Cercetari privind cresterea speciei acipenser stellatus in module de crestere superintensiva de tip acvariu

CERCETARI PRIVIND CRESTEREA SPECIEI ACIPENSER STELLATUS IN MODULE DE CRESTERE SUPERINTENSIVA DE TIP ACVARIU

1.Introducere

Scaderea drastica a stocurilor de sturioni din bazinul inferior al Dunarii ca urmare a impactului antropic negativ asupra zonelor de reproducere naturala si a pescuitului abuziv, impune un efort de cercetare dirijat in special pentru protectia si redresarea acestor stocuri.

De aceea, restabilirea stocului de sturioni prin reproducere artificiala si crestere in conditii de mediu favorabile au facut obiectul unor programe speciale de cercetare -dezvoltare pe plan mondial.In acest context se inscriu si cercetarile noastre de crestere superintensiva a puilor de Acipenser stellatus, specie extrem de valoroasa din punct de vedere economic, intr-un sistem recirculant cu incinte tip acvariu, conceput si realizat in cadrul catedrei de 'Acvacultura si pescuit'.In experimentul nostru am luat in considerare atat factorii biologici cat si cei mediali (pH, temperatura apei, oxigenul dizolvat, amoniac, azotiti, azotati etc.) care ar putea influenta procesul de crestere.

2. Materiale si metode

Experimentul a fost realizat de maniera adaptativa, fiind pentru prima oara in Romania cand se creste puiet de pastruga intr-un sistem superintensiv de crestere tip acvariu.

Caracteristicile tehnice ale sistemului recirculant de crestere-model experimental

Sistemele de crestere recirculante pot fi considerate ca fiind un complex de instalatii care asigura aductiunea si recircularea apei in cantitatea si calitatea dorita, asigura incintele de crestere adaptate la particularitatile biologice si etologice ale speciei de cultura si asigura monitorizarea factorilor abiotici ce actioneaza asupra sistemului. Desigur, proiectarea acestui complex de instalatii este in stransa corelatie cu productia planificata si cu ciclul de productie ales.

Din punct de vedere constructiv sistemul nostru recirculant este alcatuit din:

unitate modul de crestere

unitati de conditionare a calitatii apei, format din:

- unitatea de filtrare a apei;

- unitatea de sterilizare a apei;

- unitatea de aerare-oxigenare a apei;

instalatie de distributie a apei la modulul de crestere;

a) Modulul de crestere - (fig. 1) este reprezentat de 4 acvarii octogonale realizate din sticla cu grosimea de 10 mm. Forma si dimensiunile acvariilor au fost stabilite in functie de etologia speciei Acipenser stellatus ce face obiectul cresterii si de indicatorii bio-tehnologici ce urmeaza sa fie aplicati. De asemenea, la alegerea formei (octogon) s-a avut in vedere asigurarea unei cat mai uniforme circulatii a apei la nivelul fiecarei unitati de crestere, respectiv o cat mai omogena distributie a oxigenului in masa apei.

Fig. 1. Unitatile sistemului de crestere superintensiva tip acvariu

Adancimea apei, dimensiunile in plan, respectiv volumul de apa corespunzatoare unei unitati de crestere au avut in vedere sa asigure, in conditii de fiabilitate si eficienta cat mai crescuta, exigentele tehnologice specifice sistemelor intensive de crestere.

Numarul unitatilor de crestere preconizat a asigurat o flexibilitate corespunzatoare in ceea ce priveste indicatorii biotehnologici urmariti, precum si posibilitatea efectuarii repetitiilor necesare experimentarii tehnologiei.

b) Unitatea de conditionare a calitatii apei are drept scop sa controleze si sa mentina in domeniul optim principalii parametri fizico-chimici ai apei, anume: continutul in oxigen, concentratia in azot amoniacal, concentratia in particule solide, pH-ul si dioxidul de carbon.

Astfel, pentru controlul particulelor solide si al concentratiei in azot amoniacal s-a prevazut o unitate de filtrare (fig. 2) care este alcatuita principial dintr-o succesiune de straturi filtrante, cu functii diferite:

filtrul mecanic din material poros (MP), in grosime de 30 cm, la nivelul caruia urmeaza sa fie retinute particulele grosiere;

filtrul biologic propriu-zis, alcatuit dintr-o succesiune de materiale filtrante (agregat mineral de dimensiuni diferite si diverse materiale ceramice), in care se realizeaza denitrificarea apei;

filtrul chimic, realizat din carbon activ, la nivelul caruia se finalizeaza procesul de conditionare a calitatii apei.

Unitatea de sterilizare si dezinfectare a apei este reprezentata de o instalatie cu lampa UV, montata pe circuitul principal de alimentare cu apa conditionata a acvariilor. Caracteristica functionala de baza a instalatiei este puterea nominala (3000 W), putere care asigura cantitatea de radiatii in gama de lungimi de unda optime pentru tehnologic.

Fig. 2. Detaliu sistem de filtrare biologica a apei

Pentru asigurarea concentratiei de oxigen dizolvat (DO) la nivelul impus de gradul de intensivitate al popularii s-a prevazut o unitate de aerare-oxigenare. Aceasta este formata din doua compresoare Hagen cu debitul de 1,5 mc/h, montate in filtru, respectiv la nivelul fiecarui acvariu.

c) Instalatia de distributie a apei si aerului la modulul de crestere este alcatuita dintr-un sistem de pompe, tuburi si armaturi ce asigura debitul tehnologic necesar pentru fiecare din unitatile modului. Traseele instalatiei de distributie, respectiv modul de pozare al acesteia au fost conditionate de modul de amplasare al acvariilor.

Modul de distributie al apei la fiecare compartiment al sistemului de crestere, precum si evacuarea apei din acestea asigura o optima circulatie a apei in fiecare acvariu (fig. 3), aspect deosebit de important in conditii de intensivitate cand este necesar sa fie valorificat integral volumul (mediul) de crestere.

Functionarea instalatiei de distributie a apei la parametrii de regim impusi (presiune, debit, viteza etc.) este asigurata cu ajutorul unor pompe centrifugale ale caror caracteristici functionale (inaltime de pompare si debit instalat) sunt adecvate cerintei tehnologice.

Caracteristicile constructive finale ale unitatii de conditionare au permis realizarea urmatorilor parametrii tehnologici ai sistemului ( tabelul 1).

Fig. 3. Circulatia apei si aerului in acvariile de crestere

Tabelul 1. Parametrii tehnologici ai sistemului recirculant

Permeabilitate medie filtru biologic:                        3 mm/sec

Viteze filtru in conducte functionare 69 mm/sec

reparatie 131,5 mm/sec

in material functionare 1,5 mm/sec

reparatie 2,9 mm/sec

Viteze acvarii  alimentare 32 mm/sec

Referat: Analizatorul gustativ - implicat in realizarea simtului gustativ Document online: Creierul mare - neuronii piramidali, stelati si fuziformi

evacuare 16,4 mm/sec

Debite medii pompe  alimentare 1400 l/h(1000-4200)

evacuare 1500 l/h(1100-4300)

Organizarea experimentului de crestere in sistem recirculant a speciei Acipenser stellatus.

Un lot de 400 pui de Acipenser stellatus, provenind din Baza de Cercetari si Microproductie Brates, in varsta de 45 zile, a fost distribuit in cele patru acvarii cu urmatoarea, astfel: B1 - 100 exemplare/bazin, B2 - 100 exemplare/bazin, B3 - 75 exemplare/bazin, B4 - 125 exemplare/bazin. Exceptand densitatile de populare care au fost diferite (3 si 5 ex/l), variantele experimentale au demarat in aceleasi conditii de lucru:

-pui provenind din acelasi lot, masa corporala - 1,4? 0,200 g/ex, hrana naturala si furaj conventional tip CCP ;

-debitul de  alimentare al incintelor de crestere 4 l/min., asigurandu-se o recirculare a intregului volum de apa al incintei intr-un interval de 8h .

Datorita aparitiei unor manifestari specifice, legate pe de o parte de conditiile de captivitate si pe de alta parte de hrana administrata, probleme justificate prin particularitatile ecobiologice ale unei specii de sturioni recunoscuta pentru sensibilitatea sa, observatiile noastre au evidentiat necesitatea modificarii unor parametri tehnologici pe parcursul celor 102 zile de experiment, ceea ce a determinat 4 etape de lucru diferite  prin densitatea de populare, ratia de furajare si tipul de furaj (fig.4).

Pentru fiecare etapa de crestere s-au urmarit urmatorii parametri tehnologici, monitorizati si determinati prin metodele clasice uzuale:

regimul hidrochimic - periodicitatea urmaririi zilnice a parametrilor fizico - chimici ai apei din incintele de crestere a fost stabilita la 5 ore pentru temperatura, pH si oxigen. Determinarea valorilor temperaturii si oxigenului s-a realizat cu oximetrul TIP OXI 315 i /SET fabricat in Germania, iar a pH-ului cu pH-metrul TIP TDS PAL.

Optimizarea parametrilor furajarii (ratie furajera, tip de furaj si numar de mese) si eficienta utilizarii diferitelor furaje utilizate (indicele de conversie al furajelor);

Indicele de conversie al hranei s-a calculat cu formula:

FCR = F /(Bf-Bi), unde F - cantitatea de furaj administrata;

(Bf-Bi) - sporul de crestere.

Bf, Bi - biomasa finala si initiala

indicatorii cresterii (rata instantanee a cresterii, masa medie, biomasa totala si sporul de crestere al diferitelor variante experimentale) -

Rata specifica de crestere a  fost calculat utilizand urmatoarea formula:

G = [( ln Mf - ln Mi )/ T ]*100 unde: Mf masa finala, Mi masa initiala, T intervalul de timp (zile) supravietuirea materialului biologic.

3. Rezultate si discutii

In prima etapa (16.07.2002 - 15.08.2002), cele 400 de exemplare, avand masa medie de 1,4 g/ex. si biomasa totala de 560 g au fost distribuite in patru bazine (B1, B2, B3, B4) cu norma de populare: 0,33 ex/dm3, 0,33 ex/dm3, 0,25 ex/dm3, respectiv 0,42 ex/dm3 (fig.5). Hrana administrata intr-o zi reprezenta un procent de 100 % raportat la greutatea puilor, din care 50 % era reprezentata de hrana naturala - viermi oligocheti, Tubifex sp., iar restul de 50 % era hrana artificiala reprezentata de furajul CCPPPIP

Pestii au avut in permanenta un comportament activ si au consumat hrana administrata preferand-o pe cea naturala, astfel incat, dupa o saptamana, masa medie era de 2,1 g/ex. Observatiile noastre au evidentiat necesitatea reducerii ratiei furajere de la 100 % la 15 % substanta umeda/zi si a hranei naturale de la 50 % la 10 %, pentru o optimizare a consumului evitand astfel acumularea substantei organice in sistem cu consecinte asupra reducerii oxigenului dizolvat in apa.

Se poate spune ca in prima etapa, in general, pestii s-au comportat bine la conditiile de captivitate si la hrana administrata.

Cercetarile efectuate de noi au scos in evidenta o mare variabilitate, ca rezultat al modului diferentiat in care puii de Acipenser stellatus au asimilat hrana si deci au crescut. Este cunoscut faptul ca in procesul schimbarii conditiilor de viata, modificarile morfo-fiziologice au un caracter individual, in sensul ca unele exemplare slabesc, iar altele cresc in functie de baza lor ereditara care se exteriorizeaza in fenotip.

In etapa a II a (16.08.2002 - 5.09.2002), datorita pe de o parte unei mortalitati accidentale produsa de intreruperea alimentarii cu energie electrica si pe de alta parte de aparitia unor exemplare mari, considerate in continuarea experimentului ca plus-variante, a fost necesara redistribuirea materialului biologic in cele patru bazine (fig. 6). Cu acest prilej am efectuat o selectie in B4 a indivizilor cei mai bine adaptati conditiilor experimentale (plus-variante) in ideea de a obtine forme care sa supravietuiasca (sa consume furajul C.C.P.) si sa asimileze, deci un material biologic cu caracteristicile dorite de noi. In celelalte trei bazine am introdus pentru testare un nou furaj, Trouvit (Nutra 2.0 - Hendrix) in B1, in B2 am continuat administrarea furajului CCPPPIP iar in B3 am administrat doar hrana naturala reprezentata de crustacei inferiori din genul Gammarus .

La sfarsitul etapei II, perioada in care s-a trecut la administrarea de hrana exclusiv artificiala, respectiv furaj Trouvit in B1 si furaj CCPPPIP in B2 (fara hrana naturala), s-a inregistrat o supravietuire redusa, probabil datorita socului de adaptare, asa cum era firesc. Factorul alimentar a actionat puternic, ori se stie ca adaptarea se realizeaza treptat, prin actiunea permanenta si de durata a unor factori mediali (in cazul nostru hrana).

Fig. 4. Organizarea experimentului de crestere si obiectivele pe etape

Cand un factor medial, in cazul nostru hrana, actioneaza cu intensitate puternica, organismul animal este depasit de posibilitatea de adaptare si in acest caz pot apare deviatii exclusiv somatice similare mutatiilor. Asa putem explica aparitia unor deformari ale coloanei la exemplarele care nu s-au putut adapta noilor conditii experimentale. Datele din literatura arata ca aparitia acestor fenomene este frecventa in cazul cand actiunea factorilor mediali (hrana) se manifesta direct asupra metabolismului si dezvoltarii embrionare ceea ce este similar in experimentul nostru.

Variabilitatea s-a manifestat si in aceasta etapa in limitele ereditare ale fiecarui individ. Indivizii selectionati In B4 au continuat in etapa a II-a sa asimileze furajul si sa creasca in greutate. De asemenea in B3 - unde s-a administrat hrana naturala supravietuirea a fost buna (77 %).

In aceasta etapa s-au putut calcula indicii de conversie pentru hrana distribuita in bazinele B3 si B4, raportandu-se cantitatea de hrana administrata la diferenta de biomasa totala finala si initiala.

In etapa a III-a (6.09.2002 - 25.09.2002), in scopul recuperarii si consolidarii fiziologice a materialului biologic am administrat in bazinele B1 si B2 hrana naturala pentru a diminua mortalitatea. In aceasta perioada s-a conturat si ipoteza ca pierderile numerice pot fi datorate de absenta din compozitia furajelor a unor compusi biochimici care sa asigure echilibrul biochimic corespunzator varstei, tuturor puilor de Acipenser stellatus. Prin comparatie, exemplarele din B3, hranite inca din etapa II doar cu hrana naturala, au avut o supravietuire excelenta (94,8 %), iar exemplarele selectionate din B4, adaptate la hranirea exclusiv artificiala, au avut o supravietuire de 96,2 %, ceea ce exclude posibilitatea unei patologii datorata unor agenti patogeni sau parazitari. Un aspect urmarit in aceasta etapa a fost si cel al optimizarii ratiei zilnice pentru exemplarele selectionate pentru a se atinge un indice de conversie cat mai mic (diminuarea pierderilor prin neconsumarea totala a furajului distribuit /masa). Practic, si in aceasta etapa s-au putut calcula indicii de conversie pentru hrana distribuita in bazinele B3 si B4 (fig. 7).

In etapa a IV-a, nemaiinregistrandu-se mortalitati, am redistribuit materialul biologic in cele patru bazine. Aceasta schimbare a fost impusa de faptul ca unele exemplare selectionate (plus-variante), au atins mase individuale de peste 60 g si, in ideea de a le oferi conditii cat mai bune astfel incat rezultatele sa nu fie influentate de eventuali factori negativi de mediu, cele 25 de exemplare selectionate (din B4), rezultate din etapa a III-a, si la care s-au adaugat alte 4 exemplare selectionate din celelalte bazine, s-au distribuit in bazinele B1 (14 exemplare) si B2 (15 exemplare). Deoarece restul de pui de pastruga (94 exemplare) provenind din bazinul B3 hranit cu Gammarus, la fel ca si exemplarele salvate din B1 si B2, am considerat ca expunerea lor la un nou amestec de hrana naturala si artificiala (50 %-50 %), insa pe o durata mai mare decat la inceput, precum si varsta diferita, va permite o adaptare a intregului lot neselectionat la hrana artificiala (fig. 8). Rezultatele acestei etape, respectiv cresterea in greutate a exemplarelor plus-variante si o supravietuire de 100 %, precum si cresterea in greutate a exemplarelor cu hrana mixta la care se adauga o supravietuire de 97,9 % pentru B3, respectiv 100 % pentru B4, ne demonstreaza o reusita a experimentului, chiar si pentru exemplarele neselectionate.

Furajarea materialului biologic

Pe durata experimentului s-a urmarit optimizarea parametrilor furajarii (ratie furajera, tip de furaj si numar de mese) si eficienta utilizarii diferitelor furaje utilizate (indicele de conversie al furajelor).

In etapa I s-a realizat furajarea ad-libitum a materialului biologic urmarindu-se asigurarea conditiilor pentru adaptarea materialului biologic la conditiile de crestere din sistemul de crestere cu module tip acvariu.

In etapele ulterioare s-a urmarit optimizarea ratiilor furajere atat pentru furajul artificial cat si pentru hrana naturala (fig. 9), propunandu-se pentru exemplarele intre 20 si 100 g o ratie zilnica optima de 2,5 % din biomasa totala pentru hrana uscata si 15% pentru cea umeda.

Indicele de conversie al hranei a variat intre 1,3 si 1,24 pentru furajul artificial si 6,27 si 8,73 pentru hrana naturala (fig. 9).

Datorita proportiei foarte ridicate a hranei neconsumate si dificultatii evaluarii cantitative a acesteia, in etapa I nu s-a putut calcula indicele de conversie.

Indicii de conversie ai hranei au fost foarte buni pentru fiecare tip de hrana in parte probabil si datorita conditiilor hidrochimice foarte bune din sistem. Indicele de consum al hranei a variat in jurul valorii medii de 0 . Compozitia chimica a furajelor utilizate este prezentata in tabelul 2.

Tabel 2

Nr.crt.  Substante Furaj

Nutra 2.0 (Hendrix) Furaj CCPPPIP

Proteina bruta 54 % 40,75 %,

Umiditate 7 % 8,80 %

Lipide 18 % 10,50 %

Cenusa 10 % 8,10 %

SEN - 21 %

Celuloza 0 % 10,35 %

Fosfor 1 % -

Vitamina A      16.000 U.I.

Vitamina D3    2.300 U.I.

Vitamina E 250 mg

Sulfat de Cu 5 mg

Comparand indicele de conversie al celor doua tipuri de furaje administrate (Nutra 2.0 produs de compania Hendrix pentru puiet de pastrav) si furajul pentru sturioni produs experimental de CCP PPIP din Galati se observa valori apropiate  (fig. 10).

Cresterea si supravietuirea

Indicatorii biotehnologici ai cresterii (masa medie, biomasa totala, rata instantanee a

cresterii, si sporul de crestere) au fost urmariti la diferitele variante experimentale.

Valorile medii ale masei individuale, biomasei totale si supravietuirii sunt prezentate separat pentru fiecare bazin de crestere si ca valori medii pe etapa in schemele tehnologice din figurile 12-16.

Regimul hidrochimic

Din evolutia parametrilor fizico-chimici se constata urmatoarea evolutie:

-temperatura apei (fig. 17) in perioada de aclimatizare si jumatatea primei etape inregistreaza variatii relativ mari, care se inscriu in intervalul 20,5-26oC, motiv pentru care, ulterior acest parametru a fost controlat permanent pana la sfarsitul experimentului, temperaturile fiind mentinute in jurul valorii de 20 o C;

-pH-ul (fig. 18) inregistreaza variatii majore in perioada de aclimatizare a filtrului si in prima jumatate a etapei I-a iar ulterior se mentine la valori care se inscriu in intervalul 7,4 - 7,6 unitati de pH, reactie optima pentru evolutia si dezvoltarea materialului piscicol;

oxigenul dizolvat (fig. 17), datorita inregistrarii unei scaderi continue a valorilor inregistrate in prima perioada a experimentului, a fost controlat si mentinut ulterior la valori intre 7,4 si 7,6 mg/l valori considerate ca fiind optime pentru sturioni;

amoniacul liber (fig.19) a fost prezent in sistem doar la inceputul experimentului, in cantitati foarte mici, sub 0,05 mg/l, ulterior nefiind detectat;

-concentratia cationului amoniu (fig. 19) a fost foarte mare doar in perioada de aclimatizare a filtrului biologic iar apoi valorile s-au inscris in intervalul 0,05-0,1 mg/l valori care nu afecteaza calitatea sistemului acvatic in care este crescut material biologic;

-ionul azotit (fig. 19) care in perioada de aclimatizare a prezentat cantitati reduse in sistem, sub 0,05 mg/l, inregistreaza o crestere constanta pana la jumatatea lunii august intrand ulterior intr-un regim de descrestere, cu

un minim la sfarsitul lunii septembrie. Toate concentratiile determinate sunt cu mult mai reduse fata de maximele admise de standardele de calitate a apei utilizate pentru cresterea materialului piscicol;

-anionul azotat (fig. 19) inregistreaza in perioada de aclimatizare o concentratie mica, relativ constanta, urmata de o crestere semnificativa, cu un maxim la jumatatea lunii august si o descrestere continua pana la sfarsitul experimentului; valoarea maxima inregistrata poate fi corelata cu incapacitatea materialului biologic de a consuma integral hrana distribuita, substanta organica acumulata fiind mineralizata prin filtrarea biologica in prezenta unei cantitati suficiente de oxigen.

Evolutia tuturor compusilor cu azot prezenti in sistem poate fi apreciata ca fiind in directa legatura cu eficacitatea filtrarii biologice utilizate chiar in conditiile distribuirii unei cantitati foarte mari de furaj si a unei densitati de populare relativ ridicate.

duritatea apei (fig. 20) in perioada experi-mentului corespunde unei duritati medii, maximele fiind inregistrate tot la mijlocul lunii august. Se poate aprecia ca incepand cu luna septembrie duritatea se micsoreaza, ceea ce dovedeste stabilirea unui echilibru intre calitatea apei in sistem si evolutia materialului piscicol.

Duritatea carbonatica si dioxidul de carbon (fig.20) variaza invers proportional, in limite normale, specifice unei ape optime pentru evolutia si dezvoltarea materialului piscicol in conditiile realizarii unei stari de stabilitate relativa a sistemului in conditii de crestere intensiva.

Pentru buna functionare a filtrului biologic este absolut necesara perioada de aclimatizare (incarcarea treptata a sistemului cu material biologic) perioada in care parametrii fizico-chimici se stabilizeaza;

Cunoscandu-se faptul ca prin filtrarea biologica se realizeaza mineralizarea substantei organice si transformarea ei succesiva in amoniu, nitriti si, in final, nitrati care se acumuleaza in sistem este necesara schimbarea periodica partiala a apei din sistem pentru eliminarea acestora din urma; s-a aplicat o rata de inlocuire a apei din sistem in medie de 10% pe saptamana care, dupa cum se vede din tendinta de stabilizare a nitratilor la valori in jur de 10 mg/l, este suficienta si corespunde exigentelor tehnologice;

Calitatea optima a apei si pierderile numerice reduse din lotul martor, hranit cu

hrana naturala, ne determina sa consideram ca pierderile importante din etapele II si III in bazinele B1 si B2 se datoreaza neacceptarii hranirii integral artificiale;

Sistemul a reusit sa elimine cu succes hrana distribuita in exces (ad libitum) pe durata etapei I a experimentului si sa mentina o calitate optima a apei;

Evolutia parametrilor hidrochimici ai apei, pe durata perioadei experimentului se incadreaza in limitele optime din punct de vedere tehnologic, fapt ce confirma eficacitatea sistemului de filtrare biologica proiectat si realizat;

Toate rezultatele obtinute privind supravietuirea, cresterea si conversia la hranirea furajata exprima posibilitatea utilizarii furajului administrat in experiment in conditii de crestere superintensiva.