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Combined effects of water quality and stocking density on welfare and growth of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

Abstract - An 84-day experiment assessed the combined effects of two fresh water quality levels (H: 1.71 0.15 mg O₂l^-1 and 0.28 0.01 mg l^-1 total ammonia nitrogen (T-AN), L: 5.15 0.07 mg O₂l^-1 and 0.54 0.01 mg T-AN l^-1) and 3 stabilized stocking densities: 24.8 0.2, 74.2 0.5 and 120.0 0.9 kg m^-3) on rainbow trout. Fish were fed using demand feeders with rewards proportional to stocking density. Mass increase was significantly affected by water quality and stocking density, being highest in H water and the lowest at 120 kg m^-3. There was no significant difference in final weight between 25 and 74 kg m^-3, but at 120 kg m^-3 it was 27% and 19% lower in H and L water respectively than at 25 kg m^-3. Feed intake (FI) from day 0-85 was significantly affected by water quality, 1.5% in H compared to 1.1-1.0 in L, but there were no significant differences in apparent feed conversion (AFC). FI was not significantly affected by stocking density but AFC was impaired, it increased with stocking density. Marked changes in fish morphology and composition were related to water quality: Condition K factor and fillet fat content were significantly higher in H than in L groups. Dorsal and pectoral fin condition was affected by stocking density and water quality: fins were significantly longer and less eroded in L groups and at low stocking density. Physiological measures were within the usual ranges, but differed between treatments. Changes in plasma osmolarity, hydromineral balance (Na⁺) and acid base balance (HCO₃^-) showed that fish were more affected by water quality than by stocking density. There was no sign of acute stress in acclimated fish as cortisol and glycemia were similar under all experimental conditions. This study highlights the importance of water quality and feeding conditions when considering the effects of stocking density on fish welfare.

Résumé - Effets combinés de la qualité de l'eau et de la densité d'élevage sur le bien-être et la croissance de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss)
Les effets combinés de deux niveaux de qualité d'eau douce (H : concentration en oxygène 1,71 0,15 mg O₂l^-1 et 0,28 0,01 mg l^-1 d'azote ammoniacal total (AAT), L : 5,15 0,07 mg O₂l^-1 et 0,54 0,01 mg AAT l^-1) et trois densités d'élevage stabilisées à : 24,8 0,2, 74,2 0,5 et 120,0 0,9 kg m^-3) ont été étudiés chez la truite arc-en-ciel élevée en eau douce pendant 84 jours. Les poissons sont nourris au moyen d'auto-nourrisseurs avec une récompense proportionnelle à la densité. La croissance est significativement affectée par la qualité de l'eau et la densité, elle est la plus élevée en eau de bonne qualité (H), et la plus faible à 120 kg m^-3. Il n'y a pas de différence significative des poids finaux entre 25 et 74 kg m^-3, mais à 120 kg m^-3, ils sont 27 % (H) ou 19 % (L) plus bas que ceux obtenus à 25 kg m^-3. La prise alimentaire (PA) est significativement affectée par la qualité de l'eau, PA de J0-84 de 1,5 % dans les groupes H contre 1,1-1,0 dans les groupes L, mais il n'y a pas de différence significative du taux de conversion apparent (TCA). Pour la même période, PA n'est pas significativement affectée par la densité alors que TCA augmente avec la densité. Des changements marqués dans la morphologie et la qualité du poisson selon la qualité de l'eau sont observés : le facteur de condition K et la composition en lipides totaux des filets sont significativement plus élevés dans les groupes H que dans les groupes L. L'état des nageoires dorsales et pectorales est affecté par la densité et la qualité de l'eau : les nageoires sont significativement plus longues et moins érodées dans le groupe L et à faible densité. Les paramètres physiologiques mesurés sont dans les gammes usuelles mais diffèrent entre les traitements. Les valeurs de l'osmolarité, de l'équilibre hydrominéral (Na⁺) et de l'équilibre acide-base (HCO₃^-) du plasma sanguin montrent que les poissons sont plus affectés par la qualité de l'eau que par la densité. Il n'y a pas de signe de stress aigu chez les poissons acclimatés, taux de cortisol et glycémie du plasma similaires pour tous les traitements. Cette étude met en évidence que les effets de la densité d'élevage sur le bien-être du poisson ne peuvent pas être considérés sans référence à la qualité de l'eau et aux conditions d'alimentation.