Введение
Использование солей органических кислот является профилактической альтернативой использования антибиотиков и стимуляторов роста для поддержания роста и здоровья культивируемых рыб. Действие солей органических кислот в желудочно-кишечном тракте заключается в угнетении роста и развития патогенных бактерий, главным образом грамотрицательных и улучшении усвоения и поглощения питательных веществ корма, вследствие чего улучшаются зоотехнические показатели животных (Hossain et al., 2007; Defoirdt et al., 2009).
В разведении тиляпии одним из основных путей распространения болезней является выращивание зараженной патогенной микробиотой товарной рыбы без клинических признаков болезни. После фазы возрастной смены пола, одного из наиболее важных этапов цикла производства тиляпии, мальки продаются в разные хозяйства и могут распространять патогены на здоровую рыбу этих хозяйств. Использование инструментов для улучшения качества питания и здоровья животных во время возрастной смены пола имеет основополагающее значение для ведения эффективного рыбоводства.
В аквакультуре исследования использования органических кислот или их солей начали проводиться в последние пять лет (Silva et al., 2013, 2016). Согласно Lückstädts (2008), самые часто используемые кислоты – муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, молочная, сорбиновая, яблочная и лимонная. Среди органических солей, используемых в животноводстве, был отмечен бутират из-за его положительного воздействия на желудочно-кишечный тракт животных (Guilloteau et al., 2010).
Масляная кислота представляет собой короткоцепочечную жирную кислоту, которая превращается в бутират натрия путем хелатирования с натрием (Na+2). Соль часто используется вместо масляной кислоты, потому что она обладает более высокой стабильностью и менее выраженным запахом. Бутират натрия может использоваться в свободной форме без каких-либо защитных или буферных растворов (Piva et al., 2007). Бутират может синтезироваться химически или путем ферментирования нормобиотой в кишечном тракте.
Kihara and Sakate (1997, 2001) показали, что бутират продуцируется косвенно микробиотой рыб в кишечнике, и это было описано как альтернативный способ защиты от патогенных бактерий. Однако добавление бутирата в незащищенной форме может привести к потере эффективности добавки в кишечном тракте.
В аквакультуре, различные способы защиты помогают предотвратить распад органических кислот или их солей в воде (Silva et al., 2016). В кормовой добавке Бутирекс С4 буферные соли химически и физически защищают бутират натрия от растворения в воде и диссоциации в начале желудочно-кишечного тракта. Ввиду вышеупомянутого отсутствия исследований с использованием органических солей во время фазы возрастной смены пола было необходимо исследование использования защищенных органических солей, а в частности проверка влияния бутирата натрия в защищенных и незащищенных формах в двух разных концентрациях (0,25% или 0,5%) на показатели роста, гематологические параметры и устойчивость к патогенной микробиоте (Aeromonas hydrophila, Oreochromis niloticus) в фазе возрастной смены пола у тиляпии.
Схема опыта
Эксперимент проводился в лаборатории AQUOS, отдел аквакультуры, Федеральный университет Санта-Катарина (UFSC). 2250 личинок тиляпии были распределены случайным образом на 5 групп, каждая группа в трех повторах, в 15 резервуарах объемом 80 л, по 150 рыб на каждый. Резервуары были оснащены системами очистки, фильтрации, подачи кислорода и поддержания температуры, способных поддерживать параметры качества воды в оптимальном диапазоне для вида рыбы. Животных акклиматизировали в течение двух дней, кормление осуществлялось основным рационом. После акклиматизации рыба была здоровой, отсутствовали клинические признаки, характерные для бактериальных и грибковых инфекций. После периода акклиматизации, личинкам тиляпии 5 дневного возраста, размером менее 13,0 мм и средним весом 0,0183±0,0014 г. начали скармливать экспериментальные рационы:
Контрольная группа – основной рацион, без добавления бутирата натрия;
1-опытная группа – рацион с добавлением 0,25% незащищенного бутирата натрия;
2-опытная группа – рацион с добавлением 0,5% незащищенного бутирата натрия;
3-опытная группа – рацион с добавлением 0,25% защищенного бутирата натрия Бутирекс С4;
4-опытная группа – рацион с добавлением 0,5% защищенного бутирата натрия Бутирекс С4.
Кормление осуществлялось пять раз в день (8:00, 10:00, 12:00, 14:00 и 17 ч.) в течение 28 дней.
Через 28 суток эксперимента животных выдерживали на голодной диете в течение 14 часов для последующего усыпления в растворе эвгенола (75 мг L-1), после этого проводилась оценка усыпленной рыбы по зоотехническим (Табл. 1) и гематологическим (Табл. 2) параметрам.
Исследование устойчивости к микробиальному заражению.
После 28 суток эксперимента проводилось испытание, в котором было сформировано 6 экспериментальных групп, каждая группа в трех повторах, по 10 рыб в каждой, всего 180 животных. Рыбы были размещены в резервуарах объемом 30 литров, соединенных с системой микроклимата, способной поддерживать качество воды в оптимальном диапазоне для выращивания видов патогенной микробиоты. Через двое суток акклиматизации, животных анестезировали и погружали в аквариум (10 л) в течение 30 минут с постоянной аэрацией, содержащий бактериальный инокулят в концентрации 1 × 107 КОЕ мл-1 (Aeromonas hydrophila, Oreochromis niloticus). После рыб возвращали в исходные резервуары. Рыб контролировали в течение 14 дней после экспериментального заражения, а мертвых животных удаляли из резервуаров каждые 8 ч, образцы из почек, селезенки и печени собирали для повторного определения штамма бактерий и подтверждения инфекции. В течение этого периода рыбе скармливались следующие рационы:
Контрольная группа – основной рацион, без добавления бутирата натрия;
1-опытная группа – рацион с добавлением 0,25% незащищенного бутирата натрия;
2-опытная группа – рацион с добавлением 0,5% незащищенного бутирата натрия;
3-опытная группа – рацион с добавлением 0,25% защищенного бутирата натрия Бутирекс С4;
4-опытная группа – рацион с добавлением 0,5% защищенного бутирата натрия Бутирекс С4.
Также были сформированы группы негативного контроля, которым скармливался основной рацион и не подвергнутых заражению патогенной микробиотой.
В конце испытания была определена средняя смертность при использовании разных форм бутирата в разных концентрациях.
Возрастная смена пола.
При проверке пола у тиляпии в период выращивания, не было выявлено женских особей среди всего поголовья рыб. Включение 60 мг/кг стандартного препарата 1-метил-тестостерона для предотвращения смены пола оказалось эффективным, и добавление бутирата натрия в разных концентрациях и формах не повлияло на процесс смены пола тиляпии.
Эффект применения Бутирекс С4 в рационах тиляпии в период выращивания:
Таблица 1. Влияние разных форм бутирата натрия на показатели роста тиляпии
|
Показатели |
Группа |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
|
Контрольная | Незащищенный бутират, 0,25% | Незащищенный бутират, 0,50% |
Бутирекс С4, 0,25% |
Бутирекс С4, 0,50% |
|
Живая масса на начало эксперимента, г |
0.0183 ± 0.0014 |
0.0183 ± 0.0014 |
0.0183 ± 0.0014 |
0.0183 ± 0.0014 |
0.0183 ± 0.0014 |
|
Общая живая масса на конец эксперимента, г |
93,57 ± 1,99b |
95,69 ± 1,74ab |
96,34 ± 0,89ab |
96,93 ± 1,73ab |
100,06 ± 2,57a |
|
Прирост за период опыта, г |
0,69 ± 0,03 |
0,72 ± 0,03 |
0,72 ± 0,03 |
0,69 ± 0,03 |
0,72 ± 0,03 |
|
Сохранность, % |
89,83 ± 6,28 |
88,66 ± 5,63 |
89,00 ± 5,63 |
93,78 ± 5,04 |
92,44 ± 2,34 |
|
Конверсия корма |
0,85 ± 0,01a |
0,84 ± 0,02ab |
0,85 ± 0,02ab |
0,83 ± 0,01ab |
0,80 ± 0,01b |
|
Выход продукции, кг/м3 |
1,17 ± 0,02b |
1,2 ± 0,02ab |
1,20 ± 0,02ab |
1,21 ± 0,02ab |
1,25 ± 0,03a |
По окончании эксперимента у 4-й опытной группы оказались наибольшие показатели живой массы и выхода продукции. Кроме того, использование Бутирекс С4 в концентрации 0,5% в 4-й опытной группе достоверно показало лучшую конверсию корма и показатель выхода продукции, по отношению к другим группам. Достоверной разницы между опытными и контрольной группой, по показателю прироста и сохранности не было.
Таблица 2. Влияние разных форм бутирата натрия на гематологические показатели тиляпии
|
Показатели |
Группа |
||||
|---|---|---|---|---|---|
|
|
Контрольная | Незащищенный бутират, 0,25% | Незащищенный бутират, 0,50% | Бутирекс С4, 0,25% | Бутирекс С4, 0,50% |
|
Эритроциты (х106 μL-1) |
1.12 ± 2.9b |
1.01 ± 0.5b |
1.16 ± 2.8b |
1.39 ± 1.6ab |
1.73 ± 1.1a |
|
Тромбоциты (х103 μL-1) |
4.7 ± 1.7 |
6.7 ± 1.9 |
5.5 ± 0.8 |
6.1 ± 2.8 |
8.7 ± 1.9 |
|
Лейкоциты (х103 μL-1) |
43.9 ± 1.1 |
47.3 ± 3.7 |
55.6 ± 12.5 |
66.5 ± 3.7 |
57.2 ± 32.5 |
|
Лимфоциты (х103 μL-1) |
24.7 ± 9.6 |
23.0 ± 2.7 |
31.6 ± 8.7 |
23.0 ± 8.3 |
31.6 ± 7.2 |
|
Моноциты (х103 μL-1) |
22.9 ± 4.7ab |
17.1 ± 1.1b |
24.9 ± 7.9ab |
26.7 ± 1.6ab |
32.9 ± 3.7a |
|
Нейтрофилы (х103 μL-1) |
6.02 ± 6.0 |
7.7 ± 3.4 |
3.2 ± 0.81 |
7.8 ± 1.8 |
5.1 ± 2.7 |
В 4-й опытной группе, которой скармливали рацион с Бутирекс С4 0,5% в течение 28 дней, было отмечено достоверное увеличение количества эритроцитов и циркулирующих моноцитов (таблица 2), тогда как в группах, которым скармливался незащищенный бутират натрия, наблюдалось уменьшение количества моноцитов.
Результаты исследования устойчивости к микробиальному заражению
Смертность тиляпии наблюдали в течение 14 дней после экспериментального заражения с помощью Aeromonas hydrophila и Oreochromis niloticus. Первые случаи смертности были обнаружены через 24 часа после начала эксперимента. После шестого дня (144 ч) наблюдались явные различия между смертностью опытных и контрольной группы. У больных рыб обнаружили клинические признаки, такие как язвы на коже, сухость плавников, неустойчивое плавание, летаргия и потеря аппетита. Достоверной разницы между опытными группами во время эксперимента выявлено не было, за исключением контрольной группы, статистически отличающейся от других групп по показателю смертности.
Рисунок 1. Влияние Aeromonas hydrophila на смертность мальков тиляпии при использовании рационов с разными формами и концентрациями бутирата натрия.
Выводы:
Настоящее исследование впервые сравнило использование незащищенного бутирата натрия с защищенной формой – Бутирекс С4 в двух разных концентрациях на стадии смены пола у тиляпии. Также, бутират натрия оказал антибактериальное воздействие против патогенных бактерий, имеющих большое значение для рыбного хозяйства – Aeromonas hydrophila. Использование защищенной формы бутирата натрия Бутирекс С4 в концентрации 0,5% позволило увеличить зоотехнические параметры животных – живую массу в конце эксперимента на 6,5 г. и выход продукции на 0,08 кг/м3, снизив при этом конверсию корма на 0,05 ед., не повлияв при этом на эффективность зоотехнических мероприятий по предотвращению смены пола у тиляпии.
