Was ist Aquaponik?

Aquaponik bezeichnet ein landwirtschaftliches System, das die Fischzucht (Aquakultur) und den Anbau von Pflanzen ohne Erde (Hydroponik) miteinander kombiniert. Bei dieser Methode erfolgen Fischzucht und Pflanzenanbau in einem gemeinsamen Wasser- und Nährstoffkreislauf, was besonders ressourcensparend und effizient ist.

Grundgedanke der Aquaponik ist, die natürlichen Synergien zwischen Fischen und Pflanzen zu nutzen. In einem Aquaponik-System leben die Fische in einem Wasserbecken innerhalb eines Gewächshauses. Das Wasser, in dem die Fische schwimmen, enthält durch den Fischkot Ammonium, eine Form von Stickstoff. Dieses Ammonium ist ein wertvoller Nährstoff für Pflanzen. Gleichzeitig reinigen die Pflanzen das Wasser – eine Art natürlicher Filter. Das gereinigte Wasser wird dann wieder in die Fischbecken zurückgeführt.

Diese Verbindung von Fischzucht und Pflanzenanbau sorgt für einen nahezu geschlossenen Wasserkreislauf. Das Wasser im System wird mehrfach verwendet und der Wasserverbrauch im Vergleich zu traditionellen Anbaumethoden stark reduziert. In einem gut funktionierenden Aquaponik-System müssen nur geringe Mengen an Frischwasser hinzugefügt werden, um Verluste durch Verdunstung und die Aufnahme durch die Pflanzen auszugleichen.

Wie funktioniert eine Aquaponik-Anlage?

Ein Aquaponik-System besteht aus vier zentralen Komponenten, die ineinandergreifen: dem Fischbecken, den Pflanzenbeeten, einer Pumpe und einem Filtersystem.

• Fischbecken: Das Fischbecken mit der Aquakultur ist das Herzstück eines Aquaponik-Systems. Hier leben die Fische, deren Ausscheidungen die Nährstoffe für die Pflanzen liefern. Größe und Art des Fischbeckens können je nach System variieren, manchmal befindet sich das Fischbecken unter den Beeten, mal daneben. Beliebte Fischarten für Aquaponik-Systeme sind Tilapia, Karpfen und Welse, da sie robust sind und mit verschiedenen Wasserbedingungen gut zurechtkommen.

• Pflanzenbeete: Die Pflanzenbeete sind der Bereich, in dem die Pflanzen wachsen. Anstelle von Erde werden hier erdlose Substrate wie Kies, Blähton oder Kokosfasern verwendet, um die Wurzeln zu stützen und das Wasser zu halten. In einigen Systemen wachsen die Pflanzen auch direkt im Wasser (Hydroponik). Die Pflanzenbeete erhalten das nährstoffreiche Wasser aus dem Fischbecken.

• Wasserpumpe: Die Wasserpumpe pumpt das Wasser aus den Fischbecken zu den Pflanzenbeeten und zurück. Die Pumpe sorgt dafür, dass das Wasser kontinuierlich zirkuliert.

• Biofilter: Der Biofilter wirkt zwischen den Fischbecken und den Pflanzenbeeten. In diesem Filter befinden sich spezielle Bakterien, die das Ammonium aus den Fischabfällen in Nitrat umwandeln. Nitrat ist eine Form von Stickstoff, die von den Pflanzen leicht aufgenommen und verwertet werden kann. Der Biofilter sorgt somit dafür, dass das zu den Pflanzen geleitete Wasser frei von schädlichen Stoffen ist und die richtigen Nährstoffe enthält.

Welche Potenziale bietet eine Aquaponik-Anlage?

Aquaponik-Anlagen sind in Deutschland noch wenig verbreitet. Doch sie haben eine Reihe großer Vorzüge.

• Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz: Aquaponik-Anlagen nutzen Wasser äußerst effizient, da es in einem geschlossenen Kreislauf ständig recycelt wird. Für ein Kilogramm Tomaten werden bei herkömmlichen Anbaumethoden etwa 180 Liter Wasser gebraucht, in einer Aquaponik-Anlage können mit derselben Menge Wasser fünf Kilogramm Tomaten und zusätzlich ein Kilogramm Fisch produziert werden. Zudem werden Einwirkungen auf Böden vermieden.

• Hohe Erträge auf kleinem Raum: Aquaponik-Anlagen sind besonders für die urbane Landwirtschaft oder Orte mit wenig Platz geeignet, da sie auf kleinem Raum hohe Erträge liefern können. Die Möglichkeit, vertikale Anbaumethoden in Gewächshäuser zu integrieren, maximiert die Flächeneffizienz und ermöglicht den Anbau einer Vielzahl von Pflanzenarten in städtischen Gebieten.

• Wirtschaftliche Chancen für landwirtschaftliche Betriebe: Die kombinierte Produktion von Fisch und Pflanzen ermöglicht die Diversifizierung von Einkommensquellen für landwirtschaftliche Betriebe. Zudem entfallen die Kosten für chemische Düngemittel und Pflanzenschutzmittel. Die geringe Wasser- und Energieintensität des Systems kann zu Kosteneinsparungen führen und die Rentabilität steigern. Der Bau einer Anlage erfordert jedoch substanzielle Investitionen.

• Emissions- und CO₂-Reduktion: Aquaponik-Anlagen können nahezu CO₂-neutral betrieben werden, insbesondere wenn erneuerbare Energien wie Solar- oder Biogas zur Energieversorgung genutzt werden. Durch die Nutzung des natürlichen Stickstoffkreislaufs und den Verzicht auf chemische Düngemittel und Pflanzenschutzmittel wird zudem die Umweltbelastung minimiert.

• Stärkung der regionalen Lebensmittelversorgung: Die in Aquaponik-Anlagen produzierten Lebensmittel können das ganze Jahr über angebaut werden und sind regional, wenn sie direkt vor Ort geerntet und vermarktet werden. Dies erhöht die Qualität und den Nährstoffgehalt der Lebensmittel.

Welche Pflanzenarten eignen sich für den Anbau in einem Aquaponik-System?

In einem Aquaponik-System können theoretisch fast alle Pflanzenarten kultiviert werden, doch einige Arten sind besonders gut geeignet. Salate und Kräuter, wie Basilikum und Petersilie, wachsen schnell und sind pflegeleicht. Fruchtgemüse wie Tomaten sind ebenfalls ideal für Aquaponik, da sie von der nährstoffreichen Umgebung profitieren und hohe Erträge liefern. Schwierig ist der Anbau von Pflanzen, die viel Platz benötigen. Selbst Gurken und andere Kürbisgewächse können schnell viel Platz einnehmen und sind somit für den Anbau im platzarmen Aquaponik-System weniger geeignet.

Welche Anlagetypen für Aquaponik gibt es?

Aquaponik-Systeme gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich in Aufbau, Materialien und Konzepten unterscheiden. Trotz dieser Unterschiede bleibt das Grundprinzip des nahezu geschlossenen Kreislaufs innerhalb eines symbiotischen Systems bei allen erhalten. Jedes System hat seine eigenen Vor- und Nachteile, und die Wahl des passenden Systems hängt zum Beispiel vom verfügbaren Platz ab.

Ein gängiges System ist das sogenannte Ebbe-und-Flut-System. In diesem System wird das Pflanzbeet periodisch mit Wasser gefüllt und anschließend wieder entleert. Dies kann entweder elektrisch mithilfe einer Zeitschaltuhr oder mechanisch gesteuert werden. Der periodische Wechsel sorgt dafür, dass die Pflanzenwurzeln sowohl Wasser als auch Luft erhalten, was ihr Wachstum fördert. Eine andere Anlage ist die „Nutrient Film Technique“ (NFT). Hierbei fließt nährstoffreiches Wasser durch lange, schmale Rohre oder Kanäle, auf denen die Pflanzen in kleinen Töpfen sitzen. Diese Methode ist besonders platzsparend und eignet sich gut für den vertikalen Anbau, da das Wasser durch Schwerkraft von oben nach unten fließt und so mehrere Ebenen versorgen kann.

Ein weiteres System, das häufig verwendet wird, ist die „Deep Water Culture“ (DWC). In diesem System schwimmen die Pflanzen auf Styroporplatten über einem tiefen Fischbecken. Die Wurzeln hängen direkt im Wasser, wodurch sie konstant mit Nährstoffen versorgt werden. Dieses System ist einfach und kostengünstig zu installieren und eignet sich besonders gut für großflächige, kommerzielle Anlagen. Allerdings benötigen die Pflanzen zusätzliche Unterstützung, um nicht umzukippen, und das Wasser muss kontinuierlich mit Sauerstoff angereichert werden, um das Pflanzenwachstum zu fördern. Zuletzt gibt es das „Aeroponik-System“, bei dem nicht die Pflanzenwurzeln mit Wasser versorgt, sondern die Pflanzen regelmäßig mit einer feinen Nährlösung besprüht werden. Diese Methode ist besonders geeignet für Pflanzen, die spezielle Anforderungen an ihre Umgebung haben, wie etwa Kartoffeln, die Knollen und Rhizome ausbilden. Aeroponik bietet den Vorteil, dass die Wurzeln optimal mit Sauerstoff versorgt werden, was zu einem schnellen und gesunden Wachstum führt.