Storskala forsøk med anrikning av rotatorier

Transkript

1 Prosjekt /S40 Vedlegg 14 1 Storskala forsøk med anrikning av rotatorier Kristin Hamre, Kjartan Hovgaard, Halvard Hovland, Sam Penglase, Grethe Rosenlund til storskalaforsøket med torskelarver skulle inneholde nok protein til å dekke et antatt behov på 40% av tørrvekt (Åsnes 2005), samt tilstrekkelig av de vitaminene som potensielt blir begrensende i rotatorier, nemlig vitamin A, C, D og E, samt tiamin. I tillegg skulle man fôre halvparten av larvene med rotatorier med mineraler. Tabell 1 viser hovedresultatene fra småskalaforsøkene med mineraler som var utgangspunktet for storskalaforsøkene med anrikning av rotatorier. Vi fant en negativ effekt på torskelarver av å øke kobber fra 5 (behov hos fisk) til 15 mg/kg tv (nedre område for innhold i copepoder) i rotatorier. Det var ingen effekt av å øke mangan fra 8 til 25 mg/kg tv. Økning av selen fra 0,7 til 3 mg/kg tørrvekt ga økt aktivitet og genuttrykk av antioksidantenzymet GPx i torskelarver. Her var kontroll nivået på 0,7 mg/kg høyt, siden vi har målt ned til 0,03 mg/kg selen i rotatorier. Økning av sinknivået fra 47 til 87 mg/kg ga høyere aktivitet av antioksidantenzymet SOD og høyere nivå av sink i larvene. Småskalaforsøket med jod var ikke gjennomført da vi begynte på storskalaforsøkene med anrikning av rotatorier, men tidligere forsøk antydet at jodanrikning har en positiv effekt på marine fiskelarver. Konklusjonen på dette var at vi skulle anrike rotatorier med protein og vitaminer og i tillegg selen, sink og jod til halvparten av larvene i storskala forsøket med torsk. Det ble gjort innledende forsøk for å etablere en anrikningsprotokoll. Materialer og metoder Det ble gjort to forsøk med anrikning av rotatorier. I forsøk 1 ble anleggets standard protokoll brukt: Stamkulturer av rotatorier (Nevada stamme) ble produsert med levende alger; Isocrysis, Pavlova og Rhodomonas. Deretter ble kulturene satt over på en diett av Chlorella i 4 dager, for biomasseøkning. Det siste halve døgnet før utforing ble rotatoriene sultet og så i 2 timer med 1/3 Phosphonorse og 2/3 Multigain. Rotatoriene ble så skylt med temperert sjøvann og fôret direkte ut. I forsøk 2 ble rotatoriene (Nevada stamme) dyrket på samme måte som i forsøk 1 og med en blanding av en proteinkilde som brukes i Skretting s anrikingsfôr og Phosphonorse uten mikronæringsstoffer (Tabell 3), anrikningstid 2t. Det ble tilsatt vitaminer (Tabell 5) og mineraler (Tabell 3) i henhold til resultater fra småskalaforsøkene. Sammensetningen av hovednæringsstoffene i proteinkilden og Phosphonorse er gitt i Tabell 2. Den endelige sammensetning av anrikningsfôret var 58% protein og 22% fett. I storskalaforsøket med torskelarver ble rotatoriene (Ikke Nevada) dyrket på samme måte som i forsøk 1 og 2 og med kontrollfôr eller fôr tilsatt mineraler (selen og sink, M+), anrikningstid 2t. Begge fôrene var basert på ingredienser som brukes i Skrettings anrikningsfôr. M+ rotatorier ble også med jod ved å tilsette NaI i vannet under anrikning. Sammensetningen av fôrene, samt uanrikede og anrikede rotatorer er gitt i Tabell 4. Tabell 1. Utganspunkt for anrikning med mineraler i storskalafosøkene med rotatorier og torskelarver NRC 1993 behov Referanseverdier Småskalaforsøk med torskelarver Forslag til anrikning Copepoder Effekt på torskelarver Kons. i rotatorier Kobber Negativ effekt Ingen Mangan ,8 25 Ingen effekt Ingen Selen 0,25-0, ,7 3 Høyere GPx 2 mg/kg Sink Høyere SOD 100 mg/kg Jod 0,6-1, Antatt positiv 50 mg/kg

2 Prosjekt /S40 Vedlegg 14 2 Tabell 2. Sammensetning av hovednæringsstoffene i ingredienser brukt i anrikningsfôrene i forsøk 1 og 2. Fett Totale Fett (sum % av våtvekt Tørrstoff Protein syrehydrolyse fettsyrer lipidklasser) Phosphonorse Forsøk 1 99, Phsophonorse forsøk 2 99, Phosphonorse (larveforsøk) > Multigain 98,6 13, Proteinkilde forsøk 2 96,5 66,5 12-9,8 Torskelarvene i storskalaforsøket ble fôret morgen og kveld med rotatorier til 20 dager etter klekking. Deretter ble larvene gradvis overført til tørrfôr, ved fôring av minkende mengder rotatorier og økende mengder tørrfôr over en 10 Dagers periode. Resultater Forsøk 1 ga rotatorier med under 40% protein, høyt fett og lave nivå av selen, sink og jod, sammenlignet med konsentrasjonen i copepoder. Selennivået lå under behov gitt for større fisk av NRC (1993) (Tabell 3). I forsøk 2 ble proteinnivået økt fra 38,5 til 40,7% under anrikning (Tabell 3), som er over antatt behov. Rotatoriene inneholdt bare 12% fett og ble opp til beregnet nivå (Tabell 1) med selen og jod (Tabell 3). Når det gjelder anrikning med sink har noe gått galt, for eksempel kan det ha skjedd en ombytting av rør (Tabell 3). Anrikning med vitaminer var tilfredsstillende (Tabell 5). Rotatoriene til storskalaforsøket med torskelarver inneholdt over 40% protein i utgangspunktet og proteininnholdet økte ikke under anrikning (Tabell 4). Dessverre har vi ikke data på fett ved syrehydrolyse i dette forsøket og fett gitt som sum lipidklasser er ikke sikre data. Det som likevel kan tolkes ut av dataene er at det var en viss anrikning av kontrollrotatoriene, mens M+ rotatoriene ikke fikk økt fettinnhold. Anrikningsfôret inneholdt vesentlig mer fett enn anrikningsfôret i forsøk 2. Selv om M+ anrikningsfôret inneholdt litt mer mangan enn kontrollfôret, var manganinnholdet i rotatoriene det samme (Tabell 4). Også kobber var likt i Tabell 3. Pilotforsøk med storskala anrikning av rotatorier. Sammensetning av anrikningsdietter og rotatorier med hensyn til makronæringsstoffer og mineraler. Forsøk 1 Forsøk 2 Forsøk 1 Forsøk 2 Formulering anrikningsfôr Multigain 1 /Protein (% av tv) 67-39,7 37,0 - - Proteinkilde 1 /Protein (% av tv) - 85, ,5 40,7 Phosphonorse 1 /Fett (% av tv) 33 12, ,5 11,9 Mineraler Kobber (mg/kg tv) 0 0 4,1 4,8 4,9 4,4 Mangan (mg/kg tv) 0 0 5,4 5,6 7,6 7,1 Selen (Selplex %, mg/kg tv) 0 0,5 <0,26 <0,26 0,2 2,0 Sink (Bioplex zinc %, mg/kg tv) 0 2, Jod (NaI, mg/l anrikningsvann, mg/kg tv) ,7 1, Se sammensetning i tabell 2

3 Prosjekt /S40 Vedlegg 14 3 Tabell 4 fôret i storskala forsøk med torskelarver. Sammensetning av anrikningsdietter, formulert fôr og rotatorier med hensyn til makronæringsstoffer og mineraler. Fôr Prot Fett syreh. Fett lipkl Mangan Kobber Sink Selen Jod Kontroll ±0 1,8±0,1 36±1 0,12±0,01 M ±1 1,9±0,0 2033±65 11±1 Formulert fôr 21 47±13 7,4±0,0 212±10 2,4±0,1 U 42±0-13±0,3 15,5±1,2 3,2±0,3 30±2 0,13±0,02 Kontroll 43±2-16±0,4 14,5±1,8 3,2±0,3 37±3 0,13±0,01 M+ 42±1-13±2,7 11,9±1,3 3,3±0,1 52±7 0,86±0,09 kontroll og M+ rotatorier. Mangan lå høyt i forhold til tidligere forsøk (13-16 i forhold til 7-8 mg/kg). Kilden til dette var dyrkningsfôret, siden også uanrikede rotatorier hadde høyt mangan. Kobber lå i nedre område av behovsanslaget for fisk (NRC 1993) og lavt i forhold til tidligere forsøk (3 i forhold til 4-5 mg/kg, Tabell 4). Tilsetning av sink og selen i M+ fôret ga forutsatt nivå i fôret og økte nivå av selen og sink i rotatorier. Konsentrasjonene i rotatorier var likevel bare ca 50% av planlagt nivå (Tabell 4), særlig var økningen i sink marginal. Jod. Innhold av vitaminer i rotatoriene er gitt i tabell 5. Det var mer enn tilstrekkelige mengder tiamin og vitamin C både i kontroll og M+ rotatoriene. Det kan se ut til at nivået i kontrollrotatoriene var lavere enn i M+ rotatoriene for disse vitaminene, men spredningen er stor og forskjellen er ikke signifikant. Vitamin A ligger under behovet hos fisk (0,75 mg/kg tv, NRC 1993) i begge rotatorietypene (Tabell 5), selv om nivået i anrikningsfôret er det samme som i forsøk 2. Variasjonen i konsentrasjonen av vitamin D er stor, delvis på grunn av problemer med analysen; en vanskelig prøvematrix med mye interferens. Nivået ser også ut til å ligge under nivået i forsøk 2 (Tabell 5), men behovet hos fisk er på bare 6-60µg/kg tørrvekt (NRC 1993). Både lengdevekst og vekst i muskelhøyde hos torskelarvene var meget god i rotatoriefasen i forhold til anleggets erfaringsdata. Figur 1 viser data fra M+ gruppen, og veksten hos kontrollgruppen var sammenlignbar med dette fram til ca dag 20 etter klekking (Se vedlegg 13). Etter overgang til tørrfôr var det stor dødelighet i begge larvegrupper. Dødelighetn i M+ gruppen startet ved 40-50dager etter klekking, mens dødeligheten i kontrollgruppen startet ved dag 30 etter klekking. Dødeligheten skyldtes sannsynligvis mikrobielle forhold, men man kan ikke se bort fra at ernæringsstatus påvirkertorskelarvenes sårbarhet i forhold til bakterielle sykdommer. Tabell 5. Innhold av vitaminer i rotatorier fra anrikningsforsøk 2 og fra storskalaforsøket med torskelarver Formulering Anr. fôr analysert Forsøk 2 rotatorier Forsøk torskelarver kontroll M+ Tiamin (mg/kg) ±6 33±17 52±7 Vitamin A (mg/kg) ,8 8,2 0,37±0,16 0,43±0,11 0,60±0,10 Vitamin C (mg/kg) Skretting std ±82 810± ±192 Vitamin E (mg/kg) Skretting std Vitamin D (mg/kg) Max legal level 0,36 0,14 0,41 0,20±0,21 0,04 0,32±0,27

4 Prosjekt /S40 Vedlegg 14 4 Lengde (mm) 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 Dårlig vekst God vekst Kar 1 Kar 2 Kar 3 Kar 4 Kar Dager etter klekking Munskelhøyde (mm) 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Høgde kar 1 Høgde kar 2 Høgde kar 3 Høgde kar 4 Høgde kar 5 Dårlig vekst God vekst Dager etter klekking Figur 1. Vekst i lengde og muskelhøyde hos torskelarver fôret med M+ rotatorier i forhold til erfaringsdata med hensyn til hva som er god og dårlig vekst på anlegget. Hvert punkt representerer gjennomsnitt av 15 larver.

5 Prosjekt /S40 Vedlegg 14 5 Konklusjoner I rotatorier av Nevada stammen var det godt samsvar mellom beregnet og oppnådd nivå av mikronæringsstoffer Disse rotatoriene lot seg også lett anrike med protein og fett Rotorier brukt i storskalafosøket med torsk lot seg ikke anrike like effektivt som Nevada stammen, verken med hensyn til protein, fett eller mikronæringsstoffer. Det ser ut til å være forskjell i proteininnhold før anrikning i de to rotatoriestammene, noe som kanskje fører til at rotatoriene brukt i storskalaforsøket med torsk, dekker proteinbehovet uten ekstra anrikning med protein. Dette kan være årsaken til den gode veksten i forsøket Selen nivå i kontrollrotatoriene i forsøket med torskelarver var lavere enn behovet hos fisk (NRC 1993) Sink og jod nivå i kontrollrotatoriene var høyere enn behovet hos fisk men mye lavere enn innholdet i copepoder. Anrikningen ga selennivå godt over behovet, men under innholdet in copepoder. Sink og jod ble økt men var fremdeles mye lavere enn innholdet i copepoder. Man bør vise varsomhet ved anrikning av rotatorier med mineraler, fordi ulike former kan ha ulik biotilgjengelighet og toksisitet hos fiskelarver. For eksempel var jod og kobber til copepodenivå i rotatorier ved hjelp av chelatert kobber og NaI, toksisk for torskelarver (se vedlegg 10 og 11).