эти аппараты удобны при закладке икры на инкубацию небольшими партиями, например, в начале и конце периода сбора икры, или на предприятиях с малой мощностью.

Каскадный уровень вод в аппаратах «бокс» создается путем их ступенчатой установки на специальной платформе секциями по шесть боксов, расположенных попарно ступеньками один над другим (Рисунок 22 Приложения Б). Вода также как в аппаратах типа «Аткинса» циркулирует снизу вверх, омывает икру и перетекает из впереди стоящего бокса в последующий (Рисунок 7). В боксах нет съемных шандор, они оборудованы сливным отверстием с пробкой, которое позволяет осушать инкубационный аппарат после завершения процесса инкубации икры или во время проведения «сухого» маркирования, а также промывания икры от заиления в процессе инкубации. На вытоке из каждого бокса закрепляют защитную сетку, предотвращающую утечку икры во время инкубации. Конструкция аппаратов и схема их установки (каскадом) обеспечивают, при правильном уходе за икрой, 100 %-ную ее омываемость. Размеры боксов 900х640х550 мм. Расход воды на один ряд боксов (3 шт.) в начале инкубации следует устанавливать в пределах 50-60 л/мин [75; 76]. Водоподача на каждый ряд аппаратов осуществляется шаровыми кранами, с помощью которых можно регулировать расход.

В отличие от аппаратов дальневосточного типа, которые широко использовали на сахалинских ЛРЗ до реконструкции, водоснабжение инкубационных аппаратов типа бокс и Аткинса выгодно отличается: на каждый каскад из «Боксов» вода подается независимо из водоподающего лотка, а водоснабжение аппаратов дальневосточного типа было зависимого типа, то есть, стопки с икрой расставляли от первых партий сбора снизу вверх по течению, вследствие чего икра, находящаяся в «нижних» аппаратах, омывалась водой с меньшим количеством кислорода, по сравнению с «верхними» аппаратами.

Рисунок 7 - Схема движения воды в инкубационных аппаратах

(из материалов ФГБУ «Сахалинрыбвод»)

Кроме того, специальные транспортировочные ящики вместимостью 25 кг и большой объем «боксов» позволяют икру на инкубацию помещать непосредственно «переливанием» из транспортировочного ящика в инкубационный аппарат, т.е., минуя раскладку икры на рыбоводные рамки (Рисунок 23 Приложения Б). В случае перевозки икры в транспортировочных ящиках вместимостью 50 кг икру после выравнивания температуры воды следует помещать в инкубационные аппараты при помощи кружки с сетчатым дном, при этом кружки необходимо просчитывать (Рисунок 24 Приложения Б).

До введения в эксплуатацию нового оборудования раскладку икры на рыбоводные рамки производили следующим образом: пустые рамки ставили в «раскладочный» специальный желоб, наполненный водой. Желоб во время раскладки икры на рамки находился в рабочей комнате цеха, при комнатной температуре воздуха, комфортной для рабочих-рыбоводов. Икру из транспортировочного ящика набирали в кружку с сетчатым дном или в тюлевый сачок и в воде раскладывали на рамки. На одну рамку помещали 2500 икринок кеты и 3000 икринок горбуши. После того, как икра была разложена на 10 рамок, их ставили одна на другую и вкладывали в так называемые стойки. Сверху для утяжеления рамки с икрой накрывали дополнительной рамкой с металлической сеткой или помещали на верхнюю рамку груз во избежание всплывания рамок с икрой. После наполнения двух стопок рабочий при помощи специальных крючков относил их в инкубатор и помещал в аппараты. Длительность процесса раскладки икры на рамки зависела от квалификации и опыта рабочих, но, как правило, составляла от 2-3 до 10 минут. Все это время икра испытывала температурный шок. В целом, инкубационный отход во многом зависел также от скорости раскладки икры и опыта рабочих - рыбоводов. Омываемость икры в инкубационных аппаратах дальневосточного типа при указанной плотности икры на рамках была неудовлетворительной и не благоприятствовала как поступлению кислорода, так и выносу продуктов метаболизма. Отход икры, инкубируемой на рамках, достигал 50-80 % за период инкубации из-за высокой плотности размещения и плохой омываемости икры водой, и, как следствие, вторичного поражения сапролегниозом.

Влияние факторов среды на развитие эмбрионов

Температура является важнейшим фактором любого биологического процесса. При инкубации происходит развитие эмбрионов от дробления зародышевого диска до выклева свободных эмбрионов (многостадийный процесс). Все эти процессы происходят в яйцевой оболочке. Для прохождения отдельных этапов оптимальными будут различные температуры. Как можно видеть на графике зависимости, наибольшая выживаемость (наименьшая гибель) кеты на этапе инкубации наблюдается при Т = 4,5єС (Рисунок 8). Поскольку процесс инкубации икры длится 4 месяца, важно было проверить, изменяется ли оптимум в каждый из этих месяцев, и нужно ли корректировать температуру в течение каждого из них. В природных условиях температура в процессе инкубации икры снижается, и в эмбриональном развитии организма, проходящем на этапе инкубации, меняются стадии от зиготы, дробления, бластуляции и далее, включительно до выклева свободных эмбрионов.

Рисунок 8 - Зависимость гибели икры кеты при инкубации от температуры, %

Для приморской кеты выявлен оптимальный температурный режим, заключающийся в понижении температуры воды от 10-12 в начале до 4-6 єС к концу инкубации [93].

С целью выяснения оптимальных значений для каждого месяца развития кеты и горбуши на рыбоводных предприятиях Сахалинской области, были обработаны данные по температурному режиму за 22 рыбоводных цикла. В результате установлено, что температура воды снижается от 7,9єС в сентябре до 3,1єС в декабре для горбуши и от 7,0єС в октябре до 4,5єС в январе для кеты (Таблица 7).

Известно, что температура предопределяет величину концентрации растворенного кислорода в воде. На его содержание оказывают влияние повышенные плотности рыбоводной продукции на всех этапах, и в случае необходимости используют дополнительную аэрацию или увеличивают проточность воды для коррекции его содержания. Как и в случае температуры, был определен оптимум содержания кислорода ежемесячно на этапе инкубации (Таблица 8).

Таблица 7 - Среднемесячная температура воды при инкубации икры, оптимум, _С

Таблица 8 - Оптимальное среднемесячное содержание растворенного кислорода при инкубации икры, выдерживании предличинок и подращивании личинок горбуши и кеты, мг/л

Оптимальное содержание кислорода варьирует в пределах от 9,0 мг/л в сентябре до 11,8 мг/л в декабре для горбуши и 9,93 мг/л в октябре до 10,9 мг/л в январе для кеты. Потребность эмбрионов в кислороде значительно возрастает к концу инкубации, поэтому в этот период увеличивают расход воды в «боксах» до 65-70 л/мин, в аппаратах Аткинса - до 40-45 л/мин.

Развитие икры и свободных эмбрионов тихоокеанских лососей должно проходить в темноте, по аналогии с развитием икры в нерестовых буграх, поэтому все работы с ними проводятся в условиях слабого рассеянного света. На икру и свободных эмбрионов (предличинок) солнечный свет действует губительно. В связи с этим икру и свободных эмбрионов содержат в темноте, а все работы с ними проводят в условиях слабого рассеянного света. Все аппараты обеспечены акриловыми крышками, предохраняющими живую икру от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Уход за рыбоводной продукцией в период инкубации

Наши исследования показывают, что на сахалинских и курильских заводах инкубация икры горбуши, в зависимости от температуры воды, длится от 55 до 150 дней, кеты - от 55 до 165 дней. Это очень ответственный период в разведении. Специалисты заводов ежедневно должны просматривать все партии сбора икры, предупреждая возможные отходы.

При недостатке в воде кислорода следует чаще устраивать в желобах перепады воды. В случае превышения оптимального содержания в воде кислорода допускается меньшая подача воды; в результате жизнедеятельности эмбрионов содержание кислорода в воде будет снижаться. В инкубаторах предусматривается хорошая циркуляция воды, омывающая икру в аппаратах и отсутствие заиленности икры. Очень важно предупреждать образование в аппаратах зон застоя воды. О благоприятном водоснабжении аппаратов свидетельствует хорошее состояние икры и нормальное содержание кислорода в воде, выходящей из аппаратов или секций питомников. Пробы на содержание кислорода поступающей в аппараты и выходящей из них воды следует отбирать не реже раз в 10 дней.

В том случае если температура воды равна 5-7оС, содержание кислорода 7-8 мг/л, при определённой выше загрузке инкубационных аппаратов икрой достаточно поступление в среднем 1,5-2 л/сек воды на 1 млн. икринок. Такое количество воды избыточно для начального периода инкубации икры и ближе к потребностям эмбрионов в конце инкубации и после выклева, когда потребление кислорода существенно повышается. Эти параметры среды на данном этапе развития являются оптимальными и их выдерживание обуславливает минимальный отход икры и отсутствие нарушений в ее развитии, как было выявлено в ходе проведенных исследований.

При водоснабжении икры речной водой в процессе инкубации возможно заиление икры, особенно в период паводков. Оно резко ухудшает условия развития, затрудняет дыхание эмбрионов, способствует распространению заболеваний, особенно сапролегнии.

Воду, поступающую из открытых источников необходимо отстаивать и фильтровать. При инкубации икры в старых цехах заиленную икру промывали под душем-лейкой (Рисунок 25 Приложения Б). Сроки промывки приурочивали к стадии пониженной чувствительности икры к механическим воздействиям.

На чувствительных стадиях развития, от момента оплодотворения до стадии пигментации глаз, при работе с икрой следует соблюдать особую осторожность. В этот период промывку икры необходимо делать пассивным способом, вынимая пробку нижнего слива и выпуская воду. Двух или трёхразовой смены воды в аппарате обычно бывает достаточно для освобождения икры от иловых наносов, что увеличивает доступ кислорода к икре. В аппаратах Аткинса промывку производят с нижнего отсека, взрыхлив икру, поднимают шандору на 1-1,5см (до уровня сетчатого поддона) и сливают воду (Рисунок 26 Приложения Б). После 2-3-х кратной смены воды шандоры следует закрепить в приподнятом положении с помощью клинышков и перейти к промывке вышерасположенного отсека.

Погибшая икра в процессе инкубации служит субстратом для развития и распространения сапролегниоза, поэтому необходимо погибшую икру своевременно отбирать.

До оснащения ЛРЗ икроотборочными аппаратами икра дважды за инкубацию подвергалась выборке: транспортировочного отхода (на следующий день после закладки) и инкубационного отхода (после достижения икрой стадии «глазка»). Выборка проводилась вручную, при этом рамки с икрой длительное время (до получаса) находились без воды, в теплом помещении с температурой 20єС. При этом, безусловно, икра испытывала температурный шок. Результирующий отход за период инкубации составлял более 10%. В настоящее время отбор погибшей икры за этап инкубации проводят один раз, перед выносом в питомник на выклев при помощи икроотборочных аппаратов в интервале от 300 до 350 градусодней, когда эмбрионы наиболее устойчивы к механическим воздействиям. Процесс выборки максимально укорочен для минимизации времени пребывания икры без воды. В результате минимизации воздействия на икру повреждающих факторов при отборе, общая сумма погибшей за инкубацию икры составляет не более 7-8%. За сутки до выборки инкубационного отхода проводят стрессовый метод отбора. В результате этого после механического воздействия («пересыпания» икры) белок в неоплодотворенных икринках коагулирует и они становятся непрозрачными, что делает возможным их отсортировать в икроотборочной машине. На приморских ЛРЗ в качестве стрессовой обработки предлагается шевелить и надавливать икру на рамках перед выборкой отхода [93].

Результаты проведенных нами исследований свидетельствуют о том, что нарушения температурного, газового режима и расходов воды на ранних этапах эмбриогенеза приводят как к увеличению отхода, так и к возникновению различных аномалий развития и функциональных заболеваний, таких как водянка желточного мешка, белопятнистая болезнь и сдвоенные эмбрионы (Рисунок 30 Приложения Б). Количество погибших от аномалий развития и функциональных заболеваний эмбрионов увеличивает общий процент гибели на ранних этапах онтогенеза.

Наши наблюдения показывают, что при условии строгого соблюдения всех оптимальных абиотических условий во время инкубации эмбрионов на ранних этапах онтогенеза производственный отход икры кеты за период инкубации варьирует по партиям от 4,7 до 9,4 %, в среднем составляет 7,4 %; по горбуше от 5,8 до 10,8 %, в среднем 7,8 %, что ниже нормативно допустимых показателей (Таблица 9).

Таблица 9 - Производственный отход икры на ЛРЗ Сахалинской области, рыбоводный цикл 2011-2012 гг. [108]

Контроль заболеваемости, профилактические и лечебные мероприятия

Из биотических факторов среды, влияющих на выживаемость, важнейшим является подверженность заболеваемости микозами. В случае инкубируемой «в навал» икры, несмотря на достаточную аэрацию и проточность, возникает сапролегниоз икры. До внедрения в технологическую схему работ рыбоводных предприятий регулярных профилактических обработок, отход икры, погибшей от сапролегниоза, был значительным и составлял до 80 % всей заложенной на инкубацию икры. Этому способствовала высокая плотность икры на рамках, препятствующая доступу кислорода (Таблица 10). После реконструкции заводов и использования новых инкубационных аппаратов типа бокс и Аткинса с принципиально иной схемой водоснабжения в период инкубации гибель икры от сапролегниоза на инкубации составляет не более 3,0-3,5%.

Таблица 10 - Гибель икры от сапролегниоза на стадии инкубации

На заводах Сахалинской области до 1959 года в качестве дезинфицирующего средства применяли 0,5 % раствор формальдегида, в который опускали на 0,5-1 минуту стопки с икрой. Начиная с 1959 года, в качестве антисептика применяли органический краситель малахитовый зеленый. Проводили кратковременные (от 10 до 30 секунд) купания икры в растворе «малахитовой зелени» концентрации 1:15000. Кроме того, на некоторых рыбоводных заводах использовали насыщенный раствор поваренной соли, в котором проводили профилактические купания икры перед выносом на выклев. Кроме дезинфицирующего воздействия, плотный солевой раствор позволял проводить выборку инкубационного отхода икры «флотационным методом», при котором погибшая икра всплывала на поверхность, а живая опускалась на дно емкости.

В последние годы на ЛРЗ Сахалинской области в качестве лечебно-профилактического средства снова стал применяться раствор формальдегида. Хорошие перспективы в качестве дезинфицирующего средства имеет раствор перекиси водорода, экспериментальные работы с которым еще ведутся.

После первой обработки периодичность профилактических необходимо соблюдать следующую периодичность обработок: от дня оплодотворения до отборки инкубационного отхода - 1 раз в неделю (декаду), далее - 1 раз в 10-14 дней. Применяемая концентрация формальдегида для обработки икры: 1:800, экспозиция 30 минут.

Обработки икры следует проводить в проточной воде с помощью капельной установки. С помощью капельницы можно обработать как один аппарат или ряд, так и все аппараты одновременно. В этом случае дезинфицирующий раствор вносят в водораспределительный лоток на водотоке. Профилактической обработке подвергается вся икра после душевания или выборки инкубационного отхода (Рисунок 31 Приложения Б).

Как показывают наши наблюдения, проведение плановых профилактических обработок тихоокеанских лососей на всех этапах онтогенеза является неотъемлемым звеном в биотехнике искусственного воспроизводства тихоокеанских лососей и способствует сокращению возможных потерь рыбоводной продукции во время рыбоводного цикла.