Hmyzí moučka jako zdroj krmiv ve výživě okounovitých ryb, okouna říčního (Perca fluviatilis) a sandáta obecného (Sander lucioperca)

MSc. Hung TRAN QUANG

Doctoral thesis

Insect meal as feed source in nutrition of percids, Eurasian perch (Perca fluviatilis) and pikeperch (Sander lucioperca)

Abstract:

Tato disertační práce použila: 1) metaanalýzu a systematický přístup k přezkoumání vlivu hmyzích mouček v krmivech pro akvakulturní druhy okounovitých ryb s ohledem na produkční výkonnost a důsledky pro životní prostředí a 2) in vivo krmné experimenty zahrnující hmyzí moučky z bráněnky (Hermetia illucens) a larev potemníka moučného (Tenebrio molitor) v krmivech pro akvakulturně významné okounovité ryby, okouna říčního (Perca fluviatilis) a candáta obecného (Sander lucioperca), se zřetelem na široké spektrum parametrů. Kapitoly 2 a 3 poskytují komplexní přehled růstové výkonnosti a dopadů na životní prostředí u různých druhů akvakulturně chovaných ryb krmených dietami s obsahem hmyzích mouček. Z přehledu je patrné, že odtučněná moučka z larev T. molitor a plnotučná moučka z bource morušového (Bombyx mori) jsou nejslibnějšími hmyzími surovinami pro podporu specifické rychlosti růstu vodních živočichů. Kapitola 2 navrhla seznam známých, avšak pro potřeby krmiv zatím nedostatečně využívaných druhů hmyzu, které by mohly pomoci udržet růst ryb, a to odtučněné moučky H. illucens, plnotučné moučky bzučivek (Chrysomya megacephala), cvrčka dvojskvrnného (Gryllus bimaculatus), kobylek (Oxya fuscovittata, Zonocerus variegatus) a martináče (Cirina butyrospermi). Kapitola 3 odhalila, že podávání krmiv obsahující hmyzí moučku ve srovnání s dietou bez obsahu hmyzu různým druhům ryb snížilo poptávku po krmných rybách pocházejících z odlovu v mořích, jak dokládá ekonomický poměr ryb z odlovu v mořích (eFIFO) a zatížení prostředí fosforem. Nicméně zkrmování krmiv s obsahem hmyzích mouček mělo negativní dopady na množství dusíku produkovaného akvakulturou a na některé kategorie dopadů na životní prostředí, včetně potenciálu globálního oteplování, spotřeby energie, potřebu půdy, spotřebu vody, acidifikaci a eutrofizaci. Jak je naznačeno v kapitole 3, zahrnutí mouchy domácí (Musca domestica) na úkor rybí moučky a některých rostlinných složek do krmiv vodních živočichů značně snížilo potřebu půdy. Studie naznačuje, že je důležité vhodně kombinovat suroviny krmiva pro druhy ryb v akvakultuře, aby se naplnila vznikající potřeba pro akvakulturní krmiva, splnily se požadavky chovaných ryb na živiny a udržely se přínosy těchto krmiv pro životní prostředí. Naše práce prokázala, že krmiva s obsahem H. illucens a T. molitor byla dobře přijímána okounovitými rybami - okounem říčním a candátem obecným i s ohledem na růstovou výkonnost. Kapitoly 4, 6 a 8 odhalily, že okoun říční toleroval moučku z H. illucens v krmivech více než moučku z T. molitor, protože u prvního druhu byla optimální úroveň 40 % ve srovnání s 6,8 % u druhého druhu. Nicméně H. illucens v krmivu akceptoval candát obecný při zastoupení na úrovni 18 %. Kapitola 6 prokázala účinky spojené s modulací antioxidačních enzymů a střevního mikrobiomu za použití vysoce odtučněné moučky z H. illucens v krmivech pro candáta obecného. Kromě toho kapitola 7 potvrdila, že obsah T. molitor v krmivu nezměnil kapacitu plavání a metabolismus okouna říčního, což naznačuje zajištění dobrých životních podmínek ryb při použití takových krmiv. Zavedení moučky T. molitor do krmiv okounů říčních čelí výzvám týkajícím se fyziologických reakcí a environmentálních důsledků, přičemž zvýšené úrovně zastoupení způsobují rybám stres a negativně ovlivňují environmentální ukazatele. Naše studie (kapitola 5) odhalila, že "mixing" modely stabilních izotopů lze použít k predikci zdrojů potravy a odhadu proporcionálního příspěvku složek krmiva k výstavbě tkání okouna říčního. Tyto metody jsou také užitečné při poskytování náhledu na komplementaritu mezi složkami krmiv

Abstract:

The present Ph.D. thesis employed: 1) meta-analysis and systematic approach to investigate the effect of insect meals in diets for aquaculture fish species on production performance and environmental consequences, and 2) in-vivo feeding trials involved frequent-used insect meals, black soldier fly (Hermetia illucens) and yellow mealworm (Tenebrio molitor) in diets for potential aquaculture-oriented percid fishes, Eurasian perch (Perca fluviatilis) and pikeperch (Sander lucioperca), concerning a wide range of parameters. Chapters 2 and 3 provided a comprehensive overview of growth performance indices and environmental impacts of aquaculture species fed dietary insect meals. Accordingly, defatted larval yellow mealworm (T. molitor) and full-fat pupal silkworm (Bombyx mori) are the most promising insects in supporting the specific growth rate of aquatic animals. Chapter 2 also suggested a list of well-known and underexploited insects, which could sustain fish growth at a specific plausible inclusion, including defatted (H. illucens), full-fat fly (Chrysomya megacephala), cricket (Gryllus bimaculatus), grasshoppers (Oxya fuscovittata) and (Zonocerus variegatus) and full-fat moth (Cirina butyrospermi). Chapter 3 revealed that feeding insect meal-containing diets, in comparison to insect-free diets, to aquaculture species reduced the demand for marine-derived forage fish required for farmed fish output, as evidenced by the economic fish-in fish-out ratio and phosphorus waste load but had negative impacts on nitrogen waste and environmental impacts categories, including global warming potential, energy use, land use, water use, acidification, and eutrophication. As demonstrated in Chapter 3, the inclusion of housefly (Musca domestica) at the expense of fishmeal and some plant ingredients in aquatic animal diets considerably decreased land use. These studies suggested the importance of combing feed ingredients to fill the production gap for future aquafeed, meet the nutrient requirement of targeted fish, and sustain environmental benefits. Our works demonstrated that dietary black soldier fly (H. illucens) and yellow mealworm (T. molitor) were well accepted by both percid fishes, Eurasian perch (P. fluviatilis) and pikeperch (S. lucioperca), concerning growth performance. Chapters 4, 6 & 8 revealed that Eurasian perch tolerated dietary H. illucens better than T. molitor, since the former threshold was 40% compared to 6.8% of the latter; nevertheless, the former was accepted by pikeperch at 18%. Chapter 6 evidenced the effects associated with antioxidative enzyme and gut microbiome modulation of highly defatted H. illucens fed to pikeperch. Adding to this, Chapter 7 confirmed that dietary T. molitor did not alter the swimming capacity and metabolism of Eurasian perch, which hinted at fish welfare assurance. The introduction of T. molitor into Eurasian perch diets faces challenges regarding physiological responses and environmental consequences, with substantial levels causing stress to fish and pressuring environmental indices. Our study (Chapter 5) revealed that the stable isotope and mixing model might be used to predict food sources and estimate the proportional contribution of feed components to perch's tissue. Such tools are also helpful to provide insight into complementarity among ingredients in feed formulation.

Keywords

hmyzí moučka, Tenebrio molitor, Hermetia illucens, Perca fluviatilis, Sander lucioperca

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 8. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Vlastimil Stejskal, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery