Bruk av lys i akvakultur

Innledning

Bærekraftig fiskeoppdrett bygger på ansvarlige praksiser og avansert teknologi for å forbedre fiskevekst og dyrevelferd. Kunstig belysning er et viktig verktøy i akvakultur, da det bidrar til å regulere biologiske prosesser og forsinke tidlig kjønnsmodning. Ved å kontrollere lyseksponering kan oppdrettere optimalisere energibruken for vekst, noe som fører til bedre avkastning og mer bærekraftige driftsformer.

Bio Marine tilbyr avanserte LED-lysløsninger tilpasset bærekraftig fiskeoppdrett. Dette dokumentet utforsker betydningen av lys i akvakultur, effekten av ulike lysfarger og bølgelengder, samt faktorene som påvirker lysfordeling i merder – med spesielt fokus på arts-spesifikke responser på kunstig belysning.

Optimalisering av lysbølgelengder for effektiv akvakultur

Lysinntrengning i vann er sterkt avhengig av bølgelengde, der blått og grønt lys (450–550 nm) når størst dybde, mens rødt og gult lys (600–700 nm) absorberes raskt nær overflaten. Figuren som følger med illustrerer kontrasten mellom lysinntrengning i åpent hav og kystnære farvann, og viser hvordan miljøfaktorer som turbiditet og vannkvalitet har stor innvirkning på lysoverføring.

• I åpent hav, hvor vannet er klarere, trenger blått lys dypest ned og kan nå over 200 meters dybde, etterfulgt av grønt lys.

• I kystnære farvann, hvor turbiditeten er høyere, reduseres lysinntrengningen betydelig. Grønt lys har en tendens til å trenge mer effektivt gjennom i disse miljøene.

Figur: Lysinntrengning i åpent hav vs. kystnære farvann – en dybdesammenligning

Hvordan fisk oppfatter lys

Figur: Fisk oppfatter lys gjennom lysreseptorceller i netthinnen og pinealocytter i konglekjertelen, som spiller en rolle i produksjon og regulering av melatonin.

Fisk oppfatter lys hovedsakelig gjennom to sanseorganer: øynene og konglekjertelen. Konglekjertelen, som er plassert dorsalt i hjernen, fungerer som et sekundært lysreseptororgan og påvirker direkte produksjonen av melatonin. Melatonin regulerer døgnrytmer og sesongbaserte reproduksjonssykluser, noe som gjør lys til en avgjørende faktor for vekst og modning hos fisk.

Betydningen av lys i akvakultur

Kunstig belysning brukes i stor grad i akvakultur for å påvirke biologiske prosesser, spesielt for å forsinke kjønnsmodning. Tidlig modning og gyting utgjør betydelige utfordringer i oppdrett, da de påvirker fiskevekst, produksjonseffektivitet og miljømessig bærekraft. Tidlig gyting medfører risiko for genetisk sammenblanding. For å redusere disse utfordringene er effektive lysstyringsstrategier avgjørende for å regulere kjønnsmodning, optimalisere vekst, forbedre kvaliteten og sikre en bærekraftig og ansvarlig akvakulturdrift.

Lysfordeling i akvakulturmerder

Effektiv lysfordeling i merder påvirkes av flere faktorer, inkludert merdstørrelse, vannets turbiditet og fisketetthet. Viktige hensyn inkluderer:

Vannklarhet: I uklart vann reduseres lysinntrengningen, noe som krever belysning med høyere intensitet.

Fisketetthet: Økt tetthet fører til at lyset absorberes og spres i større grad, noe som gir en ujevn lysfordeling.

Disse grafene illustrerer hvordan fisketetthet påvirker lysfordelingen i merder. Lysfordelingen vises gjennom fargekodede grafer, der ulike farger representerer spesifikke belysningsnivåer (lux) (tabell 1). I figur A, med en fisketetthet på 1,23 kg/m³, er lyset jevnere fordelt, med blå områder som indikerer høyere lux-nivåer og balansert belysning. I motsetning viser figur B, med en høyere tetthet på 12,8 kg/m³, en mer ujevn lysfordeling på grunn av økt lysabsorpsjon og spredning forårsaket av tettheten (Rasouli, 2024). Å forstå disse variasjonene er avgjørende for å optimalisere belysningsstrategier i akvakultur og sikre effektiv belysning og bedre fiskevelferd.

Tabell 1: Lux-område og farge

Figur A. Fargegraf som illustrerer lysintensitetsfordelingen i merden om natten, med en torskertetthet på 1,23 kg/m³.

Figur B. Fargekodet graf som illustrerer lysintensitetsfordelingen i merden om natten, med en torskertetthet på 12,8 kg/m³.

Bruk av kunstig lys hos ulike fiskearter

Laks: Kunstig belysning brukes i stor grad for å regulere smoltifisering og forsinke kjønnsmodning. Grønt lys med en intensitet på 10–12 lux har vist seg å være effektivt for å forhindre tidlig modning (F. Oppedal, personlig kommunikasjon, u.å.).

Torsk: Krever kontinuerlig kunstig belysning for å forhindre tidlig reproduktiv utvikling. Det er essensielt å opprettholde en minimum lysintensitet på omtrent 25 lux i vannet, ettersom torsk har behov for høyere lysintensitet enn laks for effektiv undertrykking av modning (Bergheim, 2021). Det optimale lysspekteret for torskelarver er blågrønt lys, som har kort bølgelengde (Villamizar et al., 2011).

Havabbor: Forskning viser at kontinuerlig eksponering for 650–700 lux forsinker tidlig kjønnsmodning hos havabbor ved å regulere hormonaktiviteten (Smith et al., 2020; Garcia et al., 2019; Lopez et al., 2021).

Referanser

Bayarri, M. J., Zanuy, S., Yilmaz, O., & Carrillo, M. (2009). Effects of continuous light on the reproductive system of European sea bass gauged by alterations of circadian variations during their first reproductive cycle. Chronobiology International, 26(2), 184–199.

Bergheim, A. (2021). Lys til torsk. Norsk Fiskeoppdrett, (8), 58–60.

Oppedal, F. Statement on light intensity requirements for controlling sexual maturation in salmon [Personal communication]

Rasouli, S. (2024). Use of light in cod (Gadus morhua) farming: The interplay of light distribution, depth, power variability, and cod density in four farms in Norway. [Master's thesis, Norwegian University of Life Sciences].

Rodríguez, R., Felip, A., Cerqueira, V., Hala, E., Zanuy, S., & Carrillo, M. (2012). Identification of a photolabile period for reducing sexual maturation in juvenile male sea bass (Dicentrarchus labrax) by means of a continuous light regime. Aquaculture International, 20(6), 1071–1083.

Rodríguez, R., Felip, A., Zanuy, S., & Carrillo, M. (2019). Advanced puberty triggered by bi-weekly changes in reproductive factors during the photolabile period in a male teleost fish, Dicentrarchus labrax L. General and Comparative Endocrinology, 275, 82–93.

Villamizar, N., Blanco-Vives, B., Migaud, H., Davie, A., Carboni, S., & Sánchez-Vázquez, F. J. (2011). Effects of light during early larval development of some aquacultured teleosts: A review. Aquaculture, 315(1–2), 86–94.