Aquaponik-Pflanzenanbau und Fischzuch
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. Fish in Aquaponics
001835:Fish Quay North Shields unknown ca.1890by Newcastle Libraries, Public Domain Mark 1.0.In order to find the right fish for your own aquaponics system, you can already fall back on a large selection of suitable food fish. There are small fish for small systems and large ones for larger ones. However, they all have to fulfil some basic requirements. As a rule, fish are used that can withstand the high, almost tropical temperatures in a plant. So they have to be heat-resistant. Furthermore, they have to get along with many conspecifics in a small space. This requires a certain stress resistance of the fish, which enables the breeders to keep, manipulate and care for the fish conscientiously and without hesitation.One of the greatest dangers resulting from rearing in open aquacultures is the transmission of diseases and the transfer of genetic material from farmed fish to wild fish. This happens when fish escape from aquaculture and come into contact with wild animals. Since in aquaponics the facilities form a closed circuit and are located far away from the wild fish areas, there is no genetic crossing of the farmed fish with wild fish. This is another factor that has a strong positive effect on the use of aquaponics. So which species are suitable for aquaponics?In the following we have listed all the relevant key data of a wide variety of fish species, which can narrow down your selection for your purposes by growth, breeding duration, temperature range and many other factors.Please understand that we only share this information with our customers.Therefore, only the first entry in our database is displayed publicly. If you have any questions, please do not hesitate to contact us.Kontext:ID: 414
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. Fische in der Aquaponik
001835:Fish Quay North Shields unknown ca.1890by Newcastle Libraries, Public Domain Mark 1.0.Um den geeigneten Fisch für die eigene Aquaponik Anlage zu finden, kann man schon heute auf eine große Auswahl an geeigneten Speisefischen zurückgreifen. Es gibt kleine Fische für kleine, große für größere Anlagen. Sie alle jedoch müssen einige Grundvoraussetzungen erfüllen. In der Regel werden Fische genutzt, die den hohen, fast schon tropischen Temperaturen in einer Anlage standhalten. Sie müssen also wärmeresistent sein. Des Weiteren müssen sie auf kleinem Raum mit vielen Artgenossen auskommen. Dies setzt eine gewisse Stressresistenz der Fische voraus, die es den Züchtern ermöglicht, gewissenhaft und bedenkenlos die Fische zu halten, manipulieren und zu pflegen.
Eine der größten Gefahren, die aus der Aufzucht in offenen Aquakulturen resultiert, sind die Übertragung von Krankheiten und die Übertragung von Erbmaterial der Zuchtfische auf Wildfische. Dies geschieht, wenn Fische aus der Aquakultur entkommen und mit Wildtieren in Kontakt kommen. Da in der Aquaponik die Anlagen einen geschlossenen Kreislauf bilden und sich diese fernab der wilden Fischgebiete befinden, kommt es zu keiner Genkreuzung der Zuchtfische mit wilden Fischen. Ein weiterer Faktor, der sich stark positiv für die Nutzung von Aquaponik auswirkt. Welche Arten kommen also nun für die Aquaponik in Frage?
Im folgenden haben wir alle relevanten Eckdaten verschiedenster Fischarten aufgelistet, die durch Wachstum, Zuchtdauer, Temperaturbereich und viele andere Faktoren Ihre Auswahl für Ihre Zwecke eingrenzen können.
Bitte haben Sie Verständnis dafür, das wir diese Informationen nur mit unseren Kunden teilen.Deshalb wird nur der erste Eintrag in unserer Datenbank öffentlich angezeigt. Bei Fragen zögern Sie bitte nicht uns zu kontaktieren.Kontext:ID: 165
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Aquakultur und Aquaponik
Aquakultur ist nicht Aquaponik
Wir konsumieren heute mehr Fisch als in den Meeren und Seen vorhanden ist oder sich fangen lässt.
Aquakulturen in den Meeren und Seen sind die Basis für den hohen Fischkonsum. Aquakulturen erscheinen heute als die Lösung überhaupt, um die hohe Nachfrage nach Fisch abzudecken, dennoch ergeben sich auch negative Folgen für Mensch und Umwelt, besonders für die im Wasser lebenden Organismen. Klar ist, dass schon mehr als die Hälfte aller Fischprodukte, die weltweit verzehrt werden, aus Aquakulturen stammen.
Doch was ist eigentlich Aquakultur? Aquakultur oder auch Aquafarming ist die systematische Zucht und der Fang von Fischen, Meeresfrüchten, etc. in Süß- oder Meerwasser. Gleichwohl ist der Unterschied, verglichen mit dem herkömmlichen Fischfang sehr groß. Beim klassischen Fischfang werden Fische aus öffentlichen Gewässern entnommen, wobei sich bei Aquafarming die einzelnen Fischarten in separaten Netzgehegen befinden und dort gezüchtet, gefüttert und anschließend gefangen werden.
Dies geschieht im Meer, in Buchten oder in Wassertanks. Die Fische sind somit Eigentum des Halters und können sich nur in ihrem Netzgehege aufhalten, anders als bei Fischen, die auf herkömmliche Weise gefischt werden. In der Freilandzüchtung gibt es viele zusätzliche Probleme: das nicht verbrauchte Futter fällt im Meer einfach zu Boden und ab einer bestimmten Menge führt dies zu unerwünschten Reaktionen der Umwelt.
Der Unterschiede der Systeme
Schon jetzt ist deutlich, dass bei der Aquakultur und der Hydroponik Umweltaspekte und eine höhere Produktionsmenge eine entscheidende Rolle spielen. Die Systeme belasten Meere und Ackerland weniger mit Nebenprodukten und können zudem örtlich ungebunden betrieben werden. Der Unterschied ist der: Hydroponik ist für den Anbau von Pflanzen, die Aquakultur für die Zucht von Tieren gedacht.In der Aquaponik werden die beiden Systeme kombiniert, um die jeweiligen Nachteile zum Vorteil des anderen Systems zu gestalten. Es geht kaum Wasser verloren da die Kreisläufe nahezu geschlossen sind - mit der Ausnahme des entnommenen Materials (Obs, Gemüse, Fisch, etc.) geht extrem wenig Wasser aus dem System heraus. Das bedeutet das auch nur entsprechend wenig Wasser wirklich verbraucht wird. Dazu muss nicht regelmäßig Dünger bzw. Nährlösung in das System gegeben werden. Daher kann die Aquaponik auch als Weiterentwicklung von Aquakultur und Hydroponik bezeichnet werden.
Aquaponik – Kombinierte Systeme
Sich ein Aquakultur- oder auch ein Hydroponik-System zuzulegen ist wenig Aufwand.Es bieten sich zwei Ansätze an: beides einzeln errichten oder in einem kombinierten System zu bauen. In Aquaponik-Systemen werden die Vorteile der beiden beschriebenen Systeme einnfach kombiniert. Pflanzen werden nur in einem Substrat angebaut, die Fische werden in einem großen Becken gehalten.Ein Erdersatz ist Blähton, auch wenn dieser nicht günstig ist. Kies, Steinwolle, Kokosfaser oder andere Stoffe sind auch möglich, bedürfen aber eines gewissen austestens, da nicht alle Pflanzen alle Varianten gleichermaßen vertragen.
Ein wesentlicher Teil des Kreislaufes ist der Sammelbehälter für das Hydroponik-Wasser in dem letztlich die Fische gehalten werden. Diese werden durch die Pflanzen mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Durch die Ausscheidungen der Fische erhalten die Pflanzen fast alles Notwendige. Das Ergebnis ist, dass außer etwas Wasser keine Zusätze verwendet werden müssen. Das geschlossene System funktioniert, bis auf eine kleine Wasserpumpe autonom.
Soviel zur Theorie, hier eine interessante Studie der Fachhochschule Südwestfalen die die gesamte Problematik einer solchen Anlage im richtigen Leben zeigt.
Bild: Principles of aquaponics - by Dr. James Rakocy
Kontext:
ID: 105
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Aquaponik
Aquaponik ist ein Verfahren, das die Aufzucht von Fischen in einer Aquakultur mit dem Anbau von Pflanzen in Hydrokultur kombiniert. Es gibt verschiedene Ansätze, um die Nährstoffe zu den Pflanzen zu bringen.
Die Idee ist den von den Fischen abgegebenen Stoffe direkt als Dünger für Pflanzen zu verwenden. In der Regel müssen diese zuerst aufbereitet werden, was über Bakterien erfolgt.
Graphic courtesy of I. Karonent, adapted for aquaponics by S. Friend.
Wir bieten Ihnen Steueranlagen zur automatischen Bewirtschaftung Ihrer Aquaponik- und Hydroponikanlage an. Unser Angebot reicht von Anlagen die nur der Dokumentation dienen, bis hin zur vollautonomen Anlagensteuerungen.
Einen Detaillierteren Artikel über Aquakultur bzw. Aquaponik finden Sie hier.
Kontext:ID: 82 -
Arten der Anpflanzung
Grundlagen
In der Hydroponik und der damit verbundenen Aquaponik gibt es unterschiedliche Methoden um die Pflanzen mit Nährstoffen zu versorgen. Diese kann man in aktive und passive Systeme unterteilen. Passive Systeme haben den Vorteil unabhängig von Stromversorgung zu sein. Ihre Effizienz ist dabei geringer als die der aktiven Ansätze.
Passive und Aktive Hydroponik-Systeme
Passive Hydroponik-Systeme sind Systeme, die ohne Stromversorgung funktionieren. Bei der aktiven Hydroponik werden Pumpen, Belüfter, Luftbefeuchter oder Sprüh-Vernebler eingesetzt. Diese benötigen Strom. Aktive Hydroponik Systeme sind zwar komplexer im Aufbau, aber durch den Sauerstoffeintrag um ein vielfaches effektiver, was das Pflanzenwachstum betrifft.
Übersicht
Docht-Bewässerung
Ebbe - Flut Systeme
NFT - Nährstoff-Film-Technik
DWC - Tiefwasser-Kultur (Deep Water Culture)
DFT - Tiefwasser Nährstoff Film Technik (Deep Flow Technique)
Tröpfchenbewässerung
Aeroponik - Nebel aus Nährstofflösung
Aquaponik - Pflanzenanbau und Fischzucht
Aquaponik - CHOP (Constant Height, One Pump)Eine kurze Übersicht der gebräuchlichsten Systeme in Aqua- und Hydroponik
Passive Hydroponik: Docht-Bewässerung
Das Dochtsystem (Wick Watering) benötigt keinerlei beweglichen Teile und auch keinen Strom. Die Pflanzen werden in einem Substrat kultiviert, das durch die Kapillarwirkung des "Dochtes" mit der Nährstofflösung versorgt wird. Die Versorgung der Pflanzen über dieses System ist nicht sehr effektiv. Zusätzlich kann der Docht durch Mineralienablagerungen seine Eigenschaften des Nährstofftransportes weitgehend verlieren. Ebenfalls nachteilig ist, dass den Wurzeln kein extra Sauerstoff zugeführt wird. Das System ist technisch einfach aber das Pflanzenwachstum ist langsamer als bei anderen, aktiven, hydroponischen Systemen.
Pro:
- günstige Anschaffung
- ohne Strom
- ohne Technik
- geringer Nährstoffverbrauch
- geringer Kontrollaufwand
Kontra:
- sehr geringer Ertrag
- langsames Wachstum
Aktive Hydroponik: Ebbe - Flut Systeme
Ebbe-Flut Systeme (Ebb and Flood oder Flood and Drain) verwenden Pumpen (4), die die Pflanzen zeit-gesteuert mit der Nährstofflösung flutet (2). Die Pflanzen sind in einem Netz-Topf eingebettet. Nach Abstellen der Pumpe wird die überschüssige Nährstofflösung über einen Überlauf (3) in den Vorratsbehälter (1) zurückgeführt. Oft bleibt eine Restmenge stehen, um das System weniger anfällig zu machen, falls die Pumpen einmal ausfallen sollten bleibt genug Wasser im Pflanzbecken, da der Überlauf ein Minimum an Wasserversorgung sicherstellt.
Über das Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels (2) wird im Wurzelbereich Sauerstoff eingebracht, was zu intensiverem Pflanzenwachstum führt. Eine Steuerungselektronik muss den Ebbe-Flut Rhythmus den Anforderungen der Pflanzen anpassen.
Pro:
- geringer Nährstoffverbrauch
- geringer Wasserverbrauch
- hoher Ertrag
- bei Strom- oder Pumpenausfall: kein Ernte-Verlust
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- Kontrollaufwand
1) Vorratsbehälter2) Flut- & Ebbebecken3) Überlauf4) Zufuhr via PumpeAktive Hydroponik: NFT - Nährstoff-Film-Technik
NFT bzw. Nährstoff-Film-Technik Systeme (Nutrient Film Technic) liefern einen permanenten Nährstofffluss, der in einem dünnen „Film“ die Wurzeln umfließt. Eine Pumpe fördert die Nährstofflösung auf eine schiefe Ebene, auf der die Pflanzenwurzeln liegen und dadurch kontinuierlich versorgt. Die ständige Strömung verhindert eine Nährstoff-Ansammlungen.
Durch den Aufbau von NFT-Systemen wird der Nährstofflösung auch Sauerstoff zugeführt, etwa durch Fallrohre oder Verwirbellungssysteme. Auf das Pflanzsubstrat wird meist verzichtet, so dass die Wurzeln direkten Zugang zu Nährstoffen und Sauerstoff haben und somit schnell wachsen können.
Ein Nachteil ist der Verlust aller Pflanzen bei defekten Pumpen oder Stromausfall.
Pro:
- geringer Nährstoffverbrauch
- geringer Wasserverbrauch
- sehr hoher Ertrag
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- Kontrollaufwand
- bei Strom- oder Pumpenausfall: Ernte-Verlust
Aktive Hydroponik: DWC - Tiefwasser-Kultur (Deep Water Culture)
Bei Tiefwasser-Kultur-Systemen, auch bekannt als DWC-System, werden bereits bewurzelte Pflanzen in einem Netztopf auf einer schwimmenden Platte in das Flüssigkeitsreservoirs eingelegt, wie ein Floß. Zur Stabilisierung der Pflanze kann der Netztopf mit Substrat, etwa Tonkugeln, gefüllt werden. Die Wurzeln hängen direkt in der Nährstofflösung, die mit Sauerstoff angereichert wird. Dies geschieht mittels einer Luftpumpe und Belüftungssteinen, die sehr feine Luftblasen ins Wasser eintragen.
Da die Wurzeln ständig mit sauerstoffreicher Nährlösung versorgt werden wachsen die Pflanzen sehr schnell und kräftig. Das System ist einfach und sicher, auch bei einem Stromausfall passiert den Pflanzen noch nichts. Durch das große Wasserreservoir kann man das System auch einige Tage alleine lassen, ohne sich darum kümmern zu müssen.
Beim DWV-System können die Pflanzen auch auf einer Art Floss sitzen und auf der Nährstofflösung schwimmen.
Pro:
- geringer Nährstoffverbrauch
- geringer Wasserverbrauch
- sehr hoher Ertrag
- schnelles Wachstum (Sauerstoff)
- bei Strom- oder Pumpenausfall: kein Ernte-Verlust
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- Kontrollaufwand
Aktive Hydroponik: DFT - Tiefwasser Nährstoff Film Technik (Deep Flow Technique)
Aktive Hydroponik: DFT - Tiefwasser Nährstoff Film Technik (Deep Flow Technique)
Die Tieffluss-Technik, besser bekannt als DFT, ist eine Variante der NFT Technik, die auch als Nutrient Film bzw. Nährstoff-Film-Technik bezeichnet wird. Statt des dünnen Nährstofffilms werden die Pflanzen von einer ca. 2-4 cm hohen Nährstofflösung umströmt. Das prinzipielle Verfahren ist gleich und arbeitet rezirkulierend.Die Tieffluss-Technik DWT macht dieses Anbausystem sicherer, da bei einem Pumpenausfall die Wurzeln weiterhin versorgt sind. Das Verfahren hat sich aber in der Industrie kaum durchgesetzt, da besonders bei längeren / größeren Systemen, die Versorgung der Pflanzen mit Sauerstoff unterschiedlich ist und die Pflanzen dadurch ungleichmäßig wachsen. Es zählt zu den aktiven Hydroponics Systemen.
Pro:
- geringer Nährstoffverbrauch
- geringer Wasserverbrauch
- sehr hoher Ertrag
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- Kontrollaufwand
- bei Strom- oder Pumpenausfall: Ernte-Verlust
Aktive Hydroponik: Tröpfchenbewässerung
Bei der Tröpfchenbewässerung (Drip System) wird über eine Tropfleitung die Nährstofflösung auf das Substrat um die Pflanzen getropft. Die Nährstofflösung fließt an den Wurzeln vorbei und versorgt diese direkt. Die überschüssige Flüssigkeit fließt ab und liefert dabei Sauerstoff in den Wurzelbereich.
Nicht rezirkulierendes System:
Im industriellen Anbau gibt es non-recovery Systeme um ohne Messtechnik einen hohen Ertrag zu erzielen. Die Pflanzen werden hierbei immer mit frischer und gleich eingestellter Nährstofflösung versorgt. Der Nährstoff wird nicht in den Kreislauf zurückgeführt um die Verbreitung von Krankheitserregern zu vermeiden. Dieses Verfahren verbraucht mehr Wasser und unbenutzte Nährstoffe gehen dabei verloren. Dieses System benötigt keine Kontrolle der Nährstoffe ist aber auf die Erfahrung mit Nährstoffverbrauch angewiesen. Man kann die Anlage "blind" fahren.Pro:
- sehr hoher Ertrag
- schnelles Wachstum
- bei Strom- oder Pumpenausfall: keine Ernte-Verlust
- geringer Kontrollaufwand
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- hoher Nährstoffverbrauch
- hoher Wasserverbrauch
Rezirkulierendes System:
Die Nährstofflösung wird dem System wieder zugeführt, wodurch nur die Nährstoffe verbraucht werden die die Pflanze tatsächlich benötigt. Die Durchflussmenge wird an den Bedarf der Pflanzen angepasst. Durch das geschlossene System ist aber eine Kontrolle der Nährstoffe nötig um diese dem wachstumsphasenabhängigen Verbrauch an zu passen. Dieses System benötigt eine regelmäßige Kontrolle der Nährstoffkonzentration.Pro:
- sehr hoher Ertrag
- schnelles Wachstum
- bei Strom- oder Pumpenausfall: keine Ernte-Verlust
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- Kontrollaufwand
Ohne Kreislauf
Mit geschlossenem Kreislauf
Aktive Hydroponik: Aeroponik - Nebel aus Nährstofflösung
In einem aeroponischen Anbausystem (Aeroponic System) hängen die Wurzeln von Stecklingen oder Pflanzen nicht in einer Flüssigkeit, sondern in einem Nebel aus Nährstofflösung. Die Pflanzen werden mit Netztöpfen in eine Kammer eingehängt, wo die Wurzeln durch Wasserdüsen / Nebeldüsen mit Nährstofflösung besprüht beziehungsweise eingenebelt werden.
Aeroponische Systeme bieten die optimale Versorgung der Wurzeln mit allem, was sie zum Wachsen benötigen, sie arbeiten sehr effektiv und liefern maximales Pflanzenwachstum und zählen deshalb zu den aktiven Hydroponik Systemen. Der technische Aufwand ist wegen des hohen Wasserdrucks für die Düsen oder die eingesetzten Vernebler jedoch hoch. Außerdem muss durch technische Maßnahmen ein Verstopfen der Düsen vermieden werden. Nachteilig ist, dass ein Ausfall der Vernebler nicht lange Zeit von den frei hängenden Wurzeln verkraftet wird.
Pro:
- sehr hoher Ertrag
- schnelles Wachstum
Kontra:
- hohe Anschaffungskosten
- Stromversorgung nötig
- hoher Nährstoffverbrauch
- hoher Wasserverbrauch
- Kontrollaufwand
Aktive Hydroponik: Aquaponik - Pflanzenanbau und Fischzucht
Aquaponik (Aquaponic) setzt sich zusammen aus Aquakultur (Fischzucht) und Hydroponik (Pflanzenzucht), es werden also zwei Anbausysteme kombiniert. Die Ausscheidungen der Fische werden verwendet, um die Pflanzen mit Nährstoffen zu versorgen, sie werden recycelt und dienen als Dünger.Die Umwandlung der Ausscheidungen in von Pflanzen verwertbare Nährstoffe erfolgt mithilfe von Mikroorganismen. Dabei erfolgt auch gleichzeitig eine Reinigung des Wassers, so dass es in das Fischbecken zurückgeführt werden kann und die Fische gute Lebensbedingungen haben. So entsteht ein Kreislauf mit Win-Win Situation. Neben dem Anbau von Salat und Gemüse werden Fische als Nahrungsmittel gezüchtet oder Teiche mit Zierfischen sauber gehalten.
Die Fischzucht kann mit allen Anlagen kombiniert werden, die durch einen Kreislauf eine Trennung und Kontrolle der Nährstoffe erlauben.
Aktive Hydroponik: Aquaponik - Sumpfbehältnis (CHOP: Constant high, one pump)
Der entscheidende Vorteil der Einführung eines Sumpfbehältnisses besteht darin, dass die Höhe des Wasserspiegels – insbesondere im Fischbecken – stets konstant bleibt. Nur dann, wenn Wasser von oben durch die Pumpe ins Fischbecken gelangt, fließt Wasser durch den Überlauf wieder zurück. Dies bedeutet einerseits weniger Stress für die Fische und andererseits ist das Becken selbst bei Versagen des Systems (bspw. durch Rohrbruch) mit Wasser gefüllt, da der Wasserstand niemals unterhalb des Überlaufs sinken kann.
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Kontext:
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Entkoppelte Aquaponik
Ob die entkoppelte Aquaponik (DAPS: Decoupled Aquaponics System) einen generellen Vorteil gegenüber herkömmlichen Kreislauf-Aquaponik-Systemen hat, wird im Internet und in der akademischen Welt viel diskutiert. Dies herauszufinden, war unser Ziel in den letzten Jahren und führte zu der Veröffentlichung „Navigation zu entkoppelten Aquaponiksystemen:Ein systemdynamischer Designansatz “. Dem KISS-Prinzip (Keep it simple, stupid!) folgend, werde ich die Hauptpunkte der Publikation kurz skizzieren und ein wenig in nicht-wissenschaftlichem Jargon diskutieren (ohne das Abstract des Papers).
DAPS Decoupled Aquaponics System ( Entkoppeltes Aquaponiksystem ) HP Hydroponik RAS Rezirkulierendes Aquakultur System Abstrakt
Das klassische Arbeitsprinzip der Aquaponik besteht darin, eine hydroponische Pflanzenkultureinheit mit nährstoffreichem Aquakulturwasser zu versorgen, das wiederum das Wasser reinigt, das in die Aquakulturtanks zurückgeführt wird. Ein bekannter Nachteil besteht darin, dass ein Kompromiss weg von optimalen Wachstumsbedingungen für Pflanzen und Fische erreicht werden muss, um sowohl Feldfrüchte als auch Fische unter den gleichen Umweltbedingungen zu produzieren. Das Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines theoretischen Konzepts eines entkoppelten Aquaponiksystems (DAPS) und die Vorhersage von Wasser-, Nährstoff- (N und P), Fisch-, Schlamm- und Pflanzenwerten.
Dies wurde durch die Entwicklung eines dynamischen aquaponischen Systemmodells unter Verwendung von Eingaben aus Daten aus der Literatur angegangen, die die Bereiche Aquakultur, Hydroponik und Schlammbehandlung abdecken. Die Ergebnisse des Modells zeigten die Abhängigkeit der Aquakulturwasserqualität von der hydroponischen Evapotranspirationsrate. Dieses Ergebnis lässt sich dadurch erklären, dass DAPS auf Einwegflüssen basiert. Diese Einwegströmungen führen zu Ansammlungen von remineralisierten Nährstoffen in der hydroponischen Komponente, die optimale Bedingungen für die Pflanzen gewährleisten. Die Studie schlägt auch vor, die Anbaufläche basierend auf der P-Verfügbarkeit in der hydroponischen Komponente zu bemessen, da P eine erschöpfbare Ressource ist und als einer der wichtigsten einschränkenden Faktoren für das Pflanzenwachstum identifiziert wurde.
Entkoppelte Aquaponik
Obwohl viele Aquaponik-Systeme als Kreislauf konstruiert und betrieben werden, erweitern kommerzielle Erzeuger und Forscher dieses anfängliche Aquaponik-Systemdesign hin zu einer unabhängigen Kontrolle über jede Systemeinheit (d.h. RAS, Hydroponik und Nährstoffrückgewinnung durch Schlammremineralisierung: Rezirkulierten AquakulturSysteme).
Als entkoppelte Aquaponiksysteme (DAPS) werden Systeme bezeichnet, bei denen Fische, Pflanzen und ggf. Remineralisierung als separate Funktionseinheiten integriert sind, die aus einzelnen Wasserkreisläufen bestehen, die unabhängig voneinander gesteuert werden können. Der Unterschied zwischen den Konzepten von One-Loop- und Multi-Loop- (d.h. entkoppelten) Aquaponiksystemen ist in den Abbildungen 1 und 2 zu sehen. Im Zusammenhang mit der Wiederverwertung aller Nährstoffe, die in das System gelangen, kann entkoppelte Aquaponik als bevorzugte Option angesehen werden da sie eine zusätzliche Entladung vermeiden.
Abb. 1 - Das Ein-Schleifen-Aquaponiksystem ist der traditionelle Aquaponik-Ansatz. Anstatt den hydroponischen Teil mit Dünger zu ergänzen, sind beide Komponenten recht ähnlichen Bedingungen ausgesetzt
Abb. 2 - Im Gegensatz zu einem Einkreislauf-Aquaponiksystem zielt ein Mehrkreislauf-Aquaponiksystem darauf ab, optimale Bedingungen sowohl für Fische als auch für Pflanzen zu schaffen. In diesem Fall wird der aus dem RAS stammende Fischschlamm remineralisiert und der Hydroponik zugeführt.
Abbildung 3 zeigt eine Prozessflusszeichnung eines grundlegenden DAPS-Layouts. Bitte beachten Sie – dies ist nur ein Beispiel und kann modular angepasst werden. Die blauen Markierungen in der Abbildung umfassen die RAS-Komponente, die grünen Markierungen die hydroponische Komponente und die roten Markierungen die Remineralisierungskomponenten. Die Abfolge der Komponenten wird numerisch in den Tags dargestellt und bezieht sich auf die vertikale Richtung, in die sich der Durchfluss bewegen muss.
Das bedeutet, hohe Zahlen beziehen sich auf eine hohe Positionierung und niedrige Zahlen auf eine niedrige Positionierung.
Während RAS (Rezirkulierten AquakulturSysteme) und Hydroponik seit Jahrzehnten Gegenstand der Forschung sind, steckt die Remineralisierung von Fischschlamm noch in den Kinderschuhen. In der Abhandlung haben wir die Vor- und Nachteile der aeroben Vor- und Nachbehandlung der anaeroben Vergärung diskutiert, derzeit untersuchen wir jedoch die Leistung der reinen anaeroben Vergärung. Wir werden Sie auf dieser Website über unsere Ergebnisse auf dem Laufenden halten.
Leider müssen wir alle enttäuschen, die sich dafür begeistert haben, ein entkoppeltes Aquaponik-System in ihrem Garten zu bauen. Entkoppelte Aquaponiksysteme erfordern viel Steuerungstechnik und sind nur sinnvoll, wenn man bereit ist, hohe Nährlösungen in der Hydrokultureinheit zu erzielen. Außerdem ist die Dimensionierung des Systems im Vergleich zur Dimensionierung herkömmlicher Systeme mit einer Schleife viel komplexer. Die Ermittlung der erforderlichen Evapotranspirationsrate der hydroponischen Pflanzen, die erforderlich ist, um eine Akkumulation von Stickstoffformen im RAS zu vermeiden, erhöht die Komplexität zusätzlich. Folglich sind diese Art von Systemen am besten für kommerzielle Systeme im großen Maßstab geeignet, insbesondere wegen ihrer Fähigkeit, mit kommerziellen Hydrokultursystemen zu konkurrieren.
Wachstumsvorteile
Der Sweet-Spot der Aquaponik ist für die meisten Menschen der nachhaltige Ansatz sowie die symbiotische Wirkung des RAS-Wassers auf die Pflanzen und umgekehrt. Aus kaufmännischer Sicht kann man die Landwirte mit diesen Argumenten nicht überzeugen, auch wenn sie durchaus stichhaltig sein könnten. In aktuellen Experimenten konnten wir Wachstumsvorteile von entkoppelten Aquaponik-Systemen beobachten. Wir beobachteten ein um 39 % gesteigertes Pflanzenwachstum im Vergleich zu einer reinen Hydroponik-Kontrollnährlösung bei Ergänzung der Hydroponik-Komponente mit zusätzlichem Dünger. Außerdem konnten wir zeigen, dass anaerobe Gärreste auch das Pflanzenwachstum steigerten. Im Moment scheint es, dass sowohl das RAS-Wasser als auch die Gärreste pflanzenwachstumsfördernde Rhizobakterien (PGPR) enthalten, die das Pflanzenwachstum fördern könnten. Wir planen derzeit weitere Experimente zu diesem Thema und werden auch versuchen, einige dieser PGPR zu identifizieren und zu isolieren.
Empfindliche Fischarten
In dem Artikel haben wir erklärt, warum entkoppelte Aquaponik für sensible Fischarten geeignet ist. Wir fanden heraus, dass die Verwendung von künstlichem Gewächshauslicht zu geringeren Schwankungen der RAS-Nährstoffkonzentrationen führt, da die Evapotranspiration der Pflanzen konstanter ist. Inwieweit sich künstliche Beleuchtung auszahlt, muss in einer ernte- und fischabhängigen ökonomischen Bewertung untersucht werden.
Hybrider Hinterhofansatz
Das hybride entkoppelte System ist eine Kombination aus dem One-Loop- und dem entkoppelten Ansatz (Abb. 4). Heim- und Gartenzüchter, die immer noch in die entkoppelte Aquaponik einsteigen wollen, sollten diesen Ansatz vielleicht ausprobieren. Die Größenänderung einer bestehenden Anlage wäre obsolet, da der remineralisierte Schlamm als Nährstoffquelle für die zusätzlichen Kulturbeete dienen würde.
Abb. 4 - Hybrides entkoppeltes Aquaponic-System. Ein Ansatz für Heimgärtner?
Fazit
Wir glauben, dass entkoppelte Aquaponiksysteme das Potenzial haben, ähnliche oder sogar höhere Leistungen als die Hydrokulturproduktion zu erzielen. Wir wissen, dass dies eine gewagte Aussage ist, aber aktuelle Beobachtungen stützen diese Annahmen. Ob diese Wachstumsvorteile von DAPS gegenüber Hydroponik auch unter perfekten Wachstumsbedingungen (dh optimale Klimatisierung, Lichtintensität und CO2-Zugabe) noch zu beobachten sind, muss allerdings noch geklärt werden. Der entscheidende Vorteil ist jedoch der nachhaltige Ansatz, der darauf abzielt, alles zu recyceln, was in das System gelangt. Allein dieser Aspekt ist eine volle Rechtfertigung für entkoppelte Aquaponik.
In Bezug auf die Remineralisierungskomponente besteht weiterer Forschungsbedarf hinsichtlich ihrer Remineralisierungsleistung in Abhängigkeit von unterschiedlichen hydraulischen Verweilzeiten (HRT) und Schlammverweilzeiten (SRT). Zusammenfassend kann gesagt werden, dass technische Forschung in diesem Bereich zwar wichtig ist, aber zusätzliche geografisch abhängige Folgestudien erforderlich sind, die sich mit der wirtschaftlich vertretbaren Größe von DAPS sowie dem Vergleich mit gleichwertigen hydroponischen Systemen befassen.
Quellen:
Dieser Artikel beruht auf Auszügen, Ergänzungen, Zusammenfassungen und Übersetzungen verschiedener wissenschaftlicher Publikationen. Verwendung hierbei fanden unter anderem:
MDPI and ACS Style
Goddek, S.; Espinal, C.A.; Delaide, B.; Jijakli, M.H.; Schmautz, Z.; Wuertz, S.; Keesman, K.J. Navigating towards Decoupled Aquaponic Systems: A System Dynamics Design Approach. Water 2016, 8, 303. https://doi.org/10.3390/w8070303AMA Style
Goddek S, Espinal CA, Delaide B, Jijakli MH, Schmautz Z, Wuertz S, Keesman KJ. Navigating towards Decoupled Aquaponic Systems: A System Dynamics Design Approach. Water. 2016; 8(7):303. https://doi.org/10.3390/w8070303Chicago/Turabian Style
Goddek, Simon, Carlos Alberto Espinal, Boris Delaide, Mohamed Haissam Jijakli, Zala Schmautz, Sven Wuertz, and Karel J. Keesman. 2016. "Navigating towards Decoupled Aquaponic Systems: A System Dynamics Design Approach" Water 8, no. 7: 303. https://doi.org/10.3390/w8070303Decoupled Aquaponics – The Future of Food Growing?http://www.developonics.com/2016/07/decoupled-aquaponics/
Navigating towards Decoupled Aquaponic Systems: A System Dynamics Design Approachhttps://www.mdpi.com/2073-4441/8/7/303/htm
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Pflanzempfehlungen
Album Vilmorin. The vegetable garden 1850-1895. Public Domain In diesem Artikel soll gezeigt werden, welche Pflanzen in einem Aquaponik-System kultiviert werden können. Bevor auf die einzelnen Pflanzen eingegangen wird hilft ein Überblick welche Systeme in der Aquaponik verwendet werden, da einige Pflanzen beispielsweise in System A besser funktionieren als in System B. Wieder andere haben sich dagegen in System B bewährt. Allein dadurch wird deutlich, dass es nicht das beste oder das eine System gibt und beim Aufbau bzw. bei der Planung des Designs genau darauf geachtet werden sollte, für welche Pflanzen das System geeignet sein sollte.
Allgemein gesagt kann jede Pflanze in einem Aquaponik- oder Hydroponik-System kultiviert werden. Also in einem Hydroponiksystem, dem "nur" die Fische fehlen. Es gibt aber einige Ausnahmen, bei denen herkömmliche Methoden besser funktionieren. Dazu später mehr in den einzelnen Kategorien. In diesem Beitrag finden Sie eine Liste mitErfahrungswerten zu einzelnen Pflanzen.
Ein ganz anderer Ansatz findet sich bei Microgreens / Mikrogrün und Sprossen. Letztere bedürfen in der Regel nur einer feucht zu haltenden Unterlage und sind schon nach ein bis zwei Wochen zum Verzehr geeignet. Zumindest sollte erwähnt werden, dass bei der Kultivierung von Sprossen einiges zu beachten ist, da diese auf Grund biologischer Eigenschaften - Stichwort Phasin - je nach Gattung in dieser Wachstumsphase unbekömmlich oder sogar giftig sind können, wenn sie roh gegessen werden. Sie sind immer auf der sicheren Seite wenn sie die Sprossen vor dem Verzehr blanchieren, kochen oder anbraten. Lesen Sie hierzu diesen Artikel.
Salate und Kräuter
Salate und Kräuter sind die wohl am besten in Aquaponic funktionierende Pflanzengruppe. Sie sind in der Regel Schwachzehrer und werden im Aquaponik-System bestens versorgt. Darüber hinaus wachsen Salate und Kräuter in jedem System, egal ob stehend im Kies (Steady Flow / Flood & Drain), in Pflanzkörben sowohl auf Styropor o.ä. (DWC) als auch im PVC-Rohr (NFT).
Empfohlene Sorten:
Bewährt haben sich jegliche Salate wie Mangold, Spinat, Kopfsalat, Eisbergsalat, Endivien, Rucola, Portulak und so weiter genauso wie Kräuter wie Basilikum, Petersilie, Thymian und Oregano.
Nicht zu empfehlen:
Die Minze sollte im Aquaponik-System gemieden werden, weil sie wuchert. Sie liebt feuchte Standorte und befindet sich in einem Aquaponik-System wie im Paradies. Sollte sie isoliert ihr eigenes System haben, sollte es keine Probleme geben, aber zusammen mit anderen Pflanzen wird sie diese zeitnah überwuchert haben.
Fruchtgemüse
Fruchtgemüse gehören zu den Starkzehrern und sind auch im Aquaponik-System sehr beliebt. Es sollte allerdings bedacht werden, dass einige Fruchtgemüse sehr groß werden können. Ausreichend Platz nach oben und untereinander sollte dementsprechend gegeben sein.
Tomatenpflanzen wachsen beispielsweise sehr stark. Gurken und andere Kürbispflanzen werden sehr breit und bewuchern schnell den gesamten zu Verfügung stehenden Raum. Auch hier sollte im Vorfeld darüber nachgedacht werden, ob dieser Raum vorhanden ist.
Darüber hinaus ist nicht jedes System für Fruchtgemüse geeignet. Weder ein DWC- noch ein NFT-System sind von der Stabilität im Normalfall in der Lage, derart große Pflanzen zu stemmen. Theoretisch ist zwar auch dies möglich, aber hier müsste regelmäßig mit unterstützenden Maßnahmen, beispielsweise mit Seilen oder anderen Aufhängungen, nachjustiert werden.
Empfohlene Sorten:
Empfehlen möchten wir für den Privathaushalt eher kleinere Fruchtgemüse, wie beispielsweise Chili-Pflanzen oder Paprika. Kleinere Tomatenpflanzen, wie Cocktailtomaten, sind ebenfalls möglich.
Nicht zu empfehlen:
Jegliche Kürbisgewächse, Tomaten und andere Pflanzen, die sehr groß werden, sollten nur mit Bedacht in einem Aquaponik-System kultiviert werden. Durch den hohen Nährstoffgehalt im Wasser können zwar theoretisch enorme Ergebnisse erzielt werden, praktisch jedoch nur dann, wenn genügend Platz vorhanden ist.
Wurzel- und Knollengewächse
Botanisch zwar nicht ganz korrekt, aber fürs Verständnis sicher akzeptabel: Zu Wurzel- und Knollengewächsen zählen Pflanzen, die unterirdische essbare Teile entwickeln, wie beispielsweise Kartoffeln, Karotten, Rote Beete, Ingwer, Kurkuma, Pastinaken und Ähnliches.
Theoretisch ist es möglich, auch diese Pflanzen in einem Aquaponik-System zu kultivieren, allerdings sind hier einige Voraussetzungen nötig.
Weiche Knollen, wie bei der Kartoffel, sollten nicht ins Kiesbett (Steady Flow / Flood & Drain) gepflanzt werden, da sich die Knolle ums Kies herum bilden würde. Stattdessen hat sich bei weichen Knollen die Methode der Aeroponik bewährt.
Bei härteren Knollen, wie Ingwer und Kurkuma, ist das Kiesbett wiederum möglich, da sie den Kies durch ihre Stärke sukzessive wegdrücken.
Empfohlene Sorten:
Ingwer und Kurkuma kann ich an dieser Stelle empfehlen, jedoch nur, wenn ausreichend Platz vorhanden ist.
Nicht zu empfehlen:
Kartoffeln, Karotten und andere Gewächse mit relativ weichen Knollen sind nicht zu empfehlen, nur wenn die nötigen Voraussetzungen geschaffen wurden – siehe dazu Aeroponik.
Lauchgewächse
Zu den Lauchgewächsen zählen die Esszwiebel, die Winterzwiebel, die Frühlingszwiebel, Schnittlauch, Knoblauch, Porree und viele mehr. All diese wachsen im Aquaponik-System hervorragend.
Empfohlene Sorten:
Je nach persönlichem Geschmack sollten aus der Liste der Lauchgewächse ein oder zwei herausgesucht werden, die nebenbei mitwachsen können. Sie sind pflegeleicht und die oberen Teile der Pflanzen können im Laufe des Jahres mehrfach geerntet werden.
Nicht zu empfehlen:
Zwiebeln und andere Lauchgewächse. Experimentieren Sie aber trotzdem.
Exoten
Wie oben bereits beschrieben, lassen sich theoretisch jegliche Pflanzen in einem Aquaponik-System kultivieren, sofern die benötigten Voraussetzungen gegeben sind. Es gibt Fälle, bei denen sogar die Kultivierung einer Bananen- und Papaya-Pflanze erfolgreich in einem eigens dafür konstruierten Aquaponik-System geglückt ist.
Zusammenfassung:
- Theoretisch ist jede Pflanze kultivierbar
- Salate, Kräuter und Lauchgewächse wachen besonders gut und sind pflegeleicht
- Bei Fruchtgemüse sollte im Vorfeld darüber nachgedacht werden, ob genügend Platz und Raum zur Entfaltung vorhanden ist
- Wurzel- und Knollengewächse sind nur unter bestimmten Voraussetzungen zu empfehlen
Kontext:
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Vorwort zur Fischzucht in Aquaponik-Systemen
Die Fischzucht spielt eine zentrale Rolle in Aquaponik-Systemen und stellt eine symbiotische Ergänzung zur Pflanzenproduktion dar. Durch die Kombination von Fischzucht und Hydroponik entstehen nachhaltige Kreislaufsysteme, die beide Komponenten optimal nutzen und unterstützen. Die Fische liefern durch ihre Ausscheidungen wertvolle Nährstoffe für die Pflanzen, während diese wiederum das Wasser reinigen und den Fischen eine gesunde Lebensumgebung bieten.Die Integration der Fischzucht in Aquaponik-Systemen eröffnet zahlreiche Vorteile. Zum einen ermöglicht sie die Produktion von Fisch als zusätzliche Proteinquelle, was die wirtschaftliche Rentabilität der Systeme erhöht. Zum anderen fördert sie ökologische Nachhaltigkeit, indem sie natürliche Ressourcen effizient nutzt und den Bedarf an chemischen Düngemitteln reduziert. Durch den geschlossenen Kreislauf wird der Wasserverbrauch minimiert und die Belastung der Umwelt durch Abwässer vermieden.Die Fischzucht in Aquaponik-Systemen erfordert jedoch spezifisches Know-how und sorgfältiges Management, um die Balance des Systems zu erhalten. Faktoren wie Fischartenwahl, Futterqualität, Wasserparameter und Krankheitskontrolle müssen ständig überwacht und angepasst werden. Mit wachsender Erfahrung und technologischen Fortschritten wird die Fischzucht in Aquaponik-Systemen jedoch immer zugänglicher und effizienter, wodurch sie einen wertvollen Beitrag zur nachhaltigen Lebensmittelproduktion leisten kann.Bild: https://www.flickr.com/photos/105390931@N02/52478994709 Public DomainKontext:ID: 582