Анотація до роботи:

Леконцева Т.І. Трансформація азотвмісних сполук та їх вплив на життєдіяльність гідробіонтів в штучних системах. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 гідробіологія. Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена з’ясуванню особливостей трансформації сполук азоту в штучних системах культивування гідробіонтів і визначенню ролі цих процесів в структурі взаємовідносин організмів з водним середовищем.

Встановлено основні закономірності формування якості водного середовища в системах культивування безхребетних (Moina macrocopa Straus, Cladocera) і риб (Cyprinus carpio L.) під впливом продуктів метаболізму і кормового навантаження. Показано провідну роль кормового навантаження у визначенні характеру біотичних процесів в середовищі, обумовлену надходженням до системи значної кількості біодосяжної органічної речовини, що сприяє інтенсивному розвитку гетеротрофних бактерій і негативно відображається на кисневому режимі середовища та процесах нітрифікації. Відмічено прискорення процесів трансформації сполук азоту під пливом M. macrocopa і С. carpio внаслідок підвищення активності мінералізації органічної речовини. При цьому загальна спрямованість процесів, що визначається гетеротрофною мікрофлорою, не змінюється.

Встановлені найбільш сприятливі якісні характеристики водного середовища для росту і розвитку досліджуваних гідробіонтів: С. carpio – етап стабілізації процесів амоніфікації і нітритоутворення; M. macrocopa – етап амоніфікації – першої фази нітрифікації.

Виявлені особливості трансформації сполук азоту у водному середовищі та їх взаємозв’язок з процесами росту і розвитку безхребетних і риб мають важливе значення для розуміння механізмів функціонування штучних систем культивування та можуть бути використані для розробки практичних рекомендацій щодо оптимізації умов життєдіяльності об’єктів вирощування і підвищення продуктивності систем.

1. На підставі результатів експериментальних досліджень виявлені основні закономірності формування якості водного середовища в штучних системах культивування безхребетних і риб під впливом продуктів метаболізму і кормового навантаження.

2. З’ясована роль процесів трансформації мінеральних сполук азоту в структурі взаємовідносин «організм – водне середовище» та визначені основні параметри середовища, відповідальні за продукційні показники Moina macrocopa і Cyprinus carpio.

3. Показано, що при первинній водопідготовці для цілей культивування внаслідок активізації окиснювальних процесів за участю мікроорганізмів основною формою мінерального азоту, яка лімітує якість середовища для гідробіонтів, є підвищений рівень нітритів.

4. Індикаторними характеристиками якості водного середовища при культивуванні M.macrocopa і С. carpio є динаміка рівня БСК₅, розчиненого О₂, NO₂^– і NO₃^– ; параметрами, відповідальними за продукційні показники гідробіонтів, є величина кормового навантаження та кисневий режим.

5. Провідна роль у визначенні характеру біотичних процесів в системах культивування водяних тварин належить режиму кормового навантаження. За умов надлишкової кількості біодосяжної ОР у водному середовищі перевагу у розвитку одержують гетеротрофні бактерії. Інтенсивна життєдіяльність останніх негативно відображається на кисневому режимі середовища і процесах нітрито- та нітратоутворення.

6. Вплив M. macrocopa і С. carpio на формування якості водного середовища в штучних системах носить модифікуючий характер. При цьому загальна спрямованість процесів трансформації сполук азоту, що визначається гетеротрофною мікрофлорою, не змінюється. Роль гідробіонтів полягає в прискоренні цих процесів внаслідок підвищення активності мінералізації ОР.

7. Відтворювальна здатність популяції M. macrocopa значною мірою визначається ступенем мінералізації біодосяжної ОР. Оптимальним для продуктивного росту популяції M. macrocopa є середовище на етапі амоніфікації першої фази нітрифікаціїі, що обумовлено високим рівнем трофності і достатнім вмістом розчиненого кисню. Падіння концентрації кисню нижче 4 мг/дм³ в період інтенсивної амоніфікації та активізація процесу нітратоутворення обмежують репродуктивний потенціал популяції.

8. Стійке зниження рівня БСК₅ та швидкий розвиток кисневого дефіциту (1–2 мг/дм³доба^–1) спричиняють зміну способу розмноження M. macrocopa з партеногенетичного на статевий. Процес закладання ефіппіальних яєць відбувається при достатньому рівні харчової забезпеченості і слідує за активним партеногенезом, передуючи повному припиненню розмноження.

9. Для забезпечення високого темпу відтворення M. macrocopa при масовому культивуванні з використанням кормових дріжджів оптимальним є рівень кормового навантаження 30–40 мг/дм³доба^-1 (для експоненціальної фази росту), який підтримує достатню репродуктивну активність гетеротрофних бактерій і оптимальний кисневий режим середовища (> 4 мг/дм³).

10. В процесі адаптації ракоподібних до умов гіпоксії і підвищеного вмісту органічних і азотних сполук в середовищі відбувається істотне зниження енергетичного статусу організму, що виявляється в зменшенні вмісту макроергічних фосфорних сполук (АТФ, АДФ) і основних метаболічних субстратів – білків і ліпідів. Виснаження енергоресурсів організму ракоподібних призводить до зміни генеративних процесів, зниження продукції та її поживної цінності.

11. Для росту С. carpio сприятливим за рівнем азотних сполук є середовище на етапі стабілізації процесів амоніфікації і нітритоутворення. Зростання інтенсивності даних процесів призводить до зниження темпу росту риб в результаті підвищення енерговитрат організму на адаптацію до підвищеного вмісту сполук азоту, що виявляється у збільшенні продуктів розпаду АТФ і порушенні балансу між процесами синтезу та розпаду метаболічних субстратів.

12. Виявлені особливості трансформації сполук азоту та їх роль в структурі взаємовідносин гідробіонтів з водним середовищем мають важливе значення для пізнання механізмів функціонування штучних систем вирощування водяних тварин та створення наукових основ управління якістю водного середовища і біопродуктивністю цих систем.

Публікації автора:

1. Леконцева Т.И. Особенности водоподготовки при массовом культивировании гидробионтов в системах с регулируемыми параметрами водной среды / Т.И. Леконцева, Ю.Г. Крот // Екологія, технологія, економіка, водопостачання, каналізація: зб. доп. Міжнар. конгресу “ЕТЕВК–2001”, Ялта, 22–26 травня 2001 р. – Ялта, 2001. – С. 363–366. (аналіз літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення матеріалу).

2. Леконцева Т.И. Особенности формирования качества водной среды при массовом периодическом культивировании Moina macrocopa S t r a u s / Т.И. Леконцева, Ю.Г. Крот // Гидробиол. журн. – 2003.– Т. 39, № 2.– C. 69–81. (аналіз літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення матеріалу).

3. Романенко В.Д. Физиолого-биохимическая оценка состояния культуры Moina macrocopa Straus при накопительном культивировании / В.Д. Романенко, В.Д. Соломатина, Ю.Г. Крот, Т.И. Леконцева, Н.А. Могилевич // Гидробиол. журн. – 2004. – Т. 40, № 1. – С. 74–80. (участь у виконанні експериментальних досліджень і інтерпретації отриманих даних, формулювання висновків).

4. Крот Ю.Г. Трансформация соединений азота в водной среде при функционировании замкнутых систем выращивания рыб / Ю.Г. Крот, Т.И. Леконцева // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія. (Спец. вип.: Гідроекологія).– 2005. – № 3 (26). – С. 227–229. (проведення експериментальних досліджень, аналіз отриманих даних, формулювання висновків).

5. Леконцева Т.И. Культивирование ветвистоусых ракообразных в системах с регулируемыми параметрами водной среды / Т.И. Леконцева, Ю.Г. Крот // ІІ з’їзд Гідроекологічного товариства України,. Київ, 27–31 жовтня 1997 р.: тези доп. Т.2. – К., 1997. – С. 45–46.

6. Леконцева Т.И. Метаболические взаимоотношения популяции Moina macrocopa со средой в процессе массового периодического культивирования / Т.И. Леконцева // Водные биоресурсы и пути их рационального использования: материалы междунар. науч. конф. молодых ученых, 31января –1 февраля 2000 г., Киев. – К., 2000. – С. 32–33.

7. Леконцева Т.И. Влияние характера кормовой нагрузки на популяционные показатели Moina macrocopa при массовом периодическом культивировании / Т.И. Леконцева // Пресноводная аквакультура в Центральной и Восточной Европе: достижения и перспективы: материалы междунар. науч.-практ. конф., 18–21 сентября 2000 г, Киев. – К., 2000.– С. 191–193.

ПОДЯКА

Автор висловлює щиру вдячність акад. НАН України, д.б.н., проф. В.Д. Романенко, к.б.н., с.н.с. Ю.Г. Кроту за наукове керівництво; д.б.н. В.М. Якушину, д.б.н. В.Д. Соломатиній, д.б.н., проф. О.М. Арсану за надання цінних порад і консультацій.