FFS
Baden-Württemberg
Physiologische Effekte von Ammoniak auf
Regenbogenforellen in Kreislaufanlagen
Büsum, 06.06.2019
Cornelius Becke, M.Sc.
LAZBW Fischereiforschungsstelle Baden-Württemberg
Email: [email protected]
Hintergrund
Promotion: „Physiological impacts of suspended solids
in recirculating aquaculture”
Kopplungsversuch Ammoniakbelastung bei erhöhter
Partikelkonzentration Becke et al. (2019)
Projekt: Indexmodell zur Bewertung des Tierwohls von
Regenbogenforelle und Zander in der Aquakultur (IBETA)
Hintergrund
Bisher: Grenzwert für Ammoniak-N: 0,0125 mg L-1
basiert auf Studie von Smith & Piper (1975)
Setzlinge: 2,3 g
ABER: Sauerstoff bei 5,8 mg L-1
wurde trotzdem als allgemeiner Grenzwert verwendet
Sauerstoffkonzentration
Ammoniakkonzentration NH3-Toxizität bei niedrigen
O2-Werten höher
Lloyd (1961), Brown (1986)
NH3-N * 1,21589 = NH3
Versuchsanlage
ca. 80 Regenbogenforellen/Becken (Startgewicht: 87 g)
max. Besatzdichte: 70 kg m-³
Versuchsaufbau
Start
1. Probenahme 2. Probenahme 3. Probenahme 4. Probenahme
Woche 5 Woche 10
≈ 0,0125 mg L-1 ≈ 0,025 mg L-1
Woche 13
pH 7,5 pH 8,0
Phase 1 Phase 2 Phase 3
Zugabe von NH4CL
Ammoniak-N
≈ 0,005 mg L-1
Ammoniak-N Ammoniak-N
Ammonium – Ammoniak – Gleichgewicht
NH4+ + OH- ↔ NH3 + H2O
pH, Temperatur
Wasserparameter
Woche 1 – 5 Woche 6 – 10 Woche 11 – 13
pH 7,55 ± 0,10 7,87 ± 0,15 7,90 ± 0,10
O2 (mg L-1) 10,7 ± 0,2 11,5 ± 0,4 11,7 ± 0,2
Wassertemperatur (°C) 14,5 ± 0,3 14,7 ± 0,2 14,8 ± 0,2
NH4-N (mg L-1) 0,556 ± 0,121 0,668 ± 0,181 1,100 ± 0,239
NH3-N (mg L-1) 0,005 ± 0,002 0,012 ± 0,006 0,022 ± 0,009
NO2-N (mg L-1) 0,408 ± 0,234 0,533 ± 0,092 0,682 ± 0,135
NO3-N (mg L-1) 177,0 ± 35,2 221,5 ± 8,7 279,8 ± 26,3
alle weiteren Wasserparameter
im unbedenklichen Bereich
Ammonium/Ammoniak
NH4-N Konzentrationen von bis zu 2,5 mg L-1
24h-Messung
Woche 12
Ammonium/Ammoniak
Woche 12
NH3-N Konzentrationen
von bis zu 0,05 mg L-1
Leistungsparameter
Fische zeigten sehr gute Wachstumsleistung
keine negativen Effekte durch erhöhte NH3-N
Konzentration
Endgewicht (g) 315,6 ± 61,0
Überlebensrate (%) 99,2 ± 1,1
Futterquotient 0,89 ± 0,04
SWR (% Tag-1) 1,49 ± 0,04
Gesundheitsparameter
Flossenerosion
Blutparameter
Kiemenhistologie
Bakterielle
Belastung
Flossenerosion Person-Le Ruyet et al. 2007
Ende
Sogar Verbesserung des Flossenzustands
Start
perfekte Flosse
Bakterielle Belastung
keine negativen Auswirkungen
Auch keine erhöhte bakterielle
Belastung auf den Fischen
Bactiquant®-water
Blutparameter
alle Parameter im Normalbereich für Regenbogenforellen
keine Hinweise für negative Auswirkungen
Start Ende
Erythrozyten (106/µL) 1,07 ±0,14 0,95 ± 0,08
Thrombozyten (104/µL) 1,32 ± 0,29 1,36 ± 0,28
Leukozyten (104/µL) 2,86 ± 0,59 2,22 ± 0,55
Lymphozyten (%) 96,8 ± 1,6 97,0 ± 1,7
Granulozyten (%) 2,4 ± 1,6 2,2 ± 1,7
Monozyten (%) 0,8 ± 0,7 0,8 ± 0,6
Hämatokrit 34,6 ± 2,4 31,9 ± 3,3
Leukokrit 1,1 ± 0,3 1,1 ± 0,1
Glukose 62,6 ± 6,3 56,3 ±3,2
Hämoglobin 9,2 ± 0,7 9,8 ± 0,9
Kiemenhistologie
normale Kiemenstrukturen Epithelverdickung Keulige Verdickung der
Sekundärlamellenspitzen
Fusion von Sekundärlamellen Teleangiektasien
keine relevanten Auswirkungen
Zusammenfassung
keine gravierende Auswirkungen auf Fischgesundheit und
Wachstumsleistung
Konzentrationen von bis zu 0,05 mg L-1 NH3-N unbedenklich
Meade (1985), Daoust & Ferguson (1984), Kolarevic et al. (2013)
Zusammenfassung
keine gravierende Auswirkungen auf Fischgesundheit und
Wachstumsleistung
Konzentrationen von bis zu 0,05 mg L-1 NH3-N unbedenklich
ausreichend hohe O2-Konzentration vermutlich entscheidend
Woche 1 – 5 Woche 6 – 10 Woche 11 – 13
pH 7,55 ± 0,10 7,87 ± 0,15 7,90 ± 0,10
O2 (mg L-1) 10,7 ± 0,2 11,5 ± 0,4 11,7 ± 0,2
Wassertemperatur (°C) 14,5 ± 0,3 14,7 ± 0,2 14,8 ± 0,2
NH4-N (mg L-1) 0,556 ± 0,121 0,668 ± 0,181 1,100 ± 0,239
NH3-N (mg L-1) 0,005 ± 0,002 0,012 ± 0,006 0,022 ± 0,009
NO2-N (mg L-1) 0,408 ± 0,234 0,533 ± 0,092 0,682 ± 0,135
NO3-N (mg L-1) 177,0 ± 35,2 221,5 ± 8,7 279,8 ± 26,3
Zusammenfassung
keine gravierende Auswirkungen auf Fischgesundheit und
Wachstumsleistung
Konzentrationen von bis zu 0,05 mg L-1 NH3-N unbedenklich
ausreichend hohe O2-Konzentration vermutlich entscheidend
Ausblick:
Untersuchung zur Toxizität von Ammoniak bei verschiedenen
Sauerstoffkonzentrationen
NH4-N 2,5 mg L-1 + pH 8
NH3-N bis 0,05 mg L-1
Sauerstoff 6 – 12 mg L-1
Vielen Dank…
…für Ihre Aufmerksamkeit!