Войти
Голубые мидии (Mytilus edulis ), выращиваемых поблизости от атлантического лосося (Salmo salar ) в заливе Фанди, Канада. Обратите внимание на клетку для лосося (полярный круг) на заднем плане. Интегрированная мульти-трофическая аквакультура (IMTA ) обеспечивает побочные продукты, включая отходы, от одного водного вида в качестве исходных материалов (удобрения, еда ) для другого. Фермеры комбинируют кормовые аквакультуры (например, рыба, креветки ) с неорганическими экстрактами (например, морские водоросли ) и органическими экстрактами (например, моллюсков ) в аквакультуре для создания сбалансированных систем для восстановления окружающей среды (биослабление), экономической стабильности (повышение производительности, снижение затрат, диверсификация продукции и снижение рисков) и социальной приемлемости (лучшие методы управления).
Выбор соответствующие виды и определение размеров различных популяций для обеспечения необходимых функций экосистемы позволяет задействованным биологическим и химическим процессам достичь стабильного баланса, принося взаимную пользу организмам и улучшая здоровье экосистемы.
В идеале, каждый из совместно выращиваемых видов дает ценные коммерческие «посевы». IMTA может синергетически увеличить общий урожай, даже если некоторые культуры дают меньше, чем они могли бы в краткосрочной перспективе, в монокультуре.
«Интегрированный» относится к интенсивному и синергетическому выращиванию с использованием переносимых водой питательных веществ и передачи энергии. «Мульти-трофический» означает, что разные виды занимают разные трофические уровни, т. Е. Разные (но смежные) звенья пищевой цепи.
IMTA является специализированной формой вековой практики водной поликультуры, которая представляла собой совместное культивирование различных видов, часто без учета трофического уровня. В этом более широком случае организмы могут разделять биологические и химические процессы, которые могут быть минимально дополнительными, что потенциально может привести к снижению производства обоих видов из-за конкуренции за один и тот же пищевой ресурс. Однако в некоторых традиционных системах, таких как поликультура карпа в Китае, используются виды, которые занимают несколько ниш в одном и том же пруду, или разведение рыбы, интегрированное с наземными сельскохозяйственными видами, может считаться формами IMTA.
Более общий термин «интегрированная аквакультура» используется для описания интеграции монокультур посредством передачи воды между системами культивирования. Термины «IMTA» и «интегрированная аквакультура» различаются прежде всего своей точностью и иногда меняются местами. Аквапоника, фракционированная аквакультура, интегрированные системы сельского хозяйства и аквакультуры, интегрированные системы пригородной аквакультуры и интегрированные системы рыболовства и аквакультуры - все это разновидности концепции IMTA.
Сегодня малоинтенсивная традиционная / побочная мультитрофическая аквакультура гораздо более распространена, чем современная IMTA. Большинство из них относительно простые, например рыба, водоросли или моллюски.
Настоящая IMTA может быть наземной, с использованием прудов или резервуаров, или даже для открытых вод морских или пресноводных систем. Реализации включают сочетания видов, такие как моллюски / креветки, рыба / водоросли / моллюски, рыба / водоросли, рыба / креветки и водоросли / креветки.
IMTA в открытой воде (выращивание в открытом море) может производиться с помощью буев с линиями, на которых растут водоросли. Буи / лески размещаются рядом с рыболовными сетями или клетками, в которых растет рыба. В некоторых тропических странах Азии некоторые традиционные формы аквакультуры рыб в плавучих садках, близлежащих прудах с рыбой и креветками, а также разведение устриц, интегрированное с некоторыми промыслами в устьях рек, можно рассматривать как форму IMTA. С 2010 года IMTA коммерчески используется в Норвегии, Шотландии и Ирландии.
В будущем вероятны системы с другими компонентами для дополнительных функций или аналогичными функциями, но с другими размерными скобками частиц. Остается открытым множество вопросов регулирования.
Райтер и его сотрудники создали современную, интегрированную, интенсивную наземную марикультуру. Они возникли, как теоретически, так и экспериментально, в результате комплексного использования экстрактивных организмов - моллюсков, микроводорослей и морских водорослей - в очистке бытовых сточных вод, как описательно, так и с количественными результатами. Бытовые сточные воды, смешанные с морской водой, были источником питательных веществ для фитопланктона, который, в свою очередь, стал пищей для устриц и моллюсков. Они культивировали другие организмы в пищевой цепи, уходящие корнями в органический ил фермы. Растворенные питательные вещества в конечных сточных водах фильтровали с помощью биофильтров из морских водорослей (в основном Gracilaria и Ulva ). Ценность исходных организмов, выращенных на сточных водах жизнедеятельности человека, была минимальной.
В 1976 году Хугенин предложил приспособления для обработки интенсивных стоков аквакультуры как во внутренних, так и в прибрежных районах. Tenore, за которой последовала интеграция с их системой плотоядных рыб и макробоядных морских ушек.
В 1977 году Hughes-Games описала первую практическую культуру морских рыб / моллюсков / фитопланктона, за которыми последовали Гордин и др.., в 1981 г. К 1989 г. полуинтенсивная (1 кг рыбы / м3) система водоемов морского леща и кефали у залива Акаба (Эйлат ) в Красном море поддерживает плотные диатомовые популяции, отлично подходящие для кормления устриц. Были проданы сотни килограммов выращенной здесь рыбы и устриц. Исследователи также количественно определили параметры качества воды и запасы питательных веществ в прудах с зеленой водой, где обитает морской лещ (5 кг рыбы на метр). Фитопланктон, как правило, поддерживал приемлемое качество воды и преобразовывал в среднем более половины отработанного азота в биомассу водорослей. Эксперименты с интенсивными культурами двустворчатых показали высокие темпы роста двустворчатых моллюсков. Эта технология использовалась для небольшой фермы на юге Израиля.
IMTA способствует экономической и экологической устойчивости путем преобразования побочных продуктов и несъеденных кормов от скармливаемых организмов в урожайные культуры, тем самым снижая эвтрофикацию и увеличивая экономическая диверсификация.
Правильно управляемая мультитрофическая аквакультура ускоряет рост без пагубных побочных эффектов. Это увеличивает способность участка ассимилировать культивируемые организмы, тем самым снижая негативное воздействие на окружающую среду.
IMTA позволяет фермерам диверсифицировать свою продукцию, заменяя закупленные ресурсы побочными продуктами с более низких трофических уровней, часто без новых участков. Первоначальные экономические исследования показывают, что IMTA может увеличить прибыль и снизить финансовые риски, связанные с погодными условиями, болезнями и колебаниями рынка. С 1985 года более десятка исследований изучали экономику систем IMTA.
Обычно плотоядные рыбы или креветки занимают более высокие трофические уровни IMTA. Они выделяют растворимый аммиак и фосфор (орто фосфат ). Морские водоросли и подобные им виды могут извлекать эти неорганические питательные вещества непосредственно из окружающей среды. Рыба и креветка также выделяют органические питательные вещества, которыми питаются моллюски и откладывают кормушки.
Такие виды, как моллюски, которые занимают промежуточные трофические уровни, часто играют двойную роль, одновременно отфильтровывая органические организмы нижнего уровня из воды и производя некоторое количество аммиака. Отходы корма также могут содержать дополнительные питательные вещества; либо прямым потреблением, либо посредством разложения на отдельные питательные вещества. В некоторых проектах отходы питательных веществ также собираются и повторно используются в кормах, которые получают выращиваемая рыба. Это может произойти при переработке выращенных морских водорослей в пищу.
Эффективность восстановления питательных веществ зависит от технологии, графика сбора урожая, управления, пространственной конфигурации, производства, выбора видов, трофического уровня соотношения биомассы, естественная доступность пищи, размер частиц, усвояемость, время года, свет, температура и поток воды. Поскольку эти факторы значительно различаются в зависимости от места и региона, эффективность восстановления также варьируется.
На гипотетической семейной ферме по выращиванию рыбы / микроводорослей / двустворчатых моллюсков / морских водорослей, основанной на данных экспериментального масштаба, по крайней мере 60% поступающих питательных веществ достигло коммерческих продуктов, что почти в три раза больше, чем на современных чистых загонных фермах. Ожидаемые среднегодовые уловы системы для гипотетического 1 гектара (2,5 акра) составляли 35 тонн (34 длинных тонны; 39 коротких тонн) морского леща, 100 тонн (98 длинных тонн; 110 коротких тонн) двустворчатых моллюсков и 125 тонн (123 длинных тонны). тонн; 138 коротких тонн) водорослей. Эти результаты требовали точного контроля качества воды и внимания к пригодности для питания двустворчатых моллюсков из-за сложности поддержания постоянных популяций фитопланктона.
Эффективность поглощения азота морскими водорослями колеблется от 2 до 100% в наземных системах. Эффективность поглощения в IMTA в открытой воде неизвестна.
Скармливание отходов одного вида другому может привести к загрязнению, хотя в системах IMTA этого еще не наблюдалось.. Мидии и водоросли, растущие рядом с клетками для атлантического лосося в заливе Фанди, с 2001 года отслеживаются на предмет заражения лекарствами, тяжелыми металлами, мышьяк, ПХД и пестициды. Концентрации постоянно либо не поддаются обнаружению, либо значительно ниже нормативных пределов, установленных Канадским агентством по надзору за пищевыми продуктами, Управлением по контролю за продуктами питания и лекарствами и Европейским сообществом. Тестеры вкуса указывают, что эти мидии не имеют «рыбного» вкуса и аромата и не могут отличить их от «диких» мидий. Выход мяса мидий значительно выше, что отражает увеличение доступности питательных веществ. Недавние результаты показывают, что мидии, выращиваемые рядом с лососевыми фермами, полезны для зимнего урожая, поскольку они поддерживают высокий вес мяса и индекс состояния (соотношение мяса к скорлупе). Это открытие представляет особый интерес, поскольку в заливе Фанди, где проводилось это исследование, в зимние месяцы в монокультурных условиях выращиваются мидии с низким индексом состояния, а сезонное присутствие паралитического отравления моллюсками (PSP) обычно ограничивает сбор мидий. до зимних месяцев.
Исторические и текущие исследовательские проекты включают:
Япония, Китай, Южная Корея, Таиланд, Вьетнам, Индонезия, Бангладеш и др. Веками совместно выращивали водные виды в морской, солоноватой и пресной воде. Рыбу, моллюсков и водоросли выращивали вместе в заливах, лагунах и прудах. Метод проб и ошибок со временем улучшил интеграцию. Доля продукции азиатской аквакультуры в системах IMTA неизвестна.
После цунами 2004 года многие фермеры, выращивающие креветок в провинции Ачех в Индонезии и провинции Ранонг в Таиланде, прошли обучение IMTA. Это было особенно важно, поскольку монокультура морских креветок была широко признана неустойчивой. Включено производство тилапии, грязевых крабов, морских водорослей, молочной рыбы и мидий. Программа поддержки совместных исследований AquaFish
Промышленность, научные круги и правительство сотрудничают здесь, чтобы расширить производство до коммерческих масштабов. Текущая система объединяет атлантический лосось, голубые мидии и водоросли ; депозитные фидеры находятся на рассмотрении. AquaNet (одна из сетей центров передового опыта Канада ) профинансировала первый этап. Atlantic Canada Opportunities Agency финансирует вторую фазу. Руководителями проекта являются Тьерри Шопен (Университет Нью-Брансуика в Сент-Джон ) и Шон Робинсон (Департамент рыболовства и океанов, Биологическая станция Сент-Эндрюс ).
Тихоокеанская SEA-лаборатория проводит исследования и имеет лицензию на совместное культивирование соболя, гребешков, устрицы, голубые мидии, ежи и водоросли. «SEA» означает «Устойчивая экологическая аквакультура». Проект направлен на уравновешивание четырех видов. Проект возглавляет Стивен Кросс в рамках Британской Колумбии Награда за инновации в Университете Виктории Сеть исследований и обучения прибрежной аквакультуре (CART).
Исследовательский центр i-mar в Универсидад де Лос Лагос, в Пуэрто-Монт работает над уменьшением воздействия на окружающую среду интенсивного выращивания лосося. Первоначальные исследования включали форель, устрицы и водоросли. Настоящее исследование сосредоточено на открытых водах с лососем, водорослями и морским ушком. Руководитель проекта - Алехандро Бушманн.
SeaOr Marine Enterprises Ltd., которая в течение нескольких лет работала на израильской, к северу от Тель-Авива, разводили морскую рыбу (морской лещ ), водоросли (ульва и грацилария) и японское морское ушко. Его подход основан на использовании местного климата и переработке рыбных отходов в биомассу морских водорослей, которую скармливают морским ушам. Он также эффективно очищал воду в достаточной степени, чтобы ее можно было повторно использовать в рыбоводных прудах и соответствовать экологическим нормам, касающимся точечных сточных вод.
PGP Ltd. - небольшая ферма на юге Израиля. Здесь выращивают морскую рыбу, микроводоросли, двустворчатых моллюсков и артемию. Сточные воды морского леща и морского окуня собираются в отстойниках прудах, где развиваются плотные популяции микроводорослей, в основном диатомовых. Моллюски, устрицы и иногда артемия фильтруют микроводоросли из воды, производя прозрачные стоки. В хозяйстве продают рыбу, двустворчатых моллюсков и артемии.
В Нидерландах Виллем Бранденбург из UR Wageningen (Plant Sciences Group) основал первую ферму по выращиванию морских водорослей в Нидерландах. Ферма называется «De Wierderij» и используется для исследований.
Три фермы выращивают морские водоросли в качестве корма в сточных водах морских ушек в наземных резервуарах. До 50% оборотной воды проходит через резервуары с водорослями. Несколько уникально то, что ни рыба, ни креветки не входят в состав верхних трофических видов. Мотивация состоит в том, чтобы избежать чрезмерного сбора естественных грядок морских водорослей и красных приливов, а не уменьшения содержания питательных веществ. Эти коммерческие успехи были достигнуты в результате исследовательского сотрудничества между Ирвином и Джонсоном Кейп Абалоне и учеными из Кейптаунского университета и Стокгольмского университета.
Шотландской ассоциации морских наук в Обан разрабатывает совместные культуры лосося, устриц, морских ежей, а также коричневых и красных морских водорослей в рамках нескольких проектов. Исследования сосредоточены на биологических и физических процессах, а также на экономике производства и их последствиях для управления прибрежной зоной. Среди исследователей: М. Келли, А. Роджер, Л. Кук, С. Дворджанин и К. Сандерсон.
Системы IMTA в пресноводных прудах индийские карпы и жалящих сомов разводят в Бангладеш, но эти методы могут быть более продуктивными. Используемые прудовые и садковые культуры основаны только на рыбе. Они не пользуются преимуществами увеличения продуктивности, которое могло бы произойти, если бы были включены другие трофические уровни. Используются дорогие искусственные корма, отчасти для обеспечения рыб белком. Эти затраты можно было бы снизить, если бы одновременно выращивали пресноводных улиток, таких как Viviparus bengalensis, что увеличивало доступный белок. Органические и неорганические отходы, образующиеся в качестве побочного продукта культивирования, можно также минимизировать путем объединения пресноводных улиток и водных растений, таких как водяной шпинат, соответственно.
Карп (Labeo rohita)) выращивается в пруду IMTA
Улитка, выращенная на бамбуковом расколе в IMTA
Улитка, выращенная на дне пруда IMTA
Сбор водяного шпината и улиток из пруда IMTA
Галька, выращенная в клетке в IMTA
 | Викискладе есть материалы, связанные с интегрированной мультитрофической аквакультурой. |
