Aquakultur

Aquakultur befasst sich mit der kontrollierten Aufzucht von aquatischen, also im Wasser lebenden Organismen, insbesondere Fischen, Muscheln, Krebsen und Algen. Allen in Aquakultur produzierten Organismen gemein ist die Zuordnung zu einem Besitzer. So unterscheidet sich die Aquakultur vom klassischen Fischfang in öffentlichen Gewässern. Die Aquakultur gewinnt besonders wegen der Überfischung zunehmend an Bedeutung.

Die weltweiten Hauptaktivitäten im Bereich der Aquakultur lassen sich in drei Bereiche untergliedern:

• Fisch-, Muschel-, Garnelenzucht und anderes (Mast) für die Nahrungsmittelindustrie, z. B. Austernzucht
• Setzlingszucht für die Fischzucht, zur Arterhaltung oder zum Besatz von Angelgewässern
• Mikro- und Makroalgenzucht für die chemische, pharmazeutische und lebensmitteltechnische Industrie sowie den Futtermittelmarkt

Verfahren

Teichwirtschaft

Siehe auch Hauptartikel Teichwirtschaft

Klassisch und auf dem europäischen Festland am meisten verbreitet sind Aquakulturanlagen in fließenden oder stehenden Gewässern unter freiem Himmel. Die Haltung in Teichen mit stehendem Wasser ist typisch und angebracht für Fische, die von Natur aus ruhige Gewässer bevorzugen (z. B. Karpfen, Schleien, Zander, Hecht). Dagegen werden Fische, die an Fließgewässer mit hohem Sauerstoffgehalt und niedrigen Temperaturen angepasst sind (z. B. Forelle, Äschen, Seesaibling, Bachsaibling sowie Saiblingskreuzungen (Elsässer), klassisch in durchströmten länglichen Teichen gehalten (mindestens dreifacher Wasseraustausch pro Tag). Seit den 1970er-Jahren verbreitet sich die Haltung in Fließkanälen (englisch raceways). Fließkanäle sind künstliche Bachläufe mit festen Seitenwänden und laminarer Strömung des Wassers zum optimalen Wasseraustausch.

Aquakultur in natürlichen Gewässern

In Südostasien, vor allem in Vietnam am Unterlauf des Mekong ist die Aufzucht von Pangasius in schwimmenden Käfigen für den lokalen Markt weit verbreitet. Gefüttert wird der vergleichsweise anspruchslose Fisch zum Teil mit Neben- oder Abfallprodukten aus der Land- und Hauswirtschaft wie Reismehl und Gemüseresten.^[1]

Aquakultur im Meer

Siehe auch Hauptartikel: Marikultur

Dieses Verfahren basiert oft auf Netzgehegen im freien Meer oder in Buchten (z. B. Lachse in den norwegischen Fjorden). Teilweise basiert sie auch auf Schwimmkörpern aus Holz und anderem.

Geschlossene Kreislaufsysteme

Seit einigen Jahrzehnten wird versucht, sog. geschlossene Kreislaufanlagen zu betreiben, um von Umwelteinflüssen und vom hohen Wasserverbrauch möglichst unabhängig zu werden. Viele Anlagen wurden jedoch wieder geschlossen wegen der kostenintensiven Wasseraufbereitung und dem daran gekoppelten hohen Energieverbrauch sowie wegen mangelnder Stabilität der erreichten Wasserbeschaffenheit. Dieses Problem scheint allerdings langsam gelöst zu sein. So wurde nun ein Kultursystem entwickelt, das die gesamte Wasseraufbereitung im Tank integriert durchführt, das „integriert-rezirkulierende Aquakultur-System“ (IRAS).^[2] Dadurch wird der Energiebedarf minimiert und Kosten gesenkt. Die benötigte Wärmeenergie steht an vielen Orten zum Beispiel durch Biogasanlagen ungenutzt zur Verfügung. Durch derartige Systeme wird es in Zukunft möglich sein, Fischprodukte ökonomisch und ökologisch an nahezu jedem Ort der Welt herzustellen.

Aquaponik

Siehe auch Hauptartikel: Aquaponik

Aquaponik (Kofferwort aus Aquakultur und Hydroponik) ist eine Sonderform der geschlossenen Aquakultur in Kreislaufsystemen und beschreibt ein gemischtes Nutzungssystem aus Fischhaltung und Pflanzenproduktion in einem anorganischen Substrat.^[3] Es handelt sich dabei um einen geschlossenen Nährstoffkreislauf, welcher in automatisierten Abläufen bewirtschaftet wird.

Arten

Fische

Etwa bei 150 Fischarten wird Aquakultur betrieben, die wichtigsten sind hier aufgeführt:

• Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss)
• Atlantischer Lachs (Salmo salar)
• Pazifischer Lachs (Oncorhynchus ssp.)
• Karpfen (Cyprinus carpio)
• Graskarpfen (Ctenopharyngodon idella)
• Silberkarpfen (Hypophthalmichthys molitrix)
• Afrikanischer Wels (Clarias gariepinus)
• Aal (Anguilla anguilla)
• Buntbarsche (Tilapia und Oreochromis ssp.) 14 Buntbarscharten sind für die Aquakultur geeignet
• Milchfisch (Chanos chanos)^[4]
• Meeräsche (Chelon labrosus)
• Streifenbarsch (Kreuzung: Morone saxatilis x chrysops)
• Stör (Acipenser ssp.)
• Zander (Lucioperca sandra)
• Pangasius (Pangasianodon hypophthalmus)
• Wolfsbarsch (Dicentrarchus labrax)
• Dorade (Sparus aurata)

Regenbogenforellen

Die raschwüchsigen Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) sind von großer Bedeutung in der Aquakultur und werden hauptsächlich in sauerstoffreichen Teichen der Mittelgebirge und Süddeutschland gehalten.^[5] Regenbogenforellen eignen sich sowohl für die Teichwirtschaft als auch für Durchlauf-,Unterwasser-, Silo- und Rinnenanlagen mit höherem Technologieeinsatz. Aus der im 19. Jhrdt. von Max von Born eingeführten amerikanischen Regenbogenforelle haben sich im Lauf der Jahre in Deutschland verschiedene Rassen der einzelnen Züchter herausgebildet, die sich hinsichtlich Laichzeitpunkt, Wachstumsgeschwindigkeit und Körperbau unterscheiden. Im Forschungsinstitut für Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere (FBN) im mecklenburgischen Dummerstorf^[6] untersuchen Molekularbiologen im Projekt DIREFO (Different resistente Regenbogenforellen) die genetische und immunologische Variabilität von Forellenrassen hinsichtlich ihrer Reaktion auf abiogene Stressfaktoren.^[7] Ziel war es, widerstandsfähige Stämme zu isolieren, welche in einer stressigen Umgebung wie den Hälterbecken offener Anlagen mit hoher Besatzdichte, weniger krankheitsanfällig sind und größere Temperaturschwankungen vertragen. Ergebnis dieser Züchtung ist die Regenbogenforellenlinie „Born“. Born-Forellen tolerieren höhere Salzgehalte im Wasser (Brackwasser), sind auch bei hoher Besatzdichte wenig stress- und krankheitsanfällig und haben insgesamt eine höhere Fitness als vergleichbare Regenbogenforellenrassen. Die Energiebilanz der Born-Linie ist zugunsten der Stressverarbeitung verschoben, dennoch weist das Fleisch kaum qualitative Einbußen auf.

Regenbogenforellen mit triploidem Gensatz weisen die höchsten Wachstumsraten auf und erreichen schnell ihre Endgröße. Besonders in Kanada und Dänemark wurde züchterisch an triploiden Forellen gearbeitet. Triploide Forellen liefern eine signifikant höhere Schlachtkörperausbeute.^[8]

Die aktuell größte Regenbogenforelle mit 24 Kilogramm wurde 2009 aus dem Lake Diefenbaker in Saskatchewan in Kanada gefangen, 2007 eine annähernd so schwere Forelle von 21 Kilogramm. Die triploiden Tiere stammten vermutlich aus transgenem Tiermaterial einer benachbarten Forellenfarm, welche in den Stausee entkamen.^[9]

Dänemark gehörte zu den Pionieren der Lachs- und Regenbogenforellenhaltung in Aquakultur. Seit 1950 in mariner Käfighaltung und seit den 1970er-Jahren in Aquakultur. Seit 1987 existieren Gesetzesauflagen, welche zur Vermeidung der Eutrophierung die Freisetzung von mit Nährstoffen angereicherten Abwässern aus der Forellenhaltung in natürliche Gewässer regulieren.^[10] Bereits 1914 gab es in Dänemark 140 Forellenfarmen, die Stückgewichte von 250 bis 350 Gramm (handelsübliche „Portionsforellen“) für den Export produzierten. Ein weiterer Absatzmarkt ist der Verkauf von Großforellen bis 15 Kilogramm in Put-&-Take-Angelteichen. Durch den technischen Fortschritt konnte das Verhältnis des eingesetztem Futters zu erwirtschaftetem Fisch nachhaltig optimiert werden; so werden mittlerweile nur noch 0,95 Kilogramm Trockenfutter für die Produktion von einem Kilogramm Forellenfleisch (mit ca. 75 Prozent Wassergehalt) benötigt.

Karpfen

Der Karpfen gehört in Europa mit zu den wichtigsten Speisefischen der Aquakultur und Teichwirtschaft. 2007 wurden 66.330 Tonnen Karpfen mit einem Marktwert von 140 Millionen Euro erzeugt. Zu den Hauptproduzenten in Europa gehören Tschechien, Polen, Ungarn und Deutschland. Weltweit gehören Karpfenfische zu den bedeutendsten Fischen für die Aquakultur, wobei der Schwerpunkt der Produktion in Asien (China, Myanmar und Indonesien) liegt. Infolge der über Jahrhunderte betriebenen Auslesezüchtung sind zahlreiche lokale Varietäten und Rassen entstanden.^[11] Im Unterschied zur semi-extensiven Teichwirtschaft, wo Karpfen einen großen Bestandteil ihrer Nahrung in ihrer natürlichen Umgebung suchen, werden in der Aquakultur Karpfen ab einer bestimmten Größe bis zur Schlachtreife in Bassins gemästet. Dadurch, dass der Karpfen den Großteil seiner Nahrung am Boden aufnimmt, erhält sein Fleisch einen schlammigen und unerwünschten Beigeschmack, den er erst nach Hälterung für gewisse Zeit in klarem Wasser verliert. In Deutschland ist die Nachfragen nach Speisekarpfen aufgrund veränderter Ernährungsgewohnheiten rückläufig. 1971 wurde von Dr. Meske und seinem Team von der Bundesforschungsanstalt für Fischerei in Ahrensburg die ganzjährige Warmwasserhaltung von Karpfen in Kreislaufwirtschaft und Durchlaufanlagen konzipiert, was zu einem wesentlich schnelleren Wachstum, Geschlechtsreife und Erreichen der Schlachtreife dieser zentralasiatischen und sehr wärmeliebenden Fischart führte.^[12] Mit Prozesswärme des Braunkohlekraftwerk Jänschwalde bei Cottbus wird für die Haltung von Karpfen der Fischzucht Jänschwalde GmbH und Peitzer Edelfisch GmbH^[13] eine konstante Wassertemperatur von 23 °C erwirkt, was den Fischen ermöglicht, ganzjährig zu wachsen.^[14][15]

Tilapien

Die aus den Tropen und Subtropen stammenden Tilapia-Buntbarsche werden auf Grund ihrer starken Reproduktionsquote (Maulbrüter), schnellen Wachstums, Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen und geringer Krankheitsanfälligkeit in großer Zahl weltweit in Aquakultur produziert. Die drei kommerziell genutzten Buntbarsch-Gattungen Tilapia, Sarotherodon und Oreochromis wurden früher in der Gattung Tilapia zusammengefasst. Heute unterscheidet man sie auf Grund des Fortpflanzungsverhaltens: siehe Tabelle.

Buntbarsch-Gattungen mit kommerzieller Bedeutung^[16]

Gattung	Fortpflanzungsverhalten
Oreochromis	Nestbauer und Maulbrüter, nur Weibchen brüten
Tilapia	Nestbauer und Bodenbrüter
Sarotherodon	Nestbauer und Maulbrüter, beide Geschlechter brüten

Tilapien werden wegen ihrer hohen Wassertemperaturansprüche (20–30 °C) auch als „water chicken“ bezeichnet. Das Optimum liegt bei 25 °C. Tilapien zeichnen sich durch eine hervorragende Futterverwertung aus. Oreochromis niloticus beispielsweise ist euryphag (allesfressend), kann mit Abfällen aus Haus- und Landwirtschaft gefüttert werden und filtert neben Wasserpflanzen sogar größere Algen aus dem Wasser heraus. In größeren Anlagen werden hauptsächlich die Arten Oreochromis niloticus, O. mossambicus und O. aureus gezüchtet.^[17]

Geschlechtsreife Tilapien (nach 6 Monaten) vermehren sich sechs- bis achtmal im Jahr, was zu einem Aufbau von großen Beständen führt. Beachtet werden muss, dass brütende Tiere ein starkes Revierverhalten zeigen und in dieser Zeit ihre Artgenossen tödlich verletzen können.

Der Nilbuntbarsch (Oreochromis niloticus) ist in extensiver (Teichwirtschaft) und intensiver Haltung (Aquakultur) von großer wirtschaftlicher Bedeutung in 85 Ländern Afrikas, Asiens und Amerikas. Bedeutende Aquakulturen mit Tilapien gibt es in der Volksrepublik China, in Indonesien, auf den Philippinen, in Thailand, in Vietnam und auf Taiwan. Taiwan exportiert beispielsweise Tilapien für den japanischen Sashimi-Markt. Neben Karpfen und Salmoniden stehen Tilapia-Buntbarsche an dritter Stelle der Nutzfische in Süßwasserproduktion.^[18] Die Vereinigten Staaten importieren jährlich 56.000 Tonnen Tilapiafilets (größtenteils aus Mexiko aber auch Honduras, Costa Rica und Ecuador)^[17]. Der europäische Markt wird aus Israel und afrikanischen Ländern wie Sambia bedient. In der Produktionstechnologie sind israelische Unternehmen wie APT Aquaculture Production Technology Ltd. Marktführer.^[19]

Bei entsprechender Fütterung erreichen Tilapien nach neun Monaten ein Gewicht von durchschnittlich 500 Gramm. In intensiver Masthaltung können Besatzdichten von 100 Individuen pro Kubikmeter verwendet werden.^[16] Die Anlagen können mit unterschiedlicher Intensität gefahren werden, über sehr einfach (einfache extensive Teichwirtschaft mit wenig Kontrolle über Wasserqualität, minimaler Fütterung und geringem Ertrag) bis hin zu hochkomplex mit sinkenden Produktionskosten und hohem Fischertrag/genutzter Fläche. Fischbesatz mit mehr als 1,5 Kilogramm pro Kubikmeter erfordert Krankheits- und Schädlingskontrolle sowie künstliche Anreicherung des Wassers mit Sauerstoff.^[17]

Tilapiafilet ist ernährungsphysiologisch außerordentlich wertvoll: 100 Gramm Tilapia enthalten 19,5 Gramm hochwertiges Protein bei nur 1,0 Gramm Fett und einem Brennwert von 390 kJ.^[20]

Pangasius

Die Produktion von Pangasiuswelsen nimmt aufgrund ihres weißen und sehr fettarmen Fleisches weltweit stark zu und auch in Europa wird Pangasiusfilet stark nachgefragt. Haupterzeugerland mit einem Marktanteil von 90 Prozent ist derzeit Vietnam. Eines der Hauptabnehmerländer in der Europäischen Union ist Polen. Kommerziell genutzte Arten sind Pangasius hypophthalmus und Pangasius bocourti,^[21] wobei letzterer einen etwas höheren Fettanteil aufweist. In den 1990er-Jahren begannen der französische Fischereibiologe Marc Legendre in Vietnam mit der genetischen Verbesserung von Pangasiuswelsen.^[22] Die Produktion ist aufgrund des geringen Sauerstoffbedarfs, Robustheit dieser allesfressenden Fische relativ unproblematisch. Die Aufzucht erfolgt in Teichen, Schwimmkäfigen und Netzgehegen. Das Schlachtgewicht von 1,5 bis 2 Kilogramm wird bei entsprechender Fütterung bereits nach sechs Monaten erreicht. In der traditionellen asiatischen Teichwirtschaft wird Pangasius mit Pflanzenabfällen gefüttert, für die schnelle agroindustrielle Mast haben sich Pellets (häufig aus der Reisverarbeitung) mit einem Eiweißgehalt von 26 Prozent und einem Fettgehalt von 5 Prozent durchgesetzt. Auch Futtermittel aus Fischmehl und -öl werden eingesetzt. Zur Verbesserung der Absatzchancen auf dem relativ neuen europäischen Markt haben vietnamesische Fischfarmer ein Qualitätsmanagement nach HACCP-Richtlinien und ISO9001:2000-Normen implementiert.^[21][23]

Krebse

• Garnelen
• Triops

Muscheln

• Miesmuscheln
• Austern (siehe auch Austernzucht)

Weltweit bedeutende Aquakulturunternehmen

• Blue Ridge Aquaculture, Inc., Martinsville, Virginia, USA (weltgrößter Tilapia-Produzent)
• Nutreco Aquaculture Holding N.V., Amersfoort, Niederlande (weltgrößter Aquakulturfarmer)
• Marine Harvest ASA, Oslo, Norwegen
• AKVA Group ASA, Bryne, Norwegen
• Taiwan Aquaponics Association, Taiwan

Entwicklung

Die Aquakultur und die Aquakulturtechnologie ist ein weltweit stark wachsender Markt; 2009 stammten laut der FAO 55 Millionen Tonnen Fisch aus Aquakulturen, das war etwas mehr als ein Drittel der insgesamt 145 Millionen Tonnen gefangenen Fisches.^[24] In Shrimp-Farmen wurden 2003 mehr als 1,6 Millionen Tonnen an Krebstieren herangezogen. Ihr Marktwert betrug nahezu neun Milliarden US-Dollar.

Zwischen 1990 und 2003 erreichte das durchschnittliche jährliche Wachstum zehn Prozent. Besonders stark in der Aquakultur vertreten ist China, das 2006 gemäß der offiziellen Statistik der FAO 70 Prozent der weltweiten Produktion auf sich vereinigte. Das Wachstum der Aquakultur allgemein läge ohne den chinesischen Beitrag bei nur fünf Prozent.^[25]

Vorteile von Aquakulturen gegenüber traditionellem Fischfang liegen einerseits in niedrigeren Preisen (der Preis für Lachs aus Aquakulturen hat sich seit dem Beginn der 1980er-Jahre um etwa 80 % reduziert) und in dem kontinuierlichen und planbaren Aufkommen. Während beispielsweise das Aufkommen von wildem Lachs starken Schwankungen unterliegt, ist der Ertrag aus Aquakulturen gleichmäßiger und leichter zu prognostizieren, was es Supermärkten erleichtert, die Fische in ihr Angebot zu integrieren.^[25]

Ökologische Folgen

Probleme ergeben sich aus der Überdüngung von Gewässern, insbesondere in marinen Aquakulturen, aufgrund nicht vollständig verwerteter Nahrung, Ausscheidung der Fische und toten Fischen. Zusätzlich sind die in unnatürlich großen und dichten Verbänden gehaltenen und in Hinblick auf maximale Erträge gezüchteten Fische krankheitsanfälliger als Wildfische und benötigen deshalb Antibiotika oder andere Mittel gegen Parasiten, die ebenfalls die Ökosysteme der Umgebung und die menschliche Gesundheit gefährden. Technischer Fortschritt führt teilweise zu einer Linderung der Folgen: Ausscheidungen norwegischer Lachse wurden zwischen 1975 und 2003 von etwa 180 Kilogramm auf 30 Kilogramm pro produzierter Tonne Fisch reduziert. Eingesetzte Antibiotika entsprachen im Jahr 2003 etwa 0,5 Prozent der Menge, die noch 1990 notwendig war.^[25]

Vor allem in Ländern mit niedrigen ökologischen Standards in Südostasien hatte die Ausbreitung von Aquakulturen negative Folgen. Beispielsweise gingen im Mekong-Delta seit 1975 etwa 70 Prozent der Mangrovenbestände verloren. Ein großer Teil dieser Verluste wird der Garnelenzucht angerechnet.^[25]

Auch besteht die Gefahr, dass Fische ausbrechen und sich mit natürlichen Beständen vermischen oder sie verdrängen können. Beispielsweise sind in den 1990er-Jahren insgesamt etwa eine Million atlantischer Lachse an der amerikanischen Westküste aus Kulturen entkommen und haben sich dort außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes etabliert.^[25] Dieser Nachteil wird wohl in Zukunft durch die Nutzung von Indoor-Fischzuchtanlagen aufgehoben. Hier ist eine völlige Isolation vom umgebenden Ökosystem gewährleistet.

Als Vorteil von Aquakulturen ist zu bewerten, dass sie der Überfischung der Meere entgegenwirken und eine neue Nahrungsquelle darstellen. Dies trifft allerdings nur auf einen Teil der Aquakulturen zu. Fleischfressende Fische wie Lachse oder Forellen benötigen tierisches Eiweiß, das häufig aus wilden Fischen gewonnen wird (Fischmehl). Um ein Kilogramm Fisch zu züchten, benötigt man ungefähr vier Kilogramm Futter. Nur pflanzenfressende Fische wie etwa der Karpfen können die Meere tatsächlich entlasten. Im Jahr 2003 waren etwa 80 Prozent der weltweiten Bestände in Aquakulturen Pflanzen- oder Allesfresser.^[25]

Literatur

• Colin Nash: The History of Aquaculture. Wiley-Blackwell, 2011. ISBN 0813821630.
• Thundathil V. Pillay: Aquaculture. Principles and Practices. Fishing News Books, Oxford 1990, ISBN 0-85238-168-9.

Siehe auch

• Ökologische Aquakultur
• Stephan Ludwig Jacobi (1711-1784) Erfinder der künstlichen Fischzucht

Weblinks

• Links zum Thema Aquakultur im Open Directory Project
• Andreas Müller-Belecke: Steuerbarkeit der Reproduktion bei wirtschaftlich relevanten Aquakulturkandidaten. (PDF, 2,5 MB)
• Freshwater Trout Aquaculture Dialogue (englisch, PDF, 290 kB)
• Website von Blue Ridge Aquaculture (englisch)
• Website von Nutreco, the international animal and nutrition and fish feed company (englisch)
• Website von Marine Harvest (englisch)
• Website der Aqua Group (englisch)
• Sena S. De Silva u. a.: Tilapias as Alien Aquatics in Asia and the Pacific. A Review. In: FAO Fisheries Technical Paper. Nr. 453, 2004.

Quellen