Aquaponik: die ersten Schritte

Aquaponik ist ein Anbausystem, bei dem Fische in einem Becken aufgezogen werden, deren Ausscheidungen als Dünger für in Hydroponik gezüchtete Pflanzen dienen. Das Wasser wird durch die Pflanzen von den, für die Fische giftigen, stickstoffhaltigen Substanzen gereinigt und in einem kontinuierlichen Kreislauf in das Aquarium zurückgeführt.

Das Wort Aquaponik ist eine Kombination der Begriffe Aquakultur (Aufzucht von Wassertieren) und Hydroponik (ein Anbausystem im Wasser, dass ohne Erde und heutzutage zur Produktion zahlreicher Pflanzen verwendet wird). Die Aquaponik ist mehr als eine einfache Methode der Gemüseproduktion, sondern entspricht vielmehr einem Selbstversorgungssystem, das auf die Nahrungsmittelunabhängigkeit einer Gemeinschaft oder eines Haushalts abzielt.

Anbaumethoden, die Fisch- und Pflanzenzucht miteinander kombinieren, wurden schon von vergangenen Zivilisationen praktiziert. So kultivierten die Azteken Pflanzen, hauptsächlich Mais und Bohnen, auf selbstgebauten, schwimmenden Inseln aus Binsen und Schlamm. Ihre Wurzeln ragten in das Wasser und nahmen darüber düngende Nährstoffe aus den Ausscheidungen der Fische auf.

Vor über 1000 Jahren wurde in Asien Reis in Verbindung mit Fisch- oder Garnelenzucht auf Reisfeldern durch ein ausgeklügeltes Kanalsystem angebaut. Die moderne Aquaponik ist eine verbesserte Methode dieser uralten Praktiken und konnte besonders an das Leben in der Stadt angepasst werden. Sie wurde in den 1970er Jahren in den USA als Antwort auf die Energiekrise entwickelt.

Das neue Konzept breitet sich allmählich in der ganzen Welt aus, und in Europa, wo man die Aquaponik gerade erst für sich entdeckt hat, gibt es Produktionsfarmen, die im kommerziellen Maßstab experimentieren.

Eine ökologischer Kreislauf zwischen Fischen und Pflanzen

Fische (Karpfen, Forellen, Goldfische usw.), die in einem Becken oder einer Wanne aufgezogen werden, verunreinigen das Wasser mit ihren Ausscheidungen, die organische Substanzen wie Stickstoff, Phosphor, Kalium, Eisen und Calcium enthalten (unerlässliche Nährstoffe für Pflanzen). Das Wasser in diesen Becken, das Ausscheidungen enthält, wird in einen Behälter in der Nähe gepumpt und dort über ein Substrat ausgeschüttet, auf dem Pflanzen wachsen. Das Substrat ist von Bakterien besiedelt, die Ammoniak in Nitratstickstoff und anschließend in Nitrate umwandeln, und somit den Pflanzen als Nährboden dient. Diese Nitrate, sowie weitere mineralische Elemente aus den Ausscheidungen der Fische, werden von den Pflanzen als Nahrung über die Wurzeln aufgenommen. Das Wasser, das nun von für Fische giftigenStickstoffen befreit wurde, kann in das Becken der Fische zurückgeleitet werden. So entsteht ein geschlossener Kreislauf, in dem das Wasser vom Fischbecken zum Pflanzenbecken und zurück zirkuliert. Das Wasser, in dem die Fische Zuhause sind, und das nährstoffreiche Wasser, das die Pflanzen nährt, ist das gleiche. Es handelt sich um eine Form der Kreislaufwirtschaft, die für die Nahrungsmittelproduktion angewendet wird. Der von einem System erzeugte Abfall wird in Elemente umgewandelt, die von einem anderen System verwendet werden können. Dies ist das Grundprinzip der Permakultur.

Die Aquaponik funktioniert wie ein künstliches Ökosystem, an dem drei Hauptakteure beteiligt sind:

• die Fische, deren Ausscheidungen reich an Stickstoff in Form von Ammoniak sind;

• die angebauten Pflanzen, vor allem Gemüse, deren Wurzeln die Nitrate und andere mineralische Elemente aufnehmen, um selbst wachsen und gedeihen zu können;

• die Bakterien, die ein Bindeglied zwischen den Produktionsstätten bilden, indem sie den ammoniakhaltigen Stickstoff der für Pflanzen unbrauchbaren Fischausscheidungen in Nitrate umwandeln, die von den Pflanzen aufgenommen werden.

Das Europäische Parlament veröffentlichte 2017 einen Bericht, demnach die Aquaponik wegen ihrer zahlreichen Vorteile eine zukunftsreiche Technik ist:

1. Die Aquaponik verbraucht viel weniger Wasser (bis zu 95 %) als die traditionelle intensive Landwirtschaft, sagen die Befürworter dieser Methode.

2. In Bezug auf das Wachstum gedeiht Gemüse zwei- bis dreimal schneller als im herkömmlichen Anbau. Das liegt daran, dass die Pflanzen ständig sowohl mit Nährstoffen als auch mit Sauerstoff über die Wurzeln versorgt werden.

3. Die Kulturdichte ist höher, weil der Pflanze alles zur Verfügung steht, was sie für ihr Wachstum und ihre Entwicklung benötigt. Es gibt daher weniger Konkurrenz auf der Ebene des Substrates, und die Pflanze versucht nicht, ihre Wurzeln weit von ihrem Ankerpunkt auszustoßen, um ihre Nährstoffe zu erhalten.

4. In der Aquaponik werden Gemüse und, mit Ausnahme einiger Arten, auch Speisefische produziert.

5. Die Qualität des Gemüses gilt als ausgezeichnet in Bezug auf Geschmack und Nährstoffgehalt und entspricht offensichtlich dem Gemüse, das auf natürlichem Boden im biologischen Landbau angebaut wird. Und tatsächlich wird weder chemischer Dünger noch ein Behandlungsmittel verwendet. Es gibt also auch keine Verschmutzungsquelle.

6. In diesem Anbausystem arbeitet man aufrecht, was Ermüdungen vermeidet. Die harte Arbeit am Boden fällt weg: Graben, Jäten, Unkrautvernichtung (denn es gibt kein Unkraut), Gießen ... Diese Form des Anbaus ist daher für Menschen mit körperlichen Behinderungen oder eingeschränkter Mobilität geeignet.

7. Die Aquaponik kann im Stadtraum praktiziert werden. Man muss dafür also kein Ackerland besitzen.

8. Probleme mit Schädlingen, wie Maulwürfe, Wühlmäuse oder Maulwurfsgrillen, die im oder auf dem Boden leben, entfallen.

Die Aquaponik als ökologisches Anbausystem

Auch die indirekten Vorteile sind zahlreich, können aber hier nicht alle aufgeführt werden. Die Aquaponik profitiert vom aktuellen Trend zu kurzen Transportwegen. Sie unterstützt den lokalen Verbrauch, oft durch den direkten Verkauf, begrenzt die Kosten und den CO2-Ausstoß, die mit dem Transport einhergehen. Da keine motorisierte Maschine für die Bodenbearbeitung eingesetzt wird, gibt es weniger Verschmutzung durch Kraftstoff ...Die Aquaponik könnte zur Ernährung isolierter Bevölkerungsgruppen beitragen, die zum Beispiel auf Inseln leben.

Es gibt zahlreiche Methoden, die auf einer Technik basieren, in der kein Boden oder eine Hydrokultur angewendet wird.

Das inerte Substratbett

Die gebräuchlichste Methode für eine Aquaponik-Anlage, die in Privathaushalten in kleinem Maßstab Anwendung findet, ist das inerte Substratbettoder MFG (Media Filled Growbed). Hier geht es nicht um hohe Produktivität, aber sie ermöglicht den Anbau zahlreicher Pflanzen.

Dieses System erfordert einen Behälter mit einem neutralen und inerten Substrat, wie Kugeln aus Blähton oder Kies, der sowohl als Träger für die Pflanzen als auch als Wachstumsmedium dient. Die Pflanzen werden entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich nach der „Gezeitenmethode“ mit Wasser aus dem Fischbehälter versorgt, wobei sie mithilfe eines Glockensiphons abwechselnd überflutet und entwässert werden.

1. Installation der Behälter und der Pumpe

Mit der Installierung dieses Systems sollte in der Mitte des Frühjahrs begonnen werden. Wärmere Temperaturen beschleunigen die Vermehrung von Bakterien, deren optimale Wachstumstemperatur zwischen 25 und 30 °C liegt.

Die beiden wichtigsten Bestandteile sind das Fischbecken und der Pflanzenbehälter. Die Größe hängt von Ihren Plänen ab, als Neuling in der Aquaponik sollten Sie aber nicht zu ehrgeizig vorgehen. Wenn Ihnen diese Form der Kultur zusagt, können Sie das Projekt jederzeit weiterentwickeln. Der dritte wichtige Bestandteil ist die Pumpe, die das Wasser ansaugt.

2. Testlauf und Wassererneuerung

Sobald Sie die verschiedenen Bestandteile Ihrer Anlage angeschlossen haben, ohne sie jedoch endgültig zu befestigen, müssen Sie sicherstellen, dass der mechanische Teil richtig funktioniert, bevor Sie die Lebewesen in die Becken geben.

• Befüllen Sie das oberste Element der Anlage. In der Regel ist dies der Pflanzenbehälter.

• Lassen Sie dann das Wasser zu dem anderen Element ab, das in der Regel das Fischbecken ist.

• Schließen Sie die Pumpe an. Berechnen Sie anhand eines Behälters, dessen Volumen Sie kennen, die tatsächliche Durchflussmenge Ihrer Pumpe. Ihre Anlage muss das Wasser im Fischbecken 1- bis 2-mal pro Stunde erneuern.

3. Der Systemkreislauf und die Wasserparameter

Der Systemkreislauf beginnt mit der Aktivierung des Stickstoffkreislaufs unter der Einwirkung von Bakterien, wie oben kurz beschrieben wurde. Dieser Vorgang nimmt einige Wochen in Anspruch. Er hängt insbesondere von der Wassertemperatur ab. Hier gibt es keine festen Regeln, und obwohl in dieser Phase viel durch Ausprobieren geschieht, erfordert sie ein gewisses Maß an Organisation und Präzision.

Zunächst einmal benötigen Sie ein Set zur Messung der verschiedenen Wasserparameter, wie es normalerweise für Aquarien verwendet wird. Diese Tests lassen sich sehr einfach durchführen und geben Ihnen Aufschluss über den Gehalt an Ammoniak, Nitriten, Nitraten und den pH-Wert des Wassers. Dank dieser Werte können Sie sicherstellen, dass das Wasser keine für Fische giftigen Substanzen, insbesondere Ammoniak und Nitrate, enthält.

Setzen Sie die Pumpe in Betrieb.

Zunächst müssen Sie das grundlegende Elemente einer solchen Anlage in das System geben: Ammoniak. Hierbei haben Sie zwei Möglichkeiten zur Auswahl:

• Zugabevon reinem Ammoniak, im Handel erhältlich unter der Bezeichnung „reines Ammoniak“,, „reines Ammoniumhydroxid“ oder „100%iges Ammoniak“. Hier ist wichtig, dass das Ammoniak keine Zusatzstoffe (z. B. Parfum oder Farbstoffe) enthält.

• Zugabe von Fischfutter in das Fischbecken (aber ohne Fische). Beim Abbau des Futters wird Ammoniak freigesetzt, das den Bakterien als Nährstoff dient.

Geben Sie nach und nach eines dieser Produkte in das Becken, bis Sie einen Ammoniakwert von 2 ppm (entspricht 2 mg pro Liter Wasser), jedoch nicht höher als 3 ppm erhalten. Wiederholen Sie den Vorgang täglich und geben Sie immer die gleiche Menge hinzu, bis Nitrite angezeigt werden. Diese sind ein Zeichen dafür, dass die Tätigkeit der nitrifizierenden Bakterien Früchte trägt. Wenn Sie 0,5 ppm erreicht haben, halbieren Sie die tägliche Ammoniakmenge.

Beachten Sie, dass dieBakterien die Umgebung von selbst besiedeln. Sie müssen also keine hinzufügen, da diese überall vorhanden sind. Der Prozess kann jedoch beschleunigt werden, indem das Medium mit Bakterien besiedelt wird. Nehmen Sie dazu einen Außenfilter aus einem aktiv genutzten Aquarium oder etwas Substrat aus einem anderen vorhandenen Aquaponiksystem und setzen Sie ihn in Ihr eigenes System ein. Es gibt auch Sets zur Förderung nitrifizierender Bakterien, mit denen der Kreislauf eines Aquaponiksystems schnell in Gang gebracht werden kann.

Prüfen Sie mit einem Test, ob die pH- und Alkalinitätswerte für ein Aquaponiksystem geeignet sind. Passen Sie diese andernfalls durch die Zugabe handelsüblicher Produkte an.

4. Zugabe von Pflanzen und Fischen

Sobald Nitrate in großen Mengen (5 bis 10 ppm) im Medium vorhanden sind und die Nitritwerte 0 ppm aufweisen, können Sie die Gemüsesetzlinge in den Kulturbehälter geben. Diese werden mit der Bereinigung des Wassers von den Nitraten beginnen. Auch die Fische können in das System gegeben werden. Rechnen Sie ungefähr 20 Goldfische auf 100 Liter Wasser.

Die richtige Auswahl der Fische

Beginnen Sie lieber mit Goldfischen, da sie Anfängerfehler leichter verzeihen.Vermeiden Sie Flockenfutter, aber füttern Sie, wenn möglich, schwimmende Pellets von geringer Größe (1 bis 2 mm).

Die richtige Auswahl der Pflanzen

Wenn Sie Gemüse ziehen möchten, beginnen Sie mit Gemüse, das leicht anzubauen ist und gut auf Stickstoff reagiert, wie z. B. Blattgemüse (Salat, Spinat, Mangold).Unter den anderen Pflanzen, die von Aquaponikern gern angebaut werden, finden wir Küchenkräuter: Basilikum, Petersilie, Koriander, Minze, Schnittlauch … aber auch alle Arten von Pflanzen: Tomaten, Gurken, Erdbeeren, Blumen …