Sauerstoff-Gas (O₂) ist Bestandteil der Luft und kann sich im Wasser lösen. Es ist im Prinzip für alle Lebewesen im Aquarium von enormer Bedeutung. Dies nicht nur für die Tiere wie Zierfische, Garnelen, Schnecken und Krebse, sondern auch für viele Mikroorganismen wie Bakterien, welche das Gas für chemische Prozesse benötigen. Wasserpflanzen benötigen ebenfalls Sauerstoff, wobei sie diesen natürlich auch durch ihre Photosynthese herstellen. Wir zeigen in diesem Beitrag auf, wie wichtig Sauerstoff für ein Aquarium ist, und geben Tipps zu einer besseren Sauerstoffzufuhr.

Sauerstoff und tierische Bewohner

Für die meisten Lebewesen im Aquarium, insbesondere für Zierfische, Garnelen, Krebse und Schnecken, ist der Sauerstoff überlebenswichtig für die Atmung. Dabei wird dieses Gas über Atmungsorgane wie Lungen oder Kiemen, oft auch über die gesamte Körperoberfläche, aufgenommen und dann über den Blutkreislauf im ganzen Körper verteilt. Somit werden alle Organe mit O₂ versorgt. In den Zellen wird dann die Energie für sämtliche Lebensprozesse gewonnen, indem organische Stoffe mit dem Sauerstoff oxidiert werden. Als Abfallprodukt entsteht dabei Kohlendioxid (CO₂). Wegen dieser sogenannten aeroben Atmung ist Sauerstoff für alle tierischen Aquarienbewohner von immenser Bedeutung.
Das Element Sauerstoff (O) gehört auch zu den Grundbausteinen der meisten organischen Verbindungen und damit der Lebewesen selbst. Dieser Sauerstoff wird aber von den Tieren nicht als O₂ aus der Luft oder dem Wasser, sondern mit den organischen Nahrungsstoffen aufgenommen, in denen er chemisch gebunden ist.

Sauerstoff und Mikroorganismen

Auch für viele Mikroorganismen im Aquarium ist O₂ wichtig − abgesehen von denen, die keinen Sauerstoff benötigen, weil sie zu sogenannter anaerober Zellatmung fähig sind. Aber zum Beispiel die für den Stickstoffkreislauf so wichtigen Bakterien-Gattungen wie Nitrosomonas und Nitrosospira brauchen Sauerstoff. Sie veratmen Stickstoffverbindungen immer weiter, angefangen von Ammonium (NH₄) über Nitrit (NO₂) zu Nitrat (NO₃). Ergo ist Sauerstoff für das biologische Gleichgewicht und den Abbau von Schadstoffen von großer Wichtigkeit.
Die Konzentration von Sauerstoff im Aquarienwasser sollte möglichst nicht in den Bereich von nur 4 bis 5 mg/l O₂ absinken. Misst man solch geringe Werte, kann man von einem Sauerstoffmangel sprechen. Für die Aquaristik gibt es passende Sauerstofftests, mit denen sich der O₂-Gehalt im Wasser kontrollieren lässt.

Wasserpflanzen und Sauerstoff

Auch Pflanzen brauchen Sauerstoff. So wie die Tiere benötigen sie ihn, um Energie aus organischen Stoffen durch aerobe Zellatmung zu gewinnen. Allerdings produzieren sie Sauerstoff auch selbst während der Photosynthese. Hierbei wird mit Lichtenergie aus Wasser und Kohlendioxid Glucose und Sauerstoff-Gas hergestellt. Pflanzen können für ihre Atmung Sauerstoff aus der Luft oder dem Wasser aufnehmen und zusätzlich den aus ihrer eigenen Photosynthese verwenden. Umgekehrt nutzen sie das CO₂ aus der Atmung für die Photosynthese. Für Pflanzen ist vor allem die O₂-Versorgung der Wurzeln wichtig, denn diese müssen atmen, um zu leben. In der Regel können Wurzeln aber keinen eigenen Sauerstoff durch Photosynthese erzeugen. Wasser- und Sumpfpflanzen wachsen in ihren natürlichen Habitaten zudem meist in sauerstoffarmen Böden. Hier hilft ihnen ein Luftkanalsystem für den Transport von Sauerstoff. Dieses System, Aerenchym genannt, durchzieht die komplette Pflanze. So können Wurzeln und andere unterirdische Organe sicher mit Sauerstoff versorgt werden. Einige Wasserpflanzen sind sogar in der Lage, den Sauerstoff über die Wurzeln abzugeben, und reichern dadurch den Boden mit O₂ an.

Die meisten Aquarienpflanzen haben solch ein ausgeprägtes Aerenchym, doch nicht die Aufsitzerpflanzen wie Anubias, Javafarn und Bucephalandra. In der Natur sitzen sie meistens an und in schnellfließenden Gewässern auf Gestein fest. Ihre Wurzeln und Rhizome sind nicht an sauerstoffarmes Milieu angepasst und daher auch im Aquarium auf den Sauerstoff im freien Wasser oder in einem groben, gut durchfluteten Substrat angewiesen.

Im Aquarium findet eine Sauerstoffproduktion durch die Wasserpflanzen während der Beleuchtungsphase, also in der Regel tagsüber, statt. Zwar atmen die Pflanzen auch dann, aber normalerweise geben sie mehr Sauerstoff durch Photosynthese ab als sie durch Atmung verbrauchen. Nachts jedoch, wenn es dunkel ist, findet keine Photosynthese statt, sondern nur die Atmung, der sozusagen umgekehrte Prozess. Die Pflanzen benötigen in dieser Zeit O₂ und geben CO₂ ab. In sehr dicht bepflanzten Aquarien mit viel schnellwachsender Pflanzenmasse kann es daher mitunter nachts zu einer Sauerstoffknappheit kommen, die sich dann negativ für die Bewohner auswirken kann. Vor allem Garnelen können unter diesem Umstand leiden. Der Aquarianer entdeckt dann morgens regelmäßig immer wieder einige tote Tiere. Hier kann eine nächtliche Belüftung des Aquariums Abhilfe schaffen. Wie genau man hier vorgeht, haben wir in diesem gesonderten Artikel vorgestellt.

Zusammenhang Temperatur und Sauerstoff

Wasser kann nur in einem bestimmten Umfang Sauerstoff aufnehmen. Diese Fähigkeit ist zudem stark abhängig von der Wassertemperatur. Steigt die Temperatur, sinkt die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Sauerstoff, umgekehrt kann kühleres Wasser mehr Sauerstoff aufnehmen.
Gerade also bei Aquarien, die aufgrund ihres Besatzes eher höhere Wärmegrade benötigen, sollte der Aquarianer deshalb auf eine gute Sauerstoffversorgung achten. Dazu gehören zum Beispiel Südamerika-Aquarien, insbesondere solche mit Diskusfischen, Aquarien mit afrikanischen Buntbarschen, aber auch Themen-Aquarien mit dem Schwerpunkt Sulawesi.

Sauerstoffmangel im Aquarium erkennen

Einen Mangel an Sauerstoff im Wasser erkennt man bei den Tieren oft daran, dass sie sich nahe der Wasseroberfläche aufhalten und eine erhöhte Atemfrequenz haben. Typisch ist das "Hängen" der Fische unter der Wasseroberfläche, kombiniert mit Schnappatmung. Aber nicht nur Fische, auch Wirbellose können mit ihrem Verhalten Sauerstoffmangel anzeigen. Schnecken kriechen dann in großer Zahl an den Aquarienscheiben nach oben, und Garnelen versuchen, an Hilfsmitteln wie Wasserpflanzen und Dekorationsgegenständen wie Wurzelholz an die Oberfläche zu gelangen. Für dieses Verhalten kann aber nicht nur Sauerstoffmangel die Ursache sein, sondern auch ein erhöhter Nitritgehalt oder eine zu starke CO₂-Konzentration. Dies sollte man durch gezieltes Testen genauer bestimmen. Hierzu findet der Aquarianer im Fachhandel passende Tests zur Bestimmung der Sauerstoff-, Kohlendioxid- und Nitritkonzentration im Aquarienwasser.

Sauerstoffgehalt im Aquarium erhöhen

Liegt ein Mangel an Sauerstoff im Aquarium vor, gibt es einige Lösungsansätze, um das Problem zu beheben.

Aquarium belüften

Die einfachste und auch naheliegendste Lösung ist die zusätzliche Belüftung des Aquariums. In der Regel geschieht dies durch einen Sprudelstein im Aquarium, der über einen Luftschlauch mit einer Membranpumpe verbunden ist und Umgebungsluft ins Wasser befördert. Der Sprudelstein oder Diffusor zerstäubt dabei die Luft in kleinere Blasen, die dann im Aquarium nach oben steigen. Je nach Größe der Blasen und entsprechender Oberflächenbewegung wird auch CO₂ ausgetrieben. Mitunter kann die Atmung der Zierfische und anderen Aquarienbwohner durch eine zu hohe Kohlendioxidkonzentration behindert werden. Austrieb von CO₂ mit einem Sprudelstein erleichtert ihnen dann die Atmung. Jedoch kann es in einem Pflanzenaquarium zu schlechterem Wuchs der Wasserpflanzen kommen, wenn viel CO₂ ausgetrieben wird, da es ja die Quelle für den essenziellen Pflanzennährstoff Kohlenstoff ist. Einen ähnlichen Effekt auf die Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentration hat es, wenn man die Filterung des Aquariums etwas anpasst, etwa indem man den Filterauslass höher positioniert, so dass die Wasseroberfläche stärker bewegt wird. Oder aber man verwendet als Filtereinlauf einen Skimmer beziehungsweise Oberflächenabzug.

Wassertemperatur absenken

Liegt ein Sauerstoffmangel darin begründet, dass sich die Temperatur im Aquarium stark erhöht hat (etwa an sehr heißen Sommertagen), lässt sich der O₂-Gehalt dadurch steigern, indem man das Aquarium kühlt. Natürlich sollte man hier schonend vorgehen, um den Besatz nicht zu schockieren. Maßnahmen zur Kühlung eines Aquariums haben wir hier genauer vorgestellt.

Oxydatoren

Für den Sauerstoffeintrag gibt es durchaus auch weitere technische Hilfsmittel in der Aquaristik. Besonders in der Garnelenszene ist der Einsatz eines Oxydators sehr beliebt. Auch das Installieren eines Twinstar-Sterilisators erhöht die Sauerstoffkonzentration im Aquarium. Beide Produkte haben zudem noch andere positive Effekte (zum Beispiel Keimdruckreduzierung), welche wir im Falle von Twinstar in diesem Artikel detaillierter beschrieben haben.

Mehr Wasserpflanzen

Ein recht beliebtes Argument für die Wichtigkeit von Wasserpflanzen ist, dass sie natürliche Sauerstoffproduzenten sind, und dementsprechend wird das Einsetzen von mehr Pflanzen ins Aquarium empfohlen, um den O₂-Gehalt zu erhöhen. Damit jedoch ein merklicher Effekt entsteht, ist auch die optimale Versorgung der Wasserpflanzen mit genügend Licht und allen essenziellen Nährstoffen wichtig. Hierzu gehören neben Kohlenstoff aus CO₂ auch Mikronährstoffe (Eisen und andere Spurenelemente) sowie Makronährstoffe, allen voran Kalium, Stickstoff und Phosphor. Wie man Aquarienpflanzen richtig ernährt, kannst du in diesem Beitrag nachlesen.
Und wie schon oben erwähnt, sind die Aquarienpflanzen nur während der Beleuchtungsphase Sauerstoffspender, nicht aber im Dunkeln, wenn keine Photosynthese stattfindet.