Aquaponik

Fischproduktion aus Aquakultur und Pflanzenproduktion aus Hydrokultur haben etwas gemeinsam: Ein angespanntes Verhältnis zu Stickstoff.

In der Aquakultur entstehen im Wasser gelöste Stickstoff-Verbindungen als Nebenprodukt. Da diese für die Fische schädlich sein können, versucht man sie dort loszuwerden. Diese stickstoffreichen Nutzwässer jedoch einfach in die Umwelt zu entlassen wäre zum einen eine Belastung für die Natur und zum anderen eine Verschwendung von Ressourcen. Mit aufwändigen Filtersystemen und Entgasungsanlagen wird daher versucht das Wasser von Stickstoff zu befreien.

Pflanzen in der Hydroponik (erdlose Hydrokultur) benötigen im Wasser gelöste Stickstoff-Verbindungen zum Wachsen. Diese werden insbesondere im kommerziellen Bereich in Form von künstlichen Düngemitteln bereitgestellt. Die Produktion und der Transport von Düngemitteln ist jedoch mit einem hohen Verbrauch an Ressourcen und negativen Auswirkungen für die Umwelt verbunden.

Aquaponik ist ein Ansatz, die Aquakultur mit der Hydroponik unter einem Dach und mit einem gemeinsamen Wasserkreislauf zu verbinden.

Was an einer Stelle als lästiges Nebenprodukt hergestellt wird, soll an anderer Stelle dringenden Bedarf decken. Eine optimal gesteuerte Verbindung von Fischzucht und Pflanzenbau verspricht eine Reihe von attraktiven Synergien:

• Geteiltes Wasser – Nutzwasser aus der Aquakultur wird für die Bewässerung von Pflanzen wiederverwertet und kann so effizienter genutzt werden.
• Geteilte Nährstoffe – Das Nutzwasser aus der Aquakultur ist voller kostbarer Nährstoffe, die für den Pflanzenanbau benötigt werden.
• Geteilte Energie – Viele in der Aquakultur produzierten Spezies haben es gerne warm. Gleiches gilt für viele Pflanzenspezies in der Hydroponik. Ein gemeinsames Heizsystem kann Wärmeverluste verringern und so zu einer gesteigerten Energieeffizienz beitragen

Was auf den ersten Blick einfach klingt, entpuppt sich als äußerst komplex.

Jede Spezies, ob aquatisch oder terrestrisch, stellt andere Anforderungen an Umgebungsbedingungen und Nahrungsbedarf. Kombinationen von Organismen zu finden, die gut miteinander harmonieren ist daher eine große Herausforderung.

Nährstoff ist nicht gleich Nährstoff

Zwar ist das Nutzwasser aus der Aquakultur voll von Nährstoffen, doch diese liegen nicht unbedingt in der von den Pflanzen bevorzugten chemischen Form vor. Diese so aufzubereiten, dass sie in Form und Konzentration für die Pflanzen optimal nutzbar sind, ist eine der großen Herausforderungen der Aquaponik.

Bakterien dienen als nützliche Helfer

Ein großer Teil des Stickstoffs, der von Fischen ausgeschieden wird, liegt in Form von Ammonium vor. Doch Ammonium ist für Fische hoch toxisch. Einige Bakterienarten hingegen können Ammonium als Energiequelle nutzen und produzieren als Stoffwechsel-Endprodukt Nitrat, einen der wichtigsten Nährstoffe für Pflanzen.

Die Aquaponik bietet ein großes Potential zur nachhaltigen Produktion von Lebensmitteln.

Um dieses nutzbar zu machen sind allerdings noch einige Hürden zu nehmen.

Eine intelligente Steuerung und Koordination der Nährstoffdynamik innerhalb aquaponischer Systeme ist dabei elementar und bedarf noch weiterer Forschung.