ОПЫТ ВЫРАЩИВАНИЯ ТИЛЯПИИ (Оreochromis mossambicus) В АКВАКУЛЬТУРЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИЧИНОК МУХИ Hermetia illucens

АННОТАЦИЯ

В исследовании оценивалось влияние полной замены традиционного корма для рыб (БДК) на высушенный концентрат из личинки Черной львинки (ЧЛ) в рационах выращивания Тиляпии (Оreochromis mossambicus). Проведен анализ биологических показателей роста (абсолютный прирост, среднесуточный прирост), коэффициента конверсии корма (FCR), уровня выживаемости (SR) и содержания белка в мясной ткани рыбы. Результаты показали, что замена до 100 % БДК на муку из ЧЛ обеспечивала высокий уровень прироста массы (24.0±6.74 г), длины (2.07±0,63 см) и белка (55,70 %). Полученные данные подтверждают возможность использования ЧЛ в кормах для тиляпии в качестве экономически эффективного и экологичного заменителя рыбной муки.

ABSTRACT

The study assessed the effect of replacing conventional fish feed (BDK) with black soldier fly (BSF) larvae in tilapia (Оreochromis mossambicus) diets. The biological growth indices (absolute increase, average daily increase), feed conversion ratio (FCR), survival rate (SR) and protein content in fish meat tissue were analyzed. The results showed that replacing up to 100% BDK with BSF meal resulted in high gains in weight (24.0±6.74 g), length (2.07±0.63 cm) and protein (55.70 %). The obtained data confirm the possibility of using BSF in tilapia feeds as a cost-effective and environmentally friendly substitute for fish meal.

Ключевые слова: личинка черной львинки, тиляпия, показатели размера и веса, рыбные корма.

Keywords: Black soldier fly, tilapia, indexes of length and weight, fish feeds.

Введение. Сегодня аквакультура – один из наиболее быстрорастущих секторов производства продуктов питания, обеспечивающий почти 50 % потребляемой рыбы, а к 2030 году эта цифра может достичь 60–70 % [7; 18]. Основным вызовом является создание устойчивых кормов, поскольку рыбная мука, традиционно используемая из-за высокого содержания белка (65–70 %) и незаменимых аминокислот, не является экологически устойчивым ресурсом [13; 16].

Протеин насекомых, такой как мука из черной львинки (Hermetia illucens), представляет собой перспективную альтернативу. Личинки черной львинки содержат 41–65 % белка и 4–51 % жира и могут полностью заменить рыбную муку в рационах некоторых видов рыб, таких как атлантический лосось [3; 11; 15].

Мозамбикская тиляпия (Oreochromis mossambicus), благодаря своей плодовитости, устойчивости к стрессу и высокой пищевой ценности, является важным видом для аквакультуры, особенно в регионах с экстремальными условиями [2].

В Узбекистане рыбу тиляпию в настоящее время выращивают немногочисленно в зимний период в условиях УЗВ, а затем в геомембранных бассейнах в течении какого времени. В настоящем исследовании изучалось кормление O. mossambicus концентратом личинки ЧЛ и коммерческого корма в рацион рыб и его влияние на размерно-весовые характеристики рыбы.

Материалы и методы

2.1 Эксперимент по кормлению тиляпии

Биомассу личинки ЧЛ получили при разведении насекомого на экологически чистом субстрате в лабораторных условиях Лаборатории кормов и кормления рыб, НИИР Рыбоводства Узбекистана. Вылупившихся из яиц 5-дневных личинок кормили в течение 6 суток пшеничными отрубями. Полученную биомассу личинок сушили при 60 градусах в течение 14 часов в сушильном шкафу и из высушенных личинок с помощью мясорубки получили гранулы размером 3 мм.

Эксперименты по кормлению O. mossambicus проводились в девяти 300-литровых аквариумах (три экспериментальные группы, n=3). Температуру воды поддерживали на уровне 23,1–27,0°С. Для нагрева воды в аквариуме использовались водонагреватели HX-906/300 Вт, а для очистки воды – аквариумные фильтры типа If-562.

В эксперименте рыбам 1-ой группы давали 100 % ЧЛ (T₁), 2-ой группе – 70 % БДК (BDK) и 30 % ЧЛ (T₂), 3-ей группе – 100 % корма БДК (T₃).

В каждой опытной группе было использовано по 10 экземпляров годовиков тиляпии средней массой 18,4±1,24 г (от 8 до 38 г). При кормлении использовали два вида кормов в разных пропорциях: сушеные гранулы ЧЛ (влажность – 9,04 %, сырой протеин – 41,42 %, сырой жир – 6,78 %, сырая клетчатка – 6,01 %, сырая зола – 9,77 %, кальций – 3,68 %, фосфор – 1,36 %, натрий – 0,37 %) и корм для рыб БДК производства Узбекистана (влажность –9,19 %, сырой протеин – 37,3 %, сырой жир – 13,4 %, сырая клетчатка – 3,04 %, сырая зола – 11,5 %, кальций – 2,57 %, фосфор – 1,06 %, натрий – 0,16 %). В рецептуре корма БДК мясная и рыбная мука составляла 55–60 %.

Кормили тиляпию вручную 3 раза в сутки. Продолжительность кормления составила 1 месяц. Норма корма составляла 7,5 % от первоначальной массы тела рыб в аквариуме; ростовые и морфометрические показатели рыб измеряли два раза: через две недели. Количество корма изменяли после двухнедельного измерения морфометрических показателей.

2.2 Оценка роста и морфологических изменений рыб.

На 1-й и 30-й день после эксперимента измеряли массу и длину тела всех особей из каждой группы. Суточную удельную скорость роста (SGR) рассчитывали как [8]:

SGR                                             (1),

где м_к и м_о – масса рыбы в конце и в начале опыта, г; t – продолжительность опыта, сутки.

Абсолютный прирост массы вычисляли по формуле:

Р_аб = m_к – m₀,                                                                          (2),

где m_к – конечная масса молоди, г; m₀ – начальная масса молоди, г

Среднесуточный прирост вычисляли по формуле:

Р_ср.сут. = (m_к – m₀)/t                                                                   (3),

где m_к – конечная масса молоди, г; m₀ – начальная масса молоди, г; t – продолжительность опыта, сут.

Общую длину тела рыбы определяли по следующей формуле [17]:

L_аб (см) = l_к – l_н                                                                     (4),

l_к - конечная длина, l_н — начальная длина.

Для более точного определения скорости роста вычисляли коэффициент массонакопления:

К_м = ((М_к^1/3– М_о^1/3) * 3) / t                                                          (5),

где К_м – общий продукционный коэффициент скорости роста.

Кормовой коэффициент вычисляли по формуле:

К_з= С_к/(m_к – m₀)                                                                 (6).

где Ск – количество корма, затраченное на единицу прироста [1].

Коэффициент конверсии корма FCR вычисляли по формуле [8]:

                                   (7).

Процент выживаемости SR вычисляли по формуле [19]:

                                     (8).

2.3. Статистический анализ. Результаты представлены в виде средних значений и стандартной ошибки средних (SEM). Различия между группами анализировали с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Значимые средние значения были подвергнуты тесту множественного сравнения (Тukey) на уровне a = 0,05 с использованием IBM SPSS Статистика.

2.4. Биохимический анализ мяса рыбы.

Для определения влияния кормления на мясо рыбы проводили исследование содержания азота и белка в мясе рыбы по ГОСТ 25011-2017. Перед анализом рыбу вынимали и высушивали в сушильном шкафу в течение 20 часов, 60 ℃ для определения содержания белка в мясе метод Кьельдаля. Контрольный образец рыбы, взятый во время первоначального лова - Т₀.

Результаты и их обсуждение.

В эксперименте для всех групп выживаемость рыб (SR) была статистически одинаковой. Выживаемость рыб регистрировалась еженедельно, и результаты показали, что самый низкий уровень смертности был в группах T₂ и T₃, где выжило 90 % рыб соответственно (таблица); в T₁ процент выживаемости рыб составил 86,67 % (табл.1).

Проведён однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для оценки различий в FCR (коэффициенте конверсии корма) между тремя группами. Проведён тест (Tukey’s HSD), который подтвердил отсутствие статистически значимых различий между группами (p>0.05). Полученные данные свидетельствуют о том, что средние значения FCR не отличаются между исследуемыми группами с достоверностью 95 % (табл.1).

Результаты исслледования показаны в таблице (в табл.1) 30 дневного периода исследования с 12.03 по 09.04.

Таблица 1.

Рыбоводно-биологические показатели выращивания тиляпии^[1]

Самый высокий прирост веса (Р_аб) был зафиксирован в группе T₁ (100 % сушеный ЧЛ ) – 24.00±6.74 (табл.1). При замене 30 % сухого концентрата ЧЛ на корм БДК (70 %) в группе T₂ прирост веса составил 19.67±8.73, что указывает на то, что уровень замены 30 % дал относительно схожие результаты с группой T₁. Однако, когда сушеный концентрат ЧЛ был заменен на 100 % БДК в группе T₃, экспериментальная рыба показала значительное снижение веса (p<0.05) и составила 16.38±4.84. Результаты показали, что БДК можно заменить на корм на основе насекомых до 30–100 %, чтобы получить эффективные результаты относительно прироста веса (табл.1).

Когда использовали корм БДК и муку на основе ЧЛ, экспериментальные группы не показали значительной разницы в длине (L_аб). Рыба в группах T₁ (100 % ЧЛ) и T₂ (30 % ЧЛ) достигла 2.07±0.63 и 1.97±0.66 прироста длины, показав наиболее эффективные результаты замены по сравнению с группой T₃ (100 % БДК; 1,79±0,62). Результаты показали, что замена БДК на экономически эффективную муку на основе насекомых может быть альтернативой в корме для рыб без ущерба для здоровья рыб, если заменить до 100 % (табл.1).

В T₃ зарегистрированный индекс SGR составил 2.12±0.53, использованный в качестве минимального эталона для сравнения экспериментальных групп, в которых был добавлен ЧЛ. Максимальная скорость суточного прироста массы зафиксирована в группе Т₁ на уровне 2.88±0.67, что свидетельствует о достоверном увеличении SGR по сравнению с группой Т₃, а в то же время в группе Т₂ значение SGR составило 2.41±0.78, и это статистически не отличалось от групп Т₁ и Т₃.

По коэффициенту массонакопления (К_м) самые высокие результаты были в группах Т₁ (0.09±0.02) и Т₂ (0.07±0.02), где рыб кормили 100 % и 30 % ЧЛ и коэффициенты массонакопления в этих группах были достоверно значимыми (р<0.05), по сравнению с группой Т₃ (0.06±0.02).

Анализируемый средний суточный прирост у рыб (Р_ср.сут), которым давали корм, был зафиксирован в диапазоне от 0.55 до 0.80, а наибольшее значение 0.80±0.22 и достоверная разница (p<0.05) с группой T₃ были в T₁, группа T₂ имела средний суточный прирост 0.66±0.29, и он был на том же значительном уровне, что и в T₃ (0.55±0.16), где ЧЛ был полностью заменен на БДК в корме тиляпии (табл.1) и что в Т₁.

При определении содержания белка в сухой биомассе рыб тиляпии в экспериментах были получены следующие результаты (табл. 2). Наилучшие результаты по белку были зафиксированы в группе Т₂. По сравнению с контрольной группой уровень белка был выше во всех экспериментальных группах.

Таблица 2.

Показатели содержания белка в мясе рыбы (ГОСТ- 25011-2017)

Это исследование показало, что концентрат личинок ЧЛ значительно влияет на показатели роста и массонакопления тиляпии при использовании в качестве корма в рационе рыб. В своих исследованиях многие ученые изучали замену муки ЧЛ на рыбную муку в рационе следующих видов рыб, включая: палтус (Psetta maxima) [9], гибридную тилапию (Oreochromis niloticus X Oreochromis spilurus), радужная форель (Oncorhynchus mykiss) [6], атлантический лосось (Salmo salar) [5], европейский морской окунь (Dicentrarchus labrax) [8], карп Цзянси (Cyprinus carpio var. Jian). Ли и др.[10] сообщили, что по крайней мере 50 % белка рыбной муки можно заменить мукой черной львинки без каких-либо неблагоприятных последствий для показателей роста и активности пищеварительных ферментов молоди карпа Цзянь.

В нашем исследовании 100 % мука ЧЛ в форме 3 мм гранул (T₁) обеспечила самую высокую скорость роста и самый низкий коэффициент конверсии корма по сравнению с другими группами. Однако коэффициент конверсии в этой группе был несколько выше – 2.26±0.30, а в группах Т₂ и Т₃ этот коэффициент конверсии корма составил 3.0. Стоит отметить, что в экспериментах, когда красная тиляпия питалась сбалансированным рационом с добавлением концентрата ЧЛ [1], коэффициент конверсии корма составил 1,4 в контрольных группах и 1.3 – в опытных группах. Также в данном эксперименте [1], среднесуточный прирост составил в опытных группах 0.90, тогда как в наших экспериментах в группе Т₁ этот показатель составил всего 0.8. По нашему мнению, показатели роста и накопления массы могли бы быть выше в группе Т₁, получавших рацион с высоким содержанием ЧЛ, если бы в подготовленных нами гранулах присутствовали добавки витаминов и ферментов, необходимые рыбам. Исследования показывают, что качество ингредиентов и технология приготовления кормов играют важную роль при составлении рационов кормления рыб. Авторы [4; 14], например, рекомендуют использовать в рационах обезжиренные личинки ЧЛ. По их мнению, обезжиренную ЧЛ, можно использовать в качестве 25–100 % заменителя рыбной муки для непосредственного кормления ими животных. В нашем исследовании гранулы необезжиренной муки ЧЛ не оказали отрицательного воздействия на рыбу, но повысили эффективность кормления и изменили содержание белка по сравнению с контрольной группой (T₂-57.99 %, табл. 3). Вероятно, потому, что в использованной 6 д личинке ЧЛ содержание жира было минимальным – 6.8 %.

Результаты нашего исследования также предполагают, что личинки ЧЛ хорошо переваривались рыбой тиляпией в эксперименте, несмотря на содержание в них хитина; однако для более глубокого влияния хитина на рыбу, нужно изучать гистологические изменения тканей их пищеварительной системы. Таким образом, для дальнейших исследований необходимо разрабатывать новые технологические подходы к составлению рационов из концентрата ЧЛ.

В этом эксперименте затраты на выращивание личинки ЧЛ и получение концентрата из нее, показали такую же экономическую стоимость, как и стоимость коммерческого корма БДК.

Заключение. Проведённое исследование показало, что использование личинок черной львинки (Hermetia illucens) в качестве замены традиционного корма для рыб (БДК) оказывает положительное влияние на показатели тиляпии (Oreochromis mossambicus). Замена до 100 % БДК на муку из личинок ЧЛ способствовала увеличению массы тела и содержания белка в рыбе. Наиболее высокие показатели прироста массы и SGR были зафиксированы в группе с использованием 100 % ЧЛ, в то время как замена 30 % БДК на ЧЛ показала схожие результаты с полной 100 % заменой. Экономическая эффективность использования личинок ЧЛ сопоставима с коммерческими кормами, что подчеркивает потенциал их применения в аквакультуре. Для достижения устойчивых результатов рекомендуется продолжить исследования, включая добавление витаминов и ферментов в рецептуру корма.

Список литературы:

1. Ушакова Н.А., Пономарев С.В., Федоровых Ю.В., Бастраков А.И. Использование протеин-хитинового концентрата личинок черной львинки hermetia illucens в рационе всеядных рыб на примере красной тиляпии // Известия Уфимского научного центра РАН. – 2018. –№3. –С.57-62. DOI: 10.31040/2222-8349-2018-0-3-57-62.
2. Шайхиев И.Г., Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Воронина Ю.С. Опыт выращивания тиляпий в аквакультуре с использованием личинок мухи hermetia illucens за рубежом (обзор литературы) // Sciences of Europe. – 2021. – № 67. – С. 42-51.
3. Alfiko Y., Xie D., Astuti R.T., Wong J., Wang L. Insects as a feed ingredient for fish culture: Status and trends // Aquaculture and Fisheries. – 2022. – Vol. 7. – Pp. 166–178. https://doi.org/10.1016/j.aaf.2021.10.004
4. Barroso F.G., de Haro C., Sánchez-Muros M.J., Venegas E.V., Martínez-Sánchez A., Pérez‐Bañón C. The potential of various insect species for use as food for fish // Aquaculture. – 2014. – Vol. 422. – Pp. 193422201.
5. Belghit I., Liland N., Gjesdal P., Biancarosa I., Menchetti E., Li Y., Waagbø R., Krogdahl A., Lock Erik-Jan. (2018). Black soldier fly larvae meal can replace fish meal in diets of sea-water phase Atlantic salmon (Salmo salar) // Aquaculture. – 2018. – Vol. 503. 10.1016/j.aquaculture.2018.12.032.
6. Doğan H., Turan F. The usage of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) larvae meal as alternatıve protein source in carp diets (Cyprinus carpio) // Acta Aquatica Turcica. – 2021. – Vol. 17(4). – Pp. 508–514. https://doi.org/10.22392/actaquatr.887967
7. FAO. The State of World Fisheries and Aquaculture 2022. – 1st ed. – FAO: Rome, Italy, 2022. –  Pp. 76–81.
8. Jahan, R. (2021). Black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal as a fish meal replacement in diets for nursing common carp (Cyprinus carpio) fry // AgriRxiv. http://dx.doi.org/10.31220/agriRxiv.2021.00030 
9. Kroeckel S., Harjes A. G., Roth I., Katz H., Wuertz S., Susenbeth A.,  Schulz C. (2012). When a turbot catches a fly: Evaluation of a pre-pupae meal of the Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as fish meal substitute—Growth performance and chitin degradation in juvenile turbot (Psetta maxima) // Aquaculture. – 2012. – Vol.  364. – Pp. 345-352.
10. Li S., Ji H., Zhang B., Zhou J., Yu H. (2017). Defatted black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal in diets for juvenile Jian carp (Cyprinus carpio var. Jian): Growth performance, antioxidant enzyme activities, digestive enzyme activities, intestine and hepatopancreas histological structure // Aquaculture. – 2012. – Vol.  477. – Pp. 62-70.
11. Lu S., Taethaisong N., Meethip W., Surakhunthod J., Sinpru B., Sroichak T., Archa P., Thongpea S., Paengkoum S., Purba R.A.P. Nutritional Composition of Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens L.) and Its Potential Uses as Alternative Protein Sources in Animal Diets: A Review // Insects. – 2022. – Vol.  13. – Pp. 831.
12. Magalhães R., Sánchez-López A., Leal, R.S., Martínez‐Llorens, S., Oliva‐Teles, A., Peres, H. Black soldier fly (Hermetia illucens) pre-pupae meal as a fish meal replacement in diets for European seabass (Dicentrarchus labrax) // Aquaculture. – 2017. – Vol. 476. – Pp. 79-85.
13. Miles R.D., Chapman F.A. The Benefits of Fish Meal in Aquaculture Diets. 2012. – Pp. 1–7. – Retrived from: https://edis.ifas.ufl.edu/publication/FA122   (accessed date: 05.03.2025)
14. Nguyen T.T.X., Tomberlin J.K., VanLaerhoven S.L. 2015. Ability of black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) larvae to recycle food waste // Environmental Entomology. – 2015. – Vol. 44. – Pp. 406–410.
15. Nogales-Mérida S., Gobbi P., Józefiak D., Mazurkiewicz J., Dudek K., Rawski M., Kierończyk B., Józefiak A. Insect meals in fish nutrition // Reviews in Aquaculture.   – 2019. – Vol. 11. – Pp. 1080–1103.
16. Olsen R.G., Hasan M.R. A limited supply of fishmeal: Impact on future increases in global aquaculture production // Trends Food Sciences Trends.   – 2012. – Vol. 27. – Pp. 120–128. 
17. Rajasekar V., Tanveer M. (2022). Production performance of gift tilapia in recirculating aquaponics system with red amaranth.  – 2022. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2048979/v1
18. Subsinghe R., Soto D., Jia J. Global aquaculture and its role in sustainable development // Reviews in Aquaculture. – 2009. – Vol. 1. – Pp. 2–9.
19. Tahami F.S. (2023). Study on Growth of Silver Carp (Hypophthalmichthys Molitrix) fed by Diatoma Microalgae in Pond // Journal of Clinical Case Reports & Studies. – 2023. https://doi.org/10.31579/2690-8808/161