Semi-lukket Vitenskapet Aquatraz: premisser samtidig god velferd vil gi semi-lukkede sjøanlegg konkurransefordeler: Nye resultater fra drift av Aquatraz økes uten at det er registrert negative konsekvenser for vannkvaliteten eller Havbruk) og Alf Reidar Sandstad (Seafarming Gjennom å øke fisketettheten vil semilukkede merder i sjøen kunne bli mer konkurransedyktige sammenlignet med konvensjonelle merder. Dette er vesentlig for å sikre utbredelsen av denne teknologien og helt avgjørende hvis slike anlegg skal bidra til å løse de miljø- og arealutfordringene som akvakulturnæringen står overfor. Dette er også hovedformålet med utviklingstillatelser, hvor Aquatrazkonseptet og Midt-Norsk havbruk ble tildelt 4 konsesjoner. Nye resultater fra drift av Aquatraz viser at fisketettheten kan økes uten at det er registrert negative konsekvenser for vannkvaliteten eller fiskevelferd som følge av dette. Vitenskapen viser at fisketetthet kan økes i semilukkede anlegg De velferdsmessige effektene av økt fisketetthet avhenger av flere faktorer som vannutskiftningen (dvs. vannkvaliteten), tilgjengeligheten av fôr, samt sosiale interaksjoner mellom fiskene (Ellis et al. 2002). De fleste studier tyder på at økt tetthet har en negativ effekt på fiskevelferd (sammenfattet i Ellis et al. 2002) men det er imidlertid uenighet om de grunnleggende årsakene til disse effektene (Ellis et al. 2002). Økt fisketetthet vil føre til en forverring av vannkvaliteten hvis det ikke iverksettes tiltak, og dette kan forklare noe av variasjonen i anbefalte tetthetsgrenser innenfor samme art (Hosfeld et al., 2009, Ellis et al., 2002). Studier på åpne anlegg i sjø tyder på at en tetthetsøkning utover den maksimale grensen i Norge 25 kg/ m3, er negativ for fiskevelferd og prestasjon (Turnbull et al. 2005, Oppedal et al., 2011). Disse studiene er imidlertid ikke relevante for forholdene i Aquatraz og andre semi-lukkede sjøanlegg, der man kan kontrollere og optimalisere miljøforholdene på en annen måte enn i konvensjonelle anlegg. Resultater fra småskala-studier der man har simulert et semilukket sjøanlegg indikerer at hvis man kan kontrollere og optimalisere vannkvaliteten kan postsmolt laks oppdrettes i tettheter på opptil 75 kg/m3 uten å risikere negative effekter på velferd (Calabrese et al. 2017 og Sveen et al. 2016). At tettheten kan økes over 25 kg/m3 i semilukkede anlegg styrkes også av at man i et kommersielt anlegg har hatt tettheter opptil 42 kg/m3 uten påvisbare negative effekter på verken velferd eller vekst (Nilsen et al. 2017). 40 NorskFiskeoppdrett - Nr 2-2021
Aquatraz utviklingsprosjekt Midt-Norsk Havbruk AS er tildelt fire utviklingstillatelser for å utvikle Aquatraz sammen med Seafarming Systems som eier teknologien. Aquatraz er en hevbar semilukket stålmerd hvor den øverste delen av merda er helt tett og hvor vannet pumpes inn i midten av merda og ut langs ytterkanten under den tette delen. Seafarming systems har som målsetning å utvikle Aquatraz til en kommersiell merd som bidrar til: bedre fiskehelse og fiskevelferd: - bedre hjertehelse og kondisjon - bedre gjellehelse - ikke behov for avlusing - lavere stressnivå og skaderisiko ved trenging - bedre velferd og lavere dødelighet bedre produktkvalitet rømningssikker teknologi forbedret HMS høyere effektivitet/ økonomisk foretrukken teknologi Målet skal nås gjennom utviklingsprosjektet som består av utvikling og bygging av fire generasjoner Aquatrazmerder, hvor læring fra forrige generasjon implementeres i neste merdgenerasjon. Gjennom prosjektet er det så langt bygget fire Aquatrazmerder fordelt på tre merdgenerasjoner (se figur 1 for G3). Alle merdene er satt i produksjon og det er nå slaktet til sammen ca. 5 tonn laks (brutto). Brutto biomasse i Aquatraz merdene er i dag ca. 2200 tonn, fordelt på fire merder. En forutsetning for at merden skal kunne bidra til å løse utfordringene næringen står overfor er at merden tas i bruk av flere oppdrettere, noe som betyr at Aquatraz må være konkurransedyktig. Aquatrazteknologien er betydelig dyrere enn konvensjonell merdteknologi og merkostnaden må blant annet hentes inn gjennom bedre fiskevelferd og økt produktivitet. Denne kan forbedres gjennom bedre tilvekst, lavere dødelighet, redusert antall «tapte» fôringsdager (som i hovedsak forårsakes av avlusing) og ved å øke antall fisk og fisketetthet i hver merd. Midt-Norsk Havbruk søkte derfor og fikk dispensasjon fra Fiskeridirektoratet og Mattilsynet til å stegvis øke antall fisk og Faktaboks Aquatraz G2 og G3 Nøkkeltall Omkrets merd 1 m Dybde bunnterne 20 m Volum 55 000 m3 Vannutskiftning 2-3 ganger per time Biomasse 45kg/m3 (disp.) 400 000 fisk (disp.) Bredde gangbaner 3 m Stålskjørt øverste 8 meter. Duk i sidevinduer fra 8 til 18 meters dybde for G3 Kikkonetpanel fra 8 til 19 meters dybde i sidevinduene Designet for bølgehøyder på HS=2,1m Aktiv vannutskifting med redundante systemer Elektrisk drevet løftesystem for heving av merd ut av sjø Lossesystem med teleskoprør for enkel tømming av merd Konvensjonelle systemer for fôring, dødfiskhåndtering og fortøyning Integrert nødkraftforsyning Klargjort for installasjon av flere 10 fots containere ved behov tetthet til maksimalt 400 000 fisk og en fisketetthet på 45 kg/m3. Basert på disse dispensasjonene har Midt Norsk Havbruk nylig avsluttet et forsøk der man testet en fisketetthet opptil 30 kg/m3 i tre Aquatrazmerder. Fiskehelse, velferd, prestasjon, vannkvalitet og driftssikkerhet ved økt tetthet er grundig dokumentert gjennom hele forsøket og en oppsummering av resultater og konklusjoner er gjengitt kortfattet her. Rapporten fra forsøket i sin helhet, øvrige rapporter og mer info om prosjektet kan finnes her: https://www.mnh.no/ aquatraz/. Nr 2-2021 41
Semi-lukket Vitenskapet Tetthetsforsøk på Kyrøyene Forsøket ble gjennomført på lokalitet Kyrøyene, hvor laks av vårgenerasjonen 2019 ble overført til Aquatrazmerd 1, 2 og 3 i løpet av september og oktober 2019 (figur 2). Fisken hadde da en snittvekt på 1,4-1,7 kg. Parallelt med tetthetsforsøket sto det fisk fra samme generasjon på lokaliteten i konvensjonelle merder. Driften av disse merdene fulgte normal produksjonsstrategi for slike anlegg med bruk av rensefisk og luseskjørt da dette ble ansett som fordelaktig. I forsøket ble disse merdene benyttet som kontrollgrupper. Maksimal tetthet i forsøket ble 29,7 kg/m3 i Aquatraz merd nr. 1, som er den første Aquatrazmerden som ble bygget. I november 2019 ble det påvist PD på fisken. Dette i kombinasjon med et betydelig lusepress på lokaliteten bidro til at forsøket ble avsluttet med en lavere tetthet enn opprinnelig planlagt. Fisken i AQT1 og AQT2, samt 1 000 fisk fra AQT3 ble slaktet ut i løpet av mai og juli 2020. Resterende fisk i AQT3 ble slaktet i august og september 2020. Bedre overlevelse i Aquatraz merdene Fiskegruppe A, som var i Aquatraz 1 i slutten av produksjonen, har hatt en brattere dødelighetskurve enn flere av de andre gruppene i siste del av produksjonen. Dette settes i sammenheng med den siste avlusingen på denne gruppen. Det er ikke identifisert spesielle dødelighetsårsaker som peker seg ut i Aquatrazmerdene sammenlignet med de konvensjonelle merdene. Det er heller ikke spesielle dødelighetsårsaker som dominerer i periodene med høyere tetthet enn 25 kg/m3. Færre lusebehandlinger på fisken som har stått i Aquatrazmerdene enn fisken som har stått hele produksjonsperioden i konvensjonelle merder kan være medvirkende til lavere totaldødelighet. Tilveksthastighet og fôrfaktor er varierende, og gir ikke noe ensartet bilde. Tilveksthastighet (moderat til god) og fôrfaktor (dårlig til moderat) har vist varierende resultater i de ulike fiskegruppene på lokaliteten. Det er ikke noe entydig mønster som peker i retning av at tetthet over 25 kg/m3 har vært negativt for fôrfaktor eller tilveksthastighet. Ingen indikasjoner på at økt tetthet påvirker fiskehelse og velferd negativt Fiskegruppene som har stått i Aquatrazmerder (A, B, C) har hatt den laveste akkumulerte dødeligheten regnet fra starten av produksjonen til enden av produksjonen, som vist i figur 3. Helsekontroller viser flere faktorer som har bidratt til støy i datamaterialet, som PD, lusebehandlinger, gjelleutfordringer og kjønnsmodning. Det er ingen funn fra helsekontroller som gir klare indikasjoner på at økt tetthet i seg selv har forårsaket anmerkninger. En liten usikkerhet ligger i om tettheten har bidratt til en høyere prevalens eller økt alvorlighetsgrad av sår eller PD, men det foreligger ingen klare indikasjoner på dette. Individkontroller, slaktedata og velferdsscoring ga noen anmerkninger hovedsakelig på indikatorer som er forenlig med skader etter håndtering og avlusing. Her kan det tyde på at dobbel håndtering av en del fisk i Aquatrazmerdene i forbindelse med avlusinger, har vært en ekstra risikofaktor. Ellers var det stort sett lavgradige anmerkninger, og det er ikke gjort anmerkninger som mistenkes å ha sammenheng med høy tetthet i noen av merdene. Sår blant fisken som har stått i Aquatrazmerder kan skyldes dobbelt-håndteringen, men det kan også være at en ikke optimal vannutskifting i Aquatrazmerdene har gitt forøket smittepress av sårbakterier. Effektiv 42 NorskFiskeoppdrett - Nr 2-2021
vannutskifting bør derfor vektlegges ytterligere under utviklingen av neste generasjon Aquatrazmerder (se også figur 7). Færre lus Smittepresset av lus på lokaliteten har vært relativt høyt fra sensommeren 2019. Til tross for at det har vært et betydelig høyere antall og en høyere tetthet av verter i Aquatrazmerdene enn i de konvensjonelle merdene, så har økningen av gjennomsnittlige lusetall gått saktere (figur 5). Dette tyder på at skjermingen har fungert bedre på Aquatrazmerdene enn de konvensjonelle merdene (som periodevis har vært utstyrt med skjørt), og at vannutskiftingen i Aquatrazmerdene har forhindret en stor opphopning av luselarver inne i merdene. Det har vært behov for færre avlusinger i Aquatrazmerdene enn i de konvensjonelle merdene (figur 5). For fiskegruppene som har gått deler av produksjonen i Aquatrazmerder var det totalt sett behov for 4 eller 5 avlusinger mens begge kontrollgrupper i konvensjonell merd ble avluset 7 ganger i løpet av produksjonen. Resultatene viser at Aquatrazmerdene gir en viss beskyttelse mot lus, men at 8 meter stålskjørt kombinert med aktiv vannutskiftning ikke er tilstrekkelig til å unngå avlusing. hydrografiske profiler som er tatt med CTDO instrument hver uke. Ved de tilfellene der fisketettheten var over 25 kg/m3 viser oksygenprofilene ingen systematisk nedgang eller økt variasjon i noen av Aquatrazmerdene. Fastmonterte oksygensensorer med logging hvert 10. minutt viser at man i samtlige Aquatrazmerder har klart å opprettholde en god vannutskiftning og gode oksygenverdier for fisken også ved fisketetthet over 25 kg/m3 (figur 6). Store døgnvariasjoner er også unngått (figur 6). Vannkjemiske analyser viser god vannkvalitet med lave nivåer av fritt karbondioksid (CO2; maks 1,3 mg/l). Totalammonium nitrogen (TAN) og andel nitrogen i giftig form (ammoniakk NH3-N) var svært lav (mindre enn 0,7 µg N/L). Det var ingen tendens til økning i CO2 eller TAN ved høyere tetthet. Det er heller ingen God vannkvalitet og driftssikkerhet Oksygenkonsentrasjonen var gjennomgående høy og relativt stabil i Aquatrazmerdene, dette viser Nr 2-2021 43
Semi-lukket Vitenskapet A AQT1 00:05 01:11 02:18 03:24 04:31 05:37 06:43 07: 08:56 10:03 11:09 12:15 13:22 14:28 15:35 16:41 17:48 18:54 20:00 21:07 22:13 23:20 Tid på dagen Lav tetthet ( ~ 13 kg/m 3 ) 23-27 nov 2019 Høyeste tetthet ( ~ 29 kg/m 3 ) 25-29 juni 2020 B AQT2 00:02: 01:03:39 02:03:17 03:03:55 04:02:32 05:03:16 06:03:00 07:02:37 08:02:14 09:01:54 10:01:31 11:01:14 12:00:52 13:00:37 14:00:13 14:59:54 15:59:34 16:59:14 17:58:58 18:58:44 19:58:24 20:59:14 21:58:53 22:58:32 23:58:11 Lav tetthet ( ~ 12 kg/m 3 ) 25-30 okt. Høyeste tetthet ( ~ 27 kg/m 3 ) 5-11 mai 2020 C AQT3 00:05 01:11 02:18 03:24 04:31 05:37 06:43 07: 08:56 10:03 11:09 12:15 13:22 14:28 15:35 16:41 17:48 18:54 20:00 21:07 22:13 23:20 C KTR 00:05 01:02 01:59 02:56 03:53 04: 05:46 06:43 07:40 08:47 09:44 10:41 11:38 12:34 13:31 14:28 15:25 16:22 17:19 18:16 19:13 20:10 21:16 22:13 23:10 Tid på dagen Lav tetthet ( ~ 13 kg/m 3 ) 23-27 nov 2019 Høyeste tetthet ( ~ 29 kg/m 3 ) 25-29 juni 2020 Tid på dagen Lav tetthet ( ~ 13 kg/m 3 ) 23-27 nov 2019 Høyeste tetthet ( ~ 29 kg/m 3 ) 25-29 juni 2020 Faktaboks Aquatraz G4 Nøkkeltall Omkrets merd 1 m Dybde bunnterne 30 m Volum 000 m3 Vannutskiftning 4-5 ganger pr. time Planlagt tetthet kg/m3 Planlagt maksimal biomasse 3000t Bredde gangbaner 3 m Stålskjørt øverste 25 meter Stive rister i vinduer og bunn gjort i stål eller GRP Designet for bølgehøyder Hs=2,4m Aktiv vannutskifting med redundante systemer/krafttilførsel Elektrisk drevet løftesystem for heving av merd ut av sjø Automatisert trenging, sortering, sulting og lossing av fisk Automatisert dødfiskhåndtering og innvendig rengjøring God HMS for driftspersonell Klargjort for lager- og utstyrskontainere indikasjoner på økt partikkelbelastning ved økt tetthet. I tillegg til velferdsmessige aspekter har det vært viktig å opparbeide driftserfaring med høy fisketetthet og aktiv vannutskiftning ved bruk av strømsettere. Uttestingen viser at bruk av serieproduserte miksere til vannutskiftning fungerer godt. Påliteligheten til mikserne har vært svært bra under forsøket, men det har vært en del utfordringer som følge av konstruksjonsmessige svakheter ved selve dysene og støttestrukturen til disse. Dette har ført til at det i perioder har vært færre enn fire miksere i drift på hver merd ved reparasjon av dysene, noe som har ført til perioder med redusert vannutskiftning. Konklusjon og veien videre Forsøkene viser at vi kan produsere laks med en tetthet på 30 kg/m3 i Aquatrazmerder med akseptable resultat med hensyn til fiskevelferd, dødelighet, 44 NorskFiskeoppdrett - Nr 2-2021
vannkvalitet og tilvekst. Med bedre beskyttelse mot lus (dypere luseskjørt), kombinert med god vannutskifting, bør det være mulig å produsere laks med ytterligere økt tetthet og med bedre resultat enn det vi oppnådde i dette forsøket. I tredje generasjons Aquatrazmerd er det gjort innledende tester med luseskjørt ned til 18 meters dybde, noe som legger grunnlaget for en ytterligere forbedret skjerming i den planlagte fjerde generasjonen av merdkonseptet. Halvårsrapport for biologiprogrammet til tredje generasjons Aquatrazmerd vil bli klart våren 2021, mens sluttrapporten blir ferdigstilt høsten 2021. Fjerde generasjon av merden vil etter planen være klar til bruk i løpet av andre halvår 2022 (se faktaboksen i figur 7). Referanser Calabrese, S., Nilsen, T. O., Kolarevic, J., Ebbesson, L. O., Pedrosa, C., Fivelstad, S.,... & Martins, C. I. (2017). Stocking density limits for post-smolt Atlantic salmon (Salmo salar L.) with emphasis on production performance and welfare. Aquaculture, 468, 363-3. Ellis, T., North, B., Scott, A. P., Bromage, N. R., Porter, M., & Gadd, D. (2002). The relationships between stocking density and welfare in farmed rainbow trout. Journal of fish biology, 61(3), 493-531. Hosfeld, C. D., Hammer, J., Handeland, S. O., Fivelstad, S., & Stefansson, S. O. (2009). Effects of fish density on growth and smoltification in intensive production of Atlantic salmon (Salmo salar L.). Aquaculture, 294(3-4), 236-241. Nilsen, A., Nielsen, K.V., Næss, A. and Bergheim, A., 2017. The impact of production intensity on water quality in oxygen enriched, floating enclosures for post-smolt salmon culture. Aquacultural engineering, 78, pp.221-227. Oppedal, F., Dempster, T., & Stien, L. H. (2011). Environmental drivers of Atlantic salmon behaviour in sea-cages: a review. Aquaculture, 311(1-4), 1-18. Sveen, L. R., Timmerhaus, G., Torgersen, J. S., Ytteborg, E., Jørgensen, S. M., Handeland, S.,... & Terjesen, B. F. (2016). Impact of fish density and specific water flow on skin properties in Atlantic salmon (Salmo salar L.) post-smolts. Aquaculture, 464, 629-637. Turnbull, J., Bell, A., Adams, C., Bron, J., & Huntingford, F. (2005). Stocking density and welfare of cage farmed Atlantic salmon: application of a multivariate analysis. Aquaculture, 243(1-4), 121-132. Nr 2-2021 45