Fischernährung und -haltung

Entwicklung neuer Futtermittelkomponenten oder vollwertiger Futtermittel

Durch das stetige Wachstum des Sektors Aquakultur entsteht auch ein stetig steigender Bedarf an Futtermitteln und Futtermittelrohstoffen. Dies führt sowohl aus ökologischer, aber auch aus ökonomischer Sicht zu neuen Herausforderungen im Bereich der Futtermittel.

Die steigende Nachfrage, aber auch internationale Krisen führen zu steigenden Rohstoffpreisen, die sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette niederschlagen.

Gleichzeitig beeinflusst die Nutzung von global verfügbaren Ressourcen im Fischfutter dessen ökologischen Fußabdruck durch lange Liefer- und Transportwege.

Die AG Fischernährung und -haltung hat sich zum Ziel gesetzt, lokal verfügbare Nebenströme der Lebens- und Futtermittelproduktion zu identifizieren und auf Ihre Tauglichkeit als Rohstoff für die Fischernährung zu evaluieren.

Die Wissenschaftler*innen des Fraunhofer IMTE kooperieren mit vielen Unternehmen aus dem Sektor Futtermittel und Futtermittelrohstoffe bei der Entwicklung von Futtermitteln mit speziellen Anforderungen, wie zum Beispiel der Ernährung mariner Fischlarven oder der Ernährung von Fischen in geschlossenen Kreislaufanlagen (RAS).

Ersatz bzw. Austausch von Fischmehl und Fischöl durch nachhaltige Alternativen

Eine der größten Herausforderungen der Aquakultur ist es, nachhaltige Alternativen zu Fischmehl und Fischöl in der Ernährung vieler aquakulturrelevanter Spezies zu finden.

Viele der bereits kommerziell genutzten Tierarten in der Aquakultur ernähren sich natürlicherweise von Fisch, was diesen Rohstoff zur idealen Grundlage einer bedarfsgerechten Ernährung macht, jedoch gleichzeitig die Nachhaltigkeit und Umweltgerechtigkeit des Fischfutters stark negativ beeinflusst.

Bei der Suche nach alternativen Rohstoffen werden sowohl nachwachsende, pflanzliche Alternativen, einzellige Alternativen wie Hefen oder Pilze als auch Alternativen tierischen Ursprungs aus Nebenströmen der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie genauer untersucht.

Hierbei wird neben der Identifizierung neuer Rohstoffe ein besonderes Augenmerk auf die Aspekte der Nachhaltigkeit, Verträglichkeit und Verwertbarkeit (Verdaulichkeit und Retention) der Rohstoffe sowie auf die Wachstumsleistung der Organismen gerichtet um diese zu evaluieren und gegebenenfalls zu optimieren, wenn entsprechende Probleme während der Etablierung identifiziert werden.

Forschung an funktionellen Inhaltstoffen wie z.B. Mineralstoffen,
Farbstoffen (z.B. Astaxanthin), Aminosäuren, Pro- & Präbiotika und Enzymen

Durch den Ersatz von Fischmehl mit alternativen pflanzlichen Rohstoffen ergeben sich viele neue Herausforderungen, wie z.B. antinutritive Faktoren in Form von Speicherstoffen der Pflanzen für Mineralien, Fraßschutzstoffe von Pflanzen gegen Schädlingsfraß und weitere pflanzliche Komponenten, denen, evolutionär gesehen, aquatische Organismen nicht auf natürlichem Weg ausgesetzt wären.

So können z.B. bestimmte Speicherformen von Mineralstoffen vom Verdauungsapparat der Fische nicht aufgeschlossen werden, da die benötigten Enzyme im „Baukasten“ der Fischverdauung nicht vorgesehen sind. Dies führt dazu, dass bestimmte Mineralstoffe dem Futter, obwohl in der pflanzlichen Quelle ausreichend vorhanden, zugesetzt werden müssen um den Bedarf der jeweiligen Art gerecht zu werden.

Um Fischfutter so ressourcen- und umweltschonend wie möglich zu gestalten, ist eine solche „Überdosierung“ zu vermeiden.

Deshalb liegt ein Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe auf der Nutzung von Enzymzusätzen zur Steigerung der Verwertbarkeit und Verdaulichkeit von pflanzlichen Rohstoffen sowie der Nutzung funktioneller Futterkomponenten zur Verbesserung der Verträglichkeit und Verwertung pflanzlicher Rohstoffe. 

Ermittlung des Mikro- und Makronährstoffbedarfes bereits in Aquakultur genutzter oder neu zu etablierender Tierarten

Im Vergleich zur klassischen Landwirtschaft ist das Potential der nutzbaren Tierarten noch lange nicht ausgeschöpft. Die Diversität der in Aquakultur genutzten tierischen Organismen übersteigt die der klassischen Landwirtschaft bei Weitem.

Über die bereits in Aquakultur genutzten Tierarten ist wesentlich weniger, bereits validiertes Wissen, vorhanden als bei den „big four“ (Schwein, Rind, Geflügel, Schafe) der Landwirtschaft.

Bei vielen wirtschaftlich interessanten Aquakulturarten, wie zum Beispiel Aal oder Thunfisch, ist es noch nicht einmal gelungen, den Lebenszyklus in der Produktion komplett zu schließen.

Dies ist oft dem mangelnden Wissen am genauen Mikro- und Makronährstoffbedarf der verschiedenen Lebensstadien der jeweiligen Arten geschuldet.

Um diese Wissenslücken zu schließen und so eine nachhaltigere, bedarfs- und tiergerechtere Produktion dieser Arten zu ermöglichen, widmet sich die AG Fischernährung und -haltung der Forschung in diesem Bereich. So stehen unter anderem der Bedarf an bestimmten Mineralstoffen, essentiellen Aminosäuren, aber auch an essentiellen Fettsäuren verschiedener aquakulturrelevanter Arten im Fokus der Forschung. 

Optimierung und Anpassung der Haltungsmethoden und -technik in geschlossenen Kreislaufanlagen (RAS) an die Anforderungen aquakultur-
relevanter Spezies

Geschlossene Kreislaufanlagen bieten durch Ihre Entkopplung von verschiedensten Umwelteinflüssen, wie z.B. der Photoperiode, dem Klima und Wasserversorgung die Möglichkeit nicht heimische Arten vor Ort nachhaltiger und umweltgerechter als in den Ursprungsländern zu produzieren. Ein gutes Beispiel stellen hierbei die Garnelen (L. vannamei) dar: Bei der Produktion in den Ursprungsländern wird die Umwelt oft stark belastet (Mangrovenabholzung) und das Endprodukt hat weite Transportwege.

Um allerdings diese Arten in geschlossenen Systemen produzieren zu können, ist eine genaue Erforschung der optimalen Haltungsbedingungen notwendig.

Diesem Thema widmet sich die Arbeitsgruppe durch die Nutzung verschiedener Techniken, wie der Gruppenrespirometrie zur Ermittlung der Stoffwechselzustände der Tiere oder der Nutzung von Kleinkreislaufsystemen, in denen, im replikaten Ansatz, gleichzeitig ein oder mehrere Umweltparameter gezielt manipuliert werden können.