Введение. В настоящее время развитие рыбоводства является важной отраслью сельского хозяйства и имеет стратегическое значение для обеспечения продовольственной безопасности страны. В связи с увеличением искусственного выращивания представителей аквакультуры возникла потребность в альтернативных источниках кормового белка, способных заменить основной компонент комбикормов – рыбную муку. В качестве такого источника могут использоваться личинки насекомых. По данным ряда исследователей личинки таких насекомых, как черная львинка, содержат от 35 до 48 % сырого протеина [Некрасов : 316], в саранче 75 % [Виленский : 57] и в домашнем сверчке 63.3 % [Черданцев : 245]. Содержание жира в личинках насекомых составляет от 20 до 45 %, а содержание незаменимых аминокислот, ценных для всех видов животных по многим значениям, не уступает по составу отечественной рыбной муке [Ушакова : 463].
Высокое содержание протеина в биомассе насекомых позволяет отнести данный продукт к весьма перспективным источникам белка, сопоставимым по пищевой и биологической ценности с продуктами животного происхождения. Из них также можно получать питательные экстракты [Тышко : 29]. Тутовый шелкопряд, домашний сверчок, черная львинка, комнатная муха активно используются в комбикормах для сельскохозяйственных животных (коровы, свиньи) и птиц (куры, индюки), кроме того личинки используются в качестве добавки к рациону животных. Также насекомые применяются для кормления объектов аквакультуры (креветки, раки, рыбы). Некоторые виды насекомых (сверчки, кузнечики, саранача) пригодны к употреблению в пищу человеком, а также используются в производстве биологически активных добавок и косметики.
Насекомые имеют широкий аминокислотный профиль. Так, содержание лизина и триптофана в добавках из двукрылых (комнатная муха, черная львинка) и шелкопрядов выше, чем у прямокрылых (сверчки, саранча) [Черданцев : 247]. Например, мука из куколок тутового шелкопряда получила наибольшее распространение в азиатских странах в качестве кормов для рыб, а также их биоактивные пептиды используются в фармакологии. Объемы производства муки из насекомых в России невелики, однако перспектива ее использования в качестве кормового сырья в комбикормах для рыб очевидна. Помимо накопления широкого спектра питательных веществ, личинки многих насекомых активно перерабатывают органику. В качестве источника сырья при их культивировании могут использоваться любые органические и сельскохозяйственные отходы. Данный способ утилизации отходов (биоконверсия) безопасен для окружающей среды и экономически выгоден для производителей и переработчиков пищевой и кормовой продукции. Также свое применение находит продукт жизнедеятельности личинок насекомых – биогумус, который богат азотом и фосфором и используется в производстве органических удобрений. Биогумус подходит для сельскохозяйственных культур и комнатных растений, оказывая положительное влияние на рост и развитие.
В настоящий период совершенствуются способы культивирования личинок насекомых путем автоматизации процессов с целью снижения производственных затрат для получения конкурентоспособного продукта. Стоимость рыбной муки среднего качества на отечественном рынке комбикормов в среднем составляет 220 рублей за килограмм и выше, в связи с недостатком сырья, а мука из насекомых предлагается по цене 160-180 рублей.
В отечественной комбикормовой промышленности широкое применение получили личинки тропического двукрылого насекомого черная львинка (Hermetia illucens), для которых существуют методики культивирования в условиях помещений под полным контролем человека. В Республике Карелия таким производителем является ООО «КАРЕЛБИОТЕХ» при поддержке которого в настоящее время в Петрозаводском государственном университете активно ведутся научные исследования по использованию личинок черной львинки в кормах для радужной форели при выращивании в установках замкнутого водоснабжения.
Системы УЗВ нашли широкое применение в индустриальном рыбоводстве, позволяя контролировать темп роста объектов выращивания и снижать риски их заболеваний. Также применение данных установок обеспечивает экологизацию производства и экономию ресурса по сравнению с выращиванием гидробионтов в естественных водоемах. Использование установок замкнутого водоснабжения для выращивания радужной форели имеет ряд преимуществ относительно садковой аквакультуры, которые связаны с непрерывным кормлением, сокращением сроков выращивания и снижением кормовых затрат в идеальных контролируемых условиях.
Основной целью применения личинок черной львинки в кормлении радужной форели (Oncorhynchus mykiss) является изучение ответной реакции организма рыб на новый компонент корма. Для достижения этой цели в ходе эксперемента были поставлены следующие задачи:
- Сравнить интенсивность роста массы тела радужной форели при использовании кормов с личинкой и без нее;
- Оценить эффективность усвоения питательных веществ корма с личинкой и без нее по показателям кормового коэффициента.
Материалы и методы. Постановка эксперимента по кормлению радужной форели в условиях УЗВ производилась на базе научно-исследовательского центра по аквакультуре Петрозаводского государственного университета. Две группы рыб (контрольная и опытная) содержались в двух бассейнах каждый объемом 2,7 м3 с общим биофильтром (рис. 1).
Рис. 1. Бассейны УЗВ в НИЦ по аквакультуре ПетрГУ (фото авторов)
Всем особям радужной форели как в контрольной, так и в опытной группах в мышечную часть спины ниже спинного плавника (рис. 2) были вживлены микрочипы (электронное мечение рыб) с присвоением определённого кода.
Рис. 2. Место введения микрочипа рыбы (фото авторов)
Гидрохимические параметры воды в контрольном и опытном бассейнах системы УЗВ ежедневно контролировались и поддерживались на постоянном уровне в пределах оптимальных значений: водородный показатель (рН) на уровне 6.3, NH3= 0.006 мг/л, NO2⁻ = 0.01 мг/л, N03⁻=5.00 мг/л, температура воды 17.8 ℃, содержание в воде растворенного кислорода O2= 8.8 мг/л.
Начальная масса рыб, выбранных случайным образом для эксперимента, составила 786-820 г, это были годовики радужной форели Oncorhynchus mykiss (1+), завезенные из садкового хозяйства Республики Карелия. До начала эксперимента форель была адаптирована к условиям содержания в УЗВ в течение нескольких месяцев. Количество рыб в опыте и контроле составило по 18 особей в каждом бассейне.
Опытной группе давали продукционный корм с частичной заменой рыбной муки на личинок черной львинки (рис. 3, образец № 1). Количество муки из насекомых составило 11 % от массы корма. Кроме личинок в состав корма входили следующие компоненты: рыбная мука, кровяная мука, мясная мука, гидролизованное перо, концерт белка сои, соевый шрот, глютен пшеничный, зародыш пшеницы, премикс 1 %, бентонит. Контрольную группу рыб кормили продукционным кормом для форели, изготовленным по тому-же рецепту, что и опытный, но без добавления насекомых (рис. 3, образец № 2). Уровень сырого протеина в контрольном и опытном образцах корма составлял не менее 48 %, сырого жира – не менее 17 %, углеводов – не менее 11 %, количество перевариваемой энергии – 18 Мдж/кг. Эксперимент длился в течение 77 суток.
Рис. 3. Внешний вид корма: образец № 1 – с личинкой черной львинки (опытный); образец № 2 – без личинки черной львинки (контрольный) (фото авторов)
Результаты. в ходе экспериментального кормления в исследуемых группах наблюдалось увеличение массы тела годовиков радужной форели. Промежуточные показатели привесов рыб в контрольной группе были ниже, чем в опытной и к концу эксперимента разница составила 21 %.
Показатели изменения веса исследуемых особей форели в течение всего периода тестирования представлены на рисунке 4.
Рис. 4. Диаграммы изменения массы тела (г) радужной форели за период исследования (77 дней) при различных диетах: А – обычный комбикорм (контроль), Б – на основе личинок черной львинки (Hermetia illucens) (опыт)
Данная диаграмма хорошо демонстрирует распределение массы форели внутри групп и показывает размах значений в каждой выборке. Например, центрированность (медиана) веса в опытной группе (Б) в каждом исследуемом периоде имеет более высокие показатели. Противоположные значения – симметричность бокс-плотта, скошенного влево в контрольной группе, а также широкие диапазоны минимальных уровней веса рыб подтверждают медленный прирост массы в этой группе.
Сравнительный анализ кормовых коэффициентов в опытной и контрольной группах форели по окончании эксперимента (0,87 и 0,97 соответственно) показал, что использование личинок черной львинки в рационе форели способствует более интенсивному набору живой массы рыб при меньшем расходе кормов. При одинаковом количестве съеденных кормов в исследуемых группах рыб их конверсия оказалась лучше в опытной группе. Сохранность рыб за 77 суток эксперимента составила 100 %.
Дополнительно нами был проведен визуальный клинический и патологоанатомический осмотр рыб в опытной группе после эксперимента [Головина]. У особей форели не было выявлено развития внешних патологий и патологических изменений внутренних органов, что свидетельствует о высоком качестве корма с личинками черной львинки (рис. 5).
Рис. 5. Внешний и внутренний вид форели опытной группы (фото авторов)
Заключение. В результате исследований получены первичные данные по выращиванию молоди радужной форели в установках замкнутого водоснабжения с использованием продукционного корма с личинкой черной львинки. Анализ полученных результатов показывает, что увеличение массы тела радужной форели происходит в контроле и опыте, но в опыте показатели средних значений выше, и особенно это становится заметно с 50-го дня кормления. Более интенсивный прирост массы радужной форели в опытной группе и низкий кормовой коэффициент свидетельствуют о положительном эффекте кормового рациона с применением личинок черной львинки.
Список литературы
Виленский В. Дефицит белка? Саранча придет на помощь / В. Виленский, О. Красильников// Комбикорма. 2017. № 3. С. 57-58.
Головина Н.А. Ихтиология / Н.А. Головина, Ю.А. Стрелков, В.Н. Воронин, П.П. Головин, Е.Б. Евдокимова, Л.Н. Юхименко. Москва: Мир, 2003. 448 с.
Некрасов Р.В. Питательные свойства личинок Hermetia illucens L. – нового кормового продукта для молодняка свиней (Sus Scrofa Domesticus Erxleben) / Р.В. Некрасов, М.Г. Чабаев, А.А. Зеленченкова, А.И. Бастраков, Н.А. Ушакова // Сельскохозяйственная биология. 2019. № 54 (2). С. 316-325.
Тышко Н.В. Комплексные исследования биологической ценности белка личинки Hermetia illucens / Н.В. Тышко, В.М. Жминченко, Н.С. Никитин, М.Д. Требух, С.И. Шестакова, В.А. Пашорина, Э.О. Садыкова // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 5. С. 49–58.
Ушакова Н.А. Особенности липидной фракции личинок чёрной львинки Hermetia illucens / Н.А. Ушакова, Е.С. Бродский, А.А. Коваленко, А.И. Бастраков, А.А. Козлова, Д.С. Павлов // Доклады Академии наук. 2016. № 468 (4). С. 462-464.
Черданцев В.П. Экономическая целесообразность использования насекомых на корма при разведении объектов аквакультуры // Московский экономический журнал. 2023. № 3. С. 241-250.