Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СТОКОВ РЫБОВОДНЫХ ХОЗЯЙСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ (обзор)
- Номер: 3
- Страницы: 23-33
Журнал: Проблемы биологии продуктивных животных
Аннотация:
По мере роста объёмов производства, развитие аквакультуры сталкивается с серьёзными экологическими проблемами, связанными с накоплением отходов. Однако эти отходы могут стать ценным ресурсом при использовании современных биотехнологий. Основные разделы обзора: предпосылки создания сбалансированных экосистем на основе концепции интегрированной аквакультуры; использование пресноводных микроводорослей для очистки сточных вод; комбинированное использование водорослей и бактерий; совместное содержание рыб и ракообразных; системы биофлока и интегрированной мультитрофной аквакультуры. Современные подходы к переработке отходов рыбоводства позволяют трансформировать отходы в ценные ресурсы. Необходимым условием для успешного функционирования таких систем является строгое соблюдение баланса между количеством корма, плотностью посадки рыбы и способностью растений усваивать питательные вещества. Переход к циркулярным методам ведения аквакультуры, основанным на биологических и технологических решениях, позволяет снизить экологическую нагрузку и повысить экономическую эффективность производства. Дальнейшие исследования должны быть направлены на оптимизацию этих систем, особенно в условиях интенсивного рыбоводства и ограниченных ресурсов, чтобы обеспечить устойчивое развитие отрасли в долгосрочной перспективе в условиях растущего спроса на рыбную продукцию и ужесточения экологических требований.
Литература:
1. Гурбанова Г.А., Джумадурдыева Г. Методика использования микроводорослей для очистки сточных вод промышленных предприятий. // Вестник Сыктывкарского университета. Серия 2: Естествознание. Медицина. 2024. № 1. С. 77-80.
2. Задубровская Т.А., Шуклина Л.В., Латыпова А.В. Фикоремедиация как новый способ очищения сточных вод текстильного производства. // Фундаментальные и прикладные исследования в области химии и экологии. 2023. С. 203-206.
3. Короченский И., Пронина Г., Жигин А. Совместное выращивание рыбы и овощных культур в системе аквапоники с использованием плавающих грядок. // Проблемы рыбного хозяйства. 2024. Т. 25. № 3. С. 145-154.
4. Письменная О. К вопросу о целесообразности использования аквапоники как эффективного ресурса для производства аквакультуры и микрозелени. // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2024. № 4. С. 54-60.
5. Статкевич С.В. Биотехнические нормативы искусственного воспроизводства гигантской креветки Macrobrachium rosenbergii (De Man, 1879) в условиях Крыма. // Материалы IX междунар. науч.-практ. конф.: « Современные рыбохозяйственные и экологические проблемы Азово-Черноморского региона». Керчь: ЮгНИРО, 2017. С. 163-167.
6. Филиппова И.Н. Экономическая эффективность выращивания гигантской пресноводной креветки в Астраханской области. // Нефтегазовые технологии и экологическая безопасность. 2004. № 3. С. 68-71.
7. Юрина Н.А., Данилова А.А., Максим Е.А., Гнеуш А.Н., Горобец Д.В., Трохимчук Н.Н. Аквапоника как способ получения гидропонного корма. // Сборник научных трудов Краснодарского научного центра по зоотехнии и ветеринарии. 2020. Т. 9, № 1. С. 121-124.
8. Ahmad I., Babitha Rani A.M., Verma A.K., Maqsood M. Biofloc technology: an emerging avenue in aquatic animal healthcare and nutrition. // Aquaculture International. 2017. Vol. 25. P. 1215-1226.
9. Aketo T., Hoshikawa Y., Nojima D., Yabu Y., Maeda Y., Yoshino T. et al. Selection and characterization of microalgae with potential for nutrient removal from municipal wastewater and simultaneous lipid production. // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2020. Vol. 129. P. 565-572.
10. Alameen A.M., Devi K.N., Kumar S.D., Gunabal S., Krishnaveni N., Gowthami A. et al. A sustainable utilization of aquaculture wastewater for the production of commercially important tilapia fish and plants (mint and chickpea) in improved integrated aqua–agriculture system. // Bioresource Technology Reports. 2023. Vol. 21. P. 101313.
11. Amoussou N., Lecocq T., Fourrier C., Nivelle R., Fleck C., Fontaine P., Thomas M. A multi-trait evaluation framework to assess the consequences of polyculture in fish production: An application for pikeperch in recirculated aquaculture systems. // Aquaculture Reports. 2022. Vol. 27. P. 101349.
12. Amin S.A., Green D.H., Hart M.C., Küpper F.C., Sunda W.G., Carrano C.J. Photolysis of iron–siderophore chelates promotes bacterial–algal mutualism. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. Vol. 106. P. 17071-17076.
13. AL-Huqail A.A., Kumar P., Eid E.M. et al. Risk assessment of heavy metals contamination in soil and two rice (Oryza sativa L.) varieties irrigated with paper mill effluent. // Agriculture. 2022. Vol. 12. Р. 1864. https://doi.org/10.3390/agriculture12111864
14. Ayilara M.S., Babalola O.O. Bioremediation of environmental wastes: the role of microorganisms. // Frontiers in Agronomy. 2023. Vol. 5. P. 1-15.
15. Bhadra S., Roy U., Debroy S., Riyaz R. Aquaponics: advanced system for sustainable aquaculture production. In: Aquaculture Reimagined: Modern Approaches to Sustainable Fish Farming (Ed. by V.P. Saini, T. Paul, A.K. Singh, A. Biswal, R. Samanta). New Delhi: Biotica Publications, 2025. P. 86-111.
16. Bossier P., Ekasari J. Biofloc technology application in aquaculture to support sustainable development goals. // Microbial Biotechnology. 2017. Vol. 10. P. 1012-1016.
17. Campanati C., Willer D., Schubert J., Aldridge D.C. Sustainable intensification of aquaculture through nutrient recycling and circular economies: more fish, less waste, blue growth. // Reviews in Fisheries Science and Aquaculture. 2022. Vol. 30. P. 143-169.
18. Chow F., Macchiavello J., Cruz S.S., Fonck E., Olivares J. Utilization of Gracilaria chilensis (Rhodophyta: Gracilariaceae) as a biofilter in the depuration of effluents from tank cultures of fish, oysters, and sea urchins. // Journal of the World Aquaculture Society. 2001. Vol. 32. P. 215-220.
19. Chhainon Y., Serey M. The potential of aquaponics systems for enhancing food security and resource efficiency: a systematic review. 2024. Vol. 1. P. 1-9.
20. Crab R., Defoirdt T., Bossier P., Verstraete W. Biofloc technology in aquaculture: beneficial effects and future challenges. // Aquaculture. 2012. Vol. 356. P. 351-356.
21. Dauda A.B., Ajadi A., Tola-Fabunmi A.S., Akinwole A.O. Waste production in aquaculture: sources, components and managements in different culture systems. // Aquaculture and Fisheries. 2019. Vol. 4, nr 3. P. 81-88.
22. Desbonnet A., Costa-Pierce B. Aquaculture in future urban ecosystems. // Urban Aquaculture. 2005. Wallingford: CABI Publishing, P. 267-277.
23. Ebeling J.M., Timmons M.B., Bisogni J.J. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia–nitrogen in aquaculture systems. // Aquaculture. 2006. Vol. 257. P. 346-358.
24. Emerenciano M., Slinger J., Koster G. et al. Mineral supplementation in Jade Perch (Scortum barcoo) aquaponics with lettuce: a comparison with hydroponics and RAS. // Animals. 2025. Vol. 15. P. 123-134.
25. Emerenciano M.G.C., Rombenso A.N., Vieira F.N., Martins M.A., Coman G.J., Truong H.H. et al. Intensification of Penaeid Shrimp culture: an applied review of advances in production systems, nutrition and breeding. // Animals. 2022. Vol. 12. P. 236.
26. Ganeshan A., Jha N. Solar-driven water purification technologies. // International Journal of Advances in Engineering Sciences and Applied Mathematics. 2025. Vol. 1. P. 1-21.
27. Gao F., Li C., Yang Z.H., Zeng G.M., Feng L.J., Liu J.Z. et al. Continuous microalgae cultivation in aquaculture wastewater by a membrane photobioreactor for biomass production and nutrients removal. // Ecological Engineering. 2016. Vol. 92. P. 55-61.
28. Hargreaves J.A. Photosynthetic suspended-growth systems in aquaculture. // Aquacultural Engineering. 2006. Vol. 34. P. 344-363.
29. Hena S., Gutierrez L., Croue J.P. Removal of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) from wastewater using microalgae: a review. // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 403. P. 124041.
30. Henriksson P.J.G., Belton B., Jahan K.M., Rico A. Measuring the potential for sustainable intensification of aquaculture in Bangladesh using life cycle assessment. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018. Vol. 115. nr 12. P. 2958-2963.
31. Hoang M.N., Nguyen P.N., Bossier P. Water quality, animal performance, nutrient budgets and microbial community in the biofloc-based polyculture system of white shrimp, Litopenaeus vannamei and gray mullet, Mugil cephalus. // Aquaculture. 2020. Vol. 515. P. 734610
32. Indriani Y., Ulaan M. Analysis of the Effects Aquaponic Cultivation Systems on the Growth of Water Spinach (Ipomoea aquatica) and Pak Choy (Brassica rapa L.). // Journal Biologi Tropis. 2024. Vol. 24. nr 4. P. 596-603.
33. Joffre O.M., Klerkx L., Khoa T.N.D.D. Aquaculture innovation system analysis of transition to sustainable intensification in shrimp farming. // Agronomy for Sustainable Development. 2018. Vol. 38. P. 34.
34. Kong S., Chen Z., Ghonimy A., Li J., Zhao F. Bivalves improved water quality by changing bacterial composition in sediment and water in an IMTA system // Aquaculture Research. 2023. Vol. 2023. P. 1-17. DOI: 10.1155/2023/6631737.
35. Kurniawan S.B., Čížková M., Ahmad A., Mohd Said N., Hartini H., Ismail A., Imron M. Autotrophic vs. heterotrophic microalgae: Juxtaposition of performances in treating organic-rich effluent. // Desalination and Water Treatment. 2025. Vol. 322. P. 101159.
36. Lau W.W.Y., Armbrust E.V. Detection of glycolate oxidase gene glcD diversity among cultured and environmental marine bacteria. // Environmental Microbiology. 2006. Vol. 8. P. 1688-1702.
37. MacIntyre C.M., Ellis T., North B.P., Turnbull J.F. The influences of water quality on the welfare of farmed rainbow trout: a review // Fish Welfare (Ed. E.J. Branson). Oxford: Blackwell Publishing, 2008. P. 150-184.
38. Maillard V.M., Boardman G.D., Nyland J.E., Kuhn D.D. Water quality and sludge characterization at raceway-system trout farms. // Aquacultural Engineering. 2005. Vol. 33. P. 271-284.
39. Manikanta D., Dhanda A., Yadav S., Ghangrekar M.M., Yadav R. An overview of the advances in biological and hybrid wastewater treatment technologies in developing countries with experience from developed countries // Journal of Environmental Management. 2024. Vol. 351. P. 119666.
40. Mishra A., Kavita K., Jha B. Characterization of extracellular polymeric substances produced by micro-algae Dunaliella salina. // Carbohydrate Polymers. 2011. Vol. 83. P. 852-857.
41. Nederlof M.A., Verdegem M.C., Smaal A.C., Jansen H.M. Nutrient retention efficiencies in integrated multitrophic aquaculture. // Reviews in Aquaculture. 2022. Vol. 14. P. 1194-1212.
42. Nguyen L., Aditya L., Vu H., Johir M.A.H., Bennar L., Ralph P. et al. Nutrient Removal by Algae-Based Wastewater Treatment. // Current Pollution Reports. 2022. Vol. 8. Р. 369–383.
43. Novriadi R., Wijayanti E., Agustatik S., Hartanto W. Potensi dan interaksi limbah nitrogen dan fosfor dari pakan pada sistem produksi marikultur. // Journal Pengawasan Budidaya. 2020. Vol. 7. P. 5.
44. Pacheco D., Rocha A.C., Pereira L., Verdelhos T. Microalgae water bioremediation: trends and hot topics. // Applied Sciences. 2020. Vol. 10. P. 1886.
45. Palm H., Knaus U., Appelbaum S., Strauch S., Kotzen B. Coupled Aquaponics Systems. 2019.
46. Pappa V.A. The use of legumes in an aquaponic agricultural system: (A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science). Department of Agriculture, Crop Production and Rural Environment, University of Thessaly. 2013. 80 рр.
47. Pant D., Kumar J. Review on fish Polyculture practices: Sustainability, innovations and challenges. // Environment Conservation Journal. 2025. Vol. 26. P. 257-263.
48. Roan E.H., Tiu L., Yanong R.P.E., DiMaggio M.A., Patterson J.T. Overview of Urban Aquaculture // EDIS. 2019. Vol. 2019. nr 6. P. 6.
49. Sa'adah R., Rarassari M., Kahirunnisa E. Consumption fish polyculture using aquaponic (polyponic) system at UPR Mandiri Abadi Palembang City. // Journal Perikanan Unram. 2024. Vol. 14. P. 2321-2329.
50. Sankaran S., Khanal S.K., Jasti N., Jin B., Pometto III A.L., Van Leeuwen J.H. Use of filamentous fungi for wastewater treatment and production of high value fungal byproducts: a review. // Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2010. Vol. 40. P. 400-449.
51. Soaudy M., Ghonimy A. Microbial activities integration among aquaculture systems for better sustainability - a review. // Annals of Animal Science. 2025. Vol. 21. P. 129.
52. Stoyanova S., Sirakov I., Velichkova K. Sustainable production: integrating medicinal plants with fish farming in aquaponics: a mini review. // Sustainability. 2024. Vol. 16. P. 6337.
53. Wan Mahari W.A. Aquaculture wastes as a resource: an overview // Planetary Sustainability. 2024. Vol. 2. P. 51-60
54. Xu M., Yang M., Sun H., Gao M., Wang Q., Wu C. Bioconversion of biowaste into renewable energy and resources: a sustainable strategy. // Environmental Research. 2022. Vol. 214. P. 113929.
55. Yadav M.K., Yadav N.K., Chauhan R., Khati A. Chapter 3: Integrated Aquaculture Systems: A Sustainable Farming Approach // Research Trends in Fisheries and Aquatic Sciences. 2023.Vol. 14. P. 37-60.
56. Zamora L.N., Jeffs A.G. Feeding, selection, digestion and absorption of the organic matter from mussel waste by juveniles of the deposit-feeding sea cucumber, Australostichopus mollis. // Aquaculture. 2011. Vol. 317. P. 223-228.
57. Zhou S., Li W., He S. Microalgal diversity enhances water purification efficiency in experimental microcosms. // Frontiers in Ecology and Evolution. 2023. Vol. 11. P. 1125743. DOI: 10.3389/fevo.2023.1125743