Nährstoffe

1 - Allgemein

Alle Lebewesen benötigen nicht nur Nahrungsbestandteile, die ihnen zur Energiegewinnung dienen, sondern auch solche, die für den Baustoffwechsel eingesetzt werden. Als Baustoffwechsel bezeichnet man das Wachstum unter Bildung von Biomasse.

Das Wachstum aller Lebewesen im Gartenteich ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Ist einer dieser Faktoren nicht ausreichend verfügbar, wird das Wachstum begrenzt. Man spricht vom ‘limitierenden Faktor’. Der limitierende Faktor ist für verschiedene Organismen im Gartenteich ein jeweils anderer:

  • Fische und andere Tiere brauchen hochwertige energie- und nährstoffreiche Nahrung (z. B. Insekten, Pflanzen, Fischfutter etc.), die gleichzeitig wachstumsbegrenzend ist.
  • Wasserpflanzen benötigen Nährstoffe Stickstoff (N) und Phosphor (P), Kohlendioxid und Licht. Sie können ihren Nähr­stoffbedarf aus dem Wasser oder aus dem Boden decken. Wachstumsbegrenzend sind hier meistens die Nährstoffe (N und P), Kohlendioxid oder das Licht.
  • Algen haben die gleichen Grundbedürfnisse wie die Wasserpflanzen. Sie können aber mit Ausnahme der Fadenalgen nur die im Wasser gelösten Nährstoffe nutzen. Wachstums­begrenzend sind hier in der Regel Licht und Nährstoffgehalt des Wassers.
  • Mikroorganismen zersetzen im Zuge der Mineralisation tote organische Biomasse. Die Nährstoffe können aus der Biomasse direkt oder aus dem Wasser stammen. Wachstums­begrenzend sind hier Energiegehalt und Verfügbarkeit von toter Biomasse sowie die Verfügbarkeit von Sauerstoff.

Bei den Stoffwechselvorgängen werden Zwischen- und Endprodukte gebildet, die dann teil­weise als Nährstoffe in das Wasser abgegeben werden. Stickstoff (Ammonium bzw. Ammoniak, Nitrat, Nitrit) und Phosphor (Phosphat) sind die wichtigsten Nährstoffe.

Die natürliche Wachstumsbegrenzung der Algen durch den Nährstoffgehalt des Wassers wird durch die Zufuhr zusätzlicher Nährstoffe wie z. B. Fischfutter aufgehoben. Dies führt zu den bekannten anfangs beschriebenen Nachteilen.

2 - Ammonium und Ammoniak

Ammonium/Ammoniak ist die erste anorganische Stickstoffverbindung, die beim Abbau von Eiweiß entsteht und wird von den Fischen über die Kiemen abgeschieden. Auch bei der Mineralisation von Biomasse wird Ammonium/Ammoniak freigesetzt. Ein konstant niedriger Ammonium-/Ammoniakgehalt ist wichtig für die Gesundheit der Fische im Teich, da Ammoniak ein starkes Fischgift ist.

Ammonium und Ammoniak stehen in einem Gleichgewicht zueinander.

NH4++OH-NH³+ H²O
Ammonium
(ungiftig)
+Ammoniak
(giftig)
+

Dieses Gleichgewicht ist vom pH-Wert des Wassers abhängig. Bei einem Anstieg des pH-Wertes verschiebt sich der Schwerpunkt zum giftigen Ammoniak. Bei pH 7 z. B. beträgt das Verhältnis Ammonium: Ammoniak 99:1. Bei einer Erhöhung auf pH 9 verändert sich das Verhältnis auf 70:30. Erhöhte Ammonium-/Ammoniakgehalte sind umso kritischer für die Gartenteichfauna, je höher der pH-Wert liegt. In gepflegten Gartenteichen mit ausreichender Filterleistung ist Ammonium/Ammoniak nicht oder kaum nachweisbar! Jeder Nachweis von Ammonium/Ammoniak ist ein Alarmsignal und deutet darauf hin, dass der Teich nicht ausreichend biologisch gefiltert wird.

Ein Weg der Entgiftung von Ammoniak/Ammonium und Nitrit erfolgt über Mikro­organismen und wird als Nitrifikation bezeichnet. Der Abbau ist in zwei Schritte unterteilt, die von verschiedenen Mikroorganismen durchgeführt werden.

Der erste Schritt beinhaltet den Abbau von Ammoniak/Ammonium zu Nitrit. Diese Oxi­dation wird von Bakterien durchgeführt, die als „Nitrifikanten erster Ordnung“ bezeichnet werden. Im zweiten Schritt wird das Nitrit von anderen Mikroorganismen, den „Nitrifikanten zweiter Ordnung“, zu Nitrat abgebaut. Bei beiden Oxidationsvorgängen entziehen die Bak­terien den nötigen Sauerstoff dem Wasser. Der erste Teil der Nitrifikation läuft langsamer ab als der zweite, da die Nitrifikanten erster Ordnung nur langsam wachsen.

Die effektivste Verminderung von Nitrit und Ammonium/Ammoniak besteht im Einsatz von Starterkulturen mit zusätzlichen Nährstoffen, wie z.B. Biokick CWS gepaart mit einer ausreichenden Sauerstoffversorgung bspw. durch den Oxytex CWS.

3 - Nitrit (NO2-)

Nitrit wird durch die Nitrifikation, die eine Wassertemperatur von mindestens 10°C erfor­dert, von speziellen Mikroorganismen bei der Entgiftung von Ammonium/Ammoniak gebildet. (vgl. Abb.). Nitrit wirkt ab einer Konzentration von 0,2 mg/l für Fische giftig. In gepflegten Gartenteichen mit ausreichender Filterleistung ist Nitrit nicht oder kaum nachweisbar und bleibt immer unter dem Wert von 0,2 mg/l! Jeder Nachweis von Nitrit ist ein Alarmsignal und deutet darauf hin, dass der Teich nicht ausreichend biologisch gefiltert wird.
Bei Fischbesatz sollten sofort Maßnahmen zur Nitritverminderung, wie Wasserwechsel und Zugabe von Filterstarter getroffen werden. Die Fütterung der Fische sollte zunächst eingestellt werden. Die Nitritwerte sollten in regelmäßigen Abständen überprüft werden um Schäden an den Teichbewohnern zu vermeiden. Sind die Nitritwerte zu hoch, kommt es bei Fischen zu einer Kiemennekrose, wodurch die Kiemen nicht mehr in der Lage sind Sauerstoff aufzunehmen und somit ein Erstickungstod droht.

4 - Nitrat (NO3-)

Nitrat ist das vorläufige Endprodukt des natürlichen Eiweißabbaus und entsteht über den stufenweisen Abbau von Ammonium über Nitrit. Es entsteht bei der Nitrifikation durch die Abbauleistung der Nitrifikanten zweiter Ordnung (Mikroorganismen). Nitrat ist im Gegen­satz zu Ammoniak und Nitrit kein Fischgift und stellt somit keine direkte Bedrohung für den Fischbestand dar.

Vielmehr ist Nitrat ein Düngemittel, welches das Wachstum der Pflanzen anregt. Ein stei­gender Nitratgehalt zieht automatisch verstärktes Pflanzenwachstum nach sich. Die Folge davon ist eine Eintrübung des Teiches durch Algenblüte. Damit ist das biologische Gleich­gewicht gestört. Die abgestorbenen Algen sinken zu Boden und werden dort unter hohem Sauerstoffverbrauch von den Mikroorganismen abgebaut. Dieser Abbau setzt erneut das vorher in der pflanzlichen Zelle festgelegte Nitrat frei, wodurch wieder verstärktes Algen­wachstum hervorgerufen wird. Der Prozess kann nur unterbrochen werden, wenn die Mikro­organismen die Nährstoffe in eigene Biomasse oder in den nicht pflanzenverfügbaren Luft­stickstoff umsetzen.

Die Weiterverarbeitung des Nitrats zum Luftstickstoff übernimmt eine weitere Bakterien­gruppe, die Denitrifikanten. Als Denitrifikation bezeichnet man den Abbau von Nitrat über Nitrit (Nitrit bleibt gebunden und wird nicht freigesetzt) zu gasförmigem Stickstoff (Abb. 3). Gasförmiger Stickstoff ist chemisch stabil und für Pflanzen und die meisten Algen nicht mehr verfügbar. Durch die Denitri­fikation wird der Kreislauf von Nitratproduktion und -verwertung wirkungsvoll unterbro­chen. Die Denitrifikation findet ausschließlich in sauerstoffarmer Umgebung statt.

Abbildung 3: Stickstoffkreislauf und Abbau der Schadstoffe über Biokick CWS