В. А. ВЛАСОВ. Рыбоводство
В ходе эволюции у рыб выработались всевозможные приспособления, позволяющие им обитать в водоемах с чрезвычайно разнообразными условиями жизни. Вода, в которой обитают рыбы, не только удовлетворяет физиологические потребности их организма, но и служит ему опорой, доставляет пищу и кислород, перерабатывает его метаболиты, перемещает половые продукты и самих гидробионтов.
Вода содержит различные растворенные и взвешенные вещества, набор и количество которых определяют большое разнообразие ее химического состава. Химический состав воды зависит как от физических условий окружающей среды, так и от биологических и микробиологических процессов, протекающих в водоемах. Взаимообусловленное действие абиотических и биотических факторов, а также деятельность человека являются причиной существенных различий гидрохимического режима водоемов (табл. 1.1).
Особым своеобразием отличается гидрохимический режим периодически осушаемых в разные сезоны года рыбоводных прудов и мелких водоемов, на грунт и воду которых оказывает сильное влияние хозяйственная деятельность человека.
Та6лица   1.1 Требования к качеству воды при выращивании рыбы

Показатель                                             Карп     Форель
Температура, "С                                     15-28    10-20
Прозрачность, м                          Не менее 0,5    Не менее 1,5
Взвешенные вещества, г/м3                    До 25    До 10
Водородный показатель (рН)                 6,5-8,5    7,0-8,0
Кислород, мг/л    Не ниже 3,5               Не ниже  7,0
Диоксид кислорода растворенный, г/м3    До 25    До Ю
Сероводород растворенный, г/м3     Отсутствие    Отсутствие
Аммиак растворенный, г/м3                    До 0,1    До 0,05
Окисляемость перманганатная, гО/м3      До 15    До 10
Окисляемость бихроматная, гО/м3          До 50    До 30
ВПК полн., гО/м3                                     До 5    До З
Аммоний-ион, rN/м3                              До 1,0    До 0,5
Нитрит-и он, rN/м3                              До 0,03    До 0,02
Нитрат-ион, rN/м3                                 До 2,0    До 1,0
Фосфат-ион, г/м3                                  До 0,5    До 0,3
Железо общее, г/м3                              До 1,8    До 0,5
Железо закисное, г/м3                        До 0,05    До 0,02
Фенол, мг/л                                       До 0,001    До 0,001
Нефтепродукты, мг/л                             До 0,1    До 0,1
Хлороформ, мг/л                                  До 0,06    До 0,01
 

Посадка в пруды большого количества рыбы на единицу площади, удобрение прудов и кормление рыбы также отрицательно сказываются на качестве воды. В результате поступления в воду легкоразлагающегося органического материала увеличивается окисляемость, повышается водородный показатель воды (рН), отмечается увеличение суточных колебаний содержания кислорода, изменяются физические свойства воды, усиливается ее цветность, снижается прозрачность. Поэтому при выращивании рыбы с высокой плотностью посадки на единицу площади необходимо своевременно принимать меры по оптимизации гидрохимического режима, созданию условий для нормальной жизнедеятельности водных организмов.
Водоисточник, служащий для наполнения или создания проточности водоема, должен соответствовать нормам, обеспечивающим сохранность, плодовитость, качество потомства, биологические потребности выращиваемых видов, необходимый уровень развития естественной кормовой базы. Вода не должна быть источником заболеваний разводимых рыб.
При выращивании и разведении рыб следует провести гидрохимические, токсикологические и ихтиопатологиче-ские исследования, а также определить способы подготовки воды (аэрация, очистка и др.).
Естественная кормовая база водоема подвергается воздействию различных факторов среды. При этом роль отдельных факторов может существенно трансформироваться и зависеть от других условий. Например, высокая концентрация кальция в ряде случаев нейтрализует летальное действие высоких концентраций ионов калия, а при повышенной солености воды нитраты, даже при большой концентрации, не представляют серьезной угрозы для рыб.
Жизнь водных организмов определяют прежде всего температура, свет, газовый режим, содержание биогенных элементов. Связь гидробионтов с элементами внешней среды взаимообусловлена, и изменение одной системы связей неминуемо вызывает изменение другой. Поэтому, рассматривая влияние отдельных компонентов гидрохимического режима на жизнедеятельность гидробионтов, необходимо иметь в виду условность такого вычленения, так как в природе все отношения организма и среды взаимосвязаны.
Температура — важнейшая характеристика воды. Температура воды значительно устойчивее температуры воздуха, что объясняется большей теплоемкостью воды. По этой причине даже значительные поступления или потери тепла, отмечающиеся в летний и зимний периоды года, не ведут к резким изменениям температуры воды. В результате годовые колебания температуры в континентальных водоемах обычно не превышают 35°С. Температурная устойчивость воды обусловлена и сравнительно слабой перемешиваемостью холодных и теплых слоев воды, имеющих различную плотность.
Низкая теплопроводность воды, ограничивающая распространение температурных изменений в стоячих водоемах, вызывает температурную слоистость, или температурную стратификацию. Появлению такой стратификации способствует уменьшение плотности воды с понижением температуры с 4 до 0°С. Зимой подледные холодные слои воды не уходят вглубь, удерживаясь на более теплых слоях. Летом прогретая вода не опускается ко дну, где находятся холодные и потому более плотные слои воды. С температурным расслоением толщи воды тесно связаны газовый режим, распределение биогенных элементов и другие гидрохимические показатели, что обуславливает зональное распределение гидробионтов.
Исключительная роль температуры проявляется прежде всего в том, что она является непременным условием жизни организмов. Если другие элементы среды (свет, газы и др.) можно исключить, то температуру — никогда. В отличие от многих других абиотических факторов, температура действует не только при экстремальных значениях, определяющих границы существования вида, но и в пределах оптимальной зоны в целом, определяя скорость и характер всех жизненных процессов. Влияние ее не ограничивается непосредственным воздействием на живые организмы и сказывается еще и косвенно, через другие абиотические факторы.
 
Рыбы относятся к пойкилотермным животным. Их ткани способны существовать в определенном температурном интервале. Все биологические процессы у них тоже протекают в определенном диапазоне температур. Амплитуда колебаний температуры, при которой могут жить рыбы, зависит от конкретного вида. По отношению к температуре воды у рыб выработалась видовая специфика, в соответствии с которой их подразделяют на холодноводных и тепло-водных. Именно по этой причине у каждого вида свой исторически сложившийся ареал распространения, обусловленный климатическими особенностями отдельных регионов. От температуры воды зависит характер проявления и течения различных болезней рыб. Так, при низкой или высокой температуре воды у карпа поражается жаберный аппарат. Температурный режим влияет и на физиологическое состояние рыб. Так, например, в зависимости от температуры воды резко изменяется характер проявления и течения краснухи, воспаления плавательного пузыря и других болезней.
Прозрачность (светопропускание) воды обусловлена ее цветом, мутностью, а также количеством взвешенных частиц, содержанием растворенных веществ, концентрацией фито- и зоопланктона. По сравнению с воздухом вода гораздо менее прозрачна, и попадающий в нее свет довольно быстро поглощается и рассеивается. При прохождении через толщу воды меняется спектральный состав света, что существенно влияет на условия фотосинтеза и отражается на поведении гидробионтов. Прозрачность имеет большое значение как показатель распределения света (лучистой энергии) в толще воды, от которого зависят в первую очередь фотосинтез и кислородный режим водной среды. Прозрачность воды является одним из основных критериев, позволяющих судить о состоянии водоема. Важным фактором, определяющим прозрачность воды, является развитие фито- и зоопланктона.
Цветность воды определяется главным образом присутствием гумусовых веществ и соединений трехвалентного железа. Высокая цветность (выше 35 град) отрицательно сказывается на развитии водных растений.

Газовый режим водоема определяется прежде всего растворимостью газов, которая, в свою очередь, зависит от природы газа, температуры воды, степени ее минерализации, а также давления. Вводе хорошо растворяется углекислый газ и значительно хуже кислород. С повышением температуры воды растворимость газов уменьшается. Повышение минерализации воды также действует на их растворимость. Концентрация газов, растворенных в воде, всегда стремится к равновесию с их концентрацией в воздухе, в соответствии с парциальным давлением. Если их содержание в воде ниже, чем в атмосфере, то происходит поглощение водой газов из атмосферы. При содержании газов в воде выше, чем в атмосфере, наблюдается выделение их из воды в атмосферу. Сероводород и водород, парциальное давление которых в атмосфере практически равно нулю, не содержатся в значительном количестве в водоемах, так как выделяются в атмосферу. Однако в зимний период они могут накапливаться подо льдом зимовального пруда.
Особое значение для водных организмов имеют кислород, углекислый газ и сероводород. Наличие в воде растворенного кислорода является для существования большинства организмов, населяющих водоемы, обязательным условием. Молекулярный кислород атмосферы и вода— два главных источника кислорода для аэробных клеток. Лишь очень немногие гидробионты, относящиеся преимущественно к бактериям и простейшим, способны жить в отсутствии кислорода. Содержание кислорода в воде зависит от соотношения двух противоположных процессов: обогащения воды кислородом и уменьшения его содержания в воде.
Обогащение воды молекулярным кислородом осуществляется за счет выделения его водной растительностью в процессе фотосинтеза, а также поступления из атмосферы. Атмосферный кислород обогащает верхние слои воды при условии, что в воде содержание кислорода ниже, чем при нормальном насыщении (при соответствующей температуре и давлении атмосферного воздуха). Скорость распространения газов в воде значительно ниже, чем в воздухе, поэтому в стоячих водоемах этот процесс идет крайне медленно.
 
При сильном течении, ветре, разбрызгивании насыщение воды кислородом заметно ускоряется.
Мощным источником обогащения воды молекулярным кислородом служит фотосинтез водных растений, интенсивность которого зависит от температуры и освещения. Фотосинтез происходит главным образом в поверхностных слоях воды, хорошо освещенных и прогретых.
Одновременно с обогащением воды кислородом отмечаются процессы, уменьшающие его содержание в водоеме. Так, почти все биохимические реакции, протекающие в воде, связаны с потреблением кислорода. К ним относятся бактериальное окисление органических веществ и неорганических соединений, дыхание животных и растительных организмов. Количество потребляемого рыбами кислорода зависит от их вида и возраста. Отмечается четкая видовая специфичность в отношении как минимального количества растворенного в воде кислорода, при котором они могут жить, так и интенсивности потребления кислорода при дыхании. При повышении температуры воды пороговое напряжение кислорода возрастает.
Влияние кислородных условий на эмбриогенез животных связано в первую очередь с изменением скорости развития и роста. Так, с увеличением содержания кислорода в определенном для каждого вида диапазоне концентраций эмбриогенез ускоряется. Дальнейшее увеличение содержания кислорода приводит к замедлению развития зародышей и усилению возникающих аномалий. Известно, что избыточная концентрация кислорода может быть даже летальной.
Содержание кислорода в воде оказывает воздействие на жизнедеятельность рыб. При уменьшении его, начиная с определенных значений, падает интенсивность питания рыб и использования пищи для роста, в результате чего их рост замедляется. Так, при снижении содержания кислорода до 45-50% насыщения у молоди карпа потребление пищи снижается почти вдвое, а ее усвояемость уменьшается на 40-50% , что приводит к снижению более чем в два раза скорости роста. У канального сома при снижении содержания кислорода до 36% насыщения скорость роста уменьшается в 2,5 раза. В условиях интенсивного рыбоводного хозяйства у многих видов выращиваемых рыб снижение скорости роста наступает при уменьшении содержания кислорода до 40-65%.
Низкое содержание кислорода обусловливает неблагоприятные зоогигиенические условия в водоеме, в результате чего создаются предпосылки к накоплению органических веществ и размножению сапрофитной микрофлоры, которая может отрицательно воздействовать на рыб. Длительное пребывание в воде с недостаточным содержанием кислорода уменьшает активность рыб, резко снижает устойчивость к возбудителям болезней.
Углекислый газ. В водоеме углекислый газ, образующийся при разложении органических веществ и выделений гидробионтов, частично растворяется в воде и подвергается гидролизу. В химическую реакцию с водой вступает лишь незначительная часть углекислого газа, остальное его количество находится в свободном виде. Наличие в воде угольной кислоты способствует растворению карбоната кальция и переходу его в гидрокарбонат, обладающий большей растворимостью, чем карбонат кальция.
Вследствие растворения углекислых солей вода обогащается карбонатами и бикарбонатами. Таким образом, в природных водах углекислота содержится в свободном состоянии в виде газа, гидрокарбонат-ионов и карбонат-ионов. Все эти формы находятся в подвижном химическом равновесии.
Высокое содержание углекислоты негативно сказывается на жизнедеятельности рыб: приходя в угнетенное состояние, они хуже используют кислород, растворенный в воде. При этом имеют значение не абсолютные показатели содержания в воде кислорода и углекислоты (диоксида углерода), а их соотношение. Для карпа соотношение кислорода и углекислого газа, приближающееся к 0,02, является опасным. При низком содержании кислорода и неблагоприятном соотношении этих газов рыба значительно хуже использует корм.
 
Концентрация ионов водорода (рН). Это один из важных показателей качества воды. Наиболее благоприятно для большинства рыб значение рН, близкое к нейтральному. При значительном повышении кислотности или щелочности возрастает кислородный порог, снижается интенсивность дыхания рыб.
От водородного показателя зависят константы диссоциации многих химических реакций, происходящих в водных растворах. Таким образом, рН оказывает большое влияние на химическую среду. Например, с увеличением рН равновесие аммония и аммиака в водной среде сдвигается в сторону образования аммиака. Для большинства видов рыб ам-миак — высокотоксичное вещество. Если значение рН существенно отличается от нейтрального, то вода сама по себе может стать токсичной для рыб. Границы значений рН, при которых могут жить пресноводные рыбы, при прочих равных условиях зависят от вида.
Так, например, щука переносит колебания рН в пределах 4,8-8,0, ручьевая форель — 4,5-9,5, карп — 4,3-10,6, карась — 4,0-11,0.
Органическое вещество. Присутствующие в воде прудов в растворенном и взвешенном состоянии органические вещества подразделяют на автохтонные и аллохтонные. Запасы автохтонных пополняются в основном за счет фотосинтеза фитопланктона и макрофитов, а аллохтонных — за счет поступлений с водосборной площади, в составе атмосферных осадков, а также иногда с бытовыми и промышлен-ными стоками. Легкоусвояемые органические вещества (сахара, аминокислоты, витамины и др.) играют большую роль в жизни гидробионтов и в первую очередь в их питании. К взвешенным органическим веществам относится детрит, который состоит из минеральных и органических частиц, составляющих сложные комплексы. Детритом питаются многие коловратки, ракообразные, моллюски, иглокожие и некоторые рыбы.
Косвенным показателем загруженности водоема органическими веществами, требующими большого количества кислорода для окисления, является окисляемость. Существует несколько методов определения в воде количества органического вещества — это анализы набихроматную и перман-ганатную окисляемость.
Солевой состав воды. Для жизни гидробионтов имеет значение как суммарное количество растворенных в воде минеральных солей, или соленость, так и ионный состав воды. По общему количеству растворенных веществ природные воды условно подразделяют на пресные, солоноватые и соленые. К пресным относят воды, содержащие до 1 г/л растворенных минеральных веществ, к солоноватым —1-15 г/л, соленым — 15-40 г/л. Качество воды в рыбоводных хозяйствах оценивают по ее общей жесткости. Чем больше солей растворено в воде, тем выше ее осмотическое давление, к которому чувствительны гидробионты. Организмы должны контролировать постоянство своего солевого состава. Для этого они используют различные механизмы, которые не только поддерживают некоторую разницу концентрации солей в среде и теле, но и обеспечивают стабильность содержания в организме отдельных ионов и их соотношения.
Для питания фитопланктона и высшей водной растительности особое значение имеют основные биогенные элементы — азот и фосфор. На жизнедеятельность гидробионтов существенно влияет содержание в воде микроэлементов: кобальта, никеля, марганца, меди, цинка, стронция и др. Их недостаток или избыток приводит к патологии развития организма, отравлениям и нередко к гибели. Источником микроэлементов для рыбы являются как вода, так и пища.
От наличия в воде биогенных элементов (солей азотной кислоты, фосфатов, микроэлементов и др.), обеспечивающих развитие фитопланктона, зависит продуктивность водоема.
Основным индикатором загрязненности воды является аммонийный азот. Он появляется в водоеме при разложении белковых веществ и мочевины, как результат разрушения отмерших растений, животных, недоеденного рыбой корма, а также поступает со сточными водами и атмосферными осадками.
 
В водной среде аммонийный азот находится в виде ионов аммония и недиссоциированных молекул аммиака в форме гидроокиси аммония; их соотношение варьирует в зависимости от рН и температуры воды. Сростом этих параметров токсичность аммиака резко возрастает.
Продуктом промежуточного микробиального окисления аммиака являются нитриты, содержание которых в воде служит не менее важным показателем санитарного состояния водоема. Нитриты также образуются в результате восстановления нитратов. Высокая концентрация нитритов указывает на поступление в водоем свежего азотсодержащего органического вещества и постороннего загрязнения.
Главным источником азота для растений и бактерий являются нитраты. Однако их содержание в воде свыше 2 мг/л обусловливает ухудшение санитарного состояния водоема. Если содержание аммонийного азота в водоеме используется в качестве одного из показателей «свежего» загрязнения, то повышенное содержание нитратов свидетельствует о загрязнении в прошлом. Низкая концентрация нитратов приводит к угнетению кормовой базы водоема.
Значимым биогенным элементом, определяющим продуктивность водоема, является фосфор. В природных водах соединения фосфора находятся в растворенном, коллоидальном и взвешенном состояниях. Запасы фосфора в водоемах пополняются за счет распада водной растительности, отмерших животных организмов, а также в результате внесения удобрений. Оптимальное содержание фосфатов в воде для развития кормовой базы водоема — не более 0,5 мг/л.
К наиболее распространенным и опасным веществам, загрязняющим воды и оказывающим негативное воздействие на рыб и биологическое состояние водоема, относятся:
■    нефтепродукты;
■    синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ);
■    фенолы;
■    хлорорганические и фосфорорганические пестициды;
■    соли тяжелых металлов;
■    диоксины;
■    радионуклиды.