Belüftung von Koiteichen

Neue Aspekte zur Belüftung von Koiteichen.

Belüftung am Koiteich – Sauerstoffkonzentrator und oder High Blow

Sauerstoff ist für alle heterotrophen¹ Organismen und für die Pflanzen bei Dunkelheit lebensnotwendig. Er gelangt durch Eintrag aus der Luft und durch biogene² Prozesse (Assimilation³ der Unterwasserpflanzen und des Phytoplanktons⁴) ins Wasser.

In Koiteichen ist es auf Grund der geringen Wassermenge und des hohen Fischbesatzes in der Regel notwendig, mit technischen Mitteln den Sauerstoffwert auf einem für die Lebewesen notwendigen Niveau zu halten.

Wurde früher der Fokus bei der Teichbelüftung eigentlich nur auf die Anreicherung mit Sauerstoff und die ausreichende Versorgung der Koi mit O₂ gelegt, so möchte ich die Aufmerksamkeit der Leser heute auf den zweiten Aspekt der Teichbelüftung lenken. Teichbelüftung bedeutet Wasserbewegung und damit Gasaustausch:

1. In einem natürlichen Gewässer strebt der Sauerstoffgehalt dem Normalwert zu, das heißt es stellt sich der Sättigungswert ein. Dieser ist abhängig von der Wassertemperatur.
2. Dabei ist dies abhängig von der Wetterlage (Bewölkung, Luftdruck, Wind etc.)
3. Dem gegenüber hat das Wasser einen Dampfdruck der dem Gasdruck entgegen wirkt
4. Der Dampfdruck ist umso größer je höher die Wassertemperatur ist, deshalb kann wärmeres Wasser auch nur weniger O₂ halten
5. Das bedeutet, die Löslichkeit des O₂ ist abhängig von der Wassertemperatur, der Bewölkung und dem Luftdruck
6. Beispiel: Luftdruck 1013 hPa
   •  
     • o 20° C 9,09 mg/l O₂
     • o 40° C 6,41 mg/l O₂
     • o Auch Salze haben einen Einfluss auf die Löslichkeit
     • o 1% NaCl reduziert die Löslichkeit von 9,09 auf 8,54 mg/l bei 20° C

Wie funktioniert nun die Atmung der Fische:

Wesentlich für die Sauerstoffaufnahme ist die Druckdifferenz des O₂ beiderseits der trennenden Membran (Kieme)

1. Um so größer diese Differenz um so leichter die Sauerstoffaufnahme. Dies geschieht einmal durch die Strömung der Körperflüssigkeiten (Blut) auf der Innenseite und die ständige Erneuerung des Atemmediums (Wasser) auf der Außenseite durch Ventilation (Kiemenbewegung)
2. Die Atmung erfolgt dabei immer über Diffusion, d.h. den Versuch eines Konzentrationsausgleiches durch das respiratorische Epithel (Kieme)
3. Die Diffusion ist abhängig von der Dicke der Membran und deren Fläche
4. Für eine maximale Aufnahme von O₂ ist die Kieme sehr stark durchblutet und sehr dünn

Welche Bedeutung hat nun der Sauerstoff für den Koi:

1. Vergleicht man die Atmung von Fischen mit der von Luft atmenden Tieren, stellt man gravierende Unterschiede fest. Luftatmer haben relativ stabile Verhältnisse von O₂ in der Atemluft
2. Im Wasser unterliegen die Gaskonzentrationen starken natürlichen Schwankungen durch biogene Prozesse (Assimilation der Unterwasserpflanzen und des Phytoplanktons)
3. Trotzdem muss der Fisch für eine ausreichende O₂ Aufnahme sorgen und den respiratorischen Teil der Säure-Basen-Regulation zeitgleich erledigen
4. Für die Atmungsvorgänge im Koi ist nicht nur O₂ verantwortlich sondern auch die Konzentration von CO₂ im Blut und im umgebenden Wasser
5. CO₂ beeinflusst den Blut pH und damit die Bindung von O₂ an das Hämoglobin
   1. Ist der Anteil von CO₂ zu niedrig spricht man von respiratorischer Alkalose
   2. Ist der Anteil von CO₂ zu hoch spricht man von respiratorischer Acidose
6. Normal ist ein Blut-pH von 7,6 – 7,8
7. Das Hämoglobin transportiert das aufgenommene O₂ dann in alle Körperregionen
8. Das Blut verlässt zu ca. 100% O₂ gesättigt die Kiemen
9. Die Abgabe des O₂ im Gewebe des Fisches ist maßgeblich abhängig von pH Wert des Blutes, bei zu niedrigem CO₂ Gehalt führt dies zur verminderten Freisetzung von O₂ und das obwohl ausreichend O₂ im Wasser ist!
10. Auf dem Rückweg nimmt das Blut CO₂ und NH4⁺ mit und scheidet beides an den Kiemen aus

Störung der Atmung und ihre Folgen:

1. Die Konzentration des CO₂ im Wasser wirkt über die Atmung (Diffusion⁵/Konzentrationsgradient) direkt im Fisch, ohne das der pH-Wert des Wassers dabei eine Rolle spielt
2. Die Dreiecksbeziehung zwischen CO₂-Gehalt, pH-Wert und SBV wirkt über den pH-Wert des Wassers auf das Dissoziationsgleichgewicht von NH₃/NH₄⁺ und damit auf die NH₃-Ausscheidung des Fisches, vereinfacht gesagt, bei hohem Ammoniak im Wasser kann der Fisch sein im Blut befindliches Ammonium nicht mehr abatmen
3.  
4. Störung des Blut pH (Acidose⁶, Alkalose⁷) macht sich besonders an den Kiemen bemerkbar
   1. Der chemische Reiz führt zu Abwehrreaktionen
   2. Geschwollenen Kiemen
   3. Zunahme der Schichtdicke des Kiemenepithels
5. Daraus folgt eine längere Diffusionsstrecke und Veränderung der Strömungsverhältnisse in den Kiemen
6. Veränderung des Gasaustausch
7. Führt zu idealen Bedingungen für Parasiten

Wie sie gesehen haben, ist alleine eine ausreichende Menge an O₂ im Wasser nicht ausreichend die Atmung des Koi zu gewährleisten. Der Gehalt an CO₂ bedingt wie leicht der Fisch das im Blut gelöste CO₂ abatmen kann. Gleiches gilt wie oben geschrieben auch für Ammonium!

Betrachten wir nun einen Extremfall, einen Koiteich der nur mit Sauerstoff und dann auch noch hoch technisch belüftet wird. Hier kommt man mit sehr wenig Luftvolumen aus, was wiederum wenig Wasserbewegung bedeutet. Wenig Wasserbewegung bedeutet aber auch, dass wenig CO₂ ausgetrieben wird. Und das bedeutet, dass der Koi einen gestörten Gasaustausch haben kann, der zu einer Immunschwächung, schlechterer Futterverwertung und im schlimmsten Fall zu einer Erstickung (oder Eigenvergiftung) der Koi führen kann.

Ich selbst konnte an meinem Koiteich feststellen, dass meine Koi im Sommer 2006 nach der Fütterung lethargisch am Boden lagen. Ein Belüften mit einer Highblow 120 l veränderte dieses Verhalten total. Die Fische waren auch nach der Fütterung deutlich lebhafter. Die einzige mögliche Erklärung, durch die starke Wasserbewegung wurde CO₂ ausgetrieben, was es den Koi ermöglichte ihr im Körper produziertes CO₂ leichter abzuatmen.

Das heißt, wir brauchen den High Blow zwar nicht für die Anreicherung mit Sauerstoff, aber für den Gasaustausch! Unter diesem Aspekt muss Technik zur Teichbelüftung völlig neu betrachtet werden. Ich selbst habe früher geschrieben, wie schön es ist, wenn im Teich selber überhaupt kein Sprudler den Blick auf die Fische verhindert. Nur was nützt das, wenn es den Fischen schadet.

Wenn man denn nun einen Belüfter im Teich sowieso braucht so kann man ihn ja auch direkt zur Belüftung einsetzen. Das spart dann Laufzeit beim Sauerstoffkonzentrator.

Ein weiterer Aspekt der zunehmend an Bedeutung gewinnt ist die Tatsache, dass auf Grund der Klimaerwärmung und der damit verbundenen Belastung der Stromnetze, Stromausfälle zunehmen. Gerade im Sommer 2006 war dies festzustellen. Welche Konsequenzen hat dies für Koihalter?

Koi sind sehr anpassungsfähig und können sich an Sauerstoffwerte von 5 – 6 mg/l sehr gut anpassen. Laut Prof. Schreckenbach et. al. sind diese Werte ausreichend, dass die Koi die aufgenommene Nahrung vollkommen verwerten können.

Die Tatsache, dass Sauerstoffkonzentratoren zunehmend in den Koimarkt gefunden haben, hat zu einer Technisierung unserer Koiteiche geführt. Sauerstoffkonzentrator, Sauerstoffreaktor und was da noch so alles angeboten wird….

Was passiert nun wenn der Strom ausfällt?

Zwei Beispiele (Annahme: gut besetzter Koiteich mit 1 Koi/m³ Wasser, Wassertemperatur 23°C, gut gefüttert mit 2% /kg Körpergewicht/Tag):

1. Teich mit Sauerstoffkonzentrator und geregeltem Sauerstoffwert von 8 mg/l
2. Teich mit Sauerstoffkonzentrator ohne Regelung aber mit Zeitschaltuhr

Im ersten Fall bekommen die Koi sehr schnell ein Sauerstoffproblem wenn der Strom ausfällt, weil unter den genannten Bedingungen der Sauerstoffgehalt sehr schnell unter 6 mg/l sinkt. Und sie haben keine Möglichkeit was daran zu ändern weil der Strom fehlt. Immer vorausgesetzt sie sind zum Zeitpunkt des Stromausfalles überhaupt zu Hause.

Fall zwei, hier sind hohe Sauerstoffschwankungen an der Tagesordnung und schwächen ihre Koi.

Die ungeregelte Belüftung mit Sauerstoff hat noch einen weiteren Nachteil. Je nach Anzahl der Unterwasserpflanzen und Algen, gibt es über Tag durch die Photosynthese eine hohe Sauerstoffproduktion. Dies führt über Tag zu sehr hohen O₂ -Werten, nachts durch die Umkehr der Photosynthese gibt es ja die Sauerstoffzehrung durch eben diese Pflanzen. Fazit, eine nochmals höhere Schwankung des Sauerstoffgehaltes und damit Stress für die Koi.

Kommen wir zu einem ganz anderen, nicht weniger wichtigen Aspekt – den Kosten. Dazu sei noch einmal daran erinnert, dass eine High Blow 40 etwa 40 Watt benötigt. Eine High Blow 80 80 Watt usw..

Ein Sauerstoffkonzentrator braucht zwischen 400 und 500 Watt. Hieraus resultiert, dass der O₂ Konzentrator so wenig wie möglich laufen sollte, um vom Verbrauch her bezahlbar zu sein.

Das führt dazu, dass neben dem O₂ Erzeuger ein O₂ Reaktor und diverse Eintragsysteme neben Pumpen gekauft werden, um Kosten beim Stromverbrauch zu minimieren. Investitionen von 2000 – 3000 € sind dann keine Seltenheit.

Bedenkt man nun, dass für das Austreiben von CO₂ sowieso eine High Blow benötigt wird und das ein O₂ Wert von 5 – 6 mg/l völlig ausreichend ist, damit sich ihre Koi wohl fühlen, so kann man darüber nachdenken, ob dieses ganze Sauerstoffequipment überhaupt notwendig ist?

Meine Erfahrungen beruhend auf Versuchen im heißen Sommer 2006. Diese führten dazu, dass ich den Teich und den Biofilter mittels High Blows belüfte. Während des Sommers läuft eine kleine High Blow 40 über die Regelung und schaltet immer dann zu wenn der Sauerstoffwert unter 6 mg/l fällt. Eine große High Blow 120 läuft immer für 15 Minuten außer zwischen 20 und 6 Uhr und zwischen 11 Uhr und 16 Uhr, da läuft sie permanent. So kann ich auf das ganze Equipment zur Einmischung von Sauerstoff getrost verzichtet, was den Geldbeutel schont. Im Frühjahr und Herbst bei niedrigeren Wassertemperaturen belüfte ich entsprechend weniger.

Diese Belüftung über die Mittagszeit dient neben dem Gasaustausch auch dem Zweck, die Wasseroberfläche zu bewegen. Dadurch kann das Sonnenlicht nicht mehr so einfach die Fischhaut beschädigen. In dieser Zeit wird auch nicht mit Schwimmfutter gefüttert.

Redundanz⁸: Diesem Punkt möchte ich einen eigenen Absatz widmen.

Jedes technische Gerät kann einmal ausfallen. An Teichen die mit Sauerstoff belüftet werden ist eigentlich immer nur ein Sauerstoffkonzentrator dran. Fällt der aus, (Sicherung, Defekt,etc. ) so gibt es keine Sauerstoffversorgung mehr.

Wird der Teich mit zwei High Blows belüftet und hängen diese an zwei unterschiedlichen Stromkreisen, so ist die Sicherheit um 100% erhöht. Nur ein totaler Stromausfall führt zum gleichen Ergebnis.

Bedenken Sie, Koi kommen mit O₂ Werten von 6 mg/l gut aus. Die Sättigung mit O₂ ist bei 20°C bei 9,0 mg/l, bei 21°C bei 8,8 mg/l, bei 22°C sind es 8,7 mg/l, bei 23°C 8,5 mg/l und bei 25°C 8,37 mg/l.

Tabelle: Physiologische Ansprüche der Karpfen an die Umweltbedingungen (Schreckenbach et al. 1987, 2001)

Der Wert für den Sauerstoffgehalt wurde von mir geändert weil ich es für gefährlich halte, wenn ein Koihalter Werte größer 10 mg/l im Wasser mittels Technik einstellt.

Kritischer unterer Bereich heißt tödlich, ebenso kritischer oberer Bereich. Eingeschränkter unterer Bereich heißt dass die Fische dies bei guter Kondition und kurzfristig ohne Schaden überstehen, ebenso eingeschränkter oberer Bereich.

Einen anderen Punkt möchte ich noch anführen. In Japan, dort wo unsere Koi zum großen Teil her kommen, wird kaum mit Sauerstoff gearbeitet. Bei meiner letzten Reise nach Japan in 2005 waren wir innerhalb einer Woche bei ca. 20 Züchtern über ganz Japan verteilt und keiner hatte eine Sauerstoffbelüftung am Teich.

In der letzen Nichirin Ausgabe Februar 2007 wird auf Seite 44 und 45 ein Koiliebhaber Kenichi Ogata mit seinem 65 t Teich für Jumbo Koi vorgestellt. Auch er hat keine Sauerstoffbelüftung am Teich, allerdings hat er 3 High Blow 60 alleine im Teich, wie er schreibt in der Hauptsache damit sich die Fische bewegen.

Fazit:

Teichbelüftung dient zunächst dem Ziel, den Teich ausreichend und stabil mit einem „vernünftigen“ Sauerstoffgehalt zu versorgen. Dieser Wert sollte im optimalen Bereich liegen, wobei ganz klar gesagt werden kann, dass mehr als notwendig nicht besser ist!

Dann dient die Teichbelüftung aber auch dazu den Gasaustausch im Wasser zu fördern. Dies ist aber nur möglich, wenn auch eine ausreichende Wasserbewegung erzeugt wird. Die ist mit den geringen Gasmengen die ein Sauerstoffkonzentrator bringt, nicht möglich. In keinem der von mir beobachteten Teiche führte die starke Belüftung mittels High Blow zu Problemen mit zu wenig gelöstem CO₂ im Wasser. Wer auf Nummer sicher gehen will sollte den CO₂ Gehalt bestimmen! Doch ausreichende Belüftung ist immer einem theoretisch optimalen CO₂ Wert vorzuziehen!

Die Züchter unserer Koi benutzen immer noch und in erster Linie High Blows zur Teichbelüftung.

Ein Koiliebhaber sollte heute auf eine Sauerstoffregelung zurück greifen, die stellt sicher, dass die tages- und nachtzeitlichen Schwankungen durch die biogene Sauerstoffproduktion ausgeglichen werden. Stabile Werte mit geringen Schwankungen sind das eigentliche Geheimnis vitaler Fische.

Wie schon an anderer Stelle geschrieben, soviel Technik wie nötig und nicht so viel wie möglich, es macht ihr Teichsystem zuverlässiger und weniger anfällig gegen äußere Einflüsse und schont ihren Geldbeutel!

Autor: , April 2007, Ich danke Herr Tierarzt Werner Hoedt für seine fachliche Unterstützung.

1 Heterotrophie (griechisch: „sich von anderen ernährend“ (heteros – „fremd“, „ein Anderer“; trophe – „Ernährung“) ist ein Begriff aus der Biologie und bezeichnet die Eigenschaft von Zellen, ihre für den Stoffaufbau benötigte Kohlenstoffquelle aus organischen Substanzen zu beziehen.

2 Das Adjektiv biogen bedeutet „biologischen oder organischen Ursprungs“, d.h. nicht durch chemische Synthese gewonnen, kann aber auch darauf hinweisen, dass etwas organische Stoffe herstellt.

3 Assimilation (Biologie), die Stoffangleichung der Pflanzen. Mit Hilfe des Blattgrüns und des Sonnenlichts stellen die Blätter aus Kohlensäure und Nährsalzen Zucker, Stärke, Öle und Eiweiß her.

4 Der Begriff Phytoplankton bezeichnet pflanzliches Plankton, vor allem bestehend aus Kieselalgen (Bacillariophyta), Grünalgen, Goldalgen, Dinoflagellaten und Blaualgen (Cyanobakterien). Es baut als Primärproduzent mit Hilfe der Photosynthese aus Kohlendioxid und Nährstoffen seine Körpersubstanz (Biomasse) auf (Primärproduktion). Das Phytoplankton ist damit die Basis der autochthonen Nahrungspyramide in stehenden und langsam fließenden Gewässern.

5 Unter Diffusion im engeren Sinne versteht man den Ausgleich von Konzentrationsunterschieden bis hin zum praktisch vollständigen Durchmischen, der durch die Bewegung von kleinsten Teilchen, insbesondere von Atomen, Molekülen oder Ionen, entsteht. Diese Teilchenbewegung erfolgt auf Grund der Energie der Teilchen. In Flüssigkeiten und Gasen wechseln Teilchen ständig den Ort, in Festkörpern erfolgen gelegentliche Ortswechsel, z. B. durch den Platztausch zweier benachbarter Teilchen oder das „Wandern“ von Leerstellen. Der Stoffaustausch geschieht vom Ort der höheren zum Ort der niedrigeren Konzentration. Diffusion erfolgt im Gegensatz zur Konvektion ohne Strömung des Mediums, in dem sich die Teilchen befinden.

Im weiteren Sinne versteht man jede thermische Fortbewegung und jeden damit verbundenen Transport als Diffusion, auch wenn dieser zum Entmischen führen kann.

In Flüssigkeiten und Gasen sind Teilchen in ständiger Bewegung, der sogenannten Brownschen Bewegung. Diffusion ist ein makroskopischer Transportvorgang, der durch diese Bewegung hervorgerufen wird. Diffusion kann auch durch eine poröse Wand oder Membran hindurch erfolgen. Im Falle einer semipermeablen Membran kann die konzentrationsausgleichende Wirkung der Diffusion zu einem Druck führen, siehe Osmose.

6 Eine Azidose ist ein Zustand der Übersäuerung des menschlichen (oder tierischen) Körpers.

7 Unter Alkalose versteht man einen zu hohen pH-Wert des menschlichen (oder tierischen) Körpers.

8 Redundanz bedeutet in der Geräte- und Anlagentechnik das zusätzliche Vorhandensein funktional gleicher oder vergleichbarer Ressourcen eines technischen Systems, wenn diese bei einem störungsfreien Betrieb im Normalfall nicht benötigt werden.

in Wasser für Koi