Prosjektnummer
901878
Optimalisering av fiskevelferd og lusebeskyttelse ved bruk av teknologiske barrierer (BetterWel)
De viktigste årsakene til variasjon i den forebyggende effekten til barrierer mot lakselus er manglende samsvar med verktøyet og bruksstrategi i forhold til vannmiljø på stedet. Prosjektet “Optimalisere forebyggende lusestrategi ved å kombinere atferd, miljø og teknologi (PreventLice)” (FHF-901685) identifiserte og undersøkte sammenhengene mellom saltholdighet, temperatur og barrierebruk når det gjelder laksen og lusens atferd, og utviklet en nettapplikasjon som kan brukes til å identifisere den mest effektive, tilgjengelige barrierestrategien for en gitt lokalitet. Det samme prosjektet identifiserte imidlertid noen få, men viktige kunnskapshull der bedre fremtidig forståelse kunne redusere de negative velferdseffektene av barrierer betydelig, samtidig som de forbedrer deres forebyggende effekt.
Sterke strømmer og høye bølger forårsaker begge løfting av barrierer, og reduserer deres effektive beskyttelsesdybde. Samtidig kan bølge-generert turbulens resultere i dypere spredning av lus, som øker sannsynligheten av transport av lus under barrieren og inn i merden. Muligens kan også bølger sprute over barrieren og føre lus inn i merden, mens sterk bølgepåvirkning også kan føre til skade på barrieren. En eller alle disse faktorene kan bidra til mindre lusebeskyttelse ved bruk av skjørt på utsatte steder (PreventLice), men for øyeblikket finnes det ikke data for å vurdere effekten.
Tetthetsgradienter i vannsøylen er en annen potensiell forklaring på variasjonen i barrierenes effektivitet. Tetthetsgradienter er forårsaket av variasjoner i saltholdighet og/eller temperatur i hele vannsøylen. Slike gradienter resulterer i lagdeling der et lettere (varmere og/eller mindre saltholdig) vannlag ligger over et tettere dypt lag (kaldere og/eller høyere saltholdighet). Saltholdighetsgradienter er typisk forårsaket av ferskvann fra nedbør, nærliggende elver eller issmelting, mens temperaturgradienter skyldes at overflatevannet varmes opp av solen eller kjøles ned av kald luft. Effektene av lagdeling varierer med intensiteten, men kan resultere i liten eller ingen blanding mellom to vannlag dersom tetthetsgradienten er sterk nok. Som et resultat vil vannbevegelse og oksygentransport gjennom og rundt barrierer endres av tetthetsgradienter, som gir spekulasjoner om at dette fenomenet kan forklare de plutselige endringene i oppløst oksygen og luseskjermingseffektivitet observert i tidligere studier. Foreløpig har imidlertid ingen data kvantifisert forholdet mellom tetthetsgradienter og vannutvekslingen innenfor barrierer, hverken gjennom naturlig eller mekanisk indusert transport. Kontrollerte eksperimentelle studier er nødvendig for å forstå nøyaktig hvordan tetthetsgradienter påvirker vannbevegelse i og rundt luseskjermende barrierer.
Størrelsen av oppdrettsmerder og tilhørende barrierer er normalt konstant gjennom produksjonssykluser, uavhengig av fiskestørrelse og dermed fisketetthet/størrelse av biomasse. Det er kjent at lusepåslaget minker ved økt fisketetthet, og derfor kan utsett av fiskegrupper til f.eks. 90-meters merder og opphold der til f.eks. 1–2 kg fiskestørrelse være hensiktsmessig før fisken slippes skånsomt over til større merd/not. Mindre merder vil selvsagt kunne lette håndtering og vasking, vannutskiftning, samt risiko for deformasjon av strukturer. Foruten lavere lusepåslag kan overgang til en mindre “startmerd” lette overgangen til sjø for laksen. Mindre merder vil teknisk sett kunne tilrettelegge for bedre og enklere bruk av barriere-teknologi, inkludert nye metoder for mekanisk vannutskiftning.
Sterke strømmer og høye bølger forårsaker begge løfting av barrierer, og reduserer deres effektive beskyttelsesdybde. Samtidig kan bølge-generert turbulens resultere i dypere spredning av lus, som øker sannsynligheten av transport av lus under barrieren og inn i merden. Muligens kan også bølger sprute over barrieren og føre lus inn i merden, mens sterk bølgepåvirkning også kan føre til skade på barrieren. En eller alle disse faktorene kan bidra til mindre lusebeskyttelse ved bruk av skjørt på utsatte steder (PreventLice), men for øyeblikket finnes det ikke data for å vurdere effekten.
Tetthetsgradienter i vannsøylen er en annen potensiell forklaring på variasjonen i barrierenes effektivitet. Tetthetsgradienter er forårsaket av variasjoner i saltholdighet og/eller temperatur i hele vannsøylen. Slike gradienter resulterer i lagdeling der et lettere (varmere og/eller mindre saltholdig) vannlag ligger over et tettere dypt lag (kaldere og/eller høyere saltholdighet). Saltholdighetsgradienter er typisk forårsaket av ferskvann fra nedbør, nærliggende elver eller issmelting, mens temperaturgradienter skyldes at overflatevannet varmes opp av solen eller kjøles ned av kald luft. Effektene av lagdeling varierer med intensiteten, men kan resultere i liten eller ingen blanding mellom to vannlag dersom tetthetsgradienten er sterk nok. Som et resultat vil vannbevegelse og oksygentransport gjennom og rundt barrierer endres av tetthetsgradienter, som gir spekulasjoner om at dette fenomenet kan forklare de plutselige endringene i oppløst oksygen og luseskjermingseffektivitet observert i tidligere studier. Foreløpig har imidlertid ingen data kvantifisert forholdet mellom tetthetsgradienter og vannutvekslingen innenfor barrierer, hverken gjennom naturlig eller mekanisk indusert transport. Kontrollerte eksperimentelle studier er nødvendig for å forstå nøyaktig hvordan tetthetsgradienter påvirker vannbevegelse i og rundt luseskjermende barrierer.
Størrelsen av oppdrettsmerder og tilhørende barrierer er normalt konstant gjennom produksjonssykluser, uavhengig av fiskestørrelse og dermed fisketetthet/størrelse av biomasse. Det er kjent at lusepåslaget minker ved økt fisketetthet, og derfor kan utsett av fiskegrupper til f.eks. 90-meters merder og opphold der til f.eks. 1–2 kg fiskestørrelse være hensiktsmessig før fisken slippes skånsomt over til større merd/not. Mindre merder vil selvsagt kunne lette håndtering og vasking, vannutskiftning, samt risiko for deformasjon av strukturer. Foruten lavere lusepåslag kan overgang til en mindre “startmerd” lette overgangen til sjø for laksen. Mindre merder vil teknisk sett kunne tilrettelegge for bedre og enklere bruk av barriere-teknologi, inkludert nye metoder for mekanisk vannutskiftning.
Usikkerheten knyttet til hvordan luseskjermende barrierer samhandler med det fysiske miljøet er en utfordring når det lages retningslinjer for beste praksis og anbefalinger for bruk. Dette prosjektet foreslår å fylle kunnskapshull om hvordan interaksjoner mellom barrierer og det fysiske miljøet påvirker den luseforebyggende effekten og vannkvalitet innenfor barrierer, og vil utvikle et justerbart dybdebarrierekonsept som minimerer merdvolumet utsatt for begrenset vannstrøm samtidig som den gir optimal beskyttelse mot lus. Man vil også undersøke om mindre merdvolum/høyere fisketetthet i tidlig sjøfase gir et lavere lusepåslag, bedre tilvenning av fisken til merdmiljøet, og forbedrer bruk og design av barrierer. Videre, fordi ingen beskyttende strategier er 100 % effektive, vil man undersøke hvordan bruken av barriereteknologier påvirker rensefiskens effektivitet til å spise lus, dens helse og velferd. Ingen av utfordringene beskrevet her er uoverkommelige, men tilpasninger i bruk som tar hensyn til virkningene av lokalitetens eksponeringsgrad, tetthetsgradienter er helt klart nødvendig for barrieren til å ha maksimal beskyttende effekt med minimal innvirkning på fiskehelse, velferd og produksjonsparametere.
Hovedmål
Å optimalisere fiskevelferd og luseforebyggende effekt ved bruk av barriere-teknologier.
Å optimalisere fiskevelferd og luseforebyggende effekt ved bruk av barriere-teknologier.
Delmål (med korreponderende arbeidspakker (AP-er)
1. Bedre beskyttelse: Å undersøke hvordan bølgehøyde og strømhastigheter påvirker vannbevegelser i og rundt barriere-beskyttede merder, og utvikle en omfattende eksponeringsmåling og eksponeringsterskler for optimal barriereytelse (AP1).
2. Bedre vannkvalitet: Å bestemme hvordan tetthetsgradienter påvirker naturlig og mekanisk indusert vann utveksling i merder med barriereteknologier (AP2).
3. Bedre respons: Å teste et miljøvennlig, justerbart dybdebarrierekonsept med formål om å optimalisere lusebeskyttelse og vannkvalitet (AP3).
4. Bedre skalering av merder og barrierer til fiskestørrelse: Å undersøke om høyere tetthet av fisk i tidlig fase av sjøproduksjon gir lavere lusepåslag og bedre fiskevelferd, samt bedre tilrettelegger for et innovativt barriere-design (AP4).
5. Bedre rensefisk: Å undersøke hvordan rognkjeksvelferd og lusespising påvirkes av bruk av barriere-teknologier (AP5).
6. Bedre start i sjøen for laks: Å teste effekter av utsett i mindre merder i kommersielt oppdrett, og dermed høyere fisketetthet, på lusepåslag, fiskevelferd og mulig enklere og bedre funksjon til barrierer og vannutskiftning.
1. Bedre beskyttelse: Å undersøke hvordan bølgehøyde og strømhastigheter påvirker vannbevegelser i og rundt barriere-beskyttede merder, og utvikle en omfattende eksponeringsmåling og eksponeringsterskler for optimal barriereytelse (AP1).
2. Bedre vannkvalitet: Å bestemme hvordan tetthetsgradienter påvirker naturlig og mekanisk indusert vann utveksling i merder med barriereteknologier (AP2).
3. Bedre respons: Å teste et miljøvennlig, justerbart dybdebarrierekonsept med formål om å optimalisere lusebeskyttelse og vannkvalitet (AP3).
4. Bedre skalering av merder og barrierer til fiskestørrelse: Å undersøke om høyere tetthet av fisk i tidlig fase av sjøproduksjon gir lavere lusepåslag og bedre fiskevelferd, samt bedre tilrettelegger for et innovativt barriere-design (AP4).
5. Bedre rensefisk: Å undersøke hvordan rognkjeksvelferd og lusespising påvirkes av bruk av barriere-teknologier (AP5).
6. Bedre start i sjøen for laks: Å teste effekter av utsett i mindre merder i kommersielt oppdrett, og dermed høyere fisketetthet, på lusepåslag, fiskevelferd og mulig enklere og bedre funksjon til barrierer og vannutskiftning.
Reaktiv lusehåndtering har feilet, og det er klart at forebygging er den mest lovende veien videre. Likevel, til tross for tiltakenes evne til å redusere luseangrep er det utfordringer knyttet til fiskehelse, velferd og produksjonsytelse i merder som bruker barrierer, og har bremset deres innføring i norsk laksenæring. Dette prosjektet skal fylle kritiske kunnskapshull ved å bruke en kombinasjon av datainnsamling på kommersielle anlegg og robuste, kontrollerte eksperimentelle forsøk.
Dette vil muliggjøre:
(i) forbedret forebyggende effektivitet av barrierer gjennom rett bruk for den enkelte lokalitet
(ii) opprettholdelse av god vannkvalitet innenfor barrieren under de varierte forhold, typisk for norskekysten
(iii) alternative produksjonsstrategier ved å tilpasse skala av oppdrettsteknologi, inkludert barrierer, til fiskestørrelse
(iv) kunnskapsbasert beslutningstaking vedrørende bruk av rognkjeks i merder med luseforebyggende teknologier
Potensielle synergier mellom dette og andre prosjekter innen temaområdet har potensial til å revolusjonere luseforebygging. Nærmere bestemt gjennom kunnskap og teknologioverføring med prosjektet “Automatic quantification of planctonic sea louse (AutoPLice)” (FHF-901880) som vil kunne linke det nye, justerbare dybdebarrierekonseptet testet her med sanntidsmålinger og 5-dagers prognoser for angrep av lakselus. Sammen vil dette representere en helt ny tilnærming til luseforebygging. Formidling av resultatene vil foregå via standard kanaler samt oppdateringer av PreventLice nett app som vil sikre rask og bred spredning av kunnskapen. Tett samarbeid mellom prosjektteamet og industripartnere, inkludert Nordlaks og Lerøy, vil sikre at prosjektet forblir målrettet mot praktisk industriell anvendelse.
Dette vil muliggjøre:
(i) forbedret forebyggende effektivitet av barrierer gjennom rett bruk for den enkelte lokalitet
(ii) opprettholdelse av god vannkvalitet innenfor barrieren under de varierte forhold, typisk for norskekysten
(iii) alternative produksjonsstrategier ved å tilpasse skala av oppdrettsteknologi, inkludert barrierer, til fiskestørrelse
(iv) kunnskapsbasert beslutningstaking vedrørende bruk av rognkjeks i merder med luseforebyggende teknologier
Potensielle synergier mellom dette og andre prosjekter innen temaområdet har potensial til å revolusjonere luseforebygging. Nærmere bestemt gjennom kunnskap og teknologioverføring med prosjektet “Automatic quantification of planctonic sea louse (AutoPLice)” (FHF-901880) som vil kunne linke det nye, justerbare dybdebarrierekonseptet testet her med sanntidsmålinger og 5-dagers prognoser for angrep av lakselus. Sammen vil dette representere en helt ny tilnærming til luseforebygging. Formidling av resultatene vil foregå via standard kanaler samt oppdateringer av PreventLice nett app som vil sikre rask og bred spredning av kunnskapen. Tett samarbeid mellom prosjektteamet og industripartnere, inkludert Nordlaks og Lerøy, vil sikre at prosjektet forblir målrettet mot praktisk industriell anvendelse.
Det faglige arbeidet er organisert i seks arbeidspakker (AP-er):
AP1 skal bestemme terskler for eksponering på lokaliteter for effektiv bruk av lusebarrierer. Nærmere bestemt, (1) undersøke hvordan bølgehøyden påvirker introduksjonen av overflatevann til merdene både ovenfra og under, og (2) utvikle og teste i felt en stedseksponeringsmåling som kombinerer både ekstreme og daglige forhold som kan brukes til å bestemme stedets egnethet for lusebarrierebruk.
AP2 skal dokumentere det komplekse samspillet mellom tetthetsgradienter og vannutveksling innenfor barrierevolumet. Nærmere bestemt, (i) hvordan den vertikale posisjonen (dybden) til en tetthetsgradient påvirker vannutveksling i skjørtet, (ii) hvordan en tetthetsgradient samhandler med utstyr for å forbedre vann utveksling innenfor barrierevolumet, og (iii) om vannutskiftning kan forbedres ved bruk av luftbobling innen skjørt med “topp-glipe” hvor vann vil forlate merden gjennom horisontal transport i overflaten.
AP3 skal teste effektiviteten til en justerbar dybdebarriere-luseforebyggingsstrategi som justeres basert på lokale forhold i sanntid. Spesifikt, vi skal undersøke, (i) den luseforebyggende effekten sammenlignet med standard produksjonsbur, (ii) implikasjoner for velferd og produksjonsytelse, og (iii) gjennomførbarhet. Forsøket skal kjøres i tre replikate 12 m x 12 m merder ved Havforskningsinstituttet sjøanlegg ved Matre forskningsstasjon (Smørdalen). Anlegget er utstyrt med en kontinuerlig dybdeprofilering av sanntids konduktivitet (saltholdighet), temperatur, dybde og oppløst oksygen, og hvis AutoPLice-applikasjonen er vellykket, vil det være også en enhet som kontinuerlig overvåker luseangrepstrykket i vannet rundt.
AP1 skal bestemme terskler for eksponering på lokaliteter for effektiv bruk av lusebarrierer. Nærmere bestemt, (1) undersøke hvordan bølgehøyden påvirker introduksjonen av overflatevann til merdene både ovenfra og under, og (2) utvikle og teste i felt en stedseksponeringsmåling som kombinerer både ekstreme og daglige forhold som kan brukes til å bestemme stedets egnethet for lusebarrierebruk.
AP2 skal dokumentere det komplekse samspillet mellom tetthetsgradienter og vannutveksling innenfor barrierevolumet. Nærmere bestemt, (i) hvordan den vertikale posisjonen (dybden) til en tetthetsgradient påvirker vannutveksling i skjørtet, (ii) hvordan en tetthetsgradient samhandler med utstyr for å forbedre vann utveksling innenfor barrierevolumet, og (iii) om vannutskiftning kan forbedres ved bruk av luftbobling innen skjørt med “topp-glipe” hvor vann vil forlate merden gjennom horisontal transport i overflaten.
AP3 skal teste effektiviteten til en justerbar dybdebarriere-luseforebyggingsstrategi som justeres basert på lokale forhold i sanntid. Spesifikt, vi skal undersøke, (i) den luseforebyggende effekten sammenlignet med standard produksjonsbur, (ii) implikasjoner for velferd og produksjonsytelse, og (iii) gjennomførbarhet. Forsøket skal kjøres i tre replikate 12 m x 12 m merder ved Havforskningsinstituttet sjøanlegg ved Matre forskningsstasjon (Smørdalen). Anlegget er utstyrt med en kontinuerlig dybdeprofilering av sanntids konduktivitet (saltholdighet), temperatur, dybde og oppløst oksygen, og hvis AutoPLice-applikasjonen er vellykket, vil det være også en enhet som kontinuerlig overvåker luseangrepstrykket i vannet rundt.
AP4 skal undersøke om utsett av laks ved høyere fisketetthet, vil medføre lavere lusepåslag, forbedre fiskens tilvenning til oppdrettsmiljøet, og forenkle og forbedre bruken av luseskjørt. Spesifikt, så vil man undersøke om 3 x høyere fisketetthet enn normalt fra utsett til 2 kg fiskestørrelse (25 kg per kubikkmeter) vil påvirke lusepåslag, fiskens vekst og velferdsindikatorer, samt vannmiljø, både i åpne merder og i merder med luseskjørt med “topp-glipe”. Kontrollgruppe vil være i åpne merder med normal fisketetthet. Forsøket skal kjøres i tre replikate 12 m x 12 m merder ved Havforskningsinstituttets sjøanlegg ved Matre forskningsstasjon (Knappen Solheim).
AP5 skal evaluere hvordan bruk av luseforebyggende verktøy påvirker helse, velferd og lusespise-effektiviteten til rognkjeks i oppdrettsmerder for laks. Spesifikt vil man undersøke hvordan barrierer (skjørt og snorkler) og atferdsendring (lys under vann og fôring) påvirker rognkjeks, både individuelt og i kombinasjon.
AP6 skal teste om oppnådde resultater fra forskningsskala i AP4 vil være gyldige i merder av kommersiell skala (90 m merd som “startmerd” før fisken slippes til 158 eller 200 m merd).
AP6 skal teste om oppnådde resultater fra forskningsskala i AP4 vil være gyldige i merder av kommersiell skala (90 m merd som “startmerd” før fisken slippes til 158 eller 200 m merd).
Resultater vil bli formidlet, så snart de er fullført og verifisert, gjennom populærvitenskapelige nyhetsartikler publisert online i industrien kommunikasjons- og nyhetsnettverk (f.eks. Norsk Fiskeoppdrett, kyst.no) og vitenskapelige nyhetskanaler (f.eks. ilaks.no, forsking.no).
Ved å dele resultater så snart de blir tilgjengelige, vil man sikre direkte og rask kommunikasjon til industri- og dyrehelsepersonell. Prosjektresultater vil også bli presentert på viktige industrisamlinger og seminarer (f.eks. Norges forskningsråds konferanse Havbruk, FHFs Lusekonferansen, Teknas Havbrukskonferanse), og vitenskapelige konferanser (f.eks. European Aquaculture Society). For å sørge for et bredt lesertall, vil rapporter og manuskripter bli publisert med åpen tilgang (open access). Resultatene vil også bli brukt til å oppdatere den nettbaserte, fritt tilgjengelige nett-appen PreventLice.
Ved å dele resultater så snart de blir tilgjengelige, vil man sikre direkte og rask kommunikasjon til industri- og dyrehelsepersonell. Prosjektresultater vil også bli presentert på viktige industrisamlinger og seminarer (f.eks. Norges forskningsråds konferanse Havbruk, FHFs Lusekonferansen, Teknas Havbrukskonferanse), og vitenskapelige konferanser (f.eks. European Aquaculture Society). For å sørge for et bredt lesertall, vil rapporter og manuskripter bli publisert med åpen tilgang (open access). Resultatene vil også bli brukt til å oppdatere den nettbaserte, fritt tilgjengelige nett-appen PreventLice.