Пропустить к содержанию

Независимые фермерские операции

← Aquaponics Food Production Systems

Source material

Глава 17 Понимание рисков в области здоровья водных животных в аквапонике

Хиджран Явузкан Йылдыз, Владимир Радосавлевич, Джулиана Париси и Александр Цветковикь

Абстракция Возросший интерес общественности к аквапонике обусловливает необходимость усиления контроля за состоянием здоровья рыб в целях сведения к минимуму риска вспышек инфекционных и неинфекционных заболеваний, вызванных проблематичной биозащищенностью. Потери рыбы в результате здоровья и болезней, а также сообщения о плохих методах управления и качестве продукции, которые в худшем случае могут негативно сказаться на здоровье человека, могут привести к серьезной экономической и репутационной уязвимости для аквапоники. Сложность аквапонных систем предотвращает использование многих противомикробных/противопаразитарных средств или дезинфицирующих средств для искоренения заболеваний или паразитов. В этой главе мы даем обзор потенциальных опасностей с точки зрения рисков, связанных со здоровьем водных животных, и описываем профилактические подходы, характерные для аквапонных систем.

Ключевые слова Аквапоника · Здоровье рыбы · Биобезопасность · Стратегии лечения

Содержимое

  • 17.1 Введение
  • 17.2 Аквапоника и риск: перспективы развития для здоровья рыб
  • 17.3 Идентификация опасности
  • 17.4 Управление здоровьем рыб
  • 17.5 Стратегии лечения в аквапонике

—

[Х. Явуцкан Йылдыз](mailto: yavuzcan@ankara.edu.tr)

Кафедра рыбного хозяйства и аквакультуры, Университет Анкары, Анкара, Турция

[В. Радосавлевич](mailto: vladimiradosavljevic@yahoo.co.uk)

Отделение болезней рыб, Национальная справочная лаборатория болезней рыб, Институт ветеринарной медицины Сербии, Белград, Сербия

[Г. Паризи](mailto: giuliana.parisi@unifi.it)

Департамент сельского хозяйства, продовольствия, окружающей среды и лесного хозяйства (DAGRI), Секция животноводства, Флорентийский университет, Италия

[А. Цветкович](mailto: acvetkovic@fvm.ukim.edu.mk)

Кафедра паразитологии и паразитарных болезней, Факультет ветеринарной медицины, Св. Кирилла и Мефодия в Скопье, Скопье, Республика Македония

Кафедра рыбного хозяйства, Институт животоведения им. Кирилла и Мефодия в Скопье, Скопье, Республика Македония

© Автор (ы) 2019 435

С. Годдек и др. (ред.), Системы производства продуктов питания Aquaponics, https://doi.org/10.1007/978-3-030-15943-6_17

—

Ссылки

Abd El-Rhman AM, Khattab YAE, Shalaby AME (2009) Micrococcus luteus и Pseudomonas виды как пробиотики для стимулирования роста и здоровья тилапии Нила, Oreochromis niloticus. Рыба моллюсков Иммунол 27:175 —180. https://doi.org/10.1016/j.fsi. 2009.03.020

Афонсу А, Матас РГ, Маджоре А, Мертен С, Робинсон Т (2017) Деятельность EFSA по возникающим рискам в 2016 году. Поддержка EFSA Публикация 14:1 —59. https://doi.org/10.2903/sp.efsa.2017.EN-1336

Ahl AS, Acree JA, Gipson PS, McDowell RM, Miller L, McCelvaine MD (1993) Стандартизация номенклатуры для анализа рисков для здоровья животных. Пред. техн. наук 12:1045 —1053

Андерсон Д.П. (1992) Иммуностимуляторы, адъюванты и носители вакцин в рыбе: применение в аквакультуре. Анну Рев Рыба Дисс 2:281 —307. https://doi.org/10.1016/0959-8030(92)90067-8

Au DWT, Pollino CA, Wu RSS, Shin PKS, Lau STF, Tang JYM (2004) Хроническое воздействие взвешенных твердых веществ на структуру жаберных, осморегуляция, рост и трийодтиронин у молодёжного зеленого групера Epinephelus coiodes. Мар Экол Прог Сер 266:255 —264. https://doi.org/10.3354/ meps266255

Остин Б, Остин DA (2016) Бактериальные возбудители рыб: болезнь выращиваемых и диких рыб, 6-е издание. Спрингер, Чам. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32674-0

Aven T (2016) Оценка рисков и управление рисками: обзор последних достижений на их основе. Eur J Опер Рес 253:1 —13. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2015.12.023

Бебак-Вильямс Дж., Нобл А, Боузер П, Вустер Г (2007) Управление здоровьем рыб. In: Timmons MB, Ebeling JM (eds) Рециркуляция аквакультуры. Cayuga Aqua Ventures, Итака, Нью-Йорк, и Северо-Восточный региональный центр аквакультуры. Публикация № 01-007, стр. 619—664

Bondad-Reantaso MG, Subasinghe RP (2008) Удовление будущего спроса на водные продукты через аквакультуру: роль здоровья водных животных. В: Рыболовство во имя глобального благосостояния и окружающей среды, 5-й Всемирный конгресс по рыболовству 2008, стр. 197—207

Bondad-Reantaso MG, Subasinghe RP, Артур JR, Огава K, Чинабут S, Адлард R, Тан Z, Шариф M (2005) Болезни и управление здоровьем в азиатской аквакультуре. Ветеринарный паразитол 132:249 —272. https://doi.org/10.1016/j.vetpar.2005.07.005

Bondad-Reantaso MG, Артур JR, Subasinghe RP (2008) Понимание и применение анализа рисков в аквакультуре, Технический документ ФАО по рыболовству и аквакультуре № 519

Brunt J, Austin B (2005) Использование пробиотика для контроля лактококкоза и стрептококкоза радужной форели, Oncorhynchus mykiss (Walbaum). J Рыба Дисс 28:693 —701. https://doi.org/10.1111/j.13652761.2005.00672.x

Copp GH, Рассел IC, Peeler EJ, Gherardi F, Tricarico E, Macleod A, Cowx IG, Nunn AD, Occhipinti-Ambrogi A, Savini D, Mumford J, Britton JR (2016) Европейская схема анализа рисков аквакультуры — резюме протоколов оценки и инструментов поддержки принятия решений по использованию чужеродных видов в аквакультуре культуры. Рыба Манаг Экол 23:1 —11. https://doi.org/10.1111/ fme.12074

Das S, Sahoo PK (2014) Маркеры для отбора устойчивости к болезням у рыб: обзор. Аквак Инт 22:1793 —1812. https://doi.org/10.1007/s10499-014-9783-5

Evenhuis JP, Leeds TD, Marancik DP, LaPatra SE, Wiens GD (2015) Радужная форель (Oncorhynchus mykiss) устойчивость к заболеваниям Columnaris является наследственной и благоприятно коррелирует с бактериальной устойчивостью к болезням холодной воды. J Anim Sci 93:1546 —1554. https://doi.org/10.2527/ яс.2014-8566

Goddek S (2016) Трехпетлевые системы аквапоники: шансы и вызовы. В: Материалы международной конференции по вопросам исследования аквапоники, Любляна, Словения, 22 марта 2016 года

Goddek S, Delaide B, Mankasingh U, Ragnarsdottir K, Jijakli H, Thorarinsdottir R (2015) Проблемы устойчивой и коммерческой аквапоники. Устойчивость 7:4199 —4224. https://doi.org/10.3390/su7044199

Goddek S, Espinal C, Delaide B, Jijakli M, Schmautz Z, Wuertz S, Keesman K (2016) Навигация в сторону развязанных аквапонных систем: подход к проектированию системной динамики. Вода 8:303. https://doi.org/10.3390/w8070303

Henryon M, Berg P, Olesen NJ, Kjær TE, Slierendrecht WJ, Jokumsen A, Lund I (2005) Селективное разведение обеспечивает подход к повышению резистентности радужной форели (Oncorhynchus mykiss) к заболеваниям, кишечной красной муте, синдрому радужной форели и вирусному геморрагическому септику aemia. Аквакультура 250:621 —636. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2004.12.022

Huang A-G, Yi Y-L, Ling F, Lu L, Zhang Q-Z, Wang G-X (2013) Скрининг растительных экстрактов на антигельминтную активность против Dactylogyrus interdius (Monogenea) у золотых рыбок (Carassius auratus). Паразитол Рес 112:4065 —4072. https://doi.org/10.1007/s00436-013-3597-7

Юнге Р, Кёниг Б, Вильярроэль М, Комивес Т, Джиджакли МХ (2017) Стратегические точки в аквапонике. Вода 9:1 -9. https://doi.org/10.3390/w9030182

Кабата Z (1985) Паразиты и болезни рыб, выращиваемых в тропиках. Тейлор и Фрэнсис, Лондон

Kim D-H, Austin B (2006) Врожденные иммунные реакции у радужной форели (Oncorhynchus mykiss, Walbaum), индуцированной пробиотиками. Рыба моллюсков Иммунол 21:513 —524. https://doi.org/10.1016/ j.fsi.2006.02.007

Koshio S (2016) Иммунотерапия, направленная на иммунитет слизистой оболочки рыб — современные знания и перспективы на будущее. Передний иммунол 6:643. https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00643

Love DC, Fry JP, Li X, Hill ES, Genello L, Semmens K, Thompson RE (2015) Коммерческое производство аквапоники и рентабельность: результаты международного исследования. Аквакультура 435:67 —74. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.09.023

MacDiarmid SC (1997) Анализ рисков, международная торговля и здоровье животных. //Основы анализа рисков и управления рисками. РЦ «Льюис», Бока-Ратон, стр. 377—387

Маккензи Р, Бурхенн-Гильмин Ф, La Viña AGM, Werksman JD, Ascencio A, Kinderlerer J, Kummer K, Tapper R (2003) Пояснительное руководство к Картахенскому протоколу по биобезопасности. МСОП, Гланд и Кембридж, Соединенное Королевство, стр. 295

Мартин САМ, Król E (2017) Нутригеномика и иммунная функция у рыб: новые идеи из технологий омики. Дев Комп Иммунол 75:86 —98. https://doi.org/10.1016/j.dci.2017.02.024

Макинтош Д (2008) Управление рисками аквакультуры. Публикация НРАК № 107. 1 февраля 2018 г. http://www.mdsg.umd.edu/сайты/default/файлы/107-риск%20Management.pdf

Маклафлин М.Ф., Грэм Д.А. (2007) Альфавирусные инфекции у лососевых — обзор. J Рыба Дисс 30:511 —531. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.2007.00848.x

Monsees H, Kloas W, Wuertz S (2017) Развязанные системы на испытании: устранение узких мест для улучшения аквапонных процессов. ПЛОС Один 12:e0183056. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0183056

Мюллер-Граф С, Берте Ф, Грудник Т, Овощечистка Е, Афонсо А (2012) Оценка рисков, связанных с благосостоянием рыб, их применением и ограничениями. Рыба Физиол Биохим 38:231 —241. https://doi.org/10.1007/ s10695-011-9520-1

Noga E (2010) Болезнь рыб: диагностика и лечение, 2-е изд. Уайли-Блэквелл, Эймс. https://doi. орг/10.1002/9781118786758

Nowak BF (2004) Оценка рисков для здоровья южного голубого тунца в нынешних культурных условиях. Бык Eur Assoc Рыба Патол 24:45 —51

Oidtmann B, Peeler E, Lyngstad T, Brun E, Bang Jensen B, Stärk KDC (2013) Методы, основанные на рисках наблюдения за заболеваниями рыб и наземных животных. Предыдущий Ветер Мед 112:13 —26. https://doi.org/10. 1016/j.prevetmed.2013.07.008

МЭБ (2017) Код здоровья водных животных. Международный офис эпизоотий, Париж. 1 февраля 2018 года. http://www.oie.int/index.php?id=171&L=0&htmfile=preface.htm

Отман Ф, Ислам МС, Шарифа Е.Н., Шахром-Харрисон Ф, Хасан А (2015) Биологический контроль стрептококковой инфекции у Нила Тилапиа Ореохромиса niloticus (Linnaeus, 1758) с использованием фильтрации двухклапанных мидий Pilsbryocon chilis (Lea, 1838). Дж. Апл Ихтиол 31:724 —728. https://doi.org/10.1111/jai.12804

Palm HW, Seidemann R, Wehofsky S, Knaus U (2014a) Значительные факторы, влияющие на экономическую устойчивость закрытых аквапонных систем. Часть I: проектирование системы, химико-физические параметры и общие аспекты. AACL Биофлюс 7:20 —32

Palm HW, Bissa K, Knaus U (2014b) Значительные факторы, влияющие на экономическую устойчивость закрытых аквапонных систем. Часть II: рост рыбы и растений. AACL Биофлюс 7:162 —175

Парк K-H, Choi S-H (2012) Эффект омелы, Viscum альбом coloratum, экстракт на врожденный иммунный ответ Нила Tilapia (Oreochromis niloticus). Рыба моллюсков Иммунол 32:1016 —1021. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2012.02.023

Паркер Р. (2012) Наука о аквакультуре, 3-я изд. Delmar, Обучение по ценгажу, Клифтон-Парк

Peeler EJ, Taylor NG (2011) Применение эпидемиологии в здоровье водных животных - возможности и проблемы. Ветеринар Рес 42:94. https://doi.org/10.1186/1297-9716-42-94

Peeler EJ, Murray AG, Thebault A, Brun E, Giovaninni A, Thrush MA (2007) Применение анализа рисков в управлении здоровьем водных животных. Предыдущий Ветер Мед 81:3 —20. https://doi.org/10. 1016/j.prevetmed.2007.04.012

Picón-Camacho SM, Leclercq E, Bron JE, Shinn AP (2012) Потенциальная полезность леопардового pleco (Glyptoperichthys gibbiceps) как биологического контроля цилиатного простейшего Ichthyophthirius multifiliis. Пешт Манаг Sci 68:557 —563. https://doi.org/10.1002/ps.2293

Plumb JA, Hanson LA (2011) Охрана здоровья и основные микробные заболевания культивируемых рыб, 3-е изд. Уайли-Блэквелл, Оксфорд. https://doi.org/10.1002/9780470958353

Rakocy J (2012) Аквапоника — интеграция рыбной и растениеводческой культуры. В: Tidwell J (ред.) Системы производства аквакультуры. Уайли-Блэквелл, Эймс, стр. 343—386. https://doi.org/10.1002/ 9781118250105

Rakocy JE, Masser MP, Losordo TM (2006) Системы рециркулирующих резервуаров для аквакультуры: аквапоника - интеграция рыбной и растительной культуры. Публикация СРПС № 454. 1 февраля 2018 г. http://www.aces.edu/dept/fisheries/aquaculture/documents/309884-SRAC454.pdf

Ревертер M, Bontemps N, Lecchini D, Banaigs B, Sasal P (2014) Использование растительных экстрактов в рыбной аквакультуре как альтернатива химиотерапии: современное состояние и перспективы. Аквакультура 433:50 —61. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2014.05.048

Ривер-Торрес О (2003) Протокол по биобезопасности и ВТО, 26 до н.э. Int Comp L Rev 263, http://lawdigitalcommons.bc.edu/iclr/vol26/iss2/7

Шарма А, Део АД, Ритешкумар СТ, Чану ТИ, Дас А (2010) Влияние корня Withania somnifera (L. Dunal) в качестве кормовой добавки на иммунологические показатели и устойчивость к заболеваниям к гидрофиле при лабео рохита (Hamilton). Рыба моллюсков Иммунол 29:508 —512. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2010.05.005

Сираков I, Лутц М, Грабер А, Матис А, Стайков И, Смитс Т, Юнге Р (2016) Потенциал комбинированной биоконтрольной активности против грибковых рыб и возбудителей растений бактериальными изолятами из модельной аквапонной системы. Вода 8:518. https://doi.org/10.3390/w8110518

Sitjà-Bobadilla A, Oidtmann B (2017) Комплексные стратегии управления патогенами в рыбоводстве. /Jeney G (ред.) Рыбные заболевания: стратегии профилактики и борьбы. Академический, Лондон, стр. 119—144. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804564-0.00005-3

Skiftesvik AB, Bjelland RM, Durif CMF, Johansen IS, Browman HI (2013) Расслабление атлантического лосося (Salmo salar) путем культивирования против дикого баллана wrasse (Labrus bergylta). Аквакультура 402— 403:113 —118. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.03.032

Влияние экологического стресса на вспышки инфекционных заболеваний рыб//Вестн. J Рыба Биол 6:197 —208

Сомервилль С, Коэн М, Пантанелла Е, Станкус А, Лователли А (2014) Маломасштабное аквапоническое производство пищевых продуктов. Комплексное рыбоводство и растениеводство. ФАО «Рыболовство и аквакультура», Рим

Sterling P, Eyer J (1988) Аллостаз: новая парадигма для объяснения возбудительной патологии. В: Фишер S, Reason J (eds) Справочник жизненного стресса, познания и здоровья. Уайли, Чичестер, стр. 629—639

Subasinghe RP (2005) Эпидемиологический подход к рациональному использованию водных животных: возможности и проблемы развивающихся стран в плане увеличения производства водных видов за счет аквакультуры. Прев Ветер Мед 67:117 —124. https://doi.org/10.1016/j.prevetmed.2004.11.004

Tacchi L, Bickerdike R, Douglas A, Secombes CJ, Martin SAM (2011) Транскриптомические реакции на функциональные корма в атлантическом лосося (Salmo salar). Рыба моллюсков Иммунол 31:704 —715. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2011.02.023

ООН (2017) Организация Объединенных Наций, Департамент по экономическим и социальным вопросам, Отдел народонаселения, World Population Prospects 2017 - Data Booklet (ST/ESA/SER.A/401). https://esa. un.org/UNPD/WPP/Публикации и файлы/WPP2017_Databooklet.pdf

Васудева Рао Y, Das BK, Jyotyrmayee P, Chakrabarti R (2006) Влияние Achyranthes aspera на иммунитет и выживаемость Labeo rohita, зараженного Aeromonas гидрофилой. Рыба моллюсков иммунол 20:263 —273. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2005.04.006

Уинтон Дж. (2002) Управление здоровьем рыб. In: Wedemayer G (ред.) Управление рыбным инкубаторием, 2-е издание. Американское рыбохозяйственное общество, Бетесда, стр. 559—640

Xue S, Xu W, Wei J, Sun J (2017) Влияние экологических бактериальных сообществ на здоровье рыб в морских рециркулирующих системах аквакультуры. Ветеринатор Микробиол 203:34 —39. https://doi.org/10.1016/j. vetmic.2017.01.034

Yavuzcan Yıldız H, Seçer SF (2017) Стресс и здоровье рыб: к пониманию аллостатической нагрузки. В: Бериллис П (ред.) Тенденции в области рыболовства и здоровья водных животных. Научные издательства «Бентам», Шарджа, стр. 133—154. https://doi.org/10.2174/97816810858071170101

Yavuzcan Yildiz H, Robaina L, Pirhonen J, Mente E, Domínguez D, Parisi G (2017) Благосостояние рыб в аквапонных системах: его отношение к качеству воды с акцентом на корм и фекалии обзор. Вода 9:13. https://doi.org/10.3390/w9010013

Yi Y-L, Lu C, Hu X-G, Ling F, Wang G-X (2012) Антипротозоальная активность лекарственных растений против Ichthyophthirius multifiliis у золотых рыбок (Carassius auratus). Паразитол Рес 111:1771 —1778. https://doi.org/10.1007/s00436-012-3022-7

Open Access Данная глава лицензирована в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или формате, при условии, что вы даете соответствующий кредит первоначальному автору (авторам) и источнику, предоставите ссылку на лицензии Creative Commons и указать, были ли внесены изменения.

Изображения или другие материалы третьих лиц в этой главе включены в лицензию Creative Commons главы, если иное не указано в кредитной линии материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons главы и ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя.

Aquaponics Food Production Systems contributors.

Открыть исходное издание · Creative Commons Attribution 4.0

Это библиотечное издание переформатировано и объединено из исходного источника.

  1. 17.1 Введение

    Original publication · Впервые опубликовано в FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Европейское управление по безопасности пищевых продуктов сообщило о различных движущих силах и потенциальных проблемах, связанных с новыми тенденциями в производстве продуктов питания, а аквапоника была определена в качестве нового процесса/практики производства пищевых продуктов (Afonso et al. 2017). В качестве нового процесса производства продуктов питания аквапоника можно определить как «сочетание аквакультуры животных и культуры растений через микробную связь и в симбиотических отношениях». В аквапонике основной подход заключается в получении выгод от взаимодополняющих функций организмов и восстановления питательных веществ. В аквакультурной части системы применяются принципы, схожие с рециркулирующими системами аквакультуры (РАС). Аквапоника набирает обороты благодаря своим превосходным характеристикам по сравнению с традиционными системами производства. Таким образом, аквапоника, как представляется, способна поддерживать экосистемы и укреплять потенциал адаптации к изменению климата, экстремальным погодным условиям, засухе, наводнениям и другим бедствиям. Эти атрибуты находятся в пределах досягаемости, однако, как и в других агро- и аквакультурных производствах, аквапоника не свободна от рисков. Учитывая сложность аквапоники как среды для совместного производства водных животных с растениями, опасности и риски могут быть более сложными.

    В настоящей главе основное внимание уделяется категориям риска (т.е. здоровью животных/заболеваниям), а не конкретным рискам (например, заболеванию флектобактериозом). В традиционной аквакультуре некоторые из наиболее распространенных видов производственных рисков связаны с болезнями, вызванными патогенными микроорганизмами, неподходящим качеством воды и сбоем системы. Сниеско (1974) сообщил, что инфекционные заболевания рыб возникают в тех случаях, когда восприимчивая рыба подвергается воздействию вирулентных патогенов в определенных условиях окружающей среды. Таким образом, взаимодействие патогенов, качество воды и устойчивость рыб связано с возникновением болезни. Предыдущие исследования с использованием методов риска изучали пути введения патогенов водных животных в целях обеспечения безопасной торговли (например, анализ рисков импорта) и поддержки биозащищенности (Peeler and Taylor 2011). Учитывая сходство аквапоники с РАН, предполагается, что проблемы здоровья водных животных в аквапонике могут быть идентичны водным животным в РАН. В частности, колебания качества воды могут повысить восприимчивость рыб к патогенам (т.е. болезненным организмам, таким как вирус, бактерии, паразиты, грибы) в РАС и вызвать вспышки заболеваний. Микроорганизмы в закрытых системах, таких как RAS или аквапоника, имеют важное значение с точки зрения поддержания здоровья рыб. Так, Xue et al. (2017) сообщили о потенциальной корреляции между заболеваниями рыб и экологическими бактериальными популяциями в РАС. Высокая плотность патогенов и ограниченные возможности лекарств делают систему уязвимой к заболеваниям. Болезни или нарушение здоровья могут привести к катастрофическим потерям при снижении выживаемости или низких коэффициентах конверсии кормов. Независимо от того, какой потенциальный риск становится проблематичным, каждый из них оказывает одинаковое воздействие: общее сокращение производства товарного качественного продукта, которое затем приводит к финансовым потерям (McIntosh 2008). Заболевания могут быть предотвращены только в том случае, если риски признаются и управляются до возникновения заболевания (Новак 2004). Серьезность рисков различается и, вероятно, будет меняться в зависимости от того, когда каждый из них встречается в ходе производственного цикла.

  2. 17.2 Аквапоника и риск: перспективы развития для здоровья рыб

    Original publication · Впервые опубликовано в FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Рыбные патогены преобладают в водной среде, и рыбы, как правило, способны противостоять им, если они не перегружены аллостатической нагрузкой (Yavuzcan Yıldız and Seçer 2017). Аллостазис относится к «стабильности через изменения», предложенной Стерлингом и Эйером (1988). Проще говоря, это усилия рыб, чтобы поддерживать гомеостаз через изменения в физиологии. Аллостатическая нагрузка рыбы в аквапонике может быть сложным фактором, поскольку аквапоника представляет собой сложную систему, главным образом с точки зрения качества воды и микробного сообщества в системе. Следовательно, заболевания рыб, как правило, специфичны для конкретных видов и систем. Конкретные аквапонные заболевания пока не описаны. Из аквакультуры известно, что заболевания рыб трудно обнаружить и, как правило, являются конечным результатом взаимодействия различных факторов, связанных с окружающей средой, питательным состоянием рыбы, иммунной устойчивостью рыбы, наличием инфекционного агента и/или плохим земледелием и управлением. практики. Для поддержания аквапонных систем необходимо разработать подход к управлению состоянием водных ресурсов с учетом культурных видов, сложности окружающей среды в аквапонике и типа управления аквапонной системой. На рентабельность производства аквапоники может повлиять даже небольшое процентное сокращение производства, как это видно из аквакультуры (Subasinghe 2005).

    «Аквапоника» — это устойчивый, инновационный подход к будущим системам производства продуктов питания, однако эта комплексная система производства в настоящее время сталкивается с трудностями при переходе от экспериментальной стадии или мелкомасштабных модулей к крупномасштабному производству. Можно предположить, что отсутствие экономического успеха этой высокоустойчивой системы производства объясняется серьезными узкими местами, пока еще не решенными с научной точки зрения. Несомненно, экономическая эффективность и технические возможности аквапонных систем требуют дальнейших исследований для расширения производства (Junge et al. 2017). Научно-исследовательская деятельность и инновации, применявшиеся с 80-х годов, превратили аквапонную технологию в жизнеспособную систему производства продуктов питания, и, хотя мелкомасштабные и исследовательские предприятия уже являются жизнеспособными, аквапоника коммерческого масштаба зачастую не является экономически жизнеспособной. К заявленным преимуществам, присущим и признанным для аквапонных систем, относятся: значительное сокращение использования воды (по сравнению с традиционными почвенными методами выращивания растений), более крупные и здоровые овощи, чем при выращивании в почве, производство растений не требует искусственных удобрений и Продукты аквапоники не содержат антибиотиков, пестицидов и гербицидов.

    17.2.1 Обзор анализа рисков

    Риск определяется как «неопределенность и серьезность последствий деятельности» (Aven 2016), а картина риска отражает (i) вероятность/частоту опасность/угроз, (ii) ожидаемые потери с учетом возникновения такой опасности/угрозы и (iii) факторы, которые могут привести к значительным отклонениям между ожидаемые результаты и фактические результаты (неопределенности, уязвимости). Анализ рисков предлагает инструменты для оценки рисков и оказания помощи в принятии решений (Ahl et al. 1993; MacDiarmid 1997). Анализ рисков основан на систематическом использовании имеющейся информации для принятия решений с использованием компонентов идентификации опасности, оценки риска, управления рисками и информирования о рисках, как указано Всемирной организацией здоровья животных (МЭБ) (рис. 17.1). Эта система обычно используется для анализа риска патогенов (Peeler et al. 2007).

    Рис. 17.1 Анализ рисков (МЭБ 2017)

    Анализ рисков при производстве продуктов питания, включая аквапонику, может применяться во многих случаях, таких, как продовольственная безопасность, инвазивные виды, рентабельность производства, торговля и инвестиции, а также для того, чтобы потребители предпочли безопасные высококачественные продукты (BondadReantaso et al. 2005; Copp et al. 2016). Преимущества применения анализа рисков в аквакультуре стали более четко увязываться с устойчивостью, прибыльностью и эффективностью этого сектора, и этот подход также может быть эффективным для сектора аквапоники. Поэтому интродукция болезни и потенциальная передача патогенов могут оцениваться в контексте риска для здоровья водных животных (Peeler et al. 2007). Различные международные соглашения, конвенции и протоколы охватывают здоровье человека, животных и растений, аквакультуру, дикий рыбный промысел и общую окружающую среду в области риска. Наиболее всеобъемлющими и широкими соглашениями и протоколами являются Соглашение Всемирной торговой организации (ВТО) по санитарным и фитосанитарным вопросам, Конвенция о биологическом разнообразии Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) и дополнительное соглашение Картахенский протокол по биобезопасности и Кодекс Алиментариус ( Маккензи и др., 2003 год; Ривер-Торрес, 2003 год).

    Ключевая проблема в области риска связана с глубиной наших знаний. Решения о рисках — это связанные ситуации, характеризующиеся большой неопределенностью (Aven 2016). В частности, анализ рисков для здоровья животных зависит от знаний, полученных в ходе эпидемиологических исследований и статистических исследований. Oidtmann et al. (2013) указывают на то, что основным сдерживающим фактором при разработке проектов наблюдения на основе риска (РБС) в водном контексте является отсутствие опубликованных данных, необходимых для разработки РБС. Таким образом, для увеличения

    Таблица 17.1 Составные потребности в исследованиях здоровья водных животных в аквапонике

    стол тхед tr class="заголовок» Научно-исследовательская область/т т Необходимость в исследованиях /th /tr /thead tbody tr class="нечетный» td rowspan=7 Фундаментальные исследования/td td Понимание концепции здоровья и благополучия водных животных в аквапонике с точки зрения видов водных организмов и используемой системы /td /tr tr class="даже» td Понимание концепции стрессов/стрессоров для водных организмов в аквапонике видами и используемой системой /td /tr tr class="нечетный» td Понимание аллостатической нагрузки на водные организмы и возникновения заболеваний /td /tr tr class="даже» td Понимание концепции благосостояния в аквапонике /td /tr tr class="нечетный» td Характеристика критических параметров качества воды с точки зрения здоровья водных животных /td /tr tr class="даже» td Понимание чувствительности водных организмов к аквапонной среде /td /tr tr class="нечетный» td Выявление микробного профиля для различных систем аквапоники /td /tr tr class="даже» Индикаторы TDHealth /td td Разработка и проверка показателей здоровья водных животных, выращенных в аквапонных системах /td /tr tr class="нечетный» td rowspan=2 Разработка базы данных/td td Полевые данные о здоровье/заболеваниях водных животных в аквапонике /td /tr tr class="даже» td Полевые данные о микробном профиле, включая патогены /td /tr /tbody /таблица

    Необходимы знания о рисках в аквапонике, исследования, которые повышают научные данные и уменьшают специфические слабые места и неопределенность областей в аквапонике. Ниже представлены некоторые области исследований, в которых требуется больше данных для анализа рисков в аквапонных системах (таблица 17.1).

    Что касается анализа риска заболеваний водных животных или здоровья в аквапонных системах, то можно рассмотреть Кодекс охраны здоровья водных животных МЭБ (Водный кодекс), поскольку Водный кодекс устанавливает стандарты улучшения здоровья водных животных и благополучия выращенных рыб во всем мире и безопасного международного торговля водными животными и их продуктами. Этот Кодекс также включает использование противомикробных средств у водных животных (OIE 2017).

  3. 17.3 Идентификация опасности

    Original publication · Впервые опубликовано в FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    При анализе рисков опасность обычно определяется путем описания того, что может пойти не так и как это может произойти (Ahl et al. 1993). Опасность связана не только с масштабами неблагоприятного воздействия, но и с вероятностью его возникновения (Müller-Graf et al. 2012). Выявление опасностей имеет важное значение для выявления факторов, которые могут способствовать возникновению заболевания и/или потенциальной угрозы патогенов или иным образом наносить ущерб благополучию рыб. Биологические патогены признаны опасными в аквакультуре Bondad-Reantaso et al. (2008). Можно принимать во внимание широкий круг факторов, если они связаны с возникновением заболеваний, т.е. представляют собой опасность.

    Таблица 17.2 Перечень потенциальных опасностей для здоровья водных животных в аквапонике

    стол тхед tr class="заголовок» ч/т т Идентификация опасности /th т Спецификация опасности /th /tr /thead тбоди tr class="нечетный» td rowspan=9 Абиотика/TD td рН /td td Слишком высокий/слишком низкий/быстрое изменение /td /tr tr class="даже» td Температура воды /td td Слишком высокий/слишком низкий/быстрое изменение /td /tr tr class="нечетный» td взвешенные твердые вещества /td td Слишком высоко /td /tr tr class="даже» td Содержание растворенного кислорода /td td Слишком низко /td /tr tr class="нечетный» td Содержание диоксида углерода /td td Слишком высоко /td /tr tr class="даже» td Содержание аммиака /td td Слишком высокая, зависит от рН /td /tr tr class="нечетный» td Содержание нитритов /td td Слишком высоко /td /tr tr class="даже» td Содержание нитратов /td td Чрезвычайно высокий /td /tr tr class="нечетный» td Содержание металла /td td Слишком высокая, зависит от рН /td /tr tr class="даже» td rowspan=2 биотика/TD td Плотность чулка /td td Слишком высокий/слишком низкий /td /tr tr class="нечетный» td Биофулинг /td td/td /tr tr class="даже» td rowspan=3 Кормление/TD td Питательные вещества по видам рыб /td td Излишение/дефицит /td /tr tr class="нечетный» td Частота подачи /td td Неадекватность/неправильное кормление /td /tr tr class="даже» td Диетические токсины /td td/td /tr tr class="нечетный» td/td td Кормовые добавки /td td Неподходящие промоутеры роста /td /tr tr class="даже» td rowspan=6 Управление/TD td Дизайн системы Aquaponic /td td Плохая конструкция системы /td /tr tr class="нечетный» td Виды рыб /td td Не подходит для аквапоники /td /tr tr class="даже» td Эксплуатационные вопросы (циркуляция воды, биофильтр, механические) /td td/td /tr tr class="нечетный» td Использование химиотерапевтов /td td Угроза для микробного баланса /td /tr tr class="даже» td Гигиена персонала /td td/td /tr tr class="нечетный» td Биобезопасность /td td/td /tr tr class="даже» td rowspan=3 Благотворительность/TD td Стрессоры /td td Слишком высоко /td /tr tr class="нечетный» td Аллостатическая нагрузка /td td Высокие /td /tr tr class="даже» td Условия выращивания /td td Субооптимальный /td /tr tr class="нечетный» td rowspan=3 заболевания/TD td Заболевания питания /td td/td /tr tr class="даже» td Экологические заболевания /td td/td /tr tr class="нечетный» td Инфекционные заболевания /td td/td /tr /tbody /таблица

    Устойчивость аквапоники связана с целым рядом факторов, включая дизайн системы, особенности кормов для рыб и фекалии, благосостояние рыб и устранение патогенов из системы (Palm et al. 2014a, b). Goddek (2016) сообщил, что аквапонные системы характеризуются широким спектром микрофлоры, так как рыба и биофильтрация существуют в одной водной массе. Поскольку в аквапонной практике существует большое разнообразие микрофлоры, следует также рассмотреть возможность возникновения патогенов и рисков для здоровья человека, с тем чтобы гарантировать безопасность пищевых продуктов. С точки зрения устойчивости аквапонных систем устранение патогенов для предотвращения потерь в результате заболеваний может быть сложным фактором при интенсификации производства водных животных.

    Использование химиотерапевтов в аквакультуре для борьбы с патогенами представляет собой ряд потенциальных опасностей и рисков для производственных систем, окружающей среды и здоровья человека (Bondad-Reantaso and Subasinghe 2008) (таблица 17.2).

    Для устранения опасностей этапы выращивания рыбы и выращивания растений следует рассматривать отдельно. Наибольшие риски при выращивании рыбы связаны с качеством воды, плотностью рыбы, качеством и количеством кормления и болезнью (Yavuzcan Yildiz et al. 2017). В зависимости от вида выращенных рыб уровень риска может возрасти, если вид не соответствует условиям конкретной системы. Например, калий часто дополняется в аквапонных системах для стимулирования роста растений, но приводит к снижению производительности гибридных полосатых басов. Обычно в аквапонике используются пресноводные и высокоплотные культурные виды. Наиболее распространенными видами рыб в коммерческих системах являются Tilapia и декоративные рыбы. К числу тех видов, которые были опробованы (Rakocy et al. 2006), относятся сом, крупномалый бас, краппи, радужная форель, паку, карп, карп кои, золотая рыбка, азиатский морской окунь (или баррамунди) и муррейская треска. Тилапия, вид теплой воды, который очень устойчив к колебаниям параметров воды (рН, температура, кислород и растворенные твердые вещества), является видом, который в основном выращивается в большинстве коммерческих аквапонных систем в Северной Америке и других странах. Результаты недавнего онлайн-опроса, основанного на ответах 257 респондентов, показали, что Tilapia выращивается у 69% аквапонных растений (Love et al. 2015). Tilapia представляет экономический интерес на одних рынках, но не на других. В том же опросе (Love et al. 2015) другими видами, использованными были декоративные рыбы (43%), сом (25%), другие водные животные (18%), окунь (16%), голубая (15%), форель (10%) и бас (7%). Одним из основных недостатков аквапонных систем является управление качеством воды для удовлетворения потребностей выращиваемой в цистернах рыбы, в то время как культивируемые культуры рассматриваются в качестве второго этапа процесса. Рыбе требуется вода с соответствующими параметрами для кислорода, углекислого газа, аммиака, нитрата, нитрита, рН, хлора и других. Высокий уровень взвешенных твердых веществ может повлиять на состояние здоровья рыб (Yavuzcan Yildiz et al. 2017), провоцируя повреждения структуры жаберной, такие как лифтинг эпителия, гиперплазия в системе столбов и уменьшение объема эпителия (Au et al. 2004). Плотность и кормление рыбы (скорость и объем кормления, состав и характеристики корма) влияют на процессы пищеварения и метаболическую активность рыбы и, соответственно, на катаболиты, общие растворенные твердые вещества (ТДС) и отходы побочных продуктов (фекалии и несъеденные корма) в пищей воде. Основным принципом, на котором основана аквапонная система, является использование катаболитов в воде для роста растений. Системы Aquaponic требуют 16 основных питательных веществ, и все эти макро- и микроэлементы должны быть сбалансированы для оптимального роста растений. Избыток одного питательного вещества может негативно сказаться на биодоступности других (Rakocy et al. 2006). Поэтому постоянный мониторинг параметров воды имеет важное значение для поддержания качества воды, соответствующего выращиванию рыбы и сельскохозяйственных культур, и для получения максимальных выгод от этого процесса. Снижение водного обмена и низкие темпы роста урожая могут привести к концентрации токсичных питательных веществ в воде для рыб и сельскохозяйственных культур. С другой стороны, добавление некоторых микроэлементов (FESUP+2/SUP, MnSUP+2/SUP, CUSUP+2/SUP, BSUP+3/SUP и MOSUP+6/SUP), которые обычно скудны в воде, где выращивается рыба, имеет важное значение для адекватного поддержания сельскохозяйственного производства. По сравнению с гидропонной культурой, сельскохозяйственные культуры в аквапонных системах требуют более низкого уровня общего растворенного твердого вещества (TDS, 200—400 ppm) или EC (0,3—0,6 ммм/см) и требуют, как и рыбы, высокого уровня растворенного кислорода в воде (Rakocy et al. 2006) для корневого дыхания.

  4. 17.4 Управление здоровьем рыб

    Original publication · Впервые опубликовано в FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    17.4.1 Рыбные заболевания и профилактика

    В то время как заболевания рыб, вызванные бактериями, вирусами, паразитами или грибами, могут оказывать значительное негативное воздействие на аквакультуру (Kabata 1985), появление заболевания в аквапонных системах может быть еще более разрушительным. Поддержание здоровья рыб в аквапонных системах сложнее, чем в РАН, и, по сути, борьба с заболеваниями рыб является одной из главных задач успешной аквапоники (Sirakov et al. 2016). Заболевания, поражающие рыбу, можно разделить на две категории: инфекционные и неинфекционные заболевания рыб. Инфекционные заболевания вызваны различными микробными патогенами, передаваемыми либо из окружающей среды, либо от других рыб. Патогены могут передаваться между рыбой (горизонтальная передача) или вертикально, (внешне или внутренне) инфицированными яйцами или зараженным мильтом. Более половины вспышек инфекционных заболеваний в аквакультуре (54,9%) вызваны бактериями, за которыми следуют вирусы, паразиты и грибки (McCloughlin and Graham 2007). Часто, несмотря на отсутствие клинических признаков или поражений, рыба может переносить патогены в субклиническом состоянии или состоянии носителя (Winton 2002). Заболевания рыб могут быть вызваны повсеместными бактериями, присутствующими в любой воде, содержащей органическое обогащение. При определенных условиях бактерии быстро становятся оппортунистическими патогенами. Наличие низкого количества паразитов на жабрах или коже обычно не приводит к значительным проблемам со здоровьем. Способность патогена вызывать клинические заболевания зависит от взаимосвязи шести основных компонентов, связанных с рыбой и окружающей средой, в которой они живут (физиологический статус, хозяин, земледелие, окружающая среда, питание и патоген). Если какой-либо из компонентов слаб, это повлияет на состояние здоровья рыбы (Plumb and Hanson 2011). Неинфекционные заболевания обычно связаны с факторами окружающей среды, неадекватным питанием или генетическими дефектами (Parker 2012). Успешное управление рыбным здоровьем достигается за счет профилактики заболеваний, снижения заболеваемости инфекционными заболеваниями и снижения степени тяжести заболевания, когда это происходит. Предотвращение контакта между восприимчивой рыбой и патогеном должно быть одной из важнейших целей, с тем чтобы предотвратить вспышку инфекционного заболевания.

    Тремя основными мерами для достижения этой цели являются:

    • Использование системы водоснабжения без патогенов.

    • Использование сертифицированных запасов, не содержащих патогенов.

    • Уделение пристального внимания санитарным услугам (Уинтон, 2002 год).

    Реализация этих мер позволит снизить воздействие на рыбу патогенных агентов. Однако практически невозможно определить все агенты, которые могут вызвать заболевания в водной среде, и полностью предотвратить воздействие возбудителей патогенов. Некоторые факторы, такие как переполненность, повышают восприимчивость рыб к инфекции и передаче патогенов. По этой причине многие патогены, которые не вызывают заболеваний у диких рыб, могут вызывать вспышки заболеваний с высоким уровнем смертности в системах производства рыбы с высокой плотностью. Чтобы избежать этого, уровень заражения рыбы в аквапонике должен постоянно контролироваться. Поддержание биозащищенности в аквапонике важно не только с экономической точки зрения, но и с точки зрения благосостояния рыб. Появление любого возбудителя рыбы в ограниченном пространстве резервуаров и при высокой плотности популяции неизбежно будет представлять угрозу для здоровья рыб как для лиц, затронутых патогеном, так и для тех, кто еще не пострадал.

    Целью биозащищенности является внедрение практики и процедур, которые позволят снизить риски:

    • введение патогенных микроорганизмов в учреждение.

    • Распространение патогенных микроорганизмов по всему предприятию.

    • наличие состояний, которые могут повысить восприимчивость к инфекциям и болезням (Bebak-Williams et al. 2007).

    Достижение этой цели предполагает применение протоколов управления для предотвращения попадания конкретных патогенов в производственную систему. Карантин является важным компонентом биозащищенности для предотвращения контакта с инфекционными агентами и используется при перемещении рыбы из одного района в другой. Все вновь приобретенные рыбы помещаются в карантин до того, как они попадут в установленные популяции. Рыба, находящаяся под карантином, изолируется на определенный период времени до выхода в контакт с постоянным населением, предпочтительно в отдельной зоне со специальным оборудованием (Plumb and Hanson 2011). Новая рыба остается в карантине до тех пор, пока не будет доказана, что она не будет без В некоторых случаях рекомендуется карантин новых рыб в изолированном резервуаре на 45 дней, прежде чем добавлять их в основную систему (Somerville et al. 2014). Во время карантина рыба контролируется на наличие признаков заболевания и отбирается пробы на наличие инфекционных агентов. Профилактические процедуры могут быть инициированы в карантинный период с целью удаления начальных нагрузок внешних паразитов.

    Для профилактики заболеваний рекомендуются некоторые меры по снижению факторов риска:

    • Администрирование коммерческих вакцин против различных рыбных вирусных и бактериальных патогенов. Наиболее распространенными путями применения являются инъекции, погружение или пища.

    • Порода штаммы рыб, которые более устойчивы к определенным патогенам рыб. Хотя Evenhuis et al. (2015) сообщают о наличии штаммов рыб с повышенной одновременной устойчивостью к двум бактериальным заболеваниям (Columnaris и бактериальная болезнь холодной воды), имеются данные о том, что может возникнуть повышенная восприимчивость к другим патогенам (Das and Sahoo 2014; Henryon et al. 2005).

    • Принимать профилактические и корректирующие меры для предотвращения стресса у рыб. Поскольку на каждом этапе производства аквапоники присутствуют многочисленные стрессовые факторы, предотвращение и управление стрессом посредством мониторинга и профилактики минимизируют его влияние на здоровье рыб.

    • Избегайте высокой плотности запаса, что вызывает стресс и может привести к увеличению заболеваемости, даже если другие факторы окружающей среды приемлемы. Кроме того, высокая плотность чулок повышает вероятность поражения кожи, которые являются местами внесения различных патогенов в организм.

    • Регулярно удалять загрязняющие вещества из воды (несъеденные продукты, фекалии и другие органические вещества твердых частиц). Мертвая или умирающая рыба должна быть немедленно удалена, так как она может служить потенциальным источником болезней для оставшегося скота и питательной средой для других, а также загрязнять воду при разложении (Sitjà-Bobadilla and Oidtmann 2017).

    • Дезинфицировать все оборудование, используемое для очистки резервуаров и манипуляции с рыбой. После надлежащей дезинфекции все оборудование следует промыть чистой водой. Рекомендуется использовать ванны для ног и мытье рук с дезинфицирующим мылом у входа и внутри зданий. Эти шаги непосредственно снижают потенциал распространения патогенов (Sitjà-Bobadilla и Oidtmann 2017). Некоторые химические вещества, используемые в качестве дезинфицирующих средств (например, хлорид бензалкония, хлорамин В и Т, йодофоры), эффективны для профилактики заболеваний.

    • Администрирование диетических добавок и иммуностимуляторов для улучшения здоровья и уменьшения последствий заболевания. Такие диеты содержат различные ингредиенты, имеющие важное значение для улучшения здоровья и устойчивости к болезням (Anderson 1992; Tacchi et al. 2011). Существует широкий спектр продуктов и молекул, включая натуральные растительные продукты, иммуностимуляторы, витамины, микроорганизмы, органические кислоты, эфирные масла, пребиотики, пробиотики, синбиотики, нуклеотиды, витамины и т.д. (Austin and Austin 2016; Koshio 2016; Martin and Król 2017).

    • Разделение рыб по возрасту и видам в целях профилактики заболеваний, поскольку восприимчивость к определенным патогенам варьируется в зависимости от возраста, а некоторые патогены характерны для некоторых видов рыб. Как правило, молодые рыбы более восприимчивы к патогенам, чем старые рыбы (Plumb and Hanson 2011).

    Поддержание здоровья рыб в аквапонике требует надлежащего управления здоровьем и постоянного внимания. Оптимальное здоровье рыб лучше всего достигается за счет мер биозащищенности, адекватной технологии производства и практики управления земледелием, которые обеспечивают оптимальные условия. Как уже упоминалось, наилучший способ избежать заболеваний рыб — это профилактика за счет оптимальных условий выращивания и процедур биозащиты. Однако в системе всегда может появиться патоген. Первое и самое важное действие — правильно идентифицировать патоген.

    17.4.2 Диагностика заболеваний (идентификация больной рыбы)

    Раннее распознавание больных рыб имеет важное значение для поддержания здоровья аквакультуры в аквапонной системе. Точная диагностика и оперативное реагирование позволят остановить распространение болезни на других рыб, тем самым минимизируя потери.

    Изучение живой рыбы начинается с наблюдения за ее поведением. Постоянное и тщательное ежедневное наблюдение обеспечивает раннее распознавание больных рыб. Как правило, рыба должна наблюдаться на изменения поведения до, во время и после кормления.

    Здоровая рыба проявляет быстрые, энергичные плавательные движения и сильный аппетит. Они плавают в нормальных, специфических для конкретных видов узоров и имеют неповрежденную кожу без обесцвечивания (Somerville et al. 2014). Больная рыба проявляет различные изменения в поведении с видимым изменением внешнего вида или без него. Наиболее очевидным показателем ухудшения состояния рыб является снижение (прекращение) кормовой активности, как правило, в результате экологического стресса и/или инфекционного/паразитарного заболевания. Наиболее очевидным признаком болезни является наличие мертвых или умирающих животных (Parker 2012; Plumb and Hanson 2011).

    Изменения в поведении больных рыб могут включать ненормальное плавание (плавание вблизи поверхности, вдоль боковых сторон резервуара, переполнение на входе воды, вихрь, скручивание, дартинг, плавание вверх дном), мигание, царапины на дне или боках бака, необычайно медленное движение, потеря равновесия, слабость, висящий недолго под поверхностью, лежащий на дне и задыхающийся у поверхности воды (признак низкого уровня кислорода) или не реагирующий на внешние раздражители. В дополнение к поведенческим изменениям, больная рыба проявляет физические признаки, которые видны незащищенным глазом. Эти грубые признаки могут быть наружными, внутренними или обоими и могут включать потерю массы тела; растяжение живота или капельницу; деформацию позвоночника; потемнение или осветление кожи; увеличение образования слизи; обесцвечивание области тела; эрозии кожи, язвы или язвы; повреждение плавников; потеря кисты; опухоли; отек на тело или жабры; кровоизлияния, особенно на голову и перешеек, в глаза и в основание плавников; и выпуклые глаза (поп-глаз, экзофтальмия) или эндофтальмия (затонувшие глаза). Внутренними признаками являются изменения размера, цвета и текстуры органов или тканей, накопление жидкостей в полостях тела и наличие патологических образований, таких как опухоли, кисты, гематомы и некротические поражения (Noga 2010; Parker 2012; Plumbb and Hanson 2011; Winton 2002).

    При подозрении на ухудшение здоровья рыб первым шагом является проверка качества воды (температура воды, растворенный кислород, рН, уровень аммиака, нитрита и нитрата) и оперативная реакция на любые отклонения от оптимального диапазона. Если большая часть рыбы в резервуаре имеет ненормальное поведение и проявляет неспецифические признаки заболевания, то, вероятно, изменение условий окружающей среды (Parker 2012; Somerville et al. 2014). Низкий уровень кислорода (гипоксия) является частой причиной смертности рыб. Рыбы в воде с низким содержанием кислорода летаргичны, собираются у поверхности воды, вздыхают воздух и имеют более яркую пигментацию. Умирающая рыба проявляет агональное дыхание, с открытым ртом и вспышкой оперкулы. Эти признаки также проявляются в тушах рыб. Высокий уровень аммиака вызывает гиперексицитируемость при мышечных спазмах, прекращение кормления и смерть. Хроническое отклонение от оптимальных уровней приводит к анемии, снижению роста и устойчивости к болезням. У рыб, отравленных нитритом, поведенческие изменения, характерные для гипоксии с бледно-коричневыми жабрами и бурой кровью (Noga 2010).

    Когда только несколько рыб проявляют признаки заболевания, необходимо немедленно удалить их, чтобы остановить и предотвратить распространение возбудителя болезни на другую рыбу. На ранних стадиях вспышки заболевания, как правило, лишь несколько рыб будут иметь признаки и умирать. В последующие дни будет происходить постепенное увеличение коэффициента дневной смертности. Больная рыба должна быть тщательно обследована, чтобы определить причину. Лишь некоторые заболевания рыб вызывают патогномонические (характерные для данного заболевания) поведенческие и физические признаки. Тем не менее, тщательное наблюдение часто позволяет экзаменатору сузить причину экологических условий или возбудителей болезней. В случае серьезной вспышки заболевания необходимо немедленно связаться с ветеринаром/специалистом по охране здоровья рыб для получения профессиональной диагностики и лечения заболеваний. Для решения проблемы заболевания диагносту потребуется подробное описание поведенческих и физических признаков, проявляемых больной рыбой, ежедневные записи параметров качества воды, происхождения рыбы, даты и размера рыбы на складе, скорости кормления, темпа роста и суточной смертности ( Паркер 2012; Пламб и Хансон 2011; Сомервилл и др. 2014).

  5. 17.5 Стратегии лечения в аквапонике

    Original publication · Впервые опубликовано в FarmHub Learn · Aquaponics Food Production Systems

    Варианты лечения больных рыб в аквапонной системе очень ограничены. Поскольку и рыба, и растения имеют одну и ту же петлю воды, лекарства, используемые для лечения заболеваний, могут легко повредить или уничтожить растения, а некоторые из них могут поглощаться растениями, вызывая периоды изъятия или даже делая их непригодными для употребления. Лекарства также могут оказывать пагубное воздействие на полезные бактерии в системе. Если медикаментозное лечение абсолютно необходимо, оно должно быть осуществлено на ранней стадии заболевания. Больная рыба переводится в отдельный (госпитальный, карантинный) резервуар, изолированный от системы для лечения. При возвращении рыбы после лечения важно не переносить использованные лекарства в аквапонную систему. Все эти ограничения требуют совершенствования методов лечения заболеваний с минимальными негативными последствиями для рыб, растений и системы (Goddek et al. 2015, 2016; Somerville et al. 2014; Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Одним из наиболее часто используемых и эффективных методов лечения старой школы против наиболее распространенных бактериальных, грибковых и паразитарных инфекций у рыб является соляная ванна (хлорид натрия). Соль полезна для рыб, но может нанести вред растениям в системе (Rakocy 2012), и вся процедура обработки должна выполняться в отдельном резервуаре. Хорошим вариантом является отделение рециркулирующей аквакультуры от гидропонной единицы (развязанные аквапонные системы) (см. главу 8). Развязка позволяет использовать различные виды заболеваний рыб и водоочистки, которые невозможны в соединенных системах (Monsees et al. 2017) (см. главу 7). Одним из последних улучшений в области контроля эктопаразитов рыб и дезинфекции в аквапонных системах является использование Wofasteril (KeslapharmaWolfen GMBH, Bitterfeld-Wolfen, Германия), содержащего паруксусную кислоту продукт, который не оставляет остатков в системе (Sirakov et al. 2016). В качестве альтернативы можно использовать перекись водорода, но при гораздо более высокой концентрации. Хотя эти химические вещества имеют минимальные побочные эффекты, их присутствие нежелательно в аквапонных системах и требуются альтернативные подходы, такие как биологические методы контроля (Rakocy 2012).

    Метод биологического контроля (биоконтроль) основан на использовании других живых организмов в системе, опираясь на естественные связи между видами (коммсализм, хищничество, антагонизм и т.д.) (Sitjà-Bobadilla и Oidtmann 2017) для борьбы с патогенами рыб. В настоящее время этот метод является дополнительным инструментом управления здоровьем рыб с высоким потенциалом, особенно в аквапонных системах. Наиболее успешной реализацией биоконтроля в рыбной культуре является использование более чистой рыбы против морских вшей (кожных паразитов) в лососевых фермах. Это лучше всего практикуется на норвежских фермах, где очистка wrasse (Labridae) сокультивируется с лососем. Грязь удаляют и питаются морскими вшей (Skiftesvik et al. 2013). Хотя очистка реже встречается у пресноводных рыб, леопард plecos (Glyptoperichthys gibbiceps), сожительствуя с голубым Tilapia (Oreochromis aureus), успешно держит инфекцию Ichthyophthirius multifiliis под контролем путем кормления паразитовых кист (Pic_ паразитов и др. 2012.). Этот метод биоконтроля становится все более важным в аквакультуре и может рассматриваться в аквапонных системах. Кроме того, следует отметить, что более чистая рыба может также содержать патогены, которые могут передаваться основным культивированным видам. Поэтому перед внедрением в систему они также должны пройти профилактические и карантинные процедуры.

    Еще одним методом биоконтроля, который все еще находится на стадии разведочного применения в рыбной культуре, является использование фильтрующих и фильтрующих организмов. Снижая нагрузку возбудителей в воде, эти организмы могут снизить вероятность возникновения заболевания (Sitjà-Bobadilla и Oidtmann 2017). Например, Othman et al. (2015) продемонстрировали способность пресноводных мидий (Pilsbryoconcha exilis) уменьшать популяцию Streptococcus agalactiae_ в лабораторной системе культуры тилапии. Потенциал этого метода биоконтроля в аквапонных системах еще не опробован, и необходимы новые исследования для изучения возможностей не только борьбы с заболеваниями рыб, но и борьбы с патогенами растений.

    Наиболее перспективным и хорошо документированным методом биоконтроля является использование полезных микроорганизмов в качестве пробиотиков в кормах для рыб или в подпитывающей воде. Их использование в аквапонных системах в качестве промоутеров роста и здоровья рыбы/растений хорошо известно, а пробиотики также продемонстрировали эффективность в отношении целого ряда бактериальных патогенов различных видов рыб. Например, в радужной форели, диетические Carnobacterium maltaromaticum и C. divergens защищены от Aeromonas salmonicida и Yersinia ruckeri инфекций (Ким и Остин 2006) и Aeromonas sobria GC2 включены в корм успешно предотвращены клинические заболевания, вызванные и Streptococcus iniae_ (Brunt and Austin 2005). Диетическое Micrococcus luteus снижает смертность от инфекции Aeromonas hydrophila_ и повышает рост и здоровье тилапии Нила (Abd El-Rhman et al. 2009). Недавние исследования Sirakov et al. (2016) позволили добиться значительного прогресса в одновременном биоконтроле паразитарных грибов как у рыб, так и у растений в закрытой рециркулирующей аквапонной системе. В общей сложности более 80% изолятов (бактерий, выделенных из аквапонной системы) были антагонистическими к обоим грибам (Saprolegnia parasiticia и Pythium ultimum) в тестах in vitro. Бактерии не классифицировались таксономически, и авторы предполагали, что они принадлежат к роду Pseudomonas_ и группе молочнокислых бактерий. Эти результаты, хотя и весьма многообещающие, еще предстоит проверить в действующей аквапонной системе.

    В качестве конечной альтернативы химическому лечению мы предлагаем применение лекарственных растений с антибактериальными, противовирусными, противогрибковыми и противопаразитарными свойствами. Растительные экстракты имеют различные биологические характеристики с минимальным риском развития резистентности в целевых организмах (Reverter et al. 2014). Многие научные доклады демонстрируют эффективность лекарственных растений против возбудителей рыб. Например, Нил Tilapia питается диетой, содержащей омелу _ (Viscum album coloratum_) увеличил живучесть при испытании Aeromonas hydrophila (Park and Choi 2012). Индийский крупный карп показал значительное снижение смертности при испытании аэромонаса hydrophila_ и питании диетами, содержащими колючий цветок (Achyranthes aspera) и индийского женьшеня (Withania somnifera) (Sharma et al. 2010; Vasudeva Rao et al. 2006). Лекарственные растительные экстракты также доказали свою эффективность против эктопаразитов. В золотых рыбок Yi et al. (2012) продемонстрировали эффективность экстрактов магнолии лекарственного и софорского алопекуроида против ихтиофтирия multifiliis и Huang et al. (2013) показали, что экстракты цезальпинии саппан, Lysimachia christinae, Cuscuta chinensis, Argii и Eupatoria argii и Eupatoria Фортуна есть 100% антигельминтная эффективность против Dactylogyrus interdius. Использование лекарственных растений в аквапонике является перспективным, но для поиска соответствующей стратегии лечения без нежелательных эффектов необходимы дополнительные исследования. Как отмечает Junge et al. (2017), несмотря на то, что в последние годы исследования в области аквапоники в значительной степени развились, количество научных работ, опубликованных по этой теме, по-прежнему является крайне низким по сравнению с публикациями, посвященными аквакультуре или гидропонике. Аквапоника, которая все еще считается развивающейся технологией, теперь характеризуется большим потенциалом для производства продовольствия для населения мира, который, согласно результатам UN World Population Prospects (UN 2017), составил почти 7,6 миллиарда в середине 2017 года и, судя по прогнозам, увеличится до 1 миллиарда в течение 12 лет, достигнув примерно 8,6 миллиарда в 2030 году. Тем не менее, рассмотрение потенциальных рисков для устойчивости аквапоники, вызванных болезнями рыб, выработка хороших идей, новых методов и подходов к борьбе с патогенами станет нашей главной задачей на будущее. Существует настоятельная необходимость в создании новых знаний для создания более эффективной основы для управления рыбой и здоровьем растений, а также в продолжении разработки эксплуатационных и инфраструктурных систем для аквапонной промышленности. Приоритетными направлениями исследования являются причины потерь рыбы в аквапонных системах, системные заболевания, взаимодействие и изменение микробного сообщества, а также патогенов.