Hauptmenü öffnen

Aquaponik

Aquaponik-System
Aquaponik-System der US-amerikanischen Organisation Growing Power

Aquaponik bezeichnet ein Verfahren, das Techniken der Aufzucht von Fischen in Aquakultur und der Kultivierung von Nutzpflanzen mittels Hydrokultur verbindet. Bei einer Aquaponik Anlage handelt es sich immer um die Kombination einer geschlossenen Kreislaufanlage zur Fischproduktion und einer Hydroponik­anlage zur Pflanzenzucht, zum Beispiel für Gemüse und Kräuter.

Das System funktioniert, indem die Exkremente aus der Fischzucht als Nährstoffe für Pflanzen verwendet werden. Dies geschieht meist automatisiert über Pumpenanlagen. Der für die Pflanzenaufzucht nötige Nährstoffeintrag erfolgt somit über das Fischfutter.

Inhaltsverzeichnis

GrundlagenBearbeiten

Fischzucht in AquakulturBearbeiten

 
Oreochromis niloticus

Ein Bestandteil ist die Fischzucht oder -haltung in Behältern oder (seltener) in offenen Teichen. Hier können je nach Bedarf und klimatischen Verhältnissen vor Ort verschiedene Fischarten gehalten werden. Häufig werden Buntbarsche aus den Gattungen Tilapia oder Oreochromis als besonders schnellwachsende und wenig anspruchsvolle Speisefische eingesetzt,[1] z. B. Oreochromis niloticus[2] oder Tilapia mariae.

Diese können auch mit Algen oder pflanzlicher Nahrung gefüttert werden, allerdings besteht in gemäßigten Klimazonen zusätzlicher Energiebedarf zur Temperierung des Wassers.

Pflanzenkultivierung in HydrokulturBearbeiten

Zweiter Bestandteil eines Aquaponiksystems ist die Pflanzenzucht in anorganischem Substrat ähnlich der Hydrokultur, allerdings unter Verzicht auf die dort verwendete vorproduzierte Nährlösung.

Die Nutzpflanzen wachsen meist in Behältern bzw. Growbeds, die mit einem Substrat (z. B. nichtaufschwimmenden Blähton (Dichte > 1) oder Kies) gefüllt sind und periodisch mit dem nährstoffreichen Wasser aus dem Fischbehälter geflutet werden. Die Kultivierung mit Nährstofffilm-Technik oder Deep Water Culture ist ebenfalls möglich.

Das überlaufende Wasser wird wieder in den Fischtank zurückgeführt. In der Praxis wird nicht Wasser aus den Fischbecken abgepumpt (sonst sinkt dort der Wasserspiegel zu stark), sondern Wasser aus einem Wasserspeicher ins Fischbecken gepumpt. Der Überlauf rinnt dann ins Hydroponik-System und das Restwasser oder Sickerwasser zurück in den Wasserspeicher.

Bakterien als SystembestandteilBearbeiten

Das Kiesbett am Grund des Fischtanks sowie das Substrat der Pflanzbehälter ist mit einem Biofilm aus nitrifizierenden Bakterien besetzt, welche Ammonium und Ammoniak der Fischausscheidungen über das Zwischenprodukt Nitrit in Nitrat umwandeln, welches schließlich als Nährstoff den Nutzpflanzen zur Verfügung steht. Es handelt sich also um eine technische Anwendung des natürlichen Stickstoffkreislaufes. Da die Nitrifizierung ein aerober Prozess mit hohem Sauerstoffbedarf ist wird dazu auch Verrieselung über Kiesfilter angewendet.

Abtrennung von FeststoffenBearbeiten

Zusätzlich anfallende Feststoffe aus Fischausscheidungen oder Biofilmen können über ein zwischengeschaltetes Absetzbecken abgetrennt und separat kompostiert werden, dies ist in Systemen mit Medium aber nur selten notwendig, da das Medium per se gute Filterung bringt.

Alternativ wird die Wurmkompostierung im Pflanzsubstrat praktiziert, bei der die Feststoffe zersetzt und im Kreislauf erhalten werden.

Unterschiede zur AquakulturBearbeiten

In Aquaponik muss das Wasser nicht ausgetauscht oder zusätzlich gefiltert werden, da es in den beschriebenen biologischen Reinigungsprozessen wieder in der für die Fischhaltung benötigten Qualität zur Verfügung steht.

Damit entfällt die ökologische Problematik der Überdüngung natürlicher Gewässer bei ungeregelter Entsorgung von Abwässern aus der Aquakultur.

Frischwasser muss nur zugeführt werden, um die Verluste durch Verdunstung (Evapotranspiration) und bei der Entnahme von Biomasse aus dem System auszugleichen.

GeschichteBearbeiten

Der Name Aquaponik ist ein Kofferwort aus Aquakultur und Hydroponik. 1985 entwickelten McMurtry und Sanders unter dem Namen „Integrated Aqua-Vegeculture System“[3] ein kommerzielles Aquaponiksystem, welches die Fischausscheidungen von Tilapia-Buntbarschen durch Algen und Bakterien auf Sandfiltern für die Aufzucht von Tomatenpflanzen aufbereitet.[4] Die von McMurtry und Sanders begonnene Grundlagenforschung wurde von der University of Virgin Island in einem speziellen Forschungsprogramm für Aquaponik-Aquakultur weiterentwickelt.

Mittlerweile existieren aquaponische Systeme in Kleinstsystemen bis hin zu großen kommerziell genutzten Anlagen. Sie sind auf der ganzen Welt anzutreffen und finden sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern Verwendung.

FischartenBearbeiten

Außer den weltweit gehaltenen Tilapia-Buntbarschen werden in Europa beliebte Speisefische wie

in an deren Haltungsbedürfnisse angepassten Systemen produziert.[6]

Außerdem werden einige australische Fischarten wie Barramundi in Aquaponik-Kulturen gezüchtet.

PflanzenartenBearbeiten

Weltweit werden einen große Anzahl von verschiedenen Pflanzenarten in Aquaponik Anlagen kultiviert. In Europa werden vor allem Pflanzenarten wie

unter den für die jeweiligen Pflanzen angepassten Parametern angebaut.[7] Verfügbare klimatische Bedingungen, die natürlich bestehen oder künstlich hergestellt werden, eröffnen oder begrenzen hierbei die Arten, die erfolgreich kultiviert werden können.

Netzwerke, Veranstaltungen & ProjekteBearbeiten

DeutschlandBearbeiten

In Deutschland gibt es einige Netzwerke, die Entwicklungen in der Aquaponik vorantreiben. Bundesweit vernetzen sich Aquaponiker durch Veranstaltungen wie das "Netzwerktreffen Aquaponik Nordrhein-Westfalen", welches von den Vereinen "Aufbruch am Arrenberg e.V.", "die Urbanisten e.V.", und der Fachhochschule Südwestfalen im Rahmen des Erasmus+ Projektes "Urban Green Train" veranstaltet wurde. Mit dem Projekt "Aufbruch am Arrenberg" soll ein ganzer Stadtteil als "Klimaquartier Arrenberg" bis ins Jahr 2030 CO2-neutral werden. Eine "Urban Farm" mit einer "Aquaponicfarm" soll "ganzjährige kontinuierliche Lebensmittelproduktion nach biologischen Standards gewährleiste[n]".[8] Zur Demonstration eines Aquaponischen Systems wurde die sogenannte Farmbox des Vereins "Aufbruch am Arrenberg" auf einem Parkplatz installiert.[9] Der "Bundesverband Aquaponik e.V." ist an zahlreichen Veranstaltungen als Teilnehmer, Aussteller oder anderweitig präsent. Außerdem versucht der Bundesverband mit einem weitläufigen System an Kontakten sowohl wissenschaftliche als auch wirtschaftliche Partnerschaften und Bildungsaktivitäten zu vermitteln, welche neue Aquaponik-Projekte aller Art, vor allem Projekte zu Bildungszwecken, entstehen lassen.

EuropaBearbeiten

Der EUAquaponicsHUB[10] ist ein von COST (European Cooperation in Science and Technology) unterstütztes Programm, welches die Zusammenarbeit Europäischer Wissenschaftler und Unternehmer auf dem Gebiet der Aquaponik fördert.[11] Einige Deutsche Forschungsinstitute, Universitäten, sowie gemeinnützige Einrichtungen wie der Bundesverband Aquaponik sind im Raum dieses Netzwerkes aktiv. Aus dem EUAquaponicsHUB Netzwerk, welches vorwiegend auf die wissenschaftliche Zusammenarbeit ausgerichtet ist, ging die europaweite Organisation "Association of Commercial Aquaponic Companies (ACAC)" hervor. Das Ziel von ACAC ist es, Kleinbetriebe im Bereich der Aquaponik europaweit zu unterstützen, das Aufstreben von Aquaponik in der kommerzielle Landwirtschaft zu hegen, und durch koordinierten Austausch einen internationalen Qualitätsstandard zu etablieren.[12]

InternationalBearbeiten

Die Organisation "the Aquaponics Association" ist eine internationale, vorwiegend Nordamerikanische Vereinigung mit dem Ziel, die Vorteile der Aquaponik durch Bildung und Öffentlichkeitsarbeit zu fördern. Die Prioritäten der Organisation sind, erstens den Nutzen von aquaponischem Anbau zu verbreiten, zweitens Verbraucher und Behörden auf die gute Gesundheit von aquaponisch angebauten Produkten aufmerksam zu machen, und drittens Mythen und Gerüchte über die Aquaponik zu zerstreuen. Die Organisation hat weiterhin ein System für Qualitätsmanagement entwickelt, die sogenannten "Aquaponic GAP Standards". Ferner veranstaltet die Organisation einmal im Jahr die Konferenz "Putting Down Roots" in Portland, Oregon.[13]

Siehe auchBearbeiten

LiteraturBearbeiten

WeblinksBearbeiten

  Commons: Aquaponics – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
  • ChemgaPedia: Aquaponik Mit vielen Animationen und Fotos wird der Aufbau und Funktionsweise einer modernen Aquaponik-Anlage beschrieben. ( dt.)
  • Deutsches Aquaponik-Wiki bei Wikia
  • Aquaponik - ein vorbildliches System Video 14 Minuten Arte
  • Bundesverband Aquaponik ein Netzwerk das sich der Förderung und Aus-/Bildung in der Aquaponik mit all seinen Aspekten widmet, und Aktivitäten vorrangig im deutschsprachigen Raum hegt.
  • Frederike Gröner, Christin Höhne, Mathias Kunow, Werner Kloas: Aquaponic Model System - Technical instructions and potential research questions, IGB Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, pdf-Datei

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Aquaponics. (Memento vom 29. Januar 2010 im Internet Archive) In: Morning Star Fishermen. (englisch)
  2. Canadian Farmed Tilapia . (Memento des Originals vom 8. März 2010 im Internet Archive)   Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.aquaculture.ca In: Canadian Aquaculture Industry Alliance. (englisch)
  3. M. R. McMurtry u. a.: Efficiency of Water Use of an Integrated Fish/Vegetable Co-Culture System. In: Journal of the World Aquaculture Society. 28, Nr.  4, 1997, S. 420, doi:10.1111/j.1749-7345.1997.tb00290.x.
  4. Aqua-vegeculture Systems.
  5. Morris Villarroel, Ranka Junge, Tamas Komives, Bettina König, Ignacio Plaza, András Bittsánszky, Agnès Joly: Survey of Aquaponics in Europe. Hrsg.: Water; MDPI. Basel, Switzerland 20. Oktober 2016, S. 4.
  6. aquaponics.org.uk In: Aquaponics UK. (englisch)
  7. Morris Villarroel, Ranka Junge, Tamas Komives, Bettina König, Ignacio Plaza, András Bittsánszky, Agnès Joly: Survey of Aquaponics in Europe. Hrsg.: MDPI Journal "water". Basel, Schweiz 20. Oktober 2016, S. 7.
  8. 1. Stadtfarm Europas - Unterstütze die "Arrenbergfarm"! Abgerufen am 17. November 2017.
  9. Eduard Urssu: Fischzucht auf Parkplatz: "Aufbruch am Arrenberg" präsentiert geschlossenen Nährstoff-Wasserkreislauf. In: Wuppertaler Rundschau. 13. September 2016, abgerufen am 17. November 2017.
  10. euaquaponicshub.com
  11. The EU Aquaponics Hub - Realising Sustainable Integrated Fish and Vegetable Production for the EU. COST, 16. November 2013, abgerufen am 17. November 2017 (englisch).
  12. Sarah Milliken: Association of Commercial Aquaponics Companies (ACAC). 13. Januar 2017, abgerufen am 17. November 2017 (englisch).
  13. Brian Filipowich: Putting down Roots. the aquaponics association, 14. November 2017, abgerufen am 17. November 2017 (englisch).