Действие импульсного электрического тока на рыб (Восилене М.Е., Данюлите Г.П., Нактинис И.М. и Пятраускене Л.А. Институт зоологии и паразитологии АН ЛитССР) (УДК 639.2.081.193)

Одна из задач применения электрического тока (ЭТ) в рыболовстве - направленное изменение размерного состава облавливаемых рыб. Решение этой задачи основывается на известной закономерности: для того, чтобы вызвать определенную реакцию у крупных рыб требуется электрическое поле (ЭП) меньшей напряженности, чем для мелких особей. На основе этого было сформулировано понятие "напряжение тела" (Me Millan F., 1928; Holzer W., 1932), согласно которому произведение напряженности ЭП, вызывающего определенную реакцию, и длины рыбы не зависит от размеров данного объекта и имеет постоянную величину. Позже (Шентяков, 1964; Данюлите, 1974) было отмечено, что с увеличением длины рыбы эта величина (часто обозначаемая как "условное напряжение тела") для вызова определенной реакции у объекта несколько увеличивается, в связи с чем не исключается возможность проявления селективности действия ЭТ на рыб. Практика электролова в пресноводных водоемах (Сечин, Романенко 1968, Чурунов, 1974), а также результаты испытаний морского электрифицированного трала (Максимов, Малькявичюс, Юдин, 1987), свидетельствуют о том, что с помощью ЭТ вылавливается больше крупных рыб, чем обычными орудиями лова. Тем не менее при обсуждении перспектив применения ЭП в добыче, особенно морских рыб, высказывается мнение, что размерная селективность действия тока - понятие, скорее, теоретическое, чем практическое.

Согласно результатам наших исследований (Восилене, Данюлите, Нактинис, Симонавичене, 1982; Данюлите, Кактинис, Пятраускене, 1987), наиболее сильное угнетающее действие на рыб импульсный электрический ток (ИЭТ) оказывает в определенном диапазоне частот: для пелагической салаки в области 80-100, для донной трески - 40-120 Гц. Однако направленное перемещение рыбы в электрическом поле - анодный электротаксис - более эффективно проявляется при частотах ниже этого диапазона: у салаки в области 40, у трески - 20 Гц.

Необходимо при этом учесть, что весь репертуар двигательной активности рыб, в том числе и анодный электротаксис, при действии ИЭТ развертывается в пределах напряженности поля от порога первичных реакций до электронаркоза, т. е. до обездвиживания рыб. В этом диапазоне напряженностей поля проявляются присущие двигательным реакциям рыбы закономерности - их зависимость от параметров тока, внешних и внутренних факторов, а так же от вида и размера объекта. Очевидно, что при высокой напряженности ЭП, лишающей подвижности и мелких и крупных особей, рассчитывать на размерную селективность не приходится.

В связи с этим были проведены опыты на тех же модельных рыбах салаке (Clupea harengus membras) и треске (Gadus morhua callarias) с целью определения пределов размерной селективности действия ИЭТ в зависимости от величины рыбы при параметрах тока, применяемых в практике электролова, в частности в морских электрифицированных тралах.

Рыбу вылавливали в прибрежной зоне Балтийского моря и содержали в проточной морской воде соленостью 6-7 ‰. В однородном поле ИЭТ частотой 10, 30 и 100 Гц, длительностью импульса 1,2 мс определяли порог первичных реакций в виде напряженности поля Е и "условного напряжения тела" UL, а также время действия тока t, по истечении которого у рыб прекращалась двигательная активность, т. е. наступал электронаркоз. Связь между этими величинами и длиной тела достаточно хорошо описывалась степенной регрессией, а между "напряжением тела" и длиной рыбы - линейной регрессией, что позволило нам построить соответствующие графики.

Анализ экспериментального материала показал, что существуют большие индивидуальные различия порогов реакций рыб на ИЭТ, а также колебания этих порогов в отдельные годы, связанные, по-видимому, с различиями гидрометеорологической обстановки и, следовательно, с изменениями физиологического состояния рыб. Однако на фоне данных колебаний всегда сохраняется зависимость проявления двигательных реакций от размера рыб и параметров тока.

Как видно из рис. 1, с увеличением длины салаки с 10 до 24 см напряженность поля на пороге первичных реакций у рыбы уменьшалась с 0,07 до 0,04 В/см (Е=0,31 X L^-0'65; r²=0,89), "условное напряжение тела" при этом увеличивалось на 30-40 % (UL= = 0,016XL+0,52; r²=0,7). Частота тока не оказала влияния на пороги первичных реакций - при 10, 30 и 100 Гц получены идентичные значения.

Рис. 1. Зависимость напряженности поля Е и 'условного напряжения тела' UL на пороге первичных реакций салаки от длины тела L при действии ИЭТ 100 Гц, 1,2 мс

Обездвиживание салаки, т. е. наступление электронаркоза, зависело от частоты тока, напряженности поля и размера рыбы. При ИЭТ 10 Гц и у мелкой, и у крупной салаки в большинстве случаев электронаркоз не наступал в течение 60 с (заданное время) при напряженности поля от 0,4 до 1 В/см. При ИЭТ 30 Гц (рис. 2а) размерная селективность проявлялась при напряженности поля 0,45, В/см (t=690,3X L^-1,24; r²=0,74) и несколько слабее при 0,65 В/см (t=460,3ХL^-1,18; r²=0,73): с увеличением длины салаки с 10 до 24 см время для электронаркоза сокращалось соответственно с 40 и 27 до 15 с. При напряженности поля 0,95 В/см (t=21,2XL^-0'2; r²= = 0,18) у мелких и крупных рыб электронаркоз наступал практически сразу, т. е. в течение нескольких секунд, после включения тока. ИЭТ 100 Гц (рис. 26) оказывал более сильное угнетающее действие, и зависимость наступления электронаркоза от длины салаки проявлялась только при напряженности поля 0,45 В/см (t=23433,4X L^-2,75; r²=0,82).

Рис. 2. Зависимость времени t, необходимого для наступления электронаркоза салаки при действии ИЭТ длительностью импульса 1,2 мс (а — при частоте 30 Гц; б — 100 Гц), от длины тела L: 1—напряженность поля 0,45 В/см; 2—0,65 В/см; 3—0,95 В/см

У трески (рис. 3) с увеличением длины тела с 21 до 88 см напряженность поля на пороге первичных реакций уменьшилась с 0,046 до 0,023 В/см (Е=0,19Х L^-0?46; r²=0,82), «условное напряжение тела» при этом увеличилось с 1 до 2 В (U_L=0,016XL+ 0,7; r²=0,81).

Треска значительно крупнее салаки, поэтому электронаркоз у нее наступал при более низкой частоте тока и напряженности поля ИЭТ. Так, при 10 Гц (рис. 4а) и напряженности поля 0,2 В/см 1449 2х L^-1,08; r²=0,78) у многих рыб длиной 20—30 см электронаркоза не наблюдалось в течение 60 с с момента действия тока, а у особей размером 60—80 см для этого требовалось только 12—17 с. При той же частоте тока и напряженности поля 0,3 В/см (t= 1192,4Х L^-1,14; r²=0,45) размерная селективность действия ИЭТ на треску явно слабела, а при 0,5 В/см (t=56,5X L^-4,5; r²=0,14) полностью исчезала. При повышении частоты тока до 30 Гц (рис. 4 б) угнетающее действие ИЭТ на рыбу усилилось — размерная селективность проявлялась только при напряженности поля 0,13 В/см (t=3142823XL^-3,15; r²=0,7), а при 0,2 В/см (t= 29,2XL^-0,53; r²=0,12) у всех особей, независимо от длины электронаркоз наступал сразу, т. е. через 3-4 с после включения тока.

Рис. 3. Зависимость напряженности поля Е и 'условного напряжения тела' UL на пороге первичных реакций трески от длины тела L при действии ИЭТ 10 Гц, 1,2 мс

Таким образом, результаты опытов показывают, что размерная селективность действия ИЭТ на рыбу, связанная непосредственно с проявлением двигательной активности, определяется в первую очередь напряженностью поля и частотой тока. На размерную селективность действия ИЭТ у салаки можно рассчитывать в диапазоне напряжённостей поля от 0,04-0,07 В/см, т. е. порога первичных реакций, до 0,65 В/см при 30 Гц и до 0,45 В/см при 100 Гц; у трески от 0,02-0,04 до 0,2, отчасти 0,3 В/см при 10 Гц и до 0,13 В/см при 30 Гц.

Рис. 4. Зависимость времени t, необходимого для наступления электронаркоза салаки при действии ИЭТ длительностью импульса 1,2 мс (а - при частоте 10 Гц; б - 30 Гц), от длины тела L: 1 - напряженность поля 0,13 В/см; 2 - 0,2 В/см; 3-0,3 В/см; 4-0,5 В/см

Параметры применяемого ИЭТ выбираются согласно задачам, которые ставятся перед орудием электролова и реакциям рыбы (возбуждение, привлечение, обездвиживание), на основе которых рассчитано данное орудие. Однако во всех случаях с целью повышения размерной селективности орудий электролова не следует слишком увеличивать интенсивность и частоту действующего ИЭТ. Учитывая биологические особенности и размер облавливаемых рыб, надо ограничивать зоны электрического поля с высокой напряженностью, лишающие подвижности как крупных, так и мелких рыб, необходимо также избегать диапазона частот тока, оказывающих на этих рыб повышенное угнетающее действие.