3. Аквакультура в морях и ее проблемы

Под термином "морская аквакультура" принято подразумевать разведение и выращивание растений, беспозвоночных животных и рыб в морских и солоноватых водах под контролем человека. Управляющее воздействие человека на биологические процессы может распространяться на целые моря либо лишь на отдельные их участки и небольшие солоноватоводные водоемы.

Для повышения продуктивности морских водоемов необходимо прежде всего обеспечить воспроизводство запасов промысловых гидробионтов. Эту проблему можно решить, внедряя широкий комплекс мероприятий, включающих: во-первых, обеспечение процесса размножения промысловых животных и растений путем улучшения естественных условий и при помощи искусственного разведения; во-вторых, улучшение видового состава промысловых организмов в соответствии с особенностями водоема; в-третьих, сохранение и улучшение режима рыбохозяйственных водоемов как среды обитания.

Рыбные запасы в морях могут быть увеличены в результате мер по предотвращению загрязнения морской среды и вод нерестовых рек, в которых размножаются проходные рыбы. На нерестовых реках плотины необходимо сооружать с рыбоходами, на турбинах должны устанавливаться специальные экраны, а мощные поливные насосы надо снабжать сетчатыми фильтрами. В мелководных зонах морей можно строить искусственные рифы, нерестилища и т. д.

Борьба с пищевыми конкурентами и врагами промысловых организмов может значительно повышать численность последних. Далеко не все кормовые ресурсы морей используются хозяйственно ценными гидробионтами. Иногда немаловажную роль играют так называемые "трофические тупики". Научиться перестраивать пищевые цепи в морях таким образом, чтобы все кормовые ресурсы в конечном итоге перерабатывались водными организмами в мясо промысловых объектов, - это важнейший путь повышения продуктивности Мирового океана.

Член-корреспондент АН СССР Г. В. Никольский подчеркивает: "Человек через управление пищевыми отношениями животных может в значительной степени управлять численностью и биомассой их популяций, ограничивая численность вредных и повышая продуктивность полезных видов^*.

^* (Теория динамики стада рыб. М., 1965, с. 31.)

В процессе эволюции многие виды промысловых рыб, ракообразных, моллюсков и других гидробионтов приобрели способность одновременно образовывать и выметывать огромное количество яиц. Теоретически каждое оплодотворенное яйцо может превратиться в процессе развития и роста в половозрелый организм. Но суровые условия борьбы за существование, сложные переплетения всевозможных природных процессов и явлений, отрицательное воздействие загрязняющих веществ позволяют выживать и достигать промысловых размеров и половозрелого возраста лишь отдельным особям. Выживаемость животных на начальных этапах развития нередко составляет менее 0,01% первоначального количества яиц. Научившись управлять численностью гидробионтов, обеспечивая высокую выживаемость личинок, люди могли бы значительно увеличить запасы промысловых организмов.

Культивируя массовые формы фитопланктона и зоопланктона, потребляемых личинками рыб, ракообразных и моллюсков, регулируя численность популяций полезных человеку водных животных, можно максимально использовать их способность потенциально неограниченно повышать свою численность.

В развитии морской аквакультуры огромное значение имеет солоноватая прибрежная зона, окаймляющая морские берега континентов. Солоноватые воды некоторых морей, предустьевых пространств, эстуариев, лиманов, лагун, мангровых зарослей, содержащие от 3 до 30% солей, являются зоной, в которой в течение более или менее продолжительного периода обитают многие пресноводные, полупроходные и проходные, собственно солоноватоводные и морские рыбы.

Профессор Т. С. Расе подчеркивает: "Именно солоноватоводные и проходные рыбы были ближе и доступнее человеку, чем собственно морские рыбы. Вслед за ловом-охотой были предприняты попытки выращивать съедобные водоросли, устрицы, а затем и молодь рыб в отгораживаемых лагунах и в специально устраиваемых солоноватых прудах. Так в солоноватой зоне у морских берегов зародилось морское фермерство - морская аквакультура"^*.

^* (Солоноватоводные рыбы, их разведение и акклиматизация. - "Природа", 1975, № 12, с. 59.)

Развивая морскую аквакультуру, человечество делало первые шаги в приливно-отливной и прибрежной зоне, но современное развитие науки и техники позволяет осваивать и открытые воды морей и океанов. С ростом цивилизации и технических возможностей естественное воспроизводство биологических ресурсов Мирового океана все в большей степени дополняется, а в ряде случаев и полностью заменяется искусственным. Интенсивное разведение и выращивание морских гидробионтов становится все более и более доходной отраслью хозяйства.

В различные годы плодовитость гидробионтов испытывает заметные колебания, а искусственное разведение водных животных позволяет их сглаживать и поддерживать оптимальную численность полезных организмов.

Морская аквакультура позволяет восстанавливать подорванные промыслом запасы полезных гидробионтов путем трансплантации, акклиматизации и искусственного воспроизводства. Аквакультура снижает влияние промысла на водные животные и растения, давая дополнительно много пищевых продуктов. При этом удовлетворяется спрос на некоторые ценные виды рыб и беспозвоночных животных, которых невозможно промышлять в большом количестве в Мировом океане. Искусственное культивирование дает возможность поставлять продукцию на рынки в любое время года. Морские фермы и плантации могут быть размещены в территориальных водах.

Аквакультура базируется на достижениях многих научных и инженерных дисциплин. Выбор растений и животных требует изысканий селекционеров и генетиков. Ограничение, содержание, транспортировка, охрана животных требуют внимания инженеров различных специальностей, забота о личинках и молоди - внимания специалистов в области микробиологии и экологии. Вопросы питания решаются специалистами биохимиками и физиологами. Контроль за болезнями должны осуществлять патологи и эпидемиологи.

В настоящее время существуют четыре основных типа морской аквакультуры: во-первых, интенсивное выращивание личинок и молоди водных животных, выловленных в морях, в специальных водоемах; во-вторых, разведение и выращивание молоди гидробионтов для выпуска в моря в расчете на увеличение уловов; в-третьих, получение яиц от производителей, выловленных в естественных водоемах, инкубация яиц и выращивание подученной молоди до товарного размера; в-четвертых, содержание производителей, получение от них потомства и выращивание товарной продукции.

Уже существующие морские хозяйства обычно ориентируются на культивирование одного промыслового объекта или нескольких. Специализированные хозяйства организуются как фермы (устричные, мидиевые, креветочные, лососевые, кефалевые, камбаловые и т. д.) либо как плантации, выращивающие водоросли. Несомненно, в будущем появятся морские хозяйства, культивирующие одновременно и в большом масштабе разнообразных гидробионтов.

Перед морской аквакультурой стоял и стоит ряд важнейших задач. Это, во-первых, подбор наилучших из существующих и выведение новых объектов культивирования; во-вторых, разработка методов промышленного получения, высококачественных живых и искусственных кормов; в-третьих, разработка материалов, конструкций и технологий содержания выращиваемых объектов. Важным направлением в увеличении продукции морских ферм является рациональное использование подогретых вод тепловых и атомных электростанций.

Теоретически почти все виды морских растений и животных могут выращиваться в искусственных условиях. Опыт работы многих морских аквариумов и океанариумов подтверждает это. Но в морской аквакультуре главное требование к выбранному для культивирования объекту заключается в том, что его реализация должна быть выгодной. В основу аквакультуры положен отбор хозяйственно-ценных растений и животных, которые хорошо переносят условия ограничения, легко размножаются в искусственных условиях и дают достаточное количество потомства. Личинки и молодь их должны быть выносливыми, безболезненно переносить высокую Плотность посадки и питаться сравнительно дешевыми кормами. Такие организмы должны быстро расти и становиться половозрелыми.

Пищевая пирамида. Чем ближе к ее основанию, тем больше пищи. (Цифры справа - весовое соотношение)

Как уже отмечалось выше, морские гидробионты, питающиеся растительными и животными кормами, располагаются на различных трофических уровнях. Организмы, питающиеся растениями, занимают вторую ступень, зоопланктофаги и мелкие зообентофаги - третью, мелкие хищники - четвертую, крупные хищники - пятую и т. д. Обычно при переходе к следующему трофическому уровню общая продуктивность каждого из них уменьшается приблизительно в 10 раз, т. е. теряется ⁹/₁₀ массы живой материи. Выбирая объекты культивирования, приходится учитывать и это обстоятельство.

Применяя кормовые коэффициенты, можно определять расходы кормов на единицу прироста массы организмов. Выразив потребление корма гидробионтами в показателях первого звена пищевой цепи, нетрудно получить данные о сравнительных затратах кормов, необходимых для выращивания тех или иных товарных животных.

Для увеличения веса на 1 кг хищная рыба должна съесть 5-10 кг мирных рыб. Поэтому, если на морской ферме выращиваются хищные рыбы, полученная продукция окажется в 5-10 раз меньше, чем если бы культивировались рыбы-планктонофаги, т. е. при одинаковом расходе кормов, выраженных в показателях первого звена пищевой цепи, будет получено меньшее количество товарной продукции. Кормовые затраты оказываются наименьшими и биологически наиболее дешевыми в коротких пищевых цепях.

Важными критериями при выборе объектов разведения является время, затрачиваемое на прирост единицы массы каждой особи, и продолжительность их созревания.

Скорость оплаты корма, определяемая продолжительностью созревания организмов, составляющих последнее звено пищевой цепи, оказывается наибольшей в коротких пищевых цепях. В то же время морским хищникам требуется меньшее время для прироста единицы массы тела, чем мелким планктоноядным животным.

Известно, что в умеренных водах созревание и удвоение массы клеток фитопланктона происходит за сутки, планктонным рачкам копеподам требуется для этого 35-40 суток, планктоноядным рыбам - 365-730 суток, хищным рыбам - 1000-1500 суток.

В условиях морских культурных хозяйств увеличить продукцию, т. е. биомассу товарных организмов, можно, во-первых, за счет увеличения числа особей небольших размеров, что и достигается при культивировании короткоциклических планктоноядных гидробионтов, во-вторых, за счет интенсивного прироста массы отдельных особей при выращивании крупных хищников. Удлиняя пищевые цепи на морских фермах, часто удается получать хозяйственно-ценные объекты высокого качества.

На морских фермах объекты культивирования обеспечиваются должным количеством кормов, воздействие на них хищников и конкурентов ослабляется либо полностью исключается. Для ликвидации хищников и конкурентов применяются механические, химические, электрические методы, периодическое осушение водоемов и т. п.

Иногда культивируемым организмам большой вред наносят паразиты и разного рода болезни. Для борьбы с ними применяются профилактические меры, обеспечивается хорошая циркуляция воды, используются различные бактерицидные препараты, кормление осуществляется сбалансированными кормами, включающими все необходимые питательные вещества, микроэлементы, витамины и т. д. Болезни гидробионтов, если это возможно, контролируются.

Весь процесс искусственного культивирования гидробионтов в современных полносистемных морских хозяйствах распадается на отдельные этапы: 1) получение и сохранение зрелых производителей, 2) отбор половых продуктов и получение оплодотворенных яиц, 3) инкубация яиц, 4) получение и сохранение личинок гидробионтов, 5) выращивание жизнестойкой молоди, 6) получение товарной продукции либо путем выращивания в специальных водоемах и сетных садках, либо путем отлова после нагула в естественных водоемах выпущенной ранее молоди.

История развития морской аквакультуры в некоторых государствах насчитывает много столетий. Например, первые попытки создать устричные хозяйства предпринимались еще древними римлянами.

Наибольших успехов в строительстве морских ферм и в культивировании морских животных и растений достигли японские промышленники и специалисты. Япония занимает первое место как по количеству, так и по разнообразию объектов разведения и выращивания. В настоящее время аквакультура в прибрежных водах Японии дает около 10% по количеству и около 20% по стоимости всего ежегодного улова морепродуктов в стране.

Департаментом рыболовства Японии разработан перспективный план развития прибрежного рыболовства, рассчитанный на 13 лет (1971-1984 гг.). Первый аналогичный план охватывал период с 1961 по 1970 г. Во втором плане намечено развитие культивирования водорослей, беспозвоночных животных, рыб, создание рыбоводных станций, строительство хозяйств, специализирующихся на заготовке и разведении посадочного материала, строительство крупных искусственных рифов и т. д. Предполагается, что осуществление второго перспективного плана позволит довести объем культивируемых гидробионтов с 0,6 млн. т в 1971 г. до 1 млн. т в 1984 г.

По расчетам японских ученых, при использовании шельфовой зоны моря глубиной до 20 м морские фермы и плантации могут быть созданы на площади более 28,5 тыс. км². Их ежегодная продукция может достигать 8-9 млн. т.

Многие японские промышленные компании производят оборудование для центров аквакультуры, в том числе различные типы аэраторов, насосов, контейнеров, бассейнов и садков, сетных заграждений, а также различные искусственные корма.

В Японии культивируются рыбы - желтохвост, угорь, красный и черный тай, судзуки, фугу, морской окунь, терпуг, лосось и др.; моллюски - устрицы, морские гребешки, морское ушко, жемчужницы, осьминоги, каракатицы и кальмары и др.; ракообразные - креветки и лангусты, крабы; водоросли - порфира, ламинария, ундария и др.

Большое количество морских животных и растений культивируется в различных странах Юго-Восточной Азии.

В 1968 г. Конгрессом США был принят специальный закон о развитии морских ресурсов и техники их эксплуатации и учрежден на правах министерства Совет по морским ресурсам. В задачу Совета входит и развитие морской аквакультуры. По оценкам экспертов, в течение 25 лет все удобные прибрежные воды будут превращены в морские управляемые хозяйства. Для искусственного разведения и выращивания гидробионтов намечается использование 40 тыс. км² шельфа.

Американская промышленность поставляет морским фермам разнообразное современное оборудование и специализированные искусственные корма.

Уже на протяжении нескольких лет правительство США оказывает финансовую поддержку специальной программе исследовательских работ в области морской аквакультуры. В рамках этой программы совершенствуются методы разведения и товарного выращивания лососей и помпано, морских и солоноватоводных креветок, омаров, мидий, устриц, водорослей и др. Много внимания уделяется использованию сточных вод для культивирования гидробионтов.

Значительных успехов в разведении и выращивании лососей, сельдей, камбал, омаров и моллюсков достигли канадские ученые.

Во Франции учрежден Национальный центр по развитию аквакультуры, главной задачей которого является организация и осуществление исследований, связанных с культивированием моллюсков, ракообразных и рыб. Оснащенные самым современным оборудованием центры по аквакультуре построены в городах Бресте и Сете.

Французские исследователи совершенствуют старые и разрабатывают новые экономически выгодные технологии искусственного разведения и товарного выращивания мидий, устриц, морского гребешка, венуса, морского ушка, креветок, лангустов, омаров, кефалей, камбал, лососей, лаврака и др.

В Англии культивируются камбалы, креветки, моллюски и другие гидробионты.

Во многих государствах мира в морской воде в садках выращивают радужную и ручьевую форели. Хозяйства, специализирующиеся ни культивировании моллюсков и ракообразных, имеются на всех континентах, за исключением Антарктиды.

Исследования в области морской аквакультуры ведутся и в нашей стране. Объектами изучения стали устрицы, мидии, морской гребешок, трепанги, кефали, камбалы, лососи, некоторые виды водорослей.

Ежегодно во всех странах мира на морских фермах и плантациях выращивают более 1 млн. т моллюсков, около 0,5 млн. т рыбы и свыше 0,5 млн. т различных водорослей.

В последние годы в морской аквакультуре стали широко применяться достижения молекулярной биологии и молекулярной генетики.

Весьма важной задачей, стоящей перед рыбоводами при искусственном выращивании морских рыб и других животных, считается получение посадочного материала. В настоящее время для этих целей еще часто используются естественные запасы. Однако многие ученые отмечают, что зависимость получения посадочного материала от естественных источников является большим риском. Этот риск возрастает в связи с растущим загрязнением водоемов промышленными и бытовыми стоками, метеорологическими условиями, естественными колебаниями численности молоди и т. д. По этим причинам некоторые хозяйства не могут получить посадочный материал в требуемом количестве и в требуемые сроки. Считается, что наиболее надежной формой обеспечения морских ферм посадочным материалом должно стать создание специализированных хозяйств по его выращиванию. Такие питомники должны иметь значительное количество производителей, созревающих тогда, когда это необходимо.

Известны два основных способа получения зрелых производителей в искусственных условиях: 1 - экологический, 2 - физиологический. В первом случае для животных создается обстановка и поддерживаются параметры внешней среды (температура, соленость, количество растворенного кислорода, скорость течения, освещенность, рН и т. д.), обеспечивающие созревание половых продуктов. Сущность физиологического метода заключается в воздействии на производителей при благоприятных экологических условиях различных химических соединений, стимулирующих образование зрелых яиц и спермы.

Для ускорения наступления половой зрелости объектов разведения, смещения сроков размножения, перестройки пола рыбоводы разных стран, если это необходимо, используют гонадотропные препараты, иммунологические, электрофоретические и другие методы. Значительным достижением в этой области стало получение очищенного гипофизарного гонадотропина рыб.

Советские и американские ученые практически доказали, что альфа - токоферол-ацетат можно применять для стимулирования обмена веществ и роста рыб и для Ускорения развития эмбрионов в икринках.

Внедрение принципов и методов молекулярной биологии и генетики может в ближайшем будущем позволить: 1) разработать методы управления процессами созревания, размножения и роста рыб, а также повышения продукционных показателей у рыб и других объектов выращивания; 2) создать физиологически и биохимически полноценные и экономически эффективные искусственные корма для рыб, диагностировать и предупреждать заболевания рыб; 3) выводить новые породы ценных рыб.

В нашей стране профессору Н. И. Николюкину удалось получить гибрид белуги со стерлядью, названный бестером. Природные гибриды осетровых известны давно, но советским ученым были разработаны методы их промышленного разведения.

Бестер отличается высокой плодовитостью. Молодь его выносит соленость в диапазоне от 0 до 10-12%. Гибрид растет так же быстро, как и белуга, ему свойственно раннее созревание стерляди. Уже в первый гол бестер достигает полукилограммового веса, а через два-три года вырастает до товарных размеров.

По предложению профессоров Н. И. Николюкина и А. Ф. Карпевич бестер был вселен в низовья Дона и в Таганрогский залив с целью создать в Азовском морс новое стадо осетровых.

Американские ученые вывели гибрид двух видов тиляпий - Tilapia nilotica и Tilapia mossambica. Более 70% гибридов первого поколения и 90% второго оказались самцами. Причем самцы растут в 2-2,5 раза быстрее самок.

В результате скрещивания южной и северной форм двустворчатого моллюска Mercenaria в США был получен продуктивный и быстрорастущий гибрид.

В Лоустофтской рыбоводной лаборатории английские исследователи разработали способ получения диплоидных мальков (все самки) камбал.

В целях получения нового объекта культивирования японские ученые вывели гибрид устриц Crassostrea gigas и Ostrea edulis. В Японии удалось получить гибрид морского ушка. У населения этой страны весьма ценится мясо морского ушка Haliotis discus. К сожалению, этот моллюск медленно растет. Другой вид морского ушка - Haliotis gigantea - растет быстро, но мясо его менее вкусно. В результате скрещивания моллюсков был выведен гибрид с быстрым темпом роста и вкусным мясом.

В КНР в результате селекции была получена новая форма морской капусты, дающая продукции на 20% больше, чем исходная форма.

Пока в области селекции и генетики морских животных и растений имеются лишь отдельные успехи, в будущем, несомненно, появятся новые породы, а может быть и виды полезных для человека беспозвоночных животных и рыб. Ученые считают, что будут получены гибриды морских растений, имеющие вкус привычных для людей фруктов и овощей.

Выведение новых пород гидробионтов будет способствовать увеличению продуктивности морей, но для того чтобы такие работы могли продолжаться, необходимо обеспечить максимально широкое сохранение генетического фонда Мирового океана.