Аквакультура
Аквакульту́ра (от лат. aqua – вода и cultura – возделывание, уход), разведение и/или содержание и выращивание объектов аквакультуры (рыб, ракообразных, иглокожих, моллюсков, водорослей) в искусственно созданных условиях или естественной среде обитания, а также их выпуск в водные объекты рыбохозяйственного значения в целях изъятия или пополнения запасов водных биоресурсов, а также получения продукции аквакультуры и оказания рекреационных услуг.
Классификация аквакультуры
Классификация по типам культивирования гидробионтов
В аквакультуре выделяют 3 основных типа культивирования гидробионтов:
Экстенсивный – содержание и выращивание водных организмов при относительно низкой плотности посадки, при которой водные организмы питаются естественными кормами.
Полуинтенсивный, или смешанный, тип – водные организмы содержатся при более высокой плотности посадки, с применением дополнительных подкормок и удобрений водоёма.
Интенсивный – наивысшая плотность содержания водных организмов и использование только искусственных кормов.
Классификация по видам аквакультуры
В структурном плане аквакультура делится на морскую (марикультуру) и пресноводную. В свою очередь пресноводная аквакультура подразделяется на следующие виды:
Пастбищная аквакультура, основанная на эффективном использовании естественных кормовых ресурсов водоёмов обитающими в них различными видами рыб с разными питательными потребностями (фитопланктон, зоопланктон, моллюски, микрофиты, мелкие рыбы).
Прудовая аквакультура, основанная на использовании полуинтенсивных и интенсивных методов выращивания одомашненных и высокопродуктивных пород и кроссов рыб.
Индустриальная аквакультура – выращивание ценных видов и пород рыб, приспособленных к обитанию в условиях ограниченного пространства, к высоким плотностям посадок и питанию искусственными комбикормами.
Рекреационная аквакультура, основанная на системе ведения рыбоводства на приусадебных участках и небольших прудах с организацией любительского рыболовства.
Основной и наиболее распространённый вид – индустриальная аквакультура, которая делится на два направления [выращивание рыбы в садках, установленных в естественной среде, водоёмах, и производство товарной продукции в условиях закрытых бассейнов с установкой замкнутого водоснабжения (УЗВ-комплексы)].
Осётры в бассейнах исследовательского центра аквакультуры Новосибирского государственного аграрного университета.Классификация по выращиваемым видам рыб
Аквакультура подразделяется по выращиваемым видам рыб на моно- и поликультуру.
Монокультура – в рыбоводном угодье выращивается только один вид рыбы. Например, выращивание карпа в прудах, форели в форелевых хозяйствах.
Поликультура – одновременное выращивание нескольких видов рыб. Как правило, для поликультуры подбираются разные виды рыб так, чтобы максимально выгодно использовать кормовую базу водоёма и исключить пищевую конкуренцию. Иногда в поликультуру специально добавляют хищный вид рыбы (щука, сом). Хищный вид рыбы в поликультуре уничтожает ослабленных и больных особей, давая при этом дополнительную рыбную продукцию. За счёт правильного подбора видов рыбы в поликультуре возможно увеличение общей рыбопродуктивности и, как следствие, получение дополнительной прибыли.
В прудовой аквакультуре широко развито совместное выращивание водоплавающих птиц и рыб. Выращивание птиц и рыб подходит только для нагульных прудов – водоплавающая птица не в состоянии питаться взрослыми особями рыб и, таким образом, не представляет опасности для рыбного стада. Для совместного выращивания используются утки и гуси, из рыб – карпы в монокультуре, поликультура карповых видов рыб. Рыбное хозяйство, которое занимается совместным выращиванием птиц и рыб, даёт два вида продукции – рыбу и мясо водоплавающей птицы.
Хозяйственное значение отрасли
Аквакультура охватывает широкий спектр методов и видов. Одним из основных видов аквакультуры является рыбоводство – выращивание исключительно рыбы и рыбных объектов, также аквакультура даёт начало различным направлениям использования воды и гидробионтов в целом – марикультуре (морской аквакультуре), аквапонике, гидропонике, пермакультуре (перманентной аквакультуре) и аквариумистике.
Основные виды деятельности аквакультуры:
разведение посадочного материала под собственные нужды и на продажу;
выращивание и содержание водных объектов, а также маточных и ремонтных стад;
акклиматизация;
селекция;
санитарное рыбоводство;
вылов товарной продукции;
рыбохозяйственная мелиорация;
рекреационное рыбоводство.
Всего в мире культивируют более 600 видов гидробионтов. С экологической точки зрения важнейшей составляющей аквакультуры является воспроизводство водных биологических ресурсов и пополнение или даже восстановление численности их естественных популяций, а также снятие части промыслового пресса за счёт расширения объёмов товарного выращивания гидробионтов в аквакультуре.
Аквакультура является важнейшей отраслью современного сельского хозяйства. Аквакультура и животноводство используют почти одни и те же производственные ресурсы, в том числе корма, и дают продукцию с близкими диетическими качествами. Среднее содержание съедобной части у крупного рогатого скота составляет 44,6 %, у карпа 49,8 %, содержание съедобного белка в обоих продуктах примерно одинаково – около 8,7 %. При этом себестоимость 1 ц съедобной части рыбы почти в 2 раза ниже себестоимости говядины. Затраты труда на 1 ц живой массы рыбы равны 30–35 человеко-часам, говядины – 38–43 человек-часам.
Культивирование водорослей на острове Нуса-Лембонган (Индонезия).По использованию кормов на рост рыба экономически выгоднее большинства теплокровных животных. Различия в степени утилизации питательных веществ комбикормов рыбами и теплокровными животными объясняются их биологическими особенностями. В отличие от теплокровных животных рыба практически не расходует энергию корма на поддержание постоянной температуры тела, а также на удержание тела в пространстве. В сельском хозяйстве расход концентрированных кормов на 1 ц привеса животных составляет 7–10 ц, на 1 ц съедобной части – около 20 ц, на 1 ц съедобного белка – около 1000 ц. В то время как при выращивании рыбы на гранулированных кормах эти показатели значительно ниже и составляют 2,5–3,5 ц, 5,5–6,5 ц, 30–40 ц соответственно. На единицу съедобных перевариваемых веществ корма рыба даёт съедобной продукции столько же или даже больше, чем свинья, и в 3–4 раза больше, чем другие животные.
Если сравнивать рыб и теплокровных животных по производимому ими белку, то преимущество содержания рыб станет заметнее. Так, форель на 100 кг съедобных перевариваемых веществ корма откладывает в съедобной части тела 10–14 кг белка, карп – 7–9 кг, свинья – 5–6 кг, курица – 3–4 кг, крупный рогатый скот – 2–3 кг, овца – 1–2 кг.
Садковая аквакультура в каналах и прудах. Джитра (Малайзия).Средняя промысловая биомасса рыб в водоёме достигает 75–150 кг/га, а при проведении мероприятий по интенсификации рыбоводства способна увеличиваться до 300–500 кг/га. Продуктивность рыбы в прудовых хозяйствах при внедрении поликультуры и интенсивных технологий может составить 25–30 ц/га и выше. При этом её себестоимость на 20–25 % ниже затрат в животноводстве.
Исторический очерк
Первое пособие по культивированию карпа в прудах Китая написано в 475 г. до н. э. Фань Ли. Выращивание гидробионтов для украшения небольших естественных и искусственных водоёмов предопределило развитие аквариумистики. Кроме решения задач, связанных с удовлетворением эстетических потребностей людей, аквакультуру достаточно давно рассматривали как способ получения свежей рыбной продукции и расширения её ассортимента. Известно, что более 4 тыс. лет назад китайские крестьяне на залитых водой рисовых полях выращивали рыбу. Существовало поверье, что человека, поймавшего рыбу со зрелой икрой и не отпустившего её обратно в воду, ждёт «кара небесная». Позднее, уже с распространением буддизма, в Китае существовал обычай – если кто-то отпустит рыбу из садка (либо птицу из клетки), ему это зачтётся в будущей жизни. Подобные поверья и обычаи способствовали сохранению условий воспроизводства рыбных популяций. Уже с 14 в. принимаются специальные рыбоохранные законы. Императоры династии Мин (14–17 вв.) запрещали рыбакам вылавливать рыб со зрелой икрой. При императорской династии Цин (17–20 вв.) вылов рыбы был запрещён в местах нерестилищ, где выставлялась специальная охрана.
По свидетельству Плиния, Виргилия, Палладия и других античных писателей, рыбоводство возникло в 1–2 вв. до н. э. и достигло наибольшего развития в период расцвета Римской империи. Были изобретены специальные суда с садками, на которых перевозили осетров, камбалу и угрей из Сицилии, Египта и Сирии. Патриции устраивали большие водоёмы с морской водой для выращивания рыб – писцины (от pisces – рыба). Они представляли собой здания с несколькими водоёмами, разделёнными перегородками, чтобы содержать раздельно рыб разных видов и возрастов. Рыбоводство в таких писцинах ограничивалось пересадкой рыб из естественных водоёмов, их содержанием и кормлением. Иной характер имело рыбоводство у плебеев – они строили небольшие пруды, куда запускали местную рыбу, которая хорошо размножалась в искусственных условиях. Таким образом, плебеи не только содержали и выращивали рыб, но и занимались их разведением. Римские писатели составляли практические рекомендации по рыбоводству, подробно описывая устройство искусственных водоёмов и выбор места для них. Искусство выращивать рыб в садках позднее перешло от римлян к другим народам.
Первые сведения о рыбоводстве на Руси относятся к 10–11 вв. – при монастырях создавались пруды, в которых содержали рыбу. В период царствования Ивана III (1462–1505) в России существовала «Школа рыбоводов». Монахи Соловецкого монастыря разводили европейскую ряпушку и ещё 13 видов рыб, акклиматизировали в озёрах стерлядь, ручьевую форель, сига, золотого и серебряного карасей. В Валаамском монастыре из икры выращивали мальков палии. В это же время, в годы царствования Ивана Грозного, было развёрнуто сооружение прудов для разведения рыбы, существовали придворные рыбоводы, рыбинспекция, разрабатывались методы лечения рыб, определения качества воды, нормы посадки рыбы в пруды. В царствование Бориса Годунова (1598–1605) было построено много рыбоводных прудов, существующих и поныне (Борисовские пруды в Москве).
Многие малые реки и ручьи перегораживались мельничными плотинами с образованием прудов, куда рыбу запускали уже намеренно. Небольшая численность населения того времени и низкая покупательская способность основной его части способствовали сохранению промысловых запасов в водоёмах. С развитием капитализма усилилась и интенсивность рыболовства на реках и водоёмах. Поскольку ведение рыбного хозяйства не регламентировалось, вылов производился в основном в период размножения и на зимовальных ямах, а бо́льшая часть улова состояла из рыб, не достигших половой зрелости, что привело к быстрому снижению рыбных запасов.
Основоположником промышленного рыбоводства в России был В. П. Врасский, разработавший «сухой», или «русский», способ искусственного оплодотворения и инкубации икры и основавший в 1854–1860 гг. первый в России рыбоводный завод для разведения лососей и сигов (Никольский рыборазводный завод). Позднее такие заводы были построены на разных реках для разведения сёмги, балтийского лосося, осетровых. В 1869 г. Ф. В. Овсянниковым впервые было проведено искусственное оплодотворение икры стерляди. В 1874–1876 гг. русский зоолог О. А. Гримм разработал способ искусственного оплодотворения лососёвой икры. С 1879 по 1912 гг. заведовал Никольским рыбоводным заводом, который под руководством Гримма стал главным научным центром рыбоводства в России. При заводе были созданы гидробиологическая, гидрохимическая и ихтиологическая лаборатории. В 1890 г. Гримм разработал программу для всероссийских курсов по рыбоводству и рыболовству.
В советский период рыбоводство в России получило большое развитие, особенно работа по разведению рыбы в прудах.
Современное состояние аквакультуры в России и в мире
В 1970–1980-х гг. мировые рыболовные державы ощутили спад интенсивности океанического и пресноводного рыболовства. Встал вопрос о развитии аквакультуры, которое сдерживалось отсутствием соответствующей нормативной правовой базы.
В России пик развития товарной аквакультуры пришёлся на 1980-е гг., когда происходило широкое внедрение передовых технологий, принципов и систем ведения хозяйства. Ежегодное увеличение производства товарной рыбы составляло 10–15 %, что являлось одним из лучших показателей в мире. Объёмы выращивания товарной рыбы в тот период доходили до 200 тыс. т в год. К 1996 г. по сравнению с 1989 г. производство рыбы и других водных биоресурсов снизилось в 4 раза.
В связи с сокращением ресурсов мирового океана аквакультура приобретает всё большее значение. Многие считают её индустрией будущего, т. к. по продуктивности она значительно превосходит культивирование наземных животных.
Среднегодовой прирост производства продукции мировой аквакультуры за период 1990–2020 гг. составил 609 % при среднем темпе роста 6,7 % в год. При этом наблюдалось постепенное снижение среднегодовых темпов роста – в 1990–2000 гг. они составляли 9,5 %, а в 2011–2020 гг. – всего 4,6 %. В 2015–2020 гг. темпы роста сократились до 3,3 % в год. Важно отметить, что наряду с тенденцией к замедлению роста мирового производства в относительном выражении в последние три десятилетия наблюдался рост этого показателя в абсолютных цифрах.
В разных странах мира развитие аквакультуры определяется сложившимися традициями и уровнем экономики. Лидирующее положение в мире в области аквакультуры занимают Китай, Таиланд, страны Северной Европы, Латинской Америки. Значительное увеличение производства рыбной продукции во внутренних водоёмах этих стран за последнее десятилетие является результатом экономических реформ, обеспечивающих государственную поддержку, а также заинтересованности фермеров и малых предприятий в результатах собственного труда с получением максимальной прибыли. Азиатский регион в целом производит почти 90 % мировой аквакультуры.
Размещение по основным регионам РФ
Территория РФ характеризуется разнообразием природно-климатических условий, определяющих особенности организации и ведения аквакультуры в разных регионах страны.
Потенциальные возможности развития аквакультуры в существующих федеральных округах отличаются своей спецификой как по типам предприятий аквакультуры, так и по культивируемым объектам.
Из восьми федеральных округов только в трёх (Дальневосточный, Южный и Северо-Западный) имеются условия для развития марикультуры.
Приоритетным в Дальневосточном федеральном округе должно стать выращивание морских гидробионтов, чему способствуют природно-климатические и гидрологические условия прибрежных акваторий. Об этом свидетельствует опыт соседних стран – Японии, Кореи и Китая.
В Северо-Западном федеральном округе перспективно ведение холодноводного рыбоводства в озёрах, площадь которых в округе превышает 6,5 млн га. Основные направления для развития в округе – пастбищное рыбоводство, базирующееся на выращивании лососёвых и сиговых рыб, и садковое форелеводство. Имеющиеся в округе тепловые электростанции дают возможность развивать рыбоводство на подогретых водах, что расширяет видовой ассортимент выращиваемых рыб, а близлежащие крупные мегаполисы позволяют прогнозировать отсутствие проблемы сбыта высокоценной продукции аквакультуры.
Многообразие природно-климатических условий и наличие различных типов рыбохозяйственных водоёмов позволяют развивать в Южном федеральном округе все сектора производства продукции в аквакультуре – прудовое рыбоводство, индустриальное рыбоводство на подогретых водах ГРЭС и ТЭЦ и форелеводство в предгорных районах, пастбищное рыбоводство в озёрах, лиманах и водохранилищах ирригационного и сельскохозяйственного назначения, а также марикультуру на Азовском, Чёрном и Каспийском морях. Учитывая наличие в округе большого количества малых водохранилищ и прудов руслового типа, благоприятные климатические условия для развития интегрированных форм рыбоводства, а также жизненный уклад местного населения, можно уверенно прогнозировать широкое развитие фермерского рыбоводства.
Приоритетным направлением развития аквакультуры в Приволжском федеральном округе может стать пастбищное рыбоводство на водохранилищах Волжско-Камского каскада, совокупная площадь которых превышает 2,6 млн га.
Центральный федеральный округ, являясь наиболее населённым, располагает наименьшим рыбохозяйственным фондом озёр и водохранилищ, в связи с чем приоритетными направлениями развития аквакультуры являются прудовое рыбоводство и индустриальная аквакультура с использованием подогретых вод энергетических объектов.
В Уральском федеральном округе площадь озёр превышает 6,2 млн га. В республиках и областях этого округа имеется определённый опыт ведения озёрного товарного рыбоводства, что позволяет прогнозировать в качестве приоритетного направления развития аквакультуры пастбищное рыбоводство с выращиванием видов и пород рыб холодноводного и тепловодного комплексов.
Сибирский федеральный округ располагает крупнейшим рыбохозяйственным фондом озёр и водохранилищ, превышающим 7,5 млн га, что позволяет рассматривать этот регион как весьма перспективный для развития пастбищной аквакультуры. В краях и областях округа накоплен опыт ведения товарного рыбоводства на озёрах, однако значительные площади сибирских водохранилищ и слабая населённость большинства этих территорий позволяет прогнозировать развитие пастбищного рыбоводства в «точечном» варианте. Регион имеет значительные запасы геотермальных вод, что делает перспективным и экономически выгодным ведение индустриального рыбоводства с использованием природно подогретых вод. Особенностью аквакультуры в Сибирском федеральном округе, протянувшемся с севера на юг, является выращивание холодноводных (в основном сиговых) и тепловодных (осетровых, карповых) видов рыб, что расширяет рынки сбыта продукции аквакультуры, в том числе внешние.
В России за 2020 г. произведено 291,2 тыс. т рыбы, и это на 17,3 % больше, чем в 2019 г.
Основные тенденции и перспективы развития
Аквакультура, как и любая другая хозяйственная отрасль, оказывает антропогенную нагрузку на окружающую среду. Строительство дамб и различных гидротехнических сооружений на реках препятствует миграции некоторых ценных видов рыб (осетровые, лососёвые), из-за этого происходит снижение численности естественных популяций. Выращивание гидробионтов влечёт за собой дополнительную нагрузку на экосистему за счёт увеличения количества органических веществ, поступающих в водную среду. По данным Всемирного фонда дикой природы (с 2023 признан в РФ иностранным агентом), кроме органического загрязнения водной среды происходят химическое, генетическое, инфекционное и паразитарное загрязнения. При химическом загрязнении в воду поступают кормовые красители, антибиотики, противопаразитарные препараты. При генетическом загрязнении сбежавший из рыбоводного хозяйства искусственно культивируемый вид рыбы может скрещиваться с дикими формами рыб, ухудшая при этом генетический материал и разнообразие особей. При инфекционном и паразитарном загрязнениях возбудители болезней, которые характерны сугубо для рыбоводных хозяйств, могут передаваться популяциям диких рыб.
Во всём мире появляются новые научные подходы и технологии для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду и природные ресурсы (сокращается использование антибиотиков, улучшается технология производства кормов, используется оборотное водоснабжение).
Применение современных научных подходов позволит увеличить выход товарной продукции аквакультуры. При выращивании гидробионтов начали использовать искусственный интеллект, который позволяет принимать точные и быстрые решения на основе собранных данных. Многие научно-исследовательские институты производят робототехнику для выполнения трудоёмких видов работ в аквакультуре (автоматизированные подводные роботы). Кроме роботов, для сбора данных начали использовать беспилотные летательные аппараты, которые помогают отслеживать в больших аквакультурных хозяйствах стада рыб. По оценкам специалистов, при использовании роботизированной техники и искусственного интеллекта затраты в аквакультуре могут быть снижены до 30 %.
Аквакультура является важнейшим звеном продовольственной безопасности планеты. Именно поэтому проводятся широкомасштабная селекционная работа и одомашнивание диких видов рыб, которые способны давать быстрый прирост товарной продукции.
По данным ФАО, человечество ежегодно употребляет 90 млн т гидробионтов, из них только 13 млн – продукция аквакультуры. В связи с увеличением численности населения планеты в будущем потребуется увеличить количество продукции гидробионтов до 130 млн т. Выходом из сложившейся ситуации служит увеличение производимой продукции аквакультуры.