Hvorfor måle oksygen i laksemerder?

Transkript

1

2 Hvorfor måle oksygen i laksemerder? Mette Remen Havforskningsinstituttet AKVAgroup Sandstad, ind Korsøen

3 Bakgrunn : Kartlegging av merdmiljø Tommelfingerregel: > 6-7 mg/l for god vekst Tilsvarer ~60-90 %O 2 ved 6-18 C Oksygenmålinger viste perioder med langt lavere verdier

4 Fig. fra Crampton m.fl. (2003) EWOS Perspective UK edition, No. 2 Algeoppblomstringer Oltesvik, 6 dager i oktober, 14 C. Natt: O 2 =55-90%, Dag: O 2 =80-110% O 2

5 Avlusing Jannicke Vigen, Masteroppgave UiB 2008

6 Dybde (m) Strømstille når tidevannet snur Masfjorden, oktober, C: % O timer Fig.: Johansson et al. 2006

7 Noen lokaliteter er verre enn andre..

8 Begroing Problem med tanke på oksygentilførsel? Foto: Jana Guenther, SINTEF

9 Årstidsvariasjoner Lavest O 2 i høstperioden- høy temperatur og biomasse Temperatur Oksygenmetning Hordaland, (Stien og Kristiansen 2010/ Oppedal et al. 2011, modifisert)

10 Problemstillinger O O Hva skjer med Fôropptak, fordøyelse og vekst? Stressnivå? Overlevelse, immunforsvar? Velferd? Grenseverdier? Optimal vekst? Unngå stress/ dødelighet? Tilpasses lave O 2 -nivå? Foto: Tom Haga, Norwegian Seafood Council

11 Hvorfor trenger laks oksygen? Glukose (C 6 H 12 O 6 ) + 6 O 2 6 CO H 2 O 30 ADP+30 P 30 ATP (Energi) O O Glukose (C 6 H 12 O 6 ) 2 ADP +2P 2 ATP Svømming Fordøyelse 2 laktat (CAnabolisme 3 H 5 O 3 ) + 2 H + (vekst) Vedlikehold ph, melkesyre Immunforsvar hopes opp

12 Oksygenforbruksrate Hva skjer når O 2 synker? Alvorlig hypoksi Moderat hypoksi Normoksi Maksimal oksygenopptaksrate MK=0 Anaerob met. Stress Død MK -Fôrinntak -Vekst Metabolsk kapasitet (MK) = 100% Minimal oksygenopptaksrate Oksygennivå Kritisk oksygenmetning Grense for maksimalt fôrinntak

13 Forsøk I-II Simulerte tidevannsstille for å se på effekten av svingende oksygennivå på 1) Fôrinntak, fordøyelse og vekst 2) Stressrespons 3) Evne til å tilpasse seg lav O 2

14 Forsøk I: O 2 synker hver 6. time 100 % O :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 24:00 00:00 Time (hr) 90:90 90:70 90:60 90:50 90:40 Postsmolt, g 16 C, 21 dager 4 2 t med lav O 2 per dag (40-70%) Effekt av oksygennivå på fôropptak og stressnivå Tilvenning over tid?

15 Fôrinntak i hypoksi % O :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Time (hr) Grenseverdi for redusert appetitt: ca 70% O % reduksjon ved 70-40% O 2 Ingen tilpasning: negativ effekt vedvarer Remen et al. (2012) Aquaculture ,

16 Fôrinntak i normoksi % O :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Time (hr) Etter 1 uke: spiser mer i periode med høy O 2 Remen et al. (2012) Aquaculture ,

17 Stressrespons O 2 < 60 %: Dag 1:Melkesyre og kortisol Dag 7: ingen effekt på kortisolnivå Men oksygenmangelen vedvarer.. DO krit ~60% Nedregulerer stressrespons > økt appetitt i perioder med høy O 2?

18 Oxygen saturation (%) Forsøk II: simulerte tidevannsstillefôring KUN ved høy O :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00 Time of day 80:80 80:70 80:60 80:50 Postsmolt, kg 16 C, 2 mnd 4 2 t med lav O 2 per dag (50-80%) Målte fôrinntak, fordøyelse, vekst

19 Daily feed intake (% of biomass) Fôrinntak 60 og 50% O 2 : 6 og 13% reduksjon a a b b b a b c a a b c 80: :70 80:60 80: Day number Fôring i perioder med høy O 2 reduserer negativ effekt Forsøk I: 9 og 33% reduksjon ved 60 og 50% O 2 Remen et al. (2012) Aquaculture Research, 1 12

20 Fôrutnyttelse Apparent digestibility coefficient (%) Retention (% of digested) Whole body content (MJ/kg) Nitrogen Lipids Energy Nitrogen Lipids Energy Nitrogen Lipids Energy Start : ±0.2 96±2 88±1 59±3 63±1 ab 57±1 3.0± ±0.4 ab 9.2±0.1 ab 80: ±0.3 97±0 89±0 56±2 67±1 a 58±1 2.9± ±0.3 a 9.4±0.0 a 80: ±0.3 97±0 89±0 55±2 62±1 ab 57±1 2.9± ±0.2 ab 9.2±0.1 ab 80: ±0.4 97±1 88±1 58±1 58±3 b 54±2 3.0± ±0.7 b 9.0±0.3 b P-value Ingen negativ effekt på fordøyeligheten av næringsstoffene - Men lavere kroppsinnhold av fett og energi ved slutt - Kan ikke utelukke at fordøyelsen går saktere, som vist hos torsk og regnbueørret Remen et al. (2012) Aquaculture Research, 1 12

21 SGR (% of BW per day) Vekst (SGR) T: NS (p=0.137) R (T): p<0.001 S:NS T: NS (p=0.373) R(T): p<0.001 S:p=0.037 ( > ) Overall T: p=0.036 R (T): p<0.001 S:NS b a c d 80: :70 80:60 80: Day number Effekt på SGR speiler effekten på fôrinntak Remen et al. (2012) Aquaculture Research, 1 12

22 SGR (% of BW per day) Kompensasjonsvekst 29 dager med O 2 =90% etter endt forsøk Post-hypoxia period T: p=0.028 R(T): NS S: NS Exp. period overall T: p=0.329 R (T): p=0.045 S: NS b ab b a 80:80 80:70 80:60 80: Day number Remen et al. (2012) Aquaculture Research, 1 12

23 Forsøk III-VI: Effekt av temperatur og fiskestørrelse på grenseverdier Vi har funnet grenseverdier for post-smolt ved 16 C Velkjent at oksygenforbruk øker med temperaturen og minker med størrelsen Vil grenseverdiene også endres?

24 Temperatur Forsøk III: - Effekt av temperatur på den kritske oksygenmetningen: DO krit - Grenseverdi for anaerob metabolisme, stress, overlevelse (DO= dissolved oxygen) C C 10 6 C Dag nummer Postsmolt, g, 4 stk 500 L kar

25 Oksygenforbruksrate MO2 (mg kg -1 min -1 ) Vf (beats s -1 ) Måling av DO krit A R 2 = 0.94 Vf = R B Vf max Vf norm LOC 95% Conf. int. LOC Kritisk oksygenmetning LOC Vf DO (mg L -1 ) DO (mg L - Åpen respirometri i karet. Fôret fisk, ikke håndtert

26 Oksygenforbruksrate (mg/kg/min) Kritisk oksygenmenintg (%) Resultat Temperatur ( C) Temperatur ( C) Do krit øker med temperaturen: 28 55% O 2 (6-18 C) Lavere MO 2 enn tidligere målt hos post-smolt Mulig at DO krit er noe underestimert?

27 Forsøk IV: DO krit for større laks Lavere DO krit? ~ 4 kg laks DO krit målt ved 8, 13 og 18 C

28 Oksygenforbruk (mg kg -1 min -1 ) Kritisk oksygenmetning (%) Resultat 5 post-smolt < 1 kg 70 post-smolt < 1 kg 4 voksen laks 4 kg 60 voksen laks 4 kg Temperatur Temperatur Stor laks har lavere MO 2 enn postsmolt MEN: Samme DO krit

29 O 2 (%) Forsøk V: Øker grenseverdi for maksimalt fôrinntak også med temperaturen? DO FI max? 60 DO krit Temperature ( C) Post-smolt ( g) 7, 11, 15 og 19 C, 4 kar per gruppe 7 ulike oksygennivå per temperatur (32 til122%)

30 O 2 (% metning) Forsøksoppsett C 15 C 11 C 7 C Dagnr 2 dager ved hvert oksygennivå Fôrinntak målt 2 ganger daglig

31 Daglig fôrinntak (% av biomasse) Bestemme DO FI max Fôrinntaksdata til knekkpunktsanalyse i R DO FI max O 2 (%)

32 Daglig fôrinntak (% av biomasse) Effekt på fôrinntak C 15 C 11 C 7 C O 2 (%)

33 DO FI max Klar temperatureffekt 90 DO FI max (% O 2 ) bc b a a 44-72% O 2 eller mg/l Temperatur ( C)

34 Oppsummering 1. Fôrinntak, fordøyelse og vekst DO FImax øker med temperturen: 42-72% ved 6-18 C Gradvis reduksjon i fôrinntak ved O 2 <DO FImax Gir tilsvarende reduksjon i vekst Fordøyeligheten ikke påvirket av moderat hypoksi Men fordøyelsen tar muligens lengre tid Tilvenning til oksygensvigninger: spiser mer i perioder med høy O 2 Kompensasjonsvekst når gode forhold gjenopprettes

35 Oppsummering 2. Kritisk lave oksygennivå Unngå O 2 under DO krit Påvirker fôrinntak negativt i > 4 timer Anaerob metabolisme og stress Mulig effekt på immunforsvar pga. stress Dødelighet ved vedvarende O 2 <DO krit Dårlig fiskevelferd DO krit øker med temperaturen 28-55% O 2 ved 6-18 C Muligens noe lavt estimat

36

37 Fig. fra Crampton m.fl. (2003) EWOS Perspective UK edition, No. 2 Algeoppblomstringer Oltesvik, 6 dager i oktober, 14 C. Natt: O 2 =55-90%, Dag: O 2 =80-110% O 2

38 Avlusing Jannicke Vigen, Masteroppgave UiB 2008

39 Dybde (m) Strømstille når tidevannet snur Masfjorden, oktober, C: % O timer Fig.: Johansson et al. 2006

40 Noen lokaliteter er verre enn andre..

41 Årstidsvariasjoner Lavest O 2 i høstperioden- høy temperatur og biomasse Temperatur Oksygenmetning Hordaland, (Stien og Kristiansen 2010/ Oppedal et al. 2011, modifisert)

42 Tiltak? Bli kjent med variasjonene i O 2 ved lokaliteten og årsaken til de Vurder tiltak deretter, f.eks Unngå høy biomasse i merdene dersom man forventer høye temperaturer, algeoppblomstringer osv. Unngå at den ene merda får vann som har gått gjennom en annen Notvask Oksygenér ved trenging av fisken Unngå håndtering i perioder med lav O 2 (øker O 2 -behovet) Reduser utfôring i perioder med lav O 2 Flytte lokaliteten til nytt sted med høyere strømhastighet?

43 Takk til: Frode Oppedal (HI) Thomas Torgersen (HI) Tone Vågseth (HI) Albert Imsland (AkvaplanNIVA) Turid Synnøve Aas (NOFIMA) Florian Sambraus (HI) Grethe Thorsheim (HI) Rolf Erik Olsen (HI) Michael Sievers (Melbourne University) Tom J. Hansen (HI) Per Gunnar Fjelldal (HI) Foto: Jana Günther, SINTEF..og takk for oppmerksomheten!