FFS

Baden-Württemberg

Physiologische Effekte von Ammoniak auf

Regenbogenforellen in Kreislaufanlagen

Büsum, 06.06.2019

Cornelius Becke, M.Sc.

LAZBW Fischereiforschungsstelle Baden-Württemberg

Email: Cornelius.Becke@lazbw.bwl.de

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!