Aquaponik
Aquaponik ist eine Untergattung der Aquakultur. Es gibt verschiedene Systeme in der Aquakultur. Dazu gehören das offene System wie das Netzgehege, halboffene Systeme
wie Teiche oder geschlossene Kreislaufsysteme. Das geschlossene Kreislaufsystem ist dabei die wassereffizienteste Aquakultur, da das Wasser aus der Aquakultureinheit,
wie zum Beispiel einem Fischbecken, aufbereitet wird und der Aquakultur wieder zugeführt wird. Dadurch wird gegenüber den offenen Systemen sehr viel Wasser gespart.
Die Aquaponik vereint ein solches geschlossenes Kreislaufsystem der Aquakultur mit der Hydroponik. Hydroponik beschreibt den Pflanzenanbau ohne Erde. Das Prozesswasser,
welches bei der Aquakultur anfällt, dient als Nährstoffquelle für die Pflanzen. Die Aquaponik vereint also die Aufzucht von Fischen oder Ähnlichem mit dem Anbau von
hydroponischen Nutzpflanzen.
Aufbau einer Aquaponik-Anlage
Der Aufbau eines solchen Systems ist nicht komplex. Wie bereits geschrieben besteht das System aus einer Aquakultureinheit und einer Hydroponik. Den ersten Komponenten kann man sich wie ein Aquarium vorstellen. Ein Becken, gefüllt mit Wasser und mit Lebensorganismen darin. Vorstellbar sind Fische, Muscheln, Krebse, Garnelen und auch Algen. Diese werden in der Aquakultureinheit gezüchtet und aufgezogen. Ein solches Becken bedarf regelmäßiger Reinigung und Frischwasserzufuhr. An diesem Punkt kann die Hydroponik ihren Nutzen daraus ziehen. Man pumpt kontinuierlich das Dreckwasser ab, entfernt durch einen Filter den Schlamm und fügt Bakterien hinzu, welche das in den Exkrementen enthaltene Ammonium in Nitrat umwandeln. Dieses und weitere Nährstoffe können die Nutzpflanzen dem Fischwasser entziehen und verstoffwechseln. Das nun saubere Wasser kann nun in die Aquakultur zurückfließen.
Aquakultur
Natürlich muss man auch einige Dinge bei der Betreibung einer Aquaponik-Anlage beachten. Dazu gehört die Auswahl der Fische und der Pflanzen. Viele Fische sind sehr empfindlich gegenüber den klimatischen Bedingungen. Daher empfiehlt es sich, robuste Fischarten zu züchten. Dadurch kann man sich Kosten für teure und umweltschädliche Klimaanlagen (oder Heizungen) sparen. Betreibt man Aquaponik in Gewächshäusern, können große Temperaturschwankungen entstehen. Im Sommer, wenn die Sonne auf das Gewächshaus scheint, werden zeitweise Temperaturen von über 30 Grad erreicht. Im Winter ist es hingegen um einiges kühler. Diese Temperaturschwankungen müssen die Fische aushalten können. Solche robusten Fische sind zum Beispiel der afrikanische Raubwels und verschiedene Karpfenarten.
Hydroponik
Bei der Hydroponik werden vorrangig Nutzpflanzen für den Verzehr angebaut. Die Pflanzen werden dabei nicht in der Erde, sondern in zum Beispiel Fließrinnen angebaut. Dabei hängen die Wurzeln der Pflanze frei in einer Rinne, durch welche Wasser fließt. Das Wasser aus dem Fischbecken enthält dabei alle notwendigen Nährstoffe für die Pflanze, wodurch eine Düngung bei vielen Pflanzen unnötig ist. Bei stark zehrenden Pflanzen, d.h. fruchttragende Pflanzen wie Tomaten, kann eine zusätzliche Düngung notwendig sein. Ansonsten sind alle Pflanzen, welche hydroponisch angebaut werden, integrierbar. Bei einfachen Pflanzen wie Salaten oder Kräutern ist eine zusätzliche Düngung nicht notwendig. Bei fruchttragenden Pflanzen wie Tomaten, Gurken oder Kürbissen kann eine zusätzliche Düngung nicht schaden.
Vor- und Nachteile
Bei dem Thema Düngung gibt es einen weiteren Vorteil der Aquaponik. Die Aquakultur hat einen natürlichen CO2-Ausstoß. Dieses ausgestoßene CO2 kann
von den Pflanzen ebenfalls verstoffwechselt werden und düngt diese sogar. So kann man sich die in Gewächshäusern oftmals künstlich angereicherte Luft sparen.
Wie man
vielleicht schon festgestellt hat, eignet sich das Gewächshaus sehr gut als Ort, um Aquaponik zu betreiben. Die notwenige Technik wie Pumpen, Klimaanlagen, Vorratstanks
und Überwachungssysteme sind bereits vorhanden. Somit können Kosten und Fläche gespart werden. Hinzu kommt ein installierbares System, welches die feuchte Gewächshausluft
ansaugt, abkühlt und somit das daraus gewonnene Wasser dem Wasserkreislauf wieder hinzufügen kann. Die feuchte Luft entsteht durch die natürliche Wasserverdunstung.
Eine sogenannte Kältefalle kann also zusätzlich Wassersparen, ist aber vom energetischen Aufwand eher in trockenen Regionen zu empfehlen, weil sonst die Aufwendungen
dem Nutzen überwiegen würden.
Neben den bisher genannten Vorteilen gibt es noch weitere. Um zu veranschaulichen, wie viel Wasser durch den simultanen Betrieb von
Aquakultur und Hydroponik eingespart werden kann, nehmen wir uns die Tomate. In der konventionellen Landwirtschaft wird für ein Kilogramm Tomaten in etwa 180 l Wasser
gebraucht. Bei der Aquaponik sind es gerade mal 35 l. Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei hat in einer Studie mit 100 l Wasser, 1 kg Fisch und 5 kg
Tomaten erzeugt. Generell kann man sagen, dass man bei der Aquaponik nur ein Zehntel des Wassers benötigt, wie bei der herkömmlichen Landwirtschaft. Hinzu kommt die
Einsparung von Dünger, Fläche, Betriebskosten und CO2.
Zu den Kohlenstoffdioxideinsparungen lässt sich sagen, dass die durch die Aquakultur natürlich
hervorgerufene CO2-Emission direkt verstoffwechselt wird und dass man sich den Betrieb einer zusätzlichen Anlage spart. Aquaponik ist selbstverständlich nicht
emissionsfrei, weshalb man auf weitere Aspekte Acht geben kann. Im Allgemeinen haben in der Aquakultur Algen die geringste Treibhausgasfreisetzung, gefolgt von Muscheln,
Fischen und Garnelen. Algen können sogar CO2 senkend fungieren, wenn diese mehr Kohlenstoffdioxid binden als bei der Produktion freigesetzt wird. Fische und
Muscheln haben im Vergleich zu anderen tierischen Lebensmitteln ebenfalls eine eher geringere Emission an Treibhausgasen. Hinzu kommt eine bessere Futterverwertung.
Zusätzlich kann das Futter als Nährstoffquelle für die Hydroponik dienen.
Zukunftsaussicht
Trotz dieser ganzen Vorteile gibt es nur sehr wenige Aquaponik-Anlagen. Ein Grund dafür sind hohe Anlagen- und Energiekosten sowie hoher Betriebsaufwand. Um den hohen Energiebedarf und die daraus resultierende CO2 Emission zu senken, sollte man Aquaponik mit Biogasanlagen oder erneuerbaren Energien betreiben, dessen Ausbau in Deutschland stark voranschreitet. Mit weiteren Forschungsprojekten und Subventionen des Staates ist Aquaponik eine sehr gute und zukunftsorientierte Möglichkeit, um gegen Wassermangel, Klimawandel, Flächenversiegelung und regionale Lebensmittelknappheit vorzugehen.