SlideShare a Scribd company logo
1 of 27
Download to read offline
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  1	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  	
  	
   	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
   	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
	
  
	
  
FINAL	
  REPORT	
  	
  
	
  
Comparative	
  fish	
  production	
  trials	
  in	
  copper	
  and	
  
polymer	
  net	
  cages	
  in	
  Cahora	
  Bassa,	
  Mozambique	
  
	
  
October	
  	
  2014	
  
	
  
Prepared	
  for	
  	
  
The	
  Copper	
  Development	
  Association	
  Africa,	
  Copalcor	
  (Pty)	
  Ltd.	
  and	
  	
  
Mozambezi	
  	
  Fisheries	
  and	
  Aquaculture	
  
by	
  	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  cc.	
  
	
  
Authors:	
  T.	
  Hecht	
  and	
  S.	
  Daniel	
  
Reviewed	
  by	
  F.	
  Formanek	
  
	
  
	
   	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  2	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
Abstract	
  
	
  
This	
  study	
  examined	
  the	
  comparative	
  efficacy	
  of	
  copper	
  alloy	
  cages	
  for	
  farming	
  of	
  Nile	
  tilapia	
  in	
  Lake	
  
Cahora	
  Bassa.	
  	
  Two	
  non-­‐replicated	
  trials	
  with	
  small	
  and	
  large	
  mesh	
  rigid	
  HDPE,	
  soft	
  polyethylene,	
  
nylon	
  and	
  copper	
  net	
  material	
  were	
  undertaken	
  in	
  2013	
  and	
  2014.	
  The	
  experiments	
  were	
  
undertaken	
  under	
  faming	
  conditions,	
  using	
  5	
  x	
  5	
  x	
  6	
  m	
  cages	
  with	
  an	
  effective	
  volume	
  of	
  125m3
.	
  In	
  
all	
  trials	
  the	
  performance	
  of	
  the	
  fish	
  with	
  respect	
  to	
  weight	
  gain,	
  specific	
  growth	
  rate	
  and	
  condition	
  
was	
  significantly	
  better	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  than	
  in	
  any	
  of	
  the	
  polymer	
  cages.	
  On	
  average,	
  yield	
  in	
  
the	
  copper	
  cages	
  was	
  22.4%	
  higher	
  than	
  in	
  the	
  corresponding	
  polymer	
  cages.	
  The	
  lower	
  specific	
  
growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  polymer	
  cages	
  was	
  a	
  consequence	
  aperture	
  occlusion	
  resulting	
  from	
  
biofouling	
  by	
  filamentous	
  algae.	
  Aperture	
  occlusion	
  reduces	
  the	
  rate	
  of	
  water	
  exchange	
  resulting	
  in	
  
lower	
  dissolved	
  oxygen	
  and	
  pH	
  levels	
  in	
  the	
  polymer	
  cages	
  relative	
  to	
  the	
  copper	
  cages.	
  In	
  some	
  
instances	
  these	
  differences	
  were	
  statistically	
  significant.	
  Within	
  4	
  weeks	
  of	
  feeding	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  
cages	
  aperture	
  occlusion	
  in	
  the	
  polymer	
  cages	
  could	
  reach	
  levels	
  of	
  up	
  to	
  90%,	
  while	
  in	
  the	
  copper	
  
cages	
  occlusion	
  levels	
  did	
  not	
  exceed	
  10%.	
  	
  It	
  was	
  concluded	
  that	
  the	
  use	
  of	
  copper	
  cages	
  for	
  fish	
  
production	
  in	
  a	
  sub	
  tropical	
  fresh	
  water	
  lake	
  in	
  comparison	
  to	
  polymer	
  net	
  pens,	
  has	
  the	
  following	
  
advantages;	
  the	
  low	
  levels	
  of	
  aperture	
  occlusion,	
  relative	
  to	
  polymer	
  materials,	
  improves	
  water	
  
exchange	
  and	
  provides	
  better	
  conditions	
  for	
  fish	
  growth.	
  The	
  improved	
  conditions	
  manifests	
  in	
  
higher	
  fish	
  growth	
  rate,	
  better	
  condition	
  and	
  higher	
  yields.	
  The	
  alloy	
  material	
  precludes	
  the	
  use	
  of	
  
predator	
  nets	
  and	
  maintenance	
  and	
  labour	
  requirements	
  are	
  reduced.	
  	
  
	
  
	
   	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  3	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
Copper	
  was	
  needed	
  to	
  protect	
  the	
  fish	
  against	
  the	
  thieving	
  behaviour	
  of	
  these	
  guys	
  
	
  
Getting	
  it	
  all	
  together	
  and	
  the	
  guys	
  being	
  artistic	
  with	
  COPALCOR	
  	
  alloy	
  
	
  
Nearly	
  done	
  and	
  then	
  out	
  into	
  the	
  lake.	
   	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  4	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Introduction	
  
The	
  aim	
  of	
  this	
  study	
  was	
  to	
  assess	
  the	
  efficacy	
  of	
  using	
  copper	
  alloy	
  mesh	
  cages	
  in	
  a	
  subtropical	
  lake	
  
in	
  southern	
  Africa.	
  Specifically	
  the	
  study	
  was	
  designed	
  to	
  test	
  the	
  hypothesis	
  that	
  fish	
  growth,	
  and	
  
hence	
  biomass	
  increase,	
  in	
  copper	
  alloy	
  cages	
  would	
  be	
  better	
  than	
  in	
  polymer	
  net	
  cages.	
  The	
  basis	
  
of	
  the	
  hypothesis	
  is	
  that	
  the	
  copper	
  mesh	
  would	
  not	
  be	
  subject	
  to	
  bio-­‐fouling,	
  resulting	
  in	
  better	
  
water	
  flow	
  through	
  the	
  net	
  pen	
  and	
  hence	
  higher	
  dissolved	
  oxygen	
  levels	
  in	
  the	
  water	
  column	
  within	
  
the	
  alloy	
  cages,	
  which	
  would	
  manifest	
  in	
  superior	
  fish	
  growth.	
  The	
  growth	
  experiments	
  were	
  carried	
  
out	
  at	
  Mozambezi,	
  a	
  Tilapia	
  farm	
  in	
  the	
  Chicoa	
  basin	
  of	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa,	
  using	
  Nile	
  Tilapia	
  
(Oreochromis	
  niloticus).	
  	
  	
  
Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  is	
  on	
  the	
  middle	
  Zambezi	
  River	
  in	
  Tete	
  Province	
  of	
  Mozambique	
  (15o
	
  29’S	
  –	
  26o
	
  
00’S	
  x	
  30o
	
  25’E	
  –	
  32o
	
  44’E).	
  The	
  lake	
  was	
  created	
  in	
  1974	
  by	
  impounding	
  the	
  Zambezi	
  River	
  in	
  the	
  
Cahora	
  Bassa	
  gorge.	
  The	
  lake	
  is	
  246	
  km	
  long	
  with	
  a	
  mean	
  width	
  of	
  10	
  km	
  and	
  an	
  estimated	
  shoreline	
  
of	
  1,775	
  km.	
  The	
  surface	
  elevation	
  of	
  the	
  lake	
  is	
  314m	
  ASL	
  and	
  it	
  covers	
  a	
  surface	
  area	
  of	
  2,665	
  km	
  
2
and	
  at	
  full	
  supply	
  level	
  holds	
  55.8km3
	
  of	
  water.	
  	
  The	
  lake	
  is	
  the	
  second	
  largest	
  man-­‐made	
  lake	
  along	
  
the	
  Zambezi	
  River,	
  after	
  Lake	
  Kariba,	
  and	
  is	
  the	
  fourth	
  largest	
  reservoir	
  in	
  Africa	
  (Vostradovsky	
  
1984).	
  
The	
  lake	
  is	
  climatically	
  affected	
  by	
  three	
  seasons:	
  (1)	
  the	
  hot	
  rainy	
  season	
  from	
  November	
  to	
  April;	
  
(2)	
  the	
  cool	
  and	
  dry	
  season	
  from	
  May	
  to	
  August	
  and	
  (3)	
  the	
  hot	
  and	
  dry	
  season	
  between	
  September	
  
and	
  November.	
  	
  The	
  lake	
  is	
  stratified	
  from	
  September	
  to	
  April.	
  	
  Air	
  temperatures	
  range	
  from	
  a	
  
minimum	
  of	
  14o
	
  C	
  in	
  July	
  /	
  August	
  39o
C	
  in	
  October	
  with	
  the	
  mean	
  annual	
  temperature	
  between	
  26o
	
  
C	
  and	
  27o
	
  C	
  (Vostradovsky	
  1984).	
  
The	
  farming	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  Cahora	
  Bassa	
  is	
  a	
  recent	
  initiative	
  and	
  was	
  pioneered	
  by	
  Mr.	
  Kurt	
  
Heyns,	
  the	
  owner	
  of	
  Mozambezi	
  Aquaculture	
  and	
  Fisheries.	
  There	
  are	
  no	
  other	
  aquaculture	
  
operators	
  on	
  the	
  lake.	
  On	
  the	
  other	
  hand,	
  Tilapia	
  cage	
  culture	
  on	
  Lake	
  Kariba	
  (upstream	
  from	
  Cahora	
  
Bassa	
  on	
  the	
  Zambezi	
  river)	
  is	
  a	
  well	
  established	
  industry	
  (AfDB	
  2011)	
  and	
  production	
  currently	
  
exceeds	
  10	
  000	
  tonnes	
  per	
  annum.	
  	
  Several	
  other	
  Tilapia	
  farms	
  on	
  Lake	
  Kariba	
  are	
  in	
  various	
  stages	
  
of	
  development.	
  	
  Once	
  all	
  farms	
  are	
  in	
  operation	
  it	
  is	
  anticipated	
  that	
  total	
  tilapia	
  production	
  in	
  Lake	
  
Kariba	
  will	
  exceed	
  40	
  000	
  tonnes	
  of	
  fish	
  per	
  annum.	
  Cahora	
  Bassa	
  undoubtedly	
  has	
  the	
  same	
  
production	
  potential	
  as	
  Lake	
  Kariba.	
  It	
  is	
  further	
  worth	
  mentioning	
  that	
  the	
  projected	
  production	
  
volumes	
  would	
  by	
  no	
  means	
  satisfy	
  the	
  fish	
  deficit	
  in	
  the	
  region,	
  which	
  is	
  currently	
  estimated	
  at	
  
around	
  240,000	
  tonnes	
  per	
  annum.	
  Zambia	
  alone	
  has	
  a	
  current	
  estimated	
  shortfall	
  of	
  fish	
  in	
  excess	
  
of	
  70,000	
  tonnes	
  per	
  annum.	
  
In	
  its	
  mission	
  to	
  increase	
  the	
  market	
  for	
  copper	
  products	
  the	
  International	
  Copper	
  Association	
  has,	
  
since	
  around	
  1970,	
  been	
  promoting	
  and	
  supporting	
  the	
  use	
  of	
  copper	
  alloys	
  in	
  aquaculture.	
  The	
  
principal	
  advantage	
  of	
  using	
  copper	
  alloys	
  is	
  that	
  the	
  release	
  of	
  cupric	
  ions	
  prevents	
  the	
  settlement	
  
of	
  invertebrate	
  organisms	
  on	
  the	
  material	
  and	
  hence	
  is	
  less	
  prone	
  to	
  biofouling	
  (Dwyer	
  and	
  Stillman	
  
2009).	
  Copper	
  alloys	
  are	
  not	
  immune	
  to	
  microfouling	
  but	
  colonization	
  of	
  macrofouling	
  organisms	
  is	
  
much	
  restricted	
  (Michel	
  et	
  al.	
  2011).	
  Biofouling	
  impedes	
  the	
  flow	
  of	
  clean,	
  oxygenated	
  water	
  to	
  the	
  
fish	
  being	
  cultured	
  and	
  provides	
  a	
  growth	
  environment	
  for	
  parasites	
  and	
  pathogens	
  that	
  can	
  infect	
  
fish.	
  The	
  removal,	
  cleaning,	
  and	
  disposal	
  of	
  biofouled	
  nets	
  requires	
  care	
  to	
  avoid	
  adverse	
  impacts.	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  5	
  of	
  27	
  
	
  
Typical	
  polymer	
  nets	
  can	
  become	
  biofouled	
  within	
  weeks.	
  Fish	
  farmers	
  must	
  therefore	
  change	
  
polymer	
  nets	
  frequently,	
  clean	
  the	
  nets	
  in	
  situ,	
  or	
  use	
  antifouling	
  coatings	
  to	
  maintain	
  water	
  flow	
  
(Dwyer	
  and	
  Stillman	
  2009).	
  	
  If	
  any	
  of	
  these	
  mitigating	
  measures	
  is	
  not	
  applied	
  then	
  aperture	
  
occlusion	
  (Figure	
  1a)	
  can	
  create	
  very	
  unfavourable	
  conditions	
  for	
  the	
  fish	
  with	
  catastrophic	
  
consequences.	
  Hecht	
  et	
  al.	
  (2012)	
  clearly	
  showed	
  the	
  resistance	
  to	
  biofouling	
  of	
  various	
  copper	
  
alloys	
  in	
  comparison	
  to	
  Nylon	
  and	
  HDPE	
  netting	
  in	
  Saldanha	
  Bay,	
  Pemba	
  in	
  Mozambique	
  and	
  in	
  the	
  
Seychelles.	
  They	
  further	
  concluded	
  that	
  cage	
  farming	
  in	
  Saldanha	
  Bay	
  would	
  be	
  greatly	
  facilitated	
  by	
  
copper	
  alloy	
  netting.	
  	
  	
  
There	
  are	
  some	
  interesting	
  benefits	
  when	
  copper	
  alloy	
  is	
  used	
  to	
  avoid	
  fouling	
  compared	
  to	
  
antifouling	
  coatings.	
  The	
  main	
  one	
  being	
  that	
  it	
  does	
  not	
  need	
  recoating	
  periodically	
  and	
  foregoes	
  
the	
  time	
  and	
  effort	
  of	
  removal,	
  preparation,	
  reapplication,	
  and	
  disposal.	
  The	
  alloy	
  is	
  also	
  fully	
  
recyclable	
  (Michelet	
  al.	
  2011).	
  Other	
  advantages	
  (Dwyer	
  and	
  Stillman	
  2009,	
  ICA	
  2010)	
  of	
  using	
  
copper	
  alloy	
  in	
  fish	
  cage	
  culture	
  include;	
  
• Improved	
  water	
  flow	
  through	
  cages,	
  	
  
• Improved	
  dissolved	
  oxygen	
  levels,	
  reduced	
  parasite	
  load,	
  reduced	
  infections,	
  lower	
  FCR,	
  	
  
• Reduces	
  net	
  fouling	
  that	
  serves	
  as	
  intermediate	
  habitat	
  for	
  parasites	
  and	
  disease	
  organisms	
  
resulting	
  in	
  healthier	
  fish.	
  
• Higher	
  yield	
  as	
  a	
  consequence	
  of	
  	
  lower	
  mortality	
  (no	
  stressful	
  net	
  changes;	
  no	
  stress	
  from	
  
predators)	
  	
  
• The	
  material	
  is	
  strong	
  and	
  predators	
  cannot	
  cause	
  damage	
  thereby	
  reducing	
  fish	
  losses	
  due	
  
to	
  predation	
  and	
  rate	
  of	
  escape	
  of	
  fish	
  from	
  cages.	
  	
  
• Lower	
  maintenance:	
  no	
  net	
  changes;	
  no	
  net	
  cleaning	
  
• Avoid	
  need	
  for	
  predator	
  net;	
  avoid	
  antibiotics	
  
• Reduced	
  environmental	
  impact:	
  can	
  be	
  made	
  from	
  recycled	
  materials;	
  can	
  be	
  recycled	
  after	
  
use;	
  no	
  nets	
  to	
  dispose	
  of.	
  
• Potential	
  for	
  consumer	
  market	
  positioning	
  as	
  more	
  environmentally	
  appropriate	
  fish	
  
production.	
  
	
  
Despite	
  the	
  advantages	
  the	
  adoption	
  of	
  copper	
  alloy	
  netting	
  in	
  the	
  aquaculture	
  industry	
  has	
  been	
  
slow.	
  However,	
  since	
  the	
  development	
  of	
  chain	
  link	
  woven	
  brass	
  the	
  use	
  of	
  copper	
  net	
  pen	
  cages	
  has	
  
been	
  gaining	
  momentum.	
  The	
  chain	
  link	
  woven	
  material	
  is	
  flexible	
  and	
  highly	
  suitable	
  for	
  round	
  and	
  
square	
  cages	
  (Figure	
  1b).	
  Currently,	
  chain	
  link	
  woven	
  brass	
  nets	
  are	
  used	
  in	
  cages	
  on	
  commercial	
  and	
  
experimental	
  farms	
  in	
  Chile,	
  China,	
  Hawaii,	
  USA,	
  Tasmania,	
  Korea,	
  Japan	
  and	
  Scotland	
  for	
  various	
  
species	
  including	
  seabass,	
  turbot,	
  yellowtail,	
  cobia,	
  trout	
  and	
  salmon,	
  amongst	
  others.	
  	
  Several	
  
different	
  alloys	
  have	
  been	
  developed	
  and	
  are	
  in	
  use	
  today.	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  6	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  1.	
  (a)	
  Total	
  aperture	
  occlusion	
  by	
  seaweed	
  of	
  a	
  net	
  cage	
  in	
  Algoa	
  Bay,	
  South	
  Africa	
  
(Photograph:	
  Gert	
  LeRoux.	
  (b)	
  Circular	
  fish	
  cage	
  with	
  copper	
  chain	
  link	
  woven	
  mesh,	
  Chile	
  
(Photograph:	
  Langley	
  Gace).	
  
Moreover,	
  unlike	
  copper	
  based	
  dispersive	
  antifouling	
  agents	
  very	
  little	
  copper	
  is	
  released	
  into	
  the	
  
environment	
  from	
  the	
  copper	
  alloys	
  used	
  in	
  aquaculture.	
  After	
  immersion	
  in	
  seawater,	
  a	
  protective	
  
oxide	
  layer	
  naturally	
  forms	
  on	
  the	
  metal	
  that	
  inhibits	
  corrosion,	
  giving	
  copper	
  alloy	
  mesh	
  materials	
  a	
  
working	
  life	
  of	
  between	
  5	
  and	
  10	
  years,	
  depending	
  on	
  its	
  chemical	
  composition.	
  At	
  the	
  end	
  of	
  its	
  
working	
  lifetime,	
  the	
  material	
  will	
  have	
  lost	
  only	
  a	
  fraction	
  of	
  its	
  initial	
  mass,	
  and	
  the	
  remaining	
  
metal	
  can	
  be	
  completely	
  recycled	
  to	
  produce	
  new	
  net	
  material	
  (ICA	
  2010).	
  
While	
  copper	
  alloy	
  nets	
  have	
  been	
  used	
  in	
  the	
  marine	
  environment	
  since	
  the	
  mid	
  1970s	
  there	
  is	
  no	
  
record	
  of	
  using	
  them	
  in	
  freshwater.	
  Bio-­‐fouling	
  by	
  filamentous	
  algae	
  in	
  spring	
  and	
  summer	
  is	
  a	
  
problem	
  for	
  cage	
  culture	
  in	
  mesotrophic	
  and	
  eutrophic	
  impoundments	
  in	
  the	
  sub-­‐topics	
  and	
  the	
  
tropics	
  (pers.	
  observations).	
  Cahora	
  Bassa	
  is	
  no	
  exception.	
  Nutrient	
  loading	
  from	
  the	
  70	
  odd	
  rivers	
  
that	
  feed	
  the	
  lake	
  is	
  seasonal,	
  occurring	
  from	
  November	
  through	
  to	
  April,	
  while	
  aerial	
  loading	
  and	
  
nutrient	
  inflow	
  from	
  Lake	
  Kariba	
  is	
  of	
  a	
  perennial	
  nature.	
  	
  Fouling	
  in	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  is	
  most	
  
severe	
  in	
  the	
  first	
  2	
  to	
  3	
  meters	
  of	
  the	
  water	
  column,	
  where	
  after	
  it	
  is	
  less	
  severe	
  and	
  the	
  intensity	
  of	
  
fouling	
  is	
  greater	
  in	
  spring	
  and	
  summer	
  than	
  in	
  autumn	
  and	
  winter	
  (K.Heyns,	
  pers.	
  comm.	
  2013).	
  The	
  
fact	
  that	
  there	
  is	
  no	
  information	
  on	
  the	
  efficacy	
  of	
  copper	
  alloy	
  nets	
  in	
  freshwater	
  aquaculture	
  and	
  
the	
  high	
  degree	
  of	
  biofouling	
  in	
  Cahora	
  Bassa	
  provided	
  the	
  motive	
  for	
  this	
  work.	
  	
  
	
  
	
  
Material	
  and	
  methods	
  
All	
  the	
  juvenile	
  fish	
  for	
  the	
  experiments	
  were	
  provided	
  by	
  Mozambezi.	
  	
  Spawning	
  and	
  monosex	
  
fingerling	
  production,	
  using	
  methyltestosterone,	
  takes	
  place	
  in	
  well	
  managed	
  ponds	
  and	
  once	
  the	
  
fish	
  reach	
  5-­‐6	
  g	
  they	
  are	
  transferred	
  to	
  nursery	
  cages	
  in	
  the	
  lake.	
  The	
  fish	
  are	
  reared	
  for	
  a	
  period	
  of	
  
6-­‐8	
  months	
  and	
  are	
  then	
  harvested	
  at	
  around	
  450-­‐550g,	
  which	
  is	
  the	
  preferred	
  size	
  on	
  the	
  local	
  
market.	
  	
  
	
  
Two	
  experiments	
  were	
  carried	
  out,	
  in	
  which	
  performance	
  parameters	
  of	
  fish	
  in	
  copper	
  alloy	
  cages	
  
were	
  compared	
  to	
  polymer	
  net	
  cages	
  (Table	
  1).	
  	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  7	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Two	
  types	
  of	
  small	
  mesh	
  polymer	
  nets	
  were	
  used,	
  viz.	
  soft	
  polyethylene	
  netting	
  and	
  a	
  rigid	
  HDPE	
  
oyster	
  mesh	
  material	
  with	
  a	
  mesh	
  size	
  of	
  12mm	
  in	
  the	
  square.	
  	
  Large	
  mesh	
  material	
  consisted	
  of	
  
nylon,	
  polyethylene	
  and	
  HDPE	
  oyster	
  netting	
  with	
  a	
  mesh	
  size	
  of	
  18	
  mm	
  in	
  the	
  square.	
  The	
  small	
  and	
  
large	
  mesh	
  copper	
  alloy	
  nets	
  had	
  mesh	
  sizes	
  of	
  9	
  x	
  15mm	
  and	
  15	
  x	
  20mm,	
  respectively	
  (Figure	
  2).	
  	
  
The	
  copper	
  and	
  the	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  material	
  were	
  rigid	
  and	
  this	
  made	
  it	
  very	
  difficult	
  to	
  harvest	
  
fish	
  in	
  comparison	
  to	
  the	
  polyethylene	
  and	
  nylon	
  cages.	
  Copalcor	
  (Pty)	
  Ltd.,	
  the	
  manufacturer	
  of	
  the	
  
copper	
  alloy,	
  is	
  currently	
  exploring	
  chain	
  link	
  woven	
  material,	
  which	
  makes	
  harvesting	
  as	
  easy	
  as	
  in	
  
soft	
  polymer	
  net	
  pens.	
  	
  
	
  
Table	
  1.	
  The	
  number	
  of	
  cages,	
  the	
  net	
  material,	
  mesh	
  size,	
  and	
  stocking	
  density.	
  	
  
	
  
Trial	
  	
   Cages	
   Mesh	
  size	
  
(mm2
)	
  
Start	
  density	
  
(Fish/cage)	
  
1A	
   1x	
  Polyethylene	
   144	
   12	
  800	
  
	
   1x	
  HDPE	
   144	
   12	
  800	
  
	
   1x	
  Copper	
   135	
   12	
  800	
  
1B	
   1x	
  HDPE	
   324	
   16	
  630	
  
	
   1x	
  Copper	
   300	
   16	
  630	
  
2A	
   1x	
  HDPE	
   144	
   4	
  035	
  
	
   1x	
  Copper	
   135	
   4	
  035	
  
2B	
   1x	
  Nylon	
   324	
   4	
  500	
  
	
   1x	
  Copper	
   300	
   4	
  500	
  
	
  
	
  
All	
  the	
  cages	
  were	
  5	
  x	
  5	
  x	
  6m	
  deep	
  with	
  an	
  effective	
  volume	
  of	
  125m3
	
  (Figure	
  3).	
  The	
  copper	
  alloy	
  
nets	
  were	
  fitted	
  with	
  a	
  0.75m	
  skirt	
  made	
  of	
  8	
  mm	
  anchovy	
  netting	
  between	
  the	
  top	
  of	
  the	
  cage	
  and	
  
the	
  water	
  surface.	
  	
  
	
  
	
  
Figure	
  2.	
  Two	
  mesh	
  sizes	
  of	
  rigid	
  copper	
  alloy	
  net	
  material.	
  The	
  woven	
  material	
  was	
  manufactured	
  
by	
  Copalcor	
  (Pty)	
  Ltd.	
  in	
  Johannesburg.	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  8	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  3.	
  The	
  5	
  x	
  5	
  x	
  6	
  m	
  cages	
  used	
  for	
  the	
  copper	
  alloy	
  trials	
  at	
  Mozambezi	
  in	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa.	
  
	
  
	
  
The	
  experimental	
  protocols	
  were	
  as	
  follows:	
  	
  pH,	
  temperature	
  in	
  degrees	
  Celsius	
  and	
  dissolved	
  
oxygen	
  (DO)	
  in	
  mg/L	
  were	
  measured	
  daily	
  at	
  09.00.	
  Every	
  second	
  month	
  a	
  sample	
  of	
  100-­‐200	
  fish	
  
were	
  caught	
  from	
  the	
  cages	
  with	
  a	
  cast	
  net,	
  	
  weighed	
  to	
  the	
  nearest	
  g	
  on	
  a	
  digital	
  balance	
  and	
  
measured	
  to	
  the	
  nearest	
  mm	
  (total	
  length)	
  on	
  a	
  measuring	
  board,	
  	
  where	
  after	
  they	
  were	
  returned	
  
to	
  the	
  cages.	
  Specific	
  growth	
  rate	
  was	
  calculated	
  using	
  the	
  equation,	
  	
  
	
  
SGR	
  (%	
  body	
  wt.	
  Gain	
  /day)	
  =	
  (Logn	
  Final	
  fishwt.(g)	
  —	
  Logn	
  Initial	
  fishwt.(g))	
  	
  x	
  100	
  
Time	
  interval	
  (days)	
  
	
  
	
  
On	
  average,	
  the	
  fish	
  were	
  fed	
  at	
  3%	
  body	
  weight	
  per	
  day.	
  The	
  daily	
  ration	
  was	
  adjusted	
  weekly	
  
(based	
  on	
  calculated	
  fish	
  biomass).	
  The	
  quantity	
  of	
  feed	
  fed	
  per	
  day	
  was	
  recorded.	
  When	
  there	
  was	
  
a	
  shortage	
  of	
  feed	
  then	
  the	
  daily	
  ration	
  in	
  each	
  cage	
  was	
  reduced	
  by	
  the	
  same	
  percent.	
  The	
  final	
  
biomass	
  in	
  each	
  cage	
  was	
  calculated	
  by	
  multiplying	
  the	
  number	
  of	
  remaining	
  fish	
  in	
  the	
  cage	
  (initial	
  
number	
  minus	
  mortalities)	
  by	
  the	
  mean	
  final	
  weight	
  of	
  the	
  fish.	
  Final	
  density	
  was	
  calculated	
  by	
  
dividing	
  the	
  final	
  biomass	
  by	
  125	
  m3
,	
  which	
  was	
  the	
  effective	
  volume	
  of	
  all	
  cages.	
  Biofouling	
  was	
  
expressed	
  on	
  a	
  scale	
  of	
  1	
  to	
  4,	
  where	
  1	
  =	
  0	
  –	
  9%	
  aperture	
  occlusion,	
  2	
  =	
  10	
  –	
  49%,	
  3	
  =	
  50	
  –	
  74%	
  and	
  4	
  
=	
  75	
  -­‐	
  100%	
  aperture	
  occlusion.	
  	
  
	
  
The	
  condition	
  factor	
  (K)	
  of	
  the	
  fish	
  was	
  calculated	
  using	
  the	
  equation	
  K	
  =	
  100(W/TLb
),	
  where	
  
K=Fultons	
  condition	
  factor	
  (Ricker	
  1975),	
  W	
  =	
  weight	
  (g),	
  TL	
  =	
  total	
  length	
  (mm)	
  and	
  b	
  =	
  exponent	
  of	
  
the	
  length	
  weight	
  relationship.	
  The	
  Condition	
  Factor	
  K	
  allows	
  for	
  a	
  quantitative	
  comparison	
  of	
  the	
  
condition	
  of	
  fish	
  within	
  a	
  population	
  or	
  between	
  populations.	
  	
  The	
  length	
  weight	
  relationship	
  of	
  the	
  
fish	
  was	
  described	
  by	
  the	
  equation	
  W	
  (g)	
  =	
  0.00006	
  TL	
  (mm)3.2634
	
  (Figure	
  4).	
  	
  	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  9	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  4.	
  	
  The	
  relationship	
  between	
  length	
  (mm)	
  and	
  weight	
  (g)	
  for	
  Oreochromis	
  niloticus	
  at	
  
Mozambezi,	
  Mozambique	
  (n=1215).	
  	
  
	
  
The	
  cost	
  of	
  the	
  copper	
  alloy	
  material	
  did	
  not	
  allow	
  for	
  replication.	
  For	
  this	
  reason	
  we	
  ran	
  two	
  
independent	
  trials.	
  	
  In	
  all	
  instances	
  the	
  experiments	
  in	
  the	
  small	
  and	
  the	
  large	
  mesh	
  cages	
  could	
  not	
  
be	
  started	
  simultaneously	
  because	
  of	
  a	
  lack	
  of	
  either	
  small	
  or	
  larger	
  fish.	
  
	
  
Statistical	
  analysis	
  
All	
  statistical	
  analyses	
  were	
  performed	
  using	
  StatSoft	
  Statistica	
  10	
  software.	
  Data	
  were	
  tested	
  for	
  
normality	
  or	
  equality	
  of	
  variance	
  using	
  Lévene’s	
  test.	
  	
  A	
  One	
  Way	
  Analysis	
  of	
  variance	
  (ANOVA)	
  was	
  
used	
  to	
  test	
  for	
  differences	
  between	
  data	
  and	
  if	
  significant	
  differences	
  (p	
  <	
  0.05)	
  were	
  observed,	
  
Tukey’s	
  HSD	
  post-­‐hoc	
  test	
  was	
  used	
  to	
  show	
  where	
  the	
  differences	
  occurred	
  (Zar,	
  2009).	
  Second	
  or	
  
third	
  order	
  polynomial	
  equations	
  were	
  fitted	
  to	
  the	
  data	
  to	
  illustrate	
  trends	
  in	
  growth	
  and	
  or	
  
biomass	
  gain.	
  
	
  
	
  
Results	
  	
  
Trial	
  1A	
  (small	
  mesh)	
  
The	
  small	
  mesh	
  cages	
  were	
  stocked	
  with	
  fish	
  on	
  15	
  May	
  2013	
  and	
  the	
  experiment	
  was	
  planned	
  to	
  
continue	
  for	
  6	
  months,	
  until	
  15	
  November.	
  Due	
  to	
  a	
  misunderstanding	
  an	
  unknown	
  quantum	
  of	
  fish	
  
was	
  harvested	
  from	
  the	
  cages	
  on	
  7	
  October	
  2013.	
  	
  This	
  meant	
  that	
  the	
  mortality	
  and	
  biomass	
  data	
  
with	
  which	
  to	
  adjust	
  the	
  daily	
  ration	
  from	
  then	
  onwards	
  could	
  no	
  longer	
  be	
  applied.	
  The	
  collection	
  of	
  
these	
  data	
  was	
  therefore	
  stopped	
  and	
  the	
  analysis	
  for	
  the	
  performance	
  parameters	
  was	
  curtailed	
  to	
  
the	
  period	
  15	
  May	
  to	
  17	
  September	
  2013.	
  The	
  remaining	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  and	
  polyethylene	
  cages	
  
were	
  fed	
  to	
  satiation	
  on	
  a	
  daily	
  basis	
  and	
  their	
  growth	
  was	
  monitored	
  up	
  to	
  15	
  November	
  2013.	
  It	
  
should	
  be	
  noted	
  that	
  there	
  was	
  a	
  significant	
  difference	
  between	
  the	
  initial	
  weight	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  
three	
  cages,	
  with	
  the	
  heaviest	
  fish	
  (11.2g)	
  in	
  the	
  rigid	
  oyster	
  mesh	
  cage	
  and	
  the	
  smallest	
  fish	
  in	
  the	
  
copper	
  cage	
  (7.7g).	
  The	
  results	
  of	
  the	
  trial	
  are	
  summarised	
  in	
  Table	
  2.	
  	
  Figures	
  5	
  and	
  6	
  show	
  the	
  
growth	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  weight	
  and	
  the	
  increase	
  in	
  biomass	
  during	
  the	
  experiment.	
  The	
  fish	
  length	
  data	
  
show	
  that	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  caught	
  up	
  with	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  and	
  at	
  the	
  end	
  of	
  the	
  
experiment	
  there	
  was	
  no	
  significant	
  difference	
  in	
  length	
  between	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  and	
  the	
  
HDPE	
  cage	
  and	
  between	
  the	
  HDPE	
  and	
  polyethylene	
  cage,	
  but	
  the	
  fish	
  in	
  both	
  the	
  HDPE	
  and	
  the	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  10	
  of	
  27	
  
	
  
copper	
  cage	
  were	
  significantly	
  larger	
  than	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  polyethylene	
  cage.	
  However,	
  in	
  terms	
  of	
  
weight	
  gain,	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  had	
  gained	
  significantly	
  more	
  weight	
  than	
  those	
  in	
  the	
  HDPE	
  
and	
  polyethylene	
  cages.	
  The	
  condition	
  as	
  well	
  as	
  the	
  specific	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  was	
  also	
  
significantly	
  better	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  than	
  in	
  the	
  two	
  other	
  cages.	
  	
  	
  
The	
  mortality	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  three	
  cages	
  was	
  low	
  and	
  ranged	
  from	
  3.23	
  to	
  3.75%.	
  	
  The	
  FCR	
  of	
  
the	
  fish	
  in	
  all	
  three	
  cages	
  was	
  excellent	
  and	
  ranged	
  between	
  1.22	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  to	
  1.47	
  in	
  the	
  
polyethylene	
  cage.	
  	
  
	
  
	
  
Table	
  2.	
  Experimental	
  results	
  for	
  Trial	
  1A.	
  	
  
	
  
Trial	
  1A	
   Trial	
  1A	
  extended	
  
Begin	
  and	
  end	
  date	
   15	
  May	
  to	
  17	
  Sep	
  2013	
   to	
  15	
  Nov	
  
	
  
Production	
  parameter	
  
Poly	
  
SM	
  
HDPE	
  
SM	
  
Copper	
  
SM	
  
Poly	
  
SM	
  
Copper	
  
SM	
  
Initial	
  number	
  of	
  fish	
   12	
  800	
   12	
  800	
   12	
  800	
   	
   	
  
Initial	
  length	
  (mm)	
   80	
   85	
   81	
   	
   	
  
Final	
  length	
  (mm)	
   226	
   233	
  
	
   235	
   261	
   281	
  
Length	
  increase	
  (mm)	
   146b
	
   148ab
	
   154a
	
   182	
   200	
  
Initial	
  weight	
  (g)	
   9.13c
	
   11.15b
	
   7.65a
	
   	
   	
  
Final	
  weight	
  (g)	
   241	
   270	
   289	
   391a
	
   502b
	
  
Weight	
  gain	
  (g)	
   232b
	
   259b
	
   281a
	
   381a
	
   495b
	
  
Specific	
  growth	
  rate	
  (g/day)	
   2.58b
	
   2.51b
	
   2.88a
	
   	
   	
  
1
Biomass	
  gain	
  (Kg)	
   2	
  869	
  
	
   3	
  292	
  
	
   3	
  465	
   	
   	
  
Difference	
  in	
  final	
  biomass	
  
gain	
  compared	
  to	
  copper	
  
cage	
  	
  	
  
-­‐595	
   -­‐254	
   	
  
	
   	
  
Mortality	
  (%)	
   3.25	
   3.75	
  
	
   3.23	
  
	
   	
   	
  
2
FCR	
   1.47	
   1.3	
   1.22	
   	
   	
  
3
Condition	
  factor	
   0.89b
	
   0.91b
	
   0.95a
	
   2.59a
	
   3.24b
	
  
Initial	
  density	
  (kg/m3
)	
   0.94	
   0.94	
   0.94	
   	
   	
  
Final	
  density	
  (kg/m3
)	
   25	
   27	
   29	
   	
   	
  
Different	
  superscripts	
  indicate	
  statistical	
  differences	
  at	
  P<0.05.	
  
1
Biomass	
  gain	
  =	
  Final	
  biomass	
  -­‐	
  Initial	
  biomass	
  	
  
2
FCR	
  =	
  Dry	
  food	
  fed	
  /	
  Biomass	
  gain	
  
3
Condition	
  factor	
  =	
  100*(Final	
  mean	
  weight/	
  Final	
  mean	
  length	
  
b
),	
  where	
  b	
  is	
  the	
  exponent	
  of	
  the	
  length	
  
weight	
  relationship.	
  
The	
  significant	
  difference	
  in	
  weight	
  gain	
  translated	
  into	
  the	
  greater	
  biomass	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  at	
  
the	
  end	
  of	
  the	
  experiment.	
  The	
  results	
  also	
  show	
  very	
  clearly	
  that	
  the	
  early	
  advantage	
  in	
  weight	
  of	
  
the	
  fish	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  was	
  overcome	
  within	
  a	
  period	
  of	
  2	
  months.	
  	
  	
  
	
  
After	
  4	
  months	
  the	
  final	
  biomass	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  exceeded	
  the	
  biomass	
  in	
  the	
  HDPE	
  and	
  
polyethylene	
  cages	
  by	
  254	
  and	
  595	
  kg,	
  respectively.	
  This	
  is	
  highly	
  significant	
  from	
  a	
  farming	
  
perspective.	
  	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  11	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  5.	
  	
  Growth	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  small	
  mesh	
  	
  copper,	
  hard	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  and	
  soft	
  polyethylene	
  
cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  May	
  to	
  17	
  September	
  2013.	
  	
  
	
  
	
  
Figure	
  6.	
  Biomass	
  increase	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  small	
  mesh	
  copper,	
  rigid	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  and	
  soft	
  
polyethylene	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  May	
  to	
  17	
  September	
  2013.	
  	
  
	
  
The	
  growth	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  polyethylene	
  and	
  copper	
  cages	
  for	
  the	
  6	
  month	
  period	
  from	
  mid	
  May	
  to	
  
mid	
  November	
  is	
  shown	
  in	
  Table	
  2	
  and	
  illustrated	
  in	
  Figure	
  7.	
  By	
  mid	
  November	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  
copper	
  cage	
  were,	
  on	
  average	
  111g	
  heavier	
  than	
  those	
  in	
  the	
  polyethylene	
  cage.	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  12	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  7.	
  	
  Growth	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  small	
  mesh	
  copper,	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  and	
  soft	
  polyethylene	
  net	
  
cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  May	
  to	
  17	
  November	
  2013.	
  	
  
	
  
The	
  reason	
  for	
  the	
  slower	
  growth	
  rate	
  and	
  smaller	
  final	
  weight	
  of	
  fish	
  in	
  the	
  polyethylene	
  cage	
  was	
  
most	
  likely	
  caused	
  by	
  aperture	
  occlusion	
  of	
  the	
  net,	
  resulting	
  in	
  a	
  reduction	
  of	
  water	
  flow	
  through	
  
the	
  cage	
  and	
  hence	
  lower	
  oxygen	
  levels.	
  After	
  4	
  months	
  in	
  the	
  water	
  from	
  mid	
  May	
  to	
  mid	
  
September	
  the	
  apertures	
  were	
  already	
  almost	
  completely	
  clogged	
  (Figure	
  8)	
  and	
  this	
  would	
  have	
  
prevented	
  adequate	
  water	
  exchange	
  in	
  the	
  upper	
  2.5	
  metres.	
  	
  	
  
	
  
	
   	
  
Figure	
  8.	
  Percent	
  aperture	
  occlusion	
  in	
  small	
  mesh	
  polyethylene	
  (Stage	
  4)	
  and	
  copper	
  cages	
  (Stage	
  1)	
  
after	
  4	
  weeks	
  (Trial	
  1A).	
  
	
  
The	
  ambient	
  environmental	
  conditions	
  in	
  the	
  lake	
  and	
  in	
  the	
  cages	
  during	
  Trial	
  1A	
  are	
  illustrated	
  in	
  
Figures	
  8,	
  9	
  and	
  10.	
  There	
  were	
  no	
  significant	
  differences	
  in	
  the	
  pH	
  levels	
  within	
  the	
  various	
  cages	
  
and	
  between	
  any	
  of	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake.	
  	
  However	
  it	
  was	
  of	
  interest	
  to	
  note	
  that	
  the	
  pH	
  level	
  in	
  
the	
  lake	
  was	
  always,	
  except	
  for	
  a	
  single	
  occasion,	
  higher	
  than	
  in	
  the	
  cages.	
  This	
  is	
  caused	
  by	
  
respiratory	
  CO2	
  excretion	
  by	
  the	
  fish	
  which	
  results	
  in	
  a	
  decrease	
  in	
  pH.	
  Dissolved	
  oxygen	
  was	
  always	
  
highest	
  in	
  the	
  lake	
  but	
  not	
  significantly	
  different	
  to	
  the	
  DO	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  (P=0.55).	
  Water	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  13	
  of	
  27	
  
	
  
temperature	
  declined	
  from	
  24.7o
C	
  in	
  May	
  to	
  22o
C	
  in	
  July	
  and	
  then	
  started	
  rising	
  again	
  at	
  the	
  onset	
  of	
  
spring	
  in	
  September.	
  The	
  lowest	
  temperature	
  of	
  22o
C	
  is	
  the	
  norm	
  for	
  the	
  lake	
  in	
  July	
  and	
  August.	
  
	
  
Figure	
  8.	
  pH	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  15	
  May	
  to	
  10	
  September	
  2013.	
  
	
  
Figure	
  9.	
  Dissolved	
  oxygen	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  15	
  May	
  to	
  10	
  
September	
  2013.	
  
	
  
	
  
Figure	
  10.	
  Water	
  temperature	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  15	
  May	
  to	
  10	
  September	
  
2013.	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  14	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Trial	
  1B	
  (large	
  mesh)	
  
Trial	
  1B,	
  using	
  the	
  larger	
  mesh	
  copper	
  and	
  rigid	
  HDPE	
  nets	
  (see	
  Table	
  1),	
  started	
  on	
  9	
  July.	
  As	
  for	
  Trial	
  
1A	
  an	
  unknown	
  quantity	
  of	
  fish	
  was	
  mistakenly	
  harvested	
  from	
  each	
  cage	
  in	
  early	
  October.	
  The	
  same	
  
remedial	
  procedure	
  was	
  followed	
  as	
  in	
  Trial	
  1A	
  and	
  length	
  and	
  weight	
  data	
  were	
  obtained	
  in	
  mid	
  
October	
  and	
  at	
  the	
  end	
  of	
  the	
  planned	
  6	
  month	
  experimental	
  period	
  on	
  17	
  November	
  2014.	
  	
  The	
  
results	
  of	
  the	
  trial	
  are	
  summarised	
  in	
  Table	
  3.	
  Figure	
  10	
  shows	
  the	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  
copper	
  and	
  HDPE	
  cages	
  from	
  mid	
  May	
  to	
  mid	
  November	
  and	
  Figure	
  11	
  shows	
  the	
  increase	
  in	
  fish	
  
biomass	
  in	
  the	
  cages	
  from	
  mid	
  May	
  to	
  mid	
  September.	
  	
  
Table	
  3.	
  Experimental	
  results	
  for	
  Trial	
  1B.	
  
	
  
	
  
Trial	
  1B	
   Trial	
  1B	
  extended	
  
	
  
Begin	
  and	
  end	
  date	
  
9	
  Jul	
  to	
  15	
  Sep	
  
2013	
  
to	
  17	
  Nov	
  2013	
  
	
  
Production	
  parameter	
  
HDPE	
  
LM	
  
Copper	
  
LM	
  
HDPE	
  LM	
   Copper	
  
LM	
  
Initial	
  number	
  of	
  fish	
   16	
  630	
   16	
  630	
   -­‐	
   -­‐	
  
Initial	
  length	
  (mm)	
   154	
   153	
   -­‐	
   -­‐	
  
Final	
  length	
  (mm)	
   226	
  
	
   238	
  
	
   267	
  
	
   282	
  
	
  
Length	
  increase	
  (mm)	
   72a
	
   85b
	
   113c
	
   129d
	
  
Initial	
  weight	
  (g)	
   82	
   82	
   -­‐	
   -­‐	
  
Final	
  weight	
  (g)	
   250	
   302	
   427	
   516	
  
Weight	
  gain	
   168a
	
   220b
	
   345c
	
   435d
	
  
Specific	
  growth	
  rate	
  (g/day)	
   -­‐	
   -­‐	
   1.23a
	
   1.40b
	
  
1
Biomass	
  gain	
  (Kg)	
   2	
  745	
   3	
  619	
   -­‐	
   -­‐	
  
Difference	
  in	
  final	
  biomass	
  gain	
  
(kg)	
  compared	
  to	
  copper	
  cage	
  
	
  
-­‐874	
  
	
   -­‐	
   -­‐	
  
Mortality	
  (%)	
   1.12	
   0.78	
   -­‐	
   -­‐	
  
2
FCR	
   1.11	
  
	
   1.08	
  
	
   -­‐	
   -­‐	
  
3
Final	
  Condition	
  factor	
   0.93	
  a
	
   0.94	
  a
	
   2.77	
  b
	
   3.32	
  b
	
  
Initial	
  density	
  (kg/m3
)	
   12.1	
   12.1	
   -­‐	
   -­‐	
  
Final	
  density	
  (kg/m3
)	
   33	
   40	
   -­‐	
   -­‐	
  
Different	
  superscripts	
  indicate	
  statistical	
  differences	
  at	
  P<0.05.	
  
1
Biomass	
  gain	
  =	
  Final	
  biomass	
  -­‐	
  Initial	
  biomass	
  	
  
2
FCR	
  =	
  Dry	
  food	
  fed	
  /	
  Biomass	
  gain	
  
3
Condition	
  factor	
  =	
  100*(Final	
  mean	
  weight/	
  Final	
  mean	
  length	
  
b
),	
  where	
  b	
  is	
  the	
  exponent	
  of	
  the	
  length	
  
weight	
  relationship.	
  
The	
  data	
  show	
  that	
  the	
  increase	
  in	
  length	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  was	
  significantly	
  greater	
  
than	
  for	
  those	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  by	
  15	
  September	
  and	
  at	
  the	
  end	
  of	
  the	
  experiment.	
  The	
  same	
  
pattern	
  was	
  evident	
  for	
  the	
  gain	
  in	
  weight.	
  The	
  growth	
  of	
  the	
  fish	
  during	
  the	
  period	
  9	
  July	
  through	
  to	
  
17	
  November	
  is	
  shown	
  in	
  Figure	
  9.	
  The	
  higher	
  length	
  and	
  weight	
  gains	
  are	
  a	
  reflection	
  of	
  the	
  
significantly	
  higher	
  specific	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage.	
  There	
  was	
  no	
  significant	
  
difference	
  in	
  the	
  condition	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  two	
  cages	
  in	
  September	
  as	
  well	
  as	
  in	
  November.	
  
Mortality	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  (1.12%)	
  was	
  slightly	
  higher	
  than	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  (0.78%).	
  The	
  FCRs	
  in	
  
both	
  cages	
  was	
  nearly	
  the	
  same.	
  	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  15	
  of	
  27	
  
	
  
The	
  50g	
  difference	
  in	
  the	
  mean	
  final	
  weight	
  of	
  the	
  fish	
  on	
  15	
  September,	
  which	
  is	
  reflected	
  by	
  the	
  
significantly	
  higher	
  SGR,	
  resulted	
  in	
  874	
  kg’s	
  more	
  biomass	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  after	
  the	
  2.5	
  month	
  
growth	
  period	
  from	
  9	
  July	
  to	
  17	
  September	
  2013	
  (Figure	
  10).	
  	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  9.	
  Growth	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  large	
  mesh	
  copper	
  and	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  
Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  May	
  to	
  17	
  November	
  2013.	
  
	
  
	
  
Figure	
  10.	
  	
  Biomass	
  increase	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  copper	
  and	
  HDPE	
  oyster	
  mesh	
  large	
  mesh	
  cages	
  at	
  
Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  14	
  July	
  to	
  15	
  September	
  2013.	
  
	
  
The	
  environmental	
  conditions	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  (Figures	
  11,	
  12	
  and	
  13)	
  provided	
  
corroborating	
  evidence	
  for	
  the	
  improved	
  growth,	
  FCR	
  and	
  condition	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  in	
  
comparison	
  to	
  those	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage.	
  While	
  there	
  was	
  no	
  significant	
  difference	
  in	
  DO	
  levels	
  
between	
  the	
  lake	
  and	
  the	
  copper	
  cage,	
  these	
  values	
  were	
  significantly	
  higher	
  than	
  DO	
  levels	
  in	
  the	
  
HDPE	
  cage	
  (p<0.004).	
  	
  The	
  significantly	
  lower	
  DO	
  levels	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  suggests	
  a	
  much	
  lower	
  
water	
  exchange	
  rate.	
  This	
  supposition	
  is	
  supported	
  by	
  the	
  high	
  level	
  of	
  biofouling	
  on	
  the	
  rigid	
  HDPE	
  
material	
  shown	
  in	
  Figure	
  14	
  in	
  comparison	
  to	
  the	
  copper	
  mesh.	
  The	
  lower	
  water	
  exchange	
  rate	
  is	
  
also	
  the	
  reason	
  for	
  the	
  significantly	
  lower	
  pH	
  in	
  the	
  HDPE	
  cage	
  in	
  comparison	
  to	
  the	
  copper	
  cage	
  and	
  
the	
  lake,	
  between	
  	
  which	
  the	
  difference	
  was	
  not	
  significantly	
  different.	
  	
  The	
  temperature	
  during	
  this	
  
trial	
  was	
  just	
  above	
  22o
C.	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  16	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  11.	
  pH	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  9	
  July	
  to	
  15	
  September	
  2013.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  12.	
  Dissolved	
  oxygen	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  9	
  July	
  to	
  15	
  September	
  2013.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  17	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  13.	
  Water	
  temperature	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  9	
  July	
  to	
  15	
  September	
  
2013.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  14.	
  	
  Biofouling	
  on	
  strips	
  of	
  large	
  mesh	
  rigid	
  HDPE	
  oyster	
  (left),	
  copper	
  (centre)	
  and	
  
polyethylene	
  (right)	
  netting	
  suspended	
  in	
  the	
  water	
  column	
  from	
  9	
  July	
  to	
  16	
  September	
  2013.	
  
Aperture	
  occlusion	
  on	
  the	
  HDPE	
  and	
  the	
  polyethylene	
  material	
  was	
  Stage	
  4,	
  while	
  occlusion	
  on	
  the	
  
copper	
  material	
  was	
  Stage	
  1.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  18	
  of	
  27	
  
	
  
Trial	
  2A	
  (small	
  mesh)	
  
Trial	
  2A	
  began	
  on	
  15	
  April	
  and	
  was	
  terminated	
  on	
  17	
  August	
  2014.	
  Table	
  1	
  shows	
  the	
  specifications	
  
of	
  the	
  two	
  cages.	
  The	
  results	
  of	
  the	
  trial	
  are	
  summarised	
  in	
  Table	
  4.	
  Figure	
  15	
  shows	
  the	
  growth	
  rate	
  
of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  and	
  HDPE	
  cages	
  from	
  mid	
  April	
  to	
  mid	
  August	
  and	
  Figure	
  16	
  shows	
  the	
  
increase	
  in	
  fish	
  biomass	
  in	
  the	
  cages	
  for	
  the	
  same	
  time	
  period.	
  	
  
The	
  data	
  show	
  that	
  the	
  increase	
  in	
  length	
  and	
  weight	
  gain	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  was	
  both	
  significantly	
  
higher	
  than	
  in	
  the	
  polyethylene	
  cage.	
  The	
  higher	
  length	
  and	
  weight	
  gains	
  are	
  reflected	
  by	
  the	
  
significantly	
  higher	
  specific	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage.	
  There	
  was	
  no	
  significant	
  
difference	
  in	
  the	
  condition	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  two	
  cages	
  at	
  the	
  end	
  of	
  the	
  experiment.	
  	
  Mortality	
  was	
  
negligible,	
  at	
  an	
  average	
  of	
  around	
  2.5%	
  over	
  the	
  4	
  month	
  experimental	
  period.	
  The	
  FCR	
  in	
  both	
  
cages	
  was	
  almost	
  the	
  same.	
  	
  
	
  
Table	
  4.	
  Experimental	
  results	
  for	
  Trial	
  2A.	
  
	
  
Trial	
  2a	
  
Begin	
  and	
  end	
  date	
   15	
  Apr	
  to	
  17	
  Aug	
  2014	
  
Production	
  parameter	
   HDPE	
  SM	
   Copper	
  SM	
  
Initial	
  number	
  of	
  fish	
   4	
  035	
   4	
  035	
  
Initial	
  length	
  (mm)	
   115	
   115	
  
Final	
  length	
  (mm)	
   200	
   215	
  
Length	
  increase	
  (mm)	
   85a
	
   100b
	
  
Initial	
  weight	
  (g)	
   34	
   34	
  
Final	
  weight	
  (g)	
   157	
   201	
  
Weight	
  gain	
  (g)	
   123a
	
   167b
	
  
Specific	
  growth	
  rate	
  (g/day)	
   1.89a
	
   2.35b
	
  
1
Biomass	
  gain	
  (kg)	
   481	
   655	
  
Difference	
  in	
  final	
  biomass	
  
gain	
  (kg)	
  compared	
  to	
  copper	
  cage	
  
	
  
-­‐174	
  
	
  
Mortality	
  (%)	
   2.31	
   2.66	
  
2
FCR	
   1.45	
   1.43	
  
3
Condition	
  factor	
   0.89a
	
   0.9a
	
  
Initial	
  density	
  (kg/m3
)	
   1.1	
   1.1	
  
Final	
  density	
  (kg/m3
)	
   5	
   6	
  
Different	
  superscripts	
  indicate	
  statistical	
  differences	
  at	
  P<0.05.	
  
1
Biomass	
  gain	
  =	
  Final	
  biomass	
  -­‐	
  Initial	
  biomass	
  	
  
2
FCR	
  =	
  Dry	
  food	
  fed	
  /	
  Biomass	
  gain	
  
3
Condition	
  factor	
  =	
  100*(Final	
  mean	
  weight/	
  Final	
  mean	
  length	
  
b
),	
  where	
  b	
  is	
  the	
  exponent	
  of	
  the	
  length	
  
weight	
  relationship.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  19	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  15.	
  Growth	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  small	
  mesh	
  copper	
  and	
  HDPE	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  
Bassa	
  from	
  15	
  April	
  to	
  17	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
	
  
Figure	
  16.	
  	
  Biomass	
  increase	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  small	
  mesh	
  copper	
  and	
  HDPE	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  
Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  April	
  to	
  17	
  August	
  2014.	
  	
  
	
  
The	
  dissolved	
  oxygen	
  levels	
  and	
  the	
  pH	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  showed	
  similar	
  patterns	
  (Figures	
  17	
  
and	
  18)	
  as	
  observed	
  in	
  Trials	
  1A	
  and	
  1B.	
  Both	
  pH	
  and	
  DO	
  were	
  highest	
  in	
  the	
  lake	
  and	
  lowest	
  in	
  the	
  
polymer	
  mesh	
  cages.	
  This	
  persistent	
  pattern	
  adds	
  weight	
  to	
  the	
  argument	
  that	
  the	
  lower	
  pH	
  and	
  DO	
  
levels	
  are	
  a	
  consequence	
  of	
  restricted	
  water	
  flow	
  through	
  the	
  cages	
  caused	
  by	
  aperture	
  occlusion	
  as	
  
a	
  consequence	
  of	
  the	
  growth	
  of	
  filamentous	
  algae	
  on	
  the	
  polymer	
  nets.	
  	
  The	
  temperature	
  (Figure	
  
19)	
  during	
  the	
  experiment	
  declined	
  from	
  26.4o
C	
  in	
  April	
  to	
  around	
  22o
C	
  in	
  August.	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  20	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  17.	
  pH	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  April	
  to	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
Figure	
  18.	
  Dissolved	
  oxygen	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  April	
  to	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
Figure	
  19.	
  Temperature	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  April	
  to	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  21	
  of	
  27	
  
	
  
Trial	
  2B(	
  large	
  mesh)	
  
Trial	
  2B	
  began	
  on	
  15	
  February	
  and	
  was	
  terminated	
  on	
  15	
  August	
  2014	
  (6	
  months).	
  The	
  specifications	
  
of	
  the	
  cages	
  are	
  provided	
  in	
  Table	
  1.	
  The	
  results	
  of	
  the	
  trial	
  are	
  summarised	
  in	
  Table	
  5.	
  Figure	
  20	
  
shows	
  the	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  and	
  nylon	
  cages	
  from	
  mid	
  April	
  to	
  mid	
  August	
  and	
  
Figure	
  21	
  shows	
  the	
  increase	
  in	
  fish	
  biomass	
  in	
  the	
  cages	
  for	
  the	
  same	
  time	
  period.	
  	
  
The	
  data	
  show	
  that	
  the	
  increase	
  in	
  length	
  and	
  weight	
  gain	
  in	
  the	
  copper	
  cage	
  was	
  significantly	
  higher	
  
than	
  in	
  the	
  nylon	
  cage.	
  The	
  higher	
  length	
  and	
  weight	
  gains	
  are	
  a	
  reflection	
  of	
  the	
  significantly	
  higher	
  
specific	
  growth	
  rate	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cage.	
  There	
  was	
  no	
  significant	
  difference	
  in	
  the	
  
condition	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  two	
  cages	
  at	
  the	
  end	
  of	
  the	
  experiment.	
  	
  Mortality	
  was	
  slightly	
  higher	
  
than	
  during	
  the	
  other	
  trials	
  at	
  around	
  4%	
  over	
  the	
  6	
  month	
  experimental	
  period.	
  	
  The	
  FCR	
  in	
  both	
  
cages	
  was	
  almost	
  identical	
  at	
  1:2.8.	
  	
  	
  
	
  
Table	
  5.	
  Experimental	
  results	
  for	
  Trial	
  2B.	
  
	
  
Trial	
  2B	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Begin	
  and	
  end	
  date	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  15	
  Feb	
  to	
  16	
  Aug	
  
Production	
  	
  parameter	
   HDPE	
  SM	
  	
   Copper	
  SM	
  	
  
Initial	
  number	
  of	
  fish	
   4	
  500	
   4	
  500	
  
Initial	
  length	
  (mm)	
   152	
   152	
  
Final	
  length	
  (mm)	
   246	
   255	
  
Length	
  increase	
  (mm)	
   94a
	
   103b
	
  
Initial	
  weight	
  (g)	
   61	
   61	
  
Final	
  weight	
  (g)	
   323	
   365	
  
Weight	
  gain	
  (g)	
   262a
	
   304b
	
  
Specific	
  growth	
  rate	
  (g/day)	
   1.15a
	
   1.25b
	
  
1
Biomass	
  gain	
  (kg)	
   1124	
   1297	
  
Difference	
  in	
  final	
  biomass	
  
gain	
  (kg)	
  compared	
  to	
  copper	
  cage	
  	
  	
  
	
  
-­‐173	
  
	
  
Mortality	
  (%)	
   3.82	
   4.27	
  
2
FCR	
   2.82	
   2.8	
  
3
Condition	
  factor	
   0.92a
	
   0.92a
	
  
Initial	
  density	
  (kg/m3
)	
   2.2	
   2.2	
  
Final	
  density	
  (kg/m3
)	
   11	
   13	
  
Different	
  superscripts	
  indicate	
  statistical	
  differences	
  at	
  P<0.05.	
  
1
Biomass	
  gain	
  =	
  Final	
  biomass	
  -­‐	
  Initial	
  biomass	
  	
  
2
FCR	
  =	
  Dry	
  food	
  fed	
  /	
  Biomass	
  gain	
  
3
Condition	
  factor	
  =	
  100*(Final	
  mean	
  weight/	
  Final	
  mean	
  length	
  
b
),	
  where	
  b	
  is	
  the	
  exponent	
  of	
  the	
  length	
  
weight	
  relationship.	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  22	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  20.	
  Growth	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  large	
  mesh	
  copper	
  and	
  nylon	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  Cahora	
  
Bassa	
  from	
  15	
  February	
  to	
  16	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
Figure	
  21.	
  	
  Biomass	
  increase	
  of	
  Nile	
  Tilapia	
  in	
  large	
  mesh	
  copper	
  and	
  nylon	
  cages	
  at	
  Mozambezi,	
  Lake	
  
Cahora	
  Bassa	
  from	
  15	
  February	
  	
  to	
  16	
  August	
  2014.	
  	
  
	
  
Figures	
  22	
  to	
  24	
  show	
  ph,	
  DO	
  and	
  temperature	
  date	
  for	
  the	
  duration	
  of	
  the	
  experiment.	
  During	
  the	
  
experiment	
  the	
  temperature	
  decreased	
  from	
  a	
  summer	
  maximum	
  of	
  around	
  28.7o
C	
  to	
  the	
  average	
  
winter	
  temperature	
  of	
  22o
C.	
  Once	
  again,	
  the	
  pH	
  and	
  DO	
  levels	
  were	
  highest	
  in	
  the	
  lake	
  followed	
  by	
  
the	
  copper	
  and	
  then	
  the	
  nylon	
  cage.	
  	
  The	
  DO	
  level	
  in	
  the	
  nylon	
  cage	
  was	
  significantly	
  lower	
  than	
  in	
  
the	
  lake	
  and	
  the	
  copper	
  cage	
  (P>0.038)	
  and	
  there	
  was	
  no	
  significant	
  difference	
  in	
  the	
  DO	
  levels	
  in	
  
the	
  lake	
  and	
  the	
  water	
  in	
  the	
  copper	
  cage.	
  This	
  confirms	
  the	
  supposition	
  made	
  earlier	
  that	
  there	
  
would	
  have	
  been	
  a	
  greater	
  water	
  exchange	
  through	
  the	
  copper	
  cage	
  than	
  through	
  the	
  nylon	
  cage,	
  
which	
  manifests	
  in	
  the	
  better	
  performance	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cages.	
  	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  23	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Figure	
  22.	
  Dissolved	
  oxygen	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  February	
  to	
  August	
  
2014.	
  
	
  
	
  
Figure	
  23.	
  pH	
  levels	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  February	
  to	
  August	
  2014.	
  
	
  
	
  
Figure	
  24.	
  Temperature	
  in	
  the	
  cages	
  and	
  the	
  lake	
  during	
  the	
  period	
  February	
  	
  to	
  August	
  2014.	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  24	
  of	
  27	
  
	
  
Discussion	
  and	
  conclusion	
  
	
  
Farm	
  conditions	
  sometimes	
  do	
  not	
  allow	
  for	
  experimental	
  rigidity	
  and	
  hence	
  some	
  measure	
  of	
  
flexibility	
  was	
  required.	
  Feed	
  shortage	
  was	
  compensated	
  for	
  by	
  reducing	
  the	
  rate	
  at	
  which	
  the	
  fish	
  
were	
  fed.	
  For	
  this	
  reason	
  it	
  is	
  not	
  possible	
  to	
  put	
  much	
  weight	
  on	
  the	
  FCR	
  data.	
  It	
  was	
  also	
  not	
  
possible	
  to	
  start	
  the	
  trial	
  in	
  the	
  small	
  and	
  large	
  mesh	
  cages	
  at	
  the	
  same	
  time.	
  Starting	
  dates	
  were	
  
dependent	
  on	
  the	
  availability	
  of	
  suitable	
  sized	
  fish	
  for	
  either	
  the	
  small	
  or	
  the	
  large	
  mesh	
  nets.	
  
Moreover,	
  as	
  mentioned	
  earlier	
  it	
  was	
  not	
  possible	
  to	
  run	
  replicates	
  because	
  of	
  the	
  high	
  cost	
  of	
  the	
  
copper	
  alloy	
  material.	
  Never	
  the	
  less,	
  and	
  fully	
  recognising	
  the	
  statistical	
  pitfalls	
  of	
  drawing	
  
conclusions	
  on	
  	
  non-­‐replicated	
  trials,	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  in	
  all	
  instances	
  outperformed	
  the	
  
fish	
  in	
  all	
  the	
  other	
  cages	
  by	
  significant	
  margins.	
  	
  
	
  
In	
  all	
  the	
  trials	
  the	
  SGR	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  was	
  significantly	
  greater	
  than	
  in	
  any	
  of	
  the	
  
polymer	
  cages.	
  Depending	
  on	
  initial	
  size	
  and	
  temperature	
  the	
  SGR	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  exceeded	
  the	
  
specific	
  growth	
  rate	
  in	
  the	
  polymer	
  cages	
  by	
  an	
  average	
  of	
  12.6%	
  per	
  day	
  (range	
  8	
  –	
  19.6%	
  per	
  day).	
  
From	
  a	
  farming	
  perspective	
  this	
  translates	
  into	
  a	
  much	
  higher	
  final	
  biomass	
  of	
  harvestable	
  fish.	
  On	
  
average,	
  yield	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  exceeded	
  that	
  in	
  the	
  polymer	
  cages	
  by	
  22.4	
  %	
  (range	
  8	
  –	
  36%	
  or	
  
between	
  173	
  and	
  874	
  kg’s).	
  
	
  
The	
  only	
  experiment	
  that	
  ran	
  during	
  a	
  period	
  of	
  increasing	
  temperatures	
  from	
  July	
  (22o
C)	
  through	
  to	
  
November	
  (28o
C)	
  was	
  Trial	
  1B.	
  	
  By	
  using	
  the	
  mid-­‐November	
  final	
  weights	
  of	
  the	
  fish	
  in	
  Trial	
  1B	
  and	
  
assuming	
  that	
  the	
  mortality	
  rates	
  would	
  have	
  remained	
  the	
  same	
  as	
  those	
  recorded	
  in	
  the	
  first	
  half	
  
of	
  the	
  trail,	
  it	
  was	
  possible	
  to	
  calculate	
  the	
  theoretical	
  yield	
  (biomass	
  gain)	
  in	
  each	
  cage.	
  The	
  
difference	
  in	
  yield	
  between	
  the	
  copper	
  and	
  the	
  HDPE	
  cage	
  in	
  Trial	
  1B	
  would	
  have	
  been	
  1.4	
  tonnes.	
  	
  
Expressed	
  as	
  a	
  percent	
  this	
  means	
  that	
  the	
  copper	
  cages	
  outperformed	
  the	
  polymer	
  cages	
  by	
  29.4%.	
  
This	
  number	
  falls	
  well	
  within	
  the	
  range	
  of	
  greater	
  percent	
  yields	
  in	
  the	
  copper	
  cages	
  (see	
  above).	
  
	
  
However,	
  depending	
  on	
  the	
  rate	
  of	
  fouling	
  all	
  polymer	
  nets	
  had	
  to	
  be	
  cleaned	
  with	
  a	
  broom	
  at	
  
regular	
  intervals.	
  This	
  was	
  not	
  necessary	
  for	
  the	
  copper	
  alloy	
  material.	
  	
  In	
  general,	
  as	
  soon	
  as	
  the	
  
young	
  fish	
  (5	
  g	
  onwards)	
  are	
  put	
  into	
  cages	
  in	
  the	
  lake	
  they	
  grow	
  much	
  better	
  than	
  in	
  the	
  nursery	
  
ponds.	
  It	
  is	
  mainly	
  for	
  this	
  reason	
  that	
  small	
  mesh	
  polymer	
  net	
  pens	
  are	
  used.	
  	
  However,	
  depending	
  
on	
  the	
  rate	
  of	
  fouling	
  the	
  small	
  mesh	
  as	
  well	
  as	
  the	
  larger	
  mesh	
  net	
  pens	
  had	
  to	
  be	
  cleaned	
  with	
  a	
  
broom	
  at	
  regular	
  intervals.	
  This	
  practise	
  is	
  possible	
  at	
  this	
  stage	
  of	
  the	
  farms	
  development.	
  As	
  the	
  
farm	
  expands	
  it	
  would	
  be	
  very	
  difficult	
  to	
  keep	
  pace	
  with	
  having	
  to	
  provide	
  optimal	
  growing	
  
conditions	
  for	
  the	
  fish	
  by	
  cleaning	
  or	
  replacing	
  the	
  nets.	
  	
  
	
  
As	
  in	
  Lake	
  Kariba	
  it	
  would	
  not	
  be	
  possible	
  to	
  farm	
  fish	
  in	
  cages	
  on	
  a	
  large	
  scale	
  in	
  Cahora	
  Bassa	
  
without	
  the	
  use	
  of	
  anti-­‐predator	
  nets	
  (Figure	
  25).	
  Predators	
  here,	
  as	
  in	
  Kariba,	
  include	
  birds	
  
particularly	
  cormorants,	
  tiger	
  fish	
  (Hyrdocynus	
  vittatus)	
  (Figure	
  26)	
  and	
  Nile	
  crocodiles.	
  Predator	
  nets	
  
would	
  also	
  be	
  subject	
  to	
  bio-­‐fouling	
  and	
  would	
  also	
  have	
  to	
  be	
  removed	
  and	
  cleaned	
  at	
  certain	
  
intervals.	
  On	
  the	
  other	
  hand,	
  copper	
  alloy	
  netting	
  precludes	
  the	
  need	
  for	
  predator	
  nets.	
  	
  	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  25	
  of	
  27	
  
	
  
	
   	
  
Figure	
  25	
  (left)	
  and	
  26	
  (right).	
  Crocodile	
  attack	
  on	
  Tilapia	
  net	
  pen	
  at	
  Mozambezi,	
  Cahora	
  Bassa	
  and	
  	
  
Norm	
  with	
  Tiger	
  fish	
  (Hydrocynus	
  vittatus).	
  
	
  
The	
  benefits	
  of	
  using	
  copper	
  alloy	
  mesh	
  cages	
  in	
  a	
  sub	
  tropical	
  fresh	
  water	
  lake	
  and	
  the	
  advantages	
  
over	
  polymer	
  nets	
  can	
  be	
  summed	
  up	
  as	
  follows:	
  
• Bio-­‐fouling	
  is	
  negligible,	
  resulting	
  in	
  improved	
  water	
  exchange	
  and	
  better	
  conditions	
  for	
  fish	
  
growth.	
  
• Higher	
  growth	
  rate	
  of	
  fish	
  
• Fish	
  are	
  in	
  a	
  better	
  condition	
  (greater	
  weight	
  for	
  a	
  given	
  length)	
  
• Higher	
  yields	
  
• Protection	
  against	
  predators	
  
• Lower	
  maintenance	
  requirements	
  (no	
  need	
  to	
  clean	
  or	
  replace	
  nets)	
  
• Reduced	
  labour	
  requirement	
  
	
  
References	
  
AfDB	
  Group.	
  2011.	
  Lake	
  Harvest	
  Aquaculture	
  Expansion	
  Project.	
  African	
  Development	
  Bank	
  Group.	
  	
  
13p.	
  
Dwyer,	
  R.	
  L.	
  and	
  Stillman,	
  H.	
  2009.	
  Environmental	
  Performance	
  of	
  Copper	
  Alloy	
  Mesh	
  in	
  Marine	
  Fish	
  
Farming:	
  	
  The	
  Case	
  for	
  Using	
  Solid	
  Copper	
  Alloy	
  Mesh.	
  International	
  Copper	
  Association.	
  18pp.	
  
Hecht,	
  T.,	
  Daniel,	
  S.	
  and	
  	
  Formanek,	
  F.	
  2012.	
  A	
  comparative	
  assessment	
  of	
  bio-­‐fouling	
  on	
  copper	
  
alloy	
  chain	
  link	
  mesh,	
  nylon	
  and	
  polyethylene	
  netting:	
  A	
  contribution	
  to	
  the	
  development	
  of	
  cage	
  
aquaculture	
  in	
  southern	
  Africa	
  and	
  Western	
  Indian	
  Ocean	
  Region.	
  Advance	
  Africa	
  Report	
  to	
  CDA	
  
Africa.	
  52p.	
  
ICA,	
  H.	
  2010.	
  Copper	
  alloys	
  for	
  marine	
  aquaculture.	
  International	
  Copper	
  Association.	
  2pp.	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  26	
  of	
  27	
  
	
  
	
  Michel,	
  J.H.,	
  Mitchels,	
  H.T.	
  and	
  Powel,	
  C.A.	
  2011.	
  An	
  Assessment	
  of	
  the	
  Biofouling	
  Resistance	
  and	
  
Copper	
  Release	
  Rate	
  of	
  90-­‐10	
  Copper-­‐Nickel	
  Alloy.	
  Paper	
  11352,	
  NACE	
  International	
  Corrosion	
  
Conference	
  and	
  Expo.	
  2011.	
  
Ricker,	
  	
  W.E.	
  1975. Computation	
  and	
  interpretation	
  of	
  biological	
  statistics	
  of	
  fish	
  populations.	
  Bull.	
  
Fish.	
  Res.	
  Bd	
  	
  Can.	
  191:	
  1-­‐382.	
  
Vostradovsky,	
  J.	
  (1984).	
  Fishery	
  investigation	
  on	
  Cahora	
  Bassa	
  Reservoir	
  (March	
  	
  1983	
  –	
  May	
  1984).	
  
A	
  report	
  prepared	
  for	
  the	
  research	
  and	
  development	
  of	
  inland	
  fisheries	
  project.	
  FAO,	
  Rome;	
  
FAO/GCP/066/SWE;	
  Field	
  Document	
  11.	
  
Zar,	
  J.H.	
  2009.	
  Biostatitical	
  Analysis	
  5th
	
  Ed.	
  Pearson.	
  960p.	
  
	
  
Acknowledgements	
  
The	
  study	
  was	
  funded	
  by	
  Copalcor	
  (Pty	
  Ltd)	
  and	
  Mozambezi	
  Fisheries	
  and	
  Aquaculture,	
  through	
  the	
  
Copper	
  Development	
  Association	
  Africa.	
  On	
  a	
  personal	
  basis	
  we	
  should	
  like	
  to	
  thank	
  the	
  owner	
  of	
  
Mozambesi,	
  Mr	
  Kurt	
  Heyns	
  and	
  his	
  very	
  able	
  team	
  on	
  the	
  shores	
  of	
  Lake	
  Cahora	
  Bassa	
  for	
  their	
  
assistance	
  and	
  hospitality	
  to	
  bring	
  it	
  all	
  together,	
  Messrs	
  Gordon	
  Grant	
  and	
  	
  Derick	
  Coetzee,	
  
Managing	
  Director	
  and	
  Sales	
  &	
  Marketing	
  Director	
  of	
  Copalcor	
  (Pty)	
  Ltd.,	
  respectively	
  for	
  their	
  
wisdom	
  in	
  seeing	
  the	
  potential	
  of	
  their	
  alloy,	
  Rudolf	
  Kruger,	
  the	
  Quality	
  Assurance	
  Manager	
  at	
  
Copalcor	
  for	
  his	
  scientific	
  and	
  technical	
  assistance	
  	
  and	
  finally	
  Evert	
  Swanepoel,	
  the	
  Director	
  of	
  the	
  
Copper	
  Development	
  Association	
  Africa	
  for	
  his	
  encouragement	
  and	
  support.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Advance	
  Africa	
  Management	
  Services	
  	
   	
   Page	
  27	
  of	
  27	
  
	
  
	
  
Kurt	
  Heyns	
  (owner	
  of	
  Mozambezi),	
  Margie	
  Paterson	
  (Hatchery	
  /	
  Nursery	
  Manager)	
  and	
  the	
  cage	
  
farming	
  team.	
  
	
  
	
  
	
  
	
  

More Related Content

What's hot

Dick Sternberg Zebra Mussel Presentation
Dick Sternberg Zebra Mussel PresentationDick Sternberg Zebra Mussel Presentation
Dick Sternberg Zebra Mussel Presentation
Glen Simons
 
Fish Pond Management and Aquaculture 17
Fish Pond Management and Aquaculture 17Fish Pond Management and Aquaculture 17
Fish Pond Management and Aquaculture 17
Garyfi$h53tif Burtle
 
PROJECT REPORT PRESENTATION1
PROJECT  REPORT PRESENTATION1PROJECT  REPORT PRESENTATION1
PROJECT REPORT PRESENTATION1
Andrew Ayuka
 
Fish farming in maharashtra
Fish farming in maharashtraFish farming in maharashtra
Fish farming in maharashtra
Durrgesh S
 
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
Yong Thong Poh
 

What's hot (17)

2 cage culture
2 cage culture2 cage culture
2 cage culture
 
Freshwater aquaculturep65
Freshwater aquaculturep65Freshwater aquaculturep65
Freshwater aquaculturep65
 
Reservoir fisheries of india
Reservoir fisheries of indiaReservoir fisheries of india
Reservoir fisheries of india
 
Dick Sternberg Zebra Mussel Presentation
Dick Sternberg Zebra Mussel PresentationDick Sternberg Zebra Mussel Presentation
Dick Sternberg Zebra Mussel Presentation
 
THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEED CULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICA
THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEEDCULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICATHE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEEDCULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICA
THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEED CULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICA
 
FARMING THE RESERVOIRS
FARMING THE RESERVOIRSFARMING THE RESERVOIRS
FARMING THE RESERVOIRS
 
Fish Pond Management and Aquaculture 17
Fish Pond Management and Aquaculture 17Fish Pond Management and Aquaculture 17
Fish Pond Management and Aquaculture 17
 
PROJECT REPORT PRESENTATION1
PROJECT  REPORT PRESENTATION1PROJECT  REPORT PRESENTATION1
PROJECT REPORT PRESENTATION1
 
What is the stocking density of fish in semi intensive culture
What is the stocking density of fish in semi intensive cultureWhat is the stocking density of fish in semi intensive culture
What is the stocking density of fish in semi intensive culture
 
stock enhancement strategies
stock enhancement strategiesstock enhancement strategies
stock enhancement strategies
 
Fish farming in maharashtra
Fish farming in maharashtraFish farming in maharashtra
Fish farming in maharashtra
 
2018 Lincoln Pond and Lake Management Workshop
2018 Lincoln Pond and Lake Management Workshop2018 Lincoln Pond and Lake Management Workshop
2018 Lincoln Pond and Lake Management Workshop
 
Training Fact Sheets Guide on grading, handling, transportation, conditioning...
Training Fact Sheets Guide on grading, handling, transportation, conditioning...Training Fact Sheets Guide on grading, handling, transportation, conditioning...
Training Fact Sheets Guide on grading, handling, transportation, conditioning...
 
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
Use of Biofloc in Shrimp Farming AquaAP JulAug2014
 
Freshwater Matters June2014
Freshwater Matters June2014Freshwater Matters June2014
Freshwater Matters June2014
 
Types of fisheries
Types of fisheriesTypes of fisheries
Types of fisheries
 
Enemies of fish
Enemies of fishEnemies of fish
Enemies of fish
 

Viewers also liked (13)

E waste
E wasteE waste
E waste
 
Soy
SoySoy
Soy
 
Sensación y Percepción
Sensación y PercepciónSensación y Percepción
Sensación y Percepción
 
Contemporary influenced in fashion
Contemporary influenced in fashionContemporary influenced in fashion
Contemporary influenced in fashion
 
Chat rooms
Chat  roomsChat  rooms
Chat rooms
 
Oversize Trend
Oversize TrendOversize Trend
Oversize Trend
 
KS Resume - Final
KS Resume - FinalKS Resume - Final
KS Resume - Final
 
Thick eyebrow strong women-
Thick eyebrow  strong women-Thick eyebrow  strong women-
Thick eyebrow strong women-
 
Docx1
Docx1Docx1
Docx1
 
Внимание!
Внимание!Внимание!
Внимание!
 
Life Process: Wireframes
Life Process: WireframesLife Process: Wireframes
Life Process: Wireframes
 
Hardware Design &Testing Engineer with 1.5+ year Exp.
Hardware Design &Testing Engineer with 1.5+ year Exp.Hardware Design &Testing Engineer with 1.5+ year Exp.
Hardware Design &Testing Engineer with 1.5+ year Exp.
 
Dispositivos Médicos
Dispositivos MédicosDispositivos Médicos
Dispositivos Médicos
 

Similar to 2014-10 - FINAL REPORT Copper Cage Cahora Bassa

Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
Hafez Mabrouk
 
Star Paper 5 (1)
Star Paper 5 (1)Star Paper 5 (1)
Star Paper 5 (1)
Ukwa Uche
 
plight of coral reefs in Trinidad and Tobago
plight of coral reefs in Trinidad and Tobagoplight of coral reefs in Trinidad and Tobago
plight of coral reefs in Trinidad and Tobago
barrylove98
 
Chapter 11 presen part 1
Chapter 11 presen part 1Chapter 11 presen part 1
Chapter 11 presen part 1
Yavapai College
 
Asian Clam Risk Assessment
Asian Clam Risk AssessmentAsian Clam Risk Assessment
Asian Clam Risk Assessment
Julie Coffey
 
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & RahulCoral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
subzero64
 

Similar to 2014-10 - FINAL REPORT Copper Cage Cahora Bassa (20)

THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEED CULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICA
THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEEDCULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERNAFRICATHE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEEDCULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERNAFRICA
THE EVOLUTION OF INTEGRATED SEAWEED CULTIVATION IN TEMPERATE SOUTHERN AFRICA
 
Assignment on fisheries management of kaptai lake
Assignment on fisheries management of kaptai lakeAssignment on fisheries management of kaptai lake
Assignment on fisheries management of kaptai lake
 
Heavy Metals in organs and endoparasites of Oreochromisniloticus, Sediment an...
Heavy Metals in organs and endoparasites of Oreochromisniloticus, Sediment an...Heavy Metals in organs and endoparasites of Oreochromisniloticus, Sediment an...
Heavy Metals in organs and endoparasites of Oreochromisniloticus, Sediment an...
 
Reservoir
ReservoirReservoir
Reservoir
 
Privately Managed Marine Reserves as a Mechanism for the Conservation of Cora...
Privately Managed Marine Reserves as a Mechanism for the Conservation of Cora...Privately Managed Marine Reserves as a Mechanism for the Conservation of Cora...
Privately Managed Marine Reserves as a Mechanism for the Conservation of Cora...
 
Coral reef Threats, conservation and Restoration.pptx
Coral reef Threats, conservation and Restoration.pptxCoral reef Threats, conservation and Restoration.pptx
Coral reef Threats, conservation and Restoration.pptx
 
The Potential use of Aquatic Ecosystems for Enhancement of the Rehabilitation...
The Potential use of Aquatic Ecosystems for Enhancement of the Rehabilitation...The Potential use of Aquatic Ecosystems for Enhancement of the Rehabilitation...
The Potential use of Aquatic Ecosystems for Enhancement of the Rehabilitation...
 
Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
Technical and Environmental Evaluations of Fish cage Culture in the River Nil...
 
Star Paper 5 (1)
Star Paper 5 (1)Star Paper 5 (1)
Star Paper 5 (1)
 
Freshwater matters Nov 2015
Freshwater matters Nov 2015 Freshwater matters Nov 2015
Freshwater matters Nov 2015
 
Oceanic Blue Carbon
Oceanic Blue CarbonOceanic Blue Carbon
Oceanic Blue Carbon
 
Freshwater aquaculture 2nd sem (full syllabus)
Freshwater aquaculture 2nd sem (full syllabus)Freshwater aquaculture 2nd sem (full syllabus)
Freshwater aquaculture 2nd sem (full syllabus)
 
plight of coral reefs in Trinidad and Tobago
plight of coral reefs in Trinidad and Tobagoplight of coral reefs in Trinidad and Tobago
plight of coral reefs in Trinidad and Tobago
 
Chapter 11 presen part 1
Chapter 11 presen part 1Chapter 11 presen part 1
Chapter 11 presen part 1
 
Potential for European Lobster Mariculture
Potential for European Lobster MariculturePotential for European Lobster Mariculture
Potential for European Lobster Mariculture
 
Asian Clam Risk Assessment
Asian Clam Risk AssessmentAsian Clam Risk Assessment
Asian Clam Risk Assessment
 
Development of fish in nigeria
Development of fish in nigeriaDevelopment of fish in nigeria
Development of fish in nigeria
 
Development of fish in nigeria
Development of fish in nigeriaDevelopment of fish in nigeria
Development of fish in nigeria
 
Oyster Restoration Boston Massachusetts
Oyster Restoration Boston MassachusettsOyster Restoration Boston Massachusetts
Oyster Restoration Boston Massachusetts
 
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & RahulCoral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
Coral Reefs Pratik & Mayuresh & Rahul
 

2014-10 - FINAL REPORT Copper Cage Cahora Bassa

  • 1. Advance  Africa  Management  Services       Page  1  of  27                                                                         FINAL  REPORT       Comparative  fish  production  trials  in  copper  and   polymer  net  cages  in  Cahora  Bassa,  Mozambique     October    2014     Prepared  for     The  Copper  Development  Association  Africa,  Copalcor  (Pty)  Ltd.  and     Mozambezi    Fisheries  and  Aquaculture   by     Advance  Africa  Management  Services  cc.     Authors:  T.  Hecht  and  S.  Daniel   Reviewed  by  F.  Formanek        
  • 2. Advance  Africa  Management  Services       Page  2  of  27         Abstract     This  study  examined  the  comparative  efficacy  of  copper  alloy  cages  for  farming  of  Nile  tilapia  in  Lake   Cahora  Bassa.    Two  non-­‐replicated  trials  with  small  and  large  mesh  rigid  HDPE,  soft  polyethylene,   nylon  and  copper  net  material  were  undertaken  in  2013  and  2014.  The  experiments  were   undertaken  under  faming  conditions,  using  5  x  5  x  6  m  cages  with  an  effective  volume  of  125m3 .  In   all  trials  the  performance  of  the  fish  with  respect  to  weight  gain,  specific  growth  rate  and  condition   was  significantly  better  in  the  copper  cages  than  in  any  of  the  polymer  cages.  On  average,  yield  in   the  copper  cages  was  22.4%  higher  than  in  the  corresponding  polymer  cages.  The  lower  specific   growth  rate  of  the  fish  in  the  polymer  cages  was  a  consequence  aperture  occlusion  resulting  from   biofouling  by  filamentous  algae.  Aperture  occlusion  reduces  the  rate  of  water  exchange  resulting  in   lower  dissolved  oxygen  and  pH  levels  in  the  polymer  cages  relative  to  the  copper  cages.  In  some   instances  these  differences  were  statistically  significant.  Within  4  weeks  of  feeding  the  fish  in  the   cages  aperture  occlusion  in  the  polymer  cages  could  reach  levels  of  up  to  90%,  while  in  the  copper   cages  occlusion  levels  did  not  exceed  10%.    It  was  concluded  that  the  use  of  copper  cages  for  fish   production  in  a  sub  tropical  fresh  water  lake  in  comparison  to  polymer  net  pens,  has  the  following   advantages;  the  low  levels  of  aperture  occlusion,  relative  to  polymer  materials,  improves  water   exchange  and  provides  better  conditions  for  fish  growth.  The  improved  conditions  manifests  in   higher  fish  growth  rate,  better  condition  and  higher  yields.  The  alloy  material  precludes  the  use  of   predator  nets  and  maintenance  and  labour  requirements  are  reduced.          
  • 3. Advance  Africa  Management  Services       Page  3  of  27         Copper  was  needed  to  protect  the  fish  against  the  thieving  behaviour  of  these  guys     Getting  it  all  together  and  the  guys  being  artistic  with  COPALCOR    alloy     Nearly  done  and  then  out  into  the  lake.    
  • 4. Advance  Africa  Management  Services       Page  4  of  27       Introduction   The  aim  of  this  study  was  to  assess  the  efficacy  of  using  copper  alloy  mesh  cages  in  a  subtropical  lake   in  southern  Africa.  Specifically  the  study  was  designed  to  test  the  hypothesis  that  fish  growth,  and   hence  biomass  increase,  in  copper  alloy  cages  would  be  better  than  in  polymer  net  cages.  The  basis   of  the  hypothesis  is  that  the  copper  mesh  would  not  be  subject  to  bio-­‐fouling,  resulting  in  better   water  flow  through  the  net  pen  and  hence  higher  dissolved  oxygen  levels  in  the  water  column  within   the  alloy  cages,  which  would  manifest  in  superior  fish  growth.  The  growth  experiments  were  carried   out  at  Mozambezi,  a  Tilapia  farm  in  the  Chicoa  basin  of  Lake  Cahora  Bassa,  using  Nile  Tilapia   (Oreochromis  niloticus).       Lake  Cahora  Bassa  is  on  the  middle  Zambezi  River  in  Tete  Province  of  Mozambique  (15o  29’S  –  26o   00’S  x  30o  25’E  –  32o  44’E).  The  lake  was  created  in  1974  by  impounding  the  Zambezi  River  in  the   Cahora  Bassa  gorge.  The  lake  is  246  km  long  with  a  mean  width  of  10  km  and  an  estimated  shoreline   of  1,775  km.  The  surface  elevation  of  the  lake  is  314m  ASL  and  it  covers  a  surface  area  of  2,665  km   2 and  at  full  supply  level  holds  55.8km3  of  water.    The  lake  is  the  second  largest  man-­‐made  lake  along   the  Zambezi  River,  after  Lake  Kariba,  and  is  the  fourth  largest  reservoir  in  Africa  (Vostradovsky   1984).   The  lake  is  climatically  affected  by  three  seasons:  (1)  the  hot  rainy  season  from  November  to  April;   (2)  the  cool  and  dry  season  from  May  to  August  and  (3)  the  hot  and  dry  season  between  September   and  November.    The  lake  is  stratified  from  September  to  April.    Air  temperatures  range  from  a   minimum  of  14o  C  in  July  /  August  39o C  in  October  with  the  mean  annual  temperature  between  26o   C  and  27o  C  (Vostradovsky  1984).   The  farming  of  Nile  Tilapia  in  Cahora  Bassa  is  a  recent  initiative  and  was  pioneered  by  Mr.  Kurt   Heyns,  the  owner  of  Mozambezi  Aquaculture  and  Fisheries.  There  are  no  other  aquaculture   operators  on  the  lake.  On  the  other  hand,  Tilapia  cage  culture  on  Lake  Kariba  (upstream  from  Cahora   Bassa  on  the  Zambezi  river)  is  a  well  established  industry  (AfDB  2011)  and  production  currently   exceeds  10  000  tonnes  per  annum.    Several  other  Tilapia  farms  on  Lake  Kariba  are  in  various  stages   of  development.    Once  all  farms  are  in  operation  it  is  anticipated  that  total  tilapia  production  in  Lake   Kariba  will  exceed  40  000  tonnes  of  fish  per  annum.  Cahora  Bassa  undoubtedly  has  the  same   production  potential  as  Lake  Kariba.  It  is  further  worth  mentioning  that  the  projected  production   volumes  would  by  no  means  satisfy  the  fish  deficit  in  the  region,  which  is  currently  estimated  at   around  240,000  tonnes  per  annum.  Zambia  alone  has  a  current  estimated  shortfall  of  fish  in  excess   of  70,000  tonnes  per  annum.   In  its  mission  to  increase  the  market  for  copper  products  the  International  Copper  Association  has,   since  around  1970,  been  promoting  and  supporting  the  use  of  copper  alloys  in  aquaculture.  The   principal  advantage  of  using  copper  alloys  is  that  the  release  of  cupric  ions  prevents  the  settlement   of  invertebrate  organisms  on  the  material  and  hence  is  less  prone  to  biofouling  (Dwyer  and  Stillman   2009).  Copper  alloys  are  not  immune  to  microfouling  but  colonization  of  macrofouling  organisms  is   much  restricted  (Michel  et  al.  2011).  Biofouling  impedes  the  flow  of  clean,  oxygenated  water  to  the   fish  being  cultured  and  provides  a  growth  environment  for  parasites  and  pathogens  that  can  infect   fish.  The  removal,  cleaning,  and  disposal  of  biofouled  nets  requires  care  to  avoid  adverse  impacts.  
  • 5. Advance  Africa  Management  Services       Page  5  of  27     Typical  polymer  nets  can  become  biofouled  within  weeks.  Fish  farmers  must  therefore  change   polymer  nets  frequently,  clean  the  nets  in  situ,  or  use  antifouling  coatings  to  maintain  water  flow   (Dwyer  and  Stillman  2009).    If  any  of  these  mitigating  measures  is  not  applied  then  aperture   occlusion  (Figure  1a)  can  create  very  unfavourable  conditions  for  the  fish  with  catastrophic   consequences.  Hecht  et  al.  (2012)  clearly  showed  the  resistance  to  biofouling  of  various  copper   alloys  in  comparison  to  Nylon  and  HDPE  netting  in  Saldanha  Bay,  Pemba  in  Mozambique  and  in  the   Seychelles.  They  further  concluded  that  cage  farming  in  Saldanha  Bay  would  be  greatly  facilitated  by   copper  alloy  netting.       There  are  some  interesting  benefits  when  copper  alloy  is  used  to  avoid  fouling  compared  to   antifouling  coatings.  The  main  one  being  that  it  does  not  need  recoating  periodically  and  foregoes   the  time  and  effort  of  removal,  preparation,  reapplication,  and  disposal.  The  alloy  is  also  fully   recyclable  (Michelet  al.  2011).  Other  advantages  (Dwyer  and  Stillman  2009,  ICA  2010)  of  using   copper  alloy  in  fish  cage  culture  include;   • Improved  water  flow  through  cages,     • Improved  dissolved  oxygen  levels,  reduced  parasite  load,  reduced  infections,  lower  FCR,     • Reduces  net  fouling  that  serves  as  intermediate  habitat  for  parasites  and  disease  organisms   resulting  in  healthier  fish.   • Higher  yield  as  a  consequence  of    lower  mortality  (no  stressful  net  changes;  no  stress  from   predators)     • The  material  is  strong  and  predators  cannot  cause  damage  thereby  reducing  fish  losses  due   to  predation  and  rate  of  escape  of  fish  from  cages.     • Lower  maintenance:  no  net  changes;  no  net  cleaning   • Avoid  need  for  predator  net;  avoid  antibiotics   • Reduced  environmental  impact:  can  be  made  from  recycled  materials;  can  be  recycled  after   use;  no  nets  to  dispose  of.   • Potential  for  consumer  market  positioning  as  more  environmentally  appropriate  fish   production.     Despite  the  advantages  the  adoption  of  copper  alloy  netting  in  the  aquaculture  industry  has  been   slow.  However,  since  the  development  of  chain  link  woven  brass  the  use  of  copper  net  pen  cages  has   been  gaining  momentum.  The  chain  link  woven  material  is  flexible  and  highly  suitable  for  round  and   square  cages  (Figure  1b).  Currently,  chain  link  woven  brass  nets  are  used  in  cages  on  commercial  and   experimental  farms  in  Chile,  China,  Hawaii,  USA,  Tasmania,  Korea,  Japan  and  Scotland  for  various   species  including  seabass,  turbot,  yellowtail,  cobia,  trout  and  salmon,  amongst  others.    Several   different  alloys  have  been  developed  and  are  in  use  today.      
  • 6. Advance  Africa  Management  Services       Page  6  of  27       Figure  1.  (a)  Total  aperture  occlusion  by  seaweed  of  a  net  cage  in  Algoa  Bay,  South  Africa   (Photograph:  Gert  LeRoux.  (b)  Circular  fish  cage  with  copper  chain  link  woven  mesh,  Chile   (Photograph:  Langley  Gace).   Moreover,  unlike  copper  based  dispersive  antifouling  agents  very  little  copper  is  released  into  the   environment  from  the  copper  alloys  used  in  aquaculture.  After  immersion  in  seawater,  a  protective   oxide  layer  naturally  forms  on  the  metal  that  inhibits  corrosion,  giving  copper  alloy  mesh  materials  a   working  life  of  between  5  and  10  years,  depending  on  its  chemical  composition.  At  the  end  of  its   working  lifetime,  the  material  will  have  lost  only  a  fraction  of  its  initial  mass,  and  the  remaining   metal  can  be  completely  recycled  to  produce  new  net  material  (ICA  2010).   While  copper  alloy  nets  have  been  used  in  the  marine  environment  since  the  mid  1970s  there  is  no   record  of  using  them  in  freshwater.  Bio-­‐fouling  by  filamentous  algae  in  spring  and  summer  is  a   problem  for  cage  culture  in  mesotrophic  and  eutrophic  impoundments  in  the  sub-­‐topics  and  the   tropics  (pers.  observations).  Cahora  Bassa  is  no  exception.  Nutrient  loading  from  the  70  odd  rivers   that  feed  the  lake  is  seasonal,  occurring  from  November  through  to  April,  while  aerial  loading  and   nutrient  inflow  from  Lake  Kariba  is  of  a  perennial  nature.    Fouling  in  Lake  Cahora  Bassa  is  most   severe  in  the  first  2  to  3  meters  of  the  water  column,  where  after  it  is  less  severe  and  the  intensity  of   fouling  is  greater  in  spring  and  summer  than  in  autumn  and  winter  (K.Heyns,  pers.  comm.  2013).  The   fact  that  there  is  no  information  on  the  efficacy  of  copper  alloy  nets  in  freshwater  aquaculture  and   the  high  degree  of  biofouling  in  Cahora  Bassa  provided  the  motive  for  this  work.         Material  and  methods   All  the  juvenile  fish  for  the  experiments  were  provided  by  Mozambezi.    Spawning  and  monosex   fingerling  production,  using  methyltestosterone,  takes  place  in  well  managed  ponds  and  once  the   fish  reach  5-­‐6  g  they  are  transferred  to  nursery  cages  in  the  lake.  The  fish  are  reared  for  a  period  of   6-­‐8  months  and  are  then  harvested  at  around  450-­‐550g,  which  is  the  preferred  size  on  the  local   market.       Two  experiments  were  carried  out,  in  which  performance  parameters  of  fish  in  copper  alloy  cages   were  compared  to  polymer  net  cages  (Table  1).      
  • 7. Advance  Africa  Management  Services       Page  7  of  27       Two  types  of  small  mesh  polymer  nets  were  used,  viz.  soft  polyethylene  netting  and  a  rigid  HDPE   oyster  mesh  material  with  a  mesh  size  of  12mm  in  the  square.    Large  mesh  material  consisted  of   nylon,  polyethylene  and  HDPE  oyster  netting  with  a  mesh  size  of  18  mm  in  the  square.  The  small  and   large  mesh  copper  alloy  nets  had  mesh  sizes  of  9  x  15mm  and  15  x  20mm,  respectively  (Figure  2).     The  copper  and  the  HDPE  oyster  mesh  material  were  rigid  and  this  made  it  very  difficult  to  harvest   fish  in  comparison  to  the  polyethylene  and  nylon  cages.  Copalcor  (Pty)  Ltd.,  the  manufacturer  of  the   copper  alloy,  is  currently  exploring  chain  link  woven  material,  which  makes  harvesting  as  easy  as  in   soft  polymer  net  pens.       Table  1.  The  number  of  cages,  the  net  material,  mesh  size,  and  stocking  density.       Trial     Cages   Mesh  size   (mm2 )   Start  density   (Fish/cage)   1A   1x  Polyethylene   144   12  800     1x  HDPE   144   12  800     1x  Copper   135   12  800   1B   1x  HDPE   324   16  630     1x  Copper   300   16  630   2A   1x  HDPE   144   4  035     1x  Copper   135   4  035   2B   1x  Nylon   324   4  500     1x  Copper   300   4  500       All  the  cages  were  5  x  5  x  6m  deep  with  an  effective  volume  of  125m3  (Figure  3).  The  copper  alloy   nets  were  fitted  with  a  0.75m  skirt  made  of  8  mm  anchovy  netting  between  the  top  of  the  cage  and   the  water  surface.         Figure  2.  Two  mesh  sizes  of  rigid  copper  alloy  net  material.  The  woven  material  was  manufactured   by  Copalcor  (Pty)  Ltd.  in  Johannesburg.      
  • 8. Advance  Africa  Management  Services       Page  8  of  27         Figure  3.  The  5  x  5  x  6  m  cages  used  for  the  copper  alloy  trials  at  Mozambezi  in  Lake  Cahora  Bassa.       The  experimental  protocols  were  as  follows:    pH,  temperature  in  degrees  Celsius  and  dissolved   oxygen  (DO)  in  mg/L  were  measured  daily  at  09.00.  Every  second  month  a  sample  of  100-­‐200  fish   were  caught  from  the  cages  with  a  cast  net,    weighed  to  the  nearest  g  on  a  digital  balance  and   measured  to  the  nearest  mm  (total  length)  on  a  measuring  board,    where  after  they  were  returned   to  the  cages.  Specific  growth  rate  was  calculated  using  the  equation,       SGR  (%  body  wt.  Gain  /day)  =  (Logn  Final  fishwt.(g)  —  Logn  Initial  fishwt.(g))    x  100   Time  interval  (days)       On  average,  the  fish  were  fed  at  3%  body  weight  per  day.  The  daily  ration  was  adjusted  weekly   (based  on  calculated  fish  biomass).  The  quantity  of  feed  fed  per  day  was  recorded.  When  there  was   a  shortage  of  feed  then  the  daily  ration  in  each  cage  was  reduced  by  the  same  percent.  The  final   biomass  in  each  cage  was  calculated  by  multiplying  the  number  of  remaining  fish  in  the  cage  (initial   number  minus  mortalities)  by  the  mean  final  weight  of  the  fish.  Final  density  was  calculated  by   dividing  the  final  biomass  by  125  m3 ,  which  was  the  effective  volume  of  all  cages.  Biofouling  was   expressed  on  a  scale  of  1  to  4,  where  1  =  0  –  9%  aperture  occlusion,  2  =  10  –  49%,  3  =  50  –  74%  and  4   =  75  -­‐  100%  aperture  occlusion.       The  condition  factor  (K)  of  the  fish  was  calculated  using  the  equation  K  =  100(W/TLb ),  where   K=Fultons  condition  factor  (Ricker  1975),  W  =  weight  (g),  TL  =  total  length  (mm)  and  b  =  exponent  of   the  length  weight  relationship.  The  Condition  Factor  K  allows  for  a  quantitative  comparison  of  the   condition  of  fish  within  a  population  or  between  populations.    The  length  weight  relationship  of  the   fish  was  described  by  the  equation  W  (g)  =  0.00006  TL  (mm)3.2634  (Figure  4).          
  • 9. Advance  Africa  Management  Services       Page  9  of  27       Figure  4.    The  relationship  between  length  (mm)  and  weight  (g)  for  Oreochromis  niloticus  at   Mozambezi,  Mozambique  (n=1215).       The  cost  of  the  copper  alloy  material  did  not  allow  for  replication.  For  this  reason  we  ran  two   independent  trials.    In  all  instances  the  experiments  in  the  small  and  the  large  mesh  cages  could  not   be  started  simultaneously  because  of  a  lack  of  either  small  or  larger  fish.     Statistical  analysis   All  statistical  analyses  were  performed  using  StatSoft  Statistica  10  software.  Data  were  tested  for   normality  or  equality  of  variance  using  Lévene’s  test.    A  One  Way  Analysis  of  variance  (ANOVA)  was   used  to  test  for  differences  between  data  and  if  significant  differences  (p  <  0.05)  were  observed,   Tukey’s  HSD  post-­‐hoc  test  was  used  to  show  where  the  differences  occurred  (Zar,  2009).  Second  or   third  order  polynomial  equations  were  fitted  to  the  data  to  illustrate  trends  in  growth  and  or   biomass  gain.       Results     Trial  1A  (small  mesh)   The  small  mesh  cages  were  stocked  with  fish  on  15  May  2013  and  the  experiment  was  planned  to   continue  for  6  months,  until  15  November.  Due  to  a  misunderstanding  an  unknown  quantum  of  fish   was  harvested  from  the  cages  on  7  October  2013.    This  meant  that  the  mortality  and  biomass  data   with  which  to  adjust  the  daily  ration  from  then  onwards  could  no  longer  be  applied.  The  collection  of   these  data  was  therefore  stopped  and  the  analysis  for  the  performance  parameters  was  curtailed  to   the  period  15  May  to  17  September  2013.  The  remaining  fish  in  the  copper  and  polyethylene  cages   were  fed  to  satiation  on  a  daily  basis  and  their  growth  was  monitored  up  to  15  November  2013.  It   should  be  noted  that  there  was  a  significant  difference  between  the  initial  weight  of  the  fish  in  the   three  cages,  with  the  heaviest  fish  (11.2g)  in  the  rigid  oyster  mesh  cage  and  the  smallest  fish  in  the   copper  cage  (7.7g).  The  results  of  the  trial  are  summarised  in  Table  2.    Figures  5  and  6  show  the   growth  of  the  fish  in  weight  and  the  increase  in  biomass  during  the  experiment.  The  fish  length  data   show  that  the  fish  in  the  copper  cage  caught  up  with  the  fish  in  the  HDPE  cage  and  at  the  end  of  the   experiment  there  was  no  significant  difference  in  length  between  the  fish  in  the  copper  cage  and  the   HDPE  cage  and  between  the  HDPE  and  polyethylene  cage,  but  the  fish  in  both  the  HDPE  and  the  
  • 10. Advance  Africa  Management  Services       Page  10  of  27     copper  cage  were  significantly  larger  than  the  fish  in  the  polyethylene  cage.  However,  in  terms  of   weight  gain,  the  fish  in  the  copper  cage  had  gained  significantly  more  weight  than  those  in  the  HDPE   and  polyethylene  cages.  The  condition  as  well  as  the  specific  growth  rate  of  the  fish  was  also   significantly  better  in  the  copper  cage  than  in  the  two  other  cages.       The  mortality  rate  of  the  fish  in  the  three  cages  was  low  and  ranged  from  3.23  to  3.75%.    The  FCR  of   the  fish  in  all  three  cages  was  excellent  and  ranged  between  1.22  in  the  copper  cage  to  1.47  in  the   polyethylene  cage.         Table  2.  Experimental  results  for  Trial  1A.       Trial  1A   Trial  1A  extended   Begin  and  end  date   15  May  to  17  Sep  2013   to  15  Nov     Production  parameter   Poly   SM   HDPE   SM   Copper   SM   Poly   SM   Copper   SM   Initial  number  of  fish   12  800   12  800   12  800       Initial  length  (mm)   80   85   81       Final  length  (mm)   226   233     235   261   281   Length  increase  (mm)   146b   148ab   154a   182   200   Initial  weight  (g)   9.13c   11.15b   7.65a       Final  weight  (g)   241   270   289   391a   502b   Weight  gain  (g)   232b   259b   281a   381a   495b   Specific  growth  rate  (g/day)   2.58b   2.51b   2.88a       1 Biomass  gain  (Kg)   2  869     3  292     3  465       Difference  in  final  biomass   gain  compared  to  copper   cage       -­‐595   -­‐254         Mortality  (%)   3.25   3.75     3.23         2 FCR   1.47   1.3   1.22       3 Condition  factor   0.89b   0.91b   0.95a   2.59a   3.24b   Initial  density  (kg/m3 )   0.94   0.94   0.94       Final  density  (kg/m3 )   25   27   29       Different  superscripts  indicate  statistical  differences  at  P<0.05.   1 Biomass  gain  =  Final  biomass  -­‐  Initial  biomass     2 FCR  =  Dry  food  fed  /  Biomass  gain   3 Condition  factor  =  100*(Final  mean  weight/  Final  mean  length   b ),  where  b  is  the  exponent  of  the  length   weight  relationship.   The  significant  difference  in  weight  gain  translated  into  the  greater  biomass  in  the  copper  cage  at   the  end  of  the  experiment.  The  results  also  show  very  clearly  that  the  early  advantage  in  weight  of   the  fish  in  the  HDPE  cage  was  overcome  within  a  period  of  2  months.         After  4  months  the  final  biomass  in  the  copper  cage  exceeded  the  biomass  in  the  HDPE  and   polyethylene  cages  by  254  and  595  kg,  respectively.  This  is  highly  significant  from  a  farming   perspective.      
  • 11. Advance  Africa  Management  Services       Page  11  of  27       Figure  5.    Growth  of  Nile  Tilapia  in  small  mesh    copper,  hard  HDPE  oyster  mesh  and  soft  polyethylene   cages  at  Mozambezi,  Lake  Cahora  Bassa  from  15  May  to  17  September  2013.         Figure  6.  Biomass  increase  of  Nile  Tilapia  in  small  mesh  copper,  rigid  HDPE  oyster  mesh  and  soft   polyethylene  cages  at  Mozambezi,  Lake  Cahora  Bassa  from  15  May  to  17  September  2013.       The  growth  of  the  fish  in  the  polyethylene  and  copper  cages  for  the  6  month  period  from  mid  May  to   mid  November  is  shown  in  Table  2  and  illustrated  in  Figure  7.  By  mid  November  the  fish  in  the   copper  cage  were,  on  average  111g  heavier  than  those  in  the  polyethylene  cage.    
  • 12. Advance  Africa  Management  Services       Page  12  of  27       Figure  7.    Growth  of  Nile  Tilapia  in  small  mesh  copper,  HDPE  oyster  mesh  and  soft  polyethylene  net   cages  at  Mozambezi,  Lake  Cahora  Bassa  from  15  May  to  17  November  2013.       The  reason  for  the  slower  growth  rate  and  smaller  final  weight  of  fish  in  the  polyethylene  cage  was   most  likely  caused  by  aperture  occlusion  of  the  net,  resulting  in  a  reduction  of  water  flow  through   the  cage  and  hence  lower  oxygen  levels.  After  4  months  in  the  water  from  mid  May  to  mid   September  the  apertures  were  already  almost  completely  clogged  (Figure  8)  and  this  would  have   prevented  adequate  water  exchange  in  the  upper  2.5  metres.             Figure  8.  Percent  aperture  occlusion  in  small  mesh  polyethylene  (Stage  4)  and  copper  cages  (Stage  1)   after  4  weeks  (Trial  1A).     The  ambient  environmental  conditions  in  the  lake  and  in  the  cages  during  Trial  1A  are  illustrated  in   Figures  8,  9  and  10.  There  were  no  significant  differences  in  the  pH  levels  within  the  various  cages   and  between  any  of  the  cages  and  the  lake.    However  it  was  of  interest  to  note  that  the  pH  level  in   the  lake  was  always,  except  for  a  single  occasion,  higher  than  in  the  cages.  This  is  caused  by   respiratory  CO2  excretion  by  the  fish  which  results  in  a  decrease  in  pH.  Dissolved  oxygen  was  always   highest  in  the  lake  but  not  significantly  different  to  the  DO  levels  in  the  cages  (P=0.55).  Water  
  • 13. Advance  Africa  Management  Services       Page  13  of  27     temperature  declined  from  24.7o C  in  May  to  22o C  in  July  and  then  started  rising  again  at  the  onset  of   spring  in  September.  The  lowest  temperature  of  22o C  is  the  norm  for  the  lake  in  July  and  August.     Figure  8.  pH  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  15  May  to  10  September  2013.     Figure  9.  Dissolved  oxygen  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  15  May  to  10   September  2013.       Figure  10.  Water  temperature  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  15  May  to  10  September   2013.  
  • 14. Advance  Africa  Management  Services       Page  14  of  27       Trial  1B  (large  mesh)   Trial  1B,  using  the  larger  mesh  copper  and  rigid  HDPE  nets  (see  Table  1),  started  on  9  July.  As  for  Trial   1A  an  unknown  quantity  of  fish  was  mistakenly  harvested  from  each  cage  in  early  October.  The  same   remedial  procedure  was  followed  as  in  Trial  1A  and  length  and  weight  data  were  obtained  in  mid   October  and  at  the  end  of  the  planned  6  month  experimental  period  on  17  November  2014.    The   results  of  the  trial  are  summarised  in  Table  3.  Figure  10  shows  the  growth  rate  of  the  fish  in  the   copper  and  HDPE  cages  from  mid  May  to  mid  November  and  Figure  11  shows  the  increase  in  fish   biomass  in  the  cages  from  mid  May  to  mid  September.     Table  3.  Experimental  results  for  Trial  1B.       Trial  1B   Trial  1B  extended     Begin  and  end  date   9  Jul  to  15  Sep   2013   to  17  Nov  2013     Production  parameter   HDPE   LM   Copper   LM   HDPE  LM   Copper   LM   Initial  number  of  fish   16  630   16  630   -­‐   -­‐   Initial  length  (mm)   154   153   -­‐   -­‐   Final  length  (mm)   226     238     267     282     Length  increase  (mm)   72a   85b   113c   129d   Initial  weight  (g)   82   82   -­‐   -­‐   Final  weight  (g)   250   302   427   516   Weight  gain   168a   220b   345c   435d   Specific  growth  rate  (g/day)   -­‐   -­‐   1.23a   1.40b   1 Biomass  gain  (Kg)   2  745   3  619   -­‐   -­‐   Difference  in  final  biomass  gain   (kg)  compared  to  copper  cage     -­‐874     -­‐   -­‐   Mortality  (%)   1.12   0.78   -­‐   -­‐   2 FCR   1.11     1.08     -­‐   -­‐   3 Final  Condition  factor   0.93  a   0.94  a   2.77  b   3.32  b   Initial  density  (kg/m3 )   12.1   12.1   -­‐   -­‐   Final  density  (kg/m3 )   33   40   -­‐   -­‐   Different  superscripts  indicate  statistical  differences  at  P<0.05.   1 Biomass  gain  =  Final  biomass  -­‐  Initial  biomass     2 FCR  =  Dry  food  fed  /  Biomass  gain   3 Condition  factor  =  100*(Final  mean  weight/  Final  mean  length   b ),  where  b  is  the  exponent  of  the  length   weight  relationship.   The  data  show  that  the  increase  in  length  of  the  fish  in  the  copper  cage  was  significantly  greater   than  for  those  in  the  HDPE  cage  by  15  September  and  at  the  end  of  the  experiment.  The  same   pattern  was  evident  for  the  gain  in  weight.  The  growth  of  the  fish  during  the  period  9  July  through  to   17  November  is  shown  in  Figure  9.  The  higher  length  and  weight  gains  are  a  reflection  of  the   significantly  higher  specific  growth  rate  of  the  fish  in  the  copper  cage.  There  was  no  significant   difference  in  the  condition  of  the  fish  in  the  two  cages  in  September  as  well  as  in  November.   Mortality  in  the  HDPE  cage  (1.12%)  was  slightly  higher  than  in  the  copper  cage  (0.78%).  The  FCRs  in   both  cages  was  nearly  the  same.    
  • 15. Advance  Africa  Management  Services       Page  15  of  27     The  50g  difference  in  the  mean  final  weight  of  the  fish  on  15  September,  which  is  reflected  by  the   significantly  higher  SGR,  resulted  in  874  kg’s  more  biomass  in  the  copper  cage  after  the  2.5  month   growth  period  from  9  July  to  17  September  2013  (Figure  10).           Figure  9.  Growth  of  Nile  Tilapia  in  large  mesh  copper  and  HDPE  oyster  mesh  cages  at  Mozambezi,   Lake  Cahora  Bassa  from  15  May  to  17  November  2013.       Figure  10.    Biomass  increase  of  Nile  Tilapia  in  copper  and  HDPE  oyster  mesh  large  mesh  cages  at   Mozambezi,  Lake  Cahora  Bassa  from  14  July  to  15  September  2013.     The  environmental  conditions  in  the  cages  and  the  lake  (Figures  11,  12  and  13)  provided   corroborating  evidence  for  the  improved  growth,  FCR  and  condition  of  the  fish  in  the  copper  cage  in   comparison  to  those  in  the  HDPE  cage.  While  there  was  no  significant  difference  in  DO  levels   between  the  lake  and  the  copper  cage,  these  values  were  significantly  higher  than  DO  levels  in  the   HDPE  cage  (p<0.004).    The  significantly  lower  DO  levels  in  the  HDPE  cage  suggests  a  much  lower   water  exchange  rate.  This  supposition  is  supported  by  the  high  level  of  biofouling  on  the  rigid  HDPE   material  shown  in  Figure  14  in  comparison  to  the  copper  mesh.  The  lower  water  exchange  rate  is   also  the  reason  for  the  significantly  lower  pH  in  the  HDPE  cage  in  comparison  to  the  copper  cage  and   the  lake,  between    which  the  difference  was  not  significantly  different.    The  temperature  during  this   trial  was  just  above  22o C.  
  • 16. Advance  Africa  Management  Services       Page  16  of  27                   Figure  11.  pH  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  9  July  to  15  September  2013.           Figure  12.  Dissolved  oxygen  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  9  July  to  15  September  2013.                          
  • 17. Advance  Africa  Management  Services       Page  17  of  27                 Figure  13.  Water  temperature  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  9  July  to  15  September   2013.                 Figure  14.    Biofouling  on  strips  of  large  mesh  rigid  HDPE  oyster  (left),  copper  (centre)  and   polyethylene  (right)  netting  suspended  in  the  water  column  from  9  July  to  16  September  2013.   Aperture  occlusion  on  the  HDPE  and  the  polyethylene  material  was  Stage  4,  while  occlusion  on  the   copper  material  was  Stage  1.              
  • 18. Advance  Africa  Management  Services       Page  18  of  27     Trial  2A  (small  mesh)   Trial  2A  began  on  15  April  and  was  terminated  on  17  August  2014.  Table  1  shows  the  specifications   of  the  two  cages.  The  results  of  the  trial  are  summarised  in  Table  4.  Figure  15  shows  the  growth  rate   of  the  fish  in  the  copper  and  HDPE  cages  from  mid  April  to  mid  August  and  Figure  16  shows  the   increase  in  fish  biomass  in  the  cages  for  the  same  time  period.     The  data  show  that  the  increase  in  length  and  weight  gain  in  the  copper  cage  was  both  significantly   higher  than  in  the  polyethylene  cage.  The  higher  length  and  weight  gains  are  reflected  by  the   significantly  higher  specific  growth  rate  of  the  fish  in  the  copper  cage.  There  was  no  significant   difference  in  the  condition  of  the  fish  in  the  two  cages  at  the  end  of  the  experiment.    Mortality  was   negligible,  at  an  average  of  around  2.5%  over  the  4  month  experimental  period.  The  FCR  in  both   cages  was  almost  the  same.       Table  4.  Experimental  results  for  Trial  2A.     Trial  2a   Begin  and  end  date   15  Apr  to  17  Aug  2014   Production  parameter   HDPE  SM   Copper  SM   Initial  number  of  fish   4  035   4  035   Initial  length  (mm)   115   115   Final  length  (mm)   200   215   Length  increase  (mm)   85a   100b   Initial  weight  (g)   34   34   Final  weight  (g)   157   201   Weight  gain  (g)   123a   167b   Specific  growth  rate  (g/day)   1.89a   2.35b   1 Biomass  gain  (kg)   481   655   Difference  in  final  biomass   gain  (kg)  compared  to  copper  cage     -­‐174     Mortality  (%)   2.31   2.66   2 FCR   1.45   1.43   3 Condition  factor   0.89a   0.9a   Initial  density  (kg/m3 )   1.1   1.1   Final  density  (kg/m3 )   5   6   Different  superscripts  indicate  statistical  differences  at  P<0.05.   1 Biomass  gain  =  Final  biomass  -­‐  Initial  biomass     2 FCR  =  Dry  food  fed  /  Biomass  gain   3 Condition  factor  =  100*(Final  mean  weight/  Final  mean  length   b ),  where  b  is  the  exponent  of  the  length   weight  relationship.          
  • 19. Advance  Africa  Management  Services       Page  19  of  27         Figure  15.  Growth  of  Nile  Tilapia  in  small  mesh  copper  and  HDPE  cages  at  Mozambezi,  Lake  Cahora   Bassa  from  15  April  to  17  August  2014.         Figure  16.    Biomass  increase  of  Nile  Tilapia  in  small  mesh  copper  and  HDPE  cages  at  Mozambezi,   Lake  Cahora  Bassa  from  15  April  to  17  August  2014.       The  dissolved  oxygen  levels  and  the  pH  in  the  cages  and  the  lake  showed  similar  patterns  (Figures  17   and  18)  as  observed  in  Trials  1A  and  1B.  Both  pH  and  DO  were  highest  in  the  lake  and  lowest  in  the   polymer  mesh  cages.  This  persistent  pattern  adds  weight  to  the  argument  that  the  lower  pH  and  DO   levels  are  a  consequence  of  restricted  water  flow  through  the  cages  caused  by  aperture  occlusion  as   a  consequence  of  the  growth  of  filamentous  algae  on  the  polymer  nets.    The  temperature  (Figure   19)  during  the  experiment  declined  from  26.4o C  in  April  to  around  22o C  in  August.    
  • 20. Advance  Africa  Management  Services       Page  20  of  27       Figure  17.  pH  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  April  to  August  2014.       Figure  18.  Dissolved  oxygen  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  April  to  August  2014.       Figure  19.  Temperature  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  April  to  August  2014.        
  • 21. Advance  Africa  Management  Services       Page  21  of  27     Trial  2B(  large  mesh)   Trial  2B  began  on  15  February  and  was  terminated  on  15  August  2014  (6  months).  The  specifications   of  the  cages  are  provided  in  Table  1.  The  results  of  the  trial  are  summarised  in  Table  5.  Figure  20   shows  the  growth  rate  of  the  fish  in  the  copper  and  nylon  cages  from  mid  April  to  mid  August  and   Figure  21  shows  the  increase  in  fish  biomass  in  the  cages  for  the  same  time  period.     The  data  show  that  the  increase  in  length  and  weight  gain  in  the  copper  cage  was  significantly  higher   than  in  the  nylon  cage.  The  higher  length  and  weight  gains  are  a  reflection  of  the  significantly  higher   specific  growth  rate  of  the  fish  in  the  copper  cage.  There  was  no  significant  difference  in  the   condition  of  the  fish  in  the  two  cages  at  the  end  of  the  experiment.    Mortality  was  slightly  higher   than  during  the  other  trials  at  around  4%  over  the  6  month  experimental  period.    The  FCR  in  both   cages  was  almost  identical  at  1:2.8.         Table  5.  Experimental  results  for  Trial  2B.     Trial  2B                                                              Begin  and  end  date                                        15  Feb  to  16  Aug   Production    parameter   HDPE  SM     Copper  SM     Initial  number  of  fish   4  500   4  500   Initial  length  (mm)   152   152   Final  length  (mm)   246   255   Length  increase  (mm)   94a   103b   Initial  weight  (g)   61   61   Final  weight  (g)   323   365   Weight  gain  (g)   262a   304b   Specific  growth  rate  (g/day)   1.15a   1.25b   1 Biomass  gain  (kg)   1124   1297   Difference  in  final  biomass   gain  (kg)  compared  to  copper  cage         -­‐173     Mortality  (%)   3.82   4.27   2 FCR   2.82   2.8   3 Condition  factor   0.92a   0.92a   Initial  density  (kg/m3 )   2.2   2.2   Final  density  (kg/m3 )   11   13   Different  superscripts  indicate  statistical  differences  at  P<0.05.   1 Biomass  gain  =  Final  biomass  -­‐  Initial  biomass     2 FCR  =  Dry  food  fed  /  Biomass  gain   3 Condition  factor  =  100*(Final  mean  weight/  Final  mean  length   b ),  where  b  is  the  exponent  of  the  length   weight  relationship.        
  • 22. Advance  Africa  Management  Services       Page  22  of  27       Figure  20.  Growth  of  Nile  Tilapia  in  large  mesh  copper  and  nylon  cages  at  Mozambezi,  Lake  Cahora   Bassa  from  15  February  to  16  August  2014.       Figure  21.    Biomass  increase  of  Nile  Tilapia  in  large  mesh  copper  and  nylon  cages  at  Mozambezi,  Lake   Cahora  Bassa  from  15  February    to  16  August  2014.       Figures  22  to  24  show  ph,  DO  and  temperature  date  for  the  duration  of  the  experiment.  During  the   experiment  the  temperature  decreased  from  a  summer  maximum  of  around  28.7o C  to  the  average   winter  temperature  of  22o C.  Once  again,  the  pH  and  DO  levels  were  highest  in  the  lake  followed  by   the  copper  and  then  the  nylon  cage.    The  DO  level  in  the  nylon  cage  was  significantly  lower  than  in   the  lake  and  the  copper  cage  (P>0.038)  and  there  was  no  significant  difference  in  the  DO  levels  in   the  lake  and  the  water  in  the  copper  cage.  This  confirms  the  supposition  made  earlier  that  there   would  have  been  a  greater  water  exchange  through  the  copper  cage  than  through  the  nylon  cage,   which  manifests  in  the  better  performance  of  the  fish  in  the  copper  cages.        
  • 23. Advance  Africa  Management  Services       Page  23  of  27       Figure  22.  Dissolved  oxygen  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  February  to  August   2014.       Figure  23.  pH  levels  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  February  to  August  2014.       Figure  24.  Temperature  in  the  cages  and  the  lake  during  the  period  February    to  August  2014.  
  • 24. Advance  Africa  Management  Services       Page  24  of  27     Discussion  and  conclusion     Farm  conditions  sometimes  do  not  allow  for  experimental  rigidity  and  hence  some  measure  of   flexibility  was  required.  Feed  shortage  was  compensated  for  by  reducing  the  rate  at  which  the  fish   were  fed.  For  this  reason  it  is  not  possible  to  put  much  weight  on  the  FCR  data.  It  was  also  not   possible  to  start  the  trial  in  the  small  and  large  mesh  cages  at  the  same  time.  Starting  dates  were   dependent  on  the  availability  of  suitable  sized  fish  for  either  the  small  or  the  large  mesh  nets.   Moreover,  as  mentioned  earlier  it  was  not  possible  to  run  replicates  because  of  the  high  cost  of  the   copper  alloy  material.  Never  the  less,  and  fully  recognising  the  statistical  pitfalls  of  drawing   conclusions  on    non-­‐replicated  trials,  the  fish  in  the  copper  cages  in  all  instances  outperformed  the   fish  in  all  the  other  cages  by  significant  margins.       In  all  the  trials  the  SGR  of  the  fish  in  the  copper  cages  was  significantly  greater  than  in  any  of  the   polymer  cages.  Depending  on  initial  size  and  temperature  the  SGR  in  the  copper  cages  exceeded  the   specific  growth  rate  in  the  polymer  cages  by  an  average  of  12.6%  per  day  (range  8  –  19.6%  per  day).   From  a  farming  perspective  this  translates  into  a  much  higher  final  biomass  of  harvestable  fish.  On   average,  yield  in  the  copper  cages  exceeded  that  in  the  polymer  cages  by  22.4  %  (range  8  –  36%  or   between  173  and  874  kg’s).     The  only  experiment  that  ran  during  a  period  of  increasing  temperatures  from  July  (22o C)  through  to   November  (28o C)  was  Trial  1B.    By  using  the  mid-­‐November  final  weights  of  the  fish  in  Trial  1B  and   assuming  that  the  mortality  rates  would  have  remained  the  same  as  those  recorded  in  the  first  half   of  the  trail,  it  was  possible  to  calculate  the  theoretical  yield  (biomass  gain)  in  each  cage.  The   difference  in  yield  between  the  copper  and  the  HDPE  cage  in  Trial  1B  would  have  been  1.4  tonnes.     Expressed  as  a  percent  this  means  that  the  copper  cages  outperformed  the  polymer  cages  by  29.4%.   This  number  falls  well  within  the  range  of  greater  percent  yields  in  the  copper  cages  (see  above).     However,  depending  on  the  rate  of  fouling  all  polymer  nets  had  to  be  cleaned  with  a  broom  at   regular  intervals.  This  was  not  necessary  for  the  copper  alloy  material.    In  general,  as  soon  as  the   young  fish  (5  g  onwards)  are  put  into  cages  in  the  lake  they  grow  much  better  than  in  the  nursery   ponds.  It  is  mainly  for  this  reason  that  small  mesh  polymer  net  pens  are  used.    However,  depending   on  the  rate  of  fouling  the  small  mesh  as  well  as  the  larger  mesh  net  pens  had  to  be  cleaned  with  a   broom  at  regular  intervals.  This  practise  is  possible  at  this  stage  of  the  farms  development.  As  the   farm  expands  it  would  be  very  difficult  to  keep  pace  with  having  to  provide  optimal  growing   conditions  for  the  fish  by  cleaning  or  replacing  the  nets.       As  in  Lake  Kariba  it  would  not  be  possible  to  farm  fish  in  cages  on  a  large  scale  in  Cahora  Bassa   without  the  use  of  anti-­‐predator  nets  (Figure  25).  Predators  here,  as  in  Kariba,  include  birds   particularly  cormorants,  tiger  fish  (Hyrdocynus  vittatus)  (Figure  26)  and  Nile  crocodiles.  Predator  nets   would  also  be  subject  to  bio-­‐fouling  and  would  also  have  to  be  removed  and  cleaned  at  certain   intervals.  On  the  other  hand,  copper  alloy  netting  precludes  the  need  for  predator  nets.      
  • 25. Advance  Africa  Management  Services       Page  25  of  27         Figure  25  (left)  and  26  (right).  Crocodile  attack  on  Tilapia  net  pen  at  Mozambezi,  Cahora  Bassa  and     Norm  with  Tiger  fish  (Hydrocynus  vittatus).     The  benefits  of  using  copper  alloy  mesh  cages  in  a  sub  tropical  fresh  water  lake  and  the  advantages   over  polymer  nets  can  be  summed  up  as  follows:   • Bio-­‐fouling  is  negligible,  resulting  in  improved  water  exchange  and  better  conditions  for  fish   growth.   • Higher  growth  rate  of  fish   • Fish  are  in  a  better  condition  (greater  weight  for  a  given  length)   • Higher  yields   • Protection  against  predators   • Lower  maintenance  requirements  (no  need  to  clean  or  replace  nets)   • Reduced  labour  requirement     References   AfDB  Group.  2011.  Lake  Harvest  Aquaculture  Expansion  Project.  African  Development  Bank  Group.     13p.   Dwyer,  R.  L.  and  Stillman,  H.  2009.  Environmental  Performance  of  Copper  Alloy  Mesh  in  Marine  Fish   Farming:    The  Case  for  Using  Solid  Copper  Alloy  Mesh.  International  Copper  Association.  18pp.   Hecht,  T.,  Daniel,  S.  and    Formanek,  F.  2012.  A  comparative  assessment  of  bio-­‐fouling  on  copper   alloy  chain  link  mesh,  nylon  and  polyethylene  netting:  A  contribution  to  the  development  of  cage   aquaculture  in  southern  Africa  and  Western  Indian  Ocean  Region.  Advance  Africa  Report  to  CDA   Africa.  52p.   ICA,  H.  2010.  Copper  alloys  for  marine  aquaculture.  International  Copper  Association.  2pp.  
  • 26. Advance  Africa  Management  Services       Page  26  of  27      Michel,  J.H.,  Mitchels,  H.T.  and  Powel,  C.A.  2011.  An  Assessment  of  the  Biofouling  Resistance  and   Copper  Release  Rate  of  90-­‐10  Copper-­‐Nickel  Alloy.  Paper  11352,  NACE  International  Corrosion   Conference  and  Expo.  2011.   Ricker,    W.E.  1975. Computation  and  interpretation  of  biological  statistics  of  fish  populations.  Bull.   Fish.  Res.  Bd    Can.  191:  1-­‐382.   Vostradovsky,  J.  (1984).  Fishery  investigation  on  Cahora  Bassa  Reservoir  (March    1983  –  May  1984).   A  report  prepared  for  the  research  and  development  of  inland  fisheries  project.  FAO,  Rome;   FAO/GCP/066/SWE;  Field  Document  11.   Zar,  J.H.  2009.  Biostatitical  Analysis  5th  Ed.  Pearson.  960p.     Acknowledgements   The  study  was  funded  by  Copalcor  (Pty  Ltd)  and  Mozambezi  Fisheries  and  Aquaculture,  through  the   Copper  Development  Association  Africa.  On  a  personal  basis  we  should  like  to  thank  the  owner  of   Mozambesi,  Mr  Kurt  Heyns  and  his  very  able  team  on  the  shores  of  Lake  Cahora  Bassa  for  their   assistance  and  hospitality  to  bring  it  all  together,  Messrs  Gordon  Grant  and    Derick  Coetzee,   Managing  Director  and  Sales  &  Marketing  Director  of  Copalcor  (Pty)  Ltd.,  respectively  for  their   wisdom  in  seeing  the  potential  of  their  alloy,  Rudolf  Kruger,  the  Quality  Assurance  Manager  at   Copalcor  for  his  scientific  and  technical  assistance    and  finally  Evert  Swanepoel,  the  Director  of  the   Copper  Development  Association  Africa  for  his  encouragement  and  support.                            
  • 27. Advance  Africa  Management  Services       Page  27  of  27       Kurt  Heyns  (owner  of  Mozambezi),  Margie  Paterson  (Hatchery  /  Nursery  Manager)  and  the  cage   farming  team.