Flow-through-Aquakultur: Ein neues Kapitel in der Aquakulturlandschaft

Die Entwicklung der Durchflussaquakultur

Bei der Durchflussaquakultur, auch bekannt als Fließwasseraquakultur, wird kontinuierlich Frischwasser aus einer natürlichen Quelle wie einem Fluss, einer Quelle oder einem Brunnen durch die Fischzuchteinheiten geleitet. Dieses Frischwasser bringt Sauerstoff ein und entfernt Abfallprodukte, wodurch ein relativ stabiles und gesundes Umfeld für die aquatischen Organismen entsteht.

Die Ursprünge der Durchflussaquakultur lassen sich bis in die Antike zurückverfolgen. So begannen beispielsweise in einigen Bergregionen mit reichhaltigen Quellwasservorkommen die Einheimischen bereits vor Tausenden von Jahren, einfache Fischteiche entlang der Bäche anzulegen und das fließende Quellwasser zur Fischzucht zu nutzen. In China hat die Nutzung von Bergquellen zur Fischzucht eine lange Tradition. Schon in der Song-Dynastie finden sich in einigen lokalen Chroniken, wie etwa im „Xin'an Zhi“ (新安志) von Luo Yuan aus der Südlichen Song-Dynastie, entsprechende Aufzeichnungen über die Fischzucht in Bergquellen. Darin wird die damalige Situation der Fischzucht in der Region beschrieben.

Im Laufe der Jahrhunderte hat sich die Durchflussaquakultur mit der Entwicklung der menschlichen Gesellschaft und der stetigen Verbesserung der Aquakulturgtechnologie allmählich weiterentwickelt. Früher war der Umfang der Durchflussaquakultur relativ klein und beschränkte sich oft auf familienbasierte Kleinbetriebe, die hauptsächlich einfache Erdteiche und natürliche Wasserläufe nutzten. Die Artenvielfalt der gezüchteten Fische war ebenfalls begrenzt und umfasste meist verbreitete Süßwasserfischarten, die an die örtlichen Wasserqualitäts- und Klimabedingungen angepasst waren.

In der heutigen Zeit hat die Durchflussaquakultur durch den Fortschritt von Wissenschaft und Technologie erhebliche Veränderungen erfahren. Der Einsatz moderner Technik und Ausrüstung hat die Effizienz und Produktivität der Durchflussaquakultur verbessert. Hochwertige Materialien werden zur Errichtung von Fischzuchtbecken verwendet, wodurch die Wasserqualität besser erhalten bleibt und Wasserverluste durch Leckagen vermieden werden können. Automatische Wasserqualitäts-Monitoring-Systeme überwachen kontinuierlich Parameter wie Sauerstoffgehalt, pH-Wert und Ammoniumstickstoffgehalt im Wasser, sodass eine zeitnahe Anpassung des Wasserflusses und ein gezieltes Wasserqualitätsmanagement ermöglicht werden. Gleichzeitig haben auch die Züchtung verbesserter Fischarten sowie die Optimierung der Futterqualität zur Entwicklung der Durchflussaquakultur beigetragen und so den Ertrag sowie die Qualität der Fische gesteigert.

Heutzutage spielt die Durchflussaquakultur eine entscheidende Rolle in der globalen Aquakulturindustrie. Sie macht einen erheblichen Anteil an der Produktion bestimmter hochwertiger Fischarten aus, insbesondere in Gebieten, in denen geeignete Wasserressourcen verfügbar sind. Beispielsweise wird in einigen Regionen mit reichlich kaltem Wasser die Durchflussaquakultur häufig zur Zucht von Forellen und Lachsen eingesetzt, die ein qualitativ hochwertiges, kaltes Wasserumfeld benötigen. Sie sorgt nicht nur für eine stabile Versorgung des Marktes mit Aquakulturerzeugnissen, sondern fördert auch die Entwicklung verwandter Branchen wie der Fischverarbeitung und des Verkaufs und leistet damit wichtige Beiträge zur wirtschaftlichen Entwicklung sowie zur Lebensmittelversorgung vieler Länder und Regionen.

Die Vorteile der Durchflussaquakultur

Hoher Ertrag und Kosteneffizienz

Einer der hervorragendsten Vorteile der Durchfluss-Aquakultur ist ihr hohes Ertragspotential. Der kontinuierliche Wasserfluss in diesem System bietet mehrere Vorteile, die zu einer gesteigerten Produktion beitragen. Zunächst sorgt der fließende Wasserdurchlauf für eine ständige Sauerstoffzufuhr. Sauerstoff ist für die Atmung der Fische unerlässlich, und ein höherer Sauerstoffgehalt im Wasser ermöglicht es den Fischen, kräftiger zu wachsen. Beispielsweise ermöglicht das gut mit Sauerstoff angereicherte Wasser in einer Durchfluss-forellenzucht eine schnellere Stoffwechselrate, was wiederum das Wachstum fördert.

Zweitens bringt der kontinuierliche Wasserfluss auch eine frische Nahrungsversorgung mit sich. Während das Wasser durch die Aufzuchteinheiten strömt, transportiert es Plankton und andere natürliche Nahrungsquellen, die die künstliche Fütterung ergänzen. Diese zusätzliche Nahrungsquelle hilft den Fischen, mehr Nährstoffe aufzunehmen, was zu besseren Wachstumsraten und höheren Erträgen führt.

Hinsichtlich der Kostenwirksamkeit bietet die Durchfluss-Aquakultur mehrere Vorteile. Die effiziente Nutzung von Wasser und die relativ hohe Besatzdichte bedeuten, dass pro Flächeneinheit mehr Fische produziert werden können. Im Vergleich zur traditionellen extensiven Teichhaltung in Erdbassins können Durchflusssysteme beispielsweise einen deutlich höheren Ertrag pro Quadratmeter erzielen. Dieser höhere Ertrag pro Flächeneinheit senkt effektiv die Kosten pro produzierter Fisch-Einheit.

Darüber hinaus trägt das System dazu bei, Futterverluste zu minimieren. In einem gut konzipierten Durchflusssystem kann der Wasserfluss so eingestellt werden, dass das Futter gleichmäßig verteilt wird und die Fische es effizient aufnehmen können. Da unverzehrtes Futter schnell durch das fließende Wasser abtransportiert wird, sammelt sich weniger Abfall im Aufzuchtbereich an, was die Futterkosten senkt und gleichzeitig eine Wasserverschmutzung durch verrottendes Futter verhindert. Zudem bestehen einige Durchfluss-Aquakulturanlagen aus langlebigen Materialien, die über einen langen Zeitraum wiederverwendet werden können, wodurch die langfristigen Investitionskosten weiter reduziert werden.

Wasserqualität und Umweltschutz

Durchfluss-Aquakultursysteme haben eine positive Wirkung auf das Wassergütemanagement. Der kontinuierliche Zufluss von Frischwasser und die gleichzeitige Ableitung von Abwasser spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung einer guten Wasserqualität. Wenn Frischwasser in die Fischzuchtbecken eintritt, verdünnt es angesammelte schädliche Stoffe wie Ammoniak, Nitrit und organische Abfälle, die von den Fischen produziert werden. Wenn sich diese schädlichen Stoffe ansammeln, können sie für die Fische toxisch sein und zu Stress, Krankheiten und sogar zum Tod führen.

Beispielsweise ist Ammoniak ein häufiges Nebenprodukt des Fischstoffwechsels. In einem stehenden Wassersystem wie einem traditionellen Erdteich kann sich Ammoniak im Laufe der Zeit ansammeln, insbesondere unter Bedingungen einer hochdichten Zucht. In einem Durchflusssystem hingegen wird das Ammoniak durch das fließende Wasser schnell aus dem Zuchtbereich abtransportiert, wodurch seine Konzentration auf einem für die Fische sicheren Niveau bleibt.

Dieser ständige Wasseraustausch hilft auch, eine stabile Wassertemperatur und einen stabilen pH-Wert aufrechtzuerhalten. Das frische zugeführte Wasser weist eine relativ konstante Temperatur und einen stabilen pH-Wert auf, wodurch plötzliche Veränderungen im Aufzuchtumfeld ausgeglichen werden können. Im Sommer beispielsweise kann das kühle einströmende Wasser verhindern, dass das Wasser in den Fischzuchteinheiten überhitzen, und so ein angenehmeres Umfeld für die Fische schaffen.

Aus Sicht des Umweltschutzes ist die Durchflussaquakultur im Vergleich zu einigen traditionellen Aquakulturmethode eine nachhaltigere Option. Da das Abwasser kontinuierlich abgeführt und separat behandelt werden kann, wird das Risiko der Verschmutzung umliegender natürlicher Gewässer verringert. Im Gegensatz dazu wird bei der Teichaquakultur in Erde oft un- oder mangelhaft behandeltes Abwasser direkt in nahegelegene Flüsse oder Seen eingeleitet, was zu Eutrophierung und Schäden am aquatischen Ökosystem führen kann.

Darüber hinaus sind einige fortschrittliche Durchfluss-Aquakultursysteme so konzipiert, dass sie Wasser wiederverwenden. Nachdem das Abwasser behandelt wurde, um Verunreinigungen und schädliche Substanzen zu entfernen, kann es erneut im Aquakulturprozess verwendet werden. Dies reduziert nicht nur den Bedarf an Frischwasser, sondern minimiert auch die Umweltauswirkungen des Aquakulturbetriebs.

Beschleunigtes Wachstum und verbesserte Qualität

Das fließende Wasser in Durchfluss-Aquakultursystemen regt den Stoffwechsel der Fische an, wodurch sich ihre Wachstumsrate beschleunigt. Wenn sich die Fische in einer Umgebung mit fließendem Wasser befinden, müssen sie ständig schwimmen, um ihre Position zu halten, was eine Form von Bewegung darstellt. Diese Bewegung erhöht ihre Muskelaktivität und ihren Stoffwechsel. Genauso wie regelmäßige körperliche Betätigung Menschen dabei hilft, energiegeladener und gesünder zu sein, macht die körperliche Aktivität der Fische im fließenden Wasser sie robuster und fördert ihr Wachstum.

Zum Beispiel haben Studien gezeigt, dass in Durchflusssystemen gezüchtete Lachse schneller wachsen als solche in stehenden Wasserbecken. Die ständige Wasserströmung zwingt die Lachse, gegen die Strömung zu schwimmen, wodurch ihre Muskulatur gestärkt wird und sich ihre Verdauung sowie ihre Fähigkeit zur Nährstoffaufnahme verbessert. Dadurch können sie das Futter effizienter in Körpersubstanz umwandeln und ein schnelleres Wachstum erreichen.

Neben der Wachstumsrate wird häufig auch die Qualität der in Durchflussanlagen produzierten Fische verbessert. Das saubere und gut mit Sauerstoff angereicherte Wasser sowie die stabilen Umweltbedingungen schaffen ein günstiges Lebensumfeld für die Fische. In einem solchen Umfeld sind die Fische weniger gestresst, was zu einer besseren Fleischqualität führen kann. Das Fleisch von Fischen, die in Durchflussanlagen aufgezogen werden, ist gewöhnlich fester, hat einen angenehmeren Geschmack und einen höheren Nährwert. Beispielsweise ist der Gehalt an Omega-3-Fettsäuren bei Fischen, die in hochwertigen Durchflussanlagen gezüchtet werden, oft höher, was sich positiv auf die menschliche Gesundheit auswirkt. Die geringere Belastung der Fische bedeutet außerdem, dass sie seltener von Krankheiten betroffen sind, wodurch der Bedarf an Antibiotika und anderen Medikamenten sinkt. Dadurch stellen die Fische eine gesündere und sicherere Nahrungsmittelwahl für die Verbraucher dar.

Durchflussaquakultur im Vergleich zur Teichaquakultur: Eine vergleichende Analyse

Wachstumsumgebung

Bei Durchfluss-Aquakulturen ist das Wachstumsumfeld stark kontrollierbar. Die Wassertemperatur kann bis zu einem gewissen Grad entsprechend den Anforderungen der gezüchteten Art reguliert werden. Beispielsweise kann in einer Durchfluss-Lachszucht die Wassertemperatur bei etwa 10–15 °C gehalten werden, was dem optimalen Temperaturbereich für das Lachswachstum entspricht. Die kontinuierliche Zufuhr von Frischwasser gewährleistet eine hohe Wasserqualität mit geringen Schadstoffkonzentrationen und einem stabilen pH-Wert. Ein weiteres Merkmal von Durchfluss-Systemen ist der reichliche Gehalt an gelöstem Sauerstoff, da das fließende Wasser kontinuierlich Sauerstoff nachliefert, was dem Wachstum und der Gesundheit der Fische zugutekommt.

Im Gegensatz dazu wird die Aquakultur in Erdteichen stark von der natürlichen Umwelt beeinflusst. Die Wassertemperatur in Erdteichen verändert sich je nach Jahreszeit und täglichen Wetterbedingungen. Im Sommer kann die Wassertemperatur in den Teichen zu stark ansteigen, wodurch der geeignete Temperaturbereich für bestimmte Fischarten überschritten wird, was Stress für die Fische verursachen und ihr Wachstum beeinträchtigen kann. Die Wasserqualität in Erdteichen ist ebenfalls schwieriger stabil zu kontrollieren. Das Wasser steht im Kontakt mit dem Boden des Teichs, und Stoffe aus dem Boden können sich im Wasser auflösen und die Wasserqualität beeinträchtigen. Beispielsweise kann die Freisetzung von Nährstoffen aus dem Boden zu übermäßigem Algenwachstum im Teich führen, was nachts zu Sauerstoffmangel führen und die Fische schädigen kann. Zudem wird der gelöste Sauerstoff in Erdteichen hauptsächlich durch natürliche Belüftung und die Photosynthese aquatischer Pflanzen bereitgestellt. Bei schlechten Wetterbedingungen, wie beispielsweise anhaltend bewölkten Tagen, wird die Photosynthese aquatischer Pflanzen gehemmt, was zu einem Mangel an gelöstem Sauerstoff im Teichwasser führt und das Überleben der Fische gefährdet.

Managementschwierigkeiten

Flow-through-Aquakultur erfordert relativ hohe Managementkenntnisse und professionelle Ausrüstung. Erstens benötigen die Bedienung und Wartung von Wasserfluss-Regelgeräten, Wasserqualitäts-Messinstrumenten und Fütterungssystemen geschultes Personal. Beispielsweise muss die Wasserflussrate je nach Wachstumsstadium der Fische und der Wasserqualität angepasst werden. Ist die Wasserflussrate zu hoch, kann dies einen übermäßigen Energieverbrauch verursachen, da die Fische gegen die Strömung schwimmen müssen; ist sie hingegen zu niedrig, kann dies dazu führen, dass Abfälle nicht effektiv entfernt werden und die Wasserqualität nicht aufrechterhalten wird.

Zweitens erfordert das Reagieren auf mögliche Probleme im System, wie beispielsweise Geräteausfälle oder plötzliche Veränderungen der Wasserqualität, schnelles Handeln und fachliches Know-how. Tritt eine Störung am Wasserqualitäts-Messinstrument auf, sind eine sofortige Erkennung und Reparatur erforderlich, um sicherzustellen, dass die Wasserqualität stets unter Kontrolle bleibt.

Andererseits ist die Aquakultur in Erdteichen in einigen Aspekten des Managements relativ einfacher. Die Infrastruktur von Erdteichen ist vergleichsweise einfach und stützt sich teilweise auf natürliche Gegebenheiten wie Sonnenlicht und Regenfall. Allerdings ergeben sich auch hier eigene managementbezogene Herausforderungen. Die Kontrolle der Wasserqualität in Erdteichen ist eine komplexe Aufgabe. Häufig sind regelmäßige Wasseranalysen sowie der Einsatz von Mitteln zur Verbesserung der Wasserqualität erforderlich. Beispielsweise kann Kalk zur Einstellung des pH-Werts des Wassers oder Probiotika zur Verbesserung des Wasserumfelds verwendet werden. Auch die Krankheitsprävention und -bekämpfung in Erdteichen gestaltet sich schwierig. Aufgrund des relativ offenen Milieus von Erdteichen sind Fische stärker gefährdet, sich von außen eingeschleppte Krankheitserreger einzufangen. Sobald sich eine Krankheit ausbreitet, ist es oft schwer, die betroffenen Fische schnell zu isolieren und zu behandeln, und die Krankheit kann sich im Teich rasch verbreiten, was erhebliche Verluste nach sich ziehen kann.

Wirtschaftliche Vorteile

Durchfluss-Aquakultur weist in der Regel hohe Erträge aufgrund ihres günstigen Wachstumsumfelds und des effizienten Managements auf. Hochwertige Fischarten können in Durchflusssystemen gezüchtet werden, und die hochdichte Besatzung sowie die schnelle Wachstumsrate der Fische können hohe wirtschaftliche Renditen erzielen. Beispielsweise kann bei einer gut geführten Durchfluss-Zuchtanlage für Störe der jährliche Ertrag pro Flächeneinheit relativ hoch sein, und Stör-Produkte wie Kaviar und Störfilet sind auf dem Markt stark nachgefragt und erzielen hohe Preise. Allerdings sind die Investitionskosten für die Durchfluss-Aquakultur ebenfalls hoch. Die Errichtung der Anlagen, der Kauf von Ausrüstung sowie die Kosten für den täglichen Betrieb und das Management, einschließlich des Stromverbrauchs für die Wasserdurchflussregulierung und die Wasserqualitätsbehandlung, sind vergleichsweise hoch. Insgesamt können sich jedoch bei der Zucht hochwertiger Fischarten die hohen Kosten durch die wertvollen Erzeugnisse amortisieren, was gute wirtschaftliche Vorteile bringt.

Die Teichwirtschaft in Erdbassins hat geringere Investitionskosten. Der Bau von Erdbassins ist relativ einfach, und die benötigte Ausrüstung ist nicht so anspruchsvoll wie bei der Durchflusszucht. Die Kosten für die Pacht von Grundstücken und für grundlegende Einrichtungen sind vergleichsweise niedrig. Allerdings wird der Ertrag der Teichwirtschaft in Erdbassins oft durch natürliche Gegebenheiten und ein relativ extensives Management begrenzt. Die Besatzdichte von Fischen in Erdbassins darf nicht zu hoch sein, um eine Verschlechterung der Wasserqualität und Krankheitsausbrüche zu vermeiden. Daher ist das gesamtwirtschaftliche Einkommen im Vergleich zur Durchflusszucht bei hochwertigen Fischarten oft geringer. Zudem werden die Preise für Produkte aus der Teichwirtschaft in Erdbassins häufig stärker von Marktschwankungen beeinflusst. Da Qualität und Wachstumsrate der Fische in Erdbassins aufgrund natürlicher Faktoren stärker variieren können, ist es schwieriger, eine stabile Produktqualität aufrechtzuerhalten, was zu größeren Preisschwankungen und weniger stabilen wirtschaftlichen Erträgen führen kann.

Fazit: Die Zukunft der Durchfluss-Aquakultur

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Durchfluss-Aquakultur eine lange Tradition hat und sich kontinuierlich zu einer modernen und effizienten Aquakulturmethode weiterentwickelt hat. Ihre Vorteile, wie das hohe Ertragspotenzial, Kosteneffizienz, hervorragendes Wassermanagement, Umweltschutzmerkmale sowie die Fähigkeit, das Wachstum von Fischen zu beschleunigen und die Produktqualität zu verbessern, machen sie zu einem äußerst vielversprechenden Verfahren in der Aquakultur.

Im Vergleich zur Aquakultur in Erdteichen zeigt die Durchfluss-Aquakultur deutliche Vorteile hinsichtlich der Kontrolle des Wachstumsumfelds, erfordert jedoch auch ein anspruchsvolleres Management. Hinsichtlich der wirtschaftlichen Erträge sind zwar die Anfangsinvestitionen hoch, doch die Erzeugung hochwertiger Produkte bei bestimmten Arten kann erhebliche Renditen bringen.

In Zukunft wird die Durchfluss-Aquakultur voraussichtlich noch größere Fortschritte erzielen, da sich die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Die Integration fortschrittlicherer Automatisierungs- und intelligenter Steuerungssysteme wird die Managementeffizienz weiter verbessern und die Arbeitskosten senken. Beispielsweise könnten auf künstlicher Intelligenz basierende Modelle zur Vorhersage der Wasserqualität entwickelt werden, um den Wasserdurchfluss und die Wasserqualitätsparameter noch genauer in Echtzeit anzupassen.

Darüber hinaus werden im Kontext der globalen nachhaltigen Entwicklung die umweltfreundlichen Eigenschaften der Durchfluss-Aquakultur sie immer beliebter machen. Da die Nachfrage der Verbraucher nach hochwertigen und nachhaltigen Aquakulturprodukten stetig wächst, wird die Durchfluss-Aquakultur, die gesunde und hochwertige Fische mit geringerer Umweltbelastung hervorbringen kann, eine zunehmend wichtige Rolle bei der Erfüllung dieser Marktnachfrage spielen. Voraussichtlich wird die Durchfluss-Aquakultur in der zukünftigen globalen Aquakulturindustrie einen weiter ausgedehnten Entwicklungsraum erhalten und somit zur nachhaltigen Versorgung mit Aquakulturprodukten sowie zur Entwicklung der Aquakulturwirtschaft beitragen.