Stickstoffkreislauf im Gartenteich

Qualitativ hochwertiges Fischfutter enthält einen hohen Anteil an Proteinen. Ein wichtiger Baustein dieser Eiweiße ist der Stickstoff. Die Eiweiße werden im Magen-Darmtrakt der Fische durch bestimmte Enzyme in Aminosäuren zerlegt und schließlich der anorganisch gebundener Stickstoff, soweit er nicht von den Aufbau körpereigener Substanzen gebraucht wieder oder als Abbauprodukt wieder ausgeschieden wird, vom Fisch als Ammoniak (NH3) und Ammonium (NH+4) über die Kiemen und mit dem Harn ins Wasser abgegeben.

Das giftige Ammoniak gelangt jedoch nicht nur über die Ausscheidungen von Fischen ins Teichwasser. Wenn sich Faulschlamm am Teichboden bildet, dann können die Mikroorganismen unter Sauerstoffabschluss die Eiweißverbindungen aus der toten Biomasse nur noch bis zum Ammoniak abbauen, der dann nach und nach z.B. durch das Gründeln und die Wühlarbeit von Schleien und anderen Teichfischen in die Freiwasserzone gelangt.

Zahlreiche im Wasser lebende Bakterien, sogenannte Nitrifikanten, sind in der Lage Ammonium (NH+4) und Ammoniak (NH3) zu Nitrit (NO-2) und Nitrat (NO-3) zu oxidieren.

Ammoniak ist in Konzentrationen von mehr als 0,1mg pro Liter für Fische tödlich, Nitrit bereits in Konzentration ab 0,01mg pro Liter. Nitrit ist jedoch im Wasser sehr instabil und wird rasch weiter zum relativ harmlosen Nitrat oxidiert. Im Gegensatz dazu liegt bereits ab einem pH-Wert von 8,5 so viel Ammoniak im Wasser vor, dass es zum Fischsterben führen kann.

Das Verhältnis vom Ammonium (NH+4) zu Ammoniak (NH3) ist vom pH-Wert abhängig. Bei hohen Ammoniumkonzentrationen im Teichwasser kann aber schon eine geringfügige Erhöhung des pH-Wertes im alkalischen Bereich zur Bildung von Ammoniak-Konzentrationen führen, die für Fische toxisch sind. Kritisch wird es bereits bei einem pH von 8,5; bei pH>11 liegt schließlich nur noch Ammoniak im Wasser vor.

Das Verhältnis von Ammonium zu Ammoniak wird im Wasser nicht nur vom pH-Wert, sondern auch von der Wassertemperatur bestimmt. An einem Sommertag, wenn das Teichwasser bis auf 24 Grad Celsius erwärmt wird, reicht eine Ausgangskonzentration von 5mg Ammonium pro Liter bereits ein pH-Wert von 7, um den für Fische tödlichen Grenzwert von 0,1mg Ammoniak zu überschreiten. Bei einem pH von 8 reicht bereits eine Ausgangskonzentration von 1,5mg Ammonium pro Liter, um eine für Fische tödliche Ammoniakkonzentration im Wasser zu überschreiten. Extrem kritisch kann es dann ab einem pH-Wert von 8,5 werden, da dann das Ammoniak im Wasser bereits sehr stabil ist. Steigt die Wassertemperatur auch nur um 1 Grad Celsius weiter an, dann steigt der Anteil an Ammoniak an der Gesamtmenge von Ammonium plus Ammoniak bereits um 4% an und der für Fische kritische Grenzwert bei pH 7,5 wird bei einer Ausgangskonzentration von 4,8mg Ammonium pro Liter erreicht, bei einem pH von 8 schon bei 1,44 mg Ammonium pro Liter. In kleinen, unbeschatteten Teichen kann das Wasser an extrem heißen Sommertagen schon einmal Wassertemperaturen von 28 Grad Celsius in den oberen Wasserschichten erreichen. Dann ist bei einem pH-Wert von 8,0 der für Fische tödliche Ammoniakgehalt im Wasser schon bei einer Ausgangskonzentration von 0,90 mg Ammonium pro Liter erreicht. Dies sind keine theoretischen Zahlenspiele, sondern durchaus realistische Milieubedingungen, die bei Überfütterung der Fische, Faulschlammentwicklung am Teichgrund und unter extremen Wetterlagen im Sommer sehr schnell erreicht und überschritten werden können.

Bei einer starken Überdüngung des Teichwassers mit Nitrat (NO-3) können bestimmte Mikroorganismen, die sogenannten Ammonifikanten, Nitrit (NO-2)und Nitrat (NO-3) aber auch wieder zu Ammonium reduzieren.

Ursache für Fischsterben im Teich ist viel häufiger eine erhöhte Ammoniak-Konzentration als Sauerstoffmangel oder eine pH-Verschiebung in den sauren oder alkalischen Bereich. Erschwerend kommt hinzu, dass Ammoniak sehr gut wasserlöslich und in weitaus geringerem Maße Salze bildet als Nitrat.

Was kann man also tun, um den Ammoniakgehalt im Wasser zu senken und den Stickstoffhaushalt im Gewässer wieder ins Gleichgewicht zu bringen?

Da mit dem pH-Wert auch der Gehalt an im Wasser gelösten, giftigen Ammoniak im Verhältnis zum harmloseren Ammonium rasch ansteigt, läge es nahe, als Erstmaßnahme zunächst den pH-Wert durch Zugabe von einer schwachen Säure zu senken. In einem kalkreichen und entsprechend hartem Wasser mag das funktionieren, in einem weichen Teichwasser mit einer Karbonathärte von weniger als 4°dH, ist das Wasser kaum gepuffert und kann dann rasch unter für die Fische ebenfalls kritische Grenze von pH 6,5 absacken. Also muss man zunächst einmal die Karbonathärte erhöhen. Der Teichfachhandel bietet dazu geeignete Präparate an. Dann kann der pH-Wert schrittweise durch Filterung über Torfzusätze oder Einhängen eines mit ungedüngtem (!) Torf gefüllten Säckchen in den Teich unter Abgabe gut gepufferter Humin- und Gerbsäuren abgesenkt werden.

Langfristig macht es wenig Sinn, die Symptome zu behandeln, als die Ursachen für die Ammoniak-Anreicherung im Wasser auszuschließen. Dazu zählen:

  • die Reduktion des Fischbesatzes
  • die Fische weniger füttern oder Futter zu verwenden, welches ein geringeren Eiweißanteil enthält
  • Falllaub und andere Pflanzenreste regelmäßig aus dem Teich entfernen
  • einmal im Jahr den Teichgrund zu entschlammen
  • sinkenden Wasserspiegel nicht mit Regenwasser wieder auffüllen
  • die Reinigungsleistung durch einen stärkeren Teichfilter erhöhen
  • den Filter regelmäßig zu reinigen, aber immer nur höchstens die Hälfte des Filtermaterials auszuwechseln, um die am Abbauprozesse beteiligten Bakterienkulturen nicht zu stark zu verdünnen
  • damit der eigentliche Teichfilter nicht zu schnell verschmutzt und sich die Poren zusetzen, ist unter Umständen ein mechanischer Vorfilter sinnvoll, der Schwebstoffe und andere im Wasser suspendierte Partikel bereits im Vorfeld entfernt. Denn die am biologischen Abbau beteiligten Bakterien sind sesshafte Organismen, die eine entsprechend große, nicht verstopfte Filterfläche benötigen, um effizient arbeiten zu können.

Und wenn der Gartenteich neu angelegt worden ist, sollte man einige Wochen warten, bis sich das Biologische Gleichgewicht im Teich soweit stabilisiert hat, dass Fische eingesetzt werden können.

Wichtig ist es auch, Wassertemperatur, pH und Wasserhärte des Teichwassers regelmäßig zu kontrollieren.

Literatur

FREVERT,T. (1983): Hydrochemisches Grundpraktikum: Ammoniak.- S. 147-151 (UTB Birkhäuser Verlag Basel und Stuttgart). HIERONIMUS, H. (2007): Etwas Wasserkunde muss sein. Stickstoffverbindungen verstehen und vermeiden.- in: Gartenteich Sonderheft Koi und Koiteiche (Dähne Verlag, Ettlingen), S.28-34. SCHWOERBEL, J. (1984): Einführung in die Limnologie: Verbindungen des Stickstoffs. S. 81-83. (UTB Gustav Fischer Verlag, Stuttgart).

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