SFI CtrlAQUA Forskningsdrevet innovasjon for utvikling av lukkede oppdrettssystem

Transkript

1 SFI CtrlAQUA Forskningsdrevet innovasjon for utvikling av lukkede oppdrettssystem BERGEN 17. JANUAR 2019 AQKVAKONFERANSEN Åsa Maria Espmark Seniorforsker og CtrlAQUA Senter leder

2 Nye teknologier for lakseproduksjon øker kunnskapsbehovet nye betingelser, utfordringer og muligheter RAS og FT på land S-CCS i sjø Photo: Bremnes Seashore (Trovåg) Photo: FishFarming Illustrasjon: Lerøy SeaFood Group Photo: Grieg Seafood Photo: Grieg Seafood Åpen not i sjø Landbasert til slakt Photo: Aquafarm Equipment Off-shore Foto: SalMar 2 Foto: Åsa Espmark Foto: Kyst.no

3 CtrlAQUA Senter for lukkede anlegg i Akvakultur ( ) CtrlAQUA Mål CtrlAQUA skal utvikle teknologiske og biologiske innovasjoner som vil gjøre lukkede anlegg til en pålitelig og økonomisk levedyktig teknologi. Hovedfokus er innovasjoner for de strategiske periodene i laksens produksjonssyklus, slik som postsmoltfasen RAS på land Photo: Bremnes Seashore (Trovåg) S-CCS i sjø Photo: FishFarming Photo: Grieg Seafood Illustrasjon: Cermaq Photo: Aquafarm Equipment Photo: Grieg Seafood Foto. FishGlobe 3 Illustrasjon: Lerøy SeaFood Group

4 CtrlAQUA skal bidra til å.. 1. sikre helse og velferd hos fisken 2. sikre robust fisk eks ved å identifisere genmarkører for robusthet 3. legge miljøet til rette for at fisken blir trent 4. minimere risiko for at patogener får mulighet til å entre fisk og system 5. finne optimale miljøbetingelser for oppdrett og overflytting til nye systemer 6. optimalisere systemene 4

5 Sikre hele og velferd hos fisken Karakterisering av mikrobiota S-CCS Christian R Karlsen (Nofima) Identifisere bakterier i oppdrettsmiljøene og på fisken Hvilke bakterier kommer inn i systemene og hvor kommer dem inn? Skjer det en oppblomstring av bakterier som har kommet inn? Vevsspesifikke bakterier? 5

6 Sikre robust fisk Identifisere genmarkører for robusthet Immun gen ekspresjon - Reduseres 1 mnd etter utsett - Øker etter 4 mnd Skinn gen transkripsjon Christian R Karlsen (Nofima) Genmarører CtrlAQUA: Vannhastighet Partikkelbelastning CO 2 Ozon S-CCS Temperatur Etc Resultatene kan forklare hvorfor økt mottakelighet for patogener knyttet til velferdsproblemer og tap av postsmolt etter overføring til sjø forekommer

7 Legge miljøet til rette for at fisken blir trent Gerrit Timmerhaus (Nofima) Etter tre måneder med trening: Lineær vektøkning med økende vannhastighet Lengdevekst for L gruppen resulterer i lavere kondisjonsfaktor Økende vekt på grunn av muskelvekst Atferdsobservasjoner: grupperinger ved høye vannhastigheter 0,5 1,0 1,8 2,5 L VH

8 Minimere risiko for at patogener får mulighet til å entre fisk og system Skjelltap og skinnbarriærefunksjon i CCS Christian R Karlsen (Nofima)

9 Optimale miljøbetingelser for oppdrett Tom-Ole Nilsen (Norce), Vasco Mota (Nofima) Ca 10% vekstreduksjon per 10 mg/l økning i CO 2 (5 40 mg/l). Negative effekter av CO 2 på vekst vedvarer etter overføring til sjø Uke 0-12: Kronisk CO 2 eksponering i RAS 12ppt Uke 13-18: påvekst i 32ppt Konklusjon Grenseverdi i RAS lavere enn de tidligere anbefalte 15 mg/l som er definert for FT Laks tåler høye CO 2 konsentrasjoner Ingen dødelighet Ingen katarakt Ingen nefrokalsinose Ingen ytre velferdsskader

10 Optimale miljøbetingelser Effekter av ozon på ytelse og helse i RAS Total restoksidants (TRO) A. laks postsmolt I brakkvann Kevin Stiller (Nofima) Experimental setup: very high 500 mv; 44 µg as l -1 as Cl 2 high 425 mv; 16 µg as l -1 as Cl 2 medium 350 mv; ~10 µg as l -1 as Cl 2 low 280 mv; ~10 µg as l -1 as Cl 2 control 230 mv; 0 µg as l -1 as Cl Genmarkører for betennelse, oksidativt stress og apoptose var signifikant oppregulert i gruppen VELDIG HØY. Gjellehelse signifikant forverret i gruppene HØY og VELDIG HØY.

11 Optimale miljøbetingelser Effekter av ozon på fisk og vann i ferskvanns-ras Chris Good (Freshwater Institute) Experimental Design 3 RAS med ozon ORP setpoint = 320 mv 3 RAS uten ozon Ozone No Ozone True Color (Pt-Co Units) 2 ± 1 48 ± 2 Ultraviolet Transmittance (%) 86 ± 1 62 ± 1 Heterotrophic Bacteria (counts/ml) 33 ± ± 14 Dissolved Copper (mg/l) ± ± Dissolved Iron (mg/l) ± ± Dissolved Zinc (mg/l) ± ± Ozone No Ozone Means Salmon Weight (g) 1051 ± ± 4 Fish Density (kg/m 3 ) 96.5 ± ± 0.3 FCR 0.98 ± ± 0.01 Fish Survival (%) 98.9 ± ± 0.2 % Mature Fish (GSI > 1.0%) 29 ± 3 19 ± 6 Ozon forbedret vannkvalitet: klarere vann, færre bakterier, og redusert metallinnhold. Ingen tegn til tidlig kjønnsmodning forårsaket av ozon. Signifikant bedre vekst/fôrinntak Så godt som samtlige kjønnsmodne fisk var hanner.

12 Optimale oppdrettsprotokoller Trine Ytrestøyl (Nofima) Formål: Evaluere effekten av ulike oppdrettsprotokoller på postsmolt i RAS (ytelse, helse og velferd) i påvekstfasen i sjø Forsøksoppsett 1) Lysperiode: 6 uker 12:12 vs 24:0 lys i hele RAS perioden 2) Salinitet: FV I hele RAS perioden vs 12 ppt i RAS fra 100 g til utsel 3) Størrelse ved utsett: 200 og 600 g Kontroll gruppe: Tradisjonell 100 g smolt, 6 uker med 12:12 L:D og FV Light Salinity 12 ppt SW 12:12 FW x 12:12 12 ppt x 12:12 24:00 FW x 24:0 12 ppt x 24:0

13 Protokoller for best ytelse Trine Ytrestøyl (Nofima) RAS fasen Growth to transfer 200 g Fra sjøutsett til slakt SGR TGC 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 2,07 2,02 1,79 1,76 2,45 2,01 1,94 2,34 0,00 12 ppt FW 12 ppt FW 12:12 12:12 24 h 24 h 200g: 24:0 >12:12, 12 ppt > FW 600g: 24:0 >12:12 salinity, NS Control (100g) = 200 g > 600 g (p<0.001) Salinity : NS Light: 12:12 > 24h (p<0.001)

14 Optimalisere systemene Vannhastighet i kommersiell RAS empirisk studie Jagan Gorle (tidligere Nofima) Uten biomasse Med biomasse Fisk er hovedårsak til turbulens ved tettheter på 35 til 64 kg/m 3 Fisk øker miksing & reduserer rotasjonshastighet med 25% Runde kar 653m 3 Oktangulære kar 788m 3

15 Ny design 2 Ny design 1 Originell design Hydrodynamiske utfordringer - Effekt av innløps vinkel (CFD: Jagan Gorle, tidligere Nofima, Steve Summerfelt; TCFFI) Inlet 2 Inlet 1 Sentralt utløp Ny design 2 skaper jevnere vannstrøm Ny design 2: bedre fordeling og selv-rensing Gorle et al., 2016

16 Optimalisere systemene - Ytelse i semilukkede anlegg Sigurd Handeland (Norce) Semilukket + Referanse (åpen merd) Neptun; Tre produksjonssykluser + Preline; Seks produksjonssykluser Fisk i S-CCS gjør det generelt bedre enn i referansemerdene (vekst, FCR) Problematisk sammenligning pga ikke sammenlignbare S-CCS og referanse Mangler replikater

17 Sensorer overflatebeskyttelse Antibegroings material: Graphene oxide / silver nanocomposites (GO/Ag) Antigroingsegenskaper til GO/Ag nanokompositter mot H.Pacific og marine alger Xiaoxue Zhang (PhD, NTNU) Konsentrasjonene av kjemikaliene brukt i overflatebehandlingen er så små at de ikke vil påvirke fisken Fig. 4. (A) Biofilm staining with crystal violet and average OD of control sample, GO, GO/Ag nanocomposites at 0.1 mg/ml; (B) Quantification of antifouling activity of control sample, Go, GO/Ag nanocomposites. Bars represent mean ± s.d. of three independent experiments. (P<0.05, student s t-test)

18 21 SFI partners! Host institution: Nofima R&D-partners: UNI Research University of Bergen Norwegian University of Science and Technology The Freshwater Institute, WV, U.S. University of Gothenburg, Sverige University of South-East User partners: Suppliers of Technology: Krüger Kaldnes Vard Sunndal Aquafarm Equipment Oslofjord Ressurspark FishGLOBE Botngaard Farmers: Marine Harvest Cermaq Grieg SeaFood Lerøy SeaFood Group Bremnes Seashore Smøla Klekkeri & Settefisk Biotechnology companies: Pharmaq Pharmaq Analytiq