17.5 Стратегии лечения в аквапонике

Варианты лечения больных рыб в аквапонной системе очень ограничены. Поскольку и рыба, и растения имеют одну и ту же петлю воды, лекарства, используемые для лечения заболеваний, могут легко повредить или уничтожить растения, а некоторые из них могут поглощаться растениями, вызывая периоды изъятия или даже делая их непригодными для употребления. Лекарства также могут оказывать пагубное воздействие на полезные бактерии в системе. Если медикаментозное лечение абсолютно необходимо, оно должно быть осуществлено на ранней стадии заболевания. Больная рыба переводится в отдельный (госпитальный, карантинный) резервуар, изолированный от системы для лечения. При возвращении рыбы после лечения важно не переносить использованные лекарства в аквапонную систему. Все эти ограничения требуют совершенствования методов лечения заболеваний с минимальными негативными последствиями для рыб, растений и системы (Goddek et al. 2015, 2016; Somerville et al. 2014; Yavuzcan Yildiz et al. 2017). Одним из наиболее часто используемых и эффективных методов лечения старой школы против наиболее распространенных бактериальных, грибковых и паразитарных инфекций у рыб является соляная ванна (хлорид натрия). Соль полезна для рыб, но может нанести вред растениям в системе (Rakocy 2012), и вся процедура обработки должна выполняться в отдельном резервуаре. Хорошим вариантом является отделение рециркулирующей аквакультуры от гидропонной единицы (развязанные аквапонные системы) (см. [главу 8](/сообщество/артиклы/глава 8-декупальные системы аквапоники)). Развязка позволяет использовать различные виды заболеваний рыб и водоочистки, которые невозможны в соединенных системах (Monsees et al. 2017) (см. [главу 7](/community/articles/глава 7-паровые системы аквапоники)). Одним из последних улучшений в области контроля эктопаразитов рыб и дезинфекции в аквапонных системах является использование Wofasteril (KeslapharmaWolfen GMBH, Bitterfeld-Wolfen, Германия), содержащего паруксусную кислоту продукт, который не оставляет остатков в системе (Sirakov et al. 2016). В качестве альтернативы можно использовать перекись водорода, но при гораздо более высокой концентрации. Хотя эти химические вещества имеют минимальные побочные эффекты, их присутствие нежелательно в аквапонных системах и требуются альтернативные подходы, такие как биологические методы контроля (Rakocy 2012).

Метод биологического контроля (биоконтроль) основан на использовании других живых организмов в системе, опираясь на естественные связи между видами (коммсализм, хищничество, антагонизм и т.д.) (Sitjà-Bobadilla и Oidtmann 2017) для борьбы с патогенами рыб. В настоящее время этот метод является дополнительным инструментом управления здоровьем рыб с высоким потенциалом, особенно в аквапонных системах. Наиболее успешной реализацией биоконтроля в рыбной культуре является использование более чистой рыбы против морских вшей (кожных паразитов) в лососевых фермах. Это лучше всего практикуется на норвежских фермах, где очистка wrasse (Labridae) сокультивируется с лососем. Грязь удаляют и питаются морскими вшей (Skiftesvik et al. 2013). Хотя очистка реже встречается у пресноводных рыб, леопард plecos (Glyptoperichthys gibbiceps), сожительствуя с голубым Tilapia (Oreochromis aureus), успешно держит инфекцию Ichthyophthirius multifiliis под контролем путем кормления паразитовых кист (Pic_ паразитов и др. 2012.). Этот метод биоконтроля становится все более важным в аквакультуре и может рассматриваться в аквапонных системах. Кроме того, следует отметить, что более чистая рыба может также содержать патогены, которые могут передаваться основным культивированным видам. Поэтому перед внедрением в систему они также должны пройти профилактические и карантинные процедуры.

Еще одним методом биоконтроля, который все еще находится на стадии разведочного применения в рыбной культуре, является использование фильтрующих и фильтрующих организмов. Снижая нагрузку возбудителей в воде, эти организмы могут снизить вероятность возникновения заболевания (Sitjà-Bobadilla и Oidtmann 2017). Например, Othman et al. (2015) продемонстрировали способность пресноводных мидий (Pilsbryoconcha exilis) уменьшать популяцию Streptococcus agalactiae_ в лабораторной системе культуры тилапии. Потенциал этого метода биоконтроля в аквапонных системах еще не опробован, и необходимы новые исследования для изучения возможностей не только борьбы с заболеваниями рыб, но и борьбы с патогенами растений.

Наиболее перспективным и хорошо документированным методом биоконтроля является использование полезных микроорганизмов в качестве пробиотиков в кормах для рыб или в подпитывающей воде. Их использование в аквапонных системах в качестве промоутеров роста и здоровья рыбы/растений хорошо известно, а пробиотики также продемонстрировали эффективность в отношении целого ряда бактериальных патогенов различных видов рыб. Например, в радужной форели, диетические Carnobacterium maltaromaticum и C. divergens защищены от Aeromonas salmonicida и Yersinia ruckeri инфекций (Ким и Остин 2006) и Aeromonas sobria GC2 включены в корм успешно предотвращены клинические заболевания, вызванные и Streptococcus iniae_ (Brunt and Austin 2005). Диетическое Micrococcus luteus снижает смертность от инфекции Aeromonas hydrophila_ и повышает рост и здоровье тилапии Нила (Abd El-Rhman et al. 2009). Недавние исследования Sirakov et al. (2016) позволили добиться значительного прогресса в одновременном биоконтроле паразитарных грибов как у рыб, так и у растений в закрытой рециркулирующей аквапонной системе. В общей сложности более 80% изолятов (бактерий, выделенных из аквапонной системы) были антагонистическими к обоим грибам (Saprolegnia parasiticia и Pythium ultimum) в тестах in vitro. Бактерии не классифицировались таксономически, и авторы предполагали, что они принадлежат к роду Pseudomonas_ и группе молочнокислых бактерий. Эти результаты, хотя и весьма многообещающие, еще предстоит проверить в действующей аквапонной системе.

В качестве конечной альтернативы химическому лечению мы предлагаем применение лекарственных растений с антибактериальными, противовирусными, противогрибковыми и противопаразитарными свойствами. Растительные экстракты имеют различные биологические характеристики с минимальным риском развития резистентности в целевых организмах (Reverter et al. 2014). Многие научные доклады демонстрируют эффективность лекарственных растений против возбудителей рыб. Например, Нил Tilapia питается диетой, содержащей омелу _ (Viscum album coloratum_) увеличил живучесть при испытании Aeromonas hydrophila (Park and Choi 2012). Индийский крупный карп показал значительное снижение смертности при испытании аэромонаса hydrophila_ и питании диетами, содержащими колючий цветок (Achyranthes aspera) и индийского женьшеня (Withania somnifera) (Sharma et al. 2010; Vasudeva Rao et al. 2006). Лекарственные растительные экстракты также доказали свою эффективность против эктопаразитов. В золотых рыбок Yi et al. (2012) продемонстрировали эффективность экстрактов магнолии лекарственного и софорского алопекуроида против ихтиофтирия multifiliis и Huang et al. (2013) показали, что экстракты цезальпинии саппан, Lysimachia christinae, Cuscuta chinensis, Argii и Eupatoria argii и Eupatoria Фортуна есть 100% антигельминтная эффективность против Dactylogyrus interdius. Использование лекарственных растений в аквапонике является перспективным, но для поиска соответствующей стратегии лечения без нежелательных эффектов необходимы дополнительные исследования. Как отмечает Junge et al. (2017), несмотря на то, что в последние годы исследования в области аквапоники в значительной степени развились, количество научных работ, опубликованных по этой теме, по-прежнему является крайне низким по сравнению с публикациями, посвященными аквакультуре или гидропонике. Аквапоника, которая все еще считается развивающейся технологией, теперь характеризуется большим потенциалом для производства продовольствия для населения мира, который, согласно результатам UN World Population Prospects (UN 2017), составил почти 7,6 миллиарда в середине 2017 года и, судя по прогнозам, увеличится до 1 миллиарда в течение 12 лет, достигнув примерно 8,6 миллиарда в 2030 году. Тем не менее, рассмотрение потенциальных рисков для устойчивости аквапоники, вызванных болезнями рыб, выработка хороших идей, новых методов и подходов к борьбе с патогенами станет нашей главной задачей на будущее. Существует настоятельная необходимость в создании новых знаний для создания более эффективной основы для управления рыбой и здоровьем растений, а также в продолжении разработки эксплуатационных и инфраструктурных систем для аквапонной промышленности. Приоритетными направлениями исследования являются причины потерь рыбы в аквапонных системах, системные заболевания, взаимодействие и изменение микробного сообщества, а также патогенов.