Анализ стабильных изотопов указывает на перенос питательных веществ между лососем и ламинарией в коммерческой интегрированной многотрофной прибрежной аквакультурной системе

Почему важны совместные фермы рыбы и поля водорослей

На многих побережьях плавающие загоны с выращиваемым лососем соседствуют с рядами колышущейся ламинарии. Это сочетание — не просто живописный фон; оно указывает на способ выращивать морепродукты, снижая нагрузку на окружающую среду. В этом исследовании в заливе Банри в Ирландии учёные задали простой, но важный вопрос: действительно ли питательные вещества, выделяемые коммерческой фермой лосося, достигают соседней сахарной ламинарии и способствуют ли они её лучшему росту?

Совместное выращивание рыбы и водорослей

Исследование сосредоточено на концепции многовидовой аквакультуры, где ценных рыб выращивают рядом с организмами низшего трофического уровня, такими как водоросли. Идея в том, что отходы рыбы, богатые азотом, могут питать водоросли вместо того, чтобы просто рассеиваться в океане. Сахарная ламинария — привлекательный партнёр, потому что она быстро растёт, хорошо переносит бурное море и требует большого количества азота. Тем не менее до сих пор большинство данных о том, что рыбьи отходы стимулируют ламинарии, исходили из небольших экспериментов или моделирования, что оставляло неопределённость относительно эффективности такого партнёрства на реальном коммерческом участке на открытом, подверженном волнам побережье.

Естественный естественный эксперимент «до и после»

Место исследования предоставило редкую встроенную сравнительную ситуацию. В течение четырёх лет работала только ферма ламинарии. Затем, в середине 2023 года, рядом была вновь запущена ферма лосося; ламинария была засажена на верёвки одинаково в начале 2023 и снова в 2024 году. Это создало картину «до и после» при почти одинаковых местных условиях. В оба года учёные собирали образцы ламинарии, морской воды и образцы возможных источников азота: промышленный корм для рыбы, фекалии лососей, частицы, оседающие в воде, и дикорастущие водоросли с близлежащих берегов. Они также отслеживали освещённость, температуру и течения, чтобы исключить возможность того, что любые изменения объясняются лишь другим сезоном или погодными условиями.

Отслеживание невидимых отпечатков азота

Чтобы установить, откуда ламинария получает азот, команда использовала анализ стабильных изотопов — метод, фиксирующий крошечные естественные различия в массе атомов азота. Разные источники азота имеют слегка отличающиеся изотопные «отпечатки». Сравнивая отпечатки в тканях ламинарии с отпечатками в корме, фекалиях и диких водорослях и прогоняя данные через баесовскую модель смешения, исследователи оценили, какие источники с наибольшей вероятностью снабжали азотом ламинарии. Они обнаружили, что изотопный сигнал в ламинарии менялся со временем и различался по годам. В 2023 году, когда лососей не было, ламинария соответствовала диапазону, ожидаемому от фоновых морских источников — таких как дикая альга и общие взвешенные частицы. В 2024 году, когда рядом кормили лосося, ламинария показала более низкие значения, типичные для азота, прошедшего через рыбный корм и отходы, а затем трансформированного в воде.

Рост водорослей и изменения в тканях

Химические данные подтвердились показателями самой ламинарии. В оба года водоросли росли, но в 2024 году их лопасти длились, расширялись и набирали массу быстрее. В ткани ламинарии также содержалось больше азота в целом, а соотношение углерода к азоту указывало на то, что растение не испытывало дефицита этого ключевого элемента. Уровни нитратов в приповерхностной воде залива были выше в начале вегетационного сезона 2024 года, когда лососей активно кормили, а затем снизились по мере быстрого роста ламинарии и вылова рыбы, после которого кормление прекратилось. Хотя природная изменчивость воды затрудняла точное установление трендов только по образцам воды, сочетание более быстрого роста, более богатой ткани ламинарии и изотопных отпечатков указывало в одном направлении.

Что это значит для более чистой прибрежной аквакультуры

В совокупности результаты свидетельствуют о том, что питательные вещества с фермы лосося действительно усваивались прилегающей сахарной ламинарией в коммерческом масштабе в условиях открытого побережья. Исследование показывает, что инструменты анализа стабильных изотопов в сочетании с простыми измерениями роста и качества воды могут выявить, как отходы кормящейся рыбы превращаются в ресурс для водорослей. Также подчёркиваются оставшиеся пробелы, такие как необходимость лучшего понимания того, как изменяется азот на пути от корма через рыбу, микробов и, наконец, в ламинарии. По мере того как прибрежные сообщества ищут способы расширять аквакультуру, не перегружая локальные воды, такое сочетание рыбы и ламинарии предлагает путь, при котором остатки одного «урожая» могут подпитывать другой.

Цитирование: Krupandan, A., Falconer, L., Maguire, J. et al. Stable isotope analysis suggests nutrient connectivity between salmon and kelp within a commercial scale open coast integrated multi-trophic aquaculture system. Sci Rep 16, 15135 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45539-5

Ключевые слова: аквакультура, выращивание лосося, ламинария, циклирование питательных веществ, стабильные изотопы