Vannkvalitet i intensiv marin yngel produksjon

Av Ingrid Salvesen, SINTEF Fiskeri og Havbruk AS I Norge har den rådende oppfatning vært at vi har nærmest ubegrenset tilgang på rent og friskt sjøvann langs den lange kysten vår. Vi har heller ikke til nå hatt en stor industriell intensiv produksjon av marin yngel, som har tvunget fram et behov for mer kunnskap om vannkvalitet. Internasjonalt har utviklingen innenfor storskala yngelproduksjon av seabream og seabass ført til at det har vært satt et sterkere fokus på problemstillinger innenfor dette temaet. Nasjonalt har en stigende interesse for torskeoppdrett imidlertid ført til at man har begynt å se nærmere på vannkvalitet og metoder for vannbehandling til marin yngel også her. Den internasjonale utviklingen innenfor storskala yngelproduksjon av seabream og seabass, har ført til at det har vært satt et sterkere fokus på problemstillinger innenfor dette temaet. Dette har tildels vært motivert ut i fra større begrensninger på tilgangen på vannressurser og stadig strengere krav til utslipp til miljøet. Med hensyn til yngelproduksjon av kveite har man hatt liten framgang i Norge de senere årene, mens aktører i andre land som f.eks Island har kunnet vise til positiv framgang. I ferskvann har man i produksjon av smolt over lengre tid vært oppmerksom på betydningen av sammenhengen mellom vannkvalitet og yngelkvalitet. Andre utfordringer enn i ferskvann En rekke kjemiske og fysiske aspekter vil være annerledes for sjøvann enn ferskvann og dette vil ha innvirkning på vannbehandlingen. I tillegg vil ulike biologiske aspekter under produksjon av marin yngel gi andre typer utfordringer enn for smolt. Først og fremst dreier det seg ikke bare om en art, men om produksjon av larver av en hel rekke ulike arter av fisk og skjell som hver enkelt har sine spesielle miljøkrav. Kvalitet og behandling av sjøvann til marin yngel er et komplekst felt som omfatter fysiske, kjemiske og biologiske prosesser, og involverer fagområder som oceanografi, vannkjemi, mikrobiologi, fysiologi, biologi, såvel som teknologi. Grovt skjematisk kan vannbehandlingen i intensiv produksjon av marin yngel skje via tre ulike alternativer (Figur 1): A I gjennomstrømsanlegg uten biofilter, B I gjennomstrømsanlegg med biofilter, og C I resirkuleringsanlegg med biofilter. I Norge har intensiv produksjonen av yngel fram til nå hovedsaklig skjedd via alternativ A, dvs i gjennomstrømsanlegg uten biofilter. Sårbare larver Sammenlignet med laks er marine fiskelarver generelt sett lite morfologisk og fysiologisk utviklet ved klekketidspunktet. Det spesifikke immunforsvar er ennå ikke ferdig utviklet, noe som betyr at de på tidlige utviklingstrinn ikke kan vaksineres mot kjente patogene mikroorganismer. Larvene krever tilførsel av levende kultiverte fôrorganismer som rotatorier og saltkreps når de skal begynne å spise, og måten fôrorganismene dyrkes på medfører at de er en viktig kilde for introduksjon av ugunstige mikroorganismer og organisk materiale til produksjonslinjen. I tidlige fase av produksjonen er det også vanlig med tilførsel av encellede mikroalger (såkalt grøntvanns teknikk). Mikroalgene vil kunne ha en sterk innvirkning på larvens mikrobielle miljø ved at de bl.a. produserer antimikrobielle metabolitter. Bruken av grøntvann varierer fra klekkeri til klekkeri og med art og utviklingstrinn. Ulike stadier har ulike utfordringer Tidlig i utviklingen har larvene liten egenbevegelse og er svært sensitive for ulike kjemiske og fysiske stressfaktorer, noe som bl.a. setter begrensninger for hvor stor vannutskiftning man kan ha. Mye grunnleggende forskning gjenstår derfor for å øke kunnskapen med hensyn til kritiske toleransenivå av kjemiske og fysiske parametere for ulike arter og utviklingstrinn. Vannutskiftningen øker gradvis gjennom produksjonslinjen, samtidig som larvene utvikles og blir mer robuste. Biologisk varierer de ulike fasene fra et vann som kun inneholder fiskeegg til vann med tretrinns næringsnett (alge-zooplankton-fiskelarve). Slike forhold vil ha en helt klar effekt på vannet etter behandling når det introduseres i produksjonssystemet. De ulike fasene i en intensive produksjonslinje har derfor sine helt spesielle utfordringer med hensyn til vannkvalitet og hvilke fysiske, kjemiske og biologiske parametere som er karakteristisk i de ulike fasene (jfr. figur 2). Hva er en god sjøvannskilde Bortsett fra rent smittehygieniske aspekter som fravær av spesifikke patogene mikroorganismer, råder der stor grad av usikkerhet med hensyn til hva som kjennetegner en god sjøvannskilde eller hvilken metode for vannbehandling som er best. Kvaliteten på vannet vil, for en og samme lokalitet, kunne variere gjennom året med gjentatte problem i bestemte perioder av året. Behandling av sjøvannet skjer primært med bakgrunn i at man ønsker å redusere nivået av potensielt sykdomsfremkallende mikroorganismer og organisk materiale inn i anlegget. Organiske partikler i vannet kan være bærere av patogene mikroorganismer og parasitter, redusere effekten av vannbehandlingsmetodene, samt være en substratkilde for bakterievekst i yngellinjen og tilstrebes derfor holdt på et lavt nivå. En rekke ulike fysiske og kjemiske metoder som f.eks filtrering gjennom filtre med ulik porestørrelse og UV-bestråling eller ozonering, i kombinasjon eller hver for seg, er i dag i bruk rundt om på yngelanleggene. Ozon er bra, men vanskelig I oppdrett av kveite i Norge har problemer med utbrudd av virus ført til en dramatisk nedgang i antall produserte yngel etter 1995. I særlig grad har man slitt med infeksjoner som VER (Viral Encephalopahty and Retinopathy) forårsaket av nodavirus. Dette har ført til en sterk fokusering på metoder som f.eks ozon, som i størst mulig grad kan drepe alle typer mikroorganismer, inkludert virus. Ozonering av sjøvann er imidlertid en komplisert prosess, som setter høye krav til måleutstyr så vel som kunnskapsnivå hos brukeren. Via midler fra NFR og NUMARIO programmet har det vært utført en del FoU innenfor området ozonering av sjøvann. Ozon-anlegg er installert i enkelte klekkerier, men erfaringene med bruk av ozon til marin yngel har imidlertid vært noe blandet. Enkelte oppdrettere har oppnådd svært positive resultater med betydelig bedring av overlevelsen, men da ved bruk av doser som er lavere enn hva som anbefales for å drepe virus. Mangel på gode metoder for å måle ozon har imidlertid også ført til akutt dødelighet i flere larvegrupper. Det er videre funnet klare indikasjoner på at høye doser som ikke er akutt toksiske kan gi morfologiske skader. Behovet for videreutvikling av mer pålitelige metoder for å måle og fjerne ozon og mulige toksiske restoksidanter som dannes ved ozonering av sjøvann, er derfor stort. Det er også behov for mer grunnleggende kunnskap mht toksisitet og effekter på mikroflora og vekst hos fiskelarver som produseres i ozonert sjøvann. Ozonering kan være en attraktiv metode med god drapseffekt overfor en rekke mikroorganismer, som kombinert med proteinskimmere også effektivt kan redusere nivået av organisk materiale i vannet. Ozonering bør imidlertid inngå som et av leddene i et større opplegg for vannbehandling, og ikke som eneste metode. Når man først har investert såpass mye i vannbehandlingen initielt (sandfiltre, ozonenhet, skimmer etc.), er det svært nærliggende å vurdere å resirkulere vannet i stedet for å pumpe store mengder vann inn og ut igjen. Vannet kan modnes med snille bakterier Når alvorlige produksjonsproblemer som VERinfeksjoner opptrer og man leter etter og tar i bruk vannbehandlingsmetoder som i størst mulig grad kan drepe alle typer mikroorganismer, glemmes ofte et perspektiv: At larvene ikke lever i et sterilt system. Sammenlignet med organismer som lever i luft, som inneholder et fåtall av mikrober, og hvor man med relativt enkle hygieniske grep kan redusere sannsynligheten for utbrudd av infeksjoner, bader fiskelarvene i en vannsuppe som inneholder millioner av mikroorganismer. De samme hygienetiltakene er derfor ikke like enkle å anvende i et akvatisk system. Like så viktig som å redusere nivået av sykdomfremkallende mikroorganismer, er å ha en gunstig sammensetning av mikrobesamfunnet i vannet. Selv om metodene som benyttes til å behandle inntaksvannet gir en signifikant reduksjon i antall mikroorganismer, vil mikrobesamfunnet raskt fylles opp igjen og rekoloniseres når vannet introduseres til yngellinjen. Dette skyldes gjenvekst av mikroorganismer som er igjen etter behandling og tilførsel fra ulike kilder under produksjon. Under slike oppblomstringer finner man ofte et høyt innslag av opportunistiske problembakterier som f.eks Vibrio. Dette kan ha en svært ugunstig effekt på vekst og overlevelse av fiskelarvene, særlig på tidlige utviklingstrinn når en primær mikroflora skal etableres. Kunnskap om slike ugunstige effekter av et ustabilt mikrobesamfunn i sjøvannet har gjort at f.eks. akvarieinteresserte tar vare på en del av det gamle og modne vannet når vannet i akvariet skal skiftes ut. Ved bruk av biofilterteknologi vil noe av den samme positive effekten kunne oppnås ved at mikrobesamfunnet rekoloniseres i en biofilterenhet. I yngelproduksjon av seabass og seabream fikk man først redusert de store variasjonene i overlevelse og vekst mellom søskengrupper når resirkuleringsanlegg og marint grunnvann ble tatt i bruk. Bruk av biofilter for å modne vannet er også i gjennomstrømsanlegg vist å ha en positiv veksteffekt hos tidlige utviklingstrinn av arter som kveite og piggvar. Den optimale vannbehandlingen vil derfor høyst sannsynlig innbefatte både tiltak for å fjerne potensielt skadelige og tiltak for å stimulere til vekst av gunstige mikroorganismer. Samle kompetansen i en gruppe Flere næringsaktører har blitt oppmerksomme på hvor viktig det er å ha en god vannkvalitet som grunnlag for produksjon av marin yngel, men usikkerheten er stor om hva som er optimal vannbehandling og vannkvalitet. FoU-aktiviteten innenfor dette temaet har fram til nå vært liten og fragmentert, og det er et stort behov for at fagmiljøene begynner å arbeide sammen. Det er nå tatt et initiativ for å samle kompetansen som finnes ute blant næringsaktører, utstyrsprodusenter og i FoU-miljøene i en samarbeidsgruppe innenfor temaet vannkvalitet i marin yngelproduksjon. Målet er å få samlet eksisterende kunnskap og erfaringer, nasjonalt så vel som internasjonalt, i en handlingsplan som kan fokuseres på sentrale og nødvendige forskningsoppgaver i videre arbeid.