Hypoksi hos laks i sjøvann. Frode Oppedal, Færøyene

Transkript

1

2 Hypoksi hos laks i sjøvann Frode Oppedal, Færøyene

3 o Fisken forbruker oksygen og skaper hypoksi o Hypoksi i merder o Effekter av hypoksi o Avlusing: atferd og oksygen

4 Oksygenforbruk kan kalkuleres V 02 (mg kg -1 h -1 ) = 82,9 x BW -0,2 x 1,07 t hvor BW = vekt og t = temperatur i C, Christiansen et al.,1991 Avhenger av Fiskestørrelse, temperatur Fôring, aktivitet og annet Normalt forbruk: 2-6 mg kg -1 min tonn: 0,2-0,6 kg min -1 (12-36 kg t -1 ) 500 tonn: 1-3 kg min -1 ( kg t -1 ) 1000 tonn: 2-6 kg min -1 ( kg t -1 )

5 Oxygen consumption (mg/kg/min) Temperature ( C) Temperature increase and oxygen consumption 3 Temperature Observed oxygen consumption Modelled oxygen consumption /02/ /02/ /03/ /03/ /04/2008 Date Torgersen et al,

6 Oksygenforbruk (kg/time) Oksygenforbruk per time Oksygenforbruk mg/kg/min 4 mg/kg/min 6 mg/kg/min Biomasse (tonn) Kvamme m.fl., Kyst og Havbruk, 2008

7 Dybde (m) Oksygenforbruket kan måles 0 a) Skjørt b) Skjørt og legemiddel Oksygenmetning (%) Tid (minutt) m x 12 m, notbunn på 4 m, 2 stk skjørt a 30 m x 6 m Biomasse: 18 tonn, beregnet tetthet til 31 kg/m 3 Temperatur: 9-11 C

8 Oksygennivå i laksemerder Bakgrunn Dyp (m) Hyppige perioder med lave oksygennivå (30-70%) er observert % 55-70% Høy Dyp %O (m) 2 Lav 22 timer 72 timer Fra Vigen 2008 Fra Johansson et al. 2006

9 Depth (m) Reference DO (%) Salinity Temperature ( C) Merdmiljø og oksygen i fjord og kyst, Johansson et al., 2007 Fjord Kyst Kyst Fjord Site Site 2 Site 3 Site Temp (ºC) Salinity DO (%) After DO (%) Before DO (%)

10 Dyp (m) Laksen unngår hypoksi (lavt oksygen).. 0 Oksygen (%) Dag nr. 60 kg/m Johansson et al., 2007

11 Oksygen (%) Ekstrem oksygenvariasjon i kommersiell merd - tidevannslokalitet Referanse Merdsenter Jannicke Vigen, masteroppgave UIB 19 juni 08.

12 Kronisk hypoksi gir redusert appetitt (og redusert vekst, tarmfunksjon, sykdomsresistens og velferd) Kvamme m.fl., Kyst og Havbruk, 2008

13 Problemstillinger Hvordan påvirker fluktuerende hypoksi laksens velferd? Hvordan kan vi bestemme toleransegrenser med hensyn på velferd?

14 Hva skjer når oksygenmetningen i vannet minker? Bakgrunn Redusert oksygenopptak Energiunderskudd Nedregulerer energikrevende aktivitet F.eks fôropptak, fordøyelse, biosyntese (vekst), immunforsvar Stress Død

15 Fluktuerende hypoksi Screeningforsøk Forsøk 1, Hvilke effekter ser vi når fisken utsettes for fluktuerende hypoksi av ulik alvorlighetsgrad? - Hvor raskt tilvennes fisken? - Kan fisken kompensere når oksygenmetningen er høy?

16 Forsøksoppsett Utført i Havforskningsinsituttets nye forsøkshall på Matre Postsmolt ( g) 5 grupper: Kontroll (90%), 4 grupper utsatt for hypoksi (70,60,50 eller 40%) to timer fire ganger daglig Triplikate kar (500l) Sjøvann, 16 C Fôring 3 ganger daglig Varighet: 3 uker

17 Forsøksoppsett Forsøksoppsett Vannprøver til kortisolanalyse hver dag (stressparameter) Fôrinntak målt ved hvert måltid Fysiologisk status (blodprøver) en gang i uka, både i hypoksi og normoksi Vekstrate, fôrfaktor Antall fisk med sårskader

18 Kortisolutskillelse Resultat

19 Fysiologisk status Dag 1 Dag 7/8 Dag 14/15 Dag 21/22 - Osmoregulering fungerer ikke på dag 1 i 90:40-gruppen - Økt andel anaerob metabolisme ved O 2 60%

20 Dødelighet

21 Appetitt måltid Hypoksi 2. måltid Normoksi 3. måltid Hypoksi

22 Totalt fôrinntak per dag

23 Fôrfaktor

24 Vekstrate Snitt ±SE

25 Prosent av fisk med sårdannelser av ulik grad

26 Ventilasjonsfrekvens som OVI?

27 Effekter av fluktuerende hypoksi 90:90 90:70 1) Redusert appetitt ved dages siste måltid 90:60 1) Redusert appetitt kompenseres delvis ved å økt appetitt i normoksi i løpet av 8-9 dager 2) Anaerob metabolisme - laktat ikke målbar etter 2 uker 3) Økt andel fisk med sårdannelser 90:50 1) Stressrespons- ikke lenger målbar etter 1-2 dager 2) Redusert appetitt - kompenseres delvis ved økt fôropptak i normoksi i løpet av 8-9 dager 3) Redusert fôrutnyttelse 4) Redusert vekst 5) Anaerob metabolisme- laktatverdier lavere etter 2 uker 6) Økt andel fisk med sårdannelser 90:40 1) Kraftig stressrespons, men raskt nedregulert (3-4 dager) 2) Sviktende osmoregulering i første hypoksiperiode 3) Dødelighet på første dag 4) Svært nedsatt appetitt, men delvis kompensering ved økt appetitt i normoksi i løpet av 20+ dager 5) Redusert fôrutnyttelse 6) Redusert vekst 7) Anaerob metabolisme- reduserte laktatverdier etter 2 uker 8) Høy andel fisk med sårdannelser 90:30 30% i 2 timer: ca 50% av fisken døde

28 Avlusing, atferd og oksygen

29 Dybde (m) Laksen prøver å unngå behandlingsvolumet 0 1 a) Skjørt b) Skjørt og legemiddel kg/m Tid (minutt) m x 12 m, notbunn på 4 m, 2 stk skjørt a 30 m x 6 m Biomasse: 18 tonn, beregnet tetthet til 31 kg/m 3 Vigen, 2008, Master UiB

30 Dybde (m) Laksen unngår behandlingsvolumet hvis den kan! Skjørt Utfôring Legemiddel tilsettes Fisketetthet 3 (kg/m ) Tid (minutt) 157-metring, m dyp, 2 stk skjørt a 90 m x 15 m Biomasse: 999 tonn, beregnet tetthet til 15 kg/m 3 Laksen ble sultet 2 dager før avlusing Oppedal og Vigen, 2009

31 Oksygen (% metning) Tilsetting av oksygen med slangenettverk (15m x 15m) - Oksygen måling 9 m fra merdkant m 7 m 12 m Tid (min) 157-metring, 15+9 m dyp, 2 stk skjørt a 85 m x 15 m Biomasse: 490 tonn, beregnet tetthet til 12,5 kg/m 3 Temperatur: 12,5-14,5 C

32 Oksygen (% metning) Tilsetting av oksygen med slangenettverk (15m x 15m) - Oksygenmåling i merdsenter - hyperoksi m 7 m 12 m Tid (min) 157-metring, 15+9 m dyp, 2 stk skjørt a 85 m x 15 m Biomasse: 490 tonn, beregnet tetthet til 12,5 kg/m 3 Temperatur: 12,5-14,5 C

33 Oksygen (%metning) Tilsetting av oksygen med keramiske diffusorer (12 stk) - ingen målbar effekt på oksygennivå i merden m 18 m 13 m 4 m Tid (min) 157-metring, m dyp, 2 stk skjørt a 90 m x 15 m Biomasse: 999 tonn, beregnet tetthet=15 kg/m 3 Laksen ble sultet 2 dager før avlusing Temperatur: C

34 Oksygenforbruk (kg/time) Oksygenforbruk per time Oksygenforbruk mg/kg/min 4 mg/kg/min 6 mg/kg/min Biomasse (tonn) Kvamme m.fl., Kyst og Havbruk, 2008

35 Oppsummering Vanskelig å ha god nok kontroll med dosering av legemiddelet, både horisontalt og vertikalt Laksen unngår legemiddel/ behandlingsvolum - hvis den blir gitt muligheten! Oksygen forbruk kan beregnes nivå i merden kan måles nivå i merden kan justeres

36 Fisketetthet (kg/m ) 3 Modellering - Oksygennivå gitt lav eller middels vannstrøm og ulik merdlengde Akseptabel grense: 7 mg/l Bakgrunnstrøm 2 cm/s Bakgrunnstrøm 6 cm/s Merdens lengde (m)

37 Maksimum fisketetthet (kg/m 3 ) Modellering - Maksimum fisketetthet gitt minimum vannstrøm (1-5 cm/s) og ulik merdlengde Akseptabel nedre oksygenkonsentrasjon er satt til 7 mg/l cm/s 50 3 cm/s 45 5 cm/s Merdens lengde (meter)

38 Fluktuerende hypoksi er negativt Grenseverdier? Hvor lavt? Hvor lenge? Hvor ofte? Dårlig velferd God velferd

39 Hvordan skal vi måle grenseverdier? Overalt? Verst tenkelige posisjon Tid Dyp

40

41 welfaremeter An expert system for assessing fish welfare in aquaculture

42 Institute of Marine Research and Nofima TT Database Research Mobile phone GPRS-data Fish farm Expert system Data RS ES WM HF Status and advice from system and input from farmer. SmartTag Mikro Sea cage Internet web page Echo sounder

43 Redusert sykdomsmotstand av miljøstress Recently, there has been a number of reports on how stressful rearing conditions, including environmental stressors, are correlated with increased susceptibility to diseases and suppressed cytokine expression in fish (Wedemeyer, 1997; Fridell et al., 2007; Perez-Casanova, 2008; Metz et al., 2006;). Several reports has suggested that outbreaks of Pancreas disease (PD) may be stress related (Brun et al., 2006; McLoughlin et al., 2003; McVicar, 1987). Friskere fisk uten miljøstress

44 o Hva kan gjøres for å redusere miljøstress? o Måle de faktiske forholdene o Miljømålere (type, plassering, oppfølging) o Datavurdering o Tiltak? o Fôring, vannstrøm, notskift, redusert biomasse o Revurdere lokalitetens/ merdenes produksjonskapasitet

45 Behov: Helse Takk for oppmerksomheten