Nr. 25/2014 vom 19.06.2014

Vom Kuscheleffekt im Wassertank

Ein geschlossener Kreislauf von Fischzucht und Gemüsebau: Kann das überhaupt nachhaltig funktionieren?

Von Antje Stiebitz

«Tomatenfische» im Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin: Mit dem Kot dieser Buntbarsche lassen sich hervorragend Tomaten düngen. Foto: FONA

Zwölf Wassertanks und eine ganze Reihe Tomatenpflanzen in Wannen füllen zurzeit das Gewächshaus im Garten des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin. In den kreisrunden Tanks schwimmen Tilapien, afrikanische Buntbarsche. Es ist warm. Tomaten und Fische mögen Temperaturen um die 26 Grad Celsius. Hier, direkt am Ufer des Müggelsees, züchtet ein Team von WissenschaftlerInnen den sogenannten Tomatenfisch. Das Projekt verquickt die Zucht von Fisch und Gemüse unter einem Gewächshausdach und perfektioniert auf diese Weise die gewöhnliche Aquakultur.

Das Futter macht einen Unterschied

JedeR von uns verzehrt im Schnitt 16,4 Kilogramm Fisch im Jahr, Tendenz steigend. Gleichzeitig leidet die Fischerei an überfischten Meeren, die der Erholung bedürfen. Deshalb boomt die Fischzucht in Tanks, Becken und Netzkäfigen, mit jährlichen Wachstumsraten zwischen fünf und acht Prozent. Jeder zweite Fisch auf unserem Teller ist inzwischen in einer Aquakultur aufgewachsen. Mit zahlreichen negativen Folgen: So wird etwa bei der Aufzucht von Lachsen doppelt so viel Fisch verfüttert, wie am Ende herauskommt. Oder die ungefilterten Ausscheidungen der Fische verunreinigen saubere Gewässer. Dennoch kann die Aquakultur ökologisch sinnvoll sein.

Davon ist zumindest der Biologe und Leiter des Tomatenfischprojekts, Werner Kloas, überzeugt. Im lichten Gewächshaus verbindet das ForscherInnenteam die Fischzucht mit der Pflanzenhaltung in wässriger Nährlösung, der Hydroponik. Fischkreislauf und Pflanzenkreislauf ergeben gemeinsam das grössere sogenannte Aquaponiksystem.

In der feuchtwarmen Luft liegt das Surren und Brummen elektrischer Geräte. Sie halten das Aquaponiksystem in Gang, gespeist aus der Solaranlage auf dem Dach des Nebengebäudes. «Wir wollen keine Primärenergie nutzen», sagt Kloas. Ein Hydroponiksystem sollte, um möglichst ökologisch zu funktionieren, die Abwärme anderer Energieanlagen nutzen. Ob es sich dabei um die Sonne, Kraftwerke oder eine Biogasanlage handelt, sei egal.

Das ForscherInnenteam hat den Buntbarsch ausgewählt, weil der Süsswasserfisch ein Allesfresser ist. «Tilapien brauchen kein Fischmehl, das macht sie zu einem recht nachhaltigen Fisch», freut sich Kloas, «denn Fischmehl ist ein teures und wenig bioökonomisches Gut.» Für die laufende Studie verwendet das Team zwar noch standardisiertes kommerzielles Tilapienfutter mit einem Fischmehlanteil von 32 Prozent. Fliegenmadenmehl hat sich in einem früheren Versuch aber bereits als erfolgreiche Futteralternative erwiesen.

In den schwarzen Tanks sind die Barsche kaum zu sehen. Sie schwimmen gern im Düsteren. Für ihr Wachstum ist nicht nur das Futter entscheidend, sondern auch ihr Wohlbefinden. Erfahrungen zeigen, dass nicht zu viele Barsche im Tank schwimmen dürfen, aber auch nicht zu wenige. Berechnet wird das von den WissenschaftlerInnen anhand der Menge Fisch pro Kubikmeter Wasser. Sind das etwa hundert Kilogramm, dann wird es eng. Die Barsche sind gestresst, der Pegel des Stresshormons Cortisol steigt an – was man sogar im Wasser messen kann. Also entschieden sich die Müggelsee-ForscherInnen für eine Anzahl von Fischen, die zusammen fünfzig bis achtzig Kilo auf die Waage bringen. «Bei dieser Dichte setzt der Kuscheleffekt des Schwarms ein. Dann schwimmen alle brav zusammen, ohne Keilerei.»

600 Kilogramm Fisch in acht Monaten

Das Abwasser der Fischtanks fliesst durch Rinnen in einen Grobfilter, der Kot und Futterreste ausfiltert. Dieses vorgeklärte Wasser wird in einen Biofilter gepumpt. Dort verwandeln Bakterien das giftige Ammonium, das die Fische über ihre Kiemen ausscheiden, in Nitrit und Nitrat. «Das abgelassene Wasser ist quasi Flüssigdünger», sagt Kloas, «da liegt es auf der Hand, mit dem Fischkot die Tomaten zu düngen. Die Fische versorgen die Pflanzen mit Nitrat und Phosphat. Diese Stoffe müssten wir sonst künstlich zuführen.»

Einzig ein drei Franken teures Einwegventil verbindet die Fischzucht mit der Hydroponik. Aus dem Fischkreislauf fliesst das Wasser durchs geöffnete Ventil und wässert die Tomaten. Eine Kühlfalle gewinnt das Verdunstungswasser aus dem Pflanzenkreislauf zurück. Langsam tröpfelt das Wasser in einen grünen Eimer und gelangt – mit Zwischenstopp in einem Speicher – zurück in die Fischtanks. Der Wasserkreislauf schliesst sich. Nur drei Prozent Frischwasser speisen die ForscherInnen dem System täglich ein. Herkömmliche Anlagen verbrauchen ein Vielfaches. «Verglichen mit Durchflusssystemen sind solche Wasserkreisläufe sehr wassersparend», so Kloas. «Allerdings sind die Investitionskosten relativ hoch.»

Die Kosten der Forschungsanlage lagen bei rund 733  000  Franken. Doch immerhin konnten die WissenschaftlerInnen nach sieben bis acht Monaten bereits 600 Kilogramm Tilapien ernten, die bei den 250 MitarbeiterInnen heiss begehrt waren. Einige kamen gleich mit der Plastikbadewanne, um sich die Beute zu sichern. Bei den Tomaten waren nach zehn bis elf Monaten tausend Kilogramm reif geworden.

Die Do-it-yourself-Anlage

Das ist offenbar einträglich genug, damit sich die EU bis Mitte 2015 mit sechs Millionen Euro an vier Demonstrationsanlagen beteiligt. Eine davon wird an der Müritz in Mecklenburg-Vorpommern stehen, eine in Belgien, eine in China und eine im spanischen Murcia. Kloas hofft, dass die Anlage im ariden (trockenen) Murcia ein Startpunkt für Aquaponik in Dürregebieten sein könnte. «Unser System hat das Potenzial, sowohl im grossen als auch im kleinen Stil angewandt zu werden», sagt er und verweist auf eine Mini-Aquaponikanlage im Garten, die sein Team für 1200 Franken selbst zusammengebastelt hat. Ein solches Do-it-yourself-Modell sei insbesondere für die Entwicklungshilfe geeignet und liefere immerhin 100 Kilogramm Barsch und 250 Kilogramm Tomaten.

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