Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In diesem Vorhaben sollte in einer innovativen Indoor-Pilotanlage zur Garnelenproduktion gepr\u00fcft werden, in wieweit mit dem dort umgesetzten ressourcenschonenden Ansatz der Biofloc-Technologie durch zu identifizierende Steuerungsm\u00f6glichkeiten und optimierte Betriebsf\u00fchrung folgende Ziele zu erreichen sind:
\n\u0095 die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs
\n\u0095 das Recycling wichtiger N\u00e4hrstoffe und
\n\u0095 die Verbesserung des Tierwohls in der Indoor-Garnelenproduktion<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem Beobachtungszeitraum von ca. 2 \u00bd Jahren wurde eine umfassende Datenerhebung in der kommerziellen BFT-Anlage Damm Aquakultur in Hessen durchgef\u00fchrt. Dieses Monitoring umfasste u. a. Daten zur Wasserqualit\u00e4t, zur Entwicklung des Mikrobioms, zootechnische Daten und Daten zum Tierwohl. Zudem wurde der Ressourcenverbrauch zur Ermittlung spezifischer Kennzahlen erfasst und die Energie- und Ressourcen-Effizienz bewertet.
\nZur Analyse des Mikrobioms wurden Wasser, Garnelen und Biofilm beprobt. Nach molekularbiologischer Aufarbeitung wurde die Diversit\u00e4t und Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft ermittelt. Ein besonderer Fokus galt den Bioflocs, ihrem Vorkommen und ihren Eigenschaften. Quantitativ wurden Bioflocs als absetzbares Volumen bestimmt sowie mittels Laboranalyse des Gesamttrockenr\u00fcckstands und abfiltrierbarer Stoffe von Wasserproben. Zur weiteren Charakterisierung dienten mikroskopische Untersuchungen, auch zur Einsch\u00e4tzung der Meiofauna, sowie Laboranalysen wichtiger Inhaltsstoffe.
\nDie Anpassung der im DBU-Vorhaben KoMARe, Phase I (Az.30575\/01) entwickelte Online-Datenbank DeltA wurde als Tool zur sicheren Betriebsf\u00fchrung an die Erfordernisse der BFT-Anlage angepasst (Unterauftrag) und auch im Vorhaben eingesetzt, um die erhobenen Daten auszuwerten.
\nIn zwei weiteren Schwerpunkten wurden definierte Betriebszust\u00e4nde und deren m\u00f6gliche Einfl\u00fcsse auf o. g. Parameter untersucht. Ein Schwerpunkt war das Bel\u00fcftungsmanagement.
\nDa einige Fragestellungen aus dem Antrag aus verschiedenen Gr\u00fcnden umgewidmet werden mussten, konnten zus\u00e4tzlich die neuen M\u00f6glichkeiten auch Besatztiere aus Europa und sogar erstmals aus Deutschland zu beziehen als Einflussgr\u00f6\u00dfe n\u00e4her untersucht werden.
\nEine Risikoeinsch\u00e4tzung aufgrund der in BFT-Anlagen typischerweise erh\u00f6hten organischen Fracht wurde vorgenommen, basierend auf Sauerstoff- und Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnissen in der Grow-Out-Phase. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen \u00fcber Bioflocs und ihr Verhalten im untersuchten System wurden Steuerungsm\u00f6glichkeiten in der Betriebsf\u00fchrung, insbesondere mittels Anpassung von Umw\u00e4lzraten, untersucht. Im Schwerpunkt \u0082Tierwohl\u0091 wurde der Einsatz von Strukturen bzw. \u0082Habitaten\u0091 als R\u00fcckzugsm\u00f6glichkeit f\u00fcr Garnelen untersucht. Zur Bewertung einer m\u00f6glichen Verbesserung des Tierwohls wurden unter Ber\u00fccksichtigung der Wasserqualit\u00e4t physiologische Stressreaktionen (H\u00e4mozytenanalyse und Expression von mit Stressreaktionen assoziierter Gene) sowie zootechnische Daten bestimmt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Vorhaben hat uns erm\u00f6glicht, in bereits erprobter guter Zusammenarbeit mit dem Partner TiHo und in 25 Besuchen in der Anlage Damm Aquakultur, tiefere Erkenntnisse \u00fcber die bisher kaum in Indoor-Anlagen realisierte Biofloc-Technologie zu gewinnen und zentrale Risiken zu minimieren, wenn auch nicht alle Ziele erreicht werden konnten. So mussten im Projektverlauf einige geplante Arbeiten umgewidmet werden.
\nSchwierigkeiten durch externe, nicht beeinflussbare Faktoren behinderten alle Aufgabenbereiche in der Durchf\u00fchrung. Nur in stabilen Systemen k\u00f6nnen Steuerungsm\u00f6glichkeiten definiert werden. Der Zusammenhang zwischen Ma\u00dfnahme und Reaktion des Systems muss eindeutig sein. Dies wurde im Projektverlauf allerdings durch zu viele und sich \u00e4ndernde Variablen stark erschwert. Es fehlte im gesamten Beobachtungszeitraum eine l\u00e4ngere stabile Phase unter Voll-Besatz der Anlage, in der gezielt einzelne Steuerungsm\u00f6glichkeiten zu identifizieren gewesen w\u00e4ren. Dennoch konnten einige wertvolle Ergebnisse generiert werden und bestimmte Zusammenh\u00e4nge lie\u00dfen sich erkennen:
\n– Bei niedrigen Biofloc-Volumina kam es aufgrund der dadurch verminderten Kapazit\u00e4ten N-Verbindungen umzusetzen zu erh\u00f6hten Nitrit-N-Konzentrationen
\n– Schwankende N-Eintr\u00e4ge k\u00f6nnen diese Kapazit\u00e4t ebenso begrenzen, beispielsweise in und auch eine Zeitlang nach Phasen sehr schwacher Anlagenauslastung
\n– Es wurden Bioflocs mit unterschiedlichem Ph\u00e4notyp und Absetzverhalten beobachtet, ohne dass hierf\u00fcr abschlie\u00dfend alle Einflussgr\u00f6\u00dfen identifiziert und damit Steuerungsm\u00f6glichkeiten definiert werden konnten (ein Einflussfaktor f\u00fcr ein schlechteres Absetzverhalten konnte mit der Injektorbel\u00fcftung identifiziert werden)
\n– Ein erfolgreicher Ansatz zur Steuerung der Biofloc-Volumina lag in der Anpassung der Umw\u00e4lzraten bzw. Volumenstr\u00f6me durch die Wasseraufbereitung, allerdings begrenzt auf Bioflocs mit gutem Absetzverhalten
\n– Die in der BFT-Literatur beschriebene Zudosierung der Kohlenstoffquelle Zucker hat sich vor allem in der PL-Phase zur Initiierung der Biofloc-Bildung bew\u00e4hrt
\n– In den GOB erwies sich die Zuckergabe als weniger praxistauglich und zudem konnten unerw\u00fcnschte Nebeneffekte (Fadenbakterien) beobachtet werden<\/p>\n
Der Einsatz der Habitate scheint das Stressniveau der Garnelen nicht zu beeinflussen. Einen Vorteil k\u00f6nnen die Strukturen aufgrund zus\u00e4tzlicher Oberfl\u00e4che f\u00fcr die Ansiedlung von Nitrifizierern bieten. Durch den Einsatz von Habitaten kann es zu eventuell unvorteilhaften \u00c4nderungen der Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnisse kommen. Dies sollte bei der Implementierung ber\u00fccksichtigt werden.
\nF\u00fcr die Produktqualit\u00e4t sind vornehmlich Betriebsfaktoren wie hochwertige Futtermittel und die Einhaltung der m\u00f6glichst optimalen Haltungsbedingungen entscheidend.
\nDie spezifischen Kennzahlen der im Projektzeitraum real erzielten Garnelenproduktionsmengen konnten nicht die Planziele erf\u00fcllen, bedingt durch verschiedene identifizierte St\u00f6rfaktoren, die keine stabile Anlagenauslastung erm\u00f6glichten. Nach Projektabschluss seitens des Betreibers bereit gestellte Daten aus Kulturdurchg\u00e4ngen der inzwischen mit verbesserter Wasseraufbereitung auf Planniveau stabilisierten Produktion zeigen, dass die Garnelenproduktion unter diesen Bedingungen und wirtschaftliche Zielvorgaben und auch die angestrebten Kennzahlen f\u00fcr den spezifischen Ressourcenverbrauch erf\u00fcllen kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
In Folge dieses Projektes sind gemeinsame wissenschaftliche Ver\u00f6ffentlichungen geplant. Weiterhin wurden bereits Teilergebnisse auf wissenschaftlichen Tagungen (EAFP 2022 in Hannover) vorgestellt und es sind weitere Pr\u00e4sentationen auf Fachtagungen vorgesehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Gro\u00dfes Optimierungspotenzial sehen die Projektpartner in einer Verbesserung der PL-Akklimatisierung und daraus zu erwartender erh\u00f6hter \u00dcberlebensrate. Auch die Verf\u00fcgbarkeit und Qualit\u00e4t der Besatztiere ist hierbei wesentlich. Die Bedeutung der Bezugsquelle bzw. der jeweils eingesetzten genetischen Zuchtlinien sollte weiter untersucht werden.
\nDas Biofloc-Verfahren ist im Vergleich zu herk\u00f6mmlicher RAS-Aquakultur komplexer und erfordert spezifisches Fachwissen des Betreuungsteams \u00fcber Wechselwirkungen zwischen Biologie, Wasserchemie und Technik. Wir sind sehr zuversichtlich, dass wir mit der Zwitter-L\u00f6sung die positiven Aspekte beider Technologien vereinen. Mit der Datenbank DeltA, als Bestandteil der umfassenderen Datenbank DANA 2.0 (s. DBU Az. 34916\/01), steht uns ein wichtiges Mittel zur Betreuung und Echtzeit-Kontrolle zahlreicher Prozesse in den Betrieben zur Verf\u00fcgung, das die Risiken f\u00fcr die Anlagenbetreiber minimieren kann. Biofloc-basierte Aquakultur bietet vielf\u00e4ltige Vorteile, die in zahlreichen Studien belegt wurden und wird
\nangesichts einer wachsenden Weltbev\u00f6lkerung und begrenzter Ressourcen sicher noch weiterentwickelt, auch f\u00fcr den Einsatz in Indooranlagen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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