Ob Lachs, Forelle oder Muscheln: Fisch und Meerestiere gelten als gesunde Kost und werden immer beliebter. Um die wachsende Nachfrage zu bedienen, werden viele Fischarten heutzutage in Aquakulturanlagen gezüchtet. Doch auch Fisch aus Aquakultur ist nicht immer nachhaltig und umweltgerecht, weil Nahrungsreste, Fischkot und Antibiotika in Flüsse und Meere gelangen können. Am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) sind Forschende daher auf der Suche nach Futtermitteln, die Aquakultur und Aquaponik nachhaltiger machen.

Die Arbeit der Forschenden zielt darauf ab, die Ernährung der Fische in der Aufzucht zu optimieren und damit gleichzeitig die Umwelt zu schonen. „Wenn wir darüber nachdenken, wie wir die menschliche Ernährung nachhaltiger gestalten wollen, müssen wir auch bei der Fütterung unserer Nutztiere ansetzen“, sagt Werner Kloas, der am IGB die Aquakulturforschung leitet.

Die richtige Ernährung ist demnach nicht nur für die Gesundheit des Menschen wichtig. Auch bei der Fischzucht ist entscheidend, wie das Futter zusammengesetzt ist, da es maßgeblich die Gesundheit, das Wachstum und die Fortpflanzung der Tiere beeinflusst. Doch die Zusammensetzung von Fischfutter ist je nach Haltungsform unterschiedlich. Mit Blick auf Aquakulturen in offenen Gewässern ist es wichtig, dass so wenige Nährstoffe wie möglich von den Fischen ausgeschieden werden, um eine Überdüngung der Gewässer zu vermeiden. In aquaponischen Systemen, in denen Fisch- und Pflanzenzucht kombiniert werden, sind hingegen Nährstoffe wie Nitrat, Phosphat und Kalium im Prozesswasser erwünscht, weil sie zur Aufzucht der Pflanzen dienen und die Zugabe weiterer Dünger minimieren sollen.

Nachhaltiges und gesundes Fischfutter für die Aquaponik

„In der Aquaponik entspricht die Nährstoffzusammensetzung im Haltungswasser bestenfalls dem Bedarf der Pflanzen. Herkömmliche Fischfutter haben jedoch oft nicht das ideale Nährstoffprofil für die Pflanzen und unterliegen bestimmten Einschränkungen in der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe, um dem Ziel einer geringen Abwasserbelastung gerecht zu werden. Hier bietet sich die Chance, Fischfutter für die Aquaponik gezielter zu gestalten“, erklärt Christopher Shaw, der im Projekt CUBES Circle zur umweltfreundlichen Fischernährung in der Aquaponik forscht.

Die Forschungsanlage CUBES Circle auf dem Dahlemer Campus der Humboldt-Universität zu Berlin in der Lentzeallee ist weltweit einmalig. Hier soll die Produktion von Lebensmitteln über drei verschiedene Stufen der Nahrungskette, konkret der Pflanzen, Fische und Insekten, erprobt werden.

Auch pflanzliche Proteine tun Fischen gut

Shaw hat im Rahmen einer Studie untersuchte, wie tierische Proteine im Fischfutter des Afrikanischen Raubwels durch pflanzliche Proteine ersetzt werden können und ob die Wahl der Proteinquelle das Profil der gelösten Nährstoffe im Haltungswasser beeinflusst. Wie das Team im Fachmagazin Aquaculture berichtet, hatte eine um bis zu 50-prozentige Reduzierung des tierischen Proteins im Futter keine negativen Auswirkungen auf den Biomassezuwachs, die Futterverwertung und die Proteineffizienz beim Afrikanischen Raubwels.

Ein höherer Anteil tierischer Proteine im Futter habe allerdings zu höheren Phosphatkonzentrationen im Wasser geführt, während ein steigender Anteil pflanzlicher Proteinquellen zu höheren Kaliumkonzentrationen im Wasser führte. „Dies zeigt, dass durch die Wahl der Proteinquellen im Futter die Zusammensetzung wichtiger gelöster Pflanzennährstoffe im Wasser beeinflusst werden kann, ohne dass die Wachstumsleistung der Fische beeinträchtigt wird. Spezielle Futtermittel zur Reduzierung des Mineraldüngerbedarfs in der Aquaponik bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Produktivität auf Seiten der Fischzucht sind also realisierbar“, sagt Shaw.

Insektenmehl als Fischfutter vielversprechend

Auch umweltfreundlichere tierische Proteinquellen wie Larvenmehl der Schwarzen Soldatenfliege und Nebenprodukte der Fleisch- und Fischverarbeitungsindustrie wurden als Fischfutter für die Aquaponik getestet. Hier zeigte sich, dass auch phosphorreiche Proteinquellen aus tierischen Nebenprodukten wie Geflügel- und Welsmehl sehr gut geeignet sind. Den Forschenden zufolge verbesserte sich durch die phosphathaltigen Ausscheidungen „das Verhältnis von Phosphat zu Nitrat im Haltungswasser der Fische zugunsten der Bedürfnisse der Pflanzenzucht“, aber auch das Wachstum und die Futterverwertung des Afrikanischen Raubwelses.

Auch die Pflanzen profitierten im Aquaponik-System demnach von dem neuen Fischfutter. So führte die Fütterung mit Insektenmehl beim Buntbarsch Nil-Tilapien einerseits zu hohen Konzentrationen an Kalium, Magnesium und Mikronährstoffen, andererseits konnten höhere Erntemengen bei Basilikum und Salat im Vergleich zur Fütterung mit marinem Fischmehl als Hauptproteinquelle registriert werden. „Aus pflanzenbaulicher Sicht ist ein solches Larvenmehl als Proteinquelle im Fischfutter für die Aquaponik daher vielversprechend, sofern die Nahrungsgrundlage der Larven ebenfalls reich an den entsprechenden Nährstoffen ist“, schreiben die Forschenden.

bb