Гидрохимические факторы

По химическому составу растворенных солей воды морей резко отличаются от пресных континентальных водоемов. Пресные воды содержат растворенные в них соли, но различные пресные водоемы неодинаковы по химическому составу воды.

Из растворенных солей в речной воде преобладают карбонаты. В среднем солевой состав имеет следующее процентное выражение - хлориды 5,2, сульфаты 9,9, карбонаты 60,1, другие 24,8.

Газообразных веществ в воде содержится в среднем следующее количество (%): кислорода - 33,77, азота - 63,97, угольной кислоты - 2,26.

Угольной кислоты в воде больше, чем в атмосфере, в 75 раз. Действие углекислоты на рыб, как и на других животных, сводится к понижению способности крови усваивать кислород. В воде, особенно в морской, содержание углекислоты в свободном виде невелико, так как магний, кальций и другие химические элементы и вещества очень быстро связывают свободную углекислоту.

Растворимость газов в воде зависит от температуры и давления. Большее количество кислорода в воде, чем в атмосфере имеет важнейшее значение для организмов, обитающих в воде.

Атмосферный воздух - основной источник кислорода в водоемах.

Для нормального дыхания рыб различных видов требуется неодинаковое количество кислорода, растворенного в воде. К числу рыб, которые переносят даже небольшое количество кислорода в воде, относятся сазан, карп, линь, карась и некоторые другие. Эти рыбы зимой некоторое время могут жить в водоемах даже при содержании 0,5 куб. см кислорода в каждом литре воды.

В пресных водоемах в отличие от морских содержание кислорода в воде колеблется, особенно в старых заиленных непроточных прудах и озерах, где происходит усиленное разложение массы органических веществ, на окисление которых уходит почти весь растворенный в воде кислород, в результате чего возникает замор (удушье) рыб. При гниении белковых веществ образуется сероводород, который под действием растворенного в воде кислорода, окисляясь, разлагается с выделением серы. Наиболее сильные заморы бывают в зимнее время, когда ледяной покров препятствует проникновению кислорода из атмосферы в воду. Рыбы, если есть возможность, уходят с этих мест, пытаются проникнуть в реки, впадающие в водоем, скапливаются в устьях ручьев и поднимаются к прорубям. Причиной замора бывает и занос в водоем из болотистой местности гумусовых веществ (гуминовые кислоты - продукты разложения клетчатки) и закисных соединений железа, которые окисляясь, отнимают кислород, содержащийся в воде. Летом заморы рыб в водоемах с обильной растительностью бывают крайне редко и притом только в ночное время, когда она усиленно потребляет кислород, растворенный в воде. Обильно разросшаяся летом в водоеме хара вонючая так же может вызвать гибель рыб.

От недостатка кислорода гибнут не только рыбы, но и некоторые водные животные, что может быть особенно зимой, когда доступ атмосферного воздуха закрыт ледяным покровом, а жизнедеятельность растений почти прекращается.

А. Н. Елеонский указывает, что содержание кислорода в количестве 3 куб. см на 1 л воды вредно не отражается на карпах-сеголетках в период зимовки и возможно карпы могут переносить кратковременное падение кислорода ниже указанного уровня, а содержание кислорода в воде в количестве 4-5 куб. см является для карпа вполне благоприятным. В то же время не исключает, как отрицательный фактор для карпов в зимний период, высокую насыщенность воды кислородом, указывая, что насыщенность и избыток кислорода в воде зимовальных прудов не нужны, это даже вредно для карпов, находящихся в состоянии зимнего покоя.

В прудах и других водоемах, где разводят и выращивают карпа, линя, карася и некоторых других рыб, вода должна быть богата веществами, которые легко окисляются и минерализуются, и почти не содержат кислот и железа. В то же время жесткость воды (за счет наличия солей кальция и магния) не обязательно должна иметь 8-10°, как указывалось раньше в руководствах по рыбоводству.

А. В. Каныгина, советский гидрохимик, и др. (1950) установили, что мальки карпа и пескаря безвредно переносили растворы хлоридов кальция в концентрации до 362 мг на 1 л, мальки верховки - до 1086, личинки и куколки хирономид, олигохеты, циклопы - до 724, дафнии до 90-181, речная перловица до 1448.

В то же время в некоторых водоемах плохое развитие карпа и сазана раньше пытались объяснить высокой общей жёсткостью воды. Однако в Фастовецком рыбоводном хозяйстве Краснодарского края вода имеет жесткость до 75,4°, но карп растет хорошо. Необычно высокой для рыбоводных прудов степенью минерализации характеризуется вода рыбоводного хозяйства "Дам-Ащи" Узбекской ССР, где сухой остаток доходит до 4119,4 мг на 1 л и представлен в основном сульфатами магния и кальция и в меньшей степени - натрия и калия. Однако даже в этом хозяйстве так же выращивают двухлетнего карпа и серебристого карася, хотя и с несколько пониженными рыбопродуктивностью водоема и штучным весом рыбы.

Минеральный фосфор, как и кальций проникает из раствора в рыбу и уже через 2 часа в основной своей массе переходит в органические соединения, в том числе в сложные белки. Наличие фосфора в воде в количестве 2 мг на 1 л стимулирует рост молоди карпа. Следовательно, при внесении суперфосфата в водоемы он влияет не только на развитие кормовой базы, но и непосредственно на рыб.

Кальций и магний, содержащиеся в воде, непосредственно влияют на обмен веществ у рыб.

В воде прудов сульфиды имеются в небольшом количестве, а сульфаты в более значительном.

В УССР в прудах степных районов наблюдается аккумуляция натрия, обуславливающая высокую минерализацию воды в весенне-летний период до 2500 мг на 1 л и выше. В прудах Полесья наименьшая минерализация воды - в пределах 250-500 мг на 1 л, в лесостепных районах 250-600 мг на 1 л. В южных областях вследствие интенсивной эрозии почвы минерализация прудов высокая.

В новопостроенных прудах, снабжающихся водой за счет атмосферных осадков, талых и частично родниковых вод, обычно имеется большое количественное и качественное разнообразие водорослей протококковых, хризомонадовых, перидиниевых, сине-зеленых и др.

Пруды, снабжающиеся атмосферными осадками, бедны минеральными веществами, поэтому в первые годы их существования в них слабо развивается высшая водная растительность; в дальнейшем они обогащаются органическими веществами за счет поступления их с водосборной площади.

Вода прудов, снабжающихся из ключей, содержит сравнительно большее количество солей натрия, калия, кальция и магния, растворяемых в нижних слоях земной поверхности.

Вода прудов, снабжающихся из рек, содержит меньше солей натрия, калия, кальция, магния и больше соединений азота. Вода в них менее жесткая, чем в прудах, снабжающихся из ключей и ручьев.

Опыт зарубежных исследователей (Шеперклаус, Дебшиц, Вальтер, Горак, Боргман), которые применяли посадки карпов-сеголетков на зимовку в, количестве 20-100 тыс. штук на 1 та, а также прогрессивная практика советских рыбоводов (Б. М. Себенцов, В. А. Сигов, Ф. М. Суховерхов и др.), применивших до 200-300 тыс. штук и более на 1 га, показывает, что даже при уплотненных посадках полная смена воды в зимовальных прудах определяется в течение 12 суток, что соответствует притоку 12,5 л в секунду на 1 га при незамерзающем слое воды пруда 1 м. При накоплении в зимовальном пруде углекислоты и повышении окисляемости воды водообмен усиливают до 3-5-суточной смены воды (20-30 л в секунду на 1 га). При благоприятных условиях возможен 24-суточный водообмен и даже полное прекращение проточности.

В настоящее время допускают еще более высокую плотность посадки карпов сеголетков в зимовальные пруды - 400-500 тыс. штук на 1 га, которая все шире начинает применяться в практике прудовых рыбоводных хозяйств.

Из всех работ по зимовке карпа заслуживают особого внимания работы В. А. Сигова (1940, 1946). Им была начата оценка результатов зимовки: отход рыбы по состоянию физиологической подготовки ее к зимовке. При прочих равных условиях процент отхода рыбы совпадал с процентом механических травм, нанесенных рыбам при пересадке их на зимовку.

В настоящее время производят посадку сеголетков в зимовальные пруды в количестве 250-500 тыс. штук на 1 га, при штучном весе их 30 г и содержании растворенного в воде кислорода не ниже 3 куб. см на 1 л.

При оставлении сеголетков на зимовку в тех же прудах, где они выращивались, в ряде случаев отходы значительно ниже, чем в зимовальных. Благодаря отсутствию пересадки из одного пруда в другой рыба меньше травмируется, а поэтому меньше болеет. Выростные пруды, в которых оставляют сеголетков на зимовку, должны иметь достаточную глубину, проточность и удовлетворительный кислородный режим.

Для зимовки сеголетков рекомендуется выбирать выростные пруды площадью 1-1,5 га с максимальными глубинами 1,3-1,5 м и независимым водоснабжением, а сброс воды, так же как и в зимовальных, осуществлять из нижних слоев через водоспуски. Оставлять на зимовку в выростных прудах 30-40 тыс. экз. на 1 га площади пруда, или 250-300 тыс. экз. в пересчете на 1 га с глубинами 1,2-1,5 м.

Карп хорошо растет и питается при содержании кислорода, растворенного в воде в количестве 4-6 куб. см в 1 л воды. При снижении до 2,5-2 куб. см интенсивность питания и обмен веществ у карпа резко снижается. При дальнейшем ухудшении кислородного режима, т. е. снижении наличия кислорода до 1-0,8 куб. см, питание резко сокращается до полного прекращения. При 0,1-0,2 куб. см наступает летний замор, во время которого рыба тратит много энергии на дыхание, пропуская через жабры воду, которая аэрируется (обогащается кислородом) в ротовой полости захваченным с поверхности пузырьком воздуха. Рыба при этом слабеет, истощается, а при длительном (4-5 часов) недостатке кислорода гибнет. Такое резкое снижение кислорода, растворенного в воде до 0,2-0,1 куб. см может быть ранним утром во время цветения воды.

При температуре воды 24-25° карп наиболее интенсивно питается и растет, процесс пищеварения происходит нормально. При понижении температуры воды степень переваривания ослабевает, хотя карпы принимают корм иногда и при низкой температуре 2-2,5° в зимовальных прудах. Благополучная зимовка карпа проходит при температуре воды 1° и ниже, до 0,1°. В ряде рыбоводных хозяйств рыба хорошо перезимовывает и при температуре 4°. Кислорода, растворенного в воде, должно быть не менее 3-4 мл. Нельзя допускать колебаний уровня воды, так как это вызывает образование новых слоев льда, в результате чего уменьшается объем воды и ухудшаются условия зимовки рыбы. При понижении содержания растворенного кислорода применяются различные способы аэрации воды. Аэрировать воду рекомендуется в водоподающем канале, а в случае резкого снижения содержания кислорода - в зимовальных прудах, для насыщения воды кислородом и удаления из нее вредных газов. Однако радикальными мерами по устранению причин, вызывающих заморы рыб, должна быть соответствующая рыбохозяйственная мелиорация водоемов.

Необходимо следить за состоянием зимующей рыбы в контрольных садках, установленных в зимовальных прудах, в каждом пруду сделать контрольные проруби, из них одну обязательно у откоса дамбы, так как обычно ослабевшая или заболевшая рыба приплывает к откосам.

Наличие необходимого количества резервных веществ в теле зимующих сеголетков особенно важно при неблагоприятных гидрохимическом и температурном режимах зимовки и повышенном водообмене. Низкое содержание резервных веществ часто не является непосредственной причиной гибели, однако сеголетки в таком состоянии чувствительнее и быстрее подвергаются различным заболеваниям. При крайне незначительном содержании резервных веществ (0,2-0,4% жира) рыба гибнет от истощения, но этот период наступает позже, чем естественный конец зимовки.

Бактерии. Первичными производителями органической пищи в водоемах являются бактерии, обладающие исключительной способностью питаться и строить свое тело только из минеральных солей, без участия красящих пигментов, при отсутствии света (хемосинтезирующие бактерии). Существование таких бактерий непосредственно не зависит от солнца и органических веществ, поэтому их именуют первично-питающимися (прототрофными) организмами. Эти бактерии - основные посредники между неорганическим и органическим миром водоема. К ним относятся бактерии азотусвояющие, серные, водородные, а также нитрифицирующие (играющие роль в круговороте веществ в природе) и, таким образом, имеющие важнейшее значение в продуктивности и оздоровлении водоемов.

Из числа бактерий, например, для азотобактера в воде прудов необходимыми условиями являются нейтральная или слабощелочная реакция воды (рН 6,8-8,2), наличие фосфатов, солей кальция, а также органических безазотистых веществ. Для бактерий, разлагающих сульфаты, благоприятно наличие этих соединений и органических веществ, а также пониженное содержание кислорода. Их развитие и жизнедеятельность возможна и при значительном наличии кислорода в воде в условиях совместного развития с аэробами (бактериями, развивающимися только в присутствии кислорода). Наиболее богаты бактериями, разлагающими сульфаты, рыбоводные пруды с водой сульфатного класса и большим содержанием органических соединений (Синюхинское рыбоводное хозяйство Краснодарского края). Грунты в этих прудах интенсивно-черного цвета, выделяют сероводород вследствие развития в них сульфатредуцирующих бактерий.

Нитрифицирующие бактерии развиваются в широких пределах активной реакции воды при рН 4,0-13,0. Наиболее благоприятные для них условия при рН 6,5-8,0.

Различные виды азотобактера более требовательны к активной реакции воды и развиваются в пределах рН 6,4-8,8.

Денитрифицирующие бактерии наиболее интенсивно развиваются при рН 7,0-8,6. Реакция более кислая, чем при рН 6,1 или повышенной щелочности - рН выше 9,5 ухудшает и даже совсем прекращает развитие и жизнедеятельность денитрифицирующих бактерий.

Растения. Фотосинтезирующие растения (синтезирующие органическое вещество из неорганических соединений при помощи солнечной энергии) хотя и строят свое тело из неорганических солей, однако в отличие от хемосинтезирующих бактерий строят его при воздействии солнечного света и наличии собственного красящего пигмента, например хлорофилла (у зеленых растений), фикоциана (у сине-зеленых водорослей), фикоэритрина (у красных водорослей).

В процессе фотосинтеза, в противоположность процессам окисления или горения, растения усваивают углекислый газ, используя его как источник углерода в синтезе органических веществ.

Рис. 7. Низшие растения - зеленые водоросли: 1 - эвдорина; 2 - пандорина; 3 - вольвокс; 4 - хлорококк; 5 - протосифон; 6 - водяная сеточка; 7 - сценедесмус; 8 - кладофора; 9 - спирогира; 10 - хара (увеличены, за исключением хары)

Во всех случаях окисления органических веществ, будь то горение или дыхание, конечными продуктами обязательно являются углекислый газ и вода.

Из числа зеленых протококковых водорослей важный производственный интерес представляет хлорелла. Это водоросль одноклеточная, размером всего лишь 0,005-0,01 мм. Как и все протококковые, хлорелла в вегетативном состоянии неподвижна. Отмеченные особенности хлореллы, а также быстрое ее размножение (деление ее клетки происходит через 10-12 часов), малотребовательность к условиям водоема и активность протекающих процессов фотосинтеза обеспечили широкую распространенность в пресных и морских водоемах, а также и почве.

В то же время склетонами (датомовая водоросль) делится еще быстрее - через 3-5 часов. Однако питательная ценность ее значительно ниже чем хлореллы.

Быстрое размножение, активность фотосинтеза и выделение хлореллой антибиотических компонентов позволяет обеспечить в водоемах более быструю минерализацию органических веществ и использовать эту водоросль для очистки сточных вод.

Хлорелла по наличию белка и других питательных веществ, наиболее ценная среди других водорослей кормовая культура, которая идет в корм не только рыбам, но также и наземным животным.

Хлорелла и жгутиковые играют значительную роль в оздоровлении водоемов, тем более что они вполне могут развиваться вместе.

Планктонные водоросли участвуют в начальных звеньях пищевой цепи рыб. Они являются пищей для многих рачков, моллюсков, червей, которых поедают рыбы.

Рост планктонных водорослей зависит не только от света, тепла и определенных неорганических веществ, но и от других факторов, в частности, наличия витаминов. Без них многие планктонные водоросли и жгутиковые прекращают рост и развитие.

В воде океана установлено наличие аскорбиновой кислоты (витамин С) и кобаламина (витамин B₁₂). Процентное содержание витамина в воде чрезвычайно мало: в пробах воды из Атлантического океана вблизи побережий лишь в количестве 10 миллимикрограммов на 1 л, тогда как в кг обычной почвы - 15 тыс. миллимикрограммов. Источником растворенных в воде указанных витаминов являются бактерии, грибы и сине-зеленые водоросли. В пробах морской воды близ зарослей обнаружен и витамин В₂ (рибофлавин), синтезируемый растущими близ морских берегов крупными водорослями - ульвой и цистозирой, а также подводным растением зостерой. К этому витамину особенно чувствительны грибки актиномицеты (Институт биологии южных морей Академии Наук УССР, А. Т. Супрунов, 1964).

Водоросли играют важнейшую роль в общей пищевой связи организмов, обитающих в водоемах. За счет их развиваются и растут организмы с другими способами питания. Так, дафнии питаются преимущественно протококковыми водорослями; амебам, жгутиковым и некоторым растительноядным инфузориям пищей часто служат низшие зеленые водоросли. Отдельные виды червей питаются водорослями, мелким растительным осадочным илом (детритом). Многие моллюски, улитки употребляют в пищу не только живые, но и отмершие водоросли. Некоторые низшие рачки питаются и животными и растительными организмами. Простейшие питаются другими простейшими, захватывая иногда более крупные организмы. Так, внутри корненожек часто находятся остатки веслоногих рачков. Кишечнополостные почти исключительно хищники - поедают рачков и личинок рыб. Хищниками являются многие водяные жуки, водяные клопы, стрекозы, поденки, ручейники, некоторые хирономиды. Эти насекомые и их личинки поедают других насекомых, червей, ракообразных, личинок рыб. Кишечник хирономид обычно бывает заполнен мелким илом с примесью большого количества мертвых и живых мелких планктонных организмов.

Водоемы, в которых происходит массовое цветение сине-зеленых водорослей, наиболее продуктивны. Эти водоросли являются также компонентами питания рыбы. В течение вегетационного периода происходит неоднократное, Не менее трех раз, отмирание старых и рост новых водорослей. В связи с этим на дне прудов отлагаются в значительном количестве зеленые удобрения, богатые азотом. Интенсивность цветения воды (особенно сине-зелеными водорослями) при удобрении прудов ц кормлении рыбы обычно возрастает.

Сине-зеленые водоросли содержат больше азота и фосфора, чем другие. Микроцистис и анабена содержат сырого протеина 55-60%, а циклопы 65%. Советский ученый А. П. Виноградов (1935) считает, что по содержанию белка сине-зеленые водоросли близки к животным организмам.

Пруды, снабжающиеся атмосферными осадками, бедны минеральными веществами, поэтому в первые годы их существования в них слабо развивается высшая водная растительность, в дальнейшем они обогащаются органогенами за счет веществ, поступающих с водосборной площади.

В прибрежных участках стоячих или медленно текущих водах, особенно прудов, растет аир, размножающийся вегетативно (корневищами), водяная гречиха и другие растения. На сырых припойменных торфяных и других участках - валериана. Встречается в водоемах и ряд других растений, которые наряду с животными и всеми отложениями влияют на состав воды прудов, образуя органические вещества. В прибрежных зонах местных водоемов растет стрелолист, рогоз, сусак, кувшинка, ежеголовка и некоторые другие, но особенно ценны для местных водоемов, это встречающиеся в СССР два вида дикого риса - маньчжурский и канадский.

Дикий канадский рис - это однолетнее злаковое растение - растет на мелководье и в слабопроточных водоемах, включая и реки. Он быстро распространяется самосевом. Зерна его по питательности не уступают зернам культурного риса. Созревают неодновременно и по мере поспевания, высыпаясь из колоса, падают на дно. Со дна зерна достают водоплавающие птицы, а также некоторые рыбы, в том числе карп, сазан и др. Стебли этого риса достигают высоты 2 м. В зеленом состоянии они сочны, имеют сладковатый вкус и могут использоваться на сено, получаемое до 20 т с 1 га, и на силос.

Маньчжурская тускарора, или дальневосточный дикий рис, - это многолетнее растение, хорошо размножающееся корневищами. Будучи однажды посеяно в водоеме, оно вытесняет в нем другие растения, заселяет водоем, заглушая своих конкурентов. Стебли его достигают 3 м высоты и образуют густые заросли. Этот вид риса может расти в реках, озерах, прудах, на болотах, лиманах, заливных лугах. Семена его мягкие, созревают неодновременно и быстро осыпаются. Мощные стебли и молодые побеги корневищ риса дают высокие урожаи, охотно поедаются животными, в том числе зверем и рыбой. Урожаи зеленой массы можно использовать на сено, а также для закладки на силос. В зеленом состоянии стебли имеют приятный вкус, напоминающий орехи и могут использоваться в пищу человеком как в сыром, так и в отваренном виде. Урожаи его зеленой массы выше, чем канадского риса, следовательно, это растение может стать серьезным источником кормовых ресурсов. Маньчжурский рис помимо водоемов может найти широкое распространение на заливных лугах, где его нетрудно заготавливать.

Завоз и акклиматизация этих полезных растений в водоемах имело бы важное значение в народном хозяйстве.

Из шести видов водяного ореха - однолетнего растения семейства водоореховых, растущего на территории СССР, большой интерес по своим высоким питательным и вкусовым качествам представляет орех плавающий. Тонкий стебель толщиной 3-4,5 мм и длиной иногда 4 м обеспечивает растению рост на глубине растянутого стебля, хотя оптимальной глубиной считается 1,1-2,5 м. При понижении уровня воды стебель принимает наклонное положение. Листья плавающей розетки ромбической формы. Цветы с чашечкой и розовым венчиком. Диаметр розетки достигает 60-85 см. Плоды - орешки располагаются в несколько рядов под листовыми пластинками. На одном стебле образуется несколько разветвлений, заканчивающихся розетками с плодами. Урожайность его зависит от условий, в которых он растет. С 1 га водоема можно получать 2-2,5 т сухих орехов. Вес одного сухого ореха достигает 8 г. Семена ореха трапецеидальной формы с крепкими рогами. Плодоорешек начинает расти на дне водоема после периода покоя, продолжающегося не менее 4 месяцев. Таким образом, сеять его можно только осенью до образования льда. Оптимальная температура роста - 12°. Если же температура во время зимовки снизится до 8-10° ниже нуля, то семена утрачивают всхожесть, поэтому посев надо производить на участках с соответствующими глубинами, обеспечивающими сохранение всхожести. Для этого растения лучшей является вода, близкая к нейтральной (рН 6-7) или слабощелочной (рН = 8) реакции. При кислой реакции воды (рН 3-4), а также при щелочной (рН = 9) растение погибает.

Водяной орех хорошо развивается в мелководных, хорошо прогреваемых, богатых питательными веществами водоемах как в летнее, так и в зимнее время, даже в тех случаях, если они и заморные. Орех хорошо развивается и при повышенном содержании сероводорода, причем сернистые бактерии оказывают благоприятное влияние на его рост, но даже незначительное содержание поваренной соли и кальция губительно действует на растение.

Во влажном илистом месте орехи сохраняют всхожесть до 9 лет и больше. В сухом месте в неувлажненном состоянии теряют всхожесть через 4 дня. Созревают орехи в середине августа-сентября.

Устойчиво кислые воды и илы имеют реакцию очень кислую (рН менее 3,5), сильнокислую (3,6-4,5) и среднекислую (4,6-5,5). Неустойчиво кислые - кисловатые и нейтральные имеют реакцию слабокислую (5,6-6,9), нейтральную или щелочную (7,0). Щелочные имеют реакцию слабощелочную (7,1-7,5), среднещелочную (7,6-8,0) и сильнощелочную (более 8,1).

Практическими показателями активной реакции воды и ила в некоторой степени могут служить растения, встречающиеся в водоемах. Например, элодея хорошо развивается в слабощелочных и нейтральных водах, рдест блестящий - в щелочных, рдест курчавый и захинелия - в щелочных и нейтральных, ряска малая, телорез и роголистник - в слабощелочных, тысячелистник и водокрас - в слабощелочных, нейтральных и преимущественно кисловатых, рогоз широколистный, камыш и тростник - в щелочных, нейтральных и преимущественно кисловатых.

Однако группы водных растений экологически неодинаково увязаны с водой. Например, рясковые, водокрас, пузырчатка, роголистник, турча и другие растения не имеют корней и плавают на поверхности (рясковые) или находятся в воде во взвешенном состоянии, слабо укрепляясь в иле. В этом случае реакция воды играет исключительную роль в их жизни. Таким образом, наличие и состояние этих растений может служить показателем реакции воды. В то же время тростник, камыш, рогоз, кувшинковые, укореняющиеся в почвогрунтах, потребляют питательные минеральные вещества из почвогрунтов. В этом случае решающую роль в жизни этих растений наряду с реакцией воды играет роль реакция почвогрунтов (илов).

Рис. 8. Подводная растительность: 1 - ежеголовник; 2 - вербейник; 3 - частуха; 4 - гречиха земноводная; 5 - рдесты: 5 а) плавающий; 5 б) курчавый; 5 в) блестящий; 5 д) пронзеннолистный; 6 - водяная чума (элодея); 7 - роголистник; 8 - телорез; 9 - ряска; 10 - ряска трехдольная

Для нейтрализации кислой реакции почвогрунтов пруда путем известкования рекомендуется вносить следующее количество извести (в расчете на чистый известняк тонкого помола) в тоннах на каждый гектар ложа водоема (прудов): с илами: сильнокислыми (рН 4,5 и ниже) - 2,5; среднекислыми (4,5-5,5) - 1; слабокислыми (5,5-6,5) - 0,5.

При этом в указанных показателях количество внесенной извести следует увеличивать в зависимости от активной реакции и механического состава илов: песчаные или супесчаные, суглинистые, глинистые, перегнойные с мощным отложением гиттии. Для кислых илов, у которых активная реакция менее 5, необходимо внесение извести, для слабокислых можно применить и другие способы раскисления почвы, например путем однолетнего использования ложа прудов под агрикультуры, особенно под пропашные, что наиболее целесообразно и выгодно.

Естественная рыбопродуктивность озер и прудов, сильно-заросших, с большим отложением органических закисших веществ, всегда бывает низкой. Для увеличения их рыбопродуктивности необходимо проводить мелиорацию (расчистку, известкование, удаление излишнего ила). При расчистке таких водоемов, удаляемый из них ил рекомендуется использовать для удобрения различных почв, за исключением болотистых.

Растительность в небольших количествах не оказывает вредного действия на рыб. На стеблях растений развиваются многие организмы, служащие кормом для рыб. Растительность нередко служит защитной полосой против волнобоя и размыва плотин. Однако чрезмерное развитие растительности, в особенности жесткой (камыш, тростник, рогоз, осока), занимающей главным образом прибрежную, наиболее продуктивную кормовую зону, ухудшает условия рыб, так как отмирающая часть растений способствует заболачиванию и закисанию водоема, снижает количество растворенного в воде кислорода. Густые заросли такой растительности мешают рыбам пробираться на кормовые участки и создают условия для развития вредителей рыб. Излишне жесткую растительность следует удалять - скашивать обыкновенной косой, камышевой косилкой или выдергивать с корневищами. Мелкая подводная растительность (рдест, роголистник, уруть и другие) в умеренных количествах полезна для рыб, однако обильное разрастание создает неблагоприятные условия для рыб и некоторых водных организмов, служащих для них пищей. Особенно бурно разрастается элодея, ее нужно удалять из водоема полностью.

Рис 9. Надводная растительность: а) рогоз; б) тростник; в) камыш

Моторная чехословацкая камышекосилка схематически представляет собой лодку, на которой установлен вертикально-горизонтальный режущий механизм. В зависимости от (опускания или поднятия) режущего механизма камыш можно срезать как под водой, так и выше ее поверхности. Поперечные ножи срезают камыш, а вертикальные рассекают его пополам, чтобы скошенный камыш не препятствовал движению косилки. Ширина захвата поперечных ножей составляет 2,1-2,5 м. За 8 часов такой камышекосилкой можно скосить 3-4 га камыша при расходе горючего 10-12 кг.

Борьба с излишней водной растительностью, особенно с жесткой, в рыбохозяйственных водоемах путем скашивания (срезания стеблей) не дает того желательного биологического эффекта, как при выдергивании ее с корневищами. При этом разрыхляются иловые отложения, что открывает рыбам лучший доступ к пищевым организмам и улучшает минерализационные процессы, способствующие повышению рыбопродуктивности водоемов.

Опытные работы по изучению нутрий - болотных бобров, поедающих мягкие части корневищ водной растительности, и использования нутрий таким образом на зарастаемых водоемах с целью мелиорации, подтверждают возможность содержания их на водоемах, в которых выращивается рыба. Выгул и содержание нутрий проводился на нагульных прудах государственных рыбоводных хозяйствах "Непрейка" Тульской области и "Нара" Московской области, а также на заросших прудах и других водоемах колхозов Краснодарского края, Воронежской области и Белорусской ССР.

Обширные заросли тростника в прибрежных и береговых участках низовьев рек и озер на Юго-Востоке и в Средней Азии, например в устье Аму-Дарьи, могут являться гнездилищами азиатской или перелетной саранчи, которая откладывает в этих местах в почву яйца и здесь же кормятся ее личинки. При больших разливах рек гнездилища саранчи надолго заливаются водой и яйца погибают, а при невысоком подъеме воды и непродолжительных разливах вода сходит с этих участков до начала развития зародышей, и вредители могут размножаться. При уничтожении зарослей тростника создаются благоприятные условия для рыб и вместе с тем ведется борьба с саранчой. Применяя химические средства борьбы, необходимо принимать меры предосторожности, так как поедание их может вызывать гибель рыб.

Рыбы питаются различными водными растительными и животными организмами.

Беспозвоночные. В водоемах в колоссальной массе развиваются и живут простейшие одноклеточные животные: жгутиковые, корненожки, инфузории, тело которых состоит из плазмы, одного или нескольких ядер и различных органелл. Многие из этих животных имеют величину около 3-4 мк, в среднем же около 50-150 мк. Однако среди них есть и сравнительно крупные, например, живущие в полярных морях. Органеллами питания у простейших животных являются клеточный рот, глотка, пищеварительные вакуоли. У многих имеются сократительные (пульсирующие) вакуоли, выполняющие сложную функцию выделения и регулирования осмотического давления внутри их тела, а также скелетные образования.

Жгутиковые широко распространены в пресных водоемах и морях. В передней части их тела имеется один или несколько жгутиков, при помощи которых передвигаются в воде эти организмы. Некоторые имеют способность образовывать ложноножки (псевдоподии). Тело удлиненное, часто веретеновидное покрыто относительно плотной оболочкой-пелликулой. Эти животные, в огромной массе развивающиеся в водоемах, обладают часто интересным и важным свойством, а именно: по способу питания, среди них есть так называемые аутотрофные организмы, синтезирующие органические вещества непосредственно из углерода и воды при помощи хлорофилла под воздействием солнечного света. Это свойство сближает их с растительными организмами, так как они не нуждаются непосредственно в органической пище. Такой способ питания называют растительным. Хлорофилл у них пропитывает особые органоиды-хромотофоры зеленого, бурого, красного или желтого цвета. Хлорофилл есть во всех хроматофорах, но в незеленых хроматофорах он замаскирован желтым, красным или коричневым пигментом. Все окрашенные жгутиковые относятся к аутотрофным организмам с описанным способом питания.

Среди жгутиковых есть организмы, не имеющие хлорофилла, - они бесцветные и, следовательно, не способны синтезировать углеводы непосредственно из неорганических веществ, питаясь уже готовыми органическими веществами растений или животных.

Среди зеленых есть такие жгутиковые, которые могут питаться лишь за счет неорганических веществ (миксотрофные). Однако особенно хорошо они растут и размножаются в воде, богатой одновременно и органическими веществами.

Гетеротрофные (с разными способами питания) жгутиковые могут питаться путем всасывания продуктов распада белков, например, в плазме крови (паразитические) или в гниющих водах. Другие из гетеротрофных жгутиковых, имеющие глотку и ротовое отверстие, питаются уже бактериями, мелкими одноклеточными водорослями и простейшими (голозойный или животный способ питания). У некоторых жгутиковых имеется, кроме бесполого размножения, и толовое - путем слияния гамет (изогамет или же макро- и микрогамет). Некоторые жгутиковые являются паразитическими организмами.

Корненожки в огромных массах развиваются и растут в воде. К ним относятся амебы, раковинные амебы, солнечники. Амебы распространены в пресных водоемах, встречаются и в морях, реже многоядерные простейшие организмы, не имеющие постоянной формы тела, передвигаются при помощи временно образующихся псевдоподий и не имеющие ни раковины, ни скелета. Размножаются в основном путем деления на две. Концентрация солей в протоплазме амебы значительно больше, чем в окружающей ее пресной воде. Вследствие этого неодинакового осмотического давления вода проникает через полупроницаемую оболочку амебы, пульсирующая вакуоль в теле амебы, сокращаясь раз в 5-8 минут, выводит излишнюю воду из тела амебы, регулируя таким образом разность осмотического давления и не допуская разжижения протоплазмы. У морских и паразитических простейших, в том числе и у амеб, живущих в среде с высокой концентрацией солей, пульсирующая вакуоль сокращается медленнее чем у пресноводных, или же совершенно отсутствует. Обычная амеба питается бактериями, водорослями и различными довольно крупными инфузориями, жгутиковыми, обволакивая и втягивая их внутрь тела. Эта амеба часто встречается на дне стоячих водоемов. Особенно в гниющих прудах и болотах. Среди амеб есть и патогенные - паразитические виды, вызывающие например, амебную дизентерию, амебные нарывы печени и др.

Рис. 10. Амеба (сильно увеличено): 1 - захваченный пищевой комок, состоящий из низших водорослей; 2 - пульсирующая вакуоль; 3 - ядро; 4 - ложноножки (псевдопододии)

Раковинные амебы живут только в пресных водоемах на водорослях и на дне водоемов - в иле. Они имеют од пока мерную раковину различной формы с отверстием (устьем) через которое выпускают ложноножки (псевдоподии). Раковина у них состоит из хитин о подобного или студневидного вещества. У некоторых раковинка чисто органическая, например у арцеллы, хламидофрис и др. Однако у большинства раковинка образуется из выделяемого амебой основного вещества инкрустированного песчинками, диатомовыми водорослями и т. п., например у дифлягии и др. Размножаются раковинные амебы делением.

Солнечники - шаровидные корненожки с отходящими во все стороны, подобно лучам, ложноножками, которые вследствие постоянной игольчатой формы и наличию осевой плотной скелетной нити называются аксоподиями. Некоторые имеют скелет из радиально расположенных кремнеземных палочек. Сливаясь псевдоподиями друг с другом, солнечники (иногда до 10-12 особей) образуют непостоянные колонии. Плазма солнечников разделена на более плотную мелкозернистую внутреннюю (эндоплазма), в которой находятся ядра и менее плотную вокруг нее (эктоплазма) вакуолизированную, в которой находятся пульсирующие вакуоли. Живут солнечники главным образом в пресных чистых водоемах с богатым содержанием растворенного кислорода, однако некоторые из них встречаются и в загрязненных болотных водах. Основная масса их свободно плавает в воде, но есть и сидячие, прикрепляющиеся к субстрату. Питаются солнечники мелкими водорослями, простейшими маленькими рачками и коловратками, которых захватывают своими аксоподиями, приклеивающими к телу эти организмы. Протоплазма обтекает пойманного и убитого животного и втягивается с ним в тело солнечника. Размножение у солнечников в основном бесполое - делением или почкованием, хотя у солнечников широко распространенных в наших пресных водоемах и называемых антиносфериум и актинофрис, наблюдается и половое размножение.

Что касается споровиков, этих паразитических простейших, являющихся главным образом внутриклеточными паразитами с особым циклом развития и стадиями размножения, то они широко распространены как у водных, так и у наземных животных, а особенно у кольчатых червей, моллюсков, членистоногих и позвоночных, в том числе и у рыб.

Инфузории или ресничные широко распространены как в пресных водоемах, так и в морях, однако большинство из них обитают в пресных особенно в мелководных водоемах. На теле инфузорий имеются многочисленные мелкие реснички, а более крупные, склеенные между собой, составляет мембранеллы. Некоторые из инфузорий покрыты ресничками в течение всей жизни. Только при инцистировании они теряют реснички. Сосущие инфузории имеют реснички только на ранних стадиях в свободноплавающем состоянии, а когда переходят к сидячему образу жизни реснички утрачиваются. Имеющаяся оболочка, а часто и скелетные фибриллы определяют постоянную форму тела инфузорий.

Коловратки мелкие - микроскопические пресноводные и морские животные имеют вокруг головного конца тела комплекс ресничек. Последние, энергично колеблясь, увлекают током воды к головному концу своего тела различные очень мелкие организмы, являющиеся их пищей. Коловратки распространены в пресных и морских водах всего земного шара, но более в пресных водах. Типичной планктонной формой является, например, нотолька лонгиспина. Имеющиеся длинные придатки обеспечивают ей парение в воде. Среди коловраток имеются как ползающие по дну, водной растительности и другим предметам, так и поселяющиеся во мху или растительном перегное. Ползающие коловратки имеют длинное червеобразное тело. Есть среди коловраток и сидяче-прикрепленные (седентарные) формы, сидящие на подводных предметах, либо в тонкой слизистой трубочке, либо в плотных трубках, которые они строят из оболочки, выделяемой наружным покровом и различных частиц, привлекаемых с водой движением ресничек (коловращательный аппарат). Некоторые из коловраток приспособились к паразитическому образу жизни внутри вольвокса, малощетинковых червей, мшанок, некоторых растений и в других организмах. Питаются коловратки различными микроорганизмами, являясь в сущности микроскопическими хищниками. Размножаясь в огромных массах, коловратки способствуют биологической очистке водных бассейнов, поедая массу организмов и таким образом сдерживают перегрузку воды органическими продуктами. С другой стороны, коловратки составляют важную часть пищи других более крупных водных организмов, в том числе и рыб.

Малощетинковые черви (олигохеты) в большинстве являются обитателями пресных вод. У малощетинковых червей в придатках тела параподии отсутствуют, а поэтому щетинки сидят непосредственно на теле. Щупальцы или усики у них отсутствуют. Развитие у них происходит без превращения. К малощетинковым относится и дождевой червь. Одним из самых обычных представителей малощетинковых червей является тубифекс. В пресных водоемах олигохеты составляют большую часть данного корма большинства промысловых рыб.

Рис. 11. Малощетинковый червь - тубифекс

Моллюски - мягкотелые водные животные, живущие в домиках - раковинах разнообразной формы. Среди них в пресных водах: озерах, реках мы встречаем улиток - легочных моллюсков, дышащих лешими, и двухстворчатых моллюсков, дышащих жабрами. Улитки-легочные моллюски при дыхании используют атмосферный кислород, находящийся в воздухе, а поэтому если и плавают в воде, то все же находятся ближе к ее поверхности, захватывая и используя при дыхании кислород воздуха, тогда как двустворчатые жаберные моллюски используют при дыхании растворенный в воде кислород, не нуждаясь непосредственно в атмосферном кислороде воздуха, а поэтому и живут на дне водоемов, не поднимаясь на поверхность водоема. Например, из улиток мы встречаем катушку роговую, раковина которой завита спиралью в одной плоскости, прудовика ушкового и прудовика обыкновенного, ползающих по водным растениям, раковина которых похожа на спираль, вытянутую в острый конус, или же лужайку, раковинка которой имеет коричневатые полоски и многих других. При передвижении моллюски из раковинок выставляют мускулистый выступ - "ногу", при помощи которой они передвигаются. Когда "нога" втягивается внутрь раковины, то отверстие последней закрывается овальной крышечкой. При ползании моллюски выпускают щупальцы, которыми они осязают. Моллюски могут подниматься из толщи воды, находясь под ее поверхностью. Питаются моллюски водорослями, которые они скоблят твердой "теркой", имеющейся у них на языке. Двустворчатые жаберные моллюски имеют раковину, состоящую из двух половинок - (створок, соединяющихся друг с другом несколькими зубцами, заходящими в выемки и называемыми в целом "замком", при помощи сильного мускульного тяжа, стягивающего внутри обе половины створок раковины. Лежа или медленно ползая по дну водоема, при помощи мускульной "ноги", моллюски отпечатывают на ложе водоема полосы-следы. В наших пресных водоемах из крупных двустворчатых моллюсков встречаются беззубка и перловица, внутри раковин которых отлагается слой перламутра, имеющий молочный цвет с отливами всех цветов солнечного спектора. В наших водоемах, расположенных к северу, встречаем жемчужниц, в раковинах которых отлагается жемчуг, добываемый для различных драгоценных украшений. Из более мелких ракушек можно назвать шаровку и горошинку, обитающих на илистом дне прудов, озер и на подводных растениях. Размножение моллюсков происходит путем отложения икры в виде студенистых шнуров на нижнюю сторону листьев кувшинки и других водных растений, находящихся в воде. Вышедшие из икры зародыши моллюсков, прикрепившиеся к рыбам путешествуют с ними по водоемам. Интересно, что маленькая рыбка, водящаяся в наших водоемах, откладывает свою икру внутрь раковин двустворчатых жаберных моллюсков-перловиц и беззубок, в жабрах которых развивается молодь этой рыбки. Моллюсками питаются многие рыбы, водяные жуки и даже водяные зверьки, например выхухоль, и некоторые птицы.

Рис. 12. Моллюски двустворчатые пресноводные (уменьшены, кроме тех, под которыми чертой указаны их размеры). Внизу улитки пресноводные (в натуральную величину)

Жуки, обитающие в водоемах, это плавунцы и водолюбы. Жук-плавунец дышит атмосферным кислородом воздуха, периодически поднимаясь к поверхности для захватывания с собой в воду запаса воздуха, образующего серебристо-блестящий слой на брюшке этого животного. Весной самки жуков-плавунцов и водолюбов откладывают яйца в прокалываемые ими стебли и листья водяных растений, чаще всего частухи и кувшинок. Через 2-3 недели из отложенных яиц выходят червеобразные личинки этих жуков, ведущие как и взрослые жуки-плавунцы весьма хищный образ жизни, поедая различных водных насекомых, червей, головастиков и других животных, в том числе и молодь рыб, которых они могут одолеть. Личинки жука-плавунца на своей плоской голове имеют серповидные острые челюсти, пронизанные каналами, по которым в пойманное животное поступает жгучая жидкость темного цвета, растворяющая тело жертвы, например, молоди рыб и всасывающаяся личинкой обратно по каналам. Через 4-5 недель после линьки личинки этих жуков достигают полного роста - около 6 см в длину, превращаясь в куколку. Окукливание личинок происходит в земле, после чего через 3-4 недели из личинки выходит жук. Если окукливание происходит осенью, то жук выходит из личинки только следующей весной. Самый крупный водяной жук - это жук-водолюб. Он довольно толстый, имеет черную окраску тела. В то время как его личинка ведет хищный образ жизни описанный выше, сам жук-водолюб является растительноядным. Жуки-плавунцы и жуки-водолюбы обитают обычно в заросших, стоячих, хорошо прогреваемых водоемах. Эти водяные жуки не только плавают, но могут и летать по воздуху, перелетая в другие водоемы. Из мелких жучков, обитающих в водоемах, можно назвать плавунчика, радужницу, имеющую зеленую окраску тела с металлическим блеском, а также жука-вертячку, обычно быстро кружащегося по поверхности воды. Верхняя половина глаз у него видит в воздухе, а нижняя - в воде.

Рис. 13. Водяные жуки: а - жук-плавунец и его личинка; б - жук-водолюб смоляно-черный, яйцевой кокон, личинка жука; в - водяные жуки-плавунцы: I - окаймленный, II - полоскун, III- тинник черный, IV - тинник желтобокий, V - жук-водолюб

Клопы многие приспособились к обитанию в воде и остаются в ней в течение всей жизни, уничтожая водных насекомых и их личинок, употребляемых в пищу рыбами. Самки клопов после оплодотворения во второй половине весны и в начале лета откладывают яйца в плавающие растения. Из яиц выходят личинки, по виду похожие на взрослых насекомых, но отличающиеся от них недоразвитыми крыльями и некоторыми другими признаками. После линьки превращаются во взрослых летающих насекомых. Клопы зимуют подо льдом в кучах травянистых растений в прибрежных частях водоемов и хорошо переносят низкие температуры.

Комары все откладывают свои яйца в воду, из которых выходят личинки, живущие в водоемах, но дышащие атмосферным кислородом воздуха, поэтому они всегда как бы висят под поверхностью воды, при спугивании быстро опускаются вниз, возвращаясь опять к поверхности. Куколки комаров, "висящие" также под поверхностью воды, в отличие от куколок других насекомых способны двигаться и уходить в глубь водоема. Интересны перистоусые комары, личинки которых также живут в водоемах. Тело личинок перистоусых комаров довольно прозрачное, по обоим концам туловища которого внутри видны по две пары пузырьков воздуха. При опускании глубоко в воду воздух из пузырьков выходит через их нежные покровы, а при поднятии вверх образуется вновь, что в первом случае способствует утяжелению и таким образом опусканию, а во втором - облегчению и подъему тела вверх. У личинок комаров имеется на голове большой черный глаз. Прозрачность личинок и способность быстро плавать позволяют им охотиться за мелкими животными организмами, обитающими в воде. Дышат личинки всей поверхностью своего нежного тела, что дает возможность им длительное время находиться в глубине водоемов. У личинок перистоусых комаров, аналогично и некоторым другим водным организмам, наблюдаются суточные вертикальные перемещения. Так, днем они находятся в иле на дне водоема, а ночью поднимаются

к поверхности воды. Личинки комаров звонцов (этих комаров также называют дергунами потому, что они, сидя, держат передние ножки вытянутыми вверх и дергают ими) живут на дне водоемов, питаясь разлагающимися погибшими растениями и животными. Плавают они задней частью тела вперед, имеют красный, розовый и желто-зеленый цвет. Некоторые из них устраивают трубочки из ила, через которые выставляют в воду задний конец своего тела и быстро машут им, вызывая этим приток свежей воды к жабрам.

Рис. 14. Личинки насекомых из группы хирономид, ведущие водный образ жизни. Внизу личинка: 1 - голова, 2 - ложные ножки, 3 - жабры

Водомерки относятся к довольно крупным насекомым, имеют длинные ножки, при помощи которых быстро передвигаются по поверхности, ловя других мелких насекомых.

Ручейники внешне похожи на ночных бабочек. Личинки ручейников обитают на дне озер, рек и ручьев, где они делают себе домики удлиненной цилиндрической формы, инкрустированные песчинками, мелкими камешками, кусочками древесины, листиками растений и другими предметами. Передвигаются по дну вместе с домиком при помощи передних ножек, выставляемых из домика наружу, при появлении опасности они быстро прячутся внутрь. При превращении в куколку личинки ручейников выползают на берег, где окукливаются в сыром мху.

Рис. 15. Личинка ручейника (в чехлике)

Стрекозы, поденки и веснянки (прямокрылые воздушные насекомые) в своем развитии тесно связаны с водоемами. Стрекозы развиваются от яйца до взрослой стадии в водоемах. Самки откладывают яйца прямо в воду или же в ткани водных растений. Личинки стрекоз живут в стоячих, а некоторые и в проточных водоемах. Период развития стрекоз продолжается не меньше года. Прожорливые личинки стрекоз являются хищниками - нападают на водных насекомых, червей, головастиков и молодь рыб. Личинки имеют острые челюсти и вытянутую в виде ложки нижнюю губу с острыми зубцами, а по бокам ее два больших острых зубца, образующих как бы щипцы, которыми они ловят употребляемых в пищу животных. Личинки стрекоз, развиваясь во внутренних водоемах в огромной массе, сами служат естественной пищей многих промысловых рыб. Большое значение в пище многих рыб имеют также личинки поденок. Поденки, как и стрекозы, являются воздушными насекомыми. После выхода из куколки поденка живет только один день или даже один вечер, откуда и происходит ее название. Это взрослое насекомое с недоразвитыми ротовыми частями вовсе не питается и за несколько часов своей короткой жизни лишь отлагает в воду яички, из которых выходят очень хищные личинки с острыми челюстями, обитающие на дне водоемов и питающиеся мелкими животными организмами. Вылетая из куколок, взрослые насекомые поденки вечером умирают и падают на землю. Дышат личинки поденок жабрами, состоящими из двух нежных тонких листочков, расположенных по бокам ее длинного брюшка. От беспрерывного колебания этих жабер к ним все время поступает свежая вода, омывающая их. Несмотря на то, что жизнь взрослого насекомого поденки продолжается всего лишь один день, личинка ее живет, растет, несколько раз линяет и развивается в течение 2-3 лет.

Рис. 16. Личинка стрекозы (а). На дне водоема - личинка насекомого поденки. Слева на растении изображена нимфа в момент выхода из личинки поденки, вверху взрослые насекомые поденки (б). Различные водные организмы (увеличение под лупой)