Drivers behind variation in welfare, quality, and production performance in Atlantic salmon farming production data

Abstract

Atlantic salmon aquaculture is an important industry in Norway and farmed salmon is among the most economically important global aquaculture species. Despite this, the growth of the industry has stagnated in Norway and it is affected by severe challenges to fish health and welfare. This thesis presents the findings from analyses of production data from one large Atlantic salmon production company with operations in Northern Norway. The aim was to identify risk factors for total and cause specific mortality, quality downgrading, and reduced production performance. We found that smolt weight did not significantly affect subsequent growth during the seawater stage, but a higher specific growth rate (SGR) during the freshwater stage resulted in a somewhat reduced thermal growth coefficient (TGC) during the seawater stage. We found that mechanical delousing treatments were significantly associated with increased total mortalities and mortalities due to heart and skeletal muscle inflammation (HSMI) or cardiomyopathy syndrome (CMS), while bathing treatments were not. A higher smolt weight was associated with both significantly higher mortalities due to HSMI or CMS and to mouth rot. The effect on mortalities due to mouth rot is strong but not easily explainable with the available dataset and should be subject to further investigation. Mortalities attributed to mouth rot predominantly occurred during the first 7 months post seawater transfer. We found a significantly increased mortality due to mouth rot in fish transferred to seawater with lower and falling temperatures, which agrees with previously reported observations from the industry. We also found that 1+ smolts had significantly lower mortality attributed to mouth rot. The presence of ulcers was the most important cause for downgrading during primary processing in the dataset from Northern Norway, affecting 7.4 % of the processed fish. Ulcers were also a persistent cause for mortalities over several production cycles. The prevalence of ulcers, both as a cause for downgrading and mortalities, were highest during the winter months and conformed with what is commonly called winter ulcer disease. Elevated mortalities due to mouth rot earlier in the production cycle significantly contributed to increased mortalities due to ulcers during the first winter at sea. Lower water temperatures significantly contributed to both increased mortalities due to ulcers during the first winter at sea and increased downgrading due to ulcers. Production cycles originating from one specific smolt 5 supplier experienced significantly lower mortalities due to ulcers during the first winter at sea. Other important causes for downgrading were the presence of dark spots, sexual maturation, and deformities, affecting 3.7 %, 2.4 %, and 1.5 % of the slaughtered fish, respectively. A higher prevalence of dark spots was significantly associated with a higher mortality due to HSMI or CMS, which agrees with previously published results. This thesis demonstrates the utility of collecting and analysing production data from commercial Atlantic salmon producers in identifying risk factors for reduced production performance, poor fish welfare and increased mortality, as well as reduced quality. There is a considerable need for standardising and quality control of data in the industry, but also the development of methods and analytical frameworks that can accommodate the challenges unique to analysing such datasets.

Lakseoppdrett er en viktig næring i Norge og laks er en av de mest økonomisk betydningsfulle fiskeartene i akvakultur globalt. Næringen er likevel preget av en stagnerende produksjonsvekst og store utfordringer med fiskehelse og -velferd. Denne avhandlingen presenter resultatene av analyser gjort på produksjonsdata fra en stor lakseprodusent hvis produksjon er lokalisert i Nord-Norge. Formålet var å identifisere risikofaktorer for overordnet og årsaksspesifikk dødelighet, kvalitetsnedgradering ved slakt, og redusert prestasjon. Vi fant at smoltvekt ikke påvirket tilvekst i den etterfølgende sjøfasen, mens høyere spesifikk vekstrate (SGR) i ferskvannsfasen medførte en noe redusert termisk vekstkoeffisient (TGC) i sjøfasen. Mekanisk avlusning, men ikke badebehandling mot lus, bidro til signifikant forøket overordnet dødelighet og dødelighet grunnet hjerteog skjellettmuskelbetennelse (HSMB) eller kardiomyopatisyndrom (CMS). Høyere smoltvekt var signifikant forbundet med både forøket dødelighet grunnet HSMB eller CMS og munnråte. Denne effekten på munnråte er vanskelig å forklare og fordrer videre undersøkelser. Dødelighet på grunn av munnråte forekom nesten utelukkende under de første 7 månedene etter overføring til sjø. I tråd med tidligere rapporterte observasjoner fra næringen fant vi en forøket dødelighet grunnet munnråte når fisk ble satt i sjø ved lavere og fallende temperaturer. Vi fant også at 1+ smolt opplevde en signifikant lavere dødelighet grunnet munnråte. Forekomst av sår var den viktigste årsaken til nedklassing ved slakt og påvirket 7,4 % av den prosesserte fisken. Sår forekom også som en vedvarende dødsårsak i mange produksjonssykluser. Forekomsten av sår, både som dødelighets- og nedklassingsårsak, var høyest gjennom vinteren og er nok derfor overveiende sammenfallende med diagnosen kjent som vintersår. Foregående dødelighet grunnet munnråte medførte signifikant forøket sår-relatert dødelighet under den første vinteren i sjø. Lave vanntemperaturer bidro til både signifikant forøket sår-relatert dødelighet under den første vinteren i sjø og forøket forekomst av sår som nedklassingsårsak ved slakt. Produksjonssykluser som stammet fra én enkelt smoltleverandør opplevde signifikant lavere dødelighet på grunn av sår under den første vinteren i sjø. Andre viktige nedklassingsårsaker var mørke flekker, kjønnsmodning, og deformiteter, som påvirket henholdsvis 3,7 %, 2,4 %, og 1,5 % av den prosesserte fisken. Forekomsten av mørke flekker var signifikant forbundet med høyere 7 dødelighet tilskrevet HSMB eller CMS, hvilket er i overensstemmelse med tidligere rapporterte funn. Denne avhandlingen demonstrerer at innsamling og analyse av produksjonsdata fra kommersielle produsenter kan være et viktig verktøy for å utlede risikofaktorer for nedsatt produksjonsprestasjon, dårlig fiskevelferd og forøket dødelighet, samt kvalitetsreduksjon i oppdrettet laks. Det er likevel et behov for standardisering og kvalitetssikring av data i næringen, samt utvikling av prosedyrer og metoder som kan imøtekomme utfordringene ved å analysere slike datasett.