Wenn Fische Tomaten füttern

… spart das Wasser und Dünger – und revolutioniert die Massentierhaltung

Die Tomatenpflanzen – Sorte »Pureza« – sind schon dreimal so hoch wie Martina Schramm. Mit einem Hubwagen fährt die Frau in der grünen Latzhose zwischen zwei Blätterwänden nach oben und kontrolliert sorgfältig Blüten und neue Triebe. Sind die zu lang, lenkt sie sie vorsichtig in Richtung der aufgespannten Fäden und klammert sie mit einem Ring fest. Bis zu zehn Meter werden die Hauptstängel am Ende der Saison messen – und auch dann muss Martina Schramm noch feststellen können, welcher Trieb zu welcher Pflanze gehört. Unten hängen viele rote Rispen über der Plastikfolie, aus der die daumendicken Stämme herauswachsen. Darunter im Dunkeln sprießen dichte Wurzelgeflechte, ständig umspült von Wasser, das die leicht abschüssigen Rinnen entlangströmt und immer wieder zurückgepumpt wird.

Das Besondere an dieser Tomatenzucht ist aber nicht die Größe der Pflanzen, sondern die Art der Bewässerung. Während in einigen Reihen das Wasser aus dem betriebseigenen Brunnen stammt, bekommen die Nachbarpflanzen aufbereitetes Wasser aus einer Fischzucht. Dieses Wasser haben sich darin tummelnde Welse kräftig aufbereitet: Es enthält einen Großteil der Nährstoffe Nitrat und Phosphor, die die Tomaten benötigen, um ohne Erde wachsen zu können.

Aquaponik heißt das Zusammenspiel von Fischzucht in Aquakultur und erdloser Pflanzenproduktion – im Fachjargon Hydroponik. Das Prinzip ist einfach und der Natur abgeguckt. Was die einen Lebewesen ausscheiden, ist Nährstoff für andere. Auf diese Weise werden Wasser und weitere Ressourcen mehrfach genutzt und es entsteht fast kein Abfall.

Jana Lusch, Leiterin der Fischaufzucht, mit einem Prachtexemplar Wels. In nur einem Kubikmeter Becken können gut 150 Kilogramm der Fische gezüchtet werden. Und Wasser wird weltweit zur kostbaren Ressource

Am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin experimentiert man schon seit einigen Jahren damit, nun soll die Technik marktreif gemacht werden. Im Rahmen eines EU-Projekts kooperieren Wissenschaftler und Praktiker aus sechs europäischen Ländern und China. Alle Beteiligten schätzen das Potenzial für die Welternährung als enorm hoch ein, doch sind noch eine ganze Reihe von Fragen zu klären und Hürden zu überwinden. Deshalb ist im Dörfchen Abtshagen südlich von Stralsund 2014 eine Modellanlage entstanden, die Fisch und Tomaten produziert und vermarktet, zugleich aber auch vielfältige Forschungsdaten liefert. Noch im Bau sind zwei größere Produktionsstätten in Waren an der Müritz und im spanischen Murcia, wo die Wirtschaftlichkeit im Dauerbetrieb belegt werden soll.

Einmal wöchentlich pflückt Martina Schramm im Gewächshaus von Abtshagen die reifen Tomaten – doch auf keinen Fall darf sie dabei eine der Früchte naschen. Schließlich muss die Ernte exakt gewogen und untersucht werden, bevor ihre Kollegin sie später im Hofladen verkauft. Noch gibt es keine belastbaren Vergleichsdaten, was die Produktionsmengen und das Fruchtaroma der mit Fisch- und Brunnenwasser versorgten Pflanzen angeht. Doch eines ist bereits sicher: Die Tomaten schmecken nicht nach Fisch und: »Wir sind bisher völlig ohne Pflanzenschutzmittel ausgekommen«, sagt Schramm stolz. Die Bestäubung übernehmen Hummeln, die in einem Pappkarton wohnen; Schlupfwespen sorgen dafür, dass sich hier keine weißen Fliegen breitmachen können.

Beim IGB in Berlin hatten die ersten Versuche mit Tilapien stattgefunden, die zur Familie der Buntbarsche gehören. Später ist man auf Welse umgestiegen. Der Leiter der Pilotanlage Günther Scheibe: »Es gibt in Deutschland so gut wie keinen Markt für Tilapien und die Besatzdichte ist recht gering.« In einem Kubikmeter Wasser können Tilapien mit einem Gesamtgewicht von 40 bis 50 Kilogramm aufgezogen werden; beim afrikanischen Wels ist es die drei- bis vierfache Menge. Darüber hinaus liefern die Ausscheidungen dieser robusten, luftatmenden Fische einen wesentlich höheren Nährstoffanteil für die Pflanzenzucht und sind in Deutschland besser verkäuflich.

Als Scharnier zwischen Forschung und Markteinführung beschreibt Günther Scheibe seine Rolle in dem Projekt. In DDR-Zeiten hat er in einem Institut gearbeitet und Landwirtschaftstechnik entwickelt, jetzt leitet er die Firma PAL mit 33 Angestellten, die Mastanlagen für Schweine, Rinder, Hühner und Fische baut: »Die Fisch-Szene Deutschland ist nicht sehr groß, man kennt sich.« Und: »Unternehmen müssen Geld verdienen – mit allen Ecken und Kanten.« Das ist einer der Lieblingssätze des großen, kahlköpfigen Mannes mit Schnurrbart und vogtländischem Akzent. Den Satz sagt er aus Überzeugung; das Aquaponikprojekt hat seine Leidenschaft geweckt und seinen Ehrgeiz angestachelt: Er will beweisen, dass es wirtschaftlich tragfähig ist.

Glashaus: Noch ist der Testbetrieb südlich von Stralsund ein eher kleines Gewächshaus. Dennoch will man hier wirtschaftlich arbeiten.

In Scheibes Büro hängen Bilder von Hightech-Kuhställen, -melkanlagen und Hallen voller Küken. Seit 2008 gibt es auf dem Betriebsgelände aber eben auch eine kleine, wassersparende Welsproduktion. »Mein Herz hängt am Fisch«, bekennt Scheibe. Zusammen mit Landwirten hat er eine Genossenschaft für Fischproduktion und Vermarktung gegründet, seine Firma entwickelt und vertreibt Kreislaufanlagen. Bei denen werden die Ammonium-Ausscheidungen der Tiere in einem raumhohen Kasten durch Bakterien zuerst in Nitrit und schließlich in Nitrat verwandelt und zugleich wird Sauerstoff gebunden. Danach kann ein Großteil des Wassers zu den Fischen zurückgeleitet werden. Nur der Fischkot wird über einen bürstenartigen Filter abgeschieden und in eine Grube gepumpt. Im Prinzip lassen sich damit sowohl Felder düngen als auch Biogasanlagen füttern, im Moment wird er noch als Abfall entsorgt.

Die Einbeziehung der Tomatenproduktion lässt den Anteil des unbrauchbaren Fischwassers noch weiter sinken. Zugleich schrumpft der Düngerbedarf der Tomaten im Vergleich zu einer konventionellen Anlage um 75 Prozent; lediglich Mineralien, die das basische Wasser aus den Aquarien an das Bedürfnis der Pflanzen nach einem saureren Milieu anpassen, müssen zugesetzt werden. Und letztlich könnten auch noch die CO2-Emissionen der Fische genutzt werden, um das Pflanzenwachstum anzuregen, so wie es in holländischen Gewächshäusern durch gezieltes Einblasen von Kohlendioxid geschieht.

Wie das optimale Verhältnis zwischen Fisch- und Pflanzenmengen aussieht, das ist das Forschungsthema von Johanna Suhl. Die 31-jährige Doktorandin steht an einem Pult am Durchgang zwischen dem düsteren Raum mit den Fisch-becken und dem Gewächshaus und betrachtet lange Zahlenreihen und bunte Kurven auf einem Bildschirm. Sie geben Auskunft über die CO-2-Aufnahme, Sauerstoffproduktion und Transpiration der Pflanzen sowie über die Nährstoffsituation des Wassers.

Offenbar hat auch ein Projektpartner in Holland gerade die Parameter studiert: Per E-Mail rät er den Kolleginnen in Abtshagen, die Lüftung im Gewächshaus zu verändern, weil die Pflanzen gerade sehr wenig Feuchtigkeit an die Luft abgeben. Geliefert werden die Messdaten von mehreren Metallkästen, die zwischen den Tomatenpflanzen baumeln oder in die schwarzen Wassertonnen am Ende jeder Reihe eingebaut sind. Suhl: »Wir haben hier in Abtshagen eine zu hohe Wasserfracht durch die Welse.« Folglich sollte bei künftigen Aquaponikanlagen die Gemüsezucht im Verhältnis zur Fischproduktion größer dimensioniert sein. »Unser Ziel sind möglichst geschlossene Kreisläufe – das ist auch im Gartenbau der Weg in die Zukunft«, davon ist Johanna Suhl überzeugt. Solche Kreisläufe gibt es zwar auch auf traditionellen Biohöfen. Doch um eine wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, hält Suhl die Lebensmittelproduktion in Innenräumen für unerlässlich, weil dabei – anders als im Freiland – das ganze Jahr über gepflanzt und geerntet werden kann. »Außerdem sind weltweit viele Böden nicht mehr nutzbar – Hydroponik und Aquaponik funktionieren aber auch auf unfruchtbaren Flächen«, so die Nachwuchswissenschaftlerin.

Wer in Abtshagen zu den Welsen will, muss zuerst über eine feuchte Desinfektionsmatte laufen. Hinter der Eisentür befindet sich ein schummriger Raum, die Luft ist schwülwarm, das Wasser rauscht laut und gleichmäßig. Fast den gesamten Tag verbringt die Leiterin der Fischaufzucht Jana Lusch an diesem schweißtreibenden Ort, doch die 28-Jährige liebt ihre Arbeit. »Ich begleite die Welse durch die Kinderstube, hege und pflege sie und sorge dafür, dass es ihnen möglichst gut geht«, sagt die blasse Frau, die vor ein paar Jahren ihren Master in Aquakultur an der Uni Rostock abgelegt hat. Wenn sie einen Futtertrog über einem Becken antippt und eine Ladung Futterpellets herausrieselt, ist ein Gewimmel grau-schwarzer Leiber an der Wasseroberfläche zu beobachten. Sonst sind in dem klaren, dunklen Wasser bestenfalls bewegte Schatten zu sehen. Nach acht Monaten bringt jedes Tier etwa 1,5 Kilogramm auf die Waage. Bevor Lusch die Welse schlachtet, betäubt sie sie in einem Eisbecken. Die Filets sind für die Menschen, der Rest wird zu Tierfutter verarbeitet.

Zweimal pro Woche öffnet in Abtshagen der Hofladen. Neben die Kasse hat Ilona Ehrke eine Kiste mit prallen Tomaten platziert, in der Glastheke präsentiert sie frische, marinierte und geräucherte Welsfilets und köstliche Salate, im Regal stehen Fischdosen und Chutneygläser. Inzwischen gibt es im Umkreis von 30 Kilometern eine treue Stammkundschaft. »Wenn wir ihn selbst verkaufen, verdienen wir mit dem Wels doppelt so viel wie bei der Lieferung an den Großmarkt«, erklärt Scheibe. Auch die Kunden profitieren von der Ausschaltung der Zwischenhändler: Knapp elf Euro kostet im Hofladen ein Kilo Filet; anderswo müssten die Käufer einige Euro mehr dafür ausgeben. Die Tomatenproduktion wird sich ebenfalls bald rechnen, glaubt Scheibe. Im vergangenen Jahr lag die Ausbeute bereits bei 14 Kilogramm pro Pflanze. »Dafür, dass das unser erstes Jahr war und wir noch üben, finde ich das schon sehr gut«, meint der Betriebsleiter. Mit einem Lichtprogramm hofft er, die Erträge auf gut 20 Kilo steigern zu können. Das wäre dann eine Menge, wie sie in holländischen Gewächshäusern erreicht wird.

Zwei Kilogramm Tomaten und ein Kilo Wels benötigen 50 statt 100 Liter Wasser

Auch ansonsten nutzt Scheibe die im Betrieb vorhandenen Ressourcen, um die Aquaponikanlage wirtschaftlich tragfähig zu machen. Die Welse brauchen 27 Grad, und auch im Gewächshaus muss monatelang zugeheizt werden. Doch weil es auf dem Gelände eine Photovoltaikanlage und ein Blockheizkraftwerk gibt, halten sich die Energiekosten in Grenzen. Um die Überschüsse an nahrhaftem Fischwasser zu nutzen, steht inzwischen auf einer Wiese eine Treppenkonstruktion aus durchlöcherten Rohren, aus denen Erdbeerpflanzen heraushängen. Die Kette der gekoppelten Ertragsbringer ist um ein Glied verlängert. »Wir müssen uns so lange strecken, bis wir die wirtschaftliche Machbarkeit nachweisen können. Ich bin überzeugt davon, dass das funktionieren wird«, sagt Scheibe, der das Rentenalter eigentlich schon erreicht hat, aber nicht aufhören mag, weil ihn die neue Aufgabe antreibt. Seine Vision ist klar: Wird in Waren und Murcia erst einmal durch zwei Jahre Dauerbetrieb bewiesen, dass Aquaponikanlagen funktionieren und Gewinne abwerfen, dann werden sie sich auf dem Markt durchsetzen. Schließlich sparen sie im Vergleich zur getrennten Gemüse- und Fischproduktion Ressourcen – und damit Geld. Etwa zwei Kilo Tomaten und ein Kilo Wels lassen sich mit 50 Liter Frischwasser herstellen, kalkuliert Scheibe; ohne die Kopplung verbrauchen hochmoderne Anlagen dafür zusammengerechnet mindestens 100 Liter. Hinzu kommen die Einsparungen beim Dünger.

Wie viel Gemüseflächen, wie viel Fischbecken, welche Sorten – all das muss ausgepegelt werden. Zusammengerechnet 1500 bis 2000 Quadratmeter könnten sich als optimale Betriebsgröße herausstellen, schätzt Scheibe. Schließlich muss das Unternehmen groß genug sein, um sich die Beschäftigung eines Gemüsebau- und eines Fischzuchtexperten leisten zu können. Von Einheitslösungen für die ganze Welt aber hält er nichts. »Am besten ist es, dort zu produzieren, wo die Verbraucher sind, und sich auf vorhandene Anlagen und Ressourcen zu stützen«.

am, Onyx Ausgabe 4, September 2016