Fischzucht der Zukunft mit intelligenter Wassernutzung
Die Aquakultur liefert bereits etwa die Hälfte des weltweit konsumierten Fischs und ist der am schnellsten wachsende Sektor für tierische Lebensmittel, sagt Louise von Gersdorff Jørgensen, außerordentliche Professorin am Institut für Veterinär- und Tierwissenschaften der Universität Kopenhagen. Die traditionelle Fischzucht wirft jedoch häufig Umweltprobleme auf – vom hohen Wasserverbrauch und der Verschmutzung durch Nährstoffe bis hin zur Verbreitung von Krankheiten bei Wildfischen. Als Reaktion darauf setzt die Aquakulturindustrie zunehmend auf Aquakultur in Kreislaufanlagen (recirculating aquaculture systems, RAS) – landgestützte Fischfarmen, in denen das Wasser kontinuierlich gereinigt und wiederverwendet wird. Jørgensen koordinierte das EU-finanzierte Projekt RASOPTA(öffnet in neuem Fenster), das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert wurde und von September 2021 bis August 2025 lief. Das Projekt, an dem Forschungs- und Industriepartner aus Dänemark, den Färöer-Inseln, Deutschland, Ungarn, Norwegen und Spanien beteiligt sind, hat sich zum Ziel gesetzt, die Haupthindernisse zu beseitigen, die einer breiteren Einführung von Aquakultur in Kreislaufanlagen im Wege stehen.
Wasser recyceln und Fischzucht neu denken
Bei Aquakultur in Kreislaufanlagen werden die Fische in Innenräumen in Becken aufgezogen, in denen das Wasser eine Reihe von Aufbereitungsschritten durchläuft, bevor es wieder verwendet wird. „Aquakultur-Kreislaufanlagen sind landgestützte Fischzuchtanlagen. Sie filtern, reinigen und verwenden das Wasser, in dem die Fische aufgezogen werden, kontinuierlich“, so Jørgensen. Dabei werden feste Abfälle entfernt und giftige Stickstoffverbindungen von nützlichen Bakterien umgewandelt. Überschüssiges Kohlendioxid wird abgeschieden und der Sauerstoffgehalt sorgfältig aufrechterhalten. Mit diesem Ansatz wird der Wasserverbrauch drastisch verringert und die Freisetzung von Nährstoffen, Antibiotika und Krankheitserregern in die Umwelt begrenzt. Die Wiederverwendung von Wasser bringt allerdings auch neue Herausforderungen mit sich. „Die Technologie der Aquakultur in Kreislaufanlagen reduziert zwar den Wasserverbrauch, doch die Wiederverwendung von Wasser ist problematisch im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer hohen Wasserqualität“, merkt Jørgensen an. So beruhen etwa die biologischen Wasserreinigungsfilter auf komplexen mikrobiellen Gemeinschaften, die durch routinemäßige Reinigung destabilisiert werden können. Die Forschungsarbeiten im Rahmen von RASOPTA haben gezeigt, dass eine übermäßige Reinigung dieses Gleichgewicht stören und Bedingungen schaffen kann, unter denen sich schädliche Mikroorganismen vermehren können.
Fisch gesund halten und den Geschmack verbessern
Die Gesundheit und das Wohlergehen der Fische waren zentrale Anliegen des Projekts. „Ein gesundes Wasser-Mikrobiom ist entscheidend für das Wachstum und das Wohlergehen der Fische“, bemerkt Jørgensen. Krankheitsausbrüche in Intensivhaltungs-Systemen können sich schnell ausbreiten und führen häufig zum Einsatz von Antibiotika, was zu Antibiotikaresistenzen beiträgt. Um dieses Problem zu lösen, hat RASOPTA ein nicht-invasives, DNS-basiertes Überwachungsinstrument entwickelt, das Bakterien, Parasiten und Viren in Wasserproben nachweisen kann. Dieses Instrument könnte als Frühwarnsystem dienen und Fischzüchter in die Lage versetzen, Maßnahmen zu ergreifen, bevor die Krankheit schwerwiegend wird. „Eine solche Früherkennung verschafft den Verantwortlichen wertvolle Zeit, sodass sie eingreifen können, bevor Morbidität und Mortalität auftreten“, erklärt Jørgensen. Ebenso wichtig ist den Verbrauchern der Geschmack. In Aquakulturen in Kreislaufanlagen produzieren bestimmte Mikroben erdig oder muffig riechende Verbindungen, die sich im recycelten Wasser anreichern und vom Fischfleisch aufgenommen werden. Das RASOPTA-Projektteam identifizierte neue Fehlaroma-Verbindungen und zeigte, wie Futterzusammensetzung, Wasseraufbereitung und Systemdesign den Geschmack beeinflussen. „Das Fischfutter hat einen starken Einfluss auf den Geruch, und es wurden mehrere neue Geruchsstoffe in Aquakulturen in Kreislaufanlagen identifiziert“, erläutert Jørgensen. Diese Erkenntnisse deuten auf die Notwendigkeit hin, gezielte Strategien zur Vermeidung von Fehlaromen und zur Verbesserung der Verbraucherakzeptanz zu verfolgen.
Kompetenzaufbau für eine nachhaltige Aquakultur
RASOPTA investierte außerdem stark in Zusammenarbeit und Ausbildung. Das Projekt brachte Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen aus ganz Europa zusammen und bildete Nachwuchsforschende an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Industrie aus. Durch die Kombination von Fachwissen in den Bereichen mikrobielle Ökologie, Molekularbiologie, Bioinformatik und analytische Chemie lieferte das Projekt Instrumente und Kenntnisse, die direkt auf kommerzielle Aquakultur-Kreislaufanlagen anwendbar sind. „Projekte wie RASOPTA sind sowohl für die Industrie als auch für die Öffentlichkeit nutzbringend“, so Jørgensen abschließend. Wenn diese Lösungen auf breiter Basis angenommen werden, könnten sie Europa dabei helfen, die Fischproduktion zu stärken und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu verringern – ein Beitrag zu einem widerstandsfähigeren und nachhaltigeren Ernährungssystem.
