Разработка новых видов кормов

I. Введение: глобальные драйверы и парадокс эффективности кормов

1.1. Кризис традиционных кормовых ресурсов и потребность в трансформации

Глобальная индустрия кормов стоит перед фундаментальным вызовом, обусловленным ростом мирового населения и спроса на животный белок. Традиционная модель, в значительной степени опирающаяся на рыбную муку (FM) и соевый шрот, достигла пределов своей экологической и экономической устойчивости. Использование рыбной муки влечет за собой риски истощения запасов дикой рыбы, что прямо противоречит принципам устойчивого развития. Зависимость от сои, особенно в контексте мирового рынка, связана с проблемами обезлесения и нестабильностью цен, что делает производственные цепочки уязвимыми.

Необходимость смещения парадигмы очевидна: стратегический фокус должен перейти от простой «максимизации роста» к «оптимизации использования ресурсов и здоровья животного». Этот переход требует внедрения инновационных источников сырья, которые демонстрируют ресурсную эффективность, экологическую устойчивость и экономическую жизнеспособность в долгосрочной перспективе.

Адекватна ли оценка эффективности производства на основе конверсии корма?

Новая методика сравнения эффективности производства наземных и водных животных
Новая методика сравнения эффективности производства наземных и водных животных позволила выявить птицу, как наиболее эффективный тип пищевой продукции, за которой следует Атлантический лосось. Несмотря на более низкий коэффициент конверсии корма, сохранение белка и калорий в продукции аквакультуры сопоставимо с продукцией животноводства

Коэффициент конверсии корма (ККК, коэффициент перевода корма) является распространенным критерием оценки эффективности использования кормов в животноводстве. Однако, он не учитывает критические факторы на пути обеспечения глобальной продовольственной безопасности.

В настоящее время заинтересованные стороны разрабатывают стратегию повышения эффективности и устойчивости системы производства продуктов питания. Согласно многолетним показателям эффективности производства животноводческой продукции, важную роль в повышении продовольственной безопасности играет аквакультура (культивирование гидробионтов).

Малый восточный тунец — созревание в течение одного года и выращивание в бассейнах

Рисунок 3. Развитие и рост Малого восточного тунца (Euthynnus affinis), (a) питающиеся коловратками личинки (10 дней после появления, 0.6 см общая длина), (b) питающаяся живой рыбой молодь (20 dph, 2.0 см, 1.5 г), (c) молодь (76 dph, 25.5 см, 324.2 г), (d) взрослые (458 dph, 50.0 см, 2246 г)
Рисунок 3. Развитие и рост Малого восточного тунца (Euthynnus affinis), (a) питающиеся коловратками личинки (10 дней после появления, 0.6 см общая длина), (b) питающаяся живой рыбой молодь (20 dph, 2.0 см, 1.5 г), (c) молодь (76 dph, 25.5 см, 324.2 г), (d) взрослые (458 dph, 50.0 см, 2246 г)

Мировой спрос на тунца существенно возрос за последние несколько лет. Это привело к активизации рыболовного промысла и, соответственно, влиянию на естественную популяцию. Малый восточный тунец (Euthynnus affinis, Cantor, 1849) является важным коммерческим видом, широко распространенным в индо-тихоокеанском регионе. Недавно, вследствие большого спроса и потенциала культивирования, он привлек внимание исследователей.

Технология получения изображений в медицине используется для лучшего понимания работы органов чувств у рыб

компьютерная микротомография черепа рыбыИногда медицинское оборудование, предназначенное для диагностики заболеваний, используется в научных исследованиях. Одним из примеров, является сканер для компьютерной микротомографии, установленный в лаборатории ортопедических исследований поликлиники Род-Айленда, который помимо изучения плотности костной ткани и диагностики таких заболеваний, как остеопороз, также дает возможность по-новому взглянуть на строение черепа и органов чувств у рыб.

На удивление многих, частым гостем данного учреждения является профессор биологических наук и руководитель программы исследований биологии морских организмов в университете Род-Айленда, Жаклин Уэбб. В области интересов профессора находится система боковой линия рыб. Данный орган чувств позволяет обнаруживать изменения скорости течения воды и наличие ее колебаний, возникающих в результате присутствия хищных рыб или добычи. Данная система находится внутри группы трубчатых каналов в черепе и теле. Когда изменения течения воды и колебания ее прилегающего слоя приводят к перемещению жидкости в каналах, волоски, связанные с органами чувств, раздражают чувствительные нервные окончания, находящиеся внутри каналов, которые затем посылают сигналы в мозг рыбы.

Карантин рыб

Обзор результатов изучения карантинных протоколов крупных зарубежных зоопарков и аквариумов

Большинство зоопарков и аквариумистов приобретают рыбок из различных источников, включая дикую природу и крупные коммерческие фермы. Инфекционные заболевания распространены среди этих рыб, особенно после влияния стрессорных факторов при транспортировке. Заболевания могут привести к высокой смертности, в частности, эктопаразитарные простейшие у костных рыб (т.е. Ichthyophthirius, Cryptocaryon, и Amyloodinium) и моногенеи (Gyrodactylus). Несколько болезней вызывают проявление хронического недомогания и потерю эстетического вида (Neobenedinia, пиявки, лимфоцистоз). Если возбудители этих заболеваний попадают в большие объемы воды, то возможности контроля, диагностики и лечения существенно ограничиваются объемом системы, обслуживающим оборудованием, составом видов. В некоторых случаях, контроль патогенного организма невозможен. Карантинные мероприятия, проводимые для снижения риска внесения инфекции в систему, позволяют диагностировать, контролировать инфекцию и лечить рыб изолированно от других животных. Карантин также приспосабливает этих рыб к новым условиям обитания, под пристальным вниманием персонала.

Мониторинг состояния водной среды на основе Arduino

Люди любят выращивать рыбок дома и прудах, поэтому им пригодится система мониторинга состояния водной среды. Наибольшие вопросы вызывает состояние воды. Под непрерывный мониторинг попадают такие параметры как уровень карбонатов, аммония, нитратов, солености, pH, температуры, мутности, растворенного кислорода и т.д.. Использование различных датчиков и отслеживание параметров воды способствует размножению рыб и снижает их смертность. Исследователи предлагают различные способы сохранения качества водной среды.

Поведение рыб в аквакультуре

I. Введение: благополучие рыб и производительность аквакультуры

1.1. Эволюция парадигмы рыбоводства

Современная аквакультура переживает парадигмальный сдвиг, смещая фокус с исключительно количественных показателей увеличения биомассы на концепцию устойчивого и этически оправданного производства, в центре которого находится благополучие животных. Эта трансформация обусловлена не только этическими соображениями, но и прямыми экономическими императивами. Установлено, что высокий уровень благополучия напрямую коррелирует с улучшенным иммунным статусом рыбы, оптимальной конверсией корма (Feed Conversion Ratio, FCR) и, как следствие, с более высоким качеством конечного продукта и снижением производственных потерь. Таким образом, оценка и обеспечение благополучия становится не второстепенной задачей, а фундаментальным элементом эффективного производственного менеджмента.

Утилизация отходов аквакультуры

Введение: Аквакультура в контексте глобальной продовольственной безопасности и устойчивого развития

Аквакультура признана самым быстрорастущим сектором производства продуктов питания в мире, что подчеркивает ее критическую роль в обеспечении глобальной продовольственной безопасности. Однако столь стремительный рост сопряжен со значительными экологическими рисками, обусловленными в первую очередь неадекватной практикой утилизации производственных отходов. Обеспечение устойчивого развития отрасли требует перехода от линейной модели «производство-сброс» к принципам циркулярной биоэкономики, где отходы рассматриваются как ценные ресурсы.

Разработка новых технологий выращивания

Раздел 1. Введение: императив технологической трансформации в сельском хозяйстве и аквакультуре

1.1. Глобальные вызовы и необходимость инноваций

Растущий спрос на продовольствие, обусловленный увеличением мирового населения, требует радикального пересмотра методов производства белка. Прогнозируется, что к 2050 году глобальное производство продовольствия должно быть значительно увеличено, что ставит под вопрос устойчивость традиционного сельского хозяйства и первичных методов аквакультуры. Эти секторы уже сталкиваются с серьезными ограничениями, включая дефицит пресной воды, загрязнение стоками и эвтрофикацию водоемов, вызванную избыточным накоплением питательных веществ.

Экологические исследования в аквакультуре

Объемы вылова рыбы и продукции аквакультуры в мире (в млн. тонн) с 1950 по 2020-е годы. Он наглядно иллюстрирует, что после резкого роста в середине XX века вылов дикой рыбы (синяя линия) стабилизировался, в то время как объемы аквакультуры (зеленая линия) начали экспоненциально расти, что называют «Голубой революцией»
Объемы вылова рыбы и продукции аквакультуры в мире (в млн. тонн) с 1950 по 2020-е годы. Он наглядно иллюстрирует, что после резкого роста в середине XX века вылов дикой рыбы (синяя линия) стабилизировался, в то время как объемы аквакультуры (зеленая линия) начали экспоненциально расти, что называют «Голубой революцией»

I. Роль аквакультуры в глобальной продовольственной системе

Аквакультура является критически важным сектором для обеспечения глобальной продовольственной безопасности в условиях растущего мирового населения и ограниченности природных ресурсов. На протяжении последних десятилетий наблюдается парадигмальная смена: традиционный промысел дикой рыбы (экстенсивный лов) постепенно замещается интенсивным культивированием водных организмов. Эта трансформация обусловлена необходимостью удовлетворения неуклонно растущего спроса на высококачественный белок при одновременном истощении мировых запасов диких рыб.

Питание рыб: физиология и кормление

1. Введение: Фундаментальное значение питания в аквакультуре

Эффективное и научно обоснованное питание является краеугольным камнем современного рыбоводства и ключевым фактором, определяющим экономическую устойчивость и экологический след аквакультурного производства. В большинстве операций по выращиванию рыб затраты на корма составляют самую значительную часть операционных расходов, достигая, как правило, от 30% до 50% всех переменных затрат, а в некоторых интенсивных системах превышая 65%. Таким образом, повышение эффективности использования корма, измеряемое коэффициентом конверсии корма (FCR), имеет первостепенное значение. Понимание физиологических особенностей пищеварения различных видов рыб и разработка рационов, точно соответствующих их метаболическим потребностям на каждой стадии жизненного цикла, позволяет оптимизировать рост, минимизировать отходы и улучшить здоровье поголовья.

Введение в микроводоросли: виды и значение

Процессе углеродного секвестрирования — улавливание и хранение CO₂ для борьбы с изменением климата. Существуют два основных метода: геологический (закачка CO₂ под землю) и биологический (поглощение растениями и водорослями). Водоросли особенно эффективны — они поглощают до 400 раз больше CO₂, чем деревья, и могут выращиваться в фотобиореакторах. Компания Algasol разработала такие реакторы, где 1 кг биомассы водорослей связывает 1,8 кг CO₂. Полученная биомасса используется для производства биопластика, косметики, кормов и других продуктов, делая промышленность углеродно-отрицательной
Процессе углеродного секвестрирования — улавливание и хранение CO₂ для борьбы с изменением климата. Существуют два основных метода: геологический (закачка CO₂ под землю) и биологический (поглощение растениями и водорослями). Водоросли особенно эффективны — они поглощают до 400 раз больше CO₂, чем деревья, и могут выращиваться в фотобиореакторах. Компания Algasol разработала такие реакторы, где 1 кг биомассы водорослей связывает 1,8 кг CO₂. Полученная биомасса используется для производства биопластика, косметики, кормов и других продуктов, делая промышленность углеродно-отрицательной

1. Введение. Микроводоросли как основа биоэкономики

1.1. Определение и глобальное экологическое значение

Микроводоросли представляют собой гетерогенную группу микроскопических одноклеточных организмов, способных к фотосинтезу. Эти организмы, обитающие как в пресной, так и в соленой воде, являются фундаментальным компонентом глобальной экосистемы. Они составляют основу морских и пресноводных пищевых цепей, а их совокупная биомасса производит значительную долю кислорода на планете.

Особенно велико значение микроводорослей в контексте управления климатом. Благодаря быстрому росту, они способны фиксировать углекислый газ (CO₂) из атмосферы со скоростью, которая, по оценкам, в 10–50 раз превышает скорость фиксации, достигаемую наземными растениями. Эта уникальная способность делает их ключевым объектом для разработки устойчивых промышленных технологий, направленных на снижение выбросов CO₂.

Спирулина: польза и технологии выращивания

Трихом цианобактерии Arthrospira platensis. Диаметр трихома примерно 12 мкм (Courtesy of Dr. Amha Belay)
Трихом цианобактерии Arthrospira platensis. Диаметр трихома примерно 12 мкм (Courtesy of Dr. Amha Belay)

1. Введение: Arthrospira platensis в мировой биоэкономике

Arthrospira platensis, широко известная под торговым названием Спирулина, является фотосинтезирующей нитчатой цианобактерией, относящейся к классу сине-зеленых микроводорослей. История ее использования в качестве источника пищи насчитывает тысячелетия, однако в последние десятилетия она приобрела значительную популярность как диетическая добавка и ключевой игрок в развивающейся мировой биоэкономике.

Спирулина занимает лидирующую позицию по годовому мировому объему производства микроводорослей, ежегодно производя около 10 000 тонн, что значительно превышает показатели ее главного конкурента, Хлореллы (4 000 тонн). В совокупности, Arthrospira и Chlorella обеспечивают более 90% глобальной биомассы микроводорослей. Быстро растущий спрос на рынке нутрицевтиков и пищевых добавок указывает на значительные экономические перспективы: по прогнозам, спрос на Спирулину достигнет $897,61 млн к 2027 году.

Хлорелла: биология и применение в аквакультуре

Chlorella vulgaris
Chlorella vulgaris

1. Биология хлореллы: Фундаментальный биохимический потенциал

Хлорелла (Chlorella) представляет собой род одноклеточных зеленых микроводорослей, принадлежащих к типу Chlorophyta. Наиболее изученным и широко используемым видом является Chlorella vulgaris. Эти организмы обладают исключительно высоким потенциалом для промышленного культивирования благодаря их способности к быстрому росту и высокой концентрации ценных питательных веществ. Скорость деления клеток Chlorella позволяет им удваивать биомассу в течение нескольких часов в оптимальных условиях, что обеспечивает высокую масштабируемость производства.

Астаксантин: роль в питании рыб

Астаксантин — это природный пигмент из группы каротиноидов, относящийся к ксантофиллам. Он придаёт розово-оранжевую окраску многим морским организмам, таким как лосось, креветки, фламинго и некоторые водоросли
Астаксантин — это природный пигмент из группы каротиноидов, относящийся к ксантофиллам. Он придаёт розово-оранжевую окраску многим морским организмам, таким как лосось, креветки, фламинго и некоторые водоросли

1. Введение. Фундаментальное значение астаксантина в рыбоводстве

1.1. Астаксантин как ключевой питательный компонент и экономический драйвер

Астаксантин (Ax) представляет собой ксантофильный каротиноид (3,3′-дигидрокси-β,β′-каротин-4,4′-дион), являющийся жирорастворимым красным пигментом. В отличие от некоторых других каротиноидов, Ax не обладает провитаминной активностью A в организме человека. На протяжении более двух десятилетий этот пигмент занимает центральное место в индустрии аквакультуры, в частности, в питании лососевых (лосося и форели) и ракообразных, поскольку он придает мясу и панцирю характерный розовый или красный цвет. Эта эстетическая функция традиционно служила основным рыночным драйвером для Ax.