CC BY
189
УДК 004.9:639.371.2.043.2
Мибуро Закари Республика Бурунди Астраханский государственный технический университет
МОДЕЛЬ СИНТЕЗА СОСТАВА КОРМА РЫБ ОСЕТРОВЫХ ПОРОД
Рыбы осетровых пород высоко ценятся за вкусовые и питательные качества их мяса и икры. В водоёмах России обитает 11 видов осетровых, представителей родов Acipenser и Huso, многие из них отлавливаются в коммерческих целях.
Ведущими водоёмами в мировом фонде осетровых являются Каспийское и Азовское моря, где сосредоточено свыше 90 % запасов этих рыб. В Каспийском бассейне (Российская Федерация) в коммерческих целях вылавливаются русский и персидский осетры, белуга, севрюга и стерлядь [1], а также бестер - рыба, полученная путем искусственной гибридизации белуги и стерляди в СССР в 1952 г. (длина 50-80 см (до 1,8 м), масса 3-5 кг (до 30 кг), объект садкового разведения [2]), в Азовском бассейне - белуга, севрюга и русский осётр.
Активность вылова этих объектов, а также снижение масштабов естественного воспроизводства, загрязнение среды обитания, увеличившийся объем нелегального вылова, особенно его озимой формы (вылавливается браконьерами не только в летний период на миграционных путях, но и в период зимовки) привели к резкому сокращению их численности.
Некоторые виды уже занесены в Красную книгу Российской Федерации:
- сахалинский осётр (Acipenser mikadoi medirostris),
- атлантический осётр (Acipenser sturio),
- байкальский осётр (Acipenser baeri baicalensis).
В табл. 1 и на рис. 1 приведены данные, подтверждающие резкое снижение объема улова рыб с 1981 по 1995 г. [3]. В последующие годы статистика не велась из-за отсутствия контроля над процессами управления водными ресурсами.
Таблица 1
Вылов рыб осетровых пород
Год Русский осетр Белуга Севрюга Всего
1981 13 310 560 2 980 16 850
1991 5 020 360 2 710 8 090
1992 3 790 300 2 410 6 502
1993 2 260 290 1 340 3 890
1994 1 490 147 1 470 3 110
1995 1 130 94 966 2 176
18 000 -16 000 -14 000 -12 000 -10 000 -8 000 -6 000 -4 000 -2 000 -
00 - - _ _ ,
1981 1991 1992 1993 1994 1995
Рис. 1. Динамика снижения объема улова рыб (1981-1995 гг.)
По другим данным, результаты исследований с 1987 по 1999 г. показывают, что значительно уменьшилось количество севрюги, вылавливаемой в южной части Каспийского моря [4] (табл. 2, рис. 2).
Русский осетр Белуга Севрюга Всего
Таблица 2
Улов севрюги в южной части Каспийского моря
Год Улов, т Улов/промысловое усилие
1987 1 054 0,013
1988 1 112 0,011
1989 1 110 0,011
1990 1 115 0,010
1991 1 019 0,008
1992 953 0,009
1993 679 0,007
1994 673 0,007
1995 501 0,007
1996 495 0,004
1997 351 0,004
1998 331 0,004
1999 271 0,003
1 200 1 000 800
н
о” 600
400
200
Рис. 2. Динамика улова севрюги (1987-1999 гг.)
В связи с вышеизложенным необходима организация искусственного воспроизводства как один из путей увеличения численности рыб осетровых пород.
Искусственное воспроизводство рыб обеспечивает не только хранение и увеличение рыбных запасов, но и улучшение структуры биогидроценозов и более рациональное использование продукционных возможностей водоемов, являясь, таким образом, одним из рычагов развития управляемого рыбного хозяйства.
Одна из задач рыбного хозяйства - повышение эффективности выращивания осетровых рыб, решение которой требует использования усовершенствованного комбинированного метода кормления рыб до их выпуска в естественный водоем [5].
Кроме того, для сохранения и увеличения численности осетровых рыб необходимо обеспечить надежную межгосударственную охрану популяции этого семейства рыб [6].
Классификация кормов для рыб осетровых пород
В настоящее время не существует конкретной научной классификации кормов для рыб. Нами была составлена классификация по следующим критериям.
1. По источнику происхождения:
— корм растительного происхождения;
— корм животного происхождения;
— корм микробиологического происхождения.
2. По возрастной категории рыб:
— стартовый комбикорм;
— продукционный комбикорм;
— корм для производителей.
3. По консистенции:
— влажный корм;
— сухой корм;
— гранулированный;
— пастообразный;
— корм в естественном виде (водоросли, водные беспозвоночные).
4. По назначению:
— корм для поддержания роста рыб;
— лечебный корм [7].
— вкусовой корм (вкусовые добавки) [8];
— красящий корм [9].
5. По способу создания:
— естественный (живой) корм (дафния магна используется для кормления молоди осетровых рыб, водоросли - растительноядных рыб, рыба - хищных рыб и т. д.);
— искусственный корм.
При разработке искусственного корма учитывают его водостойкость и крошность. Некоторые компоненты повышают эти качества. Водостойкость увеличивается от 26 до 33 минут, т. е. на 7 минут при замене рыбной муки на 6 %-ю крабовую муку [10].
Жир, полученный из печени краба, содержит 8,7-28 % липидов и 8-16 % белковых веществ. По жирнокислотному составу липиды печени краба близки к рыбным жирам (иваси, минтай, сайра), а по содержанию фосфолипидов (5-15 % суммы липидов) превосходят их [11]. При замене рыбьего жира на крабовый прирост массы рыбы составляет 3,18 % при 100 %-й замене и 3,19 % при 50 %-й замене. Наблюдается также повышение уровня выживаемости [12].
Предлагаемая математическая модель создается для процесса выбора искусственной кормовой смеси, предназначенной для кормления рыб осетровых пород на ранних стадиях их развития в искусственных условиях. Кормовая смесь, выбранная с помощью модели, должна удовлетворять пищевым потребностям рыб. Кроме того, учитывается возможность изменения источников кормовых компонентов и их стоимость, которая должна быть минимальной.
Многокритериальная задача выбора состава кормовой смеси
Кормовая смесь для рыб содержит много компонентов. В состав каждого компонента входит множество питательных элементов. Учитывая, что некоторые источники кормов исчезают или становятся недоступными, необходимо искать другие источники для их замены, сохраняя при этом сбалансированность кормовой смеси и минимальную стоимость ее компонентов.
Сложность процесса разработки новых видов искусственных комбикормов из-за большого числа элементов, входящих в их состав, а также большого числа необходимых питательных веществ обусловливает необходимость создания математической модели для решения задачи выбора оптимального состава корма рыб осетровых пород.
Модель синтеза рационального состава корма для рыб осетровых пород является многокритериальной задачей принятия решения, которую можно описать следующим образом [13]:
< Ж, Х >,
где Х - множество возможных вариантов кормовой смеси; Ж - принцип оптимальности, выражаемый формализованно через функцию выбора V.
Тогда решением задачи выбора <У, Х> является множество Х0 (подмножество Х), полученное с помощью принципа оптимальности Ж:
Х0 = У(Х).
Число целевых функций в задаче выбора оптимального состава корма для рыб осетровых пород равно числу критериев выбора п.
Множество целевых функций записывают в виде вектора:
^ = / ..., /п),
где/ - /-я целевая функция:
т п
/ = ЁЁ л,
/=1 к=1
n - число критериев выбора состава корма; m - число веществ, входящих в состав корма; y{ -
количество отдельного питательного вещества в отдельном компоненте.
Введем ограничения: главное условие для любого корма должно быть следующим: значения по количеству и качеству корма не должны быть ниже минимальных требуемых значений качества и количества каждого элемента. Сумма питательных веществ должна быть не ниже минимального требуемого количества веществ в рационе рыб.
mn
ZZ у г T •
i=1 k=1
где T - минимальное требуемое значение количества питательного вещества в кормовой смеси.
Кроме того, рассматривается не только количество, но и качество компонентов, составляющих корм. Для синтеза рационального состава корма рыб осетровых пород учитывается его стоимость, которая должна стремиться к минимуму.
m
Z Cik ® min.
k=1
Функция выбора формируется таким образом:
mn
ф= ZZ(T—y,)2 ® min.
i=1 k=1
Требуется сформировать состав кормовой смеси такой, чтобы суммарное отклонение значений критериев полученной кормовой смеси от значений, заданных лицом, принимающим решение, будет минимальным. Это означает, что требуется найти качественный и количественный состав кормовой смеси в соответствии с принципом оптимальности W.
Выводы
Поставленная в работе задача синтеза рационального состава корма для рыб осетровых пород и созданная модель позволят разработать компьютерную систему поддержки принятия решений (КСІII IP) для выбора состава корма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://old.bronson.ru/water/ac/capture.shtml.
2. Российский энциклопедический словарь. - М.: Большая Pос. энцикл., 2001. - Кн. 1. - С. 157.
3. http://www.caviar.ru/russian/analitika/analit_1.htm.
4. Гадирнев Х., Мохам М., Ахтоман В. Динамика популяции севрюги в южной части Каспийского моря // Осетровые на рубеже 21 века: Тез. докл. - Астрахань: КаснН^Х, 2000. - 372 с.
5. Пономарев С. В., Пономарева Е. Н. Биологические основы разведения осетровых и лососевых рыб на интенсивной основе: Моногр. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2003. - 256 с.
6. Власенко А. Д. Перспективы развития и восстановления запасов осетровых в Каспийском бассейне // Осетровые на рубеже 21 века: Тез. докл. - Астрахань: КаснН^Х, 2000. - 372 с.
7. Владовская С. Лечебный корм для борьбы с паразитом лосесевых Lepeophtheirus salmonis // Аквакультура: Информ. накет / ВНИЭPХ. - М., 199S. - Вып. 1. - С. 140-141.
S. Feed treatment against lice gains support in Norway // Fish farm. Intern. - 1997. - Vol. 24, N 4. - P. 10.
9. Владовская С. Необходимые добавки к кормам и потребности рыб в них // Корм и кормление в аквакультуре: аналит. и реферат. информ. / ВНИЭPХ. - М., 2001. - Вып. № 1. - С. 27-32.
10. Morris P. Essential feed additives and why they are need // Fish farmer. - 2000. - Vol. 23, N 1. - P. 9-10.
11. Кормление птицы: Снрав. / В. И. Агеев, И. А. Егоров, Т. М. Околерова, П. Н. Паньков. - М.: Агро-промиздат, 19S7. - 322 с.
12. Купина Н. В., Леваньков С. В. Использование отходов от разделки крабов // Pыбное хозяйство. -199S. - № 4. - С. 56-57.
13. Лебская Т. А. Химический состав и биохимические свойства; камчатский краб в Баренцевом море: Pезультаты исследований ПИОТО в 1993-2000 гг. / ПИОТО. - Мурманск, 2001. - С. 15-16.
Статья поступила в редакцию 19.12.2006
MODEL OF THE SYNTHESIS OF FOOD’S COMPOSITION FOR FISH OF STURGEON SPECIES
Miburo Zacharie
The classifications of food by the origin of the age group of fish; by consistency; by prescription and by way of production are presented. The mathematical model for synthesis of rational composition of sturgeon food is offered, its use allows having an effective and inexpensive artificial food for fish. The presence and the availability of its ingredients are recommended to be considered in artificial food production.
