Kunnskapsbygging løser utfordringer i havbruksnæringen

30 januar 2018

De siste 15 årene har Centre for Aquaculture Competence (CAC) vært sterkt involvert i flere forskningsgjennombrudd innen lakseoppdrett. CAC sitt formål er å bidra til å løse næringens utfordringer ved å gjennomføre storskala forskningsprosjekter av høy kvalitet, slik at lakseoppdrett fortsetter og være en bærekraftig og levedyktig næring.

I 2003 grunnla Skretting, Marine Harvest og AKVA group CAC, og CAC er fortsatt verdens største forskningssenter for atlantisk laks i kommersiell skala. I mange år ble forsøkene kjørt i 12 stålmerder (24x24 m), men CAC består i dag av to anlegg i Rogaland: Vindsvik (12x120 m ringer) og Kobbavik (6x200 m ringer). Begge lokalitetene gjennomfører storskala FoU-forsøk på kontinuerlig basis, med nye prosjekter som starter opp hvert år. CAC opererer 5 FoU-lisenser, og har en samlet maksimal tillatt biomasse på 3900 tonn. De to lokalitetene er fullt utstyrt for å koble sammen industriell matproduksjon og feltforskning.

Partnere i forsøkene ved CAC er Nifes, Norges Veterinærhøyskole og Veterinærinstituttet (nå NMBU) og Havforskningsinstituttet (HI). Selskapets daglige drift blir utført av Marine Harvest Norge, region sør, mens CAC sitt styre legger rammene med hensyn til forskningsemner, forsøksdesign og prosjektutførelse. Et teknisk styre, bestående av medlemmer fra alle tre eiere, samt de relevante vitenskapelige partnere, planlegger og utformer alle CAC forsøkene og sørger for at disse er godt planlagt, at det tilknyttes dyktige forskere, samt at forsøkene gjennomføres etter gode vitenskapelige prinsipper.

- Det faktum at vi nå på det 15. året fortsatt driver det største kommersielle FoU-selskapet i global lakseoppdrett, er en honnør til CAC sine prestasjoner. Vi har levert svært relevante og verdifulle resultater til havbruksnæringen siden 2003 (se figur 1), og planlegger å fortsette å gjøre det i de ti kommende årene. Behovet for å gjennomføre gode og etterprøvbare kommersielle forsøk har bare blitt større i den perioden CAC har eksistert. Vi kjører nå mange spennende og viktige forsøk, som har potensial til å løfte lakseproduksjonen enda et par hakk på bærekraftskalaen, og ser frem til å levere våre bidrag med fortsatt entusiasme og dyktighet, sier Øyvind Oaland, styreleder for CAC.

Nøkkelaktiviteter utført ved CAC siden 2003
Figur 1:  Nøkkelaktiviteter utført ved CAC siden 2003.

Fôr og råvarer

Fram til 2012 generasjonen fokuserte CAC på en viktig bærekraftutfordring i havbruksnæringen; skape et fôr med større råvarefleksibilitet, som kunne muliggjøre en økning i produksjonsvolumene, særlig gjennom utvikling av laksefôr med lavere avhengighet av de tradisjonelle marine fôrkomponentene. Forutsetningen var her at fisken skulle være like robust, og beholde smaken og den ernæringsmessige kvaliteten som forbrukerne forventer. Siden de marine ingrediensene er en begrenset naturressurs, anså CAC denne forskningen som et viktig skritt for å muliggjøre en ansvarlig utvikling og vekst i lakseproduksjonen.

Dette arbeidet startet med 2003 generasjonen der fokuset var erstatning av fiskeolje med vegetabilske oljer. CAC dokumenterte at rapsolje kunne erstatte opptil 60% fiskeolje i laksefôr i sjøvannsfasen uten å ha negativ effekt på fiskens ytelse, helse og produktkvalitet. Et år senere var fokuset erstatning av fiskemel.

Etter gjennomføring av 2007 generasjonen hadde CAC dokumentert at fôr hvor 64% av de marine oljene var erstattet med vegetabilske oljer, parallelt med redusert fiskemelinnhold (14,3%), ikke gav negative effekter på fiskens helse eller produktkvalitet. Imidlertid viste disse resultatene at redusert fiskemelinnhold førte til noe redusert veksthastighet (SGR) og økt fôrfaktor (bFCR).

To år senere ble det bekreftet at fiskens prestasjon ikke ble negativt påvirket når innholdet av fiskemel i fôret ble redusert, først fra 25 % til 15% i 2009G (figur 2), og generasjonen etter med en reduksjon fra 25% helt ned til 10 % og mot slutten 6%. Faktisk var det en tendens til bedre vekst og fôrutnyttelse i fiskegruppene som ble fôret med de lave andelene marint protein. Den negative effekten på fiskeprestasjon som ble sett ved 2007 generasjonen ble ikke observert i disse forsøkene. Dette ble oppnådd ved å balansere og justere nivåene av mikronæringsstoffer i fôret, gjennom implementering av Skretting sitt MicroBalance konsept. Denne unike teknologien, kommersielt lansert i 2010, gjør oss mindre avhengig av marine råvarer uten å gå på bekostning av optimal vekst, fiskehelse og kvalitet. Dette styrket grunnlaget for moderne ernæring, som handler om fordøyelige næringsstoffer heller enn bestemte råvarer. Dette konseptet har bidratt til både en reduksjon av fôrkostnaden, og samtidig muliggjort en økt lakseproduksjon.

Relativ vekst indeks (RGI) og fôrfaktor (FCR)
Figur 2: Relativ vekst indeks (RGI) og fôrfaktor (FCR): Ingen signifikante forskjeller mellom fôr med et fiskemelsinnhold på hhv 25 % og 15 % i 2009G og 25 % og 10 % i 2010G.

Med 2012 generasjonen viste vi ved CAC at reduserte nivåer av omega-3-fettsyrene EPA og DHA ikke hadde negative virkninger på fiskens ytelse, fiskens helse og de fleste kvalitetsparametere; inkludert filetsammensetning, pigmentering og sensoriske egenskaper. Imidlertid viste vi at fisk som hadde det laveste omega-3 nivået i dietten fikk en høyere frekvens av melaninflekker i filetene. Det ble antatt å være relatert til fettsyresammensetningen i dietten, som igjen kan påvirke inflammatoriske prosesser i fisken. Dette resultatet har ført til mange påfølgende forskningsprosjekter som prøver å løse dette problemet.

CAC har vært viktig både for sine eiere og for havbruksnæringen, ved å bevise at utskifting av fiskemel og fiskeolje ikke påvirker fisken negativt og er et kommersielt trygt alternativ i storskala lakseproduksjon.Uten denne kunnskapen ville laksefôret vært signifikant dyrere enn i dag. Samtidig er det svært sannsynlig at den globale forsyningen av laks ville ha stagnert som følger av manglende tilgang til marine råvarer. Resultatene viser videre at lakseoppdrett er ensbetydende med netto produksjon av marint protein, og i det siste også netto produksjon av fisk. På denne måten har CAC verifisert at havbruk er en viktig bidragsyter til bærekraftig global matproduksjon.

Produksjonseffektivitet

I 2012 endret CAC forskningsfokuset til å omhandle en forbedret produksjonseffektivitet. Forskningen gikk ut på å finne den mest gunstige fisketettheten for optimal ytelse og helse, samt å bestemme årsaken til nedgradering av laksefiletene på grunn av melaninflekker. I tillegg har CAC testet fôr og fôringsregimer i kombinasjon med validering av en ny modell for fôreffektivitet laget av Skretting ARC. CAC var også blant de første som tok i bruk og testet både triploid laks og oppdrettet leppefisk i stor skala.

2012 generasjonen dokumenterte en sammenheng mellom økt fiskeantall i merden og fôrinntak og vekst. Det ble funnet en sammenheng mellom økt tetthet som førte til redusert fôrinntak. Forskjellene ble sett fra tidlig i produksjonssyklusen når tettheten i kg/kbm var lav (figur 3). Det var ingen negative effekter på fiskens helse eller kvalitet ved å øke tettheten.

Korrelasjon mellom hhv antall fisk/ kbm og gjennomsnittlig tetthet kg/kbm gjennom produksjonssyklusen og relativ vekst (RGI)

Figur 3: Korrelasjon mellom hhv antall fisk/kbm og gjennomsnittlig
tetthet kg/kbm gjennom produksjonssyklusen og relativ vekst (RGI).
Antall fisk per merd var 35.000, 50.000 og 65.000 fisk.

Forsøk ved CAC har også vist at høyenergifôr gir bedre fôrutnyttelse og lavere utslipp. Ved testing av et høyytelsefôr (Premium) ble biologisk fôrfaktor redusert fra 1,25 til 1,17. Dette resulterte i at utslipp av næringssalter ble betydelig redusert. Utslipp av nitrogen ble redusert med 14% og utslipp av fosfor med 13 %. Forsøket ble også brukt til å validere en modell som kan kalkulere næringsutslipp som en funksjon av vekst.

Melanin

CAC har i to generasjoner undersøkt utvikling av blodflekker og melanin over tid, og utført omfattende histologisk karakterisering av melaninlesjoner (figur 4). Totalt 12 000 laks ble evaluert i løpet av de to forsøkene, fra utsett til slakt. Resultatene viste at blodflekkene var omtrent fraværende ved overføring til sjøvann, utviklet seg til 3-5 % de første 2-3 månedene etter overføring til sjø, med en liten nedgang til stabile nivåer opprettholdt gjennom resten av produksjonssyklusen. Melanin utviklet seg raskest i de første 3-5 månedene etter utsett i sjø, 8-12 % prevalens vises etter 5 måneder i sjø, og økte gradvis i løpet av de neste 10-12 månedene til slakting rundt 5 kg fiskestørrelse.

Endringer i forekomsten av blodflekker, melanin og vekt av fisk ved CAC 2014G sammenlignet med CAC 2012G.

Figur 4: Endringer i forekomsten av blodflekker, melanin og vekt av fisk ved CAC 2014G sammenlignet med CAC 2012G.

Den histologiske karakteriseringen av blod- og melaninflekker forsterket teorien om at blodflekker er de primære degenerative vevskadene som senere melaniseres via en immunrespons i det skadde vevet. Funnene har gitt ny innsikt i histologiske og histokjemiske tilstander i skadet vev, både for blodflekker og melanin, som er viktig kunnskap i prosessen med å redusere betydningen av problemet.

Resultatene fra CAC har bidratt til vesentlig å øke bransjens kunnskapsbase for melanin som en viktig faktor for sluttkvalitet. Vi har identifisert nøkkelperiodene for melaninutvikling, sannsynliggjort forbindelsen mellom blodflekker og melanin, og gitt opphav til flere andre påfølgende prosjekter både i eiernes organisasjoner og i den norske laksenæringen.

Forebygging av lus

De siste årene har hovedfokuset hos CAC vært å teste ulike tiltak for å forebygge lusepåslag (figur 5). En av metodene som testes er å holde fisken dypt i merdene med undervannsfôring og dype lys for å unngå de øvre vannlagene der lusa som regel befinner seg. Hensikten er å holde fisken dypt i merden om dagen med undervannsfôring og trekke fisken ned om natten ved å bruke lys – enten synlig lys (hindre kjønnsmodning i desember-april) eller lav-intenst UV-lys (mai-november). Fiskens adferd lar seg styre, men den påvirkes også av en rekke andre faktorer som temperatur, salinitet og andre miljøfaktorer på den enkelte lokalitet (figur 5). Fisken har vært lettest å holde dypt sent på høsten, gjennom vinteren og tidlig på våren. CAC har to ulike lokaliteter som begge har testet undervannsfôring og lys, noe som gir en svært god mulighet for å forstå mer om samspillet mellom teknologiske løsninger, miljøforhold på lokaliteten og biomassen.

24 timers sonarplot øverst viser adferd til fisk i kontrollmerd på vinterstid.

Figur 5: 24 timers sonarplot øverst viser adferd til fisk i kontrollmerd på vinterstid. Sonarplot nederst viser adferd til fisk i forsøksmerd på vinterstid hvor dype lys og undervannsfôring trekker fisken lengre ned i merden. Rød mot gul farge viser høy tetthet av fisk, blått mot svart viser lav tetthet.

Nå gjennomføres forsøk på CAC der en rekke ulike forebyggende tiltak mot lus kombineres. Hovedmålet med forsøket er å teste ulike kombinasjoner av kjente forebyggende metoder i stor skala. På lokalitetenVindsvik testes fire triplikate eksperimentelle grupper, hvor kontrollgruppen har rensefisk som eneste tiltak (figur 6). De øvrige gruppene har ett ekstra tiltak per gruppe. Forsøket skal dokumentere effekt av forebyggende tiltak på lusetall og antall avlusinger, hvordan de ulike kombinasjonene påvirker prestasjon og fiskevelferd, samt hvordan laksens ytre barrierer utvikles fra ferskvann og gjennom de første 8 måneder i sjø.

Forsøksoppsett ulike kombinasjoner av forebyggende tiltak mot lus
Figur 6: Forsøksoppsett ulike kombinasjoner av forebyggende tiltak mot lus.

Foreløpige resultater viser et lavere påslag over tid i gruppen med flest aktive tiltak, men det er ingen forskjeller i antall behandlinger mellom gruppene (figur 7). Forsøket følges opp med et nytt storskala eksperiment på lokaliteten Kobbavik, hvor vi fra våren 2018 skal validere et konsept for miljøstyrt luseforebygging, samtidig som flere relevante småskala forsøk skal gjennomføres av HI for å avdekke eksakte sammenhenger mellom lusetall og ulike forebyggende tiltak.

Framtid

I de første 15 årene har CAC fokusert på å løse laksenæringens største flaskehalser. De neste 8-10 årene er det forventet at fokus vil dreie mer over til produksjonseffektivisering. Lakseproduksjon har et stort potensiale for bærekraftig vekst og kapasiteten til å gi et mye større volum av et høyt etterspurt, sunt produkt for den globale forbrukeren. Men industrien har slitt med å få vokse de siste årene, spesielt i Norge, og det skyldes hovedsakelig biologiske utfordringer som lus og andre sykdommer. I de kommende årene ønsker derfor CAC å bidra til og muliggjøre vekst både gjennom økt effektivitet og reduksjon av svinn, med fokusering på optimal fôring av laks, økt fokus på lusekontroll uten håndtering, og etablering av kunnskap for å oppnå større overlevelse i sjøfasen.

Den primære motivasjonen med CAC er å gjøre det mulig å produsere mer sunn laks med et lavere miljømessig fotavtrykk. CAC skal opprettholde sin posisjon og skape verdier for hele havbruksnæringen i mange år framover

Lukk
For å forbedre nettsiden for deg bruker vi informasjonskapsler Les mer