Visar vägen till framtidens hållbara vattenbruk

Idag presenteras resultaten från forskningsprogrammet AquaAgri under en slutkonferens i Stockholm. Ett av de fem forskningsprojekten, som ingår i AqauAgri, är vattenbruksprojektet Nomaculture. Inom Nomaculture har forskarna fått fram ny kunskap inom följande områden: hållbar odling av nya arter - hummer och havskatt, alternativa foderråvaror, landbaserade recirkulerande fiskodlingssystem, övergripande hållbarhetsbedömningar av foder och vattenbruk samt kunskap om attityder bland allmänhet om vattenbruk. Nomaculture omfattar förutom biologi också teknik, bioteknik, ekonomi, infrastruktur och miljöforskning, både naturvetenskaplig och samhällsvetenskaplig.

Hållbar odling av nya arter - hummer och havskatt
För första gången i Sverige har havskatt och europeisk hummer odlats på ett ekologiskt och hållbart sätt, vilket innebär att forskarna behöver lära sig mycket om både havskatt och hummer. Forskarna valde just havskatt och hummer för att de är lokala och högt uppskattade arter kommersiellt.

– Havskatt är en ny art och då behöver vi lära oss om fiskens biologi så att vi kan skapa en så bra odlingsmiljö som möjligt. Detta innebär att vi behöver veta hur mycket de äter och hur fodret skall vara sammansatt för att de skall må och växa bra, säger Kristina Snuttan Sundell, projektledare för Nomaculture.

Inom projektets ramar utvecklades även RAS-anläggningar (recirkulerande akvakultur system) i pilot-skala genom att samarbeta med laxodlingsföretaget Smögenlax men också i en testodling vid Göteborgs universitet. I testodlingarna ingår olika typer av filter, tekniska och biologiska, som renar vattnet och som därmed spelar stor roll för att reglera kväveutsläppet. Från juni 2017 har forskarna kunnat studera beteendet och tillväxten hos havskattsyngel i denna typ av landbaserade mer hållbar produktionssystem. Man studerar också havskatternas näringsbehov där det visade sig att havskatt kräver en relativt hög (över 50 procent) proteinnivå i kosten eftersom de är rovfiskar.

Forskarna fick också ny kunskap kring hur havskatt tål olika vattentemperaturer. Det visade sig att temperatur är en viktig faktor inom vattenbruket och att havskatt kan överleva i varmt (15° C) vatten men att det sker på bekostnad av högre metabolism och minskad tillväxt. Forskarna rekommenderar därför framtida havskattodlare att tänka på att hålla låga temperaturer (≤11° C) för att undvika försämrad tillväxt och välfärd. Sammantaget verkar dock havskatt vara en bra art att odla hållbart, de är relativt lätta att hantera och motståndskraftiga mot stress och infektioner.

Forskarnas arbete fortsätter även efter projektet har avslutats. Det finns nämligen ett antal utmaningar kvar, som att havskatten är känslig för höga nitrathalter och gasmättnad i vattnet. Dessa problem hoppas forskarna kunna lösa inom en snar framtid, dels genom att tillsätta alger, som fixerar kväve, till odlingskaren men också genom ett nytt samarbetsprojekt om denitrifierande bakterier tillsammans med universiteten i Lund och Hiroshima, genom MIRAI-forskningscentrumet.

-Jag tror att RAS är en hållbar väg att gå för vattenbrukets framtid i Sverige. Genom Nomaculture har vi bevisat att det är möjligt, men det finns fortfarande utrymme för ytterligare förbättringar för att genomföra den i större skala, säger Jonathan Roques, forskare vid Göteborgs universitet.

Just nu sker odling av den europeiska hummern på blygsam nivå och ännu finns ingen kommersiell odling i Sverige.

-I Nomaculture-projektet har vi varit framgångsrika med att optimera odlingen av europeisk hummer, sade James Hinchcliffe, doktorand inom Nomaculture.

Ett välfungerande hummerkläckeri har byggts upp. Där har många tusen små hummerlarver kläckts som sedan har deltagit i experiment för optimering av foder, vattenkvalitet och hantering.
- Nu vill vi ju gärna att samhället tar över nu och nyttjar det vi kommit fram till, säger Kristina Snuttan Sundell, projektledare för Nomaculture-projektet.

Och detta har verkligen hänt, en handfull seriösa projekt har startats där entreprenörer och kommuner, med hjälp av kunskap och hummerlarver från kläckeriet, kan arbeta vidare mot odling till konsument eller med stödutsättning för att förbättra vilda bestånd.

Forskarna har också undersökt om lokalt genererade biprodukter från sjömatsindustrin kan användas som foder för den europeiska hummern, vilket har ökat kunskaperna kring hummerns näringsbehov.

-Totalt undersökte vi tio olika slags foder som formulerades specifikt för att hitta ett foder som kan användas för att odla hummer (kommersiellt). Det visade sig att ett nytt foder baserat på proteiner från räkprocessvatten gav det bästa resultatet för överlevnad och tillväxt och undersöks nu vidare, sade James Hinchcliffe.

Alternativa foder
Idag är en stor del av fiskmjölet, som används i fiskfoder, från vildfångad fisk. Men nu har forskarna visat att sillberedningsindustrins biprodukter (t e x ryggben, huvud och inälvor) kan användas för att producera hållbara foderingredienser. Forskarna utvecklade metoder för att utvinna en ingrediens med 80 procent protein och upp till 4 procent hälsosamma omega-3 fettsyror från biprodukterna. De använde sig av en teknik (”pH-skiftmetoden), som gör att man kan använda alla biprodukter, även de som innehåller ben, vilket man inte kan göra under klassisk fiskmjölstillverkning. På så sätt blir sillproteinet renare än fiskmjöl. Det innebär att foderingrediensen innehåller mindre aska, och har mer protein per viktenhet foder vilket ger bättre tillväxt.

Forskarna har även samarbetat med det nordiska NoVAqua-projektet om att ta fram den nya foderingrediensen från räkprocessvatten. De lyckades utvinna en ingrediens med upp till 66 procent protein och som även innehåller astaxantin. Detta skapade den ingrediens som fungerar bra i foder till hummerlarver, från en resurs som tidigare inte gett något mervärde för industrin.

-Förhoppningsvis kan en ökad användning av biprodukter från sjömatsindustrin i foderproduktionen begränsa fisket av små pelagiska "foder"-fiskarter. För närvarande omfattar detta fiske cirka 20 miljoner ton årligen på global basis och är en tvivelaktig hantering av en värdefull resurs, säger Ingrid Undeland, professor i livsmedelsvetenskap vid Chalmers och koordinator för NoVAqua.

RAS - hållbara produktionssystem
Nomaculture har tagit fram ny kunskap om hur man kan odla fisk och skaldjur på ett mer miljövänligt och hållbart sätt i landbaserade, recirkulerande akvakultursystem, RAS. Men eftersom det är svårt och tidskrävande att optimera drift och design av recirkulerande vattenbruk utvecklade forskarna en dynamisk simulator, LibRAS, för att simulera RAS. Med hjälp av LibRAS kan man t ex simulera hur systemen reagerar på olika fiskarter, foder, odlingstemperaturer, osv. Man kan också genomföra optimering av hur vattnet kan flöda igenom de olika filtren och reningsstegen i en anläggning och hur stora de olika reningsstegen ska vara i förhållande till varandra.

-En första sådan jämförelse för två olika fiskarter visar att den bästa lösningen kan variera kraftigt och oväntat beroende på art och anläggningens betingelser, säger Torsten Wik, biträdande professor i elektroteknik vid Chalmers.

Hållbarhetsbedömningar
Inom projektet gjorde forskarna livscykelanalyser (LCA) och mätte miljöpåverkan i ett svenskt RAS-system. Detta gjordes för att få fram vilka aktiviteter och insatser som bidrar till miljöpåverkan av slutprodukten och för att det då lättare går att se vad man kan göra för att minska miljöpåverkan.

Forskningen baserades på RAS-verksamheten hos företaget Lantfisk, då inte möjligheten fanns att göra en sådan undersökning på RAS-odlingarna för havskatt. Forskarna fann att i en landbaserad sluten odling spelar odlingsutrustningen och energianvändningen en större roll, än vid traditionell kassodling. Det är därför viktigt att välja material med låg miljöbelastning och lång livslängd samt att skala upp produktionen. En stor anläggning som producerar lite fisk, slår igenom och får relativt stor betydelse miljömässigt. Trots att odlingens utformning har större betydelse än vid havsbaserad odling, överskuggas detta även här helt av fodret, där både mängd och sammansättning är viktigt.

På grund av en kombination av tillgång, pris och hållbarhetsaspekter vill man ofta minska andelen fiskmjöl och -olja i fiskfoder men bibehålla både näringsinnehåll och funktion. När man ersätter traditionella marina ingredienser är det viktigt att tänka till kring vad man väljer i stället. Om man i stället använder icke-certifierad soja från Sydamerika, kycklingbiprodukter eller andra resursintensiva foderingredienser (som majs- eller vetegluten) så har man inte vunnit något ur hållbarhetssynpunkt. När det gäller nya marina råvaror som musslor, alger, sjöpungar eller proteiner isolerade från mer hållbart producerade råvaror är det också viktigt att produktionen optimeras, dvs. att energi- och materialåtgång minimeras och utbytet maximeras.

-Ska fiskmjöl och -olja i fiskfoder bytas ut är det viktigt att välja hållbart producerade råvaror som optimerats med avseende på energiåtgång, energikälla och utbyte framför ohållbart producerade jordbruksråvaror. På samma sätt är det viktigt att odlingsanläggningen utformas på ett optimalt sätt vad gäller material- och energianvändning, säger Kristina Bergman, RISE.

Kunskap från forskare till avnämare
Inom Nomaculture är det viktigt att göra resultaten av den vetenskapliga forskningen tillgängliga för allmänheten. Det är också viktigt att höja kompetensen och öka intresset för hållbart marint vattenbruk bland avnämare genom att anordna skräddarsydda kurser, workshops och seminarier. Därför har forskarna arrangerat en serie med öppna workshopar: 1) temaworkshop om livscykelanalyser inom hållbar tillväxt av marint vattenbruk; 2) hummerworkshop med fokus på odlingsbiologin hos den europeiska hummern, odlingstillstånd, samt levandeförvaring av kräftdjur på land, som lockade deltagare från näringslivet och olika myndigheter; 3) foderworkshop, som fokuserade på nya spännande ingredienser i fisk- och kräftdjursfoder med potential att bidra till ett mer hållbart vattenbruk; 4) RAS-workshop, där forskarna presenterade vattenbrukssystem som är landbaserade (samt dess möjligheter och utmaningar) och som har olika typer av vattenrening, så att vattnet kan recirkuleras tillbaka till fisken.