Eine Kombination aus Fisch- und Gemüsezucht produziert Nahrungsmittel besonders nachhaltig. Forscherinnen und Forscher wollen der Aquaponik zum Durchbruch verhelfen.

Er ist der größte reine Süßwasserfisch der Welt: Ein ausgewachsener Pirarucu misst bis zu zweieinhalb Meter und wiegt etwa 250 Kilogramm. Die Exemplare, die in den Hälterungsbecken der Aquarienhalle am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin-Friedrichshagen schwimmen, sind mit sieben Jahren noch nicht ganz ausgewachsen – und doch schon beeindruckend groß.

„Es sind faszinierende Fische – schnellwachsend, robust und stresstolerant“, schwärmt Werner Kloas, Professor für Endokrinologie an der Humboldt-Universität zu Berlin und wissenschaftlicher Abteilungsleiter am IGB. „Außerdem sehr wohlschmeckend“, fügt er hinzu. Denn das ist für seine Forschung nicht unerheblich. Mit seinem Team untersucht Werner Kloas den auch Riesenarapaima genannten Fisch aus dem Amazonasgebiet, weil er für die Aquaponik – eine besondere Form der Nahrungsmittelproduktion – bestens geeignet ist. Dieses Konzept kombiniert Fisch- und Pflanzenzucht so miteinander, dass Salat- oder Gemüsepflanzen mit den Nährstoffen aus den Fischexkrementen versorgt werden. Das spart etwa 75 Prozent Kunstdünger ein (Fachartikel).

Lange bevor die Riesenarapaimas ans Institut kamen, startete im Jahr 2007 die Aquaponik-Forschung am IGB mit Buntbarschen und Tomaten. Buntbarsche – auch Tilapien genannt – zählen seit Jahrzehnten zu den wichtigsten Fischarten der Aquakultur. Sie vertragen die Wärme in den Gewächshäusern, lassen sich leicht vermehren, sind robust und weltweit als Speisefisch beliebt. Auch für die Tomate entschieden sich die Wissenschaftler ganz bewusst. „Wenn ich eine Tomate glücklich machen kann, habe ich es geschafft“, sagt Werner Kloas mit einem Augenzwinkern und meint damit die besonderen Ansprüche, die die Nutzpflanze an die Nährstoffversorgung stellt. „Dann funktioniert es mit allen anderen Pflanzen auch.“

Wie erfolgreich die Forschenden mit ihrer Arbeit waren, kann man heute in der Aquaponikanlage des Instituts betrachten: Die Tomatenpflanzen sind üppig mit Früchten behangen, die Ranken reichen bis an die Decke des Gewächshauses. In den runden Fischbassins schwimmen Schwärme von Buntbarschen. Um die Tomatenpflanzen optimal versorgen zu können, durchläuft das mit Nährstoffen und CO2 angereicherte Aquarienwasser verschiedene Filter- und Aufbereitungsstationen, bevor es genau dosiert an die Wurzeln der Pflanzen geleitet wird. Hier werden Nährstoffe und Wasser aufgenommen. Über die Spaltöffnungen in den Blättern verdunstet das Wasser, wird in Kühlfallen an der Decke wieder aufgefangen und zurück in die Aquarien geleitet. Das System ist hier seit Jahren gut etabliert und als „Tomatenfisch“ bekannt geworden. Inzwischen gibt es Firmen, die die Aquaponik nach diesem Vorbild professionell betreiben und damit Nahrungsmittel für die Verbraucher produzieren – und dennoch führt das Aquaponik-Prinzip immer noch ein Nischendasein.

Das wollen die Forscher ändern und gehen dafür mit ihrer Arbeit in die nächste Runde. Die Aquaponik soll endlich einen Durchbruch erreichen (Stellungnahme des IGB) und mehr Menschen als bisher mit nachhaltig produziertem Fisch und Gemüse versorgen. „Weltweit werden bald 80 Prozent aller Menschen in Städten leben“, erklärt Werner Kloas. Gerade im urbanen Raum könnten Aquaponikanlagen sehr effizient und auf geringer Fläche Nahrungsmittel produzieren. „Wir haben in der Landwirtschaft große Probleme“, erklärt Werner Kloas. Er ist überzeugt davon, dass die Aquaponik viele dieser Probleme lösen könnte. Denn Wasser- und ressourcenschonender kann Nahrungsmittelproduktion kaum sein.

Um die Produktion anzukurbeln, muss das Prinzip noch bekannter und auch wirtschaftlich genauer untersucht werden. Wie groß die Anlagen sein müssen, um tatsächlich nachhaltig und wirtschaftlich rentabel zu sein, welche gesetzlichen Vorgaben die Aquaponik in verschiedenen Ländern fördern oder hemmen und wie die Stadtplanung dabei eingebunden werden kann, um notwendige Infrastrukturen zu garantieren, untersuchen die Berliner Forscher mit Forschungspartnern aus den USA, den Niederlanden, Brasilien, Norwegen und Schweden. Dabei geht es auch um lokale und kulturelle Besonderheiten des jeweiligen Landes. In Deutschland etwa zählt Aquakultur – und somit auch Aquaponik – nicht zur Landwirtschaft. Wer sie betreiben will, muss ein Genehmigungsverfahren für einen Gewerbebetrieb durchlaufen – ein ärgerliches und unnötiges Hemmnis, findet Werner Kloas. Eine Anlage, die sich in Brasilien ökonomisch rentiert, muss in Nordamerika vielleicht anders dimensioniert sein, um dieselben Ziele zu erfüllen. Zudem landen auf den Tellern von Europäern und Südamerikanern jeweils ganz unterschiedliche Fisch- und Gemüsearten.

Deshalb werden die Forschenden weitere Fische und Pflanzen in ihrem System ausprobieren und testen. Die großen Riesenarapaimas stehen dafür schon in den Startlöchern. Werner Kloas setzt gerade in diesen Fisch große Hoffnungen. „Er ist ein wunderbarer Futterverwerter, der schon im ersten Jahr 15 Kilogramm auf die Waage bringt.“ Für die natürlichen Ökosysteme stellt er keine Gefahr dar, falls er doch einmal aus der Kultur entwischen sollte: Bei Temperaturen unter 23 Grad Celsius geht der Fisch ein. Aber es gibt trotzdem einen Haken: Noch ist es nicht gelungen, den Fisch in Gefangenschaft zu vermehren – eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Aquaponik-Kultur. „Das ist eine Frage, die uns in Zukunft noch beschäftigen wird“, sagt Werner Kloas.

• Chancen und Herausforderungen der nachhaltigen Aquakultur in Deutschland – eine Stellungnahme des IGB
• Fachartikel zur Einsparung von Kunstdünger (Englisch)