Aquakultur

Kernkompetenzen

 

Aquakultur von Fischen, Muscheln und Algen / Kultivierung

Wasseranalytik

Fischpysiologische Untersuchungen / Reporduktion, Larvenaufzucht und Selektive Züchtung von Fischen

Entwicklung landbasierter mariner multitrophischer Aquakulturen.
Die Zucht und Reproduktion neuer Arten für die Aquakultur stehen im Fokus.

 

Die Arbeitsgruppe Aquakultur der Fraunhofer EMB beschäftigt sich mit der wissenschaftlichen Bearbeitung landbasierter mariner multitrophischer Aquakultur, in der Organismen aus verschiedenen trophischen Ebenen (Fische, Muscheln, Algen) in einem gemeinsamen System gehältert werden. Dazu wurden verschiedene Kreislaufsysteme in Betrieb genommen. Die multitrophische Aquakultur bietet den Vorteil, dass Nährstoffe, die durch die Fütterung der Fische und deren Ausscheidungen in das System gelangen, durch die Organismen anderer trophischer Ebenen genutzt werden können. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Wasserqualität des Gesamtsystems und es werden zusätzliche Produkte generiert. Hierdurch entsteht ein ökologischer und ökonomischer Mehrwert. Die geschlossenen Kreislaufanlagen sollen auch dazu genutzt werden, neue Überwachungstechniken zum automatischen Online-Monitoring in Zusammenarbeit mit entsprechenden Firmen weiter zu entwickeln.

Darüber hinaus werden neue Technologien zur Wasseraufbereitung getestet und weiter entwickelt, um das Potenzial der Wasser- und Energieeinsparung stärker zu nutzen. In geschlossenen Kreislaufanlagen können sich potenziell schädliche Stoffe aus Futterresten, Ausscheidungen und Nebenprodukten der Wasseraufbereitung anreichern. Die Identifizierung und Charakterisierung solcher Stoffe im Haltungswasser und im Endprodukt stehen daher ebenso im Fokus wie die Entwicklung von diagnostischen Hilfsmitteln zur Überwachung des Fischwohls. Die Erschließung und Zucht neuer Arten für die Aquakultur stellt einen weiteren Arbeitsbereich der Arbeitsgruppe Aquakultur dar. Die gezielte Reproduktion aquakulturrelevanter Arten kann unter anderem Wildbestände schonen, auf die bisher teilweise zur Gewinnung von Satzfischen zurückgegriffen werden muss. Großes Nutzungspotenzial hat ebenfalls die gezielte Züchtung angepasster Fischarten, wie sie bereits seit langem in der Nutztierwirtschaft von Landtieren erfolgreich durchgeführt wird.

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Technikentwicklung Aquakultur

Parallel zu den laufenden Projektarbeiten zu Stressantworten auf Haltungsbedingungen in integrierten Systemen und zu Zuchtmöglichkeiten der dicklippigen Meeräsche im Ostseeraum wurden im Institutsneubau umfangreiche Haltungs- und Versuchseinrichtungen geschaffen, die es ermöglichen sowohl mit Fischen als auch mit Invertebraten, Mikro- und Makroalgen zu arbeiten.

Reproduktionsbiologische Aufgabenstellungen können zukünftig in einem separaten Brutraum bearbeitet werden, der mit flexibel konzipierten und mehrfach redundanten Aufzuchtsystemen für alle Entwicklungsstadien ausgerüstet wurde, um mit optimal angepassten Versuchsdesigns statistisch abgesicherte Ergebnisse zu erhalten.

Zur Entwicklung und Erprobung Integrierter Multitrophischer Aquakultursysteme (IMTA) wurden in Zusammenarbeit mit Fachplanern und Herstellern Versuchsanlagen entwickelt. Diese ermöglichen es sowohl Fische als auch benthische Invertebraten sowie Mikro- und Makroalgen und euryhaline Landpflanzen zu kultivieren. Zum Upscaling der Ergebnisse aus der Arbeit mit vier gleichartigen Multitrophen RAS-Systemen im Technikumsmaßstab wurde eine Kreislaufanlage mit einem Fischhaltungsvolumen von rd. 10 m3 errichtet, die mit einem 100 m3 fassenden Außenbecken zur Makroalgenkultivierung sowie einem Becken zur Invertebratenzucht in Verbindung steht. Zum direkten Vergleich dient ein gleichartiger, parallel zu betreibender Fischzuchtkreislauf, der mit konventioneller RAS-Technologie nach aktuellem Stand der Technik betrieben werden kann.

Für Versuche zur Dynamik von Brandungswellen wurde ein Kanalbecken mit Wasseraufbereitung zur Fischhaltung konzipiert und errichtet. Weitere Möglichkeiten zur Untersuchung von physikalischen Parametern bei der Einwirkung von ungebrochenen Wellen auf Schwimmkörper und Sedimente bietet ein Wellensimulationsbecken mit rd. 40 m3 Nutzvolumen und großer Beobachtungsscheibe.

Zur Versorgung aller Systeme wurde die komplexe Gebäudetechnik um eine autarke zentrale Wasserversorgung erweitert, die allen Arbeitsräumen neben Trinkwasser auch aufbereitetes Brunnenwasser sowie wahlweise synthetisches oder natürliches Meerwasser aus Erdtanks zur Verfügung stellt.

Neben der umfassenden Analytikausstattung der Arbeitsgruppe Aquakultur steht den Wissenschaftlern der gesamte Gerätepark der übrigen Arbeitsgruppen der EMB zur Verfügung. So können beispielsweise physiologische Untersuchungen an Wild- und Versuchstieren mit modernster Röntgenmikroskopie und Kleintier-MRT durchgeführt werden.

FORSCHUNGSPROJEKTE

Aquakultur der Dicklippigen Meeräsche

Die Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus) ist eine omnivore Fischart, die sich als nachhaltige Alternative zu carnivoren Fischen für die Aquakultur anbietet. Ziel des Projekts ist es, diesen Fisch als neue und ökologisch nachhaltige Art für die marine Aquakultur nutzbar zu machen. Dafür kommen neue Haltungstechnologien und innovative Ansätze für die Reproduktion- und Larvenaufzucht im geschlossenen Kreislaufsystem zur Anwendung, um eine von Wildfängen unabhängige und stabile Produktion von Besatzfischen zu gewährleisten.

Integrierte Multitrophische Aquakultur IMTA –Systeme

Herkömmliche Aquakultur hat den Nachteil, dass große Mengen an Abwasser entstehen, die aufwändig gereinigt werden müssen. Bei der IMTA werden solche Probleme reduziert, da mehrere Organismen aus verschiedenen trophischen Stufen eingesetzt werden. Die partikulären Nährstoffe der Fische werden durch filtrierende Organismen aufgenommen und die gelösten Nährstoffe durch Makroalgen verwertet. Dadurch wird die Wasserqualität verbessert und es werden zusätzliche Produkte bei gleichbleibender Qualität generiert.

Fischmonitoring

In der Aquakultur werden Systeme benötigt, die permanent (on-line) alle wichtigen Parameter (abiotische wie biotische) erfassen und somit die Zucht von Fischen exakt kontrollierbar machen. Neben den schon etablierten Messungen von Wasserwerten ist insbesondere die Dokumentation der Fische selbst hinsichtlich ihrer Biomasse, ihres Verhaltens und der Futteraufnahme sehr wichtig. Dafür werden Verfahren entwickelt, die eine möglichst stressfreie Vermessung und Aufzeichnung der Tiere erlauben. Hierbei sollen zukünftig neben optischen auch Verfahren auf Basis von Ultraschall zur Anwendung kommen.

Makroalgen und ihre Anwendungen in der Aquakultur und Biotechnologie

In der multitrophischen Aquakultur wird das nährstoffreiche Abwasser der Fischbecken für die Kultivierung von Muscheln und Algen genutzt. Die so gewonnene Algenbiomasse kann für verschiedenste Anwendungen verwendet werden. Ansätze zur Nutzung für die Nahrungsmittelindustrie werden in Zusammenarbeit mit den Kollegen aus dem „Technikum für angewandte Lebensmittelforschung“ (TFAL) entwickelt. Anwendungen für die pharmazeutische und medizinische Nutzung sind Gegenstand der Forschung in Kooperationen mit Fachhochschulen und Universitäten.

Service- und Informationsdatenblätter

Leistungsspektrum und aktuelle Projekte als Download

  

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Publikationen

                                                                       

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